Tài liệu Nghiên cứu tính kháng thuốc của quần thể rầy nâu (nilaparvata lugens stal) hại lúa ở một số vùng trồng lúa tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------------------------------------------------ BÙI XUÂN THẮNG NGHIÊN CỨU TÍNH KHÁNG THUỐC CỦA QUẦN THỂ RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) HẠI LÚA Ở MỘT SỐ VÙNG TRỒNG LÚA TẠI VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội, 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------------------------------------------------ BÙI XUÂN THẮNG NGHIÊN CỨU TÍNH KHÁNG THUỐC CỦA QUẦN THỂ RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) HẠI LÚA Ở MỘT SỐ VÙNG TRỒNG LÚA TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 9620112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Hồ Thị Thu Giang 2. PGS.TS. Michael Kristensen Hà Nội, 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi cũng xin cam đoan mọi thông tin trích dẫn trong luận án đều đƣợc ghi rõ nguồn gốc và sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cám ơn. Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận án Bùi Xuân Thắng năm 2019 ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án tôi đã nhận đƣợc sự động viên, giúp đỡ tận tình của lãnh đạo các cơ quan, các thầy hƣớng dẫn, bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp này tôi xin chân thành cám ơn Ban đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Hồ Thị Thu Giang, trƣởng bộ môn Côn trùng, khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; PGS.TS. Michael Kristensen, khoa Sinh thái, trƣờng đại học Aarhus - Đan Mạch; đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình đào tạo và bảo vệ luận án. Tôi xin chân thành cám ơn các thành viên trong hai đề tài: “Nghiên cứu tính kháng thuốc trừ sâu của rầy nâu, rầy lưng trắng và biện pháp quản lý ở Việt Nam” và “Biến đổi khí hậu tác động đến sự bùng phát dịch rầy nâu ở Việt Nam và các giải pháp phòng trừ” đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án này. Quá trình tham gia đào tạo, tôi cũng nhận đƣợc sự động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án của Ban giám đốc Viện Bảo vệ thực vật; Tập thể cán bộ Bộ môn Thuốc, Cỏ dại và Môi trƣờng - Viện Bảo vệ thực vật; Tập thể cán bộ Bộ môn Côn trùng khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam; Cán bộ khoa Sinh thái - Trƣờng đại học Aarhus Đan Mạch; bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Xin chân thành cám ơn tất cả những giúp đỡ quý báu trên. Hà Nội, ngày….tháng.... năm 2019 Tác giả luận án Bùi Xuân Thắng iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt viii Danh mục bảng ix Danh mục các hình xii MỞ ĐẦU 1 1 Tính cấp thiết của đề tài 1 2 Mục tiêu nghiên cứu 2 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2 4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 3 5 Những đóng góp mới của đề tài 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 5 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5 1.2 Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu đến côn trùng 6 1.3 Cơ chế kháng thuốc của rầy nâu 7 1.4 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nƣớc 9 1.4.1 Tác hại của rầy nâu 9 1.4.2 Đặc điểm sinh học của rầy nâu 10 1.4.3 Thực trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật 11 1.4.4 Tính kháng thuốc của rầy nâu 11 1.4.4.1 Tính kháng của rầy nâu với một số hoạt chất thuốc 11 1.4.4.2 Sự phát triển tính kháng thuốc của rầy nâu 16 iv 1.4.4.3 Sự giảm tính kháng thuốc của rầy nâu khi không tiếp xúc với thuốc 17 1.4.4.4 Tính kháng chéo thuốc của quần thể rầy nâu 18 1. 4.4.5 Những nghiên cứu giải thích cơ chế kháng thuốc của rầy nâu 19 1.4.5 Biện pháp quản lý tính kháng thuốc 20 1.5 Tình hình nghiên cứu ở trong nƣớc 22 1.5.1 Tác hại của rầy nâu 22 1.5.2 Đặc điểm sinh học của rây nâu 23 1.5.3 Thực trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật 24 1.5.4 Nghiên cứu tính kháng thuốc của rầy nâu 25 1.5.4.1 Tính kháng của rầy nâu với một số hoạt chất thuốc 25 1.5.4.2 Sự phát triển tính kháng thuốc của rầy nâu 31 Những nghiên cứu giải thích cơ chế kháng thuốc của rầy nâu 32 Hiệu lực của một số hoạt chất thuốc BVTV trong phòng trừ rầy nâu 33 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 1.5.4.3 1.5.5 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 35 2.2 Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu 35 2.3 Nội dung nghiên cứu 37 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 37 2.4.1 2.4.2 2.4.2.1 Phƣơng pháp xác định hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để phòng chống rầy nâu hại lúa ở một số vùng trồng lúa tại Việt Nam Phƣơng pháp nghiên cứu tính kháng thuốc của quần thể rầy nâu đối với một số nhóm thuốc bảo vệ thực vật ở một số vùng trồng lúa tại Việt Nam Phƣơng pháp xác định mức độ kháng thuốc của quần thể rầy 37 38 38 v nâu ở một số vùng trồng lúa tại Việt Nam 2.4.2.2 Nghiên cứu giải thích cơ chế kháng thuốc của rầy nâu 41 2.4.2.3 Khả năng kháng thuốc chéo của quần thể rầy nâu đã kháng hoạt chất imidacloprid đối với một số hoạt chất khác phòng chống rầy nâu 43 2.4.2.4 Ảnh hƣởng của hoạt chất thuốc đến một số đặc điểm sinh vật học của rầy nâu sau khi tiếp xúc với thuốc 44 2.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu giải pháp hợp lý để quản lý tính tính kháng thuốc của rầy nâu 45 2.4.3.1 Nghiên cứu biện pháp sử dụng giống lúa kháng trong quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu 45 2.4.3.2 Nghiên cứu biện pháp sử dụng thuốc hóa học trong quản lý tính khánh thuốc của rầy nâu 47 2.4.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu 51 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Thực trạng sử dụng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu hại lúa ở một số vùng trồng lúa 52 3.1.1 Thực trạng sử dụng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu hại lúa ở Hƣng Yên 52 3.1.2 Thực trạng sử dụng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu hại lúa ở Nam Định 54 3.1.3 Thực trạng sử dụng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu hại lúa ở Nghệ An 56 3.1.4 Thực trạng sử dụng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu hại lúa ở Phú Yên 58 3.1.5 Thực trạng sử dụng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu hại lúa ở An Giang 59 3.2 Tính kháng thuốc của rầy nâu với một số nhóm thuốc chính ở một số vùng trồng lúa 67 3.2.1 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu với các hoạt 67 vi chất sử dụng phổ biến phòng chống rầy nâu hại lúa 3.2.1.1 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh đối với hoạt chất imidacloprid 67 3.2.1.2 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh đối với hoạt chất nitenpyram 70 3.2.1.3 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh đối với hoạt chất fenobucarb 72 3.2.1.4 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh đối với hoạt chất sulfoxaflor 74 3.2.1.5 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh đối với hoạt chất pymetrozine 76 3.2.1.6 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh đối với hoạt chất buprofezin 79 3.2.1.7 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh đối với hoạt chất dinotefuran 81 3.2.2 Kết quả nghiên cứu giải thích cơ chế kháng thuốc của rầy nâu 84 3.2.3 Khả năng kháng thuốc chéo của quần thể rầy nâu đã kháng hoạt chất imidacloprid đối với một số hoạt chất khác phòng chống rầy nâu 86 3.2.4 Ảnh hƣởng của hoạt chất thuốc đến một số đặc điểm sinh vật học của rầy nâu sau khi tiếp xúc với thuốc 88 3.2.4.1 Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến sức sinh sản của dạng hình rầy nâu cánh dài và cánh ngắn 89 3.2.4.2 Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến dạng hình cánh của rầy nâu 92 3.3 Nghiên cứu giải pháp hợp lý để quản lý tính tính kháng thuốc của rầy nâu 94 3.3.1 Nghiên cứu biện pháp sử dụng giống lúa kháng trong quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu 94 3.3.1.1 Đánh giá tính kháng của các giống lúa trồng phổ biến ở An Giang với quần thể rầy nâu Nilaparvata lugens (Stål) ở An 95 vii Giang 3.3.1.2 Ảnh hƣởng của giống lúa đến mức độ kháng thuốc của quần thể rầy nâu An Giang sau một số thế hệ không tiếp xúc với hoạt chất imidacloprid 96 3.3.1.3 Ảnh hƣởng của giống lúa đến mức độ kháng thuốc của quần thể rầy nâu An Giang sau một số thế hệ tiếp xúc với hoạt chất imidacloprid 98 3.3.2 Nghiên cứu biện pháp sử dụng thuốc hóa học trong quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu 100 3.3.2.1 Hiệu lực của một số thuốc sử dụng phổ biến trong phòng chống rầy nâu 100 3.3.2.2 Hiệu quả luân phiên các thuốc trong phòng chống rầy nâu 105 3.3.3 Độ độc của một số thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu đến bọ xít mù xanh 107 3.3.3.1 Giá trị LC50 của một số thuốc đối với bọ xít mù xanh, rầy nâu 108 3.3.3.2 Chỉ số độc của một số thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu đối với bọ xít mù xanh 110 3.3.4 Đề xuất một số giải pháp quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu 112 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 115 viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết tắt Diễn giải AG An Giang BVTV Bảo vệ thực vật CT Công thức Cs Cộng sự G Thế hệ HY Hƣng Yên IRRI International rice research institute LD50 Lethal doses 50 LC50 Lethal concentration 50 LXL Lùn xoắn lá NA Nghệ An NĐ Nam Định NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn NSP Ngày sau phun Nxb Nhà xuất bản PY Phú Yên QCVN Quy chuẩn Việt Nam Ri Resistance index RR Resistance ratio VL Vàng lùn ix DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng 2.1 Cấp hại và triệu chứng cây mạ bị hại 45 2.2 Liều lƣợng của các thuốc sử dụng trong thí nghiệm 51 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 Trang Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phòng chống rầy nâu trên lúa tại Hƣng Yên, năm 2014 53 Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phòng chống rầy nâu trên lúa tại Nam Định, năm 2014 55 Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phòng chống rầy nâu trên lúa tại Nghệ An, năm 2014 57 Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phòng chống rầy nâu trên lúa tại Phú Yên, năm 2014 59 Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phòng chống rầy nâu trên lúa tại An Giang, năm 2014 60 Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV theo các nhóm thuốc ở các tỉnh nghiên cứu, năm 2014 64 Thói quen sử dụng thuốc BVTV của nông dân ở các tỉnh nghiên cứu, năm 2014 66 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa đối với hoạt chất imidacloprid năm 2015 - 2017 68 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa đối với hoạt chất nitenpyram năm 2015 - 2017 71 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa đối với hoạt chất fenobucarb năm 2015 - 2017 73 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa đối với hoạt chất sulfoxaflor năm 2015 - 2017 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh 75 77 x trồng lúa đối với hoạt chất pymetrozine năm 2015 - 2017 3.13 3.14 3.15 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa đối với hoạt chất buprofezin năm 2015 - 2017 80 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa đối với hoạt chất dinotefuran năm 2015 - 2017 82 Hoạt tính của Enzyme giải độc ở các quần thể rầy nâu thu thập tại một số tỉnh, năm 2016 85 Khả năng kháng chéo của nòi rầy nâu An Giang đã kháng 3.16 hoạt chất imidacloprid với một số hoạt chất phòng chống rầy nâu khác, năm 2015 - 2016 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 87 Độc tính của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid với quần thể rầy nâu An Giang, năm 2016 89 Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến sức sinh sản của dạng hình rầy nâu cánh dài, năm 2016 90 Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến sức sinh sản của dạng hình rầy nâu cánh ngắn, năm 2016 91 Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến dạng hình rầy nâu cánh dài ở An Giang, năm 2016 93 Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến dạng hình rầy nâu cánh ngắn ở An Giang, năm 2016 94 Cấp hại và mức độ mẫn cảm của các giống lúa thu thập tại An Giang đối với quần thể rầy ở nâu An Giang, năm 2015 96 Mức độ kháng thuốc của quần thể rầy nâu An Giang sau một 3.23 số thế hệ không tiếp xúc hoạt chất imidacloprid, năm 2015 2016 3.24 98 Hiệu lực của một số thuốc đối với ấu trùng tuổi 1 - 2 của rầy nâu, năm 2017 101 xi 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 Hiệu lực của một số thuốc đối với ấu trùng tuổi 3 - 4 của rầy nâu, năm 2017 102 Hiệu lực của một số thuốc đối với rầy nâu trƣởng thành, năm 2017 103 Hiệu lực của một số thuốc đối với quần thể rầy nâu ngoài đồng ruộng tại An Giang, năm 2017 104 Hiệu quả luân phiên thuốc đến sự thay đổi giá trị LC 50 của thuốc Admire 50EC đối với quần thể rầy nâu, năm 2017 106 Giá trị LC50 của một số thuốc đối với bọ xít mù xanh và rầy nâu, năm 2017 109 Chỉ số độc của một số thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu đối với bọ xít mù xanh sau 24 giờ xử lý, năm 2017 111 Chỉ số lựa chọn một số thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu ít độc đối với bọ xít mù xanh sau 24 giờ xử lý, năm 2017 112 xii DANH MỤC CÁC HÌNH TT 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Tên hình Trang Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối với hoạt chất imidacloprid năm 2015 - 2017 69 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối với hoạt chất nitenpyram năm 2015 - 2017 72 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối với hoạt chất fenobucarb năm 2015 - 2017 74 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối với hoạt chất sulfoxaflor năm 2015 - 2017 76 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối với hoạt chất pymetrozine năm 2015 - 2017 78 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối với hoạt chất buprofezin năm 2015 - 2017 81 Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối với hoạt chất dinotefuran năm 2015 - 2017 83 Sự thay đổi tỷ lệ kháng thuốc của quần thể rầy nâu An Giang 3.8 sau một số thế hệ áp lực chọn lọc tiếp xúc hoạt chất imidacloprid 99 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Lúa là một trong những loại cây lương thực quan trọng và là nguồn cung cấp lương thực chính cho 1/3 dân số thế giới (Jena and Kim, 2010) [62]. Ở Việt Nam, dân số trên 90 triệu dân và hầu hết sử dụng lúa gạo làm lương thực chính hàng ngày. Vì vậy, sản xuất lúa gạo đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, sản xuất lúa bị ảnh hưởng bởi nhiều loại sâu bệnh gây hại. Trong đó, rầy nâu Nilaparvata lugens (Homoptera: Delphacidae) là đối tượng hại nguy hiểm nhất (Dyck and Thomas, 1979) [46]. Trong những năm gần đây, rầy nâu đã và đang gây ra những thiệt hại đáng kể ở một số nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan và Banglades. Ở Việt Nam, rầy nâu cũng là đối tượng hại nguy hiểm và gây ra những thiệt hại lớn nhất cho sản xuất lúa. Từ năm 1999 đến 2003, trung bình mỗi năm cả nước có 408.908 ha bị rầy phá hại, trong đó 34.287ha bị hại nặng và 179ha mất trắng (Nguyễn Văn Đĩnh và Bùi Sỹ Doanh, 2010) [7]. Năm 2016, tại các tỉnh phía Nam và một số tỉnh đồng bằng sông Hồng rầy nâu bùng phát với diện tích gần 150 nghìn ha, trong đó có trên 20 nghìn ha bị nhiễm nặng (Cục Bảo vệ thực vật, 2016) [5]. Rầy nâu càng trở nên nguy hiểm hơn khi nó là vector truyền bệnh vi rút vàng lùn (VL), lùn xoắn lá (LXL) và gây hại trên diện rộng trong thời gian gần đây. Ở các tỉnh Nam Bộ, mặc dù bệnh đã được khống chế nhưng rầy nâu vẫn gây hại trên diện tích 332,941ha. Ở các tỉnh phía Bắc, rầy nâu luôn là đối tượng nguy hiểm gây hại trực tiếp trên lúa và là mối nguy hiểm tiềm ẩn tham gia truyền bệnh vi rút LXL, diện tích bị hại năm 2010 là 708.131ha, nhiễm nặng là 95.893ha (Cục BVTV, 2012) [4]. Sử dụng thuốc hóa học vẫn là sự lựa chọn hàng đầu trong các biện pháp phòng chống rầy nâu hiện nay. Thực tế cho thấy biện pháp này mang lại hiệu 2 quả phòng chống rầy nâu cao và dập tắt nhanh sự bùng phát dịch ở quy mô lớn. Tuy nhiên, diện tích bị rầy nâu phá hại tăng sẽ kéo theo lượng thuốc BVTV dùng phòng chống rầy nâu tăng lên (Nguyễn Thị Me và cs., 2002) [27]. Việc tăng số lượng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu dẫn đến nguy cơ gia tăng khả năng kháng thuốc của rầy nâu và tính kháng chéo giữa các loại thuốc. Ngoài ra, thời gian cơ cấu mùa vụ giữa các vùng khác nhau, kết hợp với khả năng di cư của rầy nâu là một trong những yếu tố làm tăng nguy cơ kháng thuốc của rầy nâu. Một trong những nguyên nhân làm nhiều loại thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu không đạt hiệu quả cao như trước là do rầy nâu đã hình thành và gia tăng khả năng kháng thuốc. Khi rầy nâu đã kháng thuốc, sẽ gây ra nhiều khó khăn cho công tác quản lý rầy nâu trong sản xuất lúa. Việc nghiên cứu, theo dõi diễn biến tính kháng của rầy nâu đối với các loại thuốc BVTV sử dụng phổ biến phòng chống rầy nâu hiện nay trở nên cấp thiết, cần thực hiện có tính hệ thống và liên tục trong nhiều năm. Từ đó, làm cơ sở đề xuất các giải pháp nhằm hạn chế sự hình thành và phát triển tính kháng thuốc của rầy nâu. Xuất phát từ những luận điểm nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tính kháng thuốc của quần thể rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) hại lúa ở một số vùng trồng lúa tại Việt Nam”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định hiện trạng sử dụng thuốc BVTV và tính kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa, làm cơ sở khoa học đề xuất giải pháp quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Cung cấp dẫn liệu về mức độ kháng và sự phát triển tính kháng thuốc 3 BVTV của rầy nâu đối với một số hoạt chất tại một số tỉnh góp phần đề xuất và lựa chọn sử dụng các thuốc phòng chống rầy nâu hiệu quả. - Cung cấp dẫn liệu về ảnh hưởng của hoạt chất imidacloprid, nitenpyram đến một số đặc điểm sinh học của rầy nâu và độ độc của một số hoạt chất thuốc đối với bọ xít mù xanh là kẻ thù tự nhiên quan trọng của rầy nâu. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài góp phần áp dụng các giải pháp sử dụng thuốc, giống lúa kháng để phòng chống rầy nâu đạt hiệu quả, từ đó giảm thiểu tính kháng thuốc của rầy nâu trong sản xuất. - Luận án là tài liệu tham khảo tin cậy, cung cấp các dẫn liệu khoa học cho tập huấn chuyên môn về quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 4.1. Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài Tính kháng của các quần thể rầy nâu Nilaparvata lugens tại một số tỉnh trồng lúa điển hình: Hưng Yên, Nam Định, Nghệ An, Phú Yên và An Giang đối với một số hoạt chất thuốc BVTV sử dụng trong phòng chống rầy nâu. 4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài - Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu tại một số tỉnh trồng lúa điển hình: Hưng Yên, Nam Định, Nghệ An, Phú Yên và An Giang. - Ảnh hưởng của hoạt chất thuốc hóa học đến đặc điểm sinh học của rầy nâu. - Nghiên cứu đề xuất chiến lược quản lý tính kháng thuốc BVTV của rầy nâu. 5. Những đóng góp mới của đề tài - Bổ sung dẫn liệu khoa học mới về mức độ kháng thuốc của rầy nâu đối với một số hoạt chất thuốc thuộc nhóm Neonicotinoid, Carbamate, điều hòa sinh trưởng, Pyridine azomethine, Sulfloximines. 4 - Cung cấp dẫn liệu khoa học mới về ảnh hưởng của thuốc BVTV đến một số đặc điểm sinh vật học, ảnh hưởng của giống lúa đến sự phát triển tính kháng thuốc của rầy nâu và độ độc của thuốc đối với bọ xít mù xanh. - Đề xuất được một số biện pháp phòng chống rầy nâu đạt hiệu quả và giảm tính kháng thuốc của rầy nâu. 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Rầy nâu đã được ghi nhận tại hầu hết các nước trồng lúa như Ấn Độ, Campuchia, Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc… Đây là loài côn trùng có khả năng sinh sản cao, dễ phát triển thành các quần thể mới (Lưu Thị Ngọc Huyền, 2003) [12]. Chúng là một trong những đối tượng gây hại nghiêm trọng nhất trên lúa ở Châu Á, chích hút dinh dưỡng của cây lúa gây hiện tượng cháy rầy, đồng thời còn là vector truyền một số bệnh vi rút nguy hiểm như bệnh lúa vàng lùn và bệnh lúa lùn xoắn lá. Hiện nay, sử dụng biện pháp hóa học vẫn là lựa chọn quan trọng để quản lý rầy nâu trong sản xuất lúa. Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc không hợp lý là một trong những nguyên nhân hình thành và phát triển tính kháng thuốc của rầy nâu. Tính kháng thuốc của rầy nâu khác nhau ở nhiều vùng địa lý,với mùa vụ và hệ thống canh tác không giống nhau. Sự thay đổi, phát triển tính kháng thuốc của rầy nâu rất phức tạp, phụ thuộc vào điều kiện canh tác của các vùng trồng lúa. Các hoạt động sản xuất của con người có tác động rất lớn đến tính kháng thuốc của rầy nâu trên đồng ruộng. Vì vậy, tính kháng thuốc của rầy nâu thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng vùng trồng lúa. Rầy nâu có thể đã kháng với thuốc ở vùng này nhưng chưa chắc đã kháng với thuốc ở vùng kia. Những nghiên cứu về tính kháng thuốc của rầy nâu ở quốc gia này cũng chưa chắc phù hợp với quốc gia khác và những biện pháp phòng chống, quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu hiệu quả ở nước này chưa chắc đã có thể áp dụng cho nước khác. Ngoài ra, sự đa dạng về chủng loại thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu, mạng lưới lưu thông rộng rãi, làm cho công tác quản lý thuốc gặp nhiều khó khăn. Việc gia tăng sử dụng thuốc và sử dụng thuốc không đúng để phòng 6 chống rầy nâu đã làm thay đổi tính kháng thuốc của rầy nâu. Mặt khác, những hiểu biết về tính kháng thuốc của rầy nâu là cơ sở khoa học để đề xuất giải pháp hạn chế tính kháng thuốc của rầy nâu. Những điểm nêu trên là cơ sở khoa học của đề tài luận án. 1.2. Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu đến côn trùng Tính kháng thuốc có nghĩa là một số cá thể của một quần thể có khả năng chống chịu được khi tiếp xúc với chất độc hóa học và các cá thể này phát triển rộng ra. Khi cá thể đó đã trở thành một số lượng lớn các cá thể của quần thể và tính chống thuốc được tiếp diễn sang những thế hệ sau, dù có hay không tiếp xúc với chất độc thì quần thể đó đã trở thành kháng thuốc (Rudd, 1970) [83]. 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 thuốc khác khi dòng kháng đó chưa hề tiếp xúc (Nina, 2001) [75]. Có hai trường hợp kháng chéo: tính kháng chéo cùng nhóm là côn trùng có khả năng kháng được các loại thuốc trừ sâu cùng nhóm với loại thuốc côn trùng đã kháng được. Tính kháng chéo khác nhóm là côn trùng có khả năng kháng được thuốc không cùng nhóm thuốc côn trùng đã kháng dù chưa tiếp xúc. Mỗi loại hoạt chất thuốc trừ sâu có cách tác động đến côn trùng khác nhau, thông thường cơ chế tác động của thuốc có thể chia ra như sau: - Nhóm Neonicotinoid: Tăng cường hoạt tính của các enzim monoxygenase phụ thuộc cytochrome P450 (cytochrome P450-dependent monoxy-genases) có tác động ức chế, cản trở sự vận chuyển ion (chủ yếu Cl-) của Gamma Amino Butyric Acid (GABA) ngay đỉnh mối nối luồng thần kinh (synap) với nhau. Thụ thể nicotinic acetylcholine (nAChR) tác động tê liệt thần kinh. - Nhóm Phenyl pyrazoles: Có tác động ức chế, cản trở sự vận chuyển