Tài liệu Nghiên cứu khả năng kháng thuốc của rầy nâu (nilaparvata lugens stal) đối với các hoạt chất thuốc trừ sâu fenobucarb, fipronil và imidacloprid tại đồng bằng sông cửu long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH PHAN VĂN TƯƠNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG THUỐC CỦA RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) ĐỐI VỚI CÁC HOẠT CHẤT THUỐC TRỪ SÂU FENOBUCARB, FIPRONIL VÀ IMIDACLOPRID TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành Bảo Vệ Thực Vật Mã số : 6262 01 12 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP TP. Hồ Chí Minh - năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH PHAN VĂN TƯƠNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG THUỐC CỦA RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) ĐỐI VỚI CÁC HOẠT CHẤT THUỐC TRỪ SÂU FENOBUCARB, FIPRONIL VÀ IMIDACLOPRID TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành Bảo Vệ Thực Vật Mã số : 6262 01 12 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Văn Huỳnh 2. TS. Trần Tấn Việt TP. Hồ Chí Minh - Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan những kết quả trình bày trong luận án này là công trình nghiên cứu của chính bản thân tôi. Tất cả các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Tác giả luận án NCS. PHAN VĂN TƯƠNG LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành cảm ơn: - Ban Giám Hiệu - Trường Đại Học Nông Lâm, TP. Hồ chí Minh, - Phòng Đào tạo Sau Đại học- Trường Đại Học Nông Lâm, TP. Hồ chí Minh, - Khoa Nông học - Trường Đại Học Nông Lâm, TP. Hồ chí Minh, - PGS.TS. Nguyễn Văn Huỳnh, Trường Đại Học Cần Thơ, - TS. Trần Tấn Việt, Trường Đại Học Nông Lâm, TP. Hồ chí Minh, - Lãnh đạo Cục Bảo Vệ Thực Vật, - Lãnh đạo và Tập thể, TS.Trần Thanh Tùng, ThS.Phùng Minh Lộc Trung tâm Kiểm định và Khảo nghiệm thuốc BVTV Phía Nam, Cục Bảo Vệ thực vật, - Lãnh đạo và Tập thể Trung tâm BVTV Phía Nam, tỉnh Tiền Giang, - TS.Võ Thái Dân, Khoa Nông Học, Trường Đại Học Nông Lâm, Tp.HCM, - TS.K.L. Heong, TS.C.B.F. Garcia, Viện Nghiên Cứu Lúa Quốc Tế (IRRI), Philippines, - Cha mẹ, đấng sinh thành, nuôi dưỡng, dạy dỗ, chắp cánh để tôi bước vào đời, - Cùng gia đình và bạn bè thân hữu, Đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án này. Tác giả luận án, NCS. PHAN VĂN TƯƠNG TÓM TẮT PHAN VĂN TƯƠNG, 2014.“Nghiên cứu khả năng kháng thuốc của rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) đối với các hoạt chất thuốc trừ sâu fenobucarb, fipronil và imidacloprid tại đồng bằng sông Cửu Long”. Luận án tiến sĩ nông nghiệp, ngành Bảo vệ thực vật, Đại học Nông Lâm Tp. Hồ chí Minh, Việt Nam. Mục tiêu của luận án này là xác định hiện trạng kháng thuốc của rầy nâu, Nilaparvata lugens Stal, đối với ba hoạt chất đã và đang được sử dụng phổ biến để phòng trừ rầy nâu hại lúa ở các tỉnh của Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL); đồng thời đánh giá ảnh hưởng gián tiếp của phân đạm đến khả năng kháng thuốc của rầy nâu đối với ba hoạt chất trên. Nội dung của luận án gồm có: (i) điều tra tình hình canh tác lúa và sử dụng nông dược của nông dân tại các vùng nghiên cứu bằng phiếu câu hỏi, (ii) khảo sát hiệu lực trừ rầy nâu của các loại thuốc phổ biến ở điều kiện đồng ruộng của vùng nghiên cứu, (iii) nghiên cứu và đánh giá trong điều kiện phòng thí nghiệm tính kháng thuốc đối với ba hoạt chất fenobucarb, imidacloprid và fipronil trong ba năm liên tiếp từ 2009-2011 của rầy nâu tại ba tỉnh đại diện cho ba tiểu vùng ĐBSCL là Long An, Tiền- Giang và An Giang, bằng phương pháp xác định LD50 để so sánh với nguồn rầy mẫn cảm được du nhập từ Trung tâm nghiên cứu quốc gia nông nghiệp Kyushu, Okinawa, Nhật Bản, và (iv) nghiên cứu ảnh hưởng gián tiếp của phân đạm đến khả năng kháng thuốc của rầy nâu qua các mức áp dụng 0, 50, 100 và 200 kg N/ha liên tục trong ba thế hệ đối với nguồn rầy nâu tại Tiền Giang. Kết quả điều tra thực trạng sản xuất lúa ở vùng thực hiện nghiên cứu cho thấy phần lớn nông dân sử dụng thuốc hóa học với số lần phun trong một vụ lúa chủ yếu từ 3 - 4 lần để trừ rầy nâu, cá biệt vẫn còn một số nông dân phun thuốc lên đến 5-8 lần/vụ. Bên cạnh đó, việc bón phân đạm hóa học với liều lượng cao (trên 150 kg N /ha) còn phổ biến, vẫn còn một số nông dân bón trên 200kg N/ha. Kết quả thử nghiệm hiệu lực của các thuốc trừ rầy trên đồng ruộng, cho thấy các hoạt chất fenobucarb, i fipronil và imidacloprid có hiệu lực thấp (< 50%), riêng hoạt chất buprofezin còn hiệu lực khá (> 70%). Kết quả nghiên cứu tính kháng thuốc của rầy nâu cho thấy rầy nâu tại cả ba tỉnh trong vùng thí nghiệm gồm Long An, Tiền Giang và An Giang đều đã thể hiện tính kháng cao đối với cả ba hoạt chất fenobucarb, imidacloprid và fipronil; trong đó, chỉ số kháng biến động trong khoảng 43,1 – 82,2 đối với hoạt chất fenobucarb, 41,7 – 82,9 đối với hoạt chất imidacloprid, và 23,1 – 42,0 đối với hoạt chất fipronil; tính kháng thuốc của rầy nâu đối với ba hoạt chất này đều gia tăng theo thời gian. Đối với fenobucarb, chỉ số kháng của nguồn rầy tại An Giang biến động trong khoảng 43,1 72,7, tại Tiền Giang là 57,8 - 74,7 và cao nhất là tại Long An với chỉ số tương ứng qua các năm là 61,7 - 82,2; đối với imidacloprid, chỉ số kháng của nguồn rầy tại An Giang biến động trong khoảng 41,9 - 75,5; tại Tiền Giang là 41,7 - 82,9 và tại Long An là 55,7 - 80,2; đối với fipronil, chỉ số kháng tại Tiền Giang cao nhất (30,6 - 42,0), trong khi không có sự khác biệt rõ về chỉ số kháng giữa An Giang (23,1-37,6 và Long An (25,9- 36,8). Phân đạm vô cơ có ảnh hưởng rất rõ đến khả năng kháng thuốc của rầy nâu: Rầy nuôi trên cây lúa được bón ở các mức 100 và 200 kg N/ha làm gia tăng tính kháng đối với cả ba hoạt chất fenobucarb, imidacloprid và fipronil từ thế hệ rầy thứ ba trở đi, trong khi đó tính kháng thuốc của rầy giảm dần ở các thế hệ về sau khi được nuôi trên lúa có bón mức đạm thấp (0 và 50 kg/ha). Nghiên cứu này là cơ sở khoa học có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong việc xây dựng chiến lược quản lý dịch rầy nâu một cách hiệu quả và bền vững, trong đó cần lưu ý ngưng hoặc giảm đến mức thấp nhất việc tiếp tục sử dụng các hoạt chất fenobucarb, imidacloprid và fipronil và thay thế bằng các hoạt chất mới để giảm sự hình thành và phát triển tính kháng thuốc ở rầy nâu. Bên cạnh đó cần giảm lượng đạm vô cơ, kết hợp bón cân đối với phân lân và kali nhằm ngăn chặn hiện tượng bộc phát tính kháng thuốc của rầy nâu. ii SUMMARY PHAN VAN TUONG, 2014. “Studies on the insecticide resistance of the brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal) to the active ingredients of fenobucarb, fipronil and imidacloprid in the Mekong Delta”. PhD thesis in Agronomy, major field: Plant Protection, Nong Lam University, Ho Chi Minh City, Viet Nam. The objective of this study is to determine the current status of insecticide resistance of the brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens Stal, to three active ingredients which have been widely used to control pests of rice in the Mekong Delta; in addition, the indirect effect of inorganic nitrogen application on pesticide resistance of BPH was also evaluated. Contents of this study included: (i) surveying the current farmer’s practices and pesticide use at the study sites using direct-questionnaires, (ii) testing the efficacy of widely used insecticides against BPH under field condition, (iii) studying and evaluating under the laboratory condition the resistance to three active ingredients of fenobucarb, imidacloprid and fipronil in three consecutive years from 2009 to 2011 of BPH collected from three main rice production provinces of Mekong Delta, such as Long An, Tien Giang and An Giang, by determining LD50 in comparison with the susceptible strain, which was obtained and reared from the National Agricultural Research Center for Kyushu, Okinawa, Japan, and (iv), investigating the effects of inorganic nitrogen applied at the rates of 0, 50, 100 and 200 kg N/ha on the resistance to these three insecticides over three consecutive generations of BPH collected from Tien Giang province. Results showed that most of rice farmers in the study sites were using insecticides by spraying mainly 3-4 times per crop for BPH control, particularly 5-8 times/crop by some farmers. In addition, the application of inorganic nitrogen fertilizer with high rates (more than 150 kg N/ha) was still popular, with more than 200 kg N/ha by some particular farmers. Under field conditions, testing for the iii efficacy of insecticides recorded that fenobucarb, fipronil and imidacloprid gave low efficiency to BPH (< 50%), comparing to higher than 70% of buprofezin. BPH from all sites of Long An, Tien Giang and An Giang have showed high levels of resistance to all three active ingredients tested (fenobucarb, imidacloprid and fipronil), in which the resistance index (Ri) ranged from 43.1 to 82.2 for the fenobucarb, 41.7 to 82.9 for imidacloprid and 23.1 to 42.0 for fipronil; the resistance has been increasing over time. For fenobucarb, the resistance index of BPH from Long An reached the highest level of 61.7 to 82.2, while in An Giang ranged from 43.1 to 72.7, and in Tien Giang from 57.8 to 74.7. For imidacloprid, the resistance index of BPH in An Giang ranged from 41.9 to 75.5, in Tien Giang from 41.7 to 82.9 and in Long An from 55.7 to 80.2. For fipronil, BPH in Tien Giang reached the highest levels of resistance index (30.6 to 42.0), whereas no significant difference between the BPH from An Giang (23.1 -37.6) and Long An (25.9 to 36.8). Inorganic nitrogen fertilizer clearly affected insecticide resistance. BPH reared on rice plants with higher rates of nitrogen (100 and 200 kg N / ha) has increased their resistance to all three tested active ingredients from the third generation onwards. In contrast, the resistance declined in later generations when BPH fed on rice plants with low rates of nitrogen (0 and 50 kg / ha). This study is a scientific baseline which provides practical implications for the strategy development of the effective and sustainable management of BPH, particularly close attention needed to discontinue or minimise the use of fenobucarb, imidacloprid and fipronil, and to replace with new active ingredients having different modes of action; furthermore, reduction in the amount of inorganic nitrogen fertilizer should be considered and balanced application of N, P and K must be practiced in order to prevent the onset of insecticide resistance iv MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Tóm tắt/ Sumary i Mục lục v Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng viii Danh mục các hình vẽ, đồ thị xi MỞ ĐẦU........................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 2 3.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 2 3.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .............................................................................. 3 Chương 1-TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................. 4 1.1. Các khái niệm về tính kháng thuốc ....................................................................... 4 1.1.1. Định nghĩa ........................................................................................................ 4 1.1.2. Sự xuất hiện tính kháng thuốc ......................................................................... 5 1.1.3. Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu đến côn trùng ........................................... 6 1.1.4. Cơ chế kháng thuốc của côn trùng ................................................................... 6 1.1.5. Sự hình thành tính kháng thuốc trừ sâu của côn trùng.................................. 11 v 1.1.6. Cách xác định sự xuất hiện tính kháng thuốc ............................................... 12 1.2. Nghiên cứu về tính kháng thuốc trừ sâu ở nước ngoài .... .................................... 13 1.2.1. Tính kháng thuốc của một số loài côn trùng chích hút . ..................................13 1.2.2. Tính kháng thuốc trừ sâu của côn trùng miệng nhai....................................... 15 1.2.3. Tính kháng thuốc của rầy nâu ......................................................................... 17 1.3. Nghiên cứu về tính kháng thuốc trừ sâu ở trong nước ........................................ 21 1.4. Ảnh hưởng của phân đạm đến cây trồng và côn trùng ......................................... 23 1.4.1. Vai trò của phân đạm (N) đối với cây trồng .................................................. 23 1.4.2. Phân đạm (N) ảnh hưởng gián tiếp đến quần thể côn trùng .......................... 24 1.4.3. Phân đạm ảnh hưởng đến cây trồng và sự phát triển quần thể rầy nâu........... 31 1.5. Sự chọn lựa cây ký chủ của côn trùng ................................................................... 34 1.6. Chất lượng nguồn dinh dưỡng của cây đối với côn trùng ..................................... 35 1.7. Phân đạm tác động đến tính kháng thuốc của côn trùng và rầy nâu..................... 36 Chương 2-NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP...........................…………………….. 38 2.1. Nội dung nghiên cứu ….... …… . ………………………………………………. 38 2.2.Thời gian và địa điểm nghiên cứu………………………………………………. 38 2.3. Phương pháp nghiên cứu.....…………………………………………………….. 39 2.3.1. Điều tra hiện trạng canh tác lúa ………………………………………….... 39 2.3.2. Đánh giá hiệu lực một số loại thuốc trừ rầy nâu ngoài đồng ruộng ……….. 39 2.3.3. Nghiên cứu khả năng kháng thuốc của rầy nâu đối với các hoạt chất thuốc trừ sâu fenobucarb, fipronil và imidacloprid ……………………….. 41 2.3.4. Ảnh hưởng của phân đạm đến khả năng kháng thuốc của rầy nâu …………... 44 Chương 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................. 50 vi 3.1. Thực trạng canh tác lúa của nông dân .................................................................. 50 3.1.1 Thông tin chung .............................................................................................. 50 3.1.2 Các yếu tố canh tác ......................................................................................... 52 3.2. Hiệu lực của một số hoạt chất thuốc trừ rầy nâu ngoài đồng ruộng ................... . 62 3.3. Tính kháng của rầy nâu đối với các hoạt chất thuốc trừ sâu................................. .64 3.3.1. Tính kháng của các quần thể rầy nâu tại An Giang, Tiền Giang và Long An qua ba năm theo dõi đối với hoạt chất fenobucarb .......................................... 64 3.3.2. Tính kháng của các quần thể rầy nâu tại An Giang, Tiền Giang và Long An qua ba năm theo dõi đối với hoạt chất imidacloprid........................................ 71 3.3.3. Tính kháng của các quần thể rầy nâu tại An Giang, Tiền Giang và Long An qua ba năm theo dõi đối với hoạt chất fipronil ............................................... 78 3.4. Ảnh hưởng của phân đạm (N) đến tính kháng thuốc của quần thể rầy nâu .......... 88 3.4.1. Mức độ kháng thuốc của rầy nâu ở ba thế hệ sinh trưởng trên lúa có các mức phân đạm khác nhau đối với hoạt chất fenobucarb........................................... 89 3.4.2. Mức độ kháng thuốc của rầy nâu ở ba thế hệ sinh trưởng trên lúa có các mức phân đạm khác nhau đối với hoạt chất imidacloprid ....................................... 92 3.4.3. Mức độ kháng thuốc của rầy nâu ở ba thế hệ sinh trưởng trên lúa có các mức phân đạm khác nhau đối với hoạt chất fipronil................................................... 96 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ …………………………………... 105 1. Kết luận .............................................................................................................. 105 2. Đề nghị ............................................................................................................... 105 3. Danh mục các công trình nghiên cứu có liên quan đã công bố ...……………. 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 107 vii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ NGHĨA TIẾNG VIỆT Ach Achetylcholinesterase a.i. BVTV Dose ĐBSCL ĐX 07 - 08 ĐX 10 - 11 E FAO G GABA GST LC50 LD50 Log N NSS IPM IRRI Active ingredient Bảo vệ thực vật Một loại enzyme phân giải acetycholin, có tác dụng giải độc thuốc trừ sâu. Hoạt chất P PCR PPM Ri RR TN1 WHO Enzyme Food Agricultural Organization Generation Gamma amino butyric acid Glutathion - S - Transferase Lethal concentration Lethal dosis 50 Logarithm Nitrogen Ngày sau sạ Integrated Pest Management International Rice Research Institute Probit Polymerase chain reaction Part per milion Resistance index Resistance ratio Taichung Native 1 World Health Organization viii Liều lượng Đồng bằng Sông Cửu Long Vụ Đông xuân năm 2007 - 2008 Vụ Đông xuân năm 2010 - 2011 Men (phân hóa tố) Tổ chức Nông lương thế giới Thế hệ Chất dẫn truyền thần kinh (tác dụng ức chế) Một loại enzyme phân giải độc Nồng độ gây chết 50 % cá thể Liều gây chết 50 % cá thể Hàm số logaric tự nhiên (cơ số e) Phân đạm nguyên chất Quản lý dịch hại tổng hợp Viện Nghiên cứu lúa quốc tế Hàm hồi quy Phản ứng chuỗi polymerase Phần triệu Chỉ số kháng Tỷ lệ kháng Tên giống lúa nhiễm rầy chuẫn Tổ chức y tế thế giới DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1. Thông tin chung về nông dân trồng lúa tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 2007-2008 và ĐX 2010- 2011......................... 51 Bảng 3.2. Số vụ canh tác lúa trong năm tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 năm 2008 và 2011............................................................................ 52 Bảng 3.3. Phương pháp tưới tiêu của nông dân trồng lúa tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 07- 08 và ĐX 10- 11…………………. 52 Bảng 3.4. Giống lúa sử dụng tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 07-08 và ĐX 10- 11.. ………………………………………………. 53 Bảng 3.5. Lượng lúa giống sử dụng tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 07-08 và ĐX 10- 11…………. .............................................. 54 Bảng 3.6. Thời điểm bón phân của nông dân trồng lúa tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 07- 08 và ĐX 10- 11......................................... 55 Bảng 3.7. Lượng phân bón của nông dân trồng lúa tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 07- 08 và ĐX 10 - 11 .. ………………... 56 Bảng 3.8. Thành phần sâu hại lúa ở các giai đoạn sinh trưởng tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 07-08 và ĐX 10- 11………........... 57 Bảng 3.9. Thành phần thuốc trừ sâu được sử dụng của nông dân trồng lúa tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang, trong 2 vụ ĐX 07-008 và ĐX 10- 11 ... 59 Bảng 3.10. Số lần phun thuốc trừ sâu trong vụ của nông dân trồng lúa tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang, An Giang trong 2 vụ ĐX 07-08 và ĐX 10- 11 ................... 60 Bảng 3.11. Tổng số lần phun thuốc trừ sâu trong các giai đoạn lúa tại 3 tỉnh Long An, Tiền Giang và An Giang trong 2 vụ ĐX 07-08 và ĐX 10- 11…….......... 61 ix Bảng 3.12. Mật độ rầy nâu ở các thời điểm vụ Thu Đông 2008, tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang ………. ..................................................................................... 63 Bảng 3.13. Hiệu lực trừ rầy nâu của hoạt chất thuốc ở các thời điểm, vụ Thu Đông 2008 tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang, ......................................................... 63 Bảng 3.14. Giá trị LD50 và chỉ số kháng (Ri) của rầy nâu các năm trong cùng một tỉnh đối với hoạt chất fenobucarb …………………… ...................................... 66 Bảng 3.15. Giá trị LD50 và chỉ số kháng (Ri) của rầy nâu các tỉnh trong cùng một năm đối với hoạt chất fenobucarb ………………………………….................. 70 Bảng 3.16. Giá trị LD50 và chỉ số kháng (Ri) của rầy nâu các năm trong cùng một tỉnh đối với hoạt chất imidacloprid ……….…………………………………... 73 Bảng 3.17. Giá trị LD50 và chỉ số kháng (Ri) của rầy nâu các tỉnh trong cùng một năm đối với hoạt chất imidacloprid ……..………………………………….…. 77 Bảng 3.18. Giá trị LD50 và chỉ số kháng (Ri) của rầy nâu các năm trong cùng một tỉnh đối với hoạt chất fipronil ………………………………………………..... 80 Bảng 3.19. Giá trị LD50 và chỉ số kháng (Ri) của rầy nâu các tỉnh trong cùng một năm đối với hoạt chất fipronil ……………………………………………........ 84 Bảng 3.20. Mức độ kháng thuốc của rầy nâu sinh trưởng trên bốn mức N đối với hoạt chất Fenobucarb ở 3 thế hệ ................................................................... 90 Bảng 3.21. Chỉ số kháng giữa các mức N trong cùng thế hệ rầy đối với hoạt chất fenobucarb ................................................................................................. 91 Bảng 3.22. Chỉ số kháng giữa 3 thế hệ rầy ở cùng mức N đối với hoạt chất Fenobucarb ........................................................................................................ 92 x Bảng 3.23. Mức độ kháng thuốc của rầy nâu sinh trưởng trên bốn mức N đối với hoạt chất imidacloprid ở 3 thế hệ ............................................................... 94 Bảng 3.24. Chỉ số kháng giữa các mức N trong cùng thế hệ rầy đối với hoạt chất imidacloprid ............................................................................................... 95 Bảng 3.25. Chỉ số kháng giữa 3 thế hệ rầy ở cùng mức N đối với hoạt chất Imidacloprid ..................................................................................................... 96 Bảng 3.26. LD50 của rầy nâu sinh trưởng trên bốn mức N ở 3 thế hệ đối với hoạt chất fipronil ............................................................................................. 97 Bảng 3.27. Chỉ số kháng của rầy nâu trong cùng thế hệ rầy với các mức N đối với hoạt chất fipronil ...................................................................................... 98 Bảng 3.28. Chỉ số kháng giữa 3 thế hệ rầy nâu ở cùng mức N đối với hoạt chất Fipronil ....................................................................................................... 99 xi DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1. Địa điểm thu thập mẫu rầy nâu vùng ĐBSCL ............................................ 39 Hình 2.2. Sơ đồ nhân nuôi rầy thí nghiệm ................................................................. 42 Hình 2.3. Các bước thí nghiệm xác định LD50 của rầy nâu ........................................ 43 Hình 2.4. Sơ đồ nhân nuôi rầy xác định LD50 trên các mức N khác nhau ................. 46 Hình 2.5. Chuẩn bị cây lúa với các mức N khác nhau ............................................... 47 Hình 2.6. Chuẩn bị thảm mạ nuôi rầy .......................................................................... 49 Hình 3.1. Biến động tỷ lệ chết theo liều lượng hoạt chất fenobucarb của 3 nguồn rầy nâu ………………………………………………………….… 67 Hình 3.2. Biến động tỷ lệ chết theo liều lượng hoạt chất imidacloprid của 3 nguồn rầy nâu …………………………………………………………..… 74 Hình 3.3. Biến động tỷ lệ chết theo liều lượng hoạt chất fipronil của 3 nguồn rầy nâu ……………………………………………………………….…… 82 Hình 3.4. Chỉ số kháng (Ri) đối với 3 hoạt chất của các nguồn rầy nâu ................... 86 Hình 3.5. Chỉ số kháng (Ri) đối với 3 hoạt chất của các nguồn rầy nâu được nuôi trên các mức đạm khác nhau …………………………………….………. ..... 102 xii MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Cuộc cách mạng xanh trong nông nghiệp được đánh dấu bằng việc sử dụng lượng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu ngày càng nhiều đã thúc đẩy mạnh mẽ canh tác độc canh cây lúa (Conway và Barbier, 1990). Đối với cây lúa, dịch hại rất đa dạng có nhiều loài sâu rầy phá hại, trong đó rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) là đối tượng dịch hại nguy hiểm nhất. Trong các biện pháp phòng trừ rầy nâu được áp dụng thì biện pháp dùng thuốc hóa học đã đem lại hiệu quả nhanh nhất nên được nông dân áp dụng ngày càng nhiều và đa dạng các chủng loại thuốc. Đáng lưu ý là nông dân sử dụng thuốc trừ sâu không đúng khuyến cáo của các nhà chuyên môn nên đã tạo cho rầy nâu ngày càng thích nghi với thuốc hóa học, gia tăng mật số dẫn đến sự bộc phát và gây thành dịch từ nhiều năm qua, đặc biệt là các giai đoạn 1971 - 1974, 1977 - 1979, 1981 - 1982, 1989 - 1990, 2006 - 2009. Gần đây, vụ Hè Thu năm 2006 rầy nâu đã bộc phát thành dịch hại ở các tỉnh Đồng Bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) trên phạm vi rộng, phải dùng thuốc hóa học để chống dịch,nhiều địa phương đã báo động những thuốc dùng trừ rầy nâu trước đây có hiệu lực cao thì nay không còn hiệu lực nữa. Có lẽ đây là hiện tượng rầy nâu đã kháng thuốc vì việc sử dụng thuốc không đúng suốt trong thời gian dài đã tăng áp lực chọn lọc đối với rầy nâu, dần dần hình thành tính kháng thuốc. Từ thực tiễn trên, thực trạng sản xuất lúa ở ĐBSCL hiện nay cần phải xác định rầy nâu đã kháng thuốc hay chưa để có những biện pháp, những chương trình sử dụng thuốc kịp thời ngăn chặn và giảm tính kháng thuốc của rầy nâu. Trên thế giới nhiều nghiên cứu về tính kháng thuốc của rầy nâu đã được thực hiện. Ở Nhật Bản, Matsumura (2008) công bố kết quả nghiên cứu cho thấy rầy nâu đã kháng cao các hoạt chất imidacloprid, fenobucarb và fipronil ở hầu hết các nước Đông Nam Á. Ở Việt Nam, phần lớn kết quả nghiên cứu tập trung những đối tượng 1 kháng thuốc nhanh như như sâu tơ, mọt hại nông sản..., riêng đối tượng rầy nâu hại lúa thì ít được công bố. Đặc biệt, ở ĐBSCL chưa có kết quả nghiên cứu một cách hệ thống đối với từng hoạt chất thuốc trừ rầy nâu được thực hiện liên tiếp trong nhiều năm nhằm theo dõi diễn biến khả năng kháng thuốc của quần thể rầy, để có cơ sở xác định tính kháng tăng hay giảm đối với quần thể rầy nâu trong điều kiện số lượng thuốc trừ sâu sử dụng ngày càng tăng và không đúng khuyến cáo là yêu cầu hết sức cần thiết. Tính kháng thuốc của rầy nâu còn liên quan đến mức độ sử dụng phân đạm bón cho cây lúa. Ở Trung Quốc, theo Lu (2005), kết quả nghiên cứu phân đạm hóa học bón cho cây lúa có ảnh hưởng đến sức chịu đựng của rầy nâu đối với các yếu tố khắc nghiệt của môi trường; cho thấy bón thừa phân đạm cho cây lúa sẽ làm tăng mật số rầy dẫn đến bộc phát rầy nâu và qua đó tác động gián tiếp đến sự phát triển tính kháng thuốc trừ sâu của rầy nâu. Từ những cơ sở trên, đề tài “Nghiên cứu khả năng kháng thuốc của rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) đối với các hoạt chất thuốc trừ sâu fenobucarb, fipronil và imidacloprid tại Đồng Bằng Sông Cửu Long” đã được thực hiện. 2. Mục tiêu nghiên cứu: 2.1. Xác định tính kháng thuốc của rầy nâu đối với 3 hoạt chất fenobucarb, fipronil và imidacloprid tại ĐBSCL. 2.2. Xác định ảnh hưởng của phân đạm bón cho cây lúa đến khả năng kháng thuốc của rầy nâu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Ba hoạt chất thuốc fenobucarb, fipronil và imidacloprid - Rầy nâu hại lúa thu thập ở vùng nghiên cứu - Rầy nâu mẫn cảm không tiếp xúc với thuốc trừ sâu - Phân đạm (urê) - Cây lúa (giống lúa nhiễm chuẩn Tai chung Native 1) 2 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Ba tiểuvùng nghiên cứu đặc trưng của vùng ĐBSCL là (1) Vùng thâm canh cao (3 vụ lúa / trong năm) có sử dụng thuốc trừ sâu nhiều là huyện Cai Lậy của tỉnh Tiền Giang, (2) Vùng thâm canh trung bình (2 vụ lúa / trong năm) có sử dụng thuốc trừ sâu trung bình, trước đây đã triển khai chương trình không phun thuốc trừ sâu giai đoạn cây lúa 40 ngày đầu sau khi sạ là huyện Tân Trụ của tỉnh Long An, và (3) Vùng thâm canh cao (3 vụ lúa / trong năm) nhưng ít sử dụng thuốc trừ sâu, đang triển khai các chương trình IPM, công nghệ sinh thái (bờ hoa – ruộng lúa) là huyện Châu Thành của tỉnh An Giang. - Điều tra hiện trạng sản xuất lúa ở vùng nghiên cứu vào thời gian bắt đầu nghiên cứu (vụ ĐX 07 – 08), và thời gian kết thúc nghiên cứu (vụ ĐX 10 – 11). - Khảo nghiệm hiệu lực thuốc trừ rầy nâu ngoài đồng ruộng, vụ Thu Đông 2008 tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang. - Nghiên cứu khả năng kháng thuốc đối với 3 nguồn rầy nâu được thu thập ngoài đồng ruộng ở vùng nghiên cứu vào mỗi vụ lúa Hè Thu, nhân nuôi ở nhà lưới và thử thuốc ở phòng thí nghiệm của Trung Tâm BVTV Phía Nam. - Nghiên cứu ảnh hưởng của phân đạm bón cho cây lúa đến khả năng kháng thuốc của rầy nâu, thu thập rầy nâu ngoài đồng ruộng tại huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang về nhân nuôi và thử thuốc ở Trung Tâm BVTV Phía Nam. - Thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu từ năm 2008 đến 2011. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4.1. Ý nghĩa khoa học: Xác định khả năng kháng thuốc của rầy nâu đối với các hoạt chất fenobucarb, fipronil và imidacloprid tại ĐBSCL là cơ sở khoa học cho biện pháp sử dụng thuốc hóa học để trừ trừ rầy hiện nay. Ảnh hưởng của phân đạm bón cho cây lúa đến việc gia tăng tính kháng thuốc của rầy nâu là cơ sở cho việc sử dụng phân đạm và xây dựng chiến lược quản lý thuốc BVTV. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn: Áp dụng trong sản xuất để khuyến cáo sử dụng thuốc trừ rầy nâu cũng như lượng phân đạm cung cấp cho cây lúa một cách hợp 1ý, từ đó tăng hiệu quả sử dụng vật tư nông nghiệp và giảm tính kháng thuốc của rầy nâu. 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Các khái niệm về tính kháng thuốc 1.1.1. Định nghĩa - Tính chống chịu thuốc của côn trùng được định nghĩa như sau: Tính chống chịu thuốc có nghĩa là một bộ phận của một quần thể côn trùng có khả năng vượt qua được khi tiếp xúc với chất độc hóa học và quần thể này đã phát triển rộng ra. Khi quần thể đó trở thành nổi bật và tính chống chịu thuốc được tiếp diễn sang các thế hệ sau, dù có hay không tiếp xúc nữa với chất độc, thì quần thể đó đã hình thành tính chống chịu được thuốc. Tính chống chịu của côn trùng là do chúng có khả năng hạn chế sự hấp thu chất độc vào cơ thể. Côn trùng có phản xạ ngăn cản hoặc hạn chế hấp thu thuốc vào cơ thể, xuất phát từ khả năng tự vệ như côn trùng hạn chế ăn, hoạt động và ngăn cản thuốc xâm nhập từ bên ngoài vào bên trong cơ thể. - Tính kháng thuốc trừ sâu của một dòng côn trùng nào đó là sự phát triển khả năng chống lại các nồng độ độc chất gây chết phần lớn cá thể trong một quần thể bình thường của cùng một loài (Anonymous, 1957 được dẫn theo Scott, 1995). Côn trùng có thể kháng được thuốc là do sự biến đổi các acid amin tại các vị trí tác động của thuốc trong cơ thể côn trùng nên làm giảm hay mất hoàn toàn sự nhạy cảm của côn trùng đối với tác động của thuốc. Thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ và carbamate tác động lên enzyme cholinesterase trong khoang Sy-náp (Synapse) có chức năng dẫn truyền xung động thần kinh. Còn thuốc trừ sâu nhóm pyrethroid thì tác động lên màng vỏ sợi trục của nơron thần kinh. * Tính kháng chéo: Tính kháng chéo là hiện tượng khi một loài côn trùng nào đó không những kháng với các hợp chất thuốc được sử dụng liên tục qua nhiều thế hệ mà còn kháng được một hay nhiều hợp chất khác mà dòng kháng đó chưa hề tiếp xúc (Nina, 4