ruộng rau họ hoa thập tự (HTT)
1.3.1.Thành phần côn trùng bắt mồi trên sinh quần ruộng rau họ HTT trên thế giới
Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu về thiên địch của sâu hại rau họ HTT và nhận xét rằng đây là nhóm khá phong phú bao gồm các loài côn trùng bắt mồi, ký sinh, nấm, vi khuẩn, virut. Việc xác định thành phần thiên địch, đánh giá vai trò của chúng tạo cơ sở cho biện pháp sử dụng thiên địch trong quản lý dịch hại tổng hợp sâu hại rau. Ở mỗi quốc gia, mỗi vùng sinh thái, thành phần các loài sâu hại khác nhau dẫn đến thành phần thiên địch cũng khác nhau. Đến nay đã có rất nhiều loài thiên địch của sâu hại rau họ HTT được phát hiện với số loài, thành phần loài khác nhau ở mỗi quốc gia.
Ở Nhật Bản đã phát hiện có ít nhất 14 loài côn trùng bắt mồi sâu hại rau (7 loài nhện và 7 loài côn trùng), 8 loài ong ký sinh và 1 loài vi sinh vật gây bệnh (Yamada and Yamaguchi, 1985) [48].
Vào những năm 1978 – 1980 ở Trung Quốc đã điều tra và xác định được thành phần thiên địch của sâu hại rau có 17 loài nhện, côn trùng bắt mồi và ký sinh. Trong hai năm 1983 - 1984, ở Wuchang, Hubei (Trung Quốc) đã thu thập được 50 loài thiên địch trên rau cải trong số đó có 35 loài côn trùng bắt mồi ăn thịt và 15 loài ký sinh (Zong et al., 1986) [49]. Nghiên cứu thành phần thiên địch của sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae) ở Trung Quốc đã xác định được 53 loài bao gồm 34 loài côn trùng bắt mồi và 19 loài ong ký sinh, trong số đó có 4 loài có vai trò quan trọng trong điều hòa số lượng quần thể sâu xanh bướm trắng. Thiên địch của sâu tơ có 23 loài, thiên địch của rệp hại rau cải có 7 loài (Wang and Liu, 1995) [47].
Thành phần thiên địch của sâu hại rau họ HTT ở Carolina (Hoa Kỳ) cũng đã được quan tâm nghiên cứu, kết quả đã xác định được 24 loài thiên địch trong đó có 23 loài bắt mồi và chỉ có 1 loài ký sinh [31]. Ở Jamaica đến năm 1990 đã ghi nhận 20 loài thiên địch của sâu hại rau thập tự, trong đó có 8 loài côn trùng
16
bắt mồi, 5 loài ong ký sinh bậc 1, 4 loài ký sinh bậc 2 và 3 loài vi sinh vật gây bệnh cho sâu hại (Alam, 1992) [27].
Ở Bangladesh đã thu thập được 6 loài côn trùng bắt mồi và 5 loài côn trùng ký sinh trên sâu hại rau họ HTT, trong số đó có 1 loài ký sinh bậc 2 (Ali, Karim, 1995) [29].
Trong thời gian 1993 – 1995, nghiên cứu ở Ấn Độ đã khẳng định các loài ruồi ăn rệp (Episyrphus balteatus, Metasyrphus confrater, Ischiodon scutellaris), các loài bọ rùa (Coccinella transversalis, C. septempunctata, Menochilus sexmaculatus) và ong ký sinh có mối quan hệ chặt chẽ với vật mồi là rệp cải (B. brassicae) (Devi et al., 1999) [30].
Các kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần côn trùng bắt mồi của sâu hại rau họ HTT rất phong phú, tuy nhiên việc nghiên cứu và đánh giá vai trò của các loài côn trùng bắt mồi còn ít và tản mạn.
1.3.2. Thành phần côn trùng bắt mồi trên sinh quần ruộng rau họ HTT ở Việt Nam
Ở Việt Nam cho đến nay đã một số dẫn liệu công bố về thành phần thiên địch sâu hại rau họ HTT. Hà Quang Hùng và Vũ Quang Côn (1990) [8] đã ghi nhận 14 loài côn trùng bắt mồi thuộc bộ cánh cứng và bộ hai cánh, 3 loài ong ký sinh là thiên địch của sâu hại rau vùng Hà Nội.
Nguyễn Viết Tùng (1992) [23] đã ghi nhận thành phần bọ rùa ăn rệp trên cây rau và một số loại cây trồng khác ở đồng bằng sông Hồng có 13 loài trong số đó 5 loài phổ biến là bọ rùa đỏ, bọ rùa 10 chấm đen, bọ rùa 6 vệt đen, bọ rùa mỏ neo và bọ rùa 2 mảng đỏ.
Nguyễn Công Thuật (1996) [21] đã thống kê thiên địch thường thấy trên sâu hại rau bắp cải có 31 loài, trong đó có 21 loài côn trùng và nhện lớn bắt mồi, 6 loài côn trùng ký sinh và 4 loài vi sinh vật gây bệnh. Kết quả điều tra ở vùng rau ngoại thành Hà Nội đã thu thập được 56 loài thiên địch trên rau họ HTT, trong đó đã xác định được tên khoa học cho 48 loài gồm 24 loài bắt mồi, 11 loài ký sinh sâu hại, 8 loài ký sinh bậc 2 và 5 loài ký sinh trên các côn trùng bắt mồi (Phạm Văn Lầm, 1999) [10].
17
Theo Lê Văn Trịnh (1999) [22] trên cây rau họ HTT ở vùng đồng bằng Sông Hồng có 20 loài thiên địch của sâu hại gồm 13 loài côn trùng và nhện bắt mồi, 3 loài ong ký sinh và 4 tác nhân gây bệnh.
Thiên địch của rệp muội được biết đến rất đa dạng, một số loài phổ biến như
Coccinella transversalis Fabr., Cryptogonus orbiculus Gyllen, Harmona octomaculata Fabr., Micraspis discolor Fabr., Propylea japonica Thumb., Scymnus hoffanni Weiseva, Diplazon sp., Ischiodon scutellaris Fabr. trong đó Coccinella transversalis và Ischiodon scutellaris đóng vai trò quan trọng trong hạn chế rệp
Aphiscraccivora Koch (Phạm Văn Lầm, 2008 [12]).
Trong thời gian từ 1995 - 2002 đã xác định đươc 45 loài kẻ thù tự nhiên của sâu hại rau thập tự ở khu vực ngoại thành Hà Nội và phụ cận gồm 21 họ thuộc 5 bộ côn trùng và 1 bộ nhện (Lê Thị Kim Oanh, 2002) [16].
Hồ Thị Thu Giang (2002) [6] đã xác định được 77 loài thiên địch trên sinh quần rau thập tự, trong đó có 60 loài bắt mồi (48 loài côn trùng, 12 loài nhện lớn) và 17 loài ký sinh. Côn trùng bắt mồi khá đa dạng thuộc nhiều bộ khác nhau, bộ Cánh cứng có 36 loài, thuộc 4 họ, họ bọ chân chạy có 19 loài, họ bọ rùa 11 loài, họ bọ cánh cộc 4 loài. Bộ Hai cánh có 3 loài thuộc họ Syrphidae, bộ Cánh khác có 4 loài thuộc 2 họ, tần suất bắt gặp nhóm này trên đồng ruộng rất thấp. Bộ Cánh da có 2 loài, bộ Bọ ngựa, bộ Chuồn chuồn mỗi bộ chỉ có 1 loài với tần suất bắt gặp thấp.
Ở Nghệ An cho đến nay mới chỉ có một công trình nghiên cứu về đa dạng loài côn trùng và nhện bắt mồi trên lúa. Kết quả đã xác định được thành phần cánh cứng bắt mồi có 38 loài, bọ xít bắt mồi có 15 loài, nhện bắt mồi có 11 loài (Trần Ngọc Lân, 2000) [13].
Các kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần côn trùng bắt mồi của sâu hại rau họ HTT rất phong phú, tuy nhiên việc nghiên cứu và đánh giá vai trò của các loài côn trùng bắt mồi còn ít và tản mạn. Ở Việt Nam, các nghiên cứu hầu như tập trung về thành phần loài, mô tả một số đặc điểm sinh học, sinh thái của chúng ở khu vực phía Bắc và phía Nam. Ở các tỉnh thuộc Miền Trung, mà đặc biệt là Nghệ
18
An thì chưa có công trình nào nghiên cứu về các loài côn trùng bắt mồi trên sinh quần ruộng rau họ HTT.
1.4.Tình hình nghiên cứu về bọ rùa bắt mồi trên thế giới và Việt Nam 1.4.1. Tình hình nghiên cứu về bọ rùa bắt mồi trên thế giới
Sự tiêu diệt các loài côn trùng bởi các loài thiên địch đã được sử dụng từ lâu để trừ dịch hại trong nông nghiệp. Thế kỷ XVIII có nhiều tài liệu công bố về côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi ăn thịt, đó là những tài liệu của Gedort, De Geer, Reaumur, E.Darwin,… đặc biệt là những tác phẩm của Reaumur công bố từ 1734-1742, là người đầu tiên khuyến cáo áp dụng biện pháp sinh học phòng trừ sâu hại.
Tháng 11/1888, Koebele nhà côn trùng học người Đức làm việc tại California đã nhập về Mỹ bọ rùa Rodolia cardadinalis từ Australia để phòng trừ rệp sáp Iceria purchasi (Kairo & Murphy, 1995) [28]. Thực tế ở nơi thả bọ rùa ở California sau một vài tháng rệp sáp đã giảm hẳn và sau vài năm số rệp sáp này không còn nguy hiểm nữa. Sự kiện bọ rùa Châu Úc khẳng định giá trị to lớn của biện pháp sinh học trong phòng chống sâu hại, việc nhập nội thiên địch để trừ sâu hại đã được tiến hành một cách rộng rãi trên nhiều đối tượng sâu hại khác nhau ở nhiều quốc gia trên thế giới: Mỹ, Canada, Chile, Nhật Bản.... sau thành công ở California, bọ rùa châu Úc được nhập tới 29 nước khác trên thế giới và đạt hiệu quả 25 nước thành công và 4 nước thành công gần như hoàn toàn (dẫn theo Nguyễn Hồng Thanh, 2010) [19].
Họ bọ rùa (Coccinellidae)có một lịch sử phát triển khá lâu dài. Theo Iablokoff-Khazorian thì học Cocccinellidae được hình thành từ khu vực ở vùng nhiệt đới mà hiện nay ở đó họ Cocccinellidae cũng vô cùng phong phú và đa dạng (Hoàng Đức Nhuận, 1982) [15].
Bọ rùa ăn thịt có vai trò quan trọng trong việc tiêu diệt côn trùng gây hại cây trồng đặc biệt là nhóm rệp hại. Ở Liên Xô đã sử dụng thành công loài bọ rùa Ấn Độ (Serangium parcesetosum) trong việc phòng trừ rệp cánh trắng hại cam ở miền nam Liên Xô (Hoàng Đức Nhuận, 1982) [15].
19
Để phát huy tác dụng của côn trùng bắt mồi ăn thịt, một số tác giả còn nghiên cứu một số khía cạnh phối hợp côn trùng bản địa với côn trùng nhập nội. Trong 225 trường hợp nhập nội thiên địch để trừ sâu hại cây trồng trên thế giới thì có 51 trường hợp sử dụng bọ rùa (De Bach, 1964) (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai, 2010) [14].
Tại Trung Á đã sử dụng thành công bọ rùa 11 chấm ( Semiadalia 11-notata) và bọ rùa 8 chấm (Brumus octosignatus) trừ rệp hại bông ở châu Âu, các nhà sinh học đã tiến thêm một bước trong việc sử dụng phức hệ bọ rùa địa phương có nhiều đặc tính sinh học khác nhau; bọ rùa 7 chấm (Coccinella septempunctata), bọ rùa 2 chấm (Adalia bipunctata), bọ rùa sặc sỡ ( Adonia variegata), bọ rùa 14 chấm (Harmonia 14-punctata) và bọ rùa mập (Harmonia conglobata) trong công tác phòng trừ rệp củ cải đường (Hoàng Đức Nhuận, 1982) [15].
Đặc điểm sinh học và khả năng ăn mồi của loài bọ rùa chữ nhân Coccinellda transversalis được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ở Ấn độ trong điều kiện 28,3 ± 1,1oC và 57,9 ± 10,4% RH, nuôi bằng rệp muội loài Aphis craccivora, các pha trứng kéo dài 2,03 ngày; bọ rùa non kéo dài 8,23 ngày; giai đoạn tiền nhộng, nhộng của bọ rùa chữ nhân tương ứng là 0,61; 2,48 ngày. Khả năng ăn mồi của bọ rùa non tuổi 1,2,3,4 tương ứng là 11,4; 20,7; 29,2; 41,2 rệp/ngày và của bọ rùa trưởng thành là 65,3 rệp/ngày ( Nguyễn Hồng Thanh, 2010) [19].
Bọ rùa Harmonia axyridis có 5 thế hệ trong một năm ở điều kiện phòng thí nghiệm. Ở nhiệt độ 24oC, một thế hệ kéo dài trung bình 31,37 ngày. Trong đó, thời gian phát dục của các pha trứng, bọ rùa non, nhộng và trước đẻ trứng tương ứng là 3,02; 9,76; 5,29 và 13,3 ngày. Nuôi bằng rệp muội Aphis gosspii ở 14,5- 18,1oC, bọ rùa trưởng thành đực sống trung bình 90,25 ngày và bọ rùa trưởng thành cái sống được 86,9 ngày. Một bọ rùa trưởng thành cái đẻ trung bình 751 trứng. Một bọ rùa non của loài Harmonia axyridis trong cả thời kỳ phát triển có thể tiêu diệt trung bình 561 cá thể rệp muội (He et al., 1996) (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai, 2010) [14].
Ở Trung Quốc trong các năm 1978-1981, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của bọ rùa Propylea japonica và
20
Harmonia axyridis được nghiên cứu. Cả 2 loài bọ rùa này đều qua đông ở pha trưởng thành (Fan et al., 1984; Wei et al., 1984; Zhong et al., 1984 ) (dẫn theo Nguyễn Hồng Thanh, 2010) [19].
Một số thành tựu về nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái và sử dụng bọ rùa trong phòng trừ sinh học sâu hại trên cây trồng
Các nghiên cứu sử dụng bọ rùa trong đấu tranh sinh học bảo vệ cây trồng trước đây đã được Puttarudriah (1962, 1966), Smirnoff (1957); Iperti (1971, 1977, 1986) nghiên cứu (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai, 2010) [14].
Omkar et all (2005) [13] sử dụng 3 loài rệp Aphis craccivora, Aphis gosypii, Rhopaloosiphum maidis làm thức ăn cho 2 loài bọ rùa Coeleophora biplagiata và Micraspis discolor để nghiên cứu đặc điểm sinh học như: giai đoạn phát triển, sự sống sót của ấu trùng, sự vũ hóa ra trưởng thành của nhộng, chỉ số về sự phát triển, tốc độ phát triển và tỷ lệ giới tính phụ thuộc vào tỷ lệ cá thể cái của 2 loài.
Kuznetsov (2000, 2002) đã nghiên cứu khả năng tiêu diệt rệp của ấu trùng loài bọ rùa Leis demidiata và Lemnia biplagiata. Tỷ lệ bọ rùa ăn thịt/ vật mồi là 1/20, khi đó bọ rùa ăn thịt tiêu diệt tới 85-90% rệp [30].
Zhang (1985) đã nghiên cứu tỷ lệ của bọ rùa và rệp bông trên cánh đồng của Trung Quốc và đưa ra kết luận: nếu tỷ lệ rệp bông Aphis gosypii/ thiên địch nhỏ hơn 80/1 sẽ không cần phun thuốc hóa học, ông cho rằng các loài bọ rùa
Coccinella septempunctata và Propylea japonica có khả năng tiêu diệt số lượng đáng kể rệp bông (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai, 2010) [14].
Những thí nghiệm của Artokhin (1981) cho thấy ấu trùng bọ rùa
Coccinella septempunctata L.có thể tiêu diệt 300 rệp Rhopalosiphum padi L. trong một ngày và toàn bộ pha ấu trùng có thể tiêu thụ tới 1000 rệp non và rệp trưởng thành (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai, 2010) [14].
Theo Ghanim (1984), các loài ăn rệp quan trọng trên lúa mỳ vào mùa đông ở Mansoura Ai Cập là Coccinella undecimpunctata và một số côn trùng ăn thịt thuộc các họ khác đã tích cực kìm hãm sự bùng phát dịch rệp muội (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai, 2010) [14].
21
1.4.2. Tình hình nghiên cứu bọ rùa bắt mồi ở Việt Nam
Ở Việt Nam, nghiên cứu về hệ họ bọ rùa Coccinellidae có Hoàng Đức Nhuận (1982, 1983, 1987, 2007) đã công bố nhiều tài liệu về bọ rùa, đặc biệt nghiên cứu về hệ bọ rùa ở Việt Nam đã hệ thống 256 loài thuộc 6 phân họ: Sticholotidinae, Chilocorinae, Coccidulinae, Coccinellinae, Scymninae,
Epilachninae. Trong đó phân họ Epilachninae gồm các loài ăn thực vật, 5 phân họ còn lại gồm các loại bọ rùa bắt mồi, ăn nấm (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai, 2010) [14].
Kết quả điều tra cơ bản côn trùng Miền Bắc Việt Nam giai đoạn 1960- 1970 đã được Mai Quý và nnk (1981) thống kê, nhóm bọ rùa bắt mồi có 23 loài (dẫn theo Phạm Quỳnh Mai,2010) [14]
Phạm Văn Lầm (1992) [13] đã nghiên cứu thành phần, đánh giá vai trò có lợi của thiên địch trong hạn chế số lượng sâu hại và nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng tới sự tích lũy thiên địch trong tự nhiên. Khu hệ thiên địch của rầy nâu ở một số nơi trồng lúa từ năm 1981-1991 được điều tra và xác định tên. Kết quả điều tra ở 4 tỉnh: Hà Nội, Hà Tây, Thái Bình, Tiền Giang đã phát hiện họ Coccinellidae có 3 loài Harmonia octomaculata, Micraspis discolor, Micraspis vincta là thiên địch của rầy nâu.
Phạm Văn Lầm (1984, 1993) [14] đã điều tra thu thập các thiên địch của sâu hại đậu tương. Tác giả đã xác định được 8 loài thuộc họ bọ rùa: Coccinella trasversalis, Cryptogonus orbiculus,Harmonia octomaculata, Lemnia biplagiata, Menochilus sexmacuta, Miscraspis discolor, Propylea japonica và Scymnus hoffmanni.
Trên cây đậu tương, Vũ Quang Côn và nnk (1990) [8], thống kê ở vùng ngoại thành Hà Nội có 22 loài côn trùng bắt mồi, trong đó họ bọ rùa có tới 11 loài. Trương Xuân Lam (2002) [14], điều tra thiên địch sâu hại đậu tương vụ hè thu 1998 tại Quốc Oai, Hà Tây thu được 10 loài bọ rùa bắt mồi thuộc họ bọ rùa Coccinellinae. Hà Quang Hùng và nnk (1996) [13], đã ghi nhận ở vùng Hà Nội có 9 loài bọ rùa là kẻ thù tự nhiên của sâu hại đậu tương.
Trên cây bông, Phạm Văn Lầm (1993, 1996) [14] đã xác định được 9 loài bọ rùa là thiên địch của sâu hại bông. Trên cây ngô, Phạm Văn Lầm (1996) [14]
22
đã thu thập được 10 loài bọ rùa là thiên địch của sâu hại ngô. Trong đó, có 3 loài thường xuyên xuất hiện và phổ biến là Coccinella trasversalis, Menochilus sexmaculatus, Miscraspis discolor.
Trong thời gian 1996-1998, Phạm Văn Lầm và nnk đã nghiên cứu về thiên địch trên rau họ hoa thập tự ở vùng rau huyện Từ Liêm (Hà Nội) và Mê Linh (Vĩnh Phúc). Trong năm 1998 đã thu thập được 5 loài bọ rùa là thiên địch tích cực của sâu hại trên rau họ hoa thập tự. Cũng trên rau họ hoa thập tự Hồ Thị Thu Giang (2002) [6] đã xác định thành phần loài bọ rùa, thiên địch của sâu hại rau họ hoa thập tự có 11 loài, trong đó bọ rùa đỏ Micraspis discolor, bọ rùa 6 vằn
Menochilus sexmaculatus có tần số bắt gặp tương đối phổ biến ngoài ruộng rau từ đầu vụ đến cuối vụ, thức ăn của sâu non và trưởng thành bọ rùa chủ yếu là rệp muội, ngoài ra chúng có thể ăn rầy. Phạm Văn Lầm (1999) [10] đã xác định tên khoa học của 3 loài bọ rùa diệt sâu hại rau họ hoa thập tự và khả năng ăn rệp của