2.2. Những nghiên cứu ở ngoài nước
2.2.4. Những nghiên cứu về Rầy nâu Nilaparvata lugens Stal
Theo CABI, 2007 rầy nâu có tên khoa học là Nilaparvata lugens Stal, Họ Delphacidae, Tổng họ Fulgoroidea, lớp phụ Auchenorrhyncha, bộ Homoptera.
Các tên khác của rầy nâu: Calligypona oryzae; Delphacodes oryzae;
Delphax lugens Stal, 1854; Nilaparvata greeni Distant, 1906; Nilaparvata oryzae Esaki and Hashimoto, 1932; Hikora formosana Esaki and Hashimoto, 1943...
* Đặc điểm sinh học của rầy nâu
Rầy non và rầy trưởng thành cánh ngắn di chuyển theo cách bò và nhảy.
Rầy trưởng thành cánh dài thì có thể bò nhảy và bay. Rầy bay sau khi vũ hóa 2-5 ngày với rầy cái và 2- 4 ngày với rầy đực (Padgham, 1983).
Rầy trưởng thành cánh dài thường bay khỏi ruộng lúa vào lúc rạng đông và hoàng hôn (Ohkubo and Kisimoto, 1971). Chiều cao bay của rầy cao nhất là 1m, ít hơn ở độ cao 4m và rất ít ở độ cao 8m (Dyck and Thomas, 1979). Hiện tượng rầy nâu từ ruộng này sang ruộng khác thường xảy ra vào giai đoạn cuối vụ, khi lúa bị“cháy rầy” (Heinrichs, 1979; Macquyllan, 1975).
Rầy nâu có thể di cư với khoảng cách hàng nghìn km, hiện tượng di cư của rầy qua biển Đông từ Việt Nam, Trung Quốc tới Nhật Bản và Hàn Quốc (Kisimoto, 1977; Song et al., 2008). Rầy nâu trưởng thành có hai dạng cánh ngắn và cánh dài. Khi mật độ quần thể tăng lên thì tỷ lệ cánh dài cũng tăng. Số lượng
và chất lượng thức ăn có ảnh hưởng nhiều đến tỷ lệ cánh ngắn và cánh dài, trưởng thành cánh ngắn có thời gian phát dục ngắn hơn trưởng thành cánh dài kể cả đực và cái, (Kisimoto, 1965). Sự sinh trưởng và phát triển của rầy nâu có mối quan hệ mật thiết với điều kiện nhiệt độ và ẩm độ. Nếu nhiệt độ thay đổi nhanh chóng, sự phát triển, sự phục hồi quần thểvà sự sống sót của rầy nâu cũng sẽ bị ảnh hưởng mạnh mẽ và cũng sẽ ảnh hưởng tới phân bố nhập cư và di cư của rầy nâu (Bae, 1995).
Theo các tác giả thì rầy nâu có thể có từ 6-7 lứa (Wang et al., 1994), 10 lứa (Ho and Liu, 1969), 11 lứa (Chiu, 1970). Trong 1 năm có 2 đỉnh cao tương đương với vụ lúa chính trong năm. Ở Bắc bán cầu, hầu hết các theo dõi đã cho thấy đỉnh cao nhất của rầy nâu vào nửa cuối năm, trong lứa thứ hai (Choi, 1975;
Karim, 1975) Tuy nhiên một số trường hợp thấy đỉnh cao nhất lại nằm vào nửa đầu năm hoặc trong vụ lúa thứ nhất (Alam, 1971).
Sự phát triển của trứng rầy nâu: Sự thay đổi điều kiện thời tiết không những ảnh hưởng tới sự phát triển của sâu non và trưởng thành nó còn có quan hệ mật thiết tới sự phát triển của trứng. Trứng sẽ không phát triển trong điều kiện nhiệt độ dưới 10oC (Hirano, 1942; Kisimoto, 1977), 10,5oC (Kuwahara et al., 1956) và 10,8oC (Suenga, 1963).
Sự phát dục của trứng ngừng khi nhiệt độ xuống thấp khoảng 10-10,8ºC.
Quá trình hình thành trứng ngừng lại khi nhiệt độ xuống thấp dưới 17ºC hoặc 18ºC (Mochida and Okada, 1979). Nhiệt độ thấp hơn 20oC hoặc cao hơn 30oC đều làm cho tỷ lệ nở của trứng giảm (Visarto, 2005). Theo Otake (1978), thời gian trứng của rầy nâu khoảng từ 7-13 ngày ở điều kiện 25oC và từ 7-13,7 ngày ở điều kiện nhiệt độ 30oC. Thời gian dài nhất của trứng là 26,7 ngày ở điều kiện 15oC và ngắn nhất là 12,6 ngày ở điều kiện nhiệt độ 28oC (Visarto, 2005). Các tác giả như Suenaga (1963) và Mochida (1964), chứng minh rằng tỷ lệ trứng nở cao nhất ở điều kiện nhiệt độ 25oC (khoảng 96%) và nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn 25oC tỷ lệ trứng nở đều giảm. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, điều kiện độ ẩm từ 70- 80% và ánh sáng 16 giờ sáng 8 giờ tối, trứng không phát triển khi nhiệt độ thấp hơn 15oC (Visarto, 2005).
Sự phát triển và một số đặc điểm của rầy non: Tỷ lệ sống của rầy non đạt từ 96-98% cao nhất ở nhiệt độ ổn định ở 25ºC, ở điều kiện nhiệt độ ổn định 27-28ºC, thời gian phát dục ngắn nhất là 12 ngày và tổng thời gian phát dục
trứng và rầy non ngắn nhất là 20 ngày, rầy non tuổi 4 và 5 hoạt động bình thường trong khoảng nhiệt độ12-31ºC (Mochida, 1964) Thời gian phát dục của rầy non trong điều kiện 25oC là 13,2 ngày (Suenage, 1963), 13,91 ngày (Lin, 1970), 13,6 ngày (Bae et al.,,.,1987) và 16,28 ngày (Bae, 1995) . Khi nuôi ở điều kiện nhiệt độ 30oC thì thời gian phát dục của rầy non là 13,1 ngày (Suenage, 1963), 14,0 ngày (Lin, 1970) và 12,7 ngày (Bae et al., 1987).
Sự phát triển và một số đặc điểm của trưởng thành rầy nâu: Rầy nâu có 2 dạng cánh: một dạng cánh dài và một dạng cánh ngắn. Khi rầy nâu được nuôi ở các kiện khác nhau như nhiệt độ, ánh sáng, mật độ, thức ăn ảnh hưởng lớn đến sự hình thành dạng cánh. Những con trưởng thành cái cánh dài thu vào năm 1992 từ Nhật Bản và những khu vực cận nhiệt đới như ở phía Bắc Việt Nam thời gian sống kéo dài hơn khi chúng được thu ở khu vực nhiệt đới như Indonesia. Quần thể rầy nâu thu vào năm 1993, 1994 ở Nhật Bản, miền Trung và miền Nam Trung Quốc và miền Bắc Việt Nam có thời gian trước đẻ trứng cũng dài hơn ở Malaysia (Visator, 2005).
Trưởng thành thường vũ hoá vào buổi sáng, những hoạt động của chúng bắt đầu sau khi cánh hình thành (Kisimoto, 1965). Những con cái cánh ngắn bắt đầu giao phối với con đực sau khi vũ hoá từ 2-4 ngày, và 3-7 ngày đối với những con cái cánh dài ở điều kiện nhiệt độ 25oC, trong khi đó cả 2 dạng cánh dài và cánh ngắn của con đực trưởng thành có thể giao phối ngay sau khi vũ hoá (Kisimoto, 1965). Tuy nhiên theo Otake (1978), sau khi vũ hóa 24 giờ, rầy trưởng thành bắt đầu giao phối, hoạt động tăng dần lên đến ngày thứ 5, sau đó giảm đi. Một cá thể đực có thể giao phối với 9 cá thể cái trong vòng 24 giờ, trong thời gian sống con cái có thể giao phối 2 lần hoặc nhiều hơn (Mochida and Suryana, 1975). Số trứng do một con cái đẻ thay đổi tùy theo từng cá thể, liên quan chặt chẽ với thời gian sống và số ngày đẻ, con cái đẻ nhiều nhất tới 1.474 trứng (Suenaga, 1963). Trong điều kiện nhiệt độ bình thường, trung bình một cá thể cái đẻ từ 108-599 trứng (Mochida, 1964). Trong thực tế con cái cánh ngắn đẻ nhiều trứng hơn con cái cánh dài. Một trưởng thành rầy nâu cái cánh dài đẻ khoảng 250 trứng (Mochida, 1970), 550 trứng (Kisimoto, 1965) và một trưởng thành cái cánh ngắn đẻ khoảng 300 trứng (Mochida, 1970), 600 trứng (Kisimoto, 1965) trong suốt thời gian sống của chúng. Đối với trưởng thành cánh dài, con đực hoạt động bình thường trong phạm vi nhiệt độ từ 9-31ºC, tuổi thọ của rầy trưởng thành giảm khi nhiệt độ tăng trong phạm vi từ 20-33ºC (Mochida, 1964). Thời kỳ tiền đẻ trứng và đẻ trứng của trưởng thành có quan hệ với nhiệt độ, nhiệt độ thấp sẽ kéo dài thời gian đẻ trứng
và trước đẻ. Rầy nâu đẻ nhiều nhất và điều kiện thuận lợi nhất cho sự phát triển của trưởng thành là 27,5oC (Chen et al., 1982).
* Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của rầy nâu + Điều kiện thời tiết
Rầy nâu thích hợp với khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm như điều kiện khí hậu của nước ta. Thêm vào đó, sự biến đổi khí hậu toàn cầu đã làm cho thời tiết nước ta thay đổi, những cơn giông trái mùa xen kẽ nắng là điều kiện thuận lợi cho rầy nâu phát triển.
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng phát triển và bùng phát gây hại của rầy nâu các tác giả cho rằng: nhiệt độ thích hợp nhất cho sự phát triển của trứng và trưởng thành là 25 - 300C, nhiệt độ< 150C và > 300C đều không thích hợp cho sự phát triển của chúng (Kalode, 1976). Ở những vùng ấm áp vòng đời của rầy nâu ngắn hơn những nơi mát mẻ, nhiệt độ từ 20 - 300C có liên quan đến sự bùng phát rầy nâu (Dyck et al., 1979).
Bức xạ mặt trời có liên quan đến nhiệt độ, Alam (1971) cho rằng số giờ chiếu sáng có tương quan thuận với sự phát triển quần thể rầy nâu nhưng Dyck et al.
(1979) thì cho rằng mật độ quần thể rầy nâu cao hơn ở thời kỳ chiếu sáng thấp hơn. Bức xạ mặt trời liên tục được cho là ngăn chặn sự gia tăng quần thể (Anonymous, 1975).
Ẩm độ là yếu tố có lợi cho sự phát triển và gia tăng quần thể rầy nâu, ẩm độ 70 - 80% là điều kiện tối ưu cho sự phát triển quần thể. Những nghiên cứu tại IRRI cho thấy ẩm độ từ 50 - 60% cũng đều thuận lợi cho sự phát triển quần thể rầy nâu.
Về lượng mưa, một số tác giả nghiên cứu về rầy nâu đã tìm thấy sự bùng phát của chúng xảy ra trong suốt mùa mưa và họ kết luận rằng chúng có quan hệ với lượng mưa (Anonymous, 1975), một số nghiên cứu tại Indonesia kết luận rằng có mối tương quan nghịch giữa số tháng khô trong năm với diện tích thiệt hại do rầy nâu gây ra nhưng một số tác giả thì có đề nghị ngược lại rằng sự bùng phát rầy nâu xảy ra trong mùa khô và lượng mưa thấp (Dyck et al., 1979).
+ Mật độ cấy cao
Mật độ cấy đã góp phần tạo tiểu khí hậu bên trong ruộng lúa thích hợp cho rầy nâu sinh sống và gây hại (Dyck et al., 1979). Cấu trúc tán lá dày đặc là kết quả của giống có khả năng đẻ nhánh cao, mật độ cấy dày và bón phân nhiều kết
hợp với ngập lụt thường xuyên trên đồng ruộng đều tạo ra một tiểu khí hậu thuận lợi cho sự sinh sản của rầy nâu (Kalode, 1976).
Nhiều tác giả đã giải thích được ảnh hưởng của phân đạm đến rầy nâu hại lúa, họ cho rằng phân đạm đã tạo ra một cấu trúc tán lá dày (Anonymous, 1975) và cung cấp cho sâu hại một tiểu môi trường sống thuận lợi. Kết quả nghiên cứu của IRRI cho thấy, sử dụng hàm lượng đạm sulphate cao hơn thì mật độ rầy trên lúa cũng cao hơn. Kết quả nghiên cứu của Cheng (1971) chỉ ra rằng, rầy nâu sống trên những cây có lượng phân đạm nhiều thì lượng nước bọt thải ra nhiều hơn, sức sống tốt hơn và phát triển quần thể nhanh hơn trên những cây thiếu đạm. Những rầy cái được nuôi trong điều kiện thừa đạm cũng mắn đẻ hơn (Kalode, 1976).
Kết quả nghiên cứu tại IRRI cho thấy, rầy nâu có khả năng chịu đựng với stress khi sử dụng thừa phân đạm, cụ thể tăng lượng đạm chứa trong cây ký chủ ở nhiệt độ cao (38oC) thì sự tồn tại của sâu non, trưởng thành và khả năng sinh sản của rầy nâu đều tăng so với ở giống lúa có chế độ đạm thấp (Dyck et al., 1979).
Nhiều tác giả khi nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón thừa đạm trên ruộng lúa đến rầy nâu cho thấy: tỷ lệ sống sót cao hơn, gia tăng quần thể nhiều hơn (Cheng, 1971) và khả năng đẻ trứng nhiều hơn (Preap et al., 1995), xu hướng bùng phát thành dịch cao trên những cây thừa đạm khả năng ăn tăng gấp 3 - 7 lần, bài tiết nước bọt tăng 7 lần và kích thước cơ thể tăng 2 - 3 lần. Bằng thí nghiệm so sánh việc bón 0; 50; 100; 150 kgN/ha trên giống lúa IR20 cho thấy những mật độrầy nâu sống trên ruộng bón đạm cao hơn gần gấp 3 lần và khả năng đẻ trứng gấp 10 lần so với rầy nâu sống trên ruộng không bón đạm (Dyck et al., 1979).
Khi nghiên cứu tác động của các điều kiện bên ngoài đến rầy nâu, người ta thấy rằng: việc bón nhiều phân đạm có ý nghĩa cao hơn là thích nghi sinh thái.
Hơn nữa, phần lớn tính thích nghi của rầy có thể thay đổi theo hướng gia tăng ở các thế hệ tiếp theo nếu sử dụng chế độ phân đạm cao liên tiếp (Lu et al., 2005).
+ Quản lý nước
Nhiều tác giả cho rằng lượng nước trên đồng ruộng có thể làm cho mật độ rầy nâu tăng lên và làm tăng thiệt hại cây trồng (Anonymous, 1975; Mochida and Suryana, 1976). Để chứng minh quan điểm này, mật độ rầy nâu tại IRRI đã được theo dõi trong thời gian mùa khô ở những mảnh đất có mực nước khác nhau hoặc độ ẩm của đất khác nhau. Kết quả cho thấy, ở những vùng đất khô mật độ rầy nâu thấp hơn rất nhiều ở những vùng ngập nước. Điều này cho phép kết luận
rằng, sự ngập nước trên đồng ruộng ảnh hưởng mạnh mẽ đến mật độ của quần thể rầy nâu trên đồng ruộng.