Giáo trình Biện pháp sinh học trong bảo vệ thực vật Chương 1

Chia sẻ: Leslie Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

350
lượt xem 119
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bước sang thế kỷ XXI loài người càng nhận thức rõ ràng hơn với những thách thức về an ninh lương thực, ô nhiễm và sự nóng lên của trái đất, sự giảm sút đa dạng sinh học và an toàn lương thực thực phẩm

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Biện pháp sinh học trong bảo vệ thực vật Chương 1

B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P HÀ N I NGUY N VĂN ðĨNH (ch biên) ð T N DŨNG, HÀ QUANG HÙNG, PH M VĂN L M, PH M BÌNH QUY N, NGÔ TH XUYÊN GIÁO TRÌNH BI N PHÁP SINH H C TRONG B O V TH C V T (DÙNG CHO H ð I H C) HÀ N I – 2004
L I NÓI ð U Bư c sang th k XXI loài ngư i càng nh n th c rõ ràng hơn v i nh ng thách th c v an ninh lương th c, ô nhi m và s nóng lên c a trái ñ t, s gi m sút ña d ng sinh h c và an toàn lương th c th c ph m. Trong s n xu t nông nghi p c n áp d ng t t hơn nh ng ti n b v công ngh sinh h c và sinh thái t ng h p. Bi n pháp sinh h c, m t bi n pháp ch l c trong qu n lý d ch h i t ng h p ngày càng ñư c coi tr ng hơn. S li u minh ch ng r ng, hàng năm chi phí v v thu c b o v th c v t vào kho ng hơn 8,5 t ñô la M , là con s r t nh so v i t ng giá tr 400 t ñô la M c a bi n pháp sinh h c (Van Lenteren, 2005). ði u này càng cho chúng ta th y ngu n tài nguyên sinh v t là vô cùng phong phú th c s chưa khai thác h t, th m chí do hi u bi t chưa ñ y ñ v các m i quan h trong sinh gi i, con ngư i ñã vô tính hu ho i ngu n tài nguyên này, làm cho chúng ngày m t c n ki t, r t nhi u loài thiên ñ ch b bi n m t. Bi n pháp sinh h c ñã ñư c con ngư i s d ng t th k th 3, b t ñ u b ng vi c d n d ki n ñ phòng tr sâu h i cam quýt. Trong g n 2000 năm qua, bi n pháp sinh h c có r t nhi u thành t u. Ch tính riêng hơn 100 năm l i ñây, nh nh ng ti n b trong nghiên c u sinh h c và sinh thái h c, ñã có 2000 loài chân kh p thiên ñ ch ñư c gi i thi u và hi n nay có trên 150 loài ký sinh, b t m i và vi sinh v t ñang ñư c nuôi nhân thương m i ñ s d ng trong các chương trình trong tr d ch h i trên toàn th gi i. V i nh ng ưu th to l n, trong tương lai ch c ch n bi n pháp sinh h c ngày càng ñư c s d ng r ng rãi. Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t ñư c xây d ng nh m ñáp ng yêu c u nâng cao ki n th c c a sinh viên chuyên ngành B o v th c v t v nhóm sinh v t vô cùng quan tr ng trong sinh gi i, v thành ph n, t m quan tr ng và các bi n pháp nh m duy trì cũng như nhân nuôi và ng d ng chúng trong s n xu t nông nghi p. Thu t ng bi n pháp sinh h c là r t r ng. Trong b o v th c v t các nhóm gây h i l i r t phong phú, chúng g m côn trùng, c d i, vi sinh v t… Giáo trình này ñ c p nhi u hơn t i các nhóm côn trùng, virut, vi khu n và n m gây h i côn trùng h i. Ngoài ra, m i quan h gi a các bi n pháp nông h c và bi n pháp sinh h c, các nhóm vi sinh v t ñ i kháng và tuy n trùng cũng ñư c gi i thi u. Bi n pháp sinh h c sâu h i lúa là bài h c ñi n hình v nghiên c u và thành t u trong th c ti n hi n nay. Giáo trình bao g m 4 ph n: - Ph n A: M ñ u o Chương I. ð nh nghĩa và n i dung: PGS.TS. Nguy n Văn ðĩnh, Trư ng ð i h c nông nghi p I Hà N i o Chương II. L ch s bi n pháp sinh h c: PGS.TS. Ph m Văn L m, Vi n B o v th c v t và Nguy n Văn ðĩnh, Trư ng ð i h c nông nghi p I Hà N i - Ph n B: Cơ s khoa h c c a bi n pháp sinh h c o Chương III. Cân b ng sinh h c: PGS.TS. Ph m Bình Quy n, ð i h c Qu c gia Hà N i o Chương IV. M t s thành t u c a Bi n pháp sinh h c: GS.TS. Hà Quang Hùng, Trư ng ð i h c nông nghi p I Hà N i o Chương V. Các bi n pháp nông h c và bi n pháp sinh h c: PGS.TS. Ph m Văn L m, Vi n B o v th c v t. - Ph n C. K thù t nhiên c a d ch h i: Vai trò và ð c ñi m ng d ng Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 1
o Chương VI. Các tác nhân gây b nh côn trùng Nhóm virút côn trùng: PGS.TS. Ph m Văn L m, Vi n B o v th c v t Nhóm vi khu n và n m côn trùng: PGS.TS. Nguy n Văn ðĩnh, TS. ð T n Dũng, Trư ng ð i h c Nông nghi p I Hà N i Nhóm vi khu n và n m ñ i kháng: TS. ð T n Dũng, Trư ng ð i h c Nông nghi p I Hà N i Nhóm tuy n trùng: TS. Ngô Th Xuyên, Trư ng ð i h c Nông nghi p I Hà N i o Chương VII. Nhóm côn trùng: PGS.TS. Ph m Văn L m, Vi n B o v th c v t. - Ph n D. Nhân nuôi và s d ng k thù t nhiên o Chương VIII. Nhân nuôi và s d ng k thù t nhiên: PGS.TS. Nguy n Văn ðĩnh và GS.TS. Hà Quang Hùng, Trư ng ð i h c nông nghi p I Hà N i o Chương IX. Bi n pháp sinh h c sâu h i lúa: PGS. TS. Ph m Văn L m, Vi n B o v th c v t. Hình v trang bìa và s p x p b n th o giáo trình do KS Nguy n ð c Tùng, Trư ng ð i h c Nông nghi p I th c hi n. Cu i các ph n có danh l c các tài li u tham kh o chính, sinh viên có th tra c u ñ m r ng hi u bi t c a mình. Ngoài ra, sinh viên c n ñ c thêm các tài li u: - DeBach, P., 1974. Biological control by natural enemies. Cambridge University Press, Cambridge: 323 pp. - Driesche, R.G., & T.S. Bellows, 1996. Biological Control. Chapman & Hall, New York: 539 pp. - Helle, W. & M.W. Sabelis eds. 1985. Spider mites. Their biology, natural enemies and control. 2 Vols., Elsevier, Amsterdam: 405, 458 pp. - Huffaker, C.B. & P.S. Messenger eds. 1976. Theory and Practice of Biological Control. Academic Press, New York: 788 pp. - Julien, M.H. ed. 1987. Biological control of weeds: a world catologue of agents and their target weeds. CAB International, Wallingford, Oxon: 150 pp. - Lenteren J.C. van (ed) 2005. IOBC internet book of biological control. www.IOBC-Global.org - Lenteren, J.C. van (ed.), 2003. Quality Control and Production of Biological Control Agents: Theory and Testing Procedures. CABI Publishing, Wallingford, UK: 327 pp. - Ho ng ðøc NhuËn 1979. §Êu tranh sinh häc v øng dông. NXB Khoa häc v Kü thuËt. 147 trang. - Samuel S. Gnanamanickam, 2002. Biological control of crop diseases. R t mong nh n ñư c s ñóng góp ý ki n c a các b n sinh viên và các ñ ng nghi p. Hà N i, năm 2005 T p th tác gi Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 2
Ph n A M ð U Ch t lư ng cu c s ng c a con ngư i ngày càng nâng cao, ñòi h i các s n ph m nông nghi p và môi trư ng an toàn. ði u này ch có th ñ t ñư c khi m i cân b ng sinh h c trong t nhiên ñư c duy trì n ñ nh. Trong s n xu t nông nghi p hi n nay v i hàng lo t các y u t thư ng xuyên thay ñ i trong quá trình canh tác t khi gieo tr ng ñ n khi thu ho ch, vi c gia tăng ñ u vào (gi ng, phân hóa h c, thu c tr d ch h i,…) ñã và ñang làm gi m s ña d ng sinh h c d n ñ n m t cân b ng sinh h c. H qu là nhi u loài thiên ñ ch gi m s lư ng nghiêm tr ng, không th kh ng ch ñư c d ch h i và do ñó d ch h i bùng phát s lư ng quá m c, gây thi t h i ngày m t nhi u ñ i v i cây tr ng. ð gi v ng năng su t, ngư i ta l i ph i s d ng các lo i thu c b o v th c v t, ch y u là các lo i thu c hóa h c và c như v y vòng lu n qu n tăng s n lư ng, tăng ñ u vào, nguy cơ s n ph m không an toàn và ô nhi m môi trư ng l i ti p t c di n ra. Trong th i gian tương ñ i dài 1950-1980 ñ ñ m b o s n lư ng nông s n, con ngư i ñã s d ng ch y u là bi n pháp phòng tr hóa h c, coi ñó là gi i pháp ch ñ o th m chí ñ i v i nhi u vùng trên th gi i coi ñó là bi n pháp duy nh t trong b o v cây. Bài h c th m thía ñư c ñúc k t t th c ti n và t nh ng c nh báo s m v “mùa xuân im l ng” c a Carson (1962) nêu c nh tư ng trong tương lai n u ti p t c s d ng nhi u hoá ch t BVTV s không còn ti ng chim hót, ti ng ve kêu và dàn ñ ng ca vĩ ñ i c a các loài côn trùng bi n m t, làm cho mùa xuân ch còn “im l ng” ñã th c s c nh t nh nhi u qu c gia trong vi c ñ nh hư ng s d ng thu c hóa h c BVTV. ð u nh ng năm 1970 ñ n nay bi n pháp qu n lý d ch h i t ng h p (IPM) ñã t ng bư c ñư c áp d ng r ng rãi và vào nh ng th p niên cu i c a th k XX, ñ u th k XXI bi n pháp sinh h c (biological control) ngày càng phát huy tác d ng và ñư c coi là bi n pháp ch ñ o trong IPM. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 3
Chương I. ð NH NGHĨA VÀ N I DUNG 1. ðINH NGHĨA Trong t nhiên, gi a các cá th sinh v t luôn t n t i nhi u m i quan h h tr và ñ i kháng l n nhau. Con ngư i ñã nghiên c u, n m b t và l i d ng quan h ñ i kháng ñó làm l i cho mình. L n ñ u tiên s d ng ki n ñ phòng tr côn trùng h i cam chanh vào năm 300 sau công nguyên, nghĩa là còn r t m i m n u so v i l ch s s ti n hoá sinh v t nói chung và s phát tri n ñ u tranh sinh h c (biological control) trong t nhiên vào kho ng 500 tri u năm l i ñây nói riêng. Trong t nhiên, ñ u tranh sinh h c (ðTSH) hi n di n t t c các h sinh thái: nguyên sinh và th sinh. Trong các h sinh thái, ðTSH luôn t n t i và ho t ñ ng m t cách tích c c. Nông nghi p nói riêng và ho t ñ ng c a con ngư i nói chung, hi n ñang ñ ng trư c 4 thách th c l n lao: có ñ lương th c ñ nuôi s ng 11 t dân; Ngu n d u khoáng c n ki t; S suy gi m ña d ng sinh h c do khai thác quá m c và ô nhi m môi trư ng do s d ng nhi u hoá ch t. Do ñó c n ph i ñ nh hư ng l i s n xu t theo quan ñi m h th ng t ng h p, trong ñó các bi n pháp phòng tr d ch h i ñ u nh hư ng t i cây tr ng trong h th ng canh tác t lúc gieo tr ng ñ n thu ho ch. Chính vì v y, nhi u nhà khoa h c th y r ng qu n lý d ch h i c n ñóng vai trò quan tr ng hơn, như là hình m u th c hi n quan ñi m t ng h p trong m i ho t ñ ng nông nghi p. Qu n lý d ch h i hi n ñ i ph thu c nhi u vào bi n pháp sinh h c (BPSH) vì nó là bi n pháp b n v ng, r và an toàn nh t (b ng 1.1). ð n năm 2050, xu th chung là BPSH ngày càng ñư c s d ng nhi u, chi m 30-40% các bi n pháp phòng tr d ch h i (Van Lenteren, 2005). Các thu t ng Bi n pháp sinh h c, phòng tr sinh h c, ñ u tranh sinh h c (biological control) và c Phòng tr t nhiên (natural control) ñ u có chung m t nghĩa là s d ng sinh v t và các s n ph m c a chúng ñ làm gi m s gây h i c a sinh v t khác. Trong ti ng Vi t thu t ng bi n pháp sinh h c, phòng tr sinh h c là ñ ch vi c s d ng bi n pháp này trong b o v th c v t c a ngành tr ng tr t, trong khi ñó ñ u tranh sinh h c (ðTSH) là ñ ch m i quan h ñ i kháng trong t nhiên c a các sinh v t trong h sinh thái. Bi n pháp sinh h c có r t nhi u ñ nh nghĩa: • Ngu i ñ u tiên s d ng thu t ng Bi n pháp sinh h c là Smith (1919) ñ ch vi c s d ng thiên ñ ch trong phòng tr côn trùng h i (De Bach (1976, d n). • “BPSH là bi n pháp s d ng sinh v t ho c s n ph m c a chúng nh m ngăn ch n ho c làm gi m b t nh ng thi t h i do các sinh v t gây ra” c a T ch c ñ u tranh sinh h c (OILB) ñưa ra ñư c ch p nh n r ng rãi (Biliotti d n, 1975) • Theo Van Driesch and Belows (1996), BPSH “là s kìm hãm ch ng qu n côn trùng do các ho t ñ ng c a thiên ñ ch”, và “là vi c s d ng các loài ñ ng v t ký sinh, b t m i, ngu n b nh, vi sinh v t (VSV) ñ i kháng (antagonist) ho c các ch ng qu n c nh tranh ñ kìm hãm ch ng qu n d ch h i, làm cho chúng gi m m t ñ và tác h i”. ðây là ñ nh nghĩa ñư c nhi u nhà côn trùng h c ch p nh n. • Barker and Cook (2) cho r ng BPSH là “s gi m ñ c tính ho c các ho t ñ ng gây h i c a ngu n gây b nh nh 1 hay nhi u cá th trong t nhiên hay thông qua tác nghi p môi trư ng, cây ch ho c th ñ i kháng, ho c nh s hi n di n hàng lo t các th ñ i kháng” hay “là s gi m ñ c tính c a ngu n b nh Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 4
nh m t hay nhi u cá th không ph i là con ngư i”. ðây là nh ng ñ nh nghĩa liên quan ñ n VSV gây h i còn ñư c trích d n và ch p nh n r ng rãi (Samuel et al, 2002). • Vi n Hàn lâm khoa h c qu c gia Hoa Kỳ (1987) xác ñ nh BPSH “là vi c s d ng các cơ th t nhiên hay bi n ñ i, các gen ho c s n ph m c a gen ñ làm gi m nh hư ng c a các cơ th không mong mu n và ñ làm l i cho các cá th mong mu n như cây tr ng, côn trùng và vi sinh v t có ích”. • Driesche và Thomas (1996) cho r ng “là vi c s d ng ký sinh, v t b t m i ăn th t, vi sinh v t ñ i kháng, ho c các qu n th c nh tranh ñ gi m qu n th d ch h i, làm cho chúng gi m m t ñ và do ñó gi m s gây h i” • Shurtleff and Averre (1997) ñ xu t khái ni m r ng hơn: BPSH là “phòng tr sâu b nh thông qua s l p l i cân b ng c a các vi sinh v t và các thành ph n t nhiên khác c a môi trư ng. Nó bao g m vi c phòng tr d ch h i (n m, vi khu n, côn trùng, nh n nh , tuy n trùng, chu t, c d i v.vv.. ) nh các loài b t m i, ký sinh, vi sinh v t c nh tranh, và các ch t th c v t phân h y, ñ gi m ch ng qu n v t gây h i” • (Van lenteren, 2005) cho r ng Bi n pháp sinh h c, còn g i là ñ u tranh sinh h c là vi c s d ng m t sinh v t ñ làm gi m m t ñ m t sinh v t khác, là phương pháp thành công, hi u qu nh t và an toàn môi trư ng nh t trong vi c qu n lý d ch h i (các loài th c v t, ñ ng v t và vi sinh v t gây h i). Có th tóm t t 3 quan ñi m chính v BPSH như sau: a. Theo quan ñi m 3 P: s d ng b t m i ăn th t (Predators), kí sinh (Parasites), vi sinh v t gây b nh (Pathogens) b. Theo quan ñi m 3 P như a c ng thêm s n ph m có ngu n g c sinh h c (thu c th o m c, s n ph m c a công ngh sinh h c như gi ng chuy n gen kháng) c. Theo quan ñi m b c ng thêm các ch t nh hư ng t i t p tính c a d ch h i (pheromone, hormone…,). Trư c ñây t o ra 1 gi ng cây tr ng mà có ñ c ñi m hình thái c u t o, t o ñi u ki n thu n l i hơn cho tác nhân sinh h c như t o nơi trú n ch ng h n thì ñư c coi là BPSH, ngày nay xu th công nh n gi ng kháng (plant-host resistance) là b ph n quan tr ng c a BPSH ngày càng tr nên rõ ràng, ñ c bi t ñ i v i BPSH b nh h i cây (Cook, 2002). Copping (2004), trong “S tay tác nhân BPSH” in l n th III ñã li t kê các tác nhân BPSH g m 112 vi sinh v t, 58 s n ph m t nhiên, 56 ch t hóa h c, 20 gen và 127 ñ ng v t. B ng 1.1. So sánh Bi n pháp sinh h c và bi n pháp hoá h c (theo Van Lenteren, 1997) Bi n pháp hoá h c Bi n pháp sinh h c Th ban ñ u (ingredients) > 1 000 000 2 000 T l thành công 1/200 000 1/10 Giá thành phát tri n 160 tri u USD 2 tri u USD Th i gian phát tri n 10 năm 10 năm T l l i nhu n/giá thành 2/1 20/1 Nguy cơ kháng L n Nh Tính ñ c bi t R t nh R tl n Tác ñ ng ph x u R t nhi u Không/r t ít GS.TS. Joop Van Lenteren, Ch t ch T ch c ñ u tranh sinh h c qu c t IOBC (2005) khi t ng h p th trư ng th gi i v Bi n pháp sinh h c ñã ñ c p t i 7 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 5
lo i s n ph m quan tr ng. Trong s này có c gi ng kháng, cây tr ng chuy n gen, thu c th o m c và ch t hoá h c có tác ñ ng ñ n t p tính. Như v y Bi n pháp sinh h c có th nói ñơn gi n là dùng các sinh v t ñ không ch sinh v t h i và r ng hơn là dùng các sinh v t và s n ph m c a chúng ñ kìm hãm sinh v t h i, làm cho chúng gi m s lư ng ho c ñ c tính ñ i v i sinh v t m c tiêu. M c dù hi n nay quan ñi m mang tính t ng h p ñ i v i c các loài d ch h i (ch y u là côn trùng, c d i và vi sinh v t gây h i) ñư c nhi u nhà sinh v t h c ñ ng ý hơn, nhưng trong các chương trình ñ i h c ngư i ta v n t p trung vào 3 nhóm ñ i tư ng quan tr ng là thiên ñ ch c a côn trùng h i (b t m i ăn th t (Predators), kí sinh (Parasites) và vi sinh v t gây b nh (Pathogens) và c d i. Bi n pháp sinh h c ñ i v i b nh h i cây ít ñư c nghiên c u hơn. Nhi u nư c còn th c hi n bi n pháp sinh h c phòng ch ng d ch h i v t nuôi và m t s d ch h i con ngư i như ru i, mu i... 2. HI N TR NG VÀ XU TH PHÁT TRI N Nghiên c u c a Needham năm 1956 ñã ch ng minh r ng môn Côn trùng h c b t ngu n t Trung Qu c (Van Lenteren d n, 2005) v i các s ki n l ch s l n như b t ñ u tr ng dâu vào 4700 năm trư c công nguyên (TCN), nuôi t m trong nhà 1200 TCN, s d ng thu c hoá h c tr sâu năm 200, s d ng ki n (bi n pháp sinh h c) và nghiên c u v sinh thái côn trùng năm 300, nuôi ong năm 400…, ý tư ng v lư i th c ăn (Food web) cũng ñư c hình thành vào th ký th 3 v i minh ho vi c “xu t hi n nhi u chim s t o ñi u ki n gián ti p t t cho s phong phú c a r p mu i vì chim ñã tiêu di t b rùa là nh ng sinh v t ăn th t r p mu i”. Trong t nhiên, Phòng tr t nhiên (Natural control) hay ®Êu tranh sinh häc luôn có m t m t cách tích c c t i m i h sinh thái trên kh p hành tinh, kh ng ch tr c ti p ñ n 95% các loài chân kh p h i (100 000 loài ñư c phòng tr t nhiên), trong khi các bi n pháp mà con ngư i th c hi n bây gi ch y u t p trung vào 5000 loài m c tiêu. Chi phí hàng năm v thu c tr d ch h i là kho ng 8,5 t $, trong khi t ng s chi phí ư c tính cho phòng tr t nhiên hàng năm vào kho ng 400 t $ (d n theo Van Lenteren, 2005). Bi n pháp sinh h c c ñi n áp d ng cho 350 tri u ha t c b ng 10% di n tích canh tác có t l l i nhu n trên giá thành là 20-500 l n, cao hơn nhi u so v i bi n pháp sinh h c nuôi nhân và phóng thích thiên ñ ch (BPSH tăng cư ng). Bi n pháp sinh h c tăng cư ng (augmentative, commercial) ñư c áp d ng cho 16 tri u ha t c b ng 0,046% di n tích canh tác có t l l i nhu n/giá thành là 2-5 l n. T ng h p trong 120 năm qua, trên 196 nư c và vùng lãnh th ñã có 5000 l n gi i thi u 2000 loài chân kh p ngo i lai ñ phòng ch ng chân kh p h i và hi n có trên 150 loài thiên ñ ch (ký sinh, b t m i và vi sinh v t) ñang ñư c nuôi nhân và thương m i trên th gi i. Các nhà s n xu t, nông dân nêu lên 9 ưu ñi m c a bi n pháp sinh h c (Van Lenteren, 2005): 1. Gi m m t cách rõ r t s phơi nhi m c a nông dân ñ i v i thu c hoá h c BVTV 2. Không có dư lư ng thu c BVTV trên nông s n 3. Không có nh hư ng sinh lý x u ñ n sinh trư ng c a cây non, ph n non c a cây 4. Phóng thích thiên ñ ch t n ít th i gian hơn phun thu c và d ch u hơn nhi u, nh t là trong nhà kính nóng m 5. Vi c phóng thích thiên ñ ch ñư c ti n hành ngay sau khi gieo tr ng, ngư i nông dân có th ki m tra s thành công c a bi n pháp này và ch c n m t vài Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 6
l n ki m tra sau ñó nhưng ñ i v i bi n pháp hoá h c c n s ki m ta thư ng xuyên trong su t v . 6. ð i v i m t s loài ñã hình thành tính kháng thu c thì bi n pháp hoá h c là r t khó khăn 7. ð i v i ru ng phòng tr sinh h c, có th thu ho ch s n ph m vào b t kỳ th i gian nào n u th y giá có l i nh t, trong khi bi n pháp hoá h c c n ph i ch ñ i cho h t th i gian cách ly. 8. Khi có ñư c thiên ñ ch t t s ñ m b o s thành công c a bi n pháp sinh h c. 9. Bi n pháp sinh h c ñư c qu n chúng th a nh n, s n ph m s d bán hơn và giá bán cao hơn. Ngoài ra, các nhà qu n lý và ng d ng còn ñưa thêm 4 ưu th n a c a bi n pháp sinh h c: - Ít gây nguy h i ñ n th c ph m, nư c và môi trư ng - ðóng góp cho s n xu t th c ph m b n v ng - ðóng góp cho b o v và phát tri n ña d ng sinh h c - Không có dư lư ng trên nông s n. B ng 1.2. Ư c tính th trư ng th gi i v bi n pháp sinh h c Bi n pháp phòng tr T US $ Phòng tr t nhiên (natural)1 400,00 Bi n pháp sinh h c ñ i v i chân kh p và nematodes 0,13 Bi n pháp sinh h c ñ i v i vi sinh v t 2 0,02 Ch t toxin t vi khu n và n m 2 0,12 Thu c th o m c2 0,10 Ch t hoá h c có tác ñ ng t p tính 0,07 Cây tr ng kháng d ch h i 6,00 Cây tr ng chuy n gen kháng d ch h i PM Ghi chú: 1- Costanza và CTV, 1997; 2- Van Lenteren t ng h p 2005 T ng h p th trư ng thu c BVTV th gi i năm 2005 có giá tr vào kho ng 32,665 t US$, trong ñó thu c tr c 14,829 (45,4%), thu c tr sâu tr nh n 8,984 (27,5%), thu c tr b nh 7,088 (21,7%) và thu c tr d ch h i khác 1,764 (5,4%). T ng di n tích s d ng Bi n pháp sinh h c (tăng cư ng) trên toàn th gi i là kho ng 16 triêu ha (b ng 1.3) và châu M La tin là r t l n (b ng 1.4). B ng 1.3. S d ng bi n pháp sinh h c tăng cư ng trên th gi i (d n theo van Lenteren, 2000) Di n tích phòng tr Thiên ñ ch D ch h i và cây tr ng (hectares) Trichogramma spp. Cánh v y h i rau, ngũ c c, bong 3-10 tri u, Nga Trichogramma spp. Cánh v y h i cây tr ng, cây r ng 2 tri u, Trung Qu c Trichogramma spp. Cánh v y h i ngô bông, mía, thu c lá 1.5 tri u Mexico Trichogramma spp. Cánh v y h i ngũ c c, bông, mía, ñ ng c 1.2 tri u, Nam M AgMNPV Cánh v y h i ñ u tương 1 tri u, Brazil N m côn trùng Sâu ñ c qu cà phê 0.55 tri u, Colombia Tác nhân vi sinh Cánh v y h i và loài khác 1 tri u, Nga 2004 v t Cotesia spp. ð c thân mía 0.4 tri u, Nam M , TQ Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 7
Trichogramma spp. Cánh v y h i lúa và ngũ c c 0.3 tri u, ðông Nam Á Ký sinh tr ng B xít h i ñ u tương 0.03 tri u, Nam M Trichogramma spp. Ostrinia nubilalis h i ngô 0.05 tri u, Châu Âu Orgilus sp. Ngài ñ c ng n thông 0.05 tri u, Chile 5 loài Lepidoptera, Homoptera, nh h i cây ăn 0.03 tri u, Châu Âu qu >30 loài Nhi u loài d ch h i trong nhà kính và trong 0.015 tri u, th gi i nhà Các loài thiên ñ ch ñư c s d ng nhi u g m: ong m t ñ ký sinh tr ng Trichogramma, trư c ñây ñư c s d ng nhi u t i Liên Xô (>10 tri u ha), Trung Qu c (2,1 tri u Ha), Mexico (1,5 tri u ha). Ngoài 3 nư c trên có kho ng 1,5 tri u ha n a ñư c áp d ng các nư c khác. T i các nư c công nghi p phát tri n như M , Nh t B n, Canada.. di n tích s d ng Trichgramma th p lý do là giá thành nhân nuôi quá cao và khi s d ng l i có nh hư ng ñ n các loài thiên ñ ch khác. Các loài ong ký sinh sâu non, nh ng ít ñư c s d ng ngo i tr loài ong ký sinh sâu non Cotesia flavipes và loài Paratheresia claripalpis. Ch riêng Brazil ñã áp d ng ong ký sinh sâu non cho trên 200 000 ha ñ tr sâu ñ c thân (Macedo 2000) Các loài VSV như tuy n trùng, n m, vi khu n và virus ñư c s d ng trong kho ng 1,5 tri u ha. Di n tích ñư c s d ng nhi u nh t là virus nhân ña di n (Nucleopolyhedrovirus /AgMNPV) Bi n pháp sinh h c trong nhà kính ñư c s d ng vào kho ng 15 000 ha (5% c a t ng di n tích nhà kính). ðây chính là nơi s d ng h u h t các ti n b k thu t v bi n pháp sinh h c và v s lư ng loài ñư c s d ng. 1 loài d ch h i có th có nhi u loài thiên ñ ch ñư c phóng thích ñ phòng tr . Ngày nay, bi n pháp sinh h c trong nhà kính tr nên b n v ng và hi u qu tin cây. B ng 1.4. Hi n tr ng s d ng bi n pháp sinh h c Châu M La tin (theo van Lenteren & Bueno, 2003). Nư c Các loài d ch h i chính ñư c s d ng BPS LN TC (hectares) Argentina R t h n ch : ñ c thân mía b ng Trichogramma + +/- (
Honduras Sâu h i rau và mía b ng Diadegma and Cotesia, resp. +/- +/- (?) Mexico Ngô, ð u tương, cây có múi b ng Trichogramma và các + +1,500,000 loài khác Nicaragua BPSH c ñi n trên ngô, bông, ñ u tương b ng + +/- (?) Trichogramma Panama ð c thân mía b ng Cotesia flavipes + +(4,500) Paraguay Cánh v y ñ u tương b ng AgNPVirus ? + (100,000) Peru Sâu h i mía, lúa và ngô b ng Trichogramma, Telenomus), + + (>1,300) sâu h i; Cây có múi Aphytis, sâu h i ô liu (Methaphycus) và loài khác Uruguay ð c thân mía b ng Trichogramma + +/- (
Xu th chung là các s n ph m s d ng trong bi n pháp sinh h c ngày m t ña d ng, có t l l i nhu n cao, t l thành công cao và nguy cơ hình thành tính kháng th p hơn thu c hóa h c. V ñ i tư ng: Trư c tiên BPSH ch y u s d ng phòng ch ng d ch h i cây tr ng ngoài ñ ng ru ng như côn trùng h i, nh n h i, tuy n trùng, b nh h i… Hi n nay, BPSH còn ñư c áp d ng r ng trên cây lâm nghi p, kho b o qu n, v t nuôi và m t s lĩnh v c khác trong ñ i s ng con ngư i. + BPSH có nhi u ưu ñi m: - An toàn v i môi trư ng và nông s n - Hi u qu cao - Vi c hình thành tính kháng c a d ch h i ch m ho c ít g p - Nhi u tác nhân và s n ph m sinh h c có tác d ng m nh và nhanh + Tuy v y, hi n nay nông dân c a các nư c ñang phát tri n thư ng ñ c p ñ n các như c ñi m chính c a BPSH như: - Tác ñ ng thư ng ch m nên không có kh năng d p d ch - Nghiên c u và nhân nuôi c n trang thi t b và kinh phí cao - S n ph m sinh h c thư ng ch u nh hư ng c a ñi u ki n môi trư ng. Qui trình áp d ng kh t khe, ñòi h i ngư i s d ng có trình ñ nh t ñ nh. - Ngoài ra BPSH còn gây nên m t lo t “v n ñ ” khác trong nông nghi p. V v n ñ này, Van Lenteren (2005) ñã t ng h p và lý gi i v nh ng quan ñi m chưa ñúng chung c a BPSH như sau: - BPSH t o nên các loài d ch h i m i. Ví d là khi d ng không s d ng thu c hoá h c mà ch s d ng BPSH ñ phòng tr m t vài loài d ch h i ch y u thì các loài d ch h i khác có cơ h i phát tri n. Trong các năm 1965-1975 ñã s d ng thành công BPSH phòng tr nh n ñ Tetranychus urticae và b ph n trong nhà kính, nhưng sau nh ng năm 1975 ngư i ta th y bùng phát s lư ng nhi u loài d ch h i m i như Spodoptera exigua, Liriomyza trifolli, L. huidobrensi, Bemisia tabaci… Tuy v y, nghiên c u r ng hơn cho th y các loài d ch m i này xu t hi n châu Âu và gây h i m nh nhà kính c trong ñi u ki n ñư c phòng tr hoá h c. ð i v i nh ng loài d ch h i m i này, thì vi c tìm ra các tác nhân sinh h c không ph i d dàng và nhanh chóng. Không nh ng th nh ng loài này ñã kháng h u h t các lo i thu c trư c khi du nh p vào Châu Âu. Trong s này có nhi u loài phòng tr hoá h c tr nên vô cùng khó khăn, BPSH ñư c coi là phương án t t nh t có th áp d ng. - BPSH là khó tin tư ng. Lý do ñơn gi n là nhi u qu ng cáo quá m c c a các nhà s n xu t thiên ñ ch, nhi u loài thiên ñ ch chưa ñư c th nghi m ch c ch n ñã ñưa ra th trư ng làm nh hư ng x u ñ n ni m tin c a các nhà s n xu t. ði n hình là vi c s d ng m t s loài loài thiên ñ ch không thành công ñ i v i b trĩ Frankniliella occidentalis. Trong khi ñó vi c s d ng Phytoseiulus persimilis, loài nh n b t m i có hi u qu cao ñ i v i nh n ñ và Encasia formosa, m t loài ký sinh hi u qu ñ i v i b ph n. ði u này ch ra r ng c n thi t ph i có s ki m soát v ch t lư ng thiên ñ ch, ch ñưa ra th trư ng khi ñã ñư c kh ng ñ nh trong th c nghi m là t t. - Nghiên c u BPSH là t n kém. Th c t ñã ch ng minh hi u qu ñ u tư cho nghiên c u BPSH cao hơn h n so v i nghiên c u thu c hoá h c, t l lãi/giá thành tương ng là 30/1 và 5/1. Ngư i ta thư ng cho r ng vi c nghiên c u thành công 1 loài thiên ñ ch thư ng lâu và t n kém, nhưng s li u ch ra r ng th i gian nghiên c u 1 loài thiên ñ ch và 1 lo i thu c hoá h c là ñ u m t 10 năm, chi phí cho nghiên c u 1 lo i thu c hoá h c là kho ng 180 tri u US $, trong khi ñó cho 1 loài thiên ñ ch ch có 2 tri u US $. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 10
- Trong th c t , BPSH không ñư c s d ng r ng rãi do ñ c ñi m h n ch trong s n xu t và s d ng thiên ñ ch (th i h n s d ng ng n, b nh hư ng b i các ñi u ki n c a môi trư ng…) + Các s liê ch ng minh r ng chi phí cho BPSH th p hơn chi phí bi n pháp hoá h c. Ch ng h n, Van Lenteren (1990) kh ng ñ nh bi n pháp hoá h c tr nh n ñ ñ t g p 2 l n so v i s d ng Phytoseiulus persimilis. Wardlow (1993) cho r ng giá thành BPSH ch b ng 1/5 ñ n 1/3 bi n pháp hoá h c trên cây cà chua và dưa chu t Anh. Nh ng nghiên c u v chi phí s d ng BPSH cho th y BPSH thư ng r hơn nhi u so v i bi n pháp hoá h c (Remark, 1993). ð i v i các nư c như Hà Lan, BPSH tr nên thông d ng trên các cây tr ng chính như cà chua, dưa chu t, t, cà, nên r t khó có th tính toán riêng r chi phí cho bi n pháp hoá h c. Tuy nhiên c n lưu ý r ng ña s BPSH là không ph i tr ti n. Ch ng h n, h u h t các loài d ch h i b thiên ñ ch kh ng ch (mà giá ư c tính toàn th gi i là vào 400 t US $ ho c ñơn gi n hơn n u chúng ta tính giá thành và hi u qu to l n c a vi c s d ng b rùa Rodolia cardinalis tr r p sáp bông t năm 1888). + Vi c áp d ng th c t BPSH phát tri n ch m. ði u này cũng không ñúng v i th gi i hi n t i nh t là ñ i v i các nư c phát tri n. Trong 40 năm qua, vi c ñăng ký s d ng tác nhân sinh h c các nư c Tây B c Âu là kho ng trên 150 s n ph m trong khi các ch t hoá h c ñư c ñăng ký là dư i 100 ch t. + BPSH tăng cư ng (Augmentative) không có hi u qu . Có khá nhi u ví d v s không thành công c a bi n pháp này nh t là trong ñi u ki n các nư c ñang phát tri n, trong các nghiên c u th nghi m ban ñ u. Tuy v y, trong các chương trình ñư c xây d ng k lư ng cho th y ñã s các BPSH tăng cư ng có tác d ng như ho c hơn bi n pháp hoá h c, gi m ñư c m t ñ d ch h i b ng ho c nhi u hơn bi n pháp hoá h c và có chi phí b ng ho c th p hơn chi phí bi n pháp hoá h c Nh s phát tri n m nh m c a khoa h c và công ngh nên các như c ñi m c a bi n pháp sinh h c t ng bư c ñư c kh c ph c, t c ñ phát tri n cao (tăng 15- 20%/năm) trong các năm cu i c a th ký XX. Là m t nư c nhi t ñ i nóng m, có ña d ng sinh h c cao, vi c phát huy l i th v ña d ng sinh h c trong BPSH b o t n s mang l i l i ích to l n. ði u ch ng minh rõ ràng là v i vi c áp d ng bi n pháp IPM, gi m h n lư ng thu c BVTV hóa h c ñã t o ñi u ki n ho t ñ ng t t cho nhóm thiên ñ ch h i lúa các nư c vùng ðông Nam Á trong cu i nh ng năm th k XX ñ u th k XXI. 3. CÁC LO I BI N PHÁP TR SINH H C Sö dông sinh vËt ®Ó t o ñi u ki n cho loài mong mu n ñư c phát tri n trong khi kìm hãm loài không mong mu n (d ch h i) làm cho chúng gi m m t ñ và gi m tác h i ®ã l c«ng viÖc cña BPSH. Tùy theo ngu n g c và phương th c s d ng thiên ñ ch ngư i ta chia BPSH thành 3 ki u: • BPSH c ñi n (Classical) “nh p n i và thu n hóa 1 loài thiên ñ ch ñ kh ng ch 1 loài d ch h i có ngu n g c t i ch ho c ngo i lai” Ki u này có nhi u ví d r t n i ti ng, ñ c bi t ph i k ñ n trư ng h p nhà khoa h c ngư i ð c A. Koebele, ngư i ñ t n n móng cho BPSH ngày nay, năm 1888 ñã sưu t p và g i hơn 500 b rùa Rodolia cardinalis t châu Úc sang California (M ) và ch 3 năm sau n n r p sáp Icerya purchassi h i cam chanh ñư c gi i quy t, c u ñư c ngh tr ng cam chanh t i ñây. • BPSH tăng cư ng (Augmentation): nâng cao ho t ñ ng c a thiên ñ ch thông qua nhân nuôi và th thiên ñ ch ñ chúng kìm hãm d ch h i t i ch ho c ngo i lai. Bi n pháp này bao g m: Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 11
- Lây nhi m s m (inoculative) là vi c th (phóng thích) thiên ñ ch s m ñ chúng phát tri n qu n th và th h sau có ñ s lư ng kìm hãm thành công d ch h i. - Th tràn ng p (inundative) là vi c th v i s lư ng l n thiên ñ ch ñ chúng (ch không ph i th h sau c a chúng) kìm hãm qu n th d ch h i • BPSH b o t n (Conservation) là nghiên c u t o ñi u ki n thu n l i v nơi cư trú, dinh dư ng… cho thiên ñ ch b n ñ a phát huy ti m năng sinh h c kh ng ch d ch h i. Ngoài vi c s d ng thiên ñ ch, các tác nhân sinh h c (gen) như trong lai t o các gi ng kháng, truy n c y t o nên các gi ng kháng chuy n gen ñang ñư c s d ng v i t c ñ vô cùng l n Câu h i ôn t p 1. Các ñ nh nghĩa bi n pháp sinh h c 2. Hi n tr ng và xu th phát tri n c a bi n pháp sinh h c 3. Các lo i bi n pháp sinh h c Tài li u tham kh o chính 1. Bakker M. F., 1993. Selecting phytoiseid predators for biological control with emphasis on the significance of tri- trophic interactions. University of Amsterdam 2. Carson Rachel. 1962. Silent spring. 368 pp 3. Cook, R.J. & K.F. Baker, 1983. The nature and practice of biological control of plant pathogens. American Phytopathological Society, St. Paul: 539 pp 4. DeBach, P., ed., 1964. Biological Control of Insect Pests and Weeds. Cambridge University Press, Cambridge: 844 pp 5. NguyÔn L©n Dòng. 1981. Sö dông vi sinh vËt ®Ó phßng trõ ssau h¹i c©y trång. NXB Khoa häc kü thuËt. 168 trang. 6. Dinh N. V., A. Jassen and M. W. Sabelis. 1988. Reproductive success of Amblyseius ideaus and A. anonymus on a diet of two spotted spider mites. Exp. and Applied Acarology 4: 41-51. 7. Driesche, R.G. van, & T.S. Bellows, 1996. Biological Control. Chapman & Hall, New York: 539 p 8. Gnanamanickam Samuel S. 2002. Biological control of crop diseases. 9. Helle, W. & M.W. Sabelis eds. 1985. Spider mites. Their biology, natural enemies and control. 2 Vols., Elsevier, Amsterdam: 405 and 458 pp. 10. Huffaker C.B. 1969. Biological control. A plenum/Rosetta Eddition 11. Huffaker, C.B. & P.S. Messenger eds. 1976. Theory and Practice of Biological Control. Academic Press, New York: 788 pp 12. H Quang Hïng 1998. Phßng trõ tæng hîp dÞch h¹i C«n trïng n«ng nghiÖp. NXB N«ng nghiÖp H Néi. 13. Julien, M.H., 1989. Biological control of weeds worldwide: trends, rates for success and the future. Biocontrol News and Information 10: 299-306. 14. Ph¹m V¨n LÇm. BiÖn ph¸p sinh häc phßng chèng dÞch h¹i N«ng nghiÖp. Nxb N«ng nghiÖp, H Néi. 1995. 15. Lenteren J.C. Van . 2005. IOBC Internet Book of Biological Control 16. Lenteren, J.C. van (ed.), 2003. Quality Control and Production of Biological Control Agents: Theory and Testing Procedures. CABI Publishing, Wallingford, UK: 327 pp. 17. Lenteren, J.C. van, and Bueno, V.H.BP., 2003. Augmentative biological control of arthropods in Latin America. BioControl 48: 123-139. 18. Lenteren, J.C. van & M.G. Tommasini, 2003. Mass Production, Storage, Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 12
Shipment and Release of Natural Enemies. Chapter 12 in: Quality Control and Production of Biological Control Agents: Theory and Testing Procedures. J.C. van Lenteren (ed.), CABI Publishing, Wallingford, UK: 181-189. 19. J.C. van, 2000. Measures of success in biological control of arthropods by augmentation of natural enemies. In “Measures of success in biological control” (G. Gurr and S. Wratten, Eds.), pp. 77-103. Kluwer Academic Publishers, Dordrech 20. Lenteren, J.C. van, 1986. Evaluation, mass production, quality control and release of entomophagous insects. In: Biological Plant and Health Protection. ed.: J.M.Franz. Series Progress in Zoology 32. Fischer, Stuttgart: 31-56. 21. NguyÔn ThÞ Kim Oanh, NguyÔn V¨n §Ünh, H Quang Hïng v CTV. 2005. Nghiªn cøu qui tr×nh nh©n nu«i nhÖn b¾t måi Amblyseius sp. v bä xÝt b¾t måi Orius sauteri v kh¶ n¨ng sö dông cóng trong phßng chèng nhÖn ®á v bä trÜ h¹i c©y trång. Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I H Néi. 22. Ho ng ®øc NhuËn 1979. §Êu tranh sinh häc v øng dông. NXB Khoa häc v Kü thuËt. 147 trang. 23. Sabelis M. W. 1981 Biological control of two-spotted spider mites using phytoseiid predators. Pudoc, Wageningen. 242 pp 24. Singleton G. R., L. A. Hinds, C. J. Krebs and D. M. Spratt (eds), 2003. Rats, mice and people: Rodent biology and Management. ACIAR, Canberra, 564pp. 25. Ph¹m ThÞ Thïy. 2004. C«ng nghÖ sinh häc trong BVTV. NXB §¹i häc quèc gia 335 trang. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 13