Giáo trình Biện pháp sinh học trong bảo vệ thực vật Chương 5

Chia sẻ: Leslie Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

192
lượt xem 89
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Biện pháp canh tác (hay kỹ thuật canh tác) bao gồm tất cả các hoạt động của con người có liên quan đến việc trồng cây nông nghiệp, bắt đầu từ việc gieo hạt giống đến thu hoạch mùa màng

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 5

Chương V. CÁC BI N PHÁP NÔNG H C VÀ BI N PHÁP SINH H C A. BI N PHÁP CANH TÁC TRONG B O V TH C V T I. GI I THI U CHUNG V BI N PHÁP CANH TÁC BVTV Bi n pháp canh tác (hay k thu t canh tác) bao g m t t c các ho t ñ ng c a con ngư i có liên quan t i vi c tr ng cây nông nghi p, b t ñ u t gieo h t gi ng ñ n thu ho ch mùa màng. T t c các bi n pháp canh tác ñ u làm nh hư ng t i s phát sinh, phát tri n, tác h i c a sâu b nh h i và c d i. Nh ng bi n pháp canh tác ñư c hình thành trong quá trình thâm canh tr ng tr t (như bón nhi u phân ñ m, gieo tr ng gi ng năng su t cao, tăng v , tăng m t ñ cây,...) g i là bi n pháp canh tác thâm canh (k thu t thâm canh). Bi n pháp canh tác thâm canh thư ng t o ñi u ki n thu n l i cho sâu b nh h i và c d i phát sinh m nh, nhi u khi bùng phát s lư ng thành d ch l n, gây thi t h i năng su t nghiêm tr ng (P.V. L m, 1998). Có nhi u bi n pháp canh tác tr c ti p ho c gián ti p tiêu di t d ch h i. M t s bi n pháp canh tác t o ñi u ki n thu n l i cho cây tr ng sinh trư ng, phát tri n t t, nâng cao tính ch ng ch u c a cây tr ng ñ i v i d ch h i và khích l kh năng t ñ n bù c a cây tr ng khi b tác ñ ng gây h i t phía d ch h i. Có bi n pháp canh tác làm cho ñi u ki n sinh thái tr nên b t l i cho d ch h i, nhưng l i thu n l i cho thiên ñ ch phát sinh và phát tri n. Nh ng bi n pháp canh tác như v y r t có ý nghĩa trong phòng ch ng d ch h i và ñư c g i là bi n pháp canh tác BVTV. V y, bi n pháp canh tác BVTV là nh ng k thu t canh tác nh m t o ra ñi u ki n sinh thái thu n l i cho sinh trư ng và phát tri n c a cây tr ng cũng như thiên ñ ch t nhiên c a d ch h i và không thu n l i cho s phát sinh, phát tri n, tích lu và lây lan c a d ch h i (P.V. L m, 1998, 2005). Nhi u bi n pháp canh tác BVTV là nh ng k thu t tr ng tr t quen thu c v i nông dân, không ñòi h i chi phí ph thêm hay d ng c chuyên dùng. Bi n pháp canh tác BVTV d áp d ng trong s n xu t. Các bi n pháp canh tác BVTV không có nh ng nh hư ng x u như bi n pháp hóa h c. Bi n pháp canh tác BVTV d dàng k t h p ñư c v i t t c các bi n pháp BVTV khác. Bi n pháp canh tác BVTV mang tính ch t phòng ng a d ch h i. Do ñó ph i ti n hành trư c r t nhi u so v i s bi u hi n tác h i c a d ch h i. Cùng m t bi n pháp canh tác khi th c hi n có th làm gi m loài sâu b nh h i này, nhưng l i làm tăng tính tr m tr ng c a loài d ch h i khác. Trong nh ng trư ng h p như v y, ph i ch n l a hư ng nào l i hơn thì ti n hành. Không ph i m i lúc, m i nơi bi n pháp canh tác BVTV ñ u cho hi u qu k thu t và hi u qu kinh t như mong mu n. Hi u bi t c a nông dân hi n nay v d ch h i chưa ñ ñ h th c hi n các k thu t canh tác như nh ng bi n pháp BVTV. ð kh c ph c như c ñi m này c n nh s giúp ñ c a cán b BVTV. II. BI N PHÁP CANH TÁC BVTV ðÃ ðƯ C ÁP D NG 1. K thu t làm ñ t ð t là môi trư ng s ng và t n t i c a nhi u loài d ch h i. Nhi u loài côn trùng h i trong chu kỳ vòng ñ i có pha phát tri n liên quan ñ n ñ t. Có loài s ng h n trong ñ t (d dũi,...). M t s loài hóa nh ng trong ñ t (sâu xám, sâu khoang, sâu xanh,...). M t s loài khác có pha u trùng s ng trong ñ t (sâu non các loài b hung,...). M t s loài ñ tr ng trong ñ t (châu ch u,...). ð t là nơi tích lu h t c d i và nh ng m m m ng c a v t gây b nh (các h ch n m, bào t n m,...). K thu t làm ñ t ít nhi u ñ u có th tr c ti p ho c gián ti p tiêu di t nh ng d ch h i s ng và t n t i trong ñ t. Cày l t ñ t s vùi l p xu ng l p ñ t dư i nhi u sâu 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…… 63
non, nh ng c a sâu h i, h t c d i, tàn dư cây tr ng có ch a ngu n b nh. ð ng th i cày l t ñ t cũng ñưa các sinh v t h i t l p ñ t phía dư i lên trên m t ñ t. Trong ñi u ki n như v y, các sinh v t h i này ho c là b ch t khô do n ng ho c là d b các thiên ñ ch tiêu di t (sâu non, nh ng c a côn trùng h i b t lên m t ñ t do cày l t ñ t s b chim ăn sâu hay các côn trùng b t m i t n công). Cày l t ñ t s m, g t ñ n ñâu cày sâu ñ n ñó sau m i v lúa ñã tiêu di t tr c ti p nhi u sâu non, nh ng c a sâu ñ c thân lúa trong r và g c r , tiêu di t tàn dư cây tr ng có ngu n b nh, tiêu di t lúa chét là nơi cư trú và ngu n th c ăn c a nhi u loài sâu h i lúa như sâu năn, r y nâu, sâu cu n lá lúa,... (P.V. L m, 1998, 2005). Cày sâu, b a k làm cho l p ñ t canh tác càng sâu thêm, t o ñi u ki n thu n l i cho r cây tr ng phát tri n t t, hút các ch t dinh dư ng t ñ t d dàng. Nh ñó cây tr ng sinh trư ng phát tri n t t, tăng kh năng ch ng ch u ñ i v i s t n công c a các loài gây h i. M t khác, cày sâu b a k làm cho l p ñ t canh tác thoáng khí, t o ñi u ki n cho các khí ñ c có trong ñ t (mêtan, sunfuahyñrô,...) chóng b phân gi i và gi m b t tác h i c a chúng ñ i v i cây tr ng. Ti n hành các công ño n làm ñ t ñúng lúc, ñúng k thu t không ch làm cho t ng ñ t canh tác ñáp ng các yêu c u c a tr ng tr t, mà còn góp ph n làm cho t ng ñ t canh tác tr nên s ch m m m ng d ch h i hơn. 2. Luân canh cây tr ng Liên t c ch tr ng m t lo i cây trên m t khu ñ t trong nhi u năm (ñ c canh) thư ng d n t i s suy thoái ñ phì c a ñ t, thi u dinh dư ng vi lư ng. Canh tác theo ki u ñ c canh còn có th gây nên s tích t các ch t có h i cho cây tr ng. V i góc ñ BVTV, ñ c canh thư ng t o ñi u ki n sinh thái thu n l i cho d ch h i t n t i, tích lu và phát tri n. ð c bi t, nh ng loài d ch h i có tính chuyên hóa cao, ch gây h i m t loài cây tr ng thì phát sinh phát tri n r t thu n l i trong ñi u ki n ñ c canh vì ngu n th c ăn c a nó luôn luôn d i dào (P.V. L m, 1998, 2005). ð kh c ph c nh ng h u qu c a ñ c canh, c n áp d ng h th ng canh tác luân canh. Luân canh là m t h th ng canh tác tr ng luân phiên các loài cây tr ng khác nhau theo th t vòng tròn nh t ñ nh trên cùng m t m nh ñ t nh m s d ng h p lý ngu n nư c, các ch t dinh dư ng có trong ñ t và ngu n phân bón ñưa vào ñ t ñ t o ra năng su t cây tr ng cao nh t có th ñ t ñư c (P.V. L m, 1998). V phương di n BVTV, luân canh cây tr ng ph i t o ñư c nh ng ñi u ki n sinh thái b t l i cho d ch h i. ð c bi t ph i t o ñư c s gián ño n v ngu n th c ăn ñ i v i d ch h i các v /năm ti p theo trong vòng luân canh. Các sâu b nh chính h i lúa không gây h i ñư c các cây rau h hoa th p t , ñ u ñ . Luân canh cây lúa v i các cây rau h hoa th p t hay ñ u ñ s làm gián ño n ngu n th c ăn c a các loài d ch h i lúa. Luân canh như v y là bi n pháp có ý nghĩa phòng ch ng sâu b nh h i lúa. Luân canh bông v i lúa nư c, mía, ñ u ñ ñã làm gi m s lư ng sâu h i và b nh héo rũ trên cây bông r t rõ ràng. Luân canh cây ñ u tương v i cây lúa ho c v i các cây không ph i h ñ u là bi n pháp h n ch nh ng sâu b nh chính trên ñ u tương như b nh g s t, ru i ñ c thân,... N m A. flavus gây b nh th i m m, ch t cây con l c và thư ng s n sinh ra ñ c t aflatoxin gây b nh ung thư. Luân canh cây l c v i cây lúa nư c s h n ch ñư c s phát tri n c a n m A. flavus. N m này s sinh trư ng phát tri n r t t t khi luân canh l c v i các cây ngô, khoai lang và v ng. Không luân canh cây khoai tây v i các cây h cà ñ h n ch b nh m c sương, b nh héo xanh, b nh virút. Bi n pháp luân canh ñ c bi t r t có hi u qu trong phòng tr tuy n trùng th c v t, vì tuy n trùng h i cây t n t i ch y u trong ñ t. Trên khu ñ t tr ng liên t c khoai tây (gi ng nhi m tuy n trùng) thì sau m i v m t ñ tuy n trùng h i khoai tây trong ñ t tăng lên 10-15 l n, nhưng ngh m t v 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…… 64
không tr ng khoai tây mà tr ng cây khác thì s lư ng tuy n trùng h i khoai tây trong ñ t gi m ñi kho ng 33% (d n theo P.V. L m, 1998). N u tính toán ñúng, luân canh cây tr ng là bi n pháp r t hi u qu ñ h n ch nhi u loài sâu b nh h i quan tr ng. H th ng luân canh cây tr ng ñòi h i ph i b trí, s p x p các cây tr ng v th i gian trên m t khu ñ t và không gian trong cùng m t th i ñi m ñ ngăn ch n tác h i c a sâu b nh ngay trong v ñó và c n tr s t n t i, tích lu , lây lan c a chúng t v này sang v khác. Nguyên t c c a luân canh là ch n các cây tr ng thích h p ñ lo i tr ñư c các sâu b nh gây h i chuyên tính ho c h n ch tác h i c a chúng m c th p nh t. Lưu ý ch n và ñưa nh ng cây tr ng có kh năng ti t ra kháng sinh vào vòng luân canh ñ tiêu di t m t s vi sinh v t có h i ñ i v i cây tr ng t n t i trong ñ t. Luân canh cây tr ng có th coi là m t k thu t canh tác có tính c truy n. Tuy nhiên, k thu t này mang tính c ng ñ ng, ph i ñư c áp d ng trên di n tích qui mô l n m i có hi u qu h n ch d ch h i, ch áp d ng ñơn l trên di n tích nh s không có hi u qu phòng ch ng d ch h i (P.V. L m, 1998). 3. Xen canh cây tr ng Xen canh là h th ng canh tác mà khi th c hi n ngư i nông dân ph i tr ng ñ ng th i nhi u lo i cây khác nhau trên cùng m t lô ñ t. ðây là m t k thu t canh tác khá ph bi n nhi u nư c. Xen canh cây tr ng là bi n pháp t t nh t ñ ñ ng th i s d ng t i ưu các ñi u ki n ñ t, ánh sáng, nư c, ch t dinh dư ng trong ñ t, góp ph n làm tăng t ng thu nh p cho nhà nông. Thí d , tr ng ngô xen ñ u ñ (ñ u tương, ñ u xanh). Ngô là loài cây tr ng có r ăn sâu, yêu c u dinh dư ng cao; còn ñ u ñ là cây th p, có r ăn nông, ít yêu c u dinh dư ng, mà l i có kh năng cung c p thêm ñ m cho ñ t. Khi tr ng ngô xen ñ u ñ không có s c nh tranh gi a chúng v i nhau v dinh dư ng và ngô còn s d ng c ngu n ñ m do ñ u ñ c ñ nh ñư c. V phương di n BVTV, xen canh cây tr ng thư ng làm gi m nh ng thi t h i do các loài d ch h i gây ra. Nhi u loài d ch h i có tính chuyên hóa th c ăn, nghĩa là chúng ch có th s d ng nh ng lo i cây nh t ñ nh ñ làm th c ăn. Khi trên ñ ng có m t lo i cây ñư c tr ng v i di n tích l n li n nhau s t o nên ngu n th c ăn d i dào thu n l i cho s phát sinh, lây lan c a nh ng d nh h i chuyên tính trên cây tr ng ñó. Cánh ñ ng lúa li n kho nh càng r ng thì càng thu n l i cho sâu ñ c thân lúa bư m hai ch m, r y nâu phát sinh và lây lan. Trên ñ ng có nhi u lo i cây khác nhau tr ng xen canh s t o nên m t ngu n th c ăn không thu n l i cho nh ng d ch h i chuyên tính, c n tr s phát sinh, lây lan c a chúng, nh t là ñ i v i nh ng loài d ch h i chuyên tính không có kh năng t phát tán ñi xa. Xen canh cây tr ng còn làm tăng tính ña d ng c a khu h côn trùng, nh n và vi sinh v t trong các sinh qu n nông nghi p, t c là làm tăng tính n ñ nh c a h sinh thái nông nghi p (P.V. L m, 1998, 2005). Theo k t qu nghiên c u c a Vi n B o v th c v t, tr ng xen cà chua v i b p c i theo t l c 2 lu ng b p c i xen 1 lu ng cà chua và cà chua tr ng trư c b p c i 30 ngày thì có th h n ch ñư c s gia tăng s lư ng sâu tơ. K t qu nghiên c u c a Vi n Nghiên c u và Phát tri n cây bông cho th y m t ñ sâu xanh, r p mu i trên cây bông tr ng xen v i ñ u xanh ho c ñ u tương th p hơn h n so v i trên cây bông tr ng thu n. Tr ng bông xen v i ñ u xanh ho c ñ u & ngô còn h n ch ñư c s lây nhi m c a b nh xanh lùn bông. Trên ñ ng bông tr ng xen mía thành các băng r ng 5-10 m r t có ý nghĩa h n ch s lư ng sâu xanh. Sâu xanh trên bông tr ng xen mía có m t ñ ch b ng 35-70% m t ñ trên ñ ng bông không xen mía (d n theo P.V. L m, 1998, 2005). ð ng th i tr ng nhi u lo i cây trên m t khu ñ ng g i là canh tác nhi u loài. V b n ch t, canh tác nhi u loài cũng là xen canh. ði u khác nhau gi a xen canh và canh tác nhi u loài là quy mô th c hi n: Xen canh là ñ ng th i tr ng nhi u lo i cây trên m t lô ñ t; còn canh tác nhi u loài là ñ ng th i tr ng nhi u lo i cây trên m t khu 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…… 65
ñ ng, m i lo i cây tr ng riêng trên m t lô ñ t. Ch n và b trí m t cơ c u cây tr ng h p lý trên m t khu ñ ng s t o ñi u ki n không thu n l i cho s phát sinh phát tri n và lây lan c a nhi u loài d ch h i chuyên tính. Vì v y, canh tác nhi u loài cũng có ý nghĩa l n trong phòng ch ng d ch h i như xen canh. Nhưng canh tác nhi u loài mang tính c ng ñ ng, t c là vi c th c hi n này ph i do nhi u h nông dân cùng ti n hành trên m t qui mô di n tích l n m i mong có ý nghĩa trong phòng ch ng d ch h i (P.V. L m, 1998). 4. Th i v gieo tr ng thích h p Th i v là th i gian ñ gieo tr ng ñ i v i m i lo i cây tr ng. Th i v là m t yêu c u r t quan tr ng trong tr ng tr t. Th i v gieo tr ng thích h p là th i v thu n ti n cho vi c gieo tr ng mà ñ m b o cho cây tr ng sinh trư ng phát tri n t t, cho năng su t cao. Cây tr ng m n c m v i d ch h i ch vào m t giai ño n phát tri n nh t ñ nh và các loài d ch h i phát sinh phát tri n m nh cũng ch vào nh ng kho ng th i gian nh t ñ nh trong năm. V phương di n BVTV, th i v gieo tr ng thích h p ñ i v i m i lo i cây tr ng là th i v không ch ñ m b o ñ cây tr ng ñ t năng su t cao mà còn ñ m b o sao cho giai ño n sinh trư ng xung y u nh t c a cây tr ng không trùng v i th i gian phát tri n m nh nh t c a d ch h i. Vi c ñi u ch nh th i v gieo tr ng ñ tránh ñ nh cao phát sinh c a d ch h i cũng ch th c hi n ñư c trong nh ng ph m vi nh t ñ nh. B i vì m i lo i cây tr ng ch có nh ng kho ng th i gian nh t ñ nh thích h p ñ gieo tr ng cho năng su t cao (P.V. L m, 1998, 2005). Trong m t v lúa, trà lúa c y th i v s m và c y th i v mu n thư ng b b xít dài Leptocorisa phá h i r t n ng. Trà lúa th i v s m tránh ñư c ñ nh cao m t ñ c a r y nâu trong các v lúa và thư ng b r y nâu h i nh . Trà lúa mu n thư ng có giai ño n xung y u c a cây lúa trùng v i th i kỳ phát sinh m nh nh t c a r y nâu trong v lúa, nên b r y nâu gây h i n ng hơn. ñ ng b ng sông H ng, b nh ñ o ôn gây h i n ng cho lúa Xuân s m, Mùa mu n. Do ñó, nh ng nơi thư ng có d ch b nh ñ o ôn ph i gi m b t di n tích Xuân s m, Mùa mu n ñ tránh tác h i c a b nh ñ o ôn. T i vùng rau Hà N i và Tp H Chí Minh, b p c i tr ng th i v s m b sâu tơ phá h i nh hơn các b p c i tr ng th i v mu n. Trong ñi u ki n vùng ñ ng b ng sông H ng, ñ u tương v Xuân tr ng s m vào tháng 1 thư ng b b nh g s t, ru i ñ c thân gây n ng hơn so v i ñ u tương tr ng mu n vào tháng 2. ð c bi t, ñ u tương Xuân tr ng vào tháng 3-4 r t ít b b nh g s t, vì th i ti t trong th i gian này không thu n l i cho n m b nh g s t phát sinh, lây lan. Các sâu h i bông b t ñ u tích lu s lư ng trên bông tr ng th i v s m. Khi bông th i v s m tr nên già thì sâu h i chuy n sang bông th i v mu n còn non hơn, thích h p hơn và chúng phát tri n, tích lu s lư ng nhanh hơn. Do ñó, bông th i v mu n thư ng b sâu phá h i n ng hơn bông th i v s m (d n theo P.V. L m, 1998, 2005). L a ch n, s p x p th i v gieo tr ng thích h p là m t bi n pháp canh tác phòng ch ng d ch h i có hi u qu . ð xác ñ nh ñư c th i v thích h p cho t ng lo i cây tr ng m i ñ a phương, c n ph i d a vào các ñi u ki n th i ti t khí h u, ñ c ñi m phát sinh phát tri n và phá h i c a các d ch h i chính trên t ng cây tr ng cũng như kinh nghi m, t p quán tr ng tr t c a nông dân ñ a phương. Th i v gieo tr ng thích h p là bi n pháp canh tác phòng ch ng d ch h i có hi u qu ch khi ñư c áp d ng ñ ng lo t trên qui mô l n, nghĩa là mang tính c ng ñ ng (P.V. L m, 1998, 2005). 5. M t ñ gieo tr ng h p lý M t ñ gieo tr ng là s lư ng h t gi ng, hay s cây trên m t ñơn v di n tích. M i lo i cây tr ng hay gi ng cây tr ng ph thu c vào lo i ñ t mà có m t m t ñ thích h p ñ cho năng su t cao. Gieo tr ng dày quá hay thưa quá ñ u nh hư ng ñ n năng su t. M t ñ gieo tr ng còn nh hư ng ñ n s phát sinh, phát tri n c a sâu b nh h i 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…… 66
và c d i. M t ñ gieo tr ng h p lý có tác d ng ngăn ng a s phát tri n và gây h i c a nhi u loài d ch h i. Gieo tr ng thưa quá, s t o ñi u ki n cho nhi u loài c d i sinh trư ng và phát tri n, l n át cây tr ng, ph i m t nhi u công làm c . Gieo tr ng dày quá s t o nên ñi u ki n sinh thái thích h p cho nhi u loài sâu b nh h i phát sinh phát tri n (P.V. L m, 1998, 2005). Ru ng lúa c y dày có ñ m không khí cao, t o ñi u ki n thu n l i cho r y nâu, b nh khô v n, b nh ñ o ôn phát tri n m nh. Nơi c y dày thân lúa b v ng, m m hơn, thu n l i cho sâu non tu i 1 c a sâu ñ c thân d xâm nh p hơn và có t l s ng sót cao, nên t l nõn héo cao hơn. C y dày còn c n tr nh ng ho t ñ ng h u ích c a các loài ký sinh tr ng sâu ñ c thân và ký sinh tr ng r y nâu. ðây cũng là m t trong các nguyên nhân góp ph n t o thu n l i cho sâu ñ c thân và r y nâu phát tri n m nh nơi c y dày. Cây ngô tr ng càng dày thì m c ñ b b nh ñ m lá l n và b nh khô v n càng n ng. Ru ng ngô tr ng dày s t o ñ m trong ru ng ngô cao, thích h p cho hai lo i b nh trên phát tri n m nh. Gi ng bông chín s m, tr ng dày tr n ñư c sâu h i cu i v (d n theo P.V. L m, 1998, 2005). 6. Gieo tr ng gi ng ng n ngày M i lo i cây tr ng có nhi u gi ng khác nhau v i th i gian sinh trư ng khác nhau. Nh ng gi ng cây tr ng có th i gian sinh trư ng ng n g i là gi ng ng n ngày. Nh ng gi ng cây tr ng có th i gian sinh trư ng dài g i là gi ng dài ngày. Gieo tr ng gi ng ng n ngày trong m t s trư ng h p r t có ý nghĩa h n ch tác h i c a d ch h i. ð ñ t ñư c m t ñ qu n th gây h i có ý nghĩa kinh t , các loài d ch h i ph i có m t th i gian nh t ñ nh tích lũy s lư ng cá th c a chúng. Sau m i th h , s lư ng cá th c a d ch h i trong qu n th ñư c tăng lên g p b i. Th i gian sinh trư ng c a cây tr ng càng dài (gi ng dài ngày) thì d ch h i hoàn thành ñư c càng nhi u th h trên gi ng cây tr ng ñó. Do ñó, s lư ng cá th trong qu n th c a chúng càng tích lũy ñư c nhi u t o nên qu n th có m t ñ cao, ñ ñ gây thi t h i n ng v năng su t ñ i v i cây tr ng. V i th i gian sinh trư ng c a cây tr ng ng n (gi ng ng n ngày) thì d ch h i hoàn thành ñư c ít th h trên gi ng cây tr ng ñó. Vì v y, d ch h i không tích lũy ñư c s lư ng cá th trong qu n th ñ ñ gây h i n ng cho cây tr ng (P.V. L m, 1998, 2005). Dùng gi ng ng n ngày ñ tránh sâu b nh h i n ng cu i v ñã ñư c áp d ng r ng rãi v i nhi u lo i cây tr ng. Gi ng lúa CR-203 (ng n ngày) ñư c gieo c y th i v Mùa s m có th tránh ñư c tác h i c a sâu ñ c thân, sâu c n gié. Gi ng IR-1820 ñư c gieo c y v lúa Xuân có th tránh ñư c r y nâu cu i v . Gi ng lúa có th i gian sinh trư ng 80-90 ngày (c c ng n) ñư c s d ng như m t bi n pháp h u hi u ñ tr r y nâu. Gi ng bông chín s m có th i gian sinh trư ng ng n hơn gi ng bông chín mu n. Tr ng gi ng bông chín s m s rút ng n ñư c th i gian c a m t v bông trên ñ ng, tránh ñư c tác h i c a r y xanh hai ch m A. devastans cu i v . T i ñ ng b ng sông H ng, gi ng khoai tây ng n ngày như gi ng Khoai ða (th i gian sinh trư ng 85-95 ngày), gi ng KT2 (th i gian sinh trư ng 75-80 ngày) tr ng vào th i v s m có th tránh ñư c b nh m c sương cu i v (d n theo P.V. L m, 1998, 2005). 7. S d ng phân bón h p lý Bón phân là cung c p các ch t dinh dư ng cho cây tr ng, do ñó phân bón gây nh hư ng tr c ti p ñ n sinh trư ng và phát tri n c a cây tr ng. ð ng th i bón phân còn làm nh hư ng l n ñ n s phát sinh và gây h i c a d ch h i. Vai trò c a t ng lo i phân bón có th r t khác nhau, ph thu c vào gi ng cây tr ng, ñ i tư ng d ch h i và ñi u ki n môi trư ng. Phân ñ m làm gi m ñ dày l p bi u bì c a th c v t, d n t i tăng s m n c m c a các cây tr ng h hoà th o v i b nh g s t, v i sâu ñ c thân. Khi thi u phân kali cây tr ng b nhi m nhi u lo i b nh n ng hơn vì quá trình t ng h p ch t ñ m trong cây b 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…… 67
c n tr và tích lu các ch t không ph i ñ m nhưng ch a nitơ. Phân kali làm gi m tác h i c a côn trùng (ñ c bi t r p mu i) gây ra ñ i v i cây tr ng. Phân kali ñã làm cho các mô cơ sinh trư ng t t hơn, c ch s t o thành các ch t h p d n côn trùng. Phân kali giúp cây chè tăng s c ch ng b nh ph ng lá do n m E. vexans, giúp cây cao su nâng cao tính ch ng b nh ph n tr ng do n m O. heveae (Bazelet, 1983; V.T. Mân, L. L. T , 1998). Phân lân làm cho l p bi u bì và mô cơ cây phát tri n. Phân lân và kali làm tăng sinh trư ng c a lúa mì và tăng tính ch ng b nh g s t, b nh do n m Fusarium. Phân lân và kali làm làm gi m b nh than ñen ngô (Cheremisinov, 1973). Khi bón phân hóa h c m t cân ñ i, ñ c bi t ch chú tr ng bón phân ñ m mà không bón phân lân, kali s gây nên hi n tư ng th a ñ m. Khi ñó cây tr ng sinh trư ng nhanh, lá cây phát tri n quá m c (xanh và nhi u). Th a ñ m kéo dài th i gian sinh trư ng c a cây, t o nên ngu n th c ăn thích h p cho nhi u loài sinh v t gây h i. Th a ñ m làm cho các mô b o v kém phát tri n, cho nên thân cây non m m t o ñi u ki n cho sinh v t gây h i xâm nh p vào trong cây m t cách d dàng. Sâu ñ c thân lúa, sâu cu n lá lúa, r y nâu, b nh ñ o ôn, b nh khô v n, b nh b c lá lúa phát tri n m nh khi ru ng lúa ñư c bón nhi u phân ñ m. Ru ng bông bón nhi u phân ñ m cũng làm tăng tác h i c a nhi u loài sâu h i chính trên bông. Li u lư ng phân ñ m cao t o ñi u ki n thu n l i cho nhi u loài r p mu i, b trĩ, b xít h i cây tr ng phát tri n r t m nh. Khoai tây, cà chua ñư c bón nhi u phân ñ m làm tăng b nh m c sương. Bón phân không cân ñ i làm b nh sương mai trên hành t i phát tri n m nh,... Bón nhi u phân kali trong nhi u năm li n gây nên tình tr ng thi u ch t magiê trong ñ t tr ng d a ñã làm cho cây d a b b nh héo lá r t n ng (d n theo P.V. L m, 1998, 2005). Bón phân cân ñ i là cung c p ñ y ñ các nguyên t dinh dư ng v i t l thích h p ñ i v i t ng gi ng cây tr ng, t ng lo i ñ t và năng su t mu n ñ t. Có như v y m i phát huy ñư c ñ y ñ tác d ng c a t ng lo i phân bón, ñ ng th i t o ñi u ki n thu n l i cho cây tr ng sinh trư ng, phát tri n t t, tránh s kh ng ho ng v dinh dư ng c a cây tr ng, làm tăng kh năng ch ng ch u ñ i v i s t n công c a các loài sinh v t gây h i, cũng như làm tăng kh năng t ñ n bù c a cây tr ng khi b phá h i. Khi cây tr ng sinh trư ng và phát tri n t t s l n át s phát tri n c a c d i. Bón phân cân ñ i không ch huy ñ ng ñư c ti m năng năng su t c a cây tr ng mà còn không t o ñi u ki n thu n l i cho d ch h i phát tri n, góp ph n gìn gi năng su t cây tr ng. Như v y, bi t cách s d ng phân bón s có ý nghĩa l n trong phòng ch ng d ch h i (P.V. L m, 1998, 2005). 8. Tư i tiêu h p lý Nư c nh hư ng tr c ti p ñ n quá trình sinh trư ng và phát tri n c a cây tr ng. Qua ñó nh hư ng ñ n s phát sinh, gây h i c a sâu b nh h i và c d i. Ngoài ra, nư c cũng nh hư ng tr c ti p ñ n s phát sinh, phát tri n và gây h i c a d ch h i (P.V. L m, 1998, 2005). Có ñ nư c trong ru ng lúa thì các h p ch t c a silic d dàng hoà tan và cây lúa h p th ñư c. Nh v y, quá trình hóa c ng vách t bào bi u bì ñư c thúc ñ y nhanh, d n t i làm tăng s c ch ng ch u c a cây lúa ñ i v i m t s sâu b nh h i. Ch ñ nư c trong ru ng lúa có liên quan ñ n s phát tri n c a m t s sâu b nh h i như b nh ñ o ôn, b nh khô v n, sâu ñ c thân lúa,... Trong th c t , b nh ñ o ôn, b nh khô v n thư ng phát sinh và phát tri n m nh, gây h i n ng nh ng ru ng lúa không thư ng xuyên ñ nư c. Khi b nhi m b nh ñ o ôn, b nh khô v n ho c b trĩ mà ru ng lúa b thi u nư c thì các sâu b nh này phát tri n càng nhanh, cây lúa nhanh chóng b l i lá và d dàng d n ñ n hi n tư ng cháy ñ o ôn, cháy khô v n..., làm nh hư ng ñáng k ñ n năng su t lúa. Ngoài ra, ru ng lúa khô nư c thư ng xuyên còn d b d dũi, b hung, chu t phá h i n ng và c d i phát tri n m nh (P.V. L m, 1998, 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…… 68
2005). ð h n ch s phát tri n c a nh ng d ch h i này c n gi ru ng lúa có m t l p nư c 10 cm liên t c trong su t th i gian sinh trư ng c a cây lúa. Khi gi ñ m c nư c như v y thì l i t o ñi u ki n thu n l i cho s phát sinh, phát tri n c a b nh b c lá lúa, sâu phao, các loài r y h i lúa. N u ñ nh kỳ tháo nư c ñ ru ng khô 1-2 ngày thì có hi u qu cao trong h n ch s phát tri n c a b vòi voi ñ c g c lúa, sâu phao, các loài r y h i lúa. ð i v i cây tr ng c n, tư i nư c quá nhi u ho c ñ t b úng nư c s gây nên tình tr ng y m khí, cây tr ng sinh trư ng và phát tri n kém, gi m kh năng ch ng ch u sâu b nh h i, d b h i n ng khi có sâu b nh h i phát sinh. B nh héo xanh vi khu n gây ra cho cà chua, khoai tây ñ u phát tri n m nh trong ñi u ki n ñ t có m ñ cao. B nh th i ñ nh qu cà chua do vi khu n l i phát sinh phát tri n trong ñi u ki n ru ng cà chua có m ñ th p. B nh th i thân cây l c phát tri n m nh trong ñi u ki n tr ng l c có tư i nư c. Trên ñ t cát mà tư i nư c thư ng xuyên cũng làm tăng b nh th i qu và r cây l c. Trong nhi u trư ng h p cây tr ng c n không ñư c tư i ñ nư c, ñ t không ñ m ñ ñã t o ñi u ki n cho m t s sâu h i phát tri n m nh. Rau c i xanh, b p c i tr ng không ñư c tư i nư c ñ y ñ b r p mu i phát sinh gây h i n ng. Ru ng khoai lang khô d b b hà gây h i n ng (d n theo P.V. L m, 1998, 2005). Tư i nư c mùa khô và thoát nư c ch ng úng mùa mưa cho vư n tiêu giúp cây tiêu sinh trư ng t t, ít b b nh h i. ði u khi n ch ñ nư c h p lý cho t ng lo i cây tr ng s có ý nghĩa l n trong h n ch s phát sinh và phát tri n c a nhi u loài sâu b nh h i và c d i h i. 9. Tr ng cây b y Cây b y là nh ng cây ñư c tr ng v i m c ñích thu hút các loài d ch h i ñ sau ñó tiêu di t, nh m ngăn ch n s t n công c a chúng sang cây tr ng chính. Cây b y có th là cây tr ng khác (nhưng ñư c d ch h i ưa thích hơn) tr ng xen vào cây tr ng chính ho c là chính cây tr ng ñó, nhưng dùng gi ng chín s m hay tr ng th i v s m trên m t di n tích nh (m t vài ph n trăm so v i t ng di n tích chính v c a cây tr ng ñó). Tr ng cây b y là bi n pháp canh tác ñã ñư c áp d ng ch y u ñ tr sâu h i nhi u nư c trên th gi i và có nhi u tri n v ng trong phòng ch ng sâu h i. Nông dân Hoa Kỳ, Brazil, Nigeria ñã dùng gi ng ñ u tương chín s m ho c tr ng ñ u tương th i v s m c nh ru ng ñ u tương chính v ñ thu hút và sau ñó tiêu di t các sâu h i chính trên ñ u tương (b xít xanh, b rùa ăn lá,...) và ñã ngăn c n ñư c s phá h i c a nh ng sâu h i này trên ñ u tương chính v . T i Hoa Kỳ và Nicaragua ñã thành công trong phòng ch ng b vòi voi ñ c qu bông nh tr ng cây b y b ng cây bông th i v s m v i di n tích kho ng 5% t ng di n tích cây bông chính v (d n theo P.V. L m, 1998, 2005). K thu t tr ng cây b y ñ tr sâu h i cũng ñã ñư c áp d ng nư c ta. Vào năm 1986-1988, Ngh An, Hà Tĩnh, Thanh Hóa ñã khuy n cáo tr ng ru ng b y ñ phòng ch ng d ch b xít dài h i lúa. Tr ng xen cây hư ng dương vào mép lu ng l c ñ thu hút trư ng thành sâu xanh, sâu khoang ñ n ñ tr ng. Sau ñó tiêu di t sâu xanh, sâu khoang trên cây hư ng dương. Bi n pháp này ñư c khuy n cáo trong IPM trên cây l c t i m t s nơi trên th gi i và Vi t Nam. K thu t tr ng cây b y s không có hi u qu , n u di n tích tr ng cây b y quá nh so v i t ng di n tích c a cây tr ng chính. Trong phòng ch ng chu t h i lúa, Malaixia và Vi t Nam ñã ti n hành bi n pháp b y cây tr ng k t h p rào c n TBS ñó là vi c gieo c y s m 4-5 tu n trong ô b y, xung quanh b y có hàng rào nilon, c 10 m l i ñ t 1 b y ñ chu t chui vào. Bi n pháp b y cây tr ng mang tính c ng ñ ng, ph i ñư c ti n hành trên m t di n tích ñ l n m i có hi u qu (P.V. L m, 1998, 2005). 10. V sinh ñ ng ru 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…… 69
ðây là m t nhóm thao tác k thu t khác nhau nh m tiêu di t các m m m ng d ch h i có trong ñ t, trên tàn dư cây tr ng v trư c và trên c d i. ð i v i cây tr ng hàng năm, sau m i v ti n hành d n s ch và tiêu h y t t c các tàn dư th c v t có ý nghĩa l n trong h n ch ngu n d ch h i ñ u v . Sau thu ho ch ngô, x lý cây ngô s tiêu di t ñư c ngu n sâu non, nh ng c a sâu ñ c thân ngô O. furnacalis, các h ch n m khô v n R. solani, góp ph n h n ch các sâu b nh này v ngô sau. Trư c khi tr ng cây tiêu, d n s ch g c, r cây cũ, d n c trong vư n ñem ñ t. Làm như v y h n ch ñư c b nh h i r cây tiêu. Di t cây ký ch ph r t có ý nghĩa trong phòng ch ng sâu h ng ñ c qu bông P. gossypiella, sâu loang Earias spp. trên bông. ð i v i cây ăn qu lâu năm, thư ng xuyên thu d n các qu b r ng, cành lá khô r ng ñem chôn ho c ñ t ñ tiêu di t các ngu n sâu b nh h i có trong ñó (P.V. L m, 1998, 2005). B. S D NG GI NG CÂY TR NG BI N ð I GEN I. Khái ni m cây tr ng bi n ñ i gen (CMO) Tr i qua nhi u nghìn năm, b ng phương pháp ch n l c kinh ñi n và lai t o, con ngư i ñã tuy n ch n ñư c nhi u gi ng cây tr ng v i nh ng ñ c tính nông h c quí. S lai t o kinh ñi n th c ch t là k t h p gen (v t li u di truy n) c a hai cá th . Gen c a m i cá th ñư c coi là m t h p ñen, trong ñó ngoài ñ c tính mong mu n ñã bi t, còn ch a các ñ c tính chưa bi t. S k t h p hai gi ng cây v i hai h p ñen có ch a các ñ c tính chưa bi t s không cho phép d ñoán trư c ñư c ñ c tính c a gi ng lai m i. Công ngh gen cho phép c t, s p x p l i các gen c a ñ ng v t, th c v t, vi sinh v t và ñem c y ng u nhiên chúng vào b nhi m s c th c a các cơ th s ng t o nên các sinh v t bi n ñ i gen. Như v y, sinh v t bi n ñ i gen là nh ng sinh v t ch a v t li u di truy n (gen) ñã b thay ñ i b ng k thu t c a công ngh gen. Công ngh này còn g i là công ngh sinh h c hi n ñ i. Công ngh gen cho phép tách gen mang ñ c tính mong mu n t m t cá th sinh v t c a gi ng này và chuy n gen ñó vào v t li u di truy n c a cá th sinh v t thu c gi ng khác. V lý thuy t, gi ng m i t o ra s ch nh n ñư c ñ c tính mong mu n ñã bi t trư c. Các gi ng cây tr ng t o ñư c b ng phương pháp chuy n gen như th này ñư c g i là cây tr ng bi n ñ i gen hay cây chuy n gen. Như v y, ngoài tính chính xác trong vi c t o gi ng theo ñ c tính m i mong mu n bi t trư c, công ngh gen ñã xóa b ranh gi i gi ng và loài trong công tác t o gi ng cây tr ng. Theo Sharma et al.(2002), s phát tri n và s d ng cây chuy n gen v i tính kháng ñ phòng ch ng sâu h i s gi m phun thu c tr sâu, làm tăng ho t ñ ng c a thiên ñ ch và phòng ch ng t ng h p ñư c v i sâu h i th y u. Tri n khai cây tr ng chuy n gen kháng sâu ñã liên quan t i s gi m 1 tri u kg thu c hóa h c BVTV Hoa Kỳ năm 1999 so v i 1998 (NRC, 2000). II. Thành t u chính trong t o và dùng gi ng cây tr ng bi n ñ i gen Cây chuy n gen ch a gen Bt ñ u tiên ñư c s n xu t năm 1987. Gen Bt trong thu c lá và cà chua là nh ng thí d ñ u tiên v cây tr ng bi n ñ i gen ch ng sâu h i. Sau ñó gen này ñư c chuy n vào các cây bông, ngô, lúa, cà chua, khoai tây, l c. ð n nay, nh ng gen t o cho cây tr ng có tính kháng sâu h i ñư c chuy n vào nhi u lo i cây tr ng như ngô, lúa, lúa mì, lúa mi n, mía, bông, khoai tây, thu c lá, lúa, xu hào, b p c i, táo tây, c ba lá, ñ u tương, ñ u tri u, ñ u ñũa (Barton et al., 1987; Mc. Laren 1998; Sharma et al., 2000; Vaeck et al. 1987). Bông Bt hi u qu ch ng sâu h ng. Gi ng bông Coker 312 v i gen Cry1A(C) (ch a 0,1% toxin) có tính kháng cao v i các loài sâu h i như T. ni, S. exigua, H. zea, H.virescens. ðu ñ chuy n gen kháng b nh virút ñ m vòng ñư c tr ng Hawaii t 1996. B nh lúa vàng lá di ñ ng do virút khó phòng ch ng v i quan ñi m truy n th ng, bây gi có th phòng ch 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…… 70
ñư c b ng lúa chuy n gen (Gonsalaves, 1998; Sharma et al., 2002; Wilson et al., 1992). Nhi u cây tr ng chuy n gen hi n ñang ñư c ñưa ra s n xu t ho c th nghi m ñ ng ru ng. Cây tr ng chuy n gen ch ng côn trùng h i ñ u tiên ñư c tr ng Hoa Kỳ năm 1994, trên trên di n r ng t năm 1996. T ñó tr ñi, s gia tăng nhanh v di n tích v i cây tr ng chuy n gen Hoa Kỳ, Canada, Australia, Argentina và Trung Qu c, Nam Phi, Romania, Mehico, Bungari, Spain, ð c, Pháp, Uraguay, Indonesia, Ukraina, Portugal, n ð . Cây tr ng chuy n gen hi n nay ñư c tr ng hơn 12 nư c trên th gi i. Di n tích tr ng cây bi n ñ i gen (b ng 6.1) ñã tăng ñ t ng t t dư i 1 tri u ha năm 1995 lên 81 tri u ha năm 2004 (Dunwell, 2000; Juma et al., 1999; Sharma et al., 2002, 2004). B ng 6.1. Di n tích tr ng cây chuy n gen trên th gi i ñ n năm 2004 Năm Di n tích (tri u ha) 1995
B ng 6.3. Di n tích cây chuy n gen chính ñư c tr ng năm 2002 Lo i cây chuy n gen Di n tích (tri u ha) T l (%) ð u tương kháng thu c tr c 36,5 62 Ngô kháng sâu h i (Bt) 7,7 13 C i d u kháng thu c tr c 3,0 5 Ngô kháng thu c tr c 2,5 4 Bông kháng sâu h i (Bt) 2,4 4 Bông kháng thu c tr c 2,2 4 Bông kháng thu c tr c /Bt 2,2 4 Ngô kháng thu c tr c /Bt 2,2 4 T ng c ng 58,7 100 Cho ñ n năm 2002, di n tích cây chuy n gen c a 4 lo i cây (ñ u tương, bông, ngô, c i d u) ñư c tr ng r ng rãi nh t cũng m i ch ñ t t l kho ng 22% t ng di n tích tr ng các cây này trên toàn th gi i. Trong ñó, cây ñ u tương mang gen kháng thu c tr c ñ t t i kho ng 51% t ng di n tích ñ u tương trên th gi i (b ng 6.4). B ng 6.4. Di n tích m t s cây chuy n gen so v i di n tích chung trên th gi i (2002) Lo i cây Di n tích chung Di n tích tr ng cõy T l chuy n gen (tri u ha) chuy n gen (tri u ha) (%) ð u tương 72 36,5 51 Bông 34 6,8 20 C id u 25 3,0 12 Ngô 140 12,4 9 T ng c ng 271 58,7 22 C. GI NG CH NG CH U I. KHÁI NI M V TÍNH KHÁNG SÂU B NH C A CÂY TR NG Trong cùng m t ñi u ki n gieo tr ng, m c ñ b nhi m sâu b nh c a các gi ng, các cây tr ng không gi ng nhau. M i lo i cây tr ng ñ u có nh ng gi ng không b sâu h i và vi sinh v t gây b nh t n công, ho c b m c r t nh . ðó là nh ng gi ng kháng sâu b nh. T xưa con ngư i ñã nh n bi t ñư c ñi u này và ch n t o nh ng gi ng cây tr ng kháng sâu b nh. Ngày nay, gi ng kháng sâu b nh ñư c s d ng r ng rãi và ñây là bi n pháp BVTV r t hi u qu . Lampe (1994) ñã nh n ñ nh: “Gi ng kháng là hòn ñá t ng ñ phòng tr sâu b nh có hi u qu . K t h p gi ng kháng v i bi n pháp sinh h c và k thu t canh tác là chi n lư c phòng tr sâu b nh h i lý tư ng ñ i v i nh ng nông dân nghèo ít v n”. Tính kháng sâu h i là ñ c tính c a gi ng cây tr ng có kh năng ch ng l i s t n công c a m t loài sâu h i nào ñó ho c làm gi m tác h i do sâu h i gây ra. Tính kháng b nh h i là kh năng c a cây tr ng ch ng ñ i, ngăn ch n s xâm nh p, lây lan c a v t gây b nh vào trong cây. Tính kháng b nh h i s bi u hi n cây tr ng không b nhi m b nh hay có th b nhi m b nh m c r t th p, không gây nh hư ng t i sinh trư ng, năng su t c a cây tr ng. Tính kháng sâu b nh c a cây tr ng còn g i là tính mi n d ch c a cây tr ng. Tính mi n d ch là kh năng kháng c a cây tr ng ñ i v i các tác ñ ng gây h i c a sâu h i và v t gây b nh. Tính m n c m v i sâu h i (tính nhi m sâu h i) là ñ c tính c a cây tr ng hoàn toàn không có kh năng ch ng l i s t n công c a m t loài sâu h i nào ñó, bi u hi n có t l b h i và m t ñ sâu h i cao. Tính m n c m v i b nh h i (tính nhi m b nh h i) là ñ c tính c a cây tr ng hoàn toàn không có kh năng ch ng l i s xâm nh p, lây lan c a v t gây b nh trong mô cây. Tính kháng và tính nhi m sâu b nh không 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…… 72
ph i là nh ng ñ c tính b t bi n, chúng có th thay ñ i ph thu c vào ñi u ki n gieo tr ng, th i ti t và nhi u y u t ngo i c nh. Dùng gi ng kháng sâu b nh v a cho hi u qu kinh t cao, ít t n kém chi phí, d áp d ng trong các ñi u ki n, các hoàn c nh, m i trình ñ s n xu t. S d ng gi ng kháng sâu b nh phù h p v i nguyên lý IPM, góp ph n làm gi m ñáng k vi c s d ng thu c hóa h c BVTV, tránh ô nhi m môi trư ng, b o v thiên ñ ch, góp ph n xây d ng nông nghi p b n v ng và s n xu t nông s n an toàn. Tuy nhiên, không ph i cây tr ng nào cũng có gi ng kháng sâu b nh. Gi ng cây tr ng kháng v i sâu b nh này nhưng không kháng v i sâu b nh khác. Chưa có nh ng gi ng cây tr ng cùng kháng nhi u loài sâu b nh. Gi ng lúa CR-203 kháng r y nâu, nhưng nhi m b nh khô v n, r y lưng tr ng. Gi ng bông lá nh n kháng sâu xanh nhưng l i nhi m nh n ñ son, r p mu i, r y xanh hai ch m. Khó k t h p ñ c tính kháng sâu b nh v i ñ c tính nông h c t t. Các gi ng kháng sâu b nh thư ng ch có năng su t m c khá. Vi c dùng gi ng kháng sâu b nh thì d , nhưng t o ra m t gi ng kháng sâu b nh ph i m t th i gian khá dài. T o gi ng lúa mì kháng sâu b nh ph i m t 15-20 năm. S d ng gi ng kháng sâu b nh r ng rãi làm xu t hi n biotyp/nòi m i c a sâu h i ho c c a v t gây b nh và d n t i gi ng cây tr ng b m t tính kháng. ðây là h n ch l n nh t ñ i v i bi n pháp s d ng gi ng kháng sâu b nh. II. CƠ CH VÀ CÁC LO I TÍNH KHÁNG SÂU B NH C A CÂY TR NG 1. Cơ ch kháng sâu h i Theo Painter (1951), Thorteinson (1956), Shapiro (1985), Singh (1983) cơ ch kháng sâu h i c a cây tr ng có th x p thành 4 nhóm sau: Cơ ch không ưa thích Tính không ưa thích ñư c hình thành do m t ho c nhi u ñ c ñi m c a cây tr ng tác ñ ng lên m c ñ h p d n hay xua ñu i c a cây ñ i v i sâu h i và tác ñ ng có h i lên ph n ng t p tính c a sâu h i khi tìm nơi dinh dư ng, ñ tr ng ho c trú ng . Thí d , màu xanh c a lá lúa là màu h p d n r y nâu trư ng thành. Màu ñ c a gi ng lúa Crava không h p d n r y nâu. Gi ng bông nhi u lông tơ trên lá có tính kháng cao ñ i v i r y xanh hai ch m (gi ng Bari 1007, DHY 286). Gi ng bông không có lông tơ trên lá b v i r y xanh hai ch m nhi m n ng (gi ng Nimbkar 1, American). Cơ ch kháng sinh ðây là tác ñ ng c a ch t kháng sinh trong cây tr ng ñ i v i sâu h i. Các tác ñ ng này c a cây cây tr ng bi u hi n s gây nh hư ng không t t ñ n quá trình sinh trư ng và phát tri n, t l s ng sót c a sâu h i khi chúng s d ng cây tr ng làm th c ăn hay nơi ñ tr ng. Thí d , kháng sinh Asparagine là y u t kích thích dinh dư ng. Cây tr ng có hàm lư ng ch t này cao thì nhi m sâu h i hơn. Ch t β-xintoxterol c ch dinh dư ng ñ i v i sâu h i. Gi ng cây nhi m sâu h i có hàm lư ng β-xintoxterol th p hơn so v i gi ng kháng. Gi ng lúa kháng sâu ñ c thân có hàm lư ng silic cao trong cây. Axít benzoic và xalicilic kìm hãm sâu ñ c thân lúa. Maizin là m t glucozit t lõi ngô c ch ho t ñ ng tiêu hóa th c ăn sâu xanh H. zea, d n ñ n kìm hãm sinh trư ng c a loài sâu h i này. Ngô kháng sâu ñ c thân t ng h p ñư c ch t DIMBOA. Cơ ch ch u ñ ng Gi ng cây tr ng có tính ch u ñ ng là gi ng b m t sâu h i s ng trên ñó gây h i, nhưng v n sinh trư ng phát tri n và cho năng su t bình thư ng. ðây là ph n 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…… 73
ch c năng c a cây m c th p hơn 2 cơ ch nêu trên và ch b o v cây không b phá h i n ng như gi ng nhi m sâu h i. Tính kháng sâu h i có th do 1 trong 3 cơ ch , ho c cũng có th do c 3 cơ ch trên quy t ñ nh. Khó phân bi t gi ng kháng sâu h i do cơ ch nào quy t ñ nh. Cơ ch tr n tránh Có m t s tác gi ñưa thêm cơ ch tr n tránh. ði u này cũng có th ch p nh n ñư c, nh t là khi gi i thích tính kháng sinh thái. M t s gi ng cây tr ng có th i gian sinh trư ng ng n ho c th i kỳ xung y u nh t không trùng kh p v i th i ñi m sâu h i có ñ nh phát sinh cao trong v hay trong năm. Do ñó, cây tr ng tránh ñư c t n th t do sâu h i gây ra. 2. Cơ ch kháng các b nh h i Tính kháng b nh b m sinh c a cây tr ng có nhi u cơ ch khác nhau. Các cơ ch khác nhau t o ra nh ng tính mi n d ch v i b nh khác nhau. Tính mi n d ch th ñ ng c a cây tr ng ñư c t o nên b i 3 nhóm cơ ch : Cơ ch gi i ph u-hình thái, cơ ch ch c năng-sinh lý và cơ ch hóa h c. Tính mi n d ch ch ñ ng c a cây tr ng ñư c t o nên b i 4 nhóm cơ ch : v t ho i b o v , ho t hóa men, t o thành ch t kháng ñ c t và các th th c bào. Cơ ch gi i ph u-hình thái Nhi u ñ c ñi m riêng c a cây tr ng v gi i ph u-hình thái ñã t o tính kháng ñ i v i s xâm nh p c a v t gây b nh. ðây là nhóm cơ ch quan tr ng c a mi n d ch th ñ ng. Các ñ c ñi m gi i ph u-hình thái có liên quan ñ n tính kháng b nh c a cây là: ñ dày c a l p bi u bì, l p sáp, ñ c ñi m ph lông tơ lá, c u t o l p b n, s lư ng l khí kh ng và hình d ng l khí kh ng, ñ c ñi m n hoa, hình d ng chung bên ngoài,... L p bi u bì lá dày các loài cây hoàng liên Berberis spp. làm cho chúng có tính kháng b nh g s t thân do n m P. graminis gây ra. Nh ng gi ng lúa mì khi phơi màu mà hoa n kín thì b b nh than ñen h t nh hơn gi ng hoa n m . Gi ng khoai tây có b i r m r p lá b b nh m c sương do P. infestans n ng hơn gi ng có ít lá và lá d ng th ng (Cheremisinov, 1973). Cơ ch ch c năng-sinh lý Tính kháng b nh ñư c hình thành ñây là do nh ng ñ c ñi m riêng v ch c năng ho c sinh lý c a cây tr ng. Trong nhóm cơ ch này, có ý nghĩa th c s là s ho t ñ ng m c a l khí kh ng, s t o thành s o khi có v t thương cơ gi i, ñ c ñi m trao ñ i ch t, ñ c ñi m n y m m c a h t gi ng,... Ho t ñ ng m c a l khí kh ng các gi ng cây tr ng có ý nghĩa l n ñ i v i m t s n m và vi khu n ch xâm nhi m qua l khí kh ng c a lá. L khí kh ng các gi ng lúa mì kháng b nh g s t do n m P. graminis f. tritici vào bu i sáng thư ng m ch m nên nh ng s i n m m c t các h bào t b khô không th xâm nh p vào trong lá ñư c. Tính kháng b nh th i vòng do C. sepedonicum c a khoai tây liên quan t i s tích lu ch t glucoza trong cây. Trong trao ñ i ch t, nh ng gi ng cây tr ng có quá trình t ng h p m nh hơn quá trình phân gi i thì s bi u hi n tính kháng các vi sinh v t gây b nh cao hơn (Cheremisinov, 1973). Cơ ch hóa h c Tính kháng b nh h i c a cây tr ng ñư c hình thành do ñ axít c a d ch t bào và s t o thành các ch t như anthxian, phenol, glucozit, fitonxit,... c n tr s lây lan c a v t gây b nh trong mô cây tr ng. Tính kháng b nh sương mai do P. viticola c a các gi ng nho liên quan t i ñ axít c a d ch t bào. Hàm lư ng các axít t do trong gi ng kháng b nh (6,2-10,3%) cao hơn trong các gi ng nhi m b nh (0,5-1,9%). Ch t solanin trong c khoai tây liên quan t i tính kháng b nh m c sương do P. infestans. 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…… 74
Các loài khoai tây d i và gi ng khoai tây kháng b nh này có hàm lư ng ch t solanin trong c cao hơn nhi u so v i trong các gi ng nhi m b nh (Cheremisinov, 1973). V t ho i t b o v M t ph n ng tích c c c a cây tr ng ñ i v i s xâm nh p c a v t gây b nh là s hình thành các v t ho i t hay t ch t t ng ph n mô, s hóa b n các t bào mô xung quanh v t thương. Trong ph m vi v t ho i t , v t ký sinh không th t n t i ñư c. Gi ng lúa mì kháng b nh g s t thư ng t o thành v t ho i t nơi các s i n m xâm nh p vào mô cây (Cheremisinov, 1973). Hình thành kháng ñ c t và ho t hóa men Nhi u nghiên c u hóa sinh ch ra r ng các quá trình ho t ñ ng c a men oxi hóa càng m nh thì gi ng cây tr ng càng th hi n tính kháng b nh cao hơn. Dư i nh hư ng c a ñ c t do n m B. cinerea ti t ra, ho t tính c a men oxi hóa trong gi ng b p c i kháng b nh th i ư t bi u hi n r t rõ và làm tê li t ho t tính c a ñ c t do n m gây b nh ti t ra. ði u này không có ñư c gi ng b p c i nhi m b nh th i ư t do n m B. cinerea (Cheremisinov, 1973). Hi n tư ng th c bào Ch t nguyên sinh trong t bào th c v t s ng có kh năng t o ra các th ch ng l i vi khu n gây b nh và tiêu di t chúng khi chúng xâm nh p vào t bào. Nhân t bào th c v t ñôi khi cũng tiêu di t vi khu n l trong t bào. ðây g i là hi n tư ng th c bào (Iachevxkii, 1935). M t s t bào trong cây ký ch có kh năng tiêu di t t ng ph n s i n m gây b nh (ch v i n m ký sinh trong). Nh ng t bào th c v t có kh năng tiêu di t vi khu n hay m t ph n s i n m gây b nh g i là th th c bào (phagoxit). Th th c bào không th lo i tr ñư c hoàn toàn n m gây b nh, ch h n ch s phát tri n c a chúng. Cây ký ch sau ñó tr nên mi n d ch ñ i v i s xâm nh p l n khác c a loài n m này. 3. Các lo i tính kháng sâu b nh c a cây tr ng Tính kháng d ch h i c a cây tr ng chia thành tính kháng không di truy n và tính kháng di truy n. Tính kháng không di truy n ðây là tính kháng không di truy n l i ñư c cho ñ i sau. Bao g m tính kháng sinh thái và tính kháng t o ñư c. Tính kháng sinh thái còn g i là tính kháng gi (không có th t). Tính kháng này xu t hi n t m th i gi ng nhi m do nh hư ng c a ñi u ki n sinh thái. B n ch t c a hi n tư ng này là giai ño n m n c m c a cây tr ng v i d ch h i không trùng v i th i kỳ d ch h i có m t ñ qu n th cao ho c giai ño n m n c m c a cây v i d ch h i r t ng n và vào th i ñi m d ch h i có qu n th th p nh t. Gi ng lúa chín s m không b sâu b nh h i cu i v như IR-1820. Th i v gieo tránh th i ñi m có d ch h i phát tri n m nh như gi ng lúa NN75-2 gieo vào trà Xuân s m B c B ít b b nh b c lá; gi ng lúa NN8 gieo mu n trong trà Xuân chính v b b nh b c lá n ng. Tính kháng t o ñư c là tính kháng c a cây tr ng có ñư c do s d ng bi n pháp nhân t o ñ làm tăng s c ch ng l i s gây h i c a d ch h i. Thư ng s d ng m t s hóa ch t ñ nâng cao tính ch ng ch u c a cây tr ng ñ i v i d ch h i. Cây lúa ch h p th ñư c ch t SiO2 d ng vô ñ nh hình, không h p th ñư c khi nó d ng tinh th . Tro thu ñư c do ñ t tr u ch a 81,0% ch t SiO2 (d ng vô ñ nh hình). Bón tro tr u vào ñ t h n ch ñư c b nh ñ o ôn khi cây lúa giai ño n m . Kh năng không nhi m b nh ñ o ôn giai ño n m c a cây lúa ñư c bón tro tr u là do tác d ng c a ch t SiO2 (IRRN, 9/1995). Ch t Acibenzolar-S-Methyl (ASM) có tính lưu d n trong cây, ñư c kh ng ñ nh có tác d ng ho t hóa tính kháng b nh t o ñư c. X lý ch t này cho 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…… 75
dưa chu t ñã làm tăng kh năng t v ch ng l i s xâm nhi m c a m t s n m gây b nh như C. orbiculare, C. cucumerinum (Gen. Plant Path., 2001). Tính kháng di truy n Là tính kháng do v t li u di truy n (gen) quy t ñ nh. Lo i tính kháng này chia thành tính kháng ngang và tính kháng d c Tính kháng ngang do các gen th quy t ñ nh. ðây là tính kháng ña gen, có th kháng v i nhi u nòi ho c loài d ch h i khác nhau. Tính kháng ngang n ñ nh trong th i gian dài hơn, nhưng m c ñ kháng không ñ t ñư c cao, ch m c kháng v a hay ch bi u hi n tính ch u ñ ng. Tính kháng d c do gen chính quy t ñ nh, có th do m t ho c vài gen quy t ñ nh. Tác d ng c a m i gen d b m t do s bi n ñ i thích ng c a d ch h i. Tính kháng d c thư ng bi u hi n m c kháng cao. III. S S P ð TÍNH KHÁNG SÂU B NH C A CÂY TR NG M i quan h c a sâu h i và v t gây b nh h i (sinh v t gây h i) v i cây tr ng ñư c hình thành t lâu trong quá trình cùng ti n hóa. ðây là m i quan h qua l i hai chi u gi a sinh v t gây h i và cây tr ng. M i quan h này là m i quan h ký sinh-ký ch (ñ i v i v t gây b nh) hay m i quan h loài ăn th c v t-cây th c ăn (ñ i v i sâu h i). S xu t hi n, t n t i, phát tri n c a các m i quan h này là cu c ñ u tranh sinh t n gi a hai loài sinh v t và chúng ñã t o ra c p ép sinh v t g m cây tr ng và sinh v t gây h i. Trong m i quan h này c cây tr ng và sinh v t gây h i ñ u t bi n ñ i ñ ñ u tranh sinh t n. Cây tr ng luôn ph n ng tr l i ñ t b o v ch ng l i các tác ñ ng gây h i t phía d ch h i. Theo th i gian, cây tr ng thư ng hình thành ki u di truy n m i ñ thích ng v i sinh v t gây h i. Các sinh v t gây h i luôn t bi n ñ i ñ thích nghi và phù h p hơn v i nh ng thay ñ i c a cây tr ng. ði u này ñã d n ñ n hình thành các ki u di truy n m i, thư ng ñư c g i là biotyp, nòi hay ch ng m i. Trong th c t s n xu t, m t gi ng cây tr ng kháng sâu b nh h i ñư c s d ng r ng rãi sau m t th i gian s làm xu t hi n biotyp hay nòi m i c a sâu h i ho c c a v t gây b nh và d n t i gi ng cây tr ng b m t tính kháng. M t tính kháng r y nâu c a các gi ng lúa là m t thí d ñi n hình và g n gũi v i chúng ta. R y nâu h i lúa vào ñ u th p niên 70 (th k 20) ñư c g i là r y nâu biotyp 1. Vi n Nghiên c u Lúa Qu c t ñã lai t o ñư c nhi u gi ng lúa kháng r y nâu. Vào gi a nh ng năm 1970, các gi ng lúa IR26, IR28, IR30 kháng r y nâu biotyp 1 ñư c ñưa vào s n xu t các nư c ðông Nam Á. Sau vài năm gieo tr ng r ng rãi, qu n th r y nâu ñã thích ng ñư c trên các gi ng kháng này và bi n ñ i thành biotyp 2. Nh ng gi ng lúa kháng r y nâu này ñã m t tính kháng và tr nên nhi m r y nâu Inñônêxia, Philippine, ñ ng b ng sông C u Long vào các năm 1975-1977. Gi ng lúa v i ki u gen m i kháng r y nâu biotyp 2 như IR32, IR36, IR42 ñư c Vi n Nghiên c u Lúa Qu c t cung c p. Sau vài năm ñưa vào s n xu t ñ i trà, các gi ng lúa này l i b m t tính kháng, do r y nâu ñã bi n ñ i thành biotyp m i. Các gi ng lúa kháng r y nâu biotyp 2 tr nên nhi m r y nâu n ng Indonesia năm 1980, Philippine năm 1984, ñ ng b ng sông C u Long vào năm 1988. ð phòng ch ng r y nâu biotyp m i t i ñ ng b ng sông C u Long, các gi ng lúa m i kháng r y nâu l i ñư c tuy n ch n ph c v s n xu t. ð o ôn là m t b nh d phát sinh phát tri n m t qu n th cây lúa có tính di truy n gi ng nhau. Các nhà ch n gi ng và nhà b nh cây ñã lai t o ñư c gi ng lúa năng su t cao có mang gen chính kháng n m gây b nh ñ o ôn. Tính ña d ng c a nòi n m ñ o ôn cho phép n m ñ o ôn d dàng vư t qua tính kháng c a các gi ng lúa. Do ñó, hi n tư ng m t tính kháng c a gi ng lúa kháng b nh ñ o ôn x y ra thư ng xuyên. Các gi ng lúa kháng b nh ñ o ôn như IR1820 ñư c gieo tr ng các t nh B c 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…… 76
Trung B ; IR38, IR42, IR17494 ñư c tr ng các t nh ven bi n mi n Trung. Các gi ng lúa này hi n nay tr nên m t tính kháng b nh ñ o ôn nh ng nơi ñã gieo c y chúng. IV. CHI N LƯ C S D NG GI NG KHÁNG SÂU B NH Nh m kh c ph c s nhanh chóng s p ñ tính kháng sâu b nh c a gi ng cây tr ng c n có chi n lư c s d ng gi ng kháng cho t ng ñ a phương. Chi n lư c này như sau: - S d ng luân phiên các gi ng kháng mang gen chính. Không gieo tr ng liên t c trên di n r ng m t gi ng kháng sâu b nh mang gen chính. C n có 2-3 gi ng kháng sâu b nh mang gen chính ñ thay th nhau trong các v . - K t h p các gen chính kháng sâu b nh. K t h p hai ho c nhi u gen chính kháng r y nâu trong m t gi ng lúa s lâu m t tính kháng r y nâu. - S d ng gi ng cây tr ng có tính kháng ngang. Nh ng gi ng v i cơ ch kháng ña gen s có tính kháng sâu b nh n ñ nh lâu dài trong s n xu t. ð t o các gi ng cây tr ng kháng ña gen ñòi h i nhi u th i gian, công s c hơn. - Dùng gi ng kháng sâu b nh nhi u dòng. Chi n lư c này nh m ph i h p m t s gen chính trên m t n n di truy n t o ñư c dòng lai có ñ c ñi m nông h c gi ng nhau, nhưng mang gen kháng sâu b nh khác nhau. Gi ng kháng nhi u dòng có kh năng ngăn c n s phát tri n nhanh các biotyp hay nòi m i d ch h i. - Cơ c u gi ng ña d ng v di truy n. H sinh thái có s phong phú v di truy n s n ñ nh hơn. V. S D NG GI NG KHÁNG SÂU B NH VI T NAM Vi c s d ng gi ng cây tr ng kháng sâu b nh ñã ñư c áp d ng nư c ta, ñ c bi t bi n pháp này ñư c coi là then ch t trong IPM trên cây lúa. ð i v i cây lúa nư c ta ñã tuy n ch n, lai t o ñư c nhi u gi ng lúa kháng nh ng sâu b nh h i ch y u. ðã dùng các gi ng lúa kháng r y nâu biotyp 1 (IR26, IR28, IR30), kháng r y nâu biotyp 2 (IR32, IR36, IR42, CR203), kháng b nh ñ o ôn (IR38, IR42, IR1820, IR17494), kháng b nh b c lá (NN273, IR22, IR579, X20, X21, OM90) Trong phòng ch ng sâu b nh h i bông ñã s d ng các gi ng bông kháng r y xanh hai ch m (VN20, L18, C118), kháng sâu xanh (TH2, MCU9). Gi ng cà phê Catimor, Arabusta có kh năng rõ r t kháng n m H. vastatrix gây b nh g s t. Các gi ng này ñã ñư c s d ng nh ng nơi tr ng cà phê b b nh g s t n ng. B nh héo xanh do vi khu n R. solanacearum gây ra cho nhi u lo i cây tr ng. M t s gi ng cà chua có năng su t cao và kháng b nh này ñã tuy n ch n ñư c như gi ng qu ăn tươi CLN-1462A và gi ng qu dùng ch bi n PT-4719A (L. L. T , 2004). G n ñây ñã tuy n ch n ñư c gi ng l c kháng b nh này là MD7 và MD9. D. NGHIÊN C U NG D NG CH T CÓ HO T TÍNH SINH H C CAO (CH T ðI U HOÀ SINH TRƯ NG, CH T D N D SINH H C, VÀ CÁC CH T KHÁC…) I. Nghiên c u ch t d n d gi i tính côn trùng 1. Gi i thi u chung v ch t d n d gi i tính Thu t ng ch t d n d (pheromone) ñư c Karlson & Butenandt s d ng l n ñ u tiên vào năm 1959. Ch t d n d là nhóm nh ng h p ch t hóa h c ñư c các tuy n ngo i ti t c a côn trùng ti t ra ngoài môi trư ng nh m gây nh hư ng lên t p tính và sinh lý nh ng cá th khác cùng loài. ðây là s n ph m ngo i ti t th c hi n nhi u ch c năng ñ c bi t c a côn trùng. Côn trùng có nhi u lo i ch t d n d , trong ñó ch t d n d gi i tính ñư c nghiên c u nhi u hơn và có ý nghĩa ng d ng trong phòng ch ng nh ng loài côn trùng h i. Ch t d n d gi i tính là ch t hóa h c ñư c các cá th côn trùng c a m t gi i tính ti t ra ngoài và gây ph n ng kích thích sinh d c các cá th 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…… 77
gi i tính kia. Ch t d n d gi i tính ñư c các tuy n ngo i ti t ñ c bi t ti t ra, c u t o và v trí c a các tuy n này trong cơ th côn trùng r t ña d ng. Nh ng nghiên c u m t cách khoa h c v b n ch t, vai trò c a ch t d n d nói chung và ch t d n d gi i tính nói riêng trong ñ i s ng côn trùng ch ñư c b t ñ u t sau năm 1959. Sau 20 năm nghiên c u, Butenandt và c ng s là nh ng ngư i ñ u tiên ñã xác ñ nh, t ng h p ñư c ch t d n d gi i tính c a trư ng thành cái loài t m B. mori g i là bombicol (Sumakov, 1986). ðây là ch t hóa h c ñ u tiên ñư c mô t chính xác có kh năng h p d n và gây kích thích sinh d c trư ng thành ñ c c a côn trùng. ð n năm 1965, trên th gi i ñã xác ñ nh ñư c ch t d n d gi i tính côn trùng do trư ng thành cái ti t ra 159 loài (có 109 loài cánh v y) và do trư ng thành ñ c ti t ra 53 loài. H u h t thành ph n hóa h c c a các ch t d n d gi i tính này v n chưa ñư c xác ñ nh và gi i mã. Trong ñó có 3 ch t d n d gi i tính ñã ñư c xác ñ nh là bombicol t B. mori, diptol t P. dispar và propalup t P. gossypiella. Th c t ch có ch t bombicol là xác ñ nh ñúng. S ti n b rõ ràng trong nghiên c u ch t d n d gi i tính côn trùng ñ t ñư c giai ño n 1965-1968. Vi c dùng phương pháp b y trư ng thành ñi u ki n t nhiên b ng các ch t d n d gi i tính t ng h p d nghiên c u ch t d n d gi i tính c a các loài thu c h Tortricidae và sâu ñ c qu phương ñông G. molesta ñã cho phép gi i quy t hàng lo t v n ñ v phương pháp lu n vào ñ u th p niên 1970. Ch t d n d gi i tính c a sâu ñ c qu phương ñông G. molesta ñư c gi i mã và t ng h p nh s h p tác nghiên c u c a các nhà khoa h c Hoa Kỳ & Thu Sĩ. Năm 1970, Liên Xô cũ t ng h p ñư c ch t d n d gi i tính c a loài này (Sumakov, 1986). ð n năm 1973, trên th gi i ñã gi i mã ñư c 49 ch t hóa h c có trong thành ph n ch t d n d gi i tính và ch t d n d b y ñàn c a hơn 50 loài thu c 4 b côn trùng (Jacobson, 1965; Minjalo et al., 1973). ð n năm 1982 ñã th ng kê ñư c 672 loài thu c 12 b côn trùng và nh n nh có ch t d n d gi i tính ñã xác ñ nh ñư c. Con s này ñ n năm 1990 ñ t kho ng hơn 900 loài. Ph n l n chúng thu c b cánh v y (475 loài). Ch t d n d gi i tính c a 273 loài ñã ñư c nghiên c u s d ng trong th c ti n. Các loài có ch t d n d gi i tính ñư c s d ng t p trung b cánh v y (189 loài); b cánh c ng và b hai cánh tương ng có 47 và 12 loài ñã ñư c s d ng ch t d n d gi i tính (Inscoe et al., 1990; Klassen et al.,1982). Liên Xô cũ ñ n th p niên 1980 ñã nghiên c u s d ng ch t d n d gi i tính trong phòng ch ng hơn 20 loài sâu h i v a là ñ i tư ng ki m d ch th c v t, v a là sâu h i quan tr ng trên cây tr ng chính (Smetnik, 1987). Nh ng nghiên c u cơ b n v chi t xu t, gi i mã và t ng h p ch t d n d gi i tính cũng ñư c ti n hành g n 20 loài côn trùng h i n ð (Chandha et al., 1989; Rangaswamy, 1985; Sarode, 1987). Trung Qu c nghiên c u m t cách có h th ng v ch t d n d gi i tính c a côn trùng t 1970. ð n th p niên 1990 ñã nghiên c u ñư c ch t d n d gi i tính hơn 20 loài côn trùng như sâu tơ, sâu h ng d c qu bông, sâu ñ c thân lúa bư m hai ch m, sâu ñ c thân bư m cú mèo, sâu c n gié, sâu ñ c thân ngô, sâu ñ c thân bư m 5 v ch ñ u nâu, sâu xanh, sâu ñ c qu phương ñông,... (Liu, 1989). T i ðài Loan, nghiên c u s d ng ch t d n d gi i tính c a côn trùng trong phòng ch ng sâu h i ñư c ti n hành t 1977 v i ñ i tư ng là sâu tơ, sâu khoang. ð n 1996, di n tích áp d ng ch t d n d gi i tính ñ phòng ch ng côn trùng ñ t 36.000 ha rau các lo i và 15.000 ha l c, ñ u xanh. 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…… 78
2. ð c trưng c a ch t d n d gi i tính c a côn trùng Ch t d n d gi i tính là phương ti n hi u qu t p h p các cá th cùng loài nhưng khác gi i tính ñang xa nhau. Chúng có ho t tính sinh h c r t cao, bi u hi n tác ñ ng ch m t lư ng r t nh . Ch t d n d gi i tính c a côn trùng do trư ng thành cái ti t ra có kho ng cách tác ñ ng xa hơn so v i ch t do trư ng thành ñ c ti t ra. Con ñ c loài A. pernyi tìm th y con cái chưa giao ph i cách 6 km. Ch có trư ng thành cái chưa giao ph i m i ti t ch t d n d gi i tính, ñ c bi t ñ i v i các loài ch giao ph i m t l n. K t qu nghiên c u cho th y ch t d n d gi i tính c a ph n l n các loài côn trùng không ph i g m m t thành ph n, mà là g m nhi u thành ph n, ch m t s loài có ch t d n d gi i tính g m 1-2 thành ph n. Thí d , ch t d n d gi i tính c a loài sâu ñ c qu táo tây C. pomonella g m 7 thành ph n. M c dù g m nhi u thành ph n, nhưng trong ch t d n d gi i tính c a b t kỳ loài côn trùng nào cũng ch có m t thành ph n luôn luôn chi m ưu th v lư ng. Tương quan v lư ng c a các thành ph n trong ch t d n d gi i tính có ý nghĩa quan tr ng quy t ñ nh tính ch t ñ c trưng cho loài. Nhưng các loài khác nhau có tương quan này bi n ñ ng ph m vi r t l n t 1:1 ñ n 5000:1. M t thay ñ i b t kỳ c a các thành ph n ñ u d n t i s m t ho t tính c a ch t d n d gi i tính. Ch t d n d gi i tính t ng h p thư ng có tác d ng h p d n vài loài, nghĩa là tính ñ c trưng th p vì trong ñó có thành ph n chung cho m t vài loài. Ch ph m ch t d n d gi i tính c a sâu ñ c qu phương ñông do Công ty Zoecon và Liên Xô cũ x n xu t có th h p d n ít nh t trư ng thành c a 10 loài cánh v y khác nhau (George et al., 1972; Sumakov, 1986). 3. Phương pháp s d ng ch t d n d gi i tính Ch t d n d gi i tính c a côn trùng ñư c s d ng ñ ñi u tra phát hi n, d báo tình hình phát sinh, phát tri n c a sâu h i và s d ng như phương ti n ñ h n ch s lư ng sâu h i. a. ði u tra phát hi n và d báo v sâu h i S d ng b y có ch t d n d gi i tính (1 microlit/b y) cho phép thu nh n nh ng thông tin khác nhau v qu n th sâu h i. S d ng các b y ki u này nh m m c ñích: - ð phát hi n s m nh ng sâu h i là ñ i tư ng ki m d ch th c v t, ñ c bi t trong nh ng năm ñ u m i nh p n i qu n th c a chúng còn m c th p. Trên cơ s ñó xác ñ nh vùng lây nhi m ñ giám sát s phát tri n c a chúng. Liên Xô cũ ñã áp d ng ñ i v i các loài bư m tr ng M , bư m sâu ñ c qu phương ñông, bư m sâu ñ c c khoai tây, ru i ð a Trung H i, m t T. granarium, r p sáp D. perniciosus, P. comstocki (Smetnik, 1987). - ð d báo th i gian xu t hi n, theo dõi di n bi n m t ñ qu n th c a bư m loài sâu h i c n quan tâm. Trên cơ s ñó quy t ñ nh vi c áp d ng bi n pháp x lý thích h p ñ i v i sâu h i. T i Hoa Kỳ bi n pháp này ñã áp d ng trong s n xu t t 1973. Các nư c khác như n ð , Bungaria, ðài Loan, Israel, Italy, Hoa Kỳ, Liên Xô cũ, Na-Uy, Thu ði n,... ñã s d ng r ng rãi ch ph m ch t d n d gi i tính trong d báo ñ phòng tr nhi u loài như sâu ñ c qu táo tây C. pomonella, sâu xanh H. armigera, sâu h ng h i bông P. gossypiella, sâu loang E. vittella, E. insulana, sâu xám b p c i M. brassicae, sâu xám mùa ñông A. segetum, sâu róm L. dispar, sâu khoang S. litura, sâu keo da láng S. exigua, sâu ñ c c khoai tây Ph. operculella, sâu ñ c thân lúa bư m 2 ch m S. incertulas, sâu cu n lá nh C. medinalis, b xít mu i H. antonii, bore cà phê X. quadripes, sâu ñ c thân mía Ch. auricilius, Ch. infuscatellus, ru i h i qu C. capitata, m t m ng n I. typographus, b cánh c ng h i thông D. breviconus,...(Bakke, 1982; Bedard et al., 1974; Inscoe et al., 1990; Kovalev, 1979; Smetnik, 1987; Steiner et al., 1961; Tamhankar et al., 1989; Trematerra et al., 1996;...). 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…… 79
Nh d báo côn trùng h i b ng b y d n d gi i tính ñã làm gi m ñáng k s l n phun thu c. D báo sâu ñ c qu táo tây C. pomonella ñã gi m 50% s l n phun thu c t i Italy và Liên Xô cũ. T i Hoa Kỳ, chi phí dùng thu c gi m t 312 ñô la M /ha (không d báo) xu ng 198 ñô la M /ha (nơi d báo b ng b y d n d gi i tính). Ti t ki m 2 l n phun thu c tr sâu ñ c thân lúa bư m hai ch m Pakistan và 5 l n phun thu c trên bông n ð . ð i v i sâu tơ gi m 50% s l n phun thu c (Hall et al., 1996; Ohbayashi et al., 1990; Smetnik, 1987; Trematerra et al., 1996). b. S d ng như phương ti n ñ h n ch s lư ng sâu h i S d ng b y có ch t d n d gi i tính theo hư ng này là ñ h n ch s phát tri n c a sâu h i. S h n ch s lư ng sâu h i thông qua các phương th c sau: - S d ng b y có ch t d n d gi i tính như là bi n pháp tr c ti p tiêu di t sâu h i. Cơ s c a bi n pháp là b y có ch t d n d gi i tính s thu hút lư ng l n các cá th bư m ñ c. M i b y c n kho ng 1 microlit và kho ng 100 b y/ha là phù h p ñ i v i các loài sâu h i nông nghi p. ðã nghiên c u nhi u bi n pháp dùng b y có ch t d n d gi i tính ñ thu và tiêu di t ñư c lư ng l n bư m ñ c. Trong các b y ki u này, ch t d n d gi i tính ch là m i ñ nh côn trùng t i. ð thu gi chúng, ch t d n d gi i tính ñư c dùng cùng v i b y dính, b y nư c, b y h p (ch vào mà không ra ñư c), b y có thu c tr sâu hóa h c hay vi sinh v t gây b nh cho sâu h i (Coppel et al., 1977). Tuy nhiên, bi n pháp dùng b y có ch t d n d gi i tính ñ thu và tiêu di t bư m ñ c s khó thành công ñ i v i nh ng loài côn trùng mà cá th ñ c giao ph i nhi u l n. Thí d , con ñ c loài sâu róm P. dispar có th giao ph i t i 8 l n, do ñó dùng b y b t trư ng thành ñ c s không ñem l i hi u qu (Anichkova, 1971). - S d ng ch t d n d gi i tính ñ gây m t kh năng ñ nh hư ng, phá v m i liên h và c n tr s g p nhau gi a bư m ñ c v i bư m cái, d n ñ n không giao ph i ñư c v i nhau. Bi n pháp này g i là gây m t ñ nh hư ng hay qu y nhi u giao ph i. B n ch t c a bi n pháp là t o cho không khí trong vùng ho t ñ ng c a bư m sâu h i ch a hàm lư ng cao ch t d n d gi i tính. Như v y s c ch ph n ng ñi tìm bư m cái ñ giao ph i c a bư m ñ c. ði u này ch x y ra khi ch t d n d gi i tính có n ng ñ trong không khí ph i cao hơn n ng ñ ngư ng bình thư ng c a loài là 105 phân t /cm3 (Wright, 1965). Li u lư ng s d ng ch t d n d gi i tính ñ qu y nhi u giao ph i tăng g p 10-25 l n so v i li u lư ng trong b y b y d n d bình thư ng. Bi n pháp qu y nhi u giao ph i ñư c nghiên c u thành công ñ i v i b vòi voi ñ c qu bông t 1974 t i Hoa Kỳ. ð n nay ñư c ng d ng nhi u nư c trên th gi i như n ð , Canada, Hàn Qu c, Hoa Kỳ, Israel, Italy, Liên Xô cũ, New Zealand, Nh t B n, Pakistan, Trung Qu c,... Bi n pháp này ñã ñư c nghiên c u áp d ng ñ phòng ch ng nhi u loài như sâu ñ c qu táo tây C. pomonella, sâu róm P. dispar, sâu ñ c qu phương ñông G. molesta, các sâu cu n lá Adoxophyes sp., A. lineatella, E. postvittana, H. magnanima, R. naevana trên cây ăn qu ; sâu h ng ñ c qu bông P. gosypiella, sâu loang E. vittella, E. insulana, sâu xanh H. armigera trên cây bông; sâu tơ P. xylostella, sâu khoang S. litura, sâu keo da láng S. exigua trên rau; sâu ñ c thân lúa bư m hai ch m S. incertullas. (Fabi, 1996; Hall et al., 1996; Kehat et al., 1996; Smetnik, 1987; Suckling et al., 1996; Trematerra et al., 1996;...). Do tính ñ c trưng riêng cho loài, v lý thuy t ch t d n d gi i tính ch tiêu di t loài có h i c n phòng ch ng; không gây ô nhi m môi trư ng vì k c trư ng h p trong b y có dùng thu c hoá h c thì lư ng thu c r t nh . ít kh năng hình thành tính quen v i b y ch t d n d gi i tính. Tuy nhiên, chi phí cao, nhưng bù l i li u lư ng d d ng th p và b y có th i gian hi u l c dài. II. Nghiên c u ng d ng ch t ñi u hoà sinh trư ng côn trùng 1. Gi i thi u v ch t ñi u hoà sinh trư ng côn trùng 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…… 80
Hơn 60 năm v trư c ñã hình thành m t lĩnh v c khoa h c m i nghiên c u v các tuy n và các ch t n i ti t côn trùng - N i ti t h c côn trùng. Các ch t do tuy n n i ti t sinh ra g i là hoócmôn. Hoócmôn ñư c hi u là các ch t có ho t tính sinh lý ñ c bi t do tuy n n i ti t sinh ra, chuy n th ng vào máu và tác ñ ng lên các cơ quan khác cũng như các quá trình sinh lý trong cơ th ti t ra ch t ñó. Wigglesworth là ngư i ñ u tiên phát hi n ra hoócmôn tr (hoócmôn juvelin) b xít Rhodnius và ñi ñ u trong nghiên c u hoócmôn côn trùng. Hoócmôn tham gia ñi u hoà ch c năng cơ th , không tác ñ ng lên các cá th khác. ð n nay ñã ch ng minh r ng s thay ñ i ña d ng trong quá trình phát tri n cá th và bi n thái x y ra côn trùng ñư c ñi u hoà m t cách chính xác b i 3 hoócmôn: hoócmôn não, hoócmôn l t xác (ekdixon) và hoócmôn tr (hoócmôn juvelin). Năm 1956, hoócmôn ñ u tiên côn trùng ñư c chi t su t t ph n b ng con ñ c loài bư m H. cecropia có ho t tính r t cao c a hoócmôn tr . Năm 1961 t phân c a m t b t T. molitor tìm th y ch t farnesol có ho t tính c a hoócmôn tr . Năm 1965 ñã tìm th y trong ph n g c a m t s cây lá hình kim ch t juvabion. Năm 1966 ñã phát hi n ra các ch t steroid có c u trúc gi ng hoócmôn l t xác b xít P. apterus. Ngày càng phát hi n ñư c nhi u h p ch t t nhiên và t ng h p có ho t tính như hoócmôn tr . Các ch t này g i là ch t tương t hoócmôn tr . Ngoài ra còn phát hi n ñư c nh ng ch t ch ng tác ñ ng c a hoócmôn tr (precocene) hay c a các h p ch t sinh lý khác. T t c các ch t này g i là nhóm ch t ñi u hòa sinh trư ng côn trùng. Như v y, ch t ñi u hoà sinh trư ng côn trùng là các h p ch t t nhiên ho c t ng h p tham gia vào ñi u hoà các quá trình sinh trư ng & bi n thái côn trùng. Williams, khi chi t su t ñư c hoócmôn ñ u tiên (1956), ñã ñ xu t s d ng hoócmôn như m t lo i thu c tr sâu, ông vi t: “Hoàn toàn có th tin tư ng r ng sau khi xác ñ nh ñư c c u trúc hoá h c và t ng h p ñư c hoócmôn thì có th s d ng nó r ng rãi như m t th thu c tr sâu”. Tuy nhiên, ñi u này mãi t i năm 1966 m i ñư c ch ng minh trên b xít P. apterus. Năm 1967, cũng chính Williams ñưa ra thu t ng thu c tr sâu th h th 3 ñ ch nh ng ch ph m t hoócmôn tr hay hoócmôn khác c a côn trùng và các ch t t nhiên hay t ng h p có tác d ng như hoócmôn tr dùng ñ tr côn trùng h i (Coppel et al., 1877; Slama et al., 1966; Williams, 1967). Tuy v y, kh năng th c hi n ñi u hòa sinh trư ng côn trùng d a vào tác ñ ng hóa h c ñ nh hư ng lên h n i ti t ch ñư c hé m sau khi tìm th y nh ng cơ ch t b o v c a cây ch ng l i sâu h i. M t s cây không b côn trùng phá h i vì có ch a nhi u ch t có ho t tính như hoócmôn tr , hoócmôn l t xác (Slama et al., 1966; Takemoto et al., 1967). T nh ng m u hình này ñã chi t su t, t o ñư c các ch ph m khác c u trúc hóa h c v i hoócmôn côn trùng nhưng có ho t tính c a hoócmôn. Nh ng ch t này g i là ch t tương t hoócmôn. Có 3 nhóm ch t tương t hoócmôn côn trùng: ch t tương t hoócmôn tr (juvenoid) ch t tương t hoócmôn l t xác (ekdizoid) và ch t ch ng tác ñ ng c a hoócmôn tr (precocene). Các ch t tương t hoócmôn côn trùng có li u lư ng (n ng ñ ) s d ng r t th p. Các ch ph m t ch t ñi u hòa sinh trư ng côn trùng có tính an toàn cao. Cho ñ n bây gi , các tài li u ñã công b ñ u kh ng ñ nh các ch t tương t hoócmôn tr nói chung không ñ c c p tính, không ñ c mãn tính ñ i v i ñ ng v t, các sinh v t không ph i là ñ i tư ng tác ñ ng. Các ch ph m này phân h y r t nhanh trong môi trư ng. Tuy nhiên, khi s d ng nhóm hóa ch t này ñ phòng ch ng côn trùng cũng g p khá nhi u khó khăn. M t khó khăn l n là th i gian m n c m v i ch t ñi u hòa sinh trư ng c a côn trùng r t ng n, ch 2-3 ngày. X lý ch ph m không ñúng vào th i gian này thì hoàn toàn không có hi u qu . Không th dùng các ch ph m t ch t ñi u hòa sinh trư ng côn trùng ñ d p d ch ñư c. Giá thành s n xu t các ch ph m này còn cao nên không kinh t . Sau m t th i gian s d ng, ñã nhanh chóng hình thành 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…… 81
tính ch ng các ch t ñi u hoà sinh trư ng m t s loài côn trùng. Tính ch ng chéo ñ i v i các ch t tương t hoócmôn tr ñã ghi nh n ñư c m t T. castaneum, sâu xanh H. virescens. Sâu tơ cũng nhanh chóng xu t hi n tính ch ng v i các ch ph m t ch t ñi u hòa sinh trư ng như Atabron, Dimilin, Nomolt, Hexaflumron,... (Fahmy et al., 1990; Fauziah et al.,1990; Kobayashi et al., 1990; Rao, 1983). 2. Nguyên lý tác ñ ng c a các ch t tương t hoócmôn côn trùng S d ng các ch t này ñ phòng tr côn trùng h i d a trên nguyên lý gây phá v cân b ng hoócmôn b ng cách x lý các ch ph m vào giai ño n mà n ng ñ hoócmôn riêng chính côn trùng h i ñang m c th p c c ti u. T ñó d n ñ n nh ng phá v tương ng c a các quá trình bi n thái, l t xác, ñình d c ho c phát tri n h sinh s n. Cu i cùng d n ñ n s ch t hay b t d c. B t c nhóm nào trong các ch t tương t hoócmôn cũng ñ u có th dùng ñ tr sâu h i ñư c. Nhưng tri n v ng hơn ñ ng d ng trong th c t cho ñ n nay thì ñ u thu c nhóm ch t tương t hoócmôn tr . Vì nhóm này có công th c c u t o hóa h c tương ñ i ñơn gi n, quá trình t ng h p không ph c t p, có tính ưa m t o ñi u ki n d dàng xâm nh p qua t ng cutin vào cơ th côn trùng. Các ch t tương t hoócmôn tr có ho t tính sinh h c cao, có kh năng phá hu , làm gián ño n s phát tri n c a côn trùng v i li u lư ng s d ng là ph n mư i, ph n trăm microgram/1 cá th côn trùng ho c n ng ñ s d ng là vài ph n tri u cho trong môi trư ng th c ăn nuôi sâu. Ch t farnesol n ng ñ 0,0001% ñã gây ch t u trùng mu i Culex. Li u lư ng kìm hãm ID50 c a ch ph m altozar ñ i v i sâu non bư m tr ng M H. cunea ch là 0,0001 microgram/1 cá th (Lewallen, 1964; Sazonov et al., 1979). Các ch t t ng h p tương t hoócmôn tr có tính ch n l c r t cao ñ i v i t ng nhóm côn trùng. Côn trùng b cánh v y Lepidoptera m n c m cao v i các ch t ki u hoócmôn cecropia; côn trùng h Pyrrhocoridae m n c m v i các ch t tương t hoócmôn thu c nhóm peptid hay juvabion. 3. K t qu ng d ng Nh ng thí nghi m ñ u tiên dùng các ch t tương t hoócmôn tr ñư c Williams ti n hành năm 1960 trên u trùng mu i Culex không thành công. Sau ñó khá nhi u thí nghi m ñ i v i u trùng mu i ñư c ti n hành. Retnakaran và nnk (1974) là nh ng ngư i ñ u tiên ti n hành dùng Metopen trong phòng ch ng sâu h i cây r ng. T i Liên Xô cũ ti n hành thí nghi m dùng ch t tương t hoócmôn v i b xít E. integriceps. Sau 7-8 tháng sau x lý m i th y có d u hi u nh hư ng lên u trùng. Sau 5 năm, nh ng cá th có s phá v hình thái k c hi u qu ch m m i ñ t t l 93-95%. Thí nghi m b ng ch ph m altozar v i bư m tr ng M cho k t qu tương t như v i b xít E. integriceps. ðã th 20 ch t tương t hoócmôn tr ñ i v i b cánh c ng s c L. decemlineata h i khoai tây. Trong ñó, ñáng chú ý là ch ph m altozar và altocid. Th h sau b trư ng thành gi m 93,1% so ñ i ch ng (Sazonov et al., 1979). Các ch t tương t hoócmôn tr nhóm peptidic cho hi u qu 100% ñ i v i b xít D. cingulatus, m t B. chinensis, T. castaneum, P. interpunctella. Ch ph m hydroprene có nhi u tri n v ng phòng ch ng b hà C. formicarinus n ð . M t s ch ph m thương m i như altosid (methopren), kinoprene, altozar (Rao, 1983). Trong các ch t ch t ñi u hoà sinh trư ng ñã ñư c s d ng, dimilin là ch t có kh năng tác ñ ng ñ i v i t t c các giai ño n phát tri n cá th c a côn trùng. ðây là ưu th c a dimilin so v i các ch t tương t hoócmôn tr khác. Dimilin c ch quá trình sinh t ng h p kitin có hi u qu cao ñ i v i sâu non tu i nh . Dimilin có hi u qu cao v i sâu xanh bư m tr ng P. brassicae, sâu xám b p c i M. brassicae, sâu xanh H. armigera. Dimilin có tác d ng di t tr ng các loài sâu h i r ng như O. brumata, D. pini, P. dispar, L. monacha, S. littoralis. Dimilin x lý nh ng làm xu t hi n nh 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…… 82