Luận án Tiến sỹ Sinh học: Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của ong Anisopteromalus calandrae (Howard) ký sinh mọt cánh cứng hại trong kho tại tỉnh Đồng Tháp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:209

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đè tài là xác định được thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản trong kho tại tỉnh Đồng Tháp; nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của ong ký sinh A. calandrae; đánh giá được khả năng khống chế mọt ngô (S. zeamais) và mọt thuốc lá (L. serricorne) của ong ký sinh A. calandrae trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sỹ Sinh học: Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của ong Anisopteromalus calandrae (Howard) ký sinh mọt cánh cứng hại trong kho tại tỉnh Đồng Tháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN THỊ OANH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI CỦA ONG Anisopteromalus calandrae (Howard) KÝ SINH MỌT CÁNH CỨNG HẠI TRONG KHO TẠI TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN ÁN TIẾN SỸ SINH HỌC Hà Nội – 2020
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***………… NGUYỄN THỊ OANH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI CỦA ONG Anisopteromalus calandrae (Howard) KÝ SINH MỌT CÁNH CỨNG HẠI TRONG KHO TẠI TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN ÁN TIẾN SỸ SINH HỌC Chuyên ngành : Côn trùng học Mã số : 9 42 01 06 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Trần Ngọc Lân 2. GS. TS. Trương Xuân Lam Hà Nội – 2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và những kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một luận án nào. Tôi cũng xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án NCS Nguyễn Thị Oanh
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nghiên cứu sinh đã nhận được sự hướng dẫn khoa học, sự chỉ bảo tận tình của PGS.TS Trần Ngọc Lân và GS.TS Trương Xuân Lam, những người Thầy đã giành nhiều thời gian, trí tuệ, trực tiếp dẫn dắt trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin gửi đến các Thầy những tình cảm thiêng liêng và lòng biết ơn sâu sắc nhất. Tôi xin trân trọng cảm ơn Khoa Sinh thái Tài nguyên và Môi trường, Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi rất nhiều về cơ sở vật chất và thủ tục hành chính để bảo vệ luận án. Trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Giám đốc Trung tâm Phân tích Hóa học, trường Đại học Đồng Tháp đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất và thiết bị hiện đại giúp tôi thực hiện đề tài thuận lợi. Xin cảm ơn sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các Thầy cô giáo trong tổ bộ môn Động vật, khoa Sư phạm Lý - Hóa - Sinh, trường Đại học Đồng Tháp. Xin trân trọng cảm ơn Ban quản lý cùng các anh chị cơ quan Chi cục Bảo vệ Thực vật tỉnh Đồng Tháp, Trạm Bảo vệ Thực vật thành phố Sa Đéc, huyện Lấp Vò, đã tạo điều kiện hết sức giúp tôi trong quá trình điều tra thu thập số liệu. Cảm ơn sự hỗ trợ của đề tài cấp Bộ Giáo dục và Đào tạo mã số: B2016.SPD.01 đã hỗ trợ một phần kinh phí cũng như cơ sở vật chất phục vụ cho đề tài nghiên cứu. Xin được tỏ lòng biết ơn tới bố, mẹ, anh, chị, em, chồng, con và những người thân đã hết lòng động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn tất cả! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án NCS Nguyễn Thị Oanh
iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ v DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU...................................... viii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn................................................................................. 2 3. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 3 4. Những đóng góp mới của luận án ........................................................................... 3 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................... 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................................. 4 1.2. Những nghiên cứu trên thế giới ........................................................................ 5 1.2.1. Nghiên cứu thành phần loài thiên địch của côn trùng trong kho ............ 5 1.2.2. Nghiên cứu về ong ký sinh Anisopteromalus calandrae .......................... 7 1.3. Nghiên cứu ở Việt Nam.................................................................................... 24 1.3.1. Nghiên cứu thành phần loài thiên địch trong kho bảo quản nông sản .... 24 1.3.2. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh học mọt thuốc lá ............ 25 1.3.3. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học, tập tính, sinh thái học và khả năng kiểm soát sâu mọt của ong ký sinh A. calandrae .................................... 25 CHƯƠNG 2: THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 27 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................................................. 27 2.1.1. Thời gian nghiên cứu.............................................................................. 27 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................... 27 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 28 2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 28 2.4. Vật liệu nghiên cứu và dụng cụ thí nghiệm ................................................... 29 2.4.1. Vật liệu nghiên cứu................................................................................. 29 2.4.2. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất thí nghiệm ................................................... 29 2.5. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 30
iv 2.5.1. Điều tra thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản trong kho ........................................................................................................... 30 2.5.2. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái của ong ký sinh A. calandrae ..................................................................................................... 32 2.5.3. Nghiên cứu khả năng khống chế sâu mọt của ong ký sinh A. calandrae...... 43 2.5.4. Phương pháp xử lý hình ảnh, số liệu ...................................................... 45 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............................. 47 3.1. Thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản trong kho ở tỉnh Đồng Tháp ........................................................................................................ 47 3.1.1. Thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản trong kho ....... 47 3.1.2. Tỷ lệ bắt gặp các loài thiên địch theo chủng loại nông sản trong kho ......... 54 3.2. Đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái của ong ký sinh A. calandrae ........ 57 3.2.1. Một số đặc điểm hình thái, sinh học của mọt thuốc lá - vật chủ của ong ký sinh A. calandrae .................................................................................. 57 3.2.2. Đặc điểm hình thái ong ký sinh Anisopteromalus calandrae ................ 61 3.2.3. Đặc điểm sinh học ong ký sinh A. calandrae ......................................... 75 3.2.4. Đặc điểm sinh thái của ong ký sinh A. calandrae .................................. 95 3.3. Khả năng khống chế sâu mọt của ong ký sinh A. calandrae trong phòng thí nghiệm ................................................................................................... 112 3.3.1. Khả năng khống chế mọt ngô (S. zeamais) trên hạt đậu trắng của ong ký sinh A. calandrae ................................................................................ 112 3.3.2. Khả năng khống chế mọt thuốc lá (L. serricorne) trên thức ăn nuôi cá của ong ký sinh A. calandrae..................................................................... 118 3.3.3. Khả năng của ong ký sinh A. calandrae khống chế mọt thuốc lá gây hại thức ăn nuôi cá theo khối lượng hạt trong phòng thí nghiệm ........... 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................ 128 DANH MỤC NHỮNG CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................................................... 130 PHỤ LỤC .................................................................................................................P1 PHỤ LỤC HÌNH ......................................................................................................P1 PHỤ LỤC: Danh sách và địa chỉ các kho thu mẫu trong quá trình nghiên cứu tại tỉnh đồng tháp .......................................................................................................P4 Phụ lục danh sách thành phần loài côn trùng hại nông sản trong kho ......................P8 Phụ lục số liệu ..........................................................................................................P14
v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Danh sách thành phần loài thiên địch trong kho bảo quản nông sản tại tỉnh Đồng Tháp (2015 - 2016) ..........................................................48 Bảng 3.2. Tỷ lệ bắt gặp các loài thiên địch trong kho theo chủng loại nông sản tại tỉnh Đồng Tháp (2015 - 2016) ...................................................55 Bảng 3.3. Tỷ lệ số đo kích thước các bộ phận của trưởng thành ong ký sinh A. calandrae ..........................................................................................66 Bảng 3.4. Kích thước các tuổi của ấu trùng ong ký sinh A. calandrae ................71 Bảng 3.5. Kích thước các pha phát triển của ong ký sinh A. calandrae ................74 Bảng 3.6. Tỷ lệ giao phối thành công và thời gian giao phối của các cặp ong ký sinh A. calandrae ..............................................................................82 Bảng 3.7. Thời gian phát triển các pha của ong ký sinh A. calandrae trên sâu non mọt thuốc lá (nhiệt độ 30 ± 1,0oC, độ ẩm 75 ± 3,1%) ....................89 Bảng 3.8. Tuổi thọ, khả năng ký sinh và sức đẻ trứng của ong ký sinh A. calandrae trên sâu non mọt thuốc lá .....................................................90 Bảng 3.9. Ngưỡng phát dục và tổng nhiệt hữu hiệu của ong ký sinh A. calandrae ....94 Bảng 3.10. Thời gian phát triển của ong ký sinh A. calandrae trên sâu non mọt thuốc lá (nhiệt độ 20oC, độ ẩm 75%) ....................................................95 Bảng 3.11. Thời gian phát triển của ong ký sinh A. calandrae trên sâu non mọt thuốc lá (nhiệt độ 25oC, độ ẩm 75%) ....................................................96 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ vũ hóa và giới tính đời con của ong ký sinh A. calandrae (thức ăn bổ sung: dung dịch mật ong 30%) ............98 Bảng 3.13. Tỷ lệ ong ký sinh vũ hóa sau khi lưu giữ ở nhiệt độ 12,5oC, độ ẩm 75% .101 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến tuổi thọ ong ký sinh A. calandrae ...102 Bảng 3.15. Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến tuổi thọ và thời gian đẻ trứng của ong cái A. calandrae .....................................................................103 Bảng 3.16. Tương quan giữa mật độ sâu non vật chủ mọt thuốc lá với số vật chủ bị ký sinh, số trứng ký sinh/vật chủ ...........................................................105 Bảng 3.17. Ảnh hưởng của mật độ thả ong ký sinh A. calandrae đến tương quan giới tính (cái:đực) ở thế hệ con của chúng trên vật chủ mọt ngô ........108
vi Bảng 3.18. Ảnh hưởng của mật độ thả ong ký sinh A. calandrae đến tương quan giới tính (cái:đực) ở thế hệ con của chúng trên vật chủ mọt thuốc lá ...109 Bảng 3.19. Số lượng mọt ngô xuất hiện theo thời gian thí nghiệm sau khi thả ong ký sinh A. calandrae .....................................................................115 Bảng 3.20. Tỷ lệ mọt ngô trưởng thành xuất hiện theo thời gian sau khi thả ong ký sinh A. calandrae ............................................................................117 Bảng 3.21. Tỷ lệ ong ký sinh A. calandrae trưởng thành xuất hiện trên vật chủ mọt ngô theo thời gian .........................................................................119 Bảng 3.22. Số lượng mọt thuốc lá trưởng thành xuất hiện theo thời gian sau khi thả ong ký sinh A. calandrae ...............................................................119 Bảng 3.23. Tỷ lệ mọt thuốc lá trưởng thành xuất hiện theo thời gian sau khi thả ong ký sinh A. calandrae .....................................................................120 Bảng 3.24. Tỷ lệ ong ký sinh A. calandrae trưởng thành xuất hiện trên vật chủ mọt thuốc lá theo thời gian ..................................................................122 Bảng 3.25. Số lượng mọt thuốc lá trưởng thành xuất hiện trong 5 kg thức ăn nuôi cá sau khi thả ong ký sinh ...........................................................125
vii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) ....................................................7 Hình 1.2. Trưởng thành ong ký sinh Anisopteromalus calandrae............................8 Hình 1.3. Mọt ngô (Sitophilus zeamais) ...............................................................22 Hình 2.1. Một số dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu............................30 Hình 2.2. Các thông số sử dụng để đo kích thước phần đầu của trưởng thành ong cái A. calandrae ..............................................................................33 Hình 2.3. Các thông số sử dụng để đo kích thước phần râu đầu và ngực của trưởng thành ong cái A. calandrae .........................................................34 Hình 2.4. Các thông số sử dụng để đo kích thước phần cánh, bụng, chân cơ thể của trưởng thành ong cái A. calandrae ...................................................35 Hình 2.5. Thí nghiệm quan sát nuôi theo dõi đặc điểm sinh học của ong ký sinh A. calandrae ..........................................................................................39 Hình 2.6. Bố trí thí nghiệm nuôi ong khống chế mọt ngô và mọt thuốc lá.............43 Hình 2.7. Bố trí thí nghiệm thả ong ký sinh khống chế mọt theo khối lượng.........45 Hình 3.1. Các loài bắt mồi trong kho nông sản bảo quản ở Đồng Tháp ...............50 Hình 3.2-1. Các loài ong ký sinh trong kho nông sản bảo quản ở Đồng Tháp ........51 Hình 3.2-2. Các loài ong ký sinh trong kho nông sản bảo quản ở Đồng Tháp ........52 Hình 3.3. Kích thước chiều rộng đầu sâu non các tuổi mọt thuốc lá ....................58 Hình 3.4. Đầu của sâu non mọt thuốc lá từ tuổi 1 đến tuổi 5 ................................59 Hình 3.5. Trứng và sâu non mọt thuốc lá ..............................................................59 Hình 3.6. Nhộng mọt thuốc lá ...............................................................................60 Hình 3.7. Trưởng thành mọt thuốc lá ....................................................................61 Hình 3.8. Trưởng thành ong ký sinh A. calandrae ................................................62 Hình 3.9. Đầu và ngực của trưởng thành ong cái A. calandrae ............................63 Hình 3.10. Bụng của trưởng thành ong cái A. calandrae ........................................63 Hình 3.11. Râu đầu của trưởng thành ong cái A. calandrae ...................................64 Hình 3.12. Cánh của trưởng thành ong cái A. calandrae ........................................64 Hình 3.13. Cặp chân thứ 3 của trưởng thành ong cái A. calandrae ........................65 Hình 3.14. Bụng và râu đầu của trưởng thành ong đực A. calandrae .....................65 Hình 3.15. Trứng ong ký sinh A. calandrae ............................................................68 Hình 3.16. Hình thái ấu trùng tuổi 1 ong ký sinh A. calandrae ..............................69
viii Hình 3.17. Hình thái ấu trùng tuổi 2 ong ký sinh A. calandrae ..............................69 Hình 3.18. Hình thái ấu trùng tuổi 3 ong ký sinh A. calandrae ..............................70 Hình 3.19. Hình thái ấu trùng tuổi 4 ong ký sinh A. calandrae ..............................71 Hình 3.20. Chiều rộng đầu các tuổi ấu trùng ong ký sinh A. calandrae .................72 Hình 3.21. Chiều dài cơ thể các tuổi ấu trùng ong ký sinh A. calandrae................72 Hình 3.22. Chiều rộng cơ thể các tuổi ấu trùng ong ký sinh A. calandrae .............72 Hình 3.23. Giai đoạn tiền nhộng của ong ký sinh A. calandrae .............................73 Hình 3.24. Các giai đoạn phát triển của nhộng ong ký sinh A. calandrae ..............74 Hình 3.25. Tỷ lệ số trứng ong ký sinh A. calandrae được đẻ trên một vật chủ sâu non ...................................................................................................76 Hình 3.26. Tập tính giao phối của ong ký sinh A. calandrae..................................79 Hình 3.27. Một số hành vi trong quá trình giao phối của ong ký sinh A. calandrae ...............................................................................................80 Hình 3.28. Một số hành vi trong quá trình tìm kiếm vật chủ và đẻ trứng của ong ký sinh A. calandrae .......................................................................84 Hình 3.29. Bột thức ăn nuôi cá có sâu non mọt thuốc lá (a1); sâu non mọt thuốc lá nằm trong ổ thức ăn (a2); trứng ong ký sinh A. calandrae trên sâu non mọt thuốc lá (b) .................................................................84 Hình 3.30. Tỷ lệ sâu non các tuổi và nhộng của vật chủ bị ong ký sinh .................86 Hình 3.31. Hình thái các pha phát triển trong vòng đời của ong ký sinh A. calandrae ...............................................................................................88 Hình 3.32. Tỷ lệ (%) số sâu non vật chủ bị ký sinh hàng ngày bởi trưởng thành ong cái A. calandrae ..............................................................................91 Hình 3.33. Nhịp điệu đẻ trứng của ong cái A. calandrae ........................................92 Hình 3.34. Nhịp điệu đẻ trứng của ong cái A. calandrae theo phương trình lý thuyết .... 93 Hình 3.35. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tuổi thọ ong cái A. calandrae ..................99 Hình 3.36. Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến nhịp điệu đẻ trứng .....................104 của ong cái A. calandrae .....................................................................104 Hình 3.37. Số lượng mọt thuốc lá trưởng thành xuất hiện trong hộp nhựa đựng 100 g thức ăn nuôi cá được đặt vào mỗi thùng giấy carton sau khi thả ong ký sinh ...........................................................................................124 Hình 3.38. Số lượng mọt thuốc lá trưởng thành có trong 100 g thức ăn nuôi cá được lấy ra từ 5 kg thức ăn ở thùng carton sau khi thả ong ký sinh A. calandrae .............................................................................................126
ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU Cs.: Cộng sự. ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long. L:D: (Light/Dark) – (Thời gian chiếu sáng /thời gian tối) trong ngày. * Nhóm từ, cụm từ chỉ thông số đo kích thước hình thái ong ký sinh Anisopteromalus calandrae Body.l: Body length (Chiều dài cơ thể) Eye.b: Eye breadth (Chiều rộng mắt nhìn từ phía bên) Eye.d: Eye distance (Khoảng cách mắt) Eye.h: Eye height (Chiều cao mắt nhìn từ phía bên) Gst.b: Gaster breadth (Chiều rộng bụng) Gst.l: Gaster length (Chiều dài bụng) Hea.b: Head breadth (Chiều rộng đầu) Hea.h: Head height (Chiều cao đầu) Msc.b: Mesoscutum breadth (Chiều rộng tấm lưng ngực giữa) Msc.l: Mesoscutum length (Chiều dài tấm lưng ngực giữa) Msp.l: Malar space (Chiều dài má nhìn từ phía bên) Mss.l: Mesosoma length (Chiều dài ngực) Mv.l: Marginal vein (Chiều dài gân mép cánh) OOL: Shortest distance between posterior ocellus and eye margin, dorsal view (Khoảng cách mắt kép - mắt đơn phía sau) Pdl.flg: Pedicel+flagellum (Chiều dài đốt cuống râu + phần ngọn râu) POL: Shortest distance between posterior ocelli, dorsal view (Khoảng cách mắt đơn - mắt đơn phía sau) Ppd.l: Propodeum length (Chiều dài đốt trước cuống bụng) Pv.l: Postmarginal vein (Chiều dài gân sau mép cánh) Scp.l: Scape length (Chiều dài đốt gốc râu) Sct.l: Scutellum length (Chiều dài tấm mai) Sv.l: Stigmal vein (Chiều dài gân mắt cánh) Tb3.l: Metatibia (Chiều dài đốt ống chân sau)
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Bảo quản nông sản sau thu hoạch là quá trình thứ hai sau trồng trọt của sản xuất nông nghiệp. Bảo quản nông sản vừa đảm bảo dự trữ hàng hóa nông sản cho tiêu dùng, phát triển kinh tế, vừa đảm bảo hạt giống cho vụ trồng kế tiếp. Trong quá trình bảo quản nông sản, riêng với côn trùng đã có nhiều loài gây hại và gây ra nhiều tổn thất. Từ trước đến nay, tổn thất sau thu hoạch luôn là vấn đề được quan tâm trong sản xuất nông nghiệp nhiệt đới. Bởi nguyên nhân chính của “mất mùa trong nhà” là do sâu mọt gây hại nông sản bảo quản trong kho. Mỗi năm trên thế giới mức tổn thất về lương thực trong bảo quản khoảng 5 - 10% (Hodges et al., 2014) [1]. Ở Việt Nam mức tổn thất sau thu hoạch đối với lúa gạo dao động trong khoảng 11 - 13%, với ngô là 13 - 15% trong đó có khâu bảo quản (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2009) [2]. Theo tổ chức Hợp phần xử lý sau thu hoạch, ở khu vực đồng bằng sông Hồng và các khu vực khác mức tổn thất đối với lúa là 11,6% còn với ngô là 18 - 19%, riêng ở vùng ĐBSCL, mức tổn thất lúa là 13,7% tổng sản lượng [3]. Sản lượng lương thực như lúa, gạo, ngô, đậu, v.v... của tỉnh Đồng góp phần không nhỏ khi ĐBSCL hiện nay là vùng sản xuất lương thực có hạt lớn nhất cả nước (Tổng cục Thống kê, 2017) [4]. Bên cạnh đó do phương cách bảo quản, nông sản thường bị côn trùng phá hoại dẫn đến thiệt hại lớn và ảnh hưởng tới việc tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Để giảm thiểu những tổn thất trong bảo quản nông sản, hiện nay ở Việt Nam, biện pháp chủ yếu được sử dụng là thuốc xông hơi như Phosphine diệt sâu mọt hại nông sản (Hoàng Trung và cs., 2004) [5]. Thực tế, biện pháp này không thể tiêu diệt hoàn toàn những loài sâu mọt gây hại chính, mà lại có thể làm phát sinh tính kháng thuốc của chúng. Bên cạnh đó, các hóa chất độc hại vừa tiêu diệt côn trùng có ích, vừa để dư lượng hóa chất trong nông sản, không an toàn với môi trường và đe dọa sức khỏe người tiêu dùng. Trên thế giới, biện pháp sử dụng kẻ thù tự nhiên để kiểm soát sâu mọt là trọng tâm của chiến lược bảo vệ nông sản an toàn. Ở các nước phát triển đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng các loài ký sinh thuộc bộ Cánh màng (Hymenoptera) như là
2 tác nhân kiểm soát sâu mọt thuộc bộ Cánh cứng (Coleoptera) gây hại nông sản bảo quản trong kho. Ví dụ, một số công trình nghiên cứu đề cập đến việc sử dụng loài ong Anisopteromalus calandrae (Howard) (Kraaz et al., 2008) [6] hay loài Lariophagus distinguendus (Forster) (Steidle et al., 2001 [7] và Niedermayer et al., 2016) [8] là một trong những tác nhân chính trong kiểm soát nhiều loài mọt thuộc bộ Cánh cứng như Sitophilus oryzae (Linnaeus), Sitophilus zeamais Motsch., Callosobruchus maculatus (Fabricius), Callosobruchus chinensis (Linnaeus) và Rhyzopertha dominica (Fabricius) v.v... gây hại nông sản trong kho. Hiện nay ở Việt Nam nói chung cũng như tỉnh Đồng Tháp và vùng ĐBSCL nói riêng, việc sử dụng ong ký sinh mới nghiên cứu và phát triển ứng dụng phòng chống sâu hại trên đồng ruộng. Đối với phòng chống sâu hại nông sản trong kho bằng kẻ thù tự nhiên còn hạn chế, chỉ có một vài thông báo khoa học. Riêng với giống ong ký sinh Anisopteromalus ở Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu nào được công bố. Để có cơ sở khoa học cho việc hướng tới sử dụng loài thiên địch như ong ký sinh phòng chống sâu hại nông sản trong kho ở Việt Nam, từ 2015, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của ong Anisopteromalus calandrae (Howard) ký sinh mọt Cánh cứng hại trong kho tại tỉnh Đồng Tháp”. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ❖ Ý nghĩa khoa học - Cung cấp các dẫn liệu về thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản bảo quản trong kho tại tỉnh Đồng Tháp. - Cung cấp các dẫn liệu về đặc điểm hình thái, sinh học, một số tập tính ký sinh và đặc điểm sinh thái của ong ký sinh Anisopteromalus calandrae (*) với vật chủ sâu non mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne). - Cung cấp những dẫn liệu khoa học về khả năng khống chế mọt ngô (Sitophilus zeamais) trên hạt đậu trắng và mọt thuốc lá (L. serricorne) trên thức ăn nuôi cá của ong ký sinh A. calandrae. ❖ Ý nghĩa thực tiễn - Việc đánh giá mức độ phổ biến của một số loài thiên địch giúp người dân và những người làm công tác quản lý kho điều tra, phát hiện nhanh và chính xác sự
3 hiện diện của chúng. Từ đó sử dụng biện pháp phòng trừ phù hợp nhằm không gây ảnh hưởng những loài có ích trong kho tàng. - Kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái và khả năng khống chế sâu mọt trong kho của ong ký sinh A. calandrae là cơ sở khoa học để sử dụng loài ong ký sinh này trong phòng chống sâu mọt hại nông sản, thức ăn chăn nuôi trong kho bảo quản tại tỉnh Đồng Tháp nói riêng và vùng ĐBSCL nói chung. 3. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản trong kho tại tỉnh Đồng Tháp. - Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của ong ký sinh A. calandrae. - Đánh giá được khả năng khống chế mọt ngô (S. zeamais) và mọt thuốc lá (L. serricorne) của ong ký sinh A. calandrae trong điều kiện phòng thí nghiệm. 4. Những đóng góp mới của luận án - Lần đầu tiên cung cấp dẫn liệu về đặc điểm sinh học, tập tính, đặc điểm sinh thái của loài ong ký sinh A. calandrae với vật chủ sâu non mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) trên hạt thức ăn nuôi cá ở Việt Nam. - Cung cấp dẫn liệu khoa học mới về khả năng khống chế mọt ngô (Sitophilus zeamais) trên hạt đậu trắng và mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) trên thức ăn nuôi cá của ong ký sinh A. calandrae trong điều kiện phòng thí nghiệm. (*) Anisopteromalus calandrae là loài ong ký sinh giết chết vật chủ, ong đẻ trứng ký sinh ở trên bề mặt cơ thể vật chủ (ký sinh ngoài). Theo tên gọi Việt Nam một số tác giả thường gọi là ong ngoại ký sinh để phân biệt với các loài ong nội ký sinh (ong đẻ trứng ký sinh bên trong cơ thể vật chủ - ký sinh trong). Tuy nhiên xuất phát từ Tiếng Anh “Parasitoid” chúng tôi thống nhất sử dụng cụm từ “ong ký sinh” đối với loài A. calandrae trong toàn văn luận án.
4 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Hầu như ở đâu có dự trữ và bảo quản nông sản, hàng hóa thì ở đó xuất hiện các loài sinh vật gây hại. Nhiều khi chỉ cần sau vài tuần, sinh vật gây hại đã phát triển thành quần thể có số lượng lớn và gây ra những vụ cháy ngầm, tiêu hủy một phần hoặc hoàn toàn nông sản bảo quản trong kho (Bùi Công Hiển, 1995) [9]. Sự phá hại của côn trùng đối với nông sản bảo quản trước hết phải kể đến việc làm giảm phẩm chất hoặc phá hủy làm cho nông sản bảo quản bị giảm hoặc mất hoàn toàn giá trị sử dụng (Bùi Công Hiển và Trần Huy Thọ, 2003) [10]. Trong nhiều trường hợp, thiệt hại có thể rất lớn và thậm chí là vô giá. Trên thế giới, nhiều nước đã quan tâm nghiên cứu sử dụng côn trùng ký sinh để kiểm soát sâu hại nông sản trong kho. Một trong những loài ong ký sinh được một số tác giả nghiên cứu là Anisopteromalus calandrae (Howard). Các kết quả nghiên cứu này đã đề cập đến đặc điểm sinh học, sinh thái học của ong ký sinh A. calandrae trên một số loài mọt Cánh cứng hại nông sản bảo quản trong kho. Đồng Tháp là một trong những tỉnh thuộc ĐBSCL với nhiều kho bảo quản, dự trữ các loại nông sản như lúa, gạo, ngô, đậu, v.v... Hệ thống kho và chủng loại nông sản bảo quản của tỉnh Đồng Tháp đa dạng và phong phú là điều kiện thuận lợi cho sự lây lan và phát triển nhiều loài côn trùng gây hại. Kết quả điều tra của Nguyễn Thị Oanh và cs. (2016) ghi nhận, các loài gây hại thuộc bộ Cánh cứng phổ biến như mọt đậu đỏ (Callosobruchus maculatus), mọt ngô (Sitophilus zeamais), mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) và mọt đục hạt (Rhyzopertha dominica) [11]. Tuy nhiên hiện nay, ở Việt Nam nói chung hay ở Đồng Tháp nói riêng chủ yếu sử dụng thuốc hóa học độc hại để phòng trừ, việc nghiên cứu côn trùng ký sinh các loài sâu hại trong kho bảo quản nông sản lại chưa được quan tâm nghiên cứu đúng mức. Do vậy, để hòa nhập với xu thế phát triển trên thế giới và đáp ứng thực tiễn của địa phương, việc nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của loài ong ký sinh A. calandrae là cơ sở khoa học cho việc áp dụng biện pháp phòng trừ sinh học. Mục đích nghiên cứu là hướng tới sử dụng thiên địch trong phòng trừ sâu hại nhằm đem lại nông sản an toàn cho người và động vật sử dụng.
5 1.2. Những nghiên cứu trên thế giới 1.2.1. Nghiên cứu thành phần loài thiên địch của côn trùng trong kho Ở nhiều nước trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu về thành phần loài thiên địch của côn trùng gây hại nông sản bảo quản trong kho. Chẳng hạn ở Hawaii, Lebeck (1991) đã thống kê có 22 loài thiên địch, trong đó có 2 loài bắt mồi thuộc họ Ampulicidae và 20 loài ong ký sinh thuộc họ Evaniidae (8 loài), Pteromalidae (1 loài), Eupelmidae (3 loài), Encyrtidae (1 loài) và Eulophidae (7 loài) [12]. Kết quả nghiên cứu tại Frankfort (Mỹ), Sedlacek et al. (1998) ghi nhận có 7 loài ong ký sinh của côn trùng hại kho, trong đó có 3 loài thuộc họ Pteromalidae, 3 loài thuộc họ Bethylidae và 1 loài thuộc họ Braconidae [13]. Nhóm tác giả cũng đã đánh giá loài ong ký sinh A. calandrae chiếm tỷ lệ bắt gặp cao (41,7%) trong tổng số các loài ghi nhận được. Với sự có mặt của loài A. calandrae trong 9 loài ong ký sinh thuộc 4 họ (Encyrtidae, Eulophidae, Bethylidae và Pteromalidae) cũng được Helbig (1998) công bố khi nghiên cứu các loài ong ký sinh sâu mọt trên các cửa hàng ngô tại miền Nam châu Phi. Nghiên cứu, thu thập trong 3 mùa (1988 - 1990) tại các địa điểm khác nhau, tác giả nhận thấy 2 loài ong ký sinh A. calandrae và Theocolax elegans (Westwood) bắt gặp thường xuyên hơn so với các loài còn lại [14]. Eliopoulos et al. (2002) lần đầu tiên tại Hy Lạp đã công bố 16 loài ong ký sinh sâu mọt trong kho thuộc 5 họ. Kết quả ghi nhận, họ Pteromalidae có 6 loài (gồm cả loài A. calandrae), họ Bethylidae có 6 loài, họ Braconidae có 2 loài, họ Ichneumonidae và Trichogrammatidae mỗi họ có 1 loài. Nghiên cứu này được tiến hành trên ngũ cốc, bột, đậu, thuốc lá và quả khô bảo quản với số lượng khác nhau tại các cơ sở lưu trữ và cửa hàng gia đình. Tỷ lệ ong ký sinh bắt gặp cao nhất trong kho bảo quản quả khô, thuốc lá và bột. Trong nghiên cứu, nhóm tác giả đã đánh giá độ bắt gặp các loài giảm dần theo tứ tự: ong A. calandrae, Holepyris sylvanidis (Brèthes), Theocolax elegans (Westwoo), Venturia canescens (Gravenhorst), Habrobracon hebetor Say, và Cephalonomia tarsalis (Ashmead) [15]. Từ kết quả điều tra trên gạo tại Thái Lan, Hayashi et al. (2004) đã thống kê có 29 loài bắt mồi và mô tả nhận dạng 19 loài ong ký sinh côn trùng hại nông sản trong kho, trong đó có ong ký sinh A. calandrae [16]. Khóa định loại bằng hình vẽ mô phỏng rõ nét đến họ, giống và loài của nhóm ong ký sinh cũng được đưa ra trong nghiên cứu này.
6 Asl et al. (2009) khảo sát trong hai năm (2006-2007) tại 50 kho bảo quản thuộc vùng ngoại ô Mashhad, Iran đã ghi nhận thành phần loài thiên địch của côn trùng hại trên các loại như lúa mì, ngô, gạo, đậu và các loại trái cây, hạt khô. Nhóm tác giả thu được 5 loài ong ký sinh gồm: Habrobracon hebetor (Say) thuộc họ Braconidae, Cephalonomia tarsalis (Ashmead) thuộc họ Bethylidae, Anisopteromalus calandrae, Theocolax elegans (Westwood) thuộc họ Pteromalidae và Venturia canescens (Gravenhorst) thuộc họ Ichneumonidae. Trong 5 loài ong ký sinh nói trên loài A. calandrae được bắt gặp với tỷ lệ 58,14% và C. tarsalis 28,58% cao hơn các loài còn lại. Các tác giả cũng ghi nhận ong ký sinh A. calandrae có thể ký sinh trên 5 loài vật chủ như mọt đậu đỏ (C. maculatus), mọt đậu nành (Acanthocelides obtectus), mọt răng cưa (Oryzaephilus surinamensis), mọt Sitophilus granarius (Linnaeus) và mọt Sitophilus sp.. Nhóm tác giả đánh giá sự xuất hiện của các loài ong ký sinh sẽ có tiềm năng trong việc khống chế côn trùng hại sản phẩm bảo quản tại các kho ở ngoại ô Mashhad [17]. Khi điều tra thành phần loài ong ký sinh sâu mọt trong kho tại Iran, Lotfalizadeh và Hosseini (2012) đã thu được 10 loài, trong đó có 2 loài thuộc họ Bethylidae, 6 loài thuộc họ Pteromalidae (kể cả loài A. calandrae) và 2 loài thuộc họ Braconidae [18]. Một nghiên cứu khác cũng tại Iran đã điều tra các loài ong ký sinh của sâu mọt trên nông sản dự trữ và vật chủ của chúng ở tỉnh Golestan trong năm 2010. Kết quả đã thu thập và xác định có 7 loài ong ký sinh thuộc 5 họ trên 10 loại nông sản bảo quản, trong đó phổ biến là loài ong ký sinh A. calandrae (Eyidozehi et al., 2013) [19]. Imamura et al. (2014) đã điều tra côn trùng gây hại sản phẩm dự trữ và kẻ thù tự nhiên của chúng bằng các bẫy mồi nhử là hạt gạo nâu trong 5 cơ sở bảo quản chế biến và 2 kho hạt ở nhiệt độ thấp nằm ở phía tây nam của Ibaraki (Nhật Bản). Nhiều cá thể của ong ký sinh A. calandrae và Lariophagus distinguendus (Forster) thu được từ bẫy mồi. Hai loài ong này đã ký sinh ấu trùng mọt ngô (S. zeamais) trên gạo nâu đặt trong bẫy mồi [20]. Theo Diaz và Costa (2014), loài ong ký sinh A. calandrae được ghi nhận đầu tiên ở Paraguay. Loài ong ký sinh này được phát hiện trên ngô hạt bị hư hỏng do mọt ngô (S. zeamais) và mọt răng cưa (O. surinamensis) [21].
7 1.2.2. Nghiên cứu về ong ký sinh Anisopteromalus calandrae 1.2.2.1. Đặc điểm hình thái, sinh học mọt thuốc lá là vật chủ của ong ký sinh A. calandrae Mọt thuốc lá (L. serricorne) là một trong những loài vật chủ ưa thích của ong ký sinh A. calandrae. Đặc điểm hình thái của mọt thuốc lá cũng được một số tác giả quan tâm nghiên cứu. Trên thức ăn là thuốc lá khô, Ashworth (1993) mô tả trứng mọt thuốc lá có chiều dài 0,4 - 0,5 mm, rộng 0,2 mm. Trứng nở trong vòng 6 - 8 ngày, vỏ trứng thường bị ăn bởi ấu trùng mới nở. Trước khi hóa nhộng giai đoạn ấu trùng có 4 tuổi, ấu trùng tuổi 1 thường có chiều dài nhỏ hơn 1 mm, cơ thể được phủ nhiều lông. Ấu trùng khi đạt trọng lượng 2,5 - 4,5 mg có chiều dài 4,5 mm [22]. Theo Ryan (1999), mọt thuốc lá có phổ thức ăn khá phong phú với trên 50 loại sản phẩm nông sản khác nhau. Trưởng thành mọt thuốc lá có chiều dài cơ thể là 2,0 - 3,7 mm [23]. Nghiên cứu của Cabrera (2001) mô tả mọt thuốc lá có kích thước khoảng 2 - 3 mm và có màu nâu đỏ, cánh được bao phủ bởi lớp lông. Khi có va chạm, cơ thể thực hiện động tác co chân, thụt đầu và nằm bất động giả chết. Ấu trùng màu trắng và phủ nhiều lông [24]. Nghiên cứu của Arbogast et al. (2002) cho thấy trưởng thành mọt thuốc lá có màu nâu đỏ, thân hình tròn hoặc bầu dục, cánh được bao phủ bởi lớp lông cứng, kích thước mọt dài trung bình 2 - 3 mm [25]. Ấu trùng Trưởng thành Hình 1.1. Mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) (Nguồn: Cabrera, 2001) [24] Ashworth (1993) đã xác nhận, thời gian vòng đời của mọt phụ thuộc vào nhiệt độ, vòng đời của mọt trung bình 44 ngày ở nhiệt độ 30oC nhưng chỉ kéo dài 28 ngày ở nhiệt độ 32oC. Kết quả nghiên cứu của Ryan (1999) cho thấy ở nhiệt độ 30 ± 2oC, độ ẩm 78% thời gian phát triển với pha trứng trung bình 15 ± 3 ngày, ấu trùng 13 ± 3 ngày, nhộng 8 ± 3 ngày và trưởng thành 17 ± 1 ngày. Thời gian vòng đời của mọt trung bình là 44 ± 1 ngày [23].
8 Visarathanonth (1985) cho biết vòng đời của mọt thuốc lá đạt 56,35 ngày khi nuôi với thức ăn là bột lúa mì; 61,5 ngày với thức ăn là bột cari và 66,2 ngày với thức ăn là đậu nành [26]. Nghiên cứu của Cabrera (2001) ghi nhận thời gian phát triển vòng đời mọt thuốc lá là 26 ngày ở nhiệt độ 37°C và 120 ngày ở 20°C. Ở điều kiện nhiệt độ 17°C vòng đời mọt phát triển chưa hoàn thiện, cá thể trưởng thành có thể chết khi ở nhiệt độ 4°C trong vòng 6 ngày [24]. Theo kết quả nghiên cứu của Mahroof và Phillips (2008), thời gian phát triển trung bình của mọt thuốc lá ở giai đoạn trứng là 4,8 ngày, ấu trùng 38 ngày, nhộng 4,6 ngày khi nuôi với thức ăn là bột mì. Trên ớt ngọt thời gian phát triển trung bình của mọt thuốc lá ở giai đoạn trứng là 5 ngày, ấu trùng 73 ngày và nhộng là 18,3 ngày. Theo các tác giả, sức đẻ trứng của mọt thuốc lá cũng bị ảnh hưởng bởi thức ăn. Kết quả cho thấy, khi nuôi mọt với thức ăn là bột lúa mì thì trưởng thành cái mọt thuốc lá đẻ trung bình được 52,4 ± 4,8 quả trứng; còn khi nuôi trên xì gà (dạng thuốc lá sấy khô bó và quấn chặt thành bó) thì trưởng thành cái đẻ trung bình được 5,8 ± 0,8 quả trứng [27]. 1.2.2.2. Đặc điểm hình thái ong ký sinh Anisopteromalus calandrae Đặc điểm hình thái loài ong ký sinh A. calandrae được ghi nhận trong một vài nghiên cứu. Hayashi et al. (2004) đã cung cấp khóa định loại bằng hình vẽ của 19 loài ong ký sinh, đồng thời đã mô tả đặc điểm hình thái của chúng. Trong công trình này với loài ong ký sinh A. calandrae, nhóm tác giả mô tả một số đặc điểm cấu tạo, màu sắc của trưởng thành được mô tả như: cặp chân thứ ba có đốt háng màu đen, đốt chuyển màu vàng, đốt đùi màu nâu hoặc đen, bàn chân có 5 đốt; phần gốc bụng của trưởng thành đực có màu trắng sữa [16]. Ong đực Ong cái Hình 1.2. Trưởng thành ong ký sinh Anisopteromalus calandrae (Nguồn: Chaisaeng, 2007) [28]
9 Baur et al. (2014) đã mô tả những đặc điểm hình thái chi tiết của giống ong Anisopteromalus. Các bộ phận cơ thể của ong ký sinh A. calandrae được mô tả và so sánh với các loài khác thuộc cùng giống như cấu tạo râu đầu của trưởng thành cái có 3 đốt vòng còn râu đầu của trưởng thành đực có 2 đốt vòng; ở cánh trước của ong phần dưới mắt cánh không có lông cứng; đốt bụng thứ nhất có mép sau cong ngược về phía trước, đốt bụng thứ hai gần như thẳng. Các tỷ lệ số đo hình thái của ong ký sinh A. calandrae trên các bộ phận cơ thể như râu đầu, đầu, ngực, bụng, chân, … của ong cái cũng được đo với tỷ lệ trong khoảng cho phép khi so sánh với loài khác cùng giống [29]. 1.2.2.3. Tập tính của ong ký sinh Anisopteromalus calandrae Tập tính của ong ký sinh luôn là vấn đề lý thú và cần thiết trong nghiên cứu mối quan hệ giữa ký sinh và vật chủ, như tập tính ghép đôi (hành vi giao phối), tập tính tìm kiếm vật chủ, tập tính lựa chọn vật chủ thích hợp hay tập tính đẻ trứng ký sinh. Nghiên cứu tập tính của ong ký sinh cũng là cơ sở khoa học để sử dụng ong trong biện pháp phòng trừ sinh học, hạn chế sâu mọt gây hại. Khi nghiên cứu ong ký sinh A. calandrae với các loài sâu mọt trên hạt ngũ cốc trong phòng thí nghiệm. Sayaboc và Dungan (1994) đã mô tả một số hành vi tìm kiếm vật chủ và đẻ trứng của ong dựa trên quan sát sự tiếp xúc của ong với sâu non mọt gạo (S. oryzae). Sau khi giao phối, ong cái A. calandrae tiếp xúc với vật chủ trong hạt thường có những hành vi như: di chuyển chậm trên bề mặt hạt; đánh trống bằng đôi râu; tìm kiếm vật chủ; khoan vào hạt; châm chích vật chủ, đẻ trứng; nghỉ ngơi và vệ sinh cơ thể. Trung bình trong một ngày, ong cái dành 87% thời gian cho việc đẻ trứng và các hoạt động liên quan, còn lại là nghỉ ngơi và ăn thêm [30]. Onodera et al. (2002) cho rằng chất kairomon (một dạng tín hiệu thông tin hóa học khác loài) tiết ra từ vật chủ đã thu hút và kích thích hành vi châm chích của ong ký sinh A. calandrae trên vật chủ sâu non mọt đậu xanh (C. chinensis). Chất kairomon được chiết xuất từ sâu non vật chủ bằng aceton. Chất kairomon là một hỗn hợp của các triacylglycerol và axit béo, nhưng từng chất trong số đó có tác dụng hoạt động riêng biệt và không có tác dụng kết hợp giữa chúng. Người ta còn biết những hợp chất là thành phần của một pheromon đánh dấu đẻ trứng vào sâu non vật chủ mọt đậu. Tuy nhiên, chúng khác nhau từ các hydrocarbon no và diacylglycerol của kairomon so với ong ký sinh Dinarmus basalis Rondani trên vật chủ mọt đậu xanh. Do đó, có thể thấy ong ký sinh A. calandrae và D. basalis đã