CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học của rệp sáp bột hồng Phenacoccus manihoti
2.4.2.3. Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái họccủa rệp sáp bột hồng
44
Rệp sáp bột hồng được nuôi cá thể trong tủ sinh thái côn trùng (nhãn hiệu RGX-400E) ở ba nhiệt độ 20ºC, 25ºC, 30ºC với cùng 62% ẩm độ và chế độ chiếu sáng 16 giờ/ngày đêm. Các túi trứng của rệp sáp bột hồng mới đẻ (trong vòng 24 giờ) trên quả bí ngô được nhẹ nhàng chuyển bằng bút lông lên góc giữa các thùy của lá cây sắn có 3 - 4 lá trồng trong cốc nhựa. Mỗi nhiệt độ lây nhiễm 100 trứng lên các cây sắn thí nghiệm. Hàng ngày theo dõi sự phát dục của pha trứng. Sau khi nở từ trứng, rệp sáp non tuổi 1 đã cố định vị trí dinh dưỡng trên các thùy lá sắn thì tiến hành đánh số thứ tự những cá thể rệp sáp non tuổi 1 cần theo dõi. Trên mỗi thùy lá sắn chỉ để 2 - 3 cá thể rệp sáp non tuổi 1 ở vị trí cách xa nhau một khoảng sao cho không nhầm lẫn khi theo dõi thí nghiệm (loại bỏ hết các rệp non tuổi 1 không theo dõi). Số lượng rệp non tuổi 1 được đánh số thứ tự để theo dõi đủ lớn sao cho đến cuối từng tuổi/từng giai đoạn phát triển cá thể phải có ít nhất 30 cá thể trong mỗi nhiệt độ thí nghiệm.
Hàng ngày vào thời gian nhất định quan sát, theo dõi tập tính hoạt động sống ở các pha phát triển của rệp sáp bột hồng, ghi nhận thời điểm trứng nở, lột xác chuyển tuổi của rệp sáp non, thời điểm xuất hiện rệp sáp trưởng thành. Khi có trưởng thành xuất hiện thì tiến hành theo dõi các chỉ tiêu liên quan đến sinh sản, tuổi thọ của chúng. Về các chỉ tiêu này, ít nhất phải theo dõi được 15 cá thể trưởng thành cái rệp sáp bột hồng trong mỗi nhiệt độ thí nghiệm. Các chỉ tiêu theo dõi trong thí nghiệm nuôi sinh học gồm:
- Thời gian pha trứng được tính từ khi trứng được đẻ ra đến khi trứng nở.
- Thời gian phát triển của rệp sáp non các tuổi được tính bằng khoảng thời gian giữa 2 lần lột xác chuyển tuổi hoặc giữa lần lột xác chuyển tuổi cuối cùng với lần lột xác chuyển pha hóa trưởng thành.
- Thời gian trước đẻ trứng của trưởng thành cái là khoảng thời gian từ thời điểm rệp sáp non giới tính cái tuổi 3 lột xác chuyển pha hóa trưởng thành đến khi trưởng thành cái bắt đầu đẻ trứng.
- Thời gian vòng đời là khoảng thời gian từ khi trứng được đẻ ra đến khi thành trưởng thành cái đẻ được quả trứng đầu tiên.
45
- Thời gian sống của trưởng thành là khoảng thời gian từ thời điểm vũ hóa trưởng thành đến khi trưởng thành chết sinh lý.
- Sức đẻ trứng của trưởng thành cái là số trứng do mỗi trưởng thành cái đẻ được trong thời gian sống của nó.
Thời gian phát triển trung bình của các pha, các tuổi rệp sáp non, thời gian vòng đời được tính theo công thức:
∑ Xi . ni
Xtb = --- ± s n
Với Xtb: thời gian phát triển trung bình của từng pha/giai đoạn (ngày) Xi: thời gian phát triển của cá thể thứ i (ngày)
ni: số cá thể có thời gian phát triển như cá thể i n: số cá thể theo dõi
s: độ lệch chuẩn
Tỷ lệ sống của rệp sáp bột hồng theo từng pha/giai đoạn phát triển được tính theo công thức:
Tổng số cá thể hoàn thành phát triển ở mỗi giai đoạn phát triển Tổng số cá thể theo dõi ban đầu ở mỗi gia đoạn phát triển
x 100 Các chỉ tiêu bảng sống liên quan đến sự phát triển quần thể của rệp sáp bột hồng (Ro, rm, λ, Tc, DT) được tính theo một số tài liệu nước ngoài (Birch, 1948;
Kakde et al., 2014) [42], [69]. Cụ thể:
+ Tỷ lệ gia tăng tự nhiên r (the instrinsic of natural increase) là tiềm năng sinh học của loài. Chỉ tiêu này phụ thuộc tốc độ sinh sản, tốc độ phát triển, tỷ lệ giới tính, tỷ lệ sống trong môi trường ổn định, thức ăn và không gian không hạn chế (Birch, 1948).
Tỷ lệ gia tăng tự nhiên (r) tính theo phương trình:
dN
= r.N (1) dt
Trong đó: dN là số lượng của quần thể gia tăng trong thời gian dt;
N là số lượng của quần thể ban đầu, N = b – d (b: tỷ lệ sinh, d: tỷ lệ chết)
46
Từ phương trình vi phân (1) có thể viết dưới dạng tích phân:
Nt = No.e-rt (2)
Trong đó: Nt là số lượng của quần thể ở thời điểm t; No là số lượng của quần thể ở thời điểm ban đầu; e là cơ số logarith tự nhiên.
Hay Σ lx.mx.e-rx = 1 (3)
Trong đó: lx là tỷ lệ sống qua các tuổi x, hay lx là xác suất sống sót của các cá thể cái ở tuổi x (tỷ lệ sống của trưởng thành cái ở thời điểm ban đầu lx = 1 hay 100%); mx là sức sinh sản được tính bằng số con cái sống sót trung bình được một cá thể mẹ ở tuối x đẻ ra trong một đơn vị thời gian một ngày.
+ Hệ số nhân của một thế hệ Ro (net reproductive rate) là tổng số con cái sinh ra sống sót trong một thế hệ do một mẹ đẻ ra.
Ro = Σ lx.mx (4)
+ Thời gian của một thế hệ (generation time) là tuổi trung bình của tất cả các cá thể mẹ khi đẻ ra con cái. Chỉ số này tính bằng các giá trị T và Tc. Giá trị T được tính theo cơ sở của mẹ, giá trị được Tc tính theo cơ sở con mới sinh.
Tc = Σ lx.mx
(5) Ro
T = Σ x.lx.mx.e7-rx (6)
+ Chỉ số giới hạn gia tăng tự nhiên λ (finite rate of natural increase) cho biết số lần quần thể gia tăng về số lượng trong một đơn vị thời gian, tính bằng logarith nghịch cơ số e của r.
λ = antiloger (7)
+ Thời gian tăng đôi số lượng trong quần thể DT (doubling time) DT = [ln(2)]: r (8)
Sử dụng công thức tính tổng nhiệt độ hữu hiệu của Blunk (1923) và Sanderson (1917) (dẫn theo Iakhontov, 1972 và Яхонтов, 1969) [15], [111] để xác định khởi điểm phát dục của rệp sáp bột hồng. Công thức như sau:
C = (T-t1) x n Trong đó: C: tổng nhiệt độ hữu hiệu
47
t1: nhiệt độ ngưỡng phát triển (khởi điểm phát dục) T: nhiệt độ có thời gian phát triển là n
n: thời gian phát triển ở nhiệt độ T C = (T1 – t1) x n1
C = (T2 – t1) x n2
Suy ra (T1 – t1) x n1 = (T2 – t1) x n2
t1 =(T2 x n2 - T1 x n1) : (n2 - n1)
Các giá trị T1, T2, n1, n2 thay vào công thức trên là kết quả nuôi rệp sáp bột hồng trên cây sắn ở hai nhiệt độ 25oC và 30ºC với cùng điều kiện ẩm độ 62%.