Tài liệu đặc điểm sinh thái học và ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đến loài kiến vàng (oecophylla smaragdina fabricius) trên cây cam tại xã ngọc thanh, thị xã phúc yên, tỉnh vĩnh phúc

LỜI CẢM ƠN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ====== Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về những chỉ dẫn tận tình của PGS.TS. Trương Xuân Lam – Trưởng phòng Côn trùng học Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, PHÙNG THỊ MINH TRANG trong suốt quá trình tôi thực hiện và hoàn thành đề tài này. Đồng thời qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban chủ nhiệm Khoa cùng các thầy, cô giáo Khoa Sinh – KTNN, Trường Đại học Sư Phạm ĐẶC ĐIỂM SINHđã truyền HỌC VÀ ẢNH điều kiện thuận Hà Nội 2, những người THÁI đạt kiến thức và tạo HƯỞNG lợi CỦA THUỐC TRỪtrình hoàn thànhLOÀI KIẾN VÀNG giúp đỡ tôi trong suốt quá SÂU ĐẾN khóa luận tốt nghiệp của mình. Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, thầy cô ( Oecophylla smaragdina Fabricius) TRÊN CÂY CAM những người đã luôn động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và TẠI XÃ NGỌC nghiên cứu khoa học. THANH, THỊ XÃ PHÚC YÊN, Xin chân thành cảm ơn! TỈNH VĨNH PHÚC Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: SinhPhùnghọc Minh Trang thái Thị Người hướng dẫn khoa học PGS.TS.TRƯƠNG XUÂN LAM LỜI CAM ĐOAN HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về những chỉ dẫn tận tình của PGS.TS. Trương Xuân Lam – Trưởng phòng Côn trùng học Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trong suốt quá trình tôi thực hiện và hoàn thành đề tài này. Đồng thời qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban chủ nhiệm Khoa cùng các thầy, cô giáo Khoa Sinh – KTNN, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội 2, những người đã truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình. Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, thầy cô những người đã luôn động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Phùng Thị Minh Trang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Khóa luận này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS.Trương Xuân Lam. Các số liệu, những nghiên cứu được trình bày trong khóa luận này trung thực và chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào. Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Phùng Thị Minh Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.......................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 3 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu ...................................................... 3 1.2. Những nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 4 1.2.1. Những nghiên cứu về thành phần loài kiến bắt mồi trên cây cam ........ 4 1.2.2. Những nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của các loài kiến ............. 6 1.3. Những nghiên cứu trong nước ................................................................... 9 1.3.1. Những nghiên cứu về thành phần loài kiến bắt mồi trên cây cam ......... 9 1.3.2. Những nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của các loài kiến ........... 10 1.3.3. Những nghiên cứu về ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên loài kiến trên cây cam ............................................................................................................ 13 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 15 2.1. Địa điểm và thời gian ............................................................................... 15 2.2. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu ............................................................. 15 2.2.1. Đối tượng .............................................................................................. 15 2.2.2. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 15 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 15 2.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 16 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái của loài kiến vàng ........ 16 2.4.3. Xác định phổ vật mồi, sức ăn mồi của loài kiến vàng trên cây cam..... 17 2.4.4. Nghiên cứu diễn biến số lượng của loài kiến vàng ............................... 18 2.4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại thuốc bảo vệ thực vật............. 18 2.5. Phương pháp xử lý và bảo quản mẫu vật ................................................. 20 2.6. Xử lý số liệu ............................................................................................. 20 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 22 3.1. Một số đặc điểm hình thái và sinh thái học của loài kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) trên cây cam tại điểm nghiên cứu. ........ 22 3.1.1. Đặc điểm hình thái ................................................................................ 22 3.1.2. Một số đặc điểm sinh thái học .............................................................. 26 3.2. Phổ vật mồi, diễn biến số lượng và khả năng khống chế sâu hại của kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) trên cây cam tại điểm nghiên cứu. 27 3.2.1. Nghiên cứu phổ vật mồi và diễn biến số lượng của kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) tại điểm nghiên cứu............................... 28 3.2.2. Khả năng di chuyển và săn mồi của kiến vàng trên cây cam ............... 31 3.2.3. Khả năng tiêu diệt sâu hại của kiến vàng (Oecophylla smaragdina) trong vườn trồng cam tại địa điểm nghiên cứu............................................... 34 3.3. Ảnh hưởng của thuốc hóa học lên loài kiến vàng trên cây cam tại điểm nghiên cứu và đề xuất việc lợi dụng chúng trong phòng trừ sinh học. ........... 36 3.3.1. Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV tại khu vực nghiên cứu. .................... 36 3.3.2. Ảnh hưởng của 3 loại thuốc trừ sâu đối với ấu trùng của kiến vàng bắt mồi. .................................................................................................................. 39 3.2.3. Đề xuất phương pháp sử dụng kiến vàng phòng trừ sinh học sâu hại trên cây cam tại địa điểm nghiên cứu. ............................................................ 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 45 PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Đặc điểm hình thái của loài kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) .......................................................................................................... 23 Hình 3.2. Hình thái các pha của loài kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius). ......................................................................................................... 24 Hình 3.3. Vòng đời của kiến vàng(Oecophylla smaragdina Fabricius) .......... 26 Hình 3.4. Cách xây tổ của kiến vàng trên cây cam ở điểm nghiên cứu ........... 27 Hình 3.5. Diễn biến số lượng kiến vàng và con mồi trên cây cam. ................. 30 Hình 3.6. So sánh số lượng sâu hại tại vườn cam có kiến vàng và vườn cam không có kiến vàng. .......................................................................................... 33 Hình 3.7. Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến sự biến động số lượng cá thể của loài kiến vàng trong PTN. ................................................................................ 41 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Kích thước các pha của loài kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) .......................................................................................................... 25 Bảng 3.2. Phổ vật mồi của kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) trên cây cam tại khu vực nghiên cứu. ...................................................................... 28 Bảng 3.3. Nghiên cứu sự biến động của loài kiến vàng bắt mồi (Oecophylla smaragdina Fabricius) và rệp muội hại cam tại địa điểm nghiên cứu ............. 29 Bảng 3.4. Nghiên cứu diễn biến số lượng ổ, mật độ của loài kiến vàng bắt mồi trên cây cam tại địa điểm nghiên cứu. .............................................................. 31 Bảng 3.5. Thành phần và mật độ sâu hại giữa vườn không nuôi kiến vàng và vườn có nuôi kiến vàng .................................................................................... 32 Bảng 3.6. Hiệu quả khống chế rệp muội của kiến vàng trên cây cam tại xã Ngọc Thanh, tỉnh Vĩnh Phúc. ........................................................................... 35 Bảng 3.7. Hiện trạng sử dụng thuốc trừ sâu của nông dân lên cây cam tại điểm nghiên cứu. ....................................................................................................... 37 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của thuốc hóa học đối với ấu trùng loài kiến vàng bắt mồi (Oecophylla smaragdina) trong PTN ....................................................... 40 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VQG Vườn quốc gia KBT Khu bảo tồn BVTV Bảo vệ thực vật STT Số thứ tự TLPB Tỷ lệ phân bố ST và TNSV Sinh thái và Tài nguyên sinh vật PTN Phòng thí nghiệm et al. Và những người khác ctv. Cộng tác viên ĐC Đối chứng MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Cây Cam (Cistrus sinensis) thuộc họ cây có múi (Rutaceae) là loại cây ăn quả trồng phổ biến và mang lại giá trị kinh tế cao ở nước ta. Ngọc Thanh là một xã thuộc thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc có khí hậu và thổ nhưỡng phù hợp với nhiều loại cây ăn quả như cam, nhãn, vải... Tuy nhiên diện tích cây ăn quả tăng chậm, nguyên nhân do tình hình sâu bệnh nhiều. Kiến vàng có tên khoa học là Oecophylla smaragdina, thuộc bộ cánh màng Hymenoptera, họ Formicidae. Kiến vàng có khả năng tấn công nhiều loại sâu hại phổ biến trên cây ăn trái. Kiến vàng là một loại côn trùng đã có từ rất lâu. Nhiều nhà vườn đã thấy lợi ích của kiến vàng trong các vườn cây ăn trái. Tuy nhiên, nông dân chưa biết rõ vai trò của kiến vàng, là một loại thiên địch giúp nông dân tiêu diệt sâu rầy, bảo vệ cây trồng mà không cần sử dụng thuốc hóa học. Hiện nay, nhu cầu sử dụng trái ngon và sạch (không có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật), ít sử dụng hóa chất đang càng ngày càng lớn. Vì thế, phục hồi việc nuôi kiến vàng trên vườn cây ăn trái để hạn chế sự gây hại của một số sâu hại chính là rất cần thiết. Bên cạnh đó tập quán sử dụng thuốc bảo vệ thực vật một cách tràn lan đã làm ảnh hưởng đến cây cam, đồng thời ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường sống cũng như sự sinh trưởng, phát triển của các loài thiên địch đặc biệt là các loài côn trùng bắt mồi, làm mất cân bằng sinh thái. Vì thế liều lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng năm sau luôn cao hơn năm trước. Điều này làm ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phát triển lâu dài, làm giảm hiệu quả kinh tế vì chi phí đầu tư cao, đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống cũng như làm mất cân bằng sinh thái tại môi trường nghiên cứu. Xuất phát từ tình hình thực tế đó tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Đặc điểm sinh thái học và ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đến loài kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) trên cây cam tại xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnhVĩnh Phúc.” 2. Mục đích nghiên cứu Xác định một số đặc điểm hình thái, sinh thái học của loài kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) và nghiên cứu ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên chúng. Từ đó, đề xuất các biện pháp bảo vệ và duy trì chúng trong phòng trừ sinh học sâu hại, giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học, bảo vệ môi trường sinh thái và tạo sản phẩm an toàn cho người tiêu dùng. 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Đề tài đã đề xuất sử dụng kiến vàng (Oecophylla smaragdina Fabricius) trong phòng trừ sâu hại trên cây cam một cách có hiệu quả, an toàn. - Nghiên cứu diễn biến số lượng, ảnh hưởng của một số loại thuốc trừ sâu hay sử dụng lên một số loài bắt mồi phổ biến ( họ Formicidae) trên cây cam. - Đề xuất những biện pháp cho việc bảo vệ duy trì và lợi dụng chúng có hiệu quả nhằm kiểm soát sâu hại chính trên cây cam, hạn chế tối thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Thông qua điều tra thành phần thiên địch bắt mồi trên cây cam và nghiên cứu một số đặc điểm sinh thái học của kiến vàng (Oecophylla smaragdina) trong phòng trừ một số loại sâu hại cây cam nhằm đề xuất biện pháp kiểm soát và phòng trừ sâu hại cam một cách hiệu quả theo hướng tổng hợp. Cung cấp dẫn liệu giúp người dân cũng như cán bộ kĩ thuật, cán bộ quản lí ở địa phương nhận biết bảo vệ và sử dụng các loài côn trùng bắt mồi phòng trừ sâu hại trong quá trình sản xuất cam an toàn. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu Loài kiến vàng (có tên khoa học là Oecophylla smaragdina Fabricius), thuộc bộ cánh màng Hymenoptera, họ Formicidae phân bố chủ yếu nhiều nhất ở châu Á và Úc. Trong tự nhiên kiến vàng phân bố rộng trong vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Là côn trùng làm tổ sống trên cao, ăn tạp và chuyên săn mồi trên tán lá cây trong rừng tự nhiên và trên vườn cây ăn quả. Kiến vàng có cơ thể màu đỏ hoặc màu xanh lá cây, chúng làm tổ bằng cách dùng sợ tơ của ấu trùng tạo ra để đan dệt những tấm lá lại với nhau. Tập đoàn kiến vàng bao gồm hàng trăm tổ kiến liên kết lại với nhau trên nhiều cây và chứa hàng triệu cá thể. Giống như nhiều loài khác, thức ăn chủ yếu của kiến vàng là côn trùng nhỏ, chất ngọt có chứa carbohydrate được tìm thấy ở chất thải của loài Hemiptera. Nhiều người bản địa ở Thái Lan bắt những ấu trùng của kiến làm thức ăn cho cá, chim và làm một loại dược phẩm. Trung bình một con kiến trưởng thành có kích thước khoảng 8 – 10mm, đối với loài kiến vàng thì phân chia công việc dựa trên chiều dài của cơ thể. Kiến thợ bảo vệ tổ, tìm kiếm thức ăn trên lãnh địa rộng lớn, kiến thợ nhỏ sống ở trong tổ, chăm sóc tổ và uống dịch tiết ra từ rệp. Kiến vàng có 3 dạng cá thể: kiến thợ (nhỏ và lớn), kiến đực và kiến chúa. Kiến thợ lớn quản lý cùng nhau và đảm nhận việc xây tổ; trong khi đó thì việc quản lý những ấu trùng và di chuyển chúng qua lại được đảm nhận bởi những kiến thợ nhỏ. Không phải tổ nào cũng có kiến chúa, chỉ có một số tổ có kiến chúa, có tổ có tới trên 90 kiến chúa. Mật số kiến thợ tăng cao vào tháng 3 và 4 có thể do có một vài cơn mưa đầu vụ, cây cối đâm chồi, hấp dẫn một số côn trùng đến gây hại đủ thức ăn cho kiến vàng. Với nguồn thức ăn này, mật số kiến thợ gia tăng nhanh và khi mật số kiến trong tổ quá cao thì kiến chia đàn để xây dựng đàn mới hoặc tổ mới. Thời gian này cũng là thời điểm phân đàn rõ rệt nhất và cũng là thời điểm tạo đàn mới lý tưởng nhất. Các nghiên cứu thành phần của tổ kiến vàng cho biết mỗi tổ có từ 2.000 – 8.000 con kiến các loại, trung bình có 4.000 – 4.500 kiến thợ. Trong các tháng 7 – 9 mỗi tổ có từ 25 – 100 kiến chúa và 30 – 150 kiến đực. Do đó mùa tách đàn tốt nhất trong năm là từ tháng 7 – 9, các tháng còn lại mỗi tổ thường xuyên chỉ có một kiến chúa và một kiến đực nên chỉ duy trì quân số trong tổ chứ không thể tách đàn. 1.2. Những nghiên cứu trên thế giới 1.2.1. Những nghiên cứu về thành phần loài kiến bắt mồi trên cây cam Kiến thuộc bộ cánh màng (Hymenoptera), chúng phân bố ở vùng khí hậu nhiệt đới, cận nhiệt đới và bán khô hạn. Trong phạm vi 460 vĩ bắc và nam bán cầu. Ước tính phạm vi phân bố của kiến chiếm 2/3 diện tích bề mặt trái đất (Bolton B., 1994) [14]. Đến nay đã biết có khoảng 2700 loài kiến trong đó có 7 phân họ: Kalotermitinae, Temropsinae, Homotermitinae, Formicinae, Rhinotermitinae, Serritermitinae và Mastotermitinae quan trọng. Sáu trong số 7 phân họ được xếp vào “kiến thấp” với đặc điểm vi sinh vật sống cộng sinh trong ruột là trùng roi. Họ còn lại là “Fomicinae”“kiến cao” chiếm 75% số loài kiến đã phát hiện, chúng có vi sinh vật cộng sinh trong ruột là bacteria (Bolton , 1994) [14]. Kiến đã được con người biết đến từ lâu, nhưng mãi đến năm 1778 công việc nghiên cứu khoa học đầu tiên trên thế giới về kiến mới được Konig nhà tự nhiên học người Đức công bố. Tác giả đã mô tả 3 loài kiến được tìm thấy ở Ấn Độ và Srilanca. Sau đó có nhiều công trình nghiên cứu về kiến, nổi bật là chuyên khảo về kiến được xuất bản năm 1858, tác giả đã ghi nhận 98 loài thuộc các vùng địa lí khác nhau trên thế giới (King et al.,1998) [23]. Nửa đầu thế kỉ XX (1901 – 1949): Đây là giai đoạn phát triển mạnh mẽ của các nghiên cứu phân loại hình thái kiến. Theo Thakur (1983) có nhiều tên tuổi các nhà khoa học về kiến xuất hiện trong giai đoạn này và được xem như những người đặt nền móng cho các nghiên cứu về phân loại học kiến. Từ 1950 – nay: Ở giai đoạn này các nghiên cứu về kiến phát triển rất đa dạng, một mặt đẩy mạnh các nghiên cứu phân loại học, phát hiện thêm các loài mới, mặt khác là công việc tu chỉnh, đặc biệt là các taxon bậc loài. Những đóng góp có ý nghĩa về kiến ở vùng đông phương là các công trình của Ahmad (1958, 1965); Akhtar (1976) (dẫn theo Jaitrong và Hashimoto, 2012) [19]. Kusnezov (1957) [25] đã cho công bố công trình nghiên cứu về chủng loại phát sinh các giống kiến dựa trên đặc điểm hàm trên của kiến thợ và kiến cánh. Gần nửa thế kỉ sau Sand (1998) cũng có một công trình tương tự với các giống kiến thuộc kiến đất của vùng châu Phi và Trung Á. Ngoài các đặc điểm chính để phân biệt hàm trên của kiến thợ Sand còn sử dụng các đặc điểm cấu tạo nội quan như hình thái ruột, cấu tạo anterric valve, cấu tạo hệ thống manlpighi để phân loại đến giống, thậm chí có trường hợp có thể phân loại đến loài và lập cây chủng loại phát sinh của chúng. Tài liệu này là công cụ hữu ích để giải quyết một số trường hợp các mẫu phân loại khó phân biệt bằng các đặc điểm hình thái bên ngoài. Tác giả đã thống kê được 172 loài kiến, trong đó có 16 giống mới được phát hiện bởi các tác giả khác nhau. Các loài kiến có thể được tìm thấy trong bất kì môi trường sống nào từ Bắc Cực đến xích đạo. Mặc dù thực tế là các khu rừng nhiệt đới là những nơi có số lượng loài kiến được mô tả ít nhất, nơi đây được ghi nhận là có sự đa dạng loài cao nhất (Holldobler and Wilson,1990) [29]. Điều tra trên tổng số 250km2 rừng nhiệt đới của Malaysia đã ghi nhận có 460 loài kiến, 216 loài thuộc tất cả các phân họ kiến có mặt ở khu vực đông phương đã được ghi nhận ở vườn thực vật ở Bogor, phía Đông Java của Indonesia (Ito, 2001). Thậm chí ở các khu vực khô cằn cũng có sự đa dạng loài khá cao, như trên diện tích 18km2 của vùng đất khô cằn ở phía nam của Úc đã ghi nhận 248 loài kiến thuộc 32 giống (Andersen & Clay, 1996) [13]. Ba Lan đã ghi nhận 15 loài kiến (họ Formicidae) và ong bắt mồi (họ Vespidae) trên cây cam và bưởi. Việc bảo vệ các loài này trên cây để diệt các loài sâu hại cho kết quả rất khả quan (dẫn theo Yamane et al., 2001) [27]. Trên thế giới, những nghiên cứu về các loài kiến thuộc họ Formicidae trên cây ăn quả có múi đã được thực hiện từ những năm đầu của thế kỉ XVII, thống kê họ Formicidae có hơn 15 loài (Bolton, 2005). Các loài trong nhóm này có tính đa dạng cao nhưng rất đặc trưng cho từng khu vực. Các loài kiến có thể được tìm thấy ở bất cứ vị trí nào trên cây có múi. Mặc dù thực tế trên cây ăn quả các loài kiến có số lượng loài được mô tả không nhiều, nơi đây được ghi nhận là có sự đa dạng loài cao nhất (Holldobler and Wilson,1990) [29]. Khu vực trồng cam ở Brazil, phía Nam của Brazil, ở Úc và Tasmania đã ghi nhận có 18, 16, 11 và 12 loài kiến, đại diện cho các khu vực từ nhiệt đới , cận nhiệt đới cho tới ôn đới. Sự đa dạng các loài kiến cũng rất cao.Trong 216 loài kiến thuộc tất cả các phân họ kiến có mặt ở khu vực Đông phương đã được ghi nhận trên cây cam là 13 loài (dẫn theo Ito, 2001). Theo ghi chép được trong lịch sử nhân loại thì thực tiễn đầu tiên sử dụng biện pháp sinh học trừ côn trùng hại với khái niệm hiện đại là việc nông dân Trung Quốc dùng kiến vàng trong các vườn cam, quýt. Theo Eguchi et al., (2005) [17], từ năm 1200, các chủ nhân vườn chà là ở Yemen hàng năm lên núi tìm kiếm những tổ kiến có ích chuyển về thả chúng lên cây chà là để phòng chống các côn trùng hại chà là. 1.2.2. Những nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của các loài kiến Cấu trúc tổ và hang giao thông của các loài kiến là khía cạnh hấp dẫn các nhà nghiên cứu về kiến, bởi lẽ các tập tính khác nhau cho cấu trúc tổ cũng khác nhau (Eguchi et al., 2011) [18]. Thông thường thì ở mỗi loài có cấu trúc tổ riêng. Tuy nhiên điều này không phải lúc nào cũng tuân theo quy luật như vậy. Khi nghiên cứu chi tiết cấu trúc tổ của loài M.subhualinus và M.bellicosus, Jaitrong và Yamane (2011) [20] đã phát hiện thấy rằng, các loài kiến này ngay trong cùng một khu vực cũng có 2 loại kiểu tổ khác nhau. Có nhiều ý kiến đưa ra để lý giải hiện tượng này, tuy nhiên đa số ý kiến cho rằng kiểu cấu trúc tổ là kết quả tác động tổng hợp của các yếu tố như đặc điểm sinh thái vùng, đặc tính lý hóa của đất nơi làm tổ và tập tính chuyên hóa của loài. Do vậy khi các thành phần trong tổ hợp đó thay đổi dẫn đến sự thay đổi của cấu trúc tổ. Nghiên cứu về tương quan giữa kích thước tổ kiến, số lượng cá thể kiến đã được Jaitrong và Yamane (2012) [21] tiến hành ở loài Macrotemes bellicosus. Trên cơ sở các dẫn liệu thực nghiệm tác giả đã đưa các phương trình toán học giúp cho việc dự đoán tuổi của tổ kiến và số lượng cá thể trong quần thể căn cứ vào kích thước đo được của tổ kiến. Bên cạnh cấu trúc của tổ kiến thì cấu trúc và sự phân bố của hệ thống hang giao thông của tổ kiến cũng được Lys & Leuthld (1991) nghiên cứu khá chi tiết. Hệ thống hang giao thông, kiếm ăn của loài này có đặc tính phân bố phóng xạ, luôn nằm cách mặt đất một khoảng 2 – 6 cm và chúng có thể đi xa kiếm ăn cách tổ đến 50m. Các đẳng cấp và chức năng xã hội của mỗi đẳng cấp đã được các nhà nghiên cứu kiến biết đến từ những năm 70 (Haris, 1971; Lee and Wood 1971). Thành phần đẳng cấp cơ bản trong tổ kiến là kiến sinh sản, kiến thợ và kiến lính. Chúng đảm nhận các chức năng khác nhau. Nghiên cứu tỷ lệ của các đẳng cấp trong quần thể về sự phân công lao động trong các hoạt động của tổ kiến đã cung cấp dẫn liệu giúp cho sự hiểu biết về tiến hóa của loài kiến (Jermy Bono, 2001). Mặt khác chúng còn làm cơ sở để xây dựng các biện pháp phòng trừ kiến một cách hữu hiệu nên được nhiều nhà nghiên cứu chú ý (dẫn theo Kojima and Carpenter, 1997) [24]. Tỷ lệ đẳng cấp trong tổ một số loài kiến đã được xác định trong các nghiên cứu của (Rhorhmann, 1977) tại Swziland, của (Collin, 1981) tại Negenia, của (Darlington, 1984) tại Kenya, của (Gerber, 1988) tại Abidijan. Kết quả cho thấy các loài khác nhau có tỷ lệ đẳng cấp trong đàn kiến cũng khác nhau, ở mỗi loài có tỷ lệ dao động trong một giới hạn phụ thuộc vào tuổi của đàn kiến (Darlington, 1984). Kết quả phân tích của Gerber về tỷ lệ kiến thợ Macrotemes bellicosus tham gia trong các hoạt động khác nhau (kiếm ăn, xây tổ) đã minh chứng cho sự tồn tại của quá trình phân công lao động theo đẳng cấp của kiến thợ (dẫn theo Ogata, 2001) [26]. Ngoài việc phân công lao động theo đẳng cấp ở kiến còn có phân công lao động theo lứa tuổi (Age polyethism). Đây là một đặc trưng thường gặp phổ biến ở kiến; các cá thể có tuổi khác nhau đảm nhận với những nhiệm vụ khác nhau trong quần thể, các cá thể non với nhiệm vụ chủ yếu là duy trì các hoạt động trong tổ, trong khi các cá thể già hơn tham gia các hoạt động bên ngoài tổ (Oster and Wilson, 1978). Badertscher et al. (1983) đã phát hiện ra rằng, các cá thể kiến thợ dưới 30 ngày tuổi sử dụng thức ăn mà các kiến già đem về. Các cá thể trên 30 ngày tuổi tham gia các hoạt động kiếm ăn. Dựa vào bằng chứng có đất hay không có đất Gerber et al., 1988 cũng đưa ra nhận xét tương tự. Ngoài ra Passteels (1965); Gerber (1988); Steiner (1984) (theo Gerber, 1988 và Billen et al., 1989) đã quan sát thấy các tế bào của tuyến nước bọt có kích thước thay đổi theo tuổi và theo chức năng hoạt động của các cá thể kiến. Như vậy do có đặc tính phân công lao động nên chỉ có một phần số lượng cá thể tham gia các hoạt động ở bên ngoài tổ kiến (Zryanin, 2011) [28]. Hiện nay công tác nghiên cứu kiến được nhiều nhà khoa học quan tâm. Ngoài các nghiên cứu sâu hơn về phân loại học, phát hiện các loài kiến mới, tu chỉnh những loài hiện có, các nghiên cứu về sinh học cũng được quan tâm với sự chú ý đặc biệt đến cấu trúc tổ, sự phân công lao động và chức năng xã hội của các đẳng cấp. 1.3. Những nghiên cứu trong nước 1.3.1. Những nghiên cứu về thành phần loài kiến bắt mồi trên cây cam Ở Việt Nam, tổng số gần 290 loài kiến thuộc 78 giống của 12 phân họ đã được ghi nhận (Yamane et al., 2002; Bui & Eguchi, 2003; Eguchi et al., 2005; Zryanin, 2011). Một số loài kiến được sử dụng trong phòng trừ sâu hại cam nước ta như kiến vàng Oecophylla smaragdina Fabricius (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2005) [2]. Thành phần của các loài kiến tại các khu bảo tồn (KBT) hay vườn quốc gia (VQG) cũng đã được một số tác giả nghiên cứu như 151 loài thuộc 50 giống và 11 phân họ được ghi nhận ở VQG Tam Đảo (Eguchi et al., 2005) [16]. 150 loài thuộc 50 giống và 8 phân họ được ghi nhận ở VQG Cúc Phương (Yamane et al., 2002), 87 loài thuộc 33 giống và 8 phân họ được ghi nhận ở VQG Hoàng Liên (Bui & Eguchi, 2003) và 272 loài thuộc 68 giống và 12 phân họ được ghi nhận ở VQG Nam Cát Tiên (Jaitrong and Yamane, 2013) [22]. Các nghiên cứu về kiến ở khu vực Đông Bắc nước ta đã thống kê có 51 loài thuộc 16 giống và 3 phân họ được ghi nhận ở đây (Jaitrong and Yamane, 2011, 2012, 2013; Jaitrong & Hashimoto, 2012; Jaitrong et al., 2012; Eguchi et al., 2011). Một số loài kiến được sử dụng trong phòng trừ sâu hại ở nước ta như kiến vàng Oecophylla smaragdina Fabricius, có loài được sử dụng làm thực phẩm và chữa bệnh như kiến gai đen Polyrhachis dives Smith (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2005) [1]. Kết quả điều tra côn trùng ở miền Bắc Việt Nam năm 1976 đã ghi nhận 26 loài côn trùng bắt mồi thuộc 3 bộ, 6 họ trên cây có múi, trong đó đã xác định được tên 4 loài kiến thuộc họ Formicidae trên cây cam quýt (Viện bảo vệ thực vật, 1976) [12]. Tại Vĩnh Phúc trong 8 loài bắt mồi trên một số cây trồng trong đó có 2 loài trên cây cam quýt thuộc 2 bộ bao gồm bộ cánh cứng (Coleoptera) chiếm số lượng loài lớn nhất (37,8%) bao gồm kiến vàng Oecophylla smaragdina và Oecophylla sp. (Phạm Văn Lầm, 1995, 2005) [6], [7]. Theo Vũ Quang Côn và ctv. (1995) [3] trong nghiên cứu bước đầu về thành phần loài có hại và lợi trên một số cây trồng tại vùng đệm VQG Tam Đảo (Mê Linh – Vĩnh Phúc) đã thu thập được 25 loài bọ xít có lợi trong đó có 12 loài thu được trên một số cây trồng đậu tương, ngô, chè và cây ăn quả, đặc biệt có 3 loài có số lượng cao và xuất hiện thường xuyên như: loài Cantheconidae jurcellata, loài Sycanus croceovittatus, loài Coranus fuscipennis và loài kiến vàng Oecophylla smaragdina. Trong đó loài kiến vàng Oecophylla smaragdina thuộc họ Formicidae là loài bắt mồi phổ biến trên cây ăn quả ở miền Bắc Việt Nam. Tại Cần Thơ, thành phần côn trùng bắt mồi trên cây cam quýt đã ghi nhận được 5 loài kiến, 4 loài bọ xít, 1 loài bọ ngựa, 14 loài bọ rùa, 2 loài bọ chân chạy và 1 loài họ vằn hổ bắt mồi (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2007) [2]. 1.3.2. Những nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của các loài kiến Cho đến nay, mặc dù việc sử dụng kiến vàng Oecophylla smaragdina trong phòng trừ sinh học đã được đề cập và ghi nhận nhưng các đặc điểm sinh học của loài này gần như chưa được nghiên cứu. Để có thể sử dụng loài này một cách dễ dàng và tạo điều kiện cho quần thể kiến phát triển nhanh chóng trong tự nhiên. Trong điều kiện tự nhiên ghi nhận được kiến thợ có mang trứng chiếm 93% với số lượng trứng trung bình là 12,5 trứng/ con. Các trứng trong tổ có kích thước bằng kích thước trứng trong bụng kiến thợ phát triển thành kiến đực. Tuy nhiên chưa ghi nhận thấy kiến thợ đẻ trứng trong điều kiện nhà lưới. Kết quả quan sát trong điều kiện PTN, nhà lưới và ngoài tự nhiên chưa ghi nhận thấy kiến chúa bắt cặp. Kiến chúa không thụ vẫn có thể đẻ trứng, nhưng trứng phát triển thành kiến đực. Các quần thể kiến mới thiết lập có thể chấp nhận nhộng của quần thể kiến khác để phát triển về mật độ, số tổ và kích thước tổ (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2005, 2007) [1], [2]. Theo Nguyễn Thị Vân Thái và ctv. (2008) [8] do đốt bụng thứ nhất của kiến nằm thụt vào trong ngực nên phần bụng mà ta nhìn thấy bắt đầu từ đốt bụng thứ hai. Đốt bụng này và có thể cả đốt tiếp theo thường thắt nhỏ lại thành cuống bụng, phần bụng còn lại có dạng phình to. Cuống bụng có một đốt, râu đầu hình đầu gối, hàm có dạng kìm, gồm hàm trên và hàm dưới. Hàm trên kiến chúa và kiến đực thường kém phát triển. Mắt kiến gồm mắt đơn và mắt kép. Mắt kép của kiến đực có nhiều mắt đơn nhất, kế đó là mắt kép của kiến chúa và cuối cùng là mắt kép của kiến thợ. Kiến chúa và kiến đực có cánh phát triển, còn kiến thợ không có cánh. Cánh kiến chúa sẽ rụng sau khi giao phối, kiến đực thường không rụng cánh do chúng sẽ chết sau khi giao phối một thời gian ngắn. Do không có cánh nên kiến thợ có ngực nhỏ hơn so với kiến chúa, ngực kiến thợ thường nhẵn trong khi ngực kiến chúa có các mảnh chitin cứng và có nếp nhăn. Kiến đực có cơ thể nhỏ nhắn và bụng thon hơn so với kiến chúa. Theo Nguyễn Thị Thu Cúc (2007) [2] ấu trùng kiến có hình dạng rất khác với cha mẹ của chúng, chúng có lớp da mướt và trắng như sữa, không có chân và cánh. Trong quá trình phát triển lớn lên, ấu trùng lột xác nhiều lần, sau khi phát triển đầy đủ, ấu trùng hóa nhộng. Nhộng rất giống thành trùng nhưng cơ thể mềm, trắng, không ăn và không di chuyển, sau một thời gian ngắn, nhộng hóa thành kiến trưởng thành. Khi điều kiện thích hợp, kiến chúa và kiến đực ở một vùng nhất định sẽ rời khỏi tổ để đi giao phối. Chính vì thế, một số lượng khổng lồ kiến đực và kiến chúa rời tổ trong cùng một ngày. Đa số những ấu trùng cuối cùng còn lại sẽ nở muộn hơn một vài ngày. Kiến chúa mới sau khi giao phối sẽ cố gắng xây dựng tổ mới; kiến đực thường chết sau vài ngày sau khi chúng rời khỏi tổ. Kiến chúa sau khi giao phối với kiến đực một thời gian sẽ bắt đầu đẻ trứng,