Tài liệu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột paracoccus marginatus williams and granara de willink (homoprera pseudococcidae) hại sắn tại hà nội và biện pháp hóa học phòng trừ

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LƯƠNG MINH NGỌC ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC, SINH THÁI HỌC LOÀI RỆP SÁP BỘT PARACOCCUS MARGINATUS WILLIAMS AND GRANARA DE WILLINK (HOMOPRERA: PSEUDOCOCCIDAE) HẠI SẮN TẠI HÀ NỘI VÀ BIỆN PHÁP HÓA HỌC PHÒNG TRỪ Ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 60 62 01 12 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Oanh NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả trong công trình nghiên cứu này là hoàn toàn trung thực, chưa được sử dụng và bảo vệ cho một học vị nào. Mọi việc giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về tính trung thực của toàn bộ nội dung luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Lương Minh Ngọc i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn ngoài sự phấn đấu nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận tình của nhiều tập thể và cá nhân. Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo trong Bộ môn Côn trùng - khoa Nông học - Học viện Nông Nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Kim Oanh đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu để tôi hoàn thành tốt luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Kiểm dịch thực vật sau nhập khẩu I nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện về thời gian cũng như vật chất trang thiết bị cho tôi thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Lương Minh Ngọc ii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ........................................................................................................................... iii Danh mục bảng ................................................................................................................. v Danh mục hình ................................................................................................................. vi Trích yếu luận văn .......................................................................................................... vii Thesis abstract.................................................................................................................. ix Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 3 1.3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 3 1.4. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn......................................... 3 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 4 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................... 4 2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ....................................................................... 5 2.2.1. Nghiên cứu về cây sắn ........................................................................................ 5 2.2.2. Kết quả nghiên cứu thành phần sâu, nhện hại sắn .............................................. 6 2.2.3. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột (P. marginatus) ................................................................................ 7 2.2.4. Kết quả nghiên cứu biện pháp phòng trừ rệp sáp bột (P. marginatus) ............ 10 2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước ..................................................................... 12 2.3.1. Nghiên cứu về cây sắn ...................................................................................... 12 2.3.2. Thành phần sâu, nhện hại sắn ........................................................................... 12 2.3.3. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học và biện pháp phòng trừ loài rệp sáp bột (P. marginatus) ở Việt Nam .................. 15 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 18 3.1. Địa điểm nghiên cứu......................................................................................... 18 3.2. Thời gian nghiên cứu ........................................................................................ 18 3.3. Đối tượng/vật liệu nghiên cứu .......................................................................... 18 3.3.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 18 iii 3.3.2. Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu ........................................................................ 18 3.4. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 20 3.5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 20 3.5.1. Phương pháp điều tra diễn biến mật độ, tỷ lệ hại của rệp sáp bột (P. marginatus) ....................................................................................................... 20 3.5.2. Phương pháp nuôi sinh học loài rệp sáp bột (P. marginatus) .......................... 20 3.5.3. Phương pháp nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của rệp sáp bột............... 22 3.5.4. Phương pháp thử thuốc phòng trừ rệp sáp bột P. marginatus .......................... 23 3.5.5. Phương pháp tính tỷ lệ sống sót của rệp sáp bột .............................................. 24 3.5.6. Phương pháp tính tỷ lệ giới tính, sức sinh sản.................................................. 25 3.5.7. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 25 Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ................................................................... 26 4.1. Diễn biến mật độ, tỷ lệ hại của rệp sáp bột (P. marginatus) trên các giống sắn điều tra ........................................................................................................ 26 4.2. Đặc điểm hình thái của rệp sáp bột (P. marginatus) ........................................ 30 4.3. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của rệp sáp bột (P. marginatus) ................................................................................................. 35 4.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian phát triển các pha phát dục của rệp sáp bột P. marginatus ....................................................................................... 35 4.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh sản và giới tính của rệp sáp bột P. marginatus ........................................................................................................ 43 4.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ sống sót của rệp sáp bột P. marginatus ...... 45 4.4. Đánh giá hiệu lực của một số loại thuốc đối với phòng trừ rệp sáp bột (P. marginatus) ....................................................................................................... 46 Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 50 5.1. Kết luận............................................................................................................. 50 5.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 50 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 52 Phụ lục .......................................................................................................................... 55 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Kích thước các giai đoạn phát triển của rệp sáp bột P. marginatus trên 4 cây ký chủ khác nhau ........................................................................ 8 Bảng 2.2. Thành phần sâu nhện hại trên sắn ở một số tỉnh miền Nam năm 2014 ............ 13 Bảng 2.3. Thành phần sâu nhện hại trên sắn ở Việt Nam ......................................... 14 Bảng 4.1 Diễn biến mật độ, tỷ lệ hại của rệp sáp bột (P. marginatus) trên các giống sắn trồng tại Chương Mỹ, Hà Nội vụ xuân hè 2017 ....................... 27 Bảng 4.2. So sánh mật độ, tỷ lệ hại của rệp sáp bột (P. marginatus) trên các giai đoạn phát triển của cây sắn ................................................................ 29 Bảng 4.3. Kích thước cơ thể các pha phát triển của rệp sáp bột (P. marginatus) .... 34 Bảng 4.4. Thời gian phát triển trước trưởng thành của rệp sáp bột P. marginatus ở mức 25oC, độ ẩm 60% ........................................................ 36 Bảng 4.5. Thời gian phát triển pha trưởng thành của rệp sáp bột P. marginatus ở mức 25oC, độ ẩm 60% ........................................................................... 37 Bảng 4.6. Thời gian phát triển từ pha trứng đến trước trước trưởng thành của rệp sáp bột P. marginatus ở ngưỡng 30oC, độ ẩm 60% ............................ 38 Bảng 4.7. Thời gian phát triển pha trưởng thành của rệp sáp bột P. marginatus ở ngưỡng 30oC, độ ẩm 60% ...................................................................... 39 Bảng 4.8. Thời gian phát triển trước trưởng thành của rệp sáp bột P. marginatus ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (21,4oC, độ ẩm 78,9%) ............ 40 Bảng 4.9. Thời gian phát triển pha trưởng thành của rệp sáp bột P. marginatus ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (21,4oC, độ ẩm 78,9%) ............................... 41 Bảng 4.10. Thời gian phát triển các giai đoạn của rệp sáp bột P. marginatus ở các mức nhiệt độ khác nhau ...................................................................... 43 Bảng 4.11. Sức sinh sản và tỷ lệ giới tính của rệp sáp bột P. marginatus .................. 44 Bảng 4.12. Tỷ lệ sống sót ở các pha của rệp sáp bột P. marginatus ở giai đoạn trước trưởng thành..................................................................................... 46 Bảng 4.13. Số lượng rệp sáp bột P. marginatus sống sót sau xử lý thuốc bảo vệ thực vật ...................................................................................................... 48 Bảng 4.14. Hiệu lực trừ rệp sáp bột P. marginatus của 3 loại thuốc bảo vệ thực vật trong phòng thí nghiệm ....................................................................... 48 v DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Một số vật liệu, dụng cụ thiết bị nghiên cứu phục vụ cho đề tài .................. 19 Hình 3.2. Giâm và trồng hom sắn ................................................................................. 21 Hình 4.1. Diễn biến mật độ của rệp sáp bột (P. marginatus) trên các giống sắn trồng tại Chương Mỹ, Hà Nội vụ xuân hè 2017 ........................................... 28 Hình 4.2. Diễn biến tỷ lệ cây bị nhiễm rệp sáp bột (P. marginatus) trên các giống sắn trồng tại Chương Mỹ, Hà Nội vụ xuân hè 2017 ..................................... 28 Hình 4.3. Một số hình ảnh của trứng và ổ trứng rệp sáp bột (P. marginatus) .............. 31 Hình 4.4. Rệp non tuổi 1 rệp sáp bột (P. marginatus) .................................................. 31 Hình 4.5. Rệp non tuổi 3 rệp sáp bột (P. marginatus) .................................................. 32 Hình 4.6. Trưởng thành cái rệp sáp bột (P. marginatus) .............................................. 33 Hình 4.7. Trưởng thành đực rệp sáp bột (P. marginatus) ............................................. 33 Hình 4.8. Rệp sáp bột P. marginatus nuôi trên cây sắn ................................................ 42 vi TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Lương Minh Ngọc Tên luận văn: “Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột Paracoccus marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) hại sắn tại Hà Nội và biện pháp hóa học phòng trừ”. Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 60 62 01 12 Cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu của luận văn Xác định đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của loài rệp sáp bột P. marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) hại trên cây sắn và thử nghiệm biện pháp phòng trừ. Các phương pháp nghiên cứu chính đã sử dụng - Phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng: Theo quy chuẩn QCVN 0138 : 2010/BNNPTNT về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng - Phương pháp nuôi rệp sáp bột P. marginatus trong tủ sinh thái theo Amarasekare et al. (2008a). - Phương pháp làm tiêu bản rệp sáp bột: theo tài liệu tập huấn giám định rệp sáp của Cục bảo vệ thực vật tháng 11/2016 do giáo sư M. Jansen, làm việc tại NPPO Wageningen, Hà Lan giảng dạy. - Phương pháp thử thuốc trong phòng thí nghiệm: theo phương pháp của Fatima et al. (2016). Số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê chương trình IRRISTAT, Excel. Các kết quả nghiên cứu chính đã đạt được Paracoccus marginatus-Rệp sáp bột là một trong những loài dịch hại nghiêm trọng trong trồng trọt và gây nên tình trạng kiệt quệ về kinh tế ở quốc gia phụ thuộc vào nông nghiệp. Việc quản lý loài này bị hạn chế một phần do chúng có lớp sáp dày bao phủ giúp cơ thể mềm của chúng tránh tiếp xúc với các chất từ bên ngoài. - Tỷ lệ cây bị rệp sáp bột hại trên giống sắn KM 98-7 (7,02%) thấp hơn giống sắn KM 94 (8,39%) nhưng mật độ rệp sáp bột trên giống sắn KM 98-7 (1,72 con/lá) lại cao hơn giống sắn KM 94 (1,47 con/lá). - Ở nhiệt độ 21,4oC, thời gian phát triển của rệp sáp bột đực từ pha trứng đến trước trưởng thành là 34,18±1,08 ngày, rệp sáp bột cái là 32,65±1,53 ngày. Thời gian vòng đời của rệp sáp bột cái là 37,85± 1,79 ngày, thời gian đời là 63,00±4,58 ngày. Thời gian đời của rệp sáp bột đực là 37,64±1,50 ngày. Ở nhiệt độ 25oC, thời gian phát vii triển của rệp sáp bột đực từ pha trứng đến trước trưởng thành là 27,44 ± 2,01 ngày, rệp sáp bột cái là 25,53 ± 1,97 ngày. Thời gian vòng đời của rệp sáp bột cái là 31,12± 2,15 ngày, thời gian đời là 57,76±2,36. Thời gian đời của rệp sáp bột đực là 30,00±2,00 ngày. Ở nhiệt độ 30oC, thời gian phát triển của rệp sáp bột đực từ pha trứng đến trước trưởng thành là 21,78±1,09 ngày, rệp sáp bột cái là 21,00±1,36 ngày. Thời gian vòng đời của rệp sáp bột cái là 25,07± 1,64 ngày, thời gian đời là 48,86±3,32 ngày. Thời gian đời của rệp sáp bột đực là 24,22±0,97 ngày. - Sức sinh sản của rệp sáp bột P. marginatus đạt cao nhất ở nhiệt độ 25oC, độ ẩm 60% (502,24 ± 16,18 quả). Tỷ lệ đực: cái ở nhiệt độ 21,4 oC đạt 0,57:1, ở nhiệt độ 25oC đạt 0,58:1 và ở nhiệt độ 30oC đạt 0,69:1. Nuôi rệp sáp bột ở điều kiện nhiệt độ phòng cho thấy chúng có khả năng sống sót (77,5%) cao hơn nhiệt độ 25oC (67,5%) và nhiệt độ 30oC (57,5%). Pha trứng, rệp non tuổi 1 và 2 có tỷ lệ sống sót thấp nhất. - Thuốc Actara 25WG và Cotoc 700EC có hiệu lực trừ sáp bột P. marginatus cao hơn (hiệu lực đạt 93,07% và 93,16% sau 72 giờ) thuốc sinh học Reasgant 1.8EC (hiệu lực đạt 84,47% sau 72 giờ). viii THESIS ABSTRACT Master candidate: Luong Minh Ngoc Research title: “Biological and ecological characteristics of papaya mealybug Paracoccus marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) on cassava in Hanoi and chemical control method”. Major: Plant protection Code: 60 62 01 12 Educational Organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Purposes of the research: Determination Biological and ecological characteristics of papaya mealybug Paracoccus marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) on cassava and chemical control method. Methods of the study: - Invesgation to detect plant pest: QCVN 01-38 : 2010/BNNPTNT on National technical regulation on Surveillance method of plant pests - Phương pháp nuôi rệp sáp bột P. marginatus rear method in an environmental growth chamber: Acorrding to Amarasekare et al. (2008a) - Specimen making method: According to document on papaya mealybug determining of Plant Protection Department in 11/2016. - The determination effect of insecticides in the laboratory: Acorrding to method of Fatima et al. (2016). - Data Analysis: Biossay data were using IRRISTAT, Excel Results and Discussions: Paracoccus marginatus-Papaya mealy bug is one of the serious pests in horticultural crops and this causes a great economic drain to a nation depending on the sector of agriculture. Management strategies are so limited over this pest because of the thick waxy coating they hold that keep away its delicate body from synthetic contact. - Ratio papaya mealybug damage on KM98-7 cassava (7.02%) is lower KM94 cassava (8.39%) but mealybug density on KM98-7 cassava (1.72 Individual/leaf) is higher KM94 cassava (1.47 Individual/leaf). - At 21.4oC temperature, development time of male papaya mealybug from egg to pre-imaginal was 34.18±1.08 days and 32.65±1.53 days for female papaya mealybug. The life cycle of female papaya mealybug was là 37.85± 1.79 days. The life span of female papaya mealybug was 63.00±4.58 days and 37.64±1.50 days for male papaya mealybug . At 25oC temperature, development time of male papaya mealybug from egg to pre-imaginal was 27.44 ± 2.01 days and 25.53 ± 1.97 days for female papaya ix mealybug. The life cycle of female papaya mealybug was 31.12± 2.15 days. The life span of female papaya mealybug was 57.76±2.36 days and 30.00±2.00 days for male papaya mealybug. At 30oC temperature, development time of male papaya mealybug from egg to pre-imaginal was 21.78±1.09 days and 21.00±1.36 days for female papaya mealybug. The life cycle of female papaya mealybug was 25.07± 1.64 days. The life span of female was 48.86±3.32 days and 24.22±0.97 days for male papaya mealybug. - The fecundity of papaya mealybug was the highest at 25oC, 60% RH (502.24 ± 16.18 eggs). The male: female ratio of P. marginatus at 21,4 oC was 0,57:1, at 25oC was 0,58:1 and at 30oC was 0,69:1. Rearing papaya mealybug at room temperature showed that they have survival potential ( 77, 5 %) higher at 25oC and 30oC. Egg and larva span were the lowest survival. - Effect of Actara 25WG and Cotoc 700EC insecticides against papaya mealybug were higher (93,07% and 93,16% after 72 hours) Reasgant 1.8EC biological insecticide (84,47% after 72 hours). x PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây sắn có tên khoa học Manihot esculenta Craz, có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ La Tinh và là cây lương thực có từ lâu đời, được trồng cách đây khoảng 5000 năm. Củ sắn tươi có tỷ lệ chất khô từ 38-40%, tinh bột 16-32%, protein 0,8-2,5 gam, chất béo 0,2-0,3 gam, chất xơ 1,1-1,7 gam. Trong 100 gam củ sắn có 18,8-22,5 mg Canxi, 22,5- 25,4 mg Photpho, 0,02 mg B1, 0,02 mg B2, 0,5 mg B3 (PP). Năm 2011, tổng sản lượng sắn thế giới đạt 250,2 triệu tấn củ tươi, trong đó Nigeria có sản lượng lớn nhất thế giới, thứ 2 là Barazil, Indonesia, cộng hòa Công Gô và Thái Lan đứng thứ 3. Các nước còn lại trong nhóm 10 là Angola, Ghana, Việt Nam, Ấn Độ, Mozambic. 10 quốc gia đứng đầu về sản xuất sắn chiếm 75% tổng sản lượng sắn trên toàn thế giới. Tinh bột sắn là thành phần quan trọng trong chế độ ăn của hơn 1 tỷ người trên thế giới, đặc biệt là ở các nước nghèo, đang phát triển. Sắn cũng là nguồn thức ăn gia súc quan trọng cũng như là nguyên liệu chế biến trong ngành công nghiệp. Củ sắn có thể ăn tươi, chế biến thành sắn lát khô, nghiền thành bột. Từ sắn có thể chế biến thành rất nhiều sản phẩm như bột ngọt, cồn, đường, mạch nha, hồ vải, hồ giấy, bìa các tông, bánh kẹo, mì, bún, miến, bánh tráng, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học… Thân sắn có thể dùng nuôi nấm, làm nguyên liệu cho công nghiệp xenlulô. Lá sắn có thể làm rau ăn, nuôi cá nuôi tằm, ủ chua hoặc phơi khô dùng trong chăn nuôi. Ở Việt Nam, sắn cùng lúa và ngô là ba cây trồng được ưu tiên nghiên cứu phát triển trong tầm nhìn chiến lược đến năm 2020 của Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn (2014a). Đặc biệt, cây sắn ở nước ta được mệnh danh là cây “xóa đói, giảm nghèo”, do đó diện tích trồng và sản lượng sắn ngày càng tăng nhanh. Theo số liệu của Tổng cục thống kê, diện tích trồng sắn của nước ta năm 2012 là hơn 550.000 ha với sản lượng khoảng 9,7 triệu tấn. “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định số 177/2007/ QĐ-TT ngày 20 tháng 11 năm 2007 nhằm nghiên cứu và phát triển cây sắn theo hướng sử dụng đất nghèo dinh dưỡng, đất khó khăn có hiệu qủa và là hướng hỗ trợ chính cho việc thực hiện. Năm 2014, sản lượng sắn xuất khẩu của nước ta ước đạt 3,29 triệu tấn với giá trị 1,12 tỷ USD. Theo Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2014b), năm 2015, xuất khẩu sắn tăng mạnh về số lượng và giá trị. Theo thống kê của Cục trồng trọt, cây sắn đã 1 được trồng ở khắp 7 vùng sinh thái trong cả nước, diện tích trồng sắn năm 2014 đạt 551.100 ha. Trong những năm gần đây, sắn từ cây lương thực phụ thành cây công nghiệp quan trọng và là cây nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học, năng suất và sản lượng ngày càng gia tăng. Sắn không chỉ là cây xóa đói giảm nghèo mà còn là cây trồng có thể đem lại cơ hội lớn để tạo việc làm, tăng thu nhập cho người dân, góp phần phát triển nông nghiệp, phát triển kinh tế-xã hội. Việc phát triển diện tích trồng sắn kéo theo sự gia tăng của các loài dịch hại. Theo thống kê của CABI (2017), sắn là cây ký chủ chính của 162 loài dịch hại, ký chủ phụ của 64 loài. Loài rệp sáp bột hồng hại sắn (Phenacoccus manihoti) mới du nhập vào nước ta năm 2012 nhưng đã lây lan phát tán mạnh và đã có mặt ở hầu hết các vùng trồng sắn lớn. Tính đến tháng 4/2015, diện tích sắn nhiễm rệp sáp bột hồng của Phú Yên lên tới 40 ha, tỷ lệ hại từ 1-70% cây, các cây bị nhiễm nặng buộc phải tiêu hủy (Lê Hữu Phúc, 2015). Vụ đông xuân 20132014, 95,8 ha sắn của tỉnh Đắk Lắk bị nhiễm loài rệp này trong đó có rất nhiều diện tích cũng phải tiêu hủy (Đắc Thành, 2014). Việc tìm ra giải pháp để ngăn chặn thiệt hại do loài rệp sáp bột hồng gây ra đang trở thành vấn đề cấp bách của các nhà khoa học. Loài rệp sáp bột Paracoccus marginatus tuy chưa có thống kê thiệt hại nhưng chúng là loài xuất hiện phổ biến trong các báo cáo về điều tra thành phần. Trên thế giới chúng đã gây thiệt hại đáng kể trên cây sắn ở Trung Mỹ (CABI, 2017). Với khả năng phát triển nhanh về số lượng, chúng chích hút các chất dinh dưỡng trong lá sắn làm giảm đáng kể sự sinh trưởng và phát triển của cây sắn, đồng thời sự tiết giọt mật của con cái kéo theo sự xuất hiện nấm bồ hóng màu đen trên mặt lá sắn, nấm này phát triển rộng dần theo thời gian làm giảm diện tích quang hợp của lá, bị nặng lá sẽ biến vàng và rụng. Hiện nay việc xuất khẩu sắn tinh bột của nước ta đang gặp khó khăn do hàm lượng tinh bột trong sắn nguyên liệu tại các địa phương không cao. Có nhiều nguyên nhân làm ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột của cây sắn trong đó nguyên nhân chủ yếu do sâu bệnh gây hại làm ảnh hưởng đến năng suất chất lượng của cây. Do vai trò kinh tế quan trọng nên việc nghiên cứu và tìm các giải pháp phòng trừ dịch hại trên sắn cũng được các nhà khoa học quan tâm. Để góp phần tìm hiểu sâu hơn về dịch hại trên cây sắn ở Việt Nam, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột Paracoccus marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) hại sắn tại Hà Nội và biện pháp hóa học phòng trừ”. 2 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1. Mục tiêu tổng quát Xác định đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của loài rệp sáp bột P. marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) hại trên cây sắn và thử nghiệm biện pháp phòng trừ. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định diễn biến mật độ, tỷ lệ hại của rệp sáp bột (P. marginatus) trên 02 giống sắn KM 98-7 và KM 94 tại Chương Mỹ, Hà Nội. - Xác định một số đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột (P. marginatus) trong phòng thí nghiệm. - Xác định hiệu lực phòng trừ rệp sáp bột (P. marginatus) của một số thuốc BVTV trong phòng thí nghiệm. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu một số đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của loài rệp sáp bột P. marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) hại trên cây sắn và biện pháp hóa học phòng trừ. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1.4.1. Những đóng góp mới - Cung cấp một số dẫn liệu khoa học về diễn biến diễn biến mật độ, tỷ lệ hại của rệp sáp bột (P. marginatus) hại trên cây sắn tại xã Mỹ Lương, huyện Chương Mỹ, Hà Nội năm 2017. - Cung cấp đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của rệp sáp bột (P. marginatus). 1.4.2. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp thêm những dẫn liệu về đặc tính sinh vật học, sinh thái học của loài rệp sáp bột P. marginatus gây hại trên cây sắn tại xã Mỹ Lương, huyện Chương Mỹ, Hà Nội. 1.4.3. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để đề xuất một số biện pháp phòng trừ rệp sáp bột P. marginatus có hiệu quả, an toàn với môi trường và sức khỏe của người sản xuất và tiêu dùng. 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Theo nghiên cứu của Tổ chức Nông lương Thế giới (FAO), cây sắn là cây lương thực quan trọng với trên 500 triệu người trên toàn thế giới và sẽ là cây của thế kỷ 21. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của cây sắn với tư cách là một loại cây trồng lương thực quan trọng của tương lai. Diện tích và sản lượng sắn trên thế giới có xu hướng ngày càng gia tăng. Năm 2012, diện tích và sản lượng sắn thế giới lần lượt là 20,82 triệu ha và 269,12 triệu tấn củ tươi, tăng 20% và 51% so với năm 2000 (Agroviet, 2014). Ở Việt Nam, lúa, ngô, khoai, sắn là những cây đã được định vị từ lâu trong cơ cấu cây trồng của cả nước. Hiện nay cây sắn ngày càng có vị trí quan trọng hơn, không chỉ là cây xóa đói giảm nghèo mà còn là cây làm giàu, đem lại nguồn ngoại tệ lớn cho nền kinh tế, đã được Bộ công thương đưa vào danh mục 10 mặt hàng xuất khẩu trên 1 tỷ USD. Trong những năm gần đây, diện tích trồng sắn tăng nhanh từ Bắc tới Nam, chỉ đứng sau cây lúa và ngô. Việc gia tăng diện tích trồng sắn yêu cầu công tác bảo vệ thực vật trên cây sắn cũng được quan tâm chú trọng hơn. Rệp sáp bột P. marginatus có tên tiếng Anh là papaya mealybug (rệp sáp bột đu đủ). Đây là loài bản địa ở Mexico hoặc Trung Mỹ và được Williams cùng Granara de Willink mô tả năm 1992 (Seni and Chongtham, 2013). Loài này có phổ ký chủ rộng và khá phổ biến trên cây trồng nước ta như cà phê, cam, ớt, xoài, na, bơ, cà chua …, trong đó có cây sắn. P. marginatus đã du nhập vào Ấn Độ và Indonexia và đã đe dọa nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp của các nước này. P. marginatus cũng đã gây thiệt hại đáng kể trên cây sắn ở Trung Mỹ (CABI, 2017). P. marginatus được phát hiện lần đầu Puerto Rico năm 1995, đến năm 1998 nó đã phân bố khắp cả nước đạt mật độ cao ở các đảo phía tây của nước này. P. marginatus cũng đã gây thiệt hại kinh tế từ 60-80% trên cây đu đủ của Ấn Độ (Mani et al., 2012). Tuy đã xuất hiện từ lâu nhưng hiện nay ở nước ta vẫn chưa có nghiên cứu chuyên sâu loài này, nhất là trên cây sắn. Chính vì những lý do nêu trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột Paracoccus marginatus Williams and Granara de Willink (Homoptera: Pseudococcidae) hại sắn tại Hà Nội và 4 biện pháp hóa học phòng trừ” nhằm phục vụ cho công tác nghiên cứu và sản xuất hiện nay. 2.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC 2.2.1 Nghiên cứu về cây sắn Cây sắn hay khoai mỳ có tên khoa học Manihot esculenta Craz là cây lương thực ăn củ thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae. Cây có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm. Trung tâm phát sinh cây sắn được giả thiết tại vùng đông bắc của nước Braxin thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại. Trung tâm phân hóa phụ có thể tại Mexico ở Trung Mỹ và vùng ven biển phía bắc của Nam Mỹ (Wikipedia, 2017). Sắn là cây lâu năm, đơn tính (hoa đực và hoa cái cùng nằm trên cùng một gốc), mọc thành bụi, tất cả các bộ phận của cây có chứa dịch mủ màu trắng và cyanogenic glycoside ở các nồng độ khác nhau, qua quá trình tiêu hóa chất này thải ra hydrogen cyanide (HCN) gây ngộ độc. Cây có 1 rễ cái với các rễ phụ, rất đa dạng về hình dạng, kích thước, vị trí, số lượng. Rễ là bộ phận lưu trữ tinh bột trong các tế bào nhu mô nằm trong lớp lõi màu trắng, hoặc hơi vàng, hơi đỏ và sẽ bị hóa gỗ theo thời gian. Cây dạng thân gỗ, chủ yếu màu nâu hoặc xám, các vết sẹo lá thường nổi bật. Lá xếp theo hình xoắn ốc với kiểu xếp lá 2/5, cuống lá dài từ 5-30 cm, phiến lá xẻ thùy đến gần gốc lá, mỗi lá có 3-10 thùy. Cụm hoa bao gồm 1 chùm hoa xếp không sát nhau, dài từ 3-10 cm. Hoa đơn tính gồm 5 lá đài kết hợp lại, không có cánh hoa. Hoa cái ở dưới và nở đầu tiên, hoa đực ở đỉnh (CABI, 2017). Theo CABI (2017), hiện nay Manihot esculenta đã được trồng phổ biến trên nhiều nước nhiệt đới ở Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ và Châu Đại Dương. Sắn có khả năng thích ứng tuyệt vời ở các vùng đất khó trồng trọt và có chu kỳ sinh trưởng linh hoạt, điều này tạo điều kiện cho nó mở rộng trên toàn thế giới, đặc biệt là nơi có áp lực dân số cao. Khi đất đai khan hiếm, nhu cầu thực phẩm cho mỗi đơn vị diện tích trồng tăng, nông dân chuyển sang trồng cây sắn để đạt được nguồn năng lượng cao trên mỗi héc ta. Sắn là một loại cây nổi tiếng ở Đông Nam Á, đặc biệt là ở Indonesia và Thái Lan và là chế độ ăn chủ yếu ở nhiều nước nhiệt đới châu Phi, nơi hơn một nửa sản lượng sắn toàn cầu được sản xuất. 5 Cũng theo CABI (2017), sắn phát triển ở nhiệt độ tối ưu 25-30°C, khí hậu lạnh bất lợi cho sự phát triển sắn, ở nhiệt độ dưới 10°C sắn không phát triển. Sắn được trồng ở vùng có lượng mưa 500-6000 mm mỗi năm. lượng mưa tối ưu hàng năm là 1000-1500 mm, không có mùa khô rõ rệt. Sau khi được thiết lập, sắn có khả năng chống hạn hán nghiêm trọng. Với thời gian dài hạn hán, cây sắn rụng lá nhưng tiếp tục tăng trưởng lại sau khi những cơn mưa bắt đầu, do vậy nó là một cây trồng thích hợp ở những vùng có lượng mưa phân bố không ổn định. Củ sắn tươi có tỷ lệ chất khô 38-40%, tinh bột 16-32%; chất protein, béo, xơ, tro trong 100g được tương ứng là 0,8-2,5 g, 0,2-0,3 g, 1,1-1,7 g, 0,6-0,9 g; chất muối khoáng và vitamin trong 100 g củ sắn là 18,8-22,5 mg Ca, 22,525,4 mg P, 0,02 mg B1, 0,02 mg B2, 0,5 mg PP. Trong củ sắn, hàm lượng các acid amin không được cân đối, thừa arginin nhưng lại thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh. Thành phần dinh dưỡng khác biệt tuỳ giống, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau khi trồng và kỹ thuật phân tích. Lá sắn trong nguyên liệu khô 100% chứa đựng đường + tinh bột 24,2%, protein 24%, chất béo 6%, xơ 11%, chất khoáng 6,7%, xanhthophylles 350 ppm. Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các acid amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin (Wikipedia, 2017). 2.2.2. Kết quả nghiên cứu thành phần sâu, nhện hại sắn Theo tài liệu CABI (2017) cung cấp, sắn là ký chủ chính của 106 loài nhện và côn trùng, sắn cũng là ký chủ phụ của 30 loài nhện và côn trùng. Bellotti and Schoonhoven (1978) điều tra thành phần nhện và côn trùng hại lá sắn thu được 11 loài nhện, 6 loài bọ trĩ, 5 loài sâu sừng, 7 loài bọ phấn trắng, 8 loài kiến cắt lá, 2 loài châu chấu, 1 loài muỗi và 1 loài rệp; côn trùng hại thân sắn bao gồm 17 loài sâu đục thân, 2 loài ruồi đục quả cũng đục vào thân, 2 loài ruồi hại chồi, 11 loài rệp, 5 loài sâu ăn bột; côn trùng tấn công rễ, hom và cây con bao gồm 15 loài giòi, 3 loài ngài đêm và 2 loài mối. Ngoài ra có khoảng 38 loài côn trùng hại sắn khô trong bảo quản. Theo Howeler et al. (2013), côn trùng và nhện hại sắn bao gồm 5 loài bọ phấn trắng, 5 loài rệp sáp, 4 loài sùng trắng, 1 loài mối, 4 loài bọ trĩ, 3 loài rầy, 2 loài châu chấu, 1 loài kiến cắt lá, 2 loài ruồi đục cành non, 1 loài sâu đục thân, 2 loài rệp cây, 2 loài sâu đục, 1 loài bướm hổ, 2 loài sâu quân đội và 34 loài nhện hại. 6 2.2.3 Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột (P. marginatus) a) Đặc điểm hình thái Kết quả nghiên cứu của Walker et al. (2003) cho thấy trưởng thành cái của rệp sáp bột có màu vàng và được bao phủ bởi một lớp sáp màu trắng, kích thước khoảng 2,2mm x 1,4mm, xung quanh viền cơ thể có l loạt các sợi sáp ngắn hơn ¼ chiều dài cơ thể, không có cánh. Rệp sáp bột trưởng thành đực dài khoảng 1 mm, bề ngang rộng nhất tại ngực dài 0,3 mm, hình bầu dục, râu đầu có 10 đốt, cánh phát triển. Theo CABI (2017), rệp sáp bột non dài khoảng 0,3 mm có màu vàng. Các con rệp sáp bột cái chưa và mới trưởng thành cơ thể có màu vàng được phủ một lớp bột sáp màu trắng, lớp này mỏng hơn giữa các đốt thân làm cơ thể chia thành các đốt ngang. Xung quanh mép cơ thể của con cái trưởng thành có các sợi lông sáp ngắn, các sợi này ngắn hơn ¼ chiều dài cơ thể. Rệp sáp bột cái trưởng thành dài từ 2,5-4 mm, thân mềm, thuôn dài và hơi dẹt. Khi trưởng thành con cái bắt đầu tiết ra các sợi màu trắng, dính, đàn hồi từ các mép bụng. Đôi khi màu sắc cơ thể của rệp sáp bột trưởng thành cái không rõ ràng do bị phủ bởi lớp sáp màu trắng. Rệp sáp bột đực nhỏ, có râu dài chia thành các đốt, có 6 chân, mỗi chân có một móng đơn, có một cặp cánh đơn giản bao phủ bởi một lớp bột sáp trắng, phía sau bụng có một cặp sợi sáp trắng dài và không có phần miệng. Nghiên cứu của Amarasekare et al. (2008a) cho biết giai đoạn trứng và rệp sáp bột non tuổi 1 không phân biệt giới tính. Giới tính của mỗi cá thể rệp sáp bột được xác định ở cuối tuổi 2 khi con rệp sáp bột non đực chuyển từ màu vàng sang màu hồng. Wu et al. (2014) nghiên cứu đặc điểm hình thái của rệp sáp bột P. marginatus cho biết cơ thể trưởng thành cái của chúng mềm, màu vàng nhạt dài 2-3 mm, rộng 1.5mm, bên ngoài phủ lớp sáp bột màu trắng, tuy nhiên vẫn lộ rõ các đốt cơ thể trên mảnh lưng. Rệp non cuối tuổi tiết ra các sợi lông sáp màu trắng ở mép bụng, các sợi lông này 3-4 lần chiều dài cơ thể và bao phủ toàn bộ cơ thể con cái. Chellappan et al. (2013) đã tổng hợp kích thước các giai đoạn phát triển của rệp sáp bột P. marginatus trên 4 cây ký chủ khác nhau, đó là đu đủ, dâu tằm, cọ rào và khoai tây (bảng 2.1). 7 Bảng 2.1. Kích thước các giai đoạn phát triển của rệp sáp bột P. marginatus trên 4 cây ký chủ khác nhau Kích thước các giai đoạn phát triển của rệp sáp bột P. marginatus Các giai đoạn Đu đủ phát triển của rệp Dâu tằm Khoai tây Cọc rào sáp bột P. Chiều dài Chiều rộng Chiều dài Chiều rộng Chiều dài Chiều rộng Chiều dài Chiều rộng marginatus (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Trứng 0.34±0.01 0.15±0.01 0.31±0.02 0.12±0.01 0.31±0.04 0.13±0.01 0.34±0.01 0.13±0.01 Rệp non T1 0.42±0.08 0.21±0.02 0.36±0.06 0.18±0.01 0.39±0.04 0.17±0.02 0.42±0.02 0.21±0.01 Rệp non cái T2 0.72±0.02 0.46±0.05 0.74±0.05 0.36±0.01 0.75±0.15 0.35±0.02 0.69±0.01 0.34±0.04 Rệp non cái T3 1.23±0.18 0.64±0.05 1.04±0.19 0.54±0.03 1.19±0.19 0.63±0.04 0.90±0.02 0.45±0.03 Trưởng thành cái 2.47±0.17 1.55±0.13 2.03±0.07 1.01±0.07 2.12±0.11 1.26±0.06 2.38±0.05 1.32±0.08 Rệp non đực T2 0.75±0.02 0.44±0.02 0.72±0.04 0.35±0.03 0.73±0.14 0.37±0.02 0.65±0.07 0.36±0.04 Rệp non đực T3 0.97±0.12 0.44±0.06 0.90±0.03 0.40±0.01 0.93±0.05 0.42±0.02 0.86±0.04 0.36±0.02 Rệp non đực T3 0.95±0.04 0.42±0.02 0.94±0.05 0.38±0.01 0.91±0.07 0.39±0.04 0.91±0.06 0.36±0.04 Trưởng thành đực 0.96±0.03 0.25±0.04 0.97±0.01 0.23±0.01 0.96±0.05 0.24±0.01 0.93±0.01 0.22±0.01 8 b) Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học Tác giả Amarasekare et al. (2008a) nghiên cứu thời gian sống của P. marginatus trên 04 cây ký chủ Hibiscus rosa-sinensis (hoa dâm bụt), Acalypha wilkesiana (tai tượng trổ), Plumeria rubra (hoa đại trắng) và Parthenium hysterophorus (Cúc liên chi dại) trong điều kiện thí nghiệm kết quả thu được trên cây tai tượng hổ và cúc liên chi dại con trưởng thành cái xuất hiện sớm hơn khoảng 1 ngày so với hoa dâm bụt và hoa đại trắng. Trên cây hoa đại trắng, con rệp sáp bột đực trưởng thành có thời gian phát triển lâu hơn so với sự phát triển trên các cây ký chủ khác. Cũng trên cây hoa đại trắng, rệp non tuổi 1, tuổi 2 và trưởng thành của rệp sáp bột có khả năng sống sót thấp nhất. Trên ký chủ hoa đại trắng, tỷ lệ con cái chiếm 58,9 ± 1,7%, tỷ lệ này cao hơn so với các cây ký chủ khác. Con rệp sáp bột cái sinh sản đơn tính (không thụ tinh với con đực) không đẻ trứng. Thời gian tiền đẻ trứng của rệp sáp bột cái là 6,3 ± 0,1 ngày, chu kỳ đẻ trứng là 11,2 ± 0,1 ngày và các chu kỳ này không bị ảnh hưởng của cây ký chủ. Trên cây hoa Đại, khả năng đẻ trứng trung bình của con cái đạt 186,3 ± 1,8 trứng và thấp hơn 3 cây con lại, cao nhất trên cây dâm bụt đạt 244,4 ± 6,8 trứng . Các số liệu về thời gian sống của rệp sáp bột P. marginatus trên 4 loài cây trên đã chỉ ra khả năng tồn tại, phát triển, sinh sản của chúng trên nhiều loại thực vật khác nhau. Cũng theo Amarasekare et al. (2008a), tỷ lệ sống sót khi nuôi P. marginatus ở 25oC đạt cao nhất khi nuôi trên cây hoa dâm bụt (50,4%), thấp nhất trên cây hoa đại trắng (20,5%). Trong các pha phát triển, pha rệp sáp bột non tuổi 1 có tỷ lệ sống thấp nhất sau đó đến pha trứng, rệp sáp bột non tuổi 2, các pha còn lại có tỷ lệ sống cao hơn và chênh nhau không nhiều. Amarasekare et al. (2008b) đã đưa ra kết luận P. marginatus có khả năng phát triển và hoàn thành vòng đời ở các mức nhiệt độ 18, 20, 25 và 30±1ºC. Theo Walker et al. (2003), rệp sáp bột hoạt động mạnh nhất trong điều kiện thời tiết ấm và khô. Con cái thường đẻ từ 100-600 trong một túi trứng. Quá trình đẻ trứng thường kéo dài từ 1 đến 2 tuần. Trứng được nở trong khoảng 10 ngày và rệp sáp bột non sau nở đã chủ động bò đi tìm kiếm thức ăn. Rệp sáp bột cái có 3 tuổi, thời gian một thế hệ khoảng 1 tháng để hoàn thành vòng đời phụ thuộc vào nhiệt độ và điều kiện sống. Biswas and Hossain (2014) nghiên cứu trên cây đu đủ (Carica papaya), rệp sáp bột P. marginatus hoàn thành vòng đời trong 26 ngày, thời gian vòng đời thay đổi từ 15 đến 32 ngày tùy thuộc và o loại cây ký chủ, tác giả đã đưa ra 9