Tài liệu Xây dựng mô hình ứng dụng sản xuất nấm xanh metarhizium anisopliae (ma) trong điều kiện nông hộ để quản lý tổng hợp rầy nâu hại lúa góp phần phát triển nông nghiệp bền vững tại hậu giang

MỞ ĐẦU Sử dụng hóa chất trừ sâu là biện pháp phòng trừ chính trong chiến lược quản lý dịch hại do thuốc hóa học rất hữu hiệu và liên quan trực tiếp tới những trận dịch hại trên cây trồng, làm tăng năng suất đáng kể đối với những cây trồng bị sâu phá hại nghiêm trọng. Thế nhưng, việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học gây ra nhiều nguy cơ như tạo ra tính kháng thuốc ở côn trùng, sự bộc phát dịch hại, gây hại cho thiên địch, phá hủy sự cân bằng sinh thái, tồn dư độc chất trong nông sản và ô nhiễm môi trường…Để duy trì một nền nông nghiệp bền vững thì việc xây dựng và áp dụng một quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) dựa trên sự hiểu biết sáng suốt về sinh thái học là một hướng đi đúng đắn để bảo vệ cây trồng. Trong các biện pháp phòng trừ của IPM thì biện pháp sinh học đóng một vai trò cực kỳ quan trọng và tỏ ra có nhiều ưu điểm nhất. Cũng giống như các loại động vật khác, côn trùng cũng bị bệnh, vì vậy, sử dụng các loài vi sinh vật gây bệnh cho côn trùng để quản lý chúng là một trong những biện pháp sinh học lý tưởng. Rõ ràng rằng, các tác nhân vi sinh vật gây bệnh cho côn trùng có thể đưa vào chương trình IPM một mặt giúp bảo tồn thiên địch đồng thời cung cấp một công cụ cho nông dân để quản lý những côn trùng có hại. Ngày nay, sự phát triển của nền nông nghiệp nước ta đang đi vào mức độ thâm canh cao với việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật hóa học và hàng loạt các biện pháp như trồng lúa 3 vụ, phá rừng canh tác cà phê, hồ tiêu, điều… với mục đích khai thác, chạy theo năng suất và sản lượng đã làm cho đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, mất cân bằng hệ sinh thái dẫn đến phát sinh một số dịch hại không dự báo trước. Chính vì vậy, xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cường sử dụng chế phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác cây trồng đang là xu hướng chung của thế giới và Việt Nam nói riêng. Nấm xanh Metarhizium anisopliae (M.a) là loại nấm sinh học, có khả năng phòng trừ rầy nâu trên cây lúa và một số đối tượng gây hại khác trên cây trồng mà không ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vật nuôi và môi trường, hơn nữa chi phí khi sử dụng nấm xanh M.a phòng trừ sâu bệnh cũng thấp hơn nhiều so với khi sử dụng thuốc hóa học. Ở nước ta, từ năm 1993 bước đầu đã nghiên cứu và ứng dụng các loại nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ sâu hại đạt nhiều kết quả khả quan, nấm Metarhizium anisopliae phòng trừ sâu đo chỉ hiệu quả khoảng 70 – 89% (Hưng Yên); phòng trừ và dập tắt dịch châu chấu đạt hiệu quả từ 68,5 – 94% (Tây Ninh và Hòa Bình); phòng trừ rầy nâu, bọ 1 xít, sâu cắn gié đạt hiệu quả cao (Tiền Giang, Bạc Liêu); phòng trị bọ cánh cứng hại dừa đạt hiệu quả từ 75,4 -88,5% (ĐBSCL). Tỉnh Hâ âu Giang có diện tích lúa khá lớn, với 203.471.04 ha gieo trồng hằng năm cung ứng từ 1.148.358 triệu tấn lúa góp phần bảo đảm an ninh lương thực quốc gia và tham gia thị trường xuất khẩu lúa gạo. Từ vụ Đông Xuân 2006 -2007 mă âc dù đa số diê ân tích xuống giống theo lịch né rầy của Chi cục Bảo vê â thực vâ ât, nhưng vẫn còn mô t số diê n tích nhiểm rầy nâu với â â mâ ât số cao và có cháy rầy cục bô â, bê nh vàng lùn- lùn xoắn lá gây thiê ât hại â 12.320 ha, số tiền thuốc bảo vê â thực vâ ât nhà nước hổ trợ nông dân dập dịch lên đến trên 7 tỉ đồng, có 3.807 ha bị tiêu hủy do bê ânh vàng lùn- lùn xoắn lá, nông dân đã sử dụng nhiều loại thuốc hóa học nhưng vẫn không ngăn chă ân được rầy nâu bộc phát và gây hại, rầy nâu, bê ânh vàng lùn - lùn xoắn lá vẫn tiếp tục gây hại ở các vụ kế tiếp. Vụ Hè Thu 2007 với diê ân tích 3.900 ha nhiễm rầy và 250 ha lùn xoắn lá phải tiêu hủy sản lượng lúa ước tính bị thất thu trên 1.000 tấn lúa. Những năm tiếp theo rầy nâu, bê nh vàng lùn lùn xoắn â lá vẫn là đối tượng gây hại chính biê ân pháp phòng trừ của nông dân hiê ân nay vẫn dựa chủ yếu vào thuốc bảo vê â thực vâ ât. Lượng thuốc bảo vê â thực vâ ât được sử dụng khá nhiều để phòng trừ rầy nâu trên lúa đã gây ảnh hưởng trầm trọng tới hệ sinh thái, môi trường và sức khỏe con người. Để phòng trừ rầy nâu, bệnh vàng lùn - lùn xoắn lá lúa một cách hiệu quả và theo hướng sinh thái bền vững. Xu thế của thế giới hiện nay là tạo ra sản phẩm nông nghiệp sạch, nhất là đối với các loại sản phẩm dùng làm thực phẩm như lúa gạo, rau quả, vì vậy song song với các biện pháp quản lý dinh dưỡng, quản lý dịch hại tổng hợp ... thì việc ứng dụng các biện pháp phòng trừ sinh học là rất cần thiết để dần thay thế cho thuốc hóa học, nhằm giảm thiểu tối đa lượng thuốc hóa học độc hại dùng trong nông nghiệp. Với mong muốn đưa các ứng dụng tiến bộ khoa học vào sản xuất nông nghiệp tỉnh nhà, Chi cục Bảo vê â thực vâ ât tỉnh Hâ âu Giang thực hiện dự án “Xây dựng mô hình ứng dụng sản xuất nấm xanh Metarhizium anisopliae (Ma) trong điều kiê ên nông hô ê để quản lý tổng hợp rầy nâu hại lúa góp phần phát triển nông nghiê êp bền vững tại Hâ êu Giang từ tháng 11 năm ” 2010 đến tháng 6 năm 2012 nhằm mục tiêu: Mục tiêu tổng quát: - Xã hội hóa trong phòng trừ dịch hại bằng biê ân pháp sinh học góp phần tạo sự chuyển biến từ phòng trừ dịch hại bằng thuốc hóa học sang hướng sinh học. 2 - Hình thành mạng lưới cộng đồng tham gia nhân nuôi cấy nấm có ích để phòng trừ rầy nâu trên lúa ở Hâ âu Giang, ứng dụng sản phẩm nấm xanh tự sản xuất được trên ruô ng nhà của hộ nông dân và giảm được lượng thuốc bảo vê â â thực vâ ât có nguồn gốc hóa học. Mục tiêu cụ thể: - Tổ chức chuyển giao quy trình kỹ thuật nhân nuôi cấy nấm xanh trong nông dân tại các hợp tác xã sản xuất lúa trong tỉnh. - Triển khai sản phẩm nấm xanh tự nhân nuôi trên ruô ng nhà của nông â dân và đánh giá hiê âu quả so với ruô ng sử dụng thuốc bảo vê â thực vâ ât hóa â học của nông dân. - Mục tiêu của dự án không chỉ dừng lại viê âc chuyển giao qui trình kỹ thuâ ât nhân nuôi nấm xanh mà sau dự án người nông dân sẽ duy trì và tự sản xuất được nấm xanh để phục vụ cho viê âc phòng trừ dịch hại đă âc biê ât là rầy nâu trên ruô ng của mình, làm cân bằng lại hê â sinh thái đồng ruô âng, tăng hiê âu â quả kinh tế và bảo vê â được sức khỏe cô âng đồng.  NỘI DUNG THỰC HIỆN 1. Sản xuất 1500 kg chế phẩm (Ma) phục vụ cho các thí nghiệm và các mô hình ứng dụng chế phẩm trừ sâu sinh học trong quản lý rầy nâu hại cây lúa tại Hậu Giang. 2. Thực hiện các thí nghiệm diện rộng tại ruộng để khảo sát hiệu quả của chế phẩm sinh học (Ma) đối với rầy nâu hại lúa tại Hậu Giang. 3. Chọn điểm để xây dựng mô hình. 4. Tập huấn cho cán bộ kỹ thuật cơ sở và nông dân về các biện pháp trong quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) trên cây lúa, đặc biệt chú trọng về quy trình kỹ thuật sản xuất nấm xanh (Ma) trong phòng trừ rầy nâu trên cây lúa tại Hậu Giang. 5. Xây dựng mô hình trình diễn về ứng dụng chế phẩm nấm xanh (Ma) để quản lý rầy nâu hại lúa tại Hậu Giang. 6. Tổ chức các cuộc hội thảo đầu bờ cho nông dân tại các điểm mô hình để phổ biến và nhân rộng các mô hình trên. 7. Cùng với các đơn vị hợp tác kiểm tra, đánh giá tiến độ thực hiện và hiệu quả triển khai. 8. Tổng kết nghiệm thu. Đến nay sau thời gian thực hiện, dự án đã đạt kết quả rất khả quan. Có được kết quả khả quan là do chính mục tiêu của dự án thật sự phù hợp với tình hình thực tế sản xuất, phục vụ thiết thực cho người nông dân, mặt khác từ khi bắt đầu triển khai thực hiện, các thông tin hữu ích về dự án cũng đã được 3 Ban chủ nhiệm phối hợp với Trạm BVTV, Trạm KN-KN tuyên truyền rộng rãi cho nông dân nên dự án đã nhận được sự đồng tình, hưởng ứng tích cực của đông đảo bà con nông dân. Đã tổ chức tổng số 20 lớp tập huấn cho cán bộ kỹ thuật và nông dân sản xuất nấm Metarhizum anisopliae tại nông hộ ở 4 huyện, 1 Thành Phố, 1 Thị Xã do Chi cục Bảo vệ thực vật kết hợp với PGs. Ts Trần Văn Hai và chuyên viên kỹ thuật - bộ môn Bảo vệ thực vật - trường Đại Học Cần Thơ chuyển giao quy trình sản xuất chế phẩm nấm xanh tại các huyện Phụng Hiê âp, Châu Thành A, Long Mỹ, Vị Thủy, Thành Phố Vị Thanh, Thị Xã Ngã Bảy. Thực hiện trong 2 vụ lúa Đông xuân 2010 – 2011 và Hè Thu 2011, với tổng số nông dân tham dự là 600, đạt 100% so với kế hoạch đề ra. Đã xây dựng được 20 mô hình (15ha/mô hình) ứng dụng chế phẩm nấm xanh tại tỉnh Hâ âu Giang, đạt 100% so với kế hoạch đề ra. Đã sản xuất 1.821,5 kg chế phẩm để cung cấp cho người dân trong và ngoài dự án thực hiê n phun xịt 364,3 ha, vượt 121,4%. â 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 Tổng quan về nấm Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin. Lịch sử nghiên cứu, phân loại và phân bố * Lịch sử nghiên cứu Ở phương Tây: Năm 1873, Elie Metchnikoff đã tìm ra nấm Metarhizium anisopliae và đề xuất sử dụng ấu trùng chết do nấm hoặc bào tử nấm tự do để phòng trừ côn trùng hại. Lần đầu tiên nuôi cấy loại nấm này trên môi trường bã bia. Năm 1878, khi nghiên cứu về loài sâu non bộ cánh cứng hại lúa mì Anisoplia austriaca, nhà khoa học người Nga Metschnikoff đã phát hiện thấy một loại nấm màu lục có thể gây chết hàng loạt loài sâu này. Ông xác định loài nấm có tên khoa học là Entomophthora anisopliae. Về sau, Sorokin kiểm tra lại thấy loài nấm này không thuộc Entomophthora mà thuộc về giống Metarhizium (Nguyễn Lân Dũng, 1981). Năm 1890 – 1897 nhà khoa học Koben người Đức đã thu thập được nấm Metarhizium ký sinh trên sâu hại từ Hawaii mang về Đức để nghiên cứu (Phạm Thị Thùy, 2004). * Phân loại Theo Anisworth (1973): 1 giới Mycota, Giới: Nấm Ngành: Deuteromycota Lớp: Hyphomycetes Bộ: Moniliales Chi: Metarhizium Theo hệ thống phân loại nấm của G. C. Anisworth, 1966, 1970, 1971 cho rằng nấm Metarhizium anisopliae thuộc ngành phụ lớp nấm bất toàn Deuteromycetes, giống Metarhizium. Một giả thiết khác cho rằng nấm Metarhizium anisopliae thuộc ngành phụ lớp nấm túi Ascomycotina, lớp Pletomyces và giống Metarhizium. Tuy nhiên phân loại theo Ainsworth được nhiều tác giả chấp nhận hơn cả (Phạm Thị thùy, 2004) * Sự phân bố Nấm M. anisopliae cũng được phân lập ngay cả trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt như ở Đức, trên những khu đất ở rừng sau khi bị đốt cháy, trong những chất thải hữu cơ hoặc trong trầm tích ở sông chứa đất đầm lầy trồng đước, hoặc trong tổ của một số loài chim, trong rễ cây dâu tây cũng có thể 5 phân lập được nấm M. anisopliae (Bennasar. A., C. Guasp and J. Lalucat 1998; Dwayne D. Hegedus and George G. Khachatourians, 1993). Nấm M. anisopliae được tìm thấy trên khắp các châu lục với hơn 200 loài côn trùng khác nhau như rầy lá, rầy mềm, bọ xít đen và rất nhiều loại sâu hại khác (Ferron, 1978; Rombach et al., 1994) 1.2 Đặc điểm sinh học và khả năng ứng dụng của nấm xanh, Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin 1.2.1 Đặc điểm sinh học của nấm xanh * Đặc điểm hình thái Nấm xanh, Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin (còn gọi là nấm lục cương) được tìm thấy trên hơn 200 loài côn trùng khác nhau (Ferron, 1978). Nấm M. anisopliae có dạng sợi phân nhánh, có vách ngăn ngang, đường kính 3 – 4 µm. Sợi nấm phát triển trên bề mặt côn trùng có màu trắng đến hồng, cuống sinh bào tử ngắn mọc tỏa tròn trên đám sợi nấm dày đặc. Bào tử trần hình trụ, ovan hoặc hình que có kích thước 3,5 x 6,4 x 7,2 µm, màu từ lục xám đến oliu - lục (Rombach, et al., 1994). Nấm M. anisopliae có bào tử dạng hình trụ, hình hạt đậu, khuẩn lạc có màu xanh, thỉnh thoảng có màu tối hoặc màu hồng vỏ quế. Loài M. anisopliae có 2 dạng bào tử nhỏ và lớn, dạng bào tử nhỏ Metarhizium anisopliae var. anisopliae có kích thước bào tử 3,5 - 5,0 x 2,5 - 4,5 µm, dạng bào tử lớn là Metarhizium anisopliae var. major có kích thước bào tử 10,0 14,0 µm (Chernaki Leffer AM et al., 2007). Để phân biệt hai loài trên, tác giả Tsai và cộng sự đã nghiên cứu đặc tính huyết thanh khác nhau của hai loài này và xác định rằng loài Metarhizium anisopliae là chủng gây bệnh mạnh nhất trên côn trùng thuộc bộ cánh cứng Coleoptera. * Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của nấm Metarhizium anisopliae Sorokin. Nấm M. anisopliae sống được ở nhiệt độ thấp 80C, biên độ về độ ẩm rộng, nấm M. anisopliae có thể đồng hóa nhiều nguồn thức ăn carbon khác nhau, chúng phát triển tốt trên môi trường chứa glucose hay lipid và điều kiện ẩm độ không khí khá cao để tạo bào tử, ở những nơi tích lũy nhiều CO 2 và thiếu O2 chúng có thể sống tới 445 ngày. Nhiệt độ dưới 0 0C và trên 45 0C thì nấm thường không hình thành bào tử, nhiệt độ thích hợp cho sự nẩy mầm của bào tử từ 25 – 30 0C (tốt nhất là 25 0C) và sẽ bị chết ở nhiệt độ cao 49 – 55 0C. Điều kiện pH = 6 là thích hợp nhất và có thể dao động trong khoảng 3,3 – 8,5. Nấm M. anisopliae có khả năng phân giải tinh bột, xenluloza và kitin. Đặc 6 biệt nấm M. anisopliae không thể sinh trưởng tốt trên nền cơ chất không có kitin (Tamerler C, Ullah M, Adlard MW, and Keshavarz T, 1998). 1.2.2 Khả năng ký sinh côn trùng của nấm xanh Nấm là một nhóm có phổ ký chủ rộng nhất trong số những mầm bệnh của động vật ngành chân đốt, trong đó hai loài nấm trắng và nấm xanh có phổ ký chủ rộng hơn các loài khác vì chúng có thể ký sinh trên nhiều họ của ngành chân đốt (Butt and Copping, 2000). Trong những năm qua, M. anisopliae và B. bassiana đã được chú trọng nghiên cứu và sử dụng trong việc phòng trừ nhiều loài sâu hại, bao gồm các loài sâu hại bông, khoai tây, lúa mì, đậu và ngô ở Mỹ. Một số nước ở Bắc Âu như Hà Lan, Phần Lan và Thụy Điển cũng đã nghiên cứu và sử dụng vi nấm để phòng trừ sâu hại cây trồng. Khả năng ký sinh côn trùng của nấm xanh Nhà khoa học Nga Ilia Mesnhicov là người đầu tiên phát hiện ra bệnh nấm xanh (gọi là Entomopthora anisopliae), nay đổi là Metarhizium anisopliae. Đến năm 1908, Mesnhicov và học trò của ông là Crasintxik đã sử dụng nấm này để chống bọ đầu dài hại củ cải đường. Đến những năm 80, 90 của thế kỷ này nấm Metarhizium và những chế phẩm sản xuất từ loài nấm này lại được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới để phòng trừ sâu đục thân ở Tasmania, chống loài mối, Nasutitermes exitiousus (Hill) ở Đức, các loài mối thuộc Coptotermes ở Úc (Tạ Kim Chỉnh và ctv., 1995). Từ những năm 80 của thế kỷ 20, trên thế giới, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm sinh học từ vi nấm M. anisopliae mang tên thương mại Metaquino để phòng trừ muỗi sốt rét Lubilosa, phòng trừ châu chấu, Schistocerra gregaria. Nhiều nghiên cứu đã áp dụng bào tử nấm xanh phòng trừ bọ cánh cứng và sử dụng nấm này trong chương trình IPM cùng với baculovirus (Young, 1986). Nấm xanh có tên thương mại là Bio – Path  được sử dụng để phòng trừ mối tại Mỹ (Kaakeh et al., 1996). Ở Brazil, tỉ lệ mối chết cao (gần 100%) khi quan sát 19 của 20 tổ mối được xử lý với nấm xanh và tổ còn lại có tỉ lệ chết là 70% (Alves et al., 1995). Ở Úc, bào tử nấm xanh được phun trên các gò và tổ mối đã cho tỉ lệ chết đáng kể nhưng khi xử lý gián tiếp bằng cách đặt bã mồi thì không thành công (Milner and Staples, 1996; Milner et al., 1998). Sản phẩm thương mại của nấm xanh là BioGreen  gần đây được khuyến cáo sử dụng trừ bọ hung đầu đỏ, Adoryphorus couloni ở Úc (Shah and Goettel, 1999). Viện Bảo Vệ Thực Vật đã nghiên cứu và sử dụng nấm M. anisopliae để phòng trừ một số loài sâu hại nông nghiệp (Phạm Thị Thùy, 1992; 1996). 7 Nấm xanh, M. anisopliae đã được nghiên cứu và ứng dụng để phòng trừ các loài mối hại cây công nghiệp, cây ăn trái và cây cảnh (Tạ Kim Chỉnh và ctv., 1996). Nấm xanh, M. anisopliae được ứng dụng trong việc quản lý các loài sâu hại lúa (Nguyễn Thị Lộc, 1997). Khi sử dụng nấm trắng, B. basiana hoặc nấm xanh, M. anisopliae trên đồng ruộng để quản lý sâu rầy hại lúa thì không gây ảnh hưởng xấu tới những thiên địch của sâu hại lúa như nhện lớn bắt mồi, nhện lưới, nhện lùn, nhện chân dài, bọ xít mù xanh và bọ xít gai ăn thịt tại ĐBSCL (Nguyễn Thị Lộc và ctv., 2002). 1.2.3 Độc tố của nấm xanh Độc tố là một trong những sản phẩm thứ cấp không ổn định, sản phẩm thứ cấp là loại hợp chất được sinh ra từ các chất trao đổi sơ cấp nhờ quá trình chuyển hóa sinh hóa đặc biệt. Các sản phẩm thứ cấp đó thường được tích lũy vào cuối giai đoạn sinh trưởng của nấm khi các nguồn thức ăn và năng lượng đã cạn dần (Phạm Thị Thùy, 2004). Nấm xanh tạo ra độc tố Destruxin A và B (Kodaira, 1961; Suzuki et al., 1971). Destruxin là một phức hợp có nhiều chất đồng phân. Cấu trúc cơ bản của nó gồm 5 aminoacid và một -hytroxy acid. Destruxin gây chán ăn và gây độc cho côn trùng sau khi được hấp thu vào da (Amiri et al., 1999). Một số Destruxin làm tê liệt côn trùng (Dumas et al., 1996) và một số destruxin khác có thể ức chế miễn dịch (Cerenius et al., 1990). Tính mẫn cảm của côn trùng đối với Destruxin khác nhau và một số loài sâu thuộc bộ cánh vảy có thể mẫn cảm cao nhất (Charnley, 1984; Samuels et al., 1988; Thomsen et al., 1996; Kershaw et al., 1999). LD50 của Destruxin A và B tiêm vào ấu trùng tằm là 0,015 – 0,03 mg/g ở 24 giờ sau khi tiêm (Kodaira, 1961; Suzuki et al., 1971; Tamura and Takahashi, 1971). LC 50 của nấm xanh đối với ấu trùng rầy nâu, N. Lugens là 1,86 x 106 bào tử/ml ở 4 ngày chủng trong điều kiện nhiệt độ 25 0C (Gillespie, 1986). Bào tử nấm xanh có LT50 và LD50 đối với một số loài sâu bộ cánh vảy như ấu trùng tằm, sâu xanh da láng, Spodoptera exigua, sâu xanh, Heliothis armigera là 48 giờ và 105 bào tử/ ml (Tạ Kim Chỉnh và Lý Kim Bảng, 1995). Destruxin cũng gây độc cho động vật nhỏ có vú. LD 50 của Destruxin A và B sau khi tiêm vào bụng chuột là 1-1,35 mg/kg tương ứng với 13,2 – 16,9 mg/kg trong 1 giờ (Kodaira, 1961). Trái lại Destruxin ít độc đối với cá và động vật lưỡng cư, không làm chết, gây quái thai hay trì hoãn sự xuất hiện phôi cá Brachydaniorerio H. B (Debeaupuis and Lafont, 1985). Năm 1961, 1962, Y. Kodaira đã tách được độc tố Destruxin A và Destruxin B từ dịch nuôi cấy nấm M. anisopliae. 8 Năm 1965 - 1970 Tamura đã tiến hành nuôi cấy nấm M. anisopliae. Các tác giả cũng tách được các độc tố trên từ môi trường Czapek – Dox có chứa 0,5% pepton. Từ 1 lít dung dịch nuôi cấy người ta có thể thu nhận được 13-15 mg độc tố Destruxin A và Destruxin B, dịch lọc được xử lý bằng than hoạt tính rồi được phản hấp thụ bằng N – butanol, sau đó được tách bằng benzen và được làm sạch trên cột nhôm oxit trung tính (Phạm thị Thùy, 2004). Theo Suziki et al., (1971) Destruxin A có công thức nguyên: C 29H47N5O7, điểm sôi 188 0C và Destruxin B có công thức nguyên: C 30H51O7N5, có điểm sôi 234 0C. Hình 1.1: Cấu trúc cơ bản của Destruxin B được tạo ra bởi nấm M. anisopliae 1.2.4 Cơ chế tác động của nấm xanh đối với côn trùng gây hại. (Nguồn: Keith Charnley, 2006) * Phương thức xâm nhập của nấm vào cơ thể côn trùng. Nấm là một trong những tác nhân gây bệnh côn trùng bằng cách nhiễm vào ký chủ chủ yếu xuyên qua biểu bì bên ngoài. Bào tử của nấm dính chặt vào da côn trùng và tấn công vào da theo cơ chế bám dính không chuyên biệt thông qua tính kỵ nước của vách tế bào của bào tử (Boucias et al., 1988; 1991). Khi tiếp xúc với da côn trùng và với điều kiện thích hợp bào tử sẽ mọc mầm có thể tạo ra các cấu trúc xâm nhiễm (như tạo ra ống mầm, túi ngoại bào hoặc túi áp suất) từ đó xâm nhiễm vào bên trong cơ thể côn trùng qua lớp chitin. Sự xâm nhập của nấm vào trong biểu bì thường là do sự phối hợp của enzyme và cơ chế cơ học. Nấm xanh và nấm trắng tiết ra các loại men làm mềm lớp vỏ chitin và tạo thành một lỗ thủng tại nơi bào tử mọc mầm, qua lỗ thủng đó mầm của bào tử nấm xâm nhập vào bên trong cơ thể côn trùng. Các 9 enzyme đó là exoproteases, endoproteases, esterases, lipases, chitinases và chitobiases (St Leger, 1993; Boucias and Pendland, 1998; Butt et al., 1998). * Sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng Giai đoạn phát triển của nấm từ khi xâm nhiễm vào trong cơ thể côn trùng cho đến khi côn trùng chết là giai đoạn sống ký sinh của nấm. Trong giai đoạn này nấm thường tạo ra rất nhiều sợi nấm ngắn, chúng được phân tán khắp cơ thể theo dịch máu. Trước khi nấm có thể sinh sôi nảy nở trong máu nó thường phải vượt qua phản ứng phòng vệ của côn trùng, và sự tạo độc tố của nấm có thể làm suy yếu phản ứng tự vệ của côn trùng. Côn trùng có thể phản ứng với sự xâm nhiễm của nấm bằng cách sử dụng thể dịch (như phenoloxidase, lectins, peptid và protein hoặc sử dụng cơ chế của vách tế bào như sự thực bào hoặc kết nang (Bidochka et al., 1997; Boucias and Pendland, 1998). Côn trùng chết có thể là kết quả của sự phối hợp các hoạt động như sự làm giảm dinh dưỡng, làm tắt nghẽn cơ thể hoặc sự xâm lấn của các cơ quan và tác động của độc tố đối với côn trùng. Ví dụ nấm trắng tạo ra phức hợp các độc tố bao gồm beauvericin, bassianolide và oosporein, nấm xanh tạo ra độc tố Destruxin làm tê liệt côn trùng (Dumas et al., 1996), hoặc gây ức chế miễn dịch (Cerenius et al., 1990). Cũng có trường hợp khi bị nấm tấn công cơ thể côn trùng bị ngắn lại hay bị khô do hệ thống tiêu hóa bị tổn thương hoặc do thiếu nguồn thức ăn. Khi nấm M. anisopliae ký sinh thì tuyến mở và mô khác của côn trùng bị hòa tan do enzyme lipaza và proteaza của nấm tiết ra (Phạm Thị Thùy, 2004). Sau khi côn trùng chết, nấm phát triển hoại sinh trong kí chủ đến khi có điều kiện môi trường thích hợp nấm mọc thành sợi ra bên ngoài cơ thể vật chủ, sản sinh ra bào tử và tiếp tục lây lan nhờ gió (Trần Văn Hai, 2008). Hình 1.2: Chu trình xâm nhiễm của nấmHình 1.3: Nấm M. anisopliae nảy mầm M. anisopliae trên lớp cutin côn trùng (Nguồn: Keith Charnley, 2006) (Nguồn: Keith Charnley, 2006) * Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng Ánh sáng: là nhân tố quan trọng trong sinh vật học của hầu hết các nấm ký sinh, đặc biệt có liên quan đến sợi nấm, sự phóng thích và sự sống sót của bào tử (Callaghan, 1969; Sakamoto et al., 1988). Ánh sáng tự nhiên có phổ 290-400 nm sẽ ảnh hưởng lên sự bền của nấm trên tán cây và ít ảnh hưởng hơn trên những cơ chất khác (Fuxa, 1987; Fargues et al., 1996) thấy rằng nấm trắng 10 và nấm xanh bị mẫn cảm cao đối với ánh sáng đặc biệt là thành phần tia cực tím của quang phổ (285-315nm). Walstad et al., (1970) đã có những nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên hai loài nấm trắng Beauveria bassiana và nấm xanh Metarhizium anisopliae. Các loài nấm này đòi hỏi 92,5% ẩm độ tương đối và 15-350C nhiệt độ cho sự nảy mầm của bào tử, sự phát triển của sợi nấm và sự hình thành bào tử. Điều kiện tối hảo cho sự nảy mầm của bào tử, sự phát triển sợi nấm và hình thành bào tử ở 100% ẩm độ và 25-30 0C. Theo Vestergaard et al., (1995), nhiệt độ tối hảo cho nấm bất toàn là 20-25 0C, nhưng sự xâm nhiễm và gây bệnh từ 15-300C, lớn hơn 300C sự phát triển của nấm bị giới hạn và ngừng phát triển ở 37 0C. Sợi nấm trắng và nấm xanh có thời gian chết ít hơn 15 phút ở 400C, bào tử nghỉ của nấm có thể chịu được 80 0C trong một giờ hoặc lâu hơn, dưới 4 0C đa số các tế bào nấm còn sống nhưng không phát triển. Bào tử nấm xanh phát triển tốt ở nhiệt độ ôn hòa và ẩm độ cao. Bào tử nấm xanh và nấm trắng nảy mầm ở 94% ẩm độ, tỉ lệ nảy mầm và phát triển sợi nấm tối đa ở ẩm độ 97% - 99% và bị giảm ở 94 – 96%. Nấm xanh phát triển hình thái không bình thường ở 96% ẩm độ. Nước không chỉ cần thiết cho sự nảy mầm mà còn điều chỉnh sự hình thành bào tử trên xác côn trùng (Gillespie and Crawsford, 1986). Theo Phạm Thị Thùy, 2004. Nấm M. anisopliae phát triển tốt trong điều kiện ánh sáng yếu, chỉ cần một lượng ánh sáng nhỏ trong ngày với thời gian 6 – 8 giờ cũng đủ cho nấm phát triển tốt. Ảnh hưởng của loại đất, nhiệt độ và ẩm độ: nhiệt độ đất tối hảo cho sự lưu tồn của nấm phụ thuộc vào dòng nấm, loại đất, ẩm độ đất và sự đối kháng tự nhiên. Cammon and Rath (1994) cho thấy dòng nấm xanh, Metarhizium anisopliae được lây nhiễm ở 50C và tồn tại hai năm. Sự lưu tồn của nấm trong đất bị suy thoái nhanh chóng khi nhiệt độ trên 300C và chết ở 500C. Nhiệt độ và ẩm độ là hai yếu tố quan trọng có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của nấm, kết quả nghiên cứu của Viện bảo vệ thực vật xác định phạm vi nhiệt độ thích hợp cho nấm côn trùng phát triển tốt, phát triển đều trong khoảng 25 – 30 oC, ẩm độ thích hợp trong phạm vi từ 80 – 90% (Phạm Thị Thùy, 2004). Ảnh hưởng của sinh vật đối kháng trong đất lên sự lưu tồn của nấm trắng: ước tính có khoảng 464 loài nấm và sợi men được tìm thấy trong đất (Kendrick and Parkinson, 1990). Shields et al., (1981) đã xác định dung dịch 11 có chứa Penicillium uriticae ức chế sự nảy mầm của bào tử và sự phát triển của sợi nấm trắng. 1.3 Nghiên cứu, ứng dụng nấm xanh trong quản lý sâu hại cây trồng 1.3.1 Ngoài nước Trong nhiều năm qua M. anisopliae và B. bassiana đã được chú trọng nghiên cứu và sử dụng trong việc phòng trừ các loài sâu hại, bao gồm cả sâu hại khoai tây và ngô ở Mỹ (Cambpell et al., 1985; Lewis và Bing, 1991). Ở châu Á, các công trình nghiên cứu và sử dụng nấm ký sinh để phòng trừ sâu, rầy hại lúa (Rombach et al.,1986a; 1986b; 1988; Aguda et al.,1987; 1988). Hiện nay, nhiều nước thế giới như Úc, Brazil, Mỹ, Pháp, Colombia, Venezuela,... đã sản xuất thành công các sản phẩm sinh học từ nấm xanh, Metarhizium anisopliae như Biogreen, Metaquino, Bio-Path, Bio-Blast, Cobican để trừ dịch hại cây trồng (Burges, 1998; Butt và Copping 2000). Xu thế của thế giới hiện nay là tạo ra sản phẩm nông nghiệp sạch, nhất là các loài rau trái, vì vậy các nhà khoa học luôn nghiên cứu và ứng dụng các biện pháp phòng trừ sinh học để thay thế cho thuốc hóa học, nhằm giảm thiểu tối đa lượng thuốc hóa học dùng trong nông nghiệp. Cho đến nay các nhà khoa học trên thế giới vẫn chưa xác định được một loài nấm nào có hiệu lực cao và phổ tác dụng rộng rãi như chủng Metarhizium anisopliae. Nhiều loại nấm trong chi Metarhizium có khả năng diệt côn trùng họ Elateridae và Curculoinidae thuộc bộ cánh cứng Coleoptera, ấu trùng muỗi Aedes aegypti, Anopheles setphensi, Clexpipieus thuộc bộ hai cánh Diptera, bọ xít đen hại lúa mì Scotiphora coarctata thuộc bộ cánh nữa cứng Hemiptera, châu chấu thuộc bộ cánh thẳng Orthoptera, mối thuộc bộ cánh bằng Isoptera (Yasuhisa Kunimi, 2005). Từ năm 1880 – 1886 Metschnhikvo cùng học trò là Isac Craxinstic đã sản xuất thử hàng ngàn kilogram nấm xanh M. anisopliae và ứng dụng ra đồng ruộng, kết quả đạt được sau 10 – 14 ngày phun thì tỷ lệ sâu non và trưởng thành của bọ đầu dài hại củ cải đường chết 55 – 80% (Phạm Thị Thùy, 2004). Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã cho thấy việc sử dụng nấm ký sinh côn trùng một cách hợp lý trong biện pháp phòng trừ tổng hợp đã mang lại hiệu quả khá cao. Tại Malaysia, đã nghiên cứu nấm M. anisopliae để phòng trừ mối đất đạt hiệu quả 64,75% sau 14 ngày. Tại Philippines, đã nghiên cứu sử dụng nấm Metarhizium anisopliae để diệt rầy nâu hại lúa đạt hiệu lực 60% sau 10 ngày. Tại Úc, năm 1991 Milner đã nghiên cứu nấm M. anisopliae để phòng trừ bọ hung hại mía đạt hiệu quả 68%. Tại Nhật Bản, 12 năm 1988 một số nhà khoa học đã sử dụng nấm M. anisopliae để phòng trừ dòi hại rễ củ cải đạt hiệu quả trên 75% sau 10 ngày trong điều kiện nhiệt độ 23 0C và ẩm độ không khí trên 70 % (Phạm Thị Thùy, 2004). Hiện nay đã có ít nhất 40 sản phẩm thuốc trừ sâu vi nấm đã được đăng ký ở nhiều quốc gia Colombia; Nga; Thụy sĩ; Đức; Mỹ; Úc; Mỹ; Nam Phi; Brazil; Anh; Hà Lan; Phần Lan; Na Uy; Đan Mạch; Mexico; Pháp; Nhật Bản; Trung Quốc,… 13 Bảng 1.1 Một số sản phẩm làm từ nấm đã được đăng ký tại một số quốc gia (Nguồn: Shah and Goettel, 1999) Quốc Gia Colombia Thụy sỹ Đức Tên sản phẩm Ago Biocontrol Metarhizium 50 Metarhizium Schweizer® BIO 1020 Hoa Kỳ BioBlast Úc BioGreen Úc BioGreen® Úc BioGreenTM Granules Hoa Kỳ Bio-Path® Hoa Kỳ Biotrol FMA Nam Phi Green Muscle Brazil Metaquino Metarhizium spp Metarhizium anisopliae Côn trùng mục tiêu Bộ: Lepidoptera, Coleoptera, Homoptera, Orthoptera Nhiều loài côn trùng hại Bọ cánh cứng hại nho Metarhizium anisopliae Mối, sâu hại thông, ve, bét Metarhizium flavoviride Metarhizium anisopliae Metarhizium anisopliae isolate F-001 Metarhizium anisopliae Metarhizium anisopliae Metarhizium anisopliae var. acridum isolate IMI 330189 Metarhizium anisopliae Sâu đục thân ngũ cốc Bọ cánh cứng hại ngũ cốc Bọ cánh cứng đỏ Adoryphouse couloni Bọ cánh cứng hại ngũ cốc Loại nấm Metarhizium anisopliae 14 Cây trồng Hoa, rau quả, khoai tây, đồng cỏ,… Đồng cỏ, cây ăn trái, nho, hoa,… Nho Cây lâm nghiệp, ký sinh trùng trên động vật Đồng cỏ Cây lương thực Đồng cỏ Cây lương thực Muỗi Khu vực đầm lây, sông, hồ,… Locustana pardalina và các loài châu chấu Khu vực bảo tồn tự nhiên, đồng cỏ Bọ hung Cây lâm nghiệp 1.3.2 Việt Nam Việt Nam cũng đã có các sản phẩm như Mat của Viện Bảo Vệ Thực Vật – Hà nội, Mat chế từ nấm xanh, Metarhizium anisopliae trừ bọ cánh cứng hại dừa (Thùy và ctv, 2001). Sản phẩm Beauverin của Công ty Trách nhiệm hữu hạn Thương mại-Dịch vụ Thanh Sơn Hóa Nông trừ sâu tơ hại bắp cải, sâu đục quả xoài. Các tác giả thuộc viện công nghệ sinh học, Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia đã có các công trình nghiên cứu và ứng dụng nấm xanh Metarhizium anisopliae để phòng trừ các loài mối hại cây công nghiệp, mối hại cây ăn trái và cây cảnh (Chỉnh và ctv, 2001). Tại Hưng Yên, năm 1993 đã sử dụng M. anisopliae để phòng trừ sâu đo chỉ sau 7 – 10 ngày hiệu quả khoảng 70 – 89%. Tây Ninh và Hòa Bình đã sử dụng M. anisopliae và M. flavoviride của Viện Bảo Vệ Thực Vật năm 1993 – 1998 để phòng trừ và dập tắt dịch châu chấu đạt hiệu quả từ 68,5 – 94% sau 2 – 6 tuần. Ở Hà Nội, Hải Phòng, Thái Nguyên và Hà Tĩnh, năm 2001 đã sử dụng nấm M. anisopliae để phòng trừ các loại sâu hại rau như sâu tơ, sâu ăn tạp, sâu xanh bướm trắng, sâu xanh đục quả…đạt 70 - 90% sau khi phun 7 15 ngày. Tại các tỉnh Tiền Giang, Bạc Liêu đã sử dụng M. anisopliae để phòng trừ rầy nâu, bọ xít, sâu cắn gié đạt hiệu quả cao. Bến Tre và các tỉnh ĐBSCL từ năm 2000 đến nay đã sử dụng M. anisopliae để phòng trị bọ cánh cứng hại dừa đạt hiệu quả từ 75,4 -88,5% sau khi phun 1 - 2 tháng (Phạm Thị Thùy, 2004). Tại các tỉnh Trà Vinh, Sóc Trăng, Viện Nghiên cứu lúa ĐBSCL đã sử dụng nấm xanh M. anisopliae để phòng trừ rầy nâu, bọ xít, sâu ăn lá đạt hiệu quả cao (Nguyễn Thị Lộc, 2006). Trong thời gian 2007 – 2008, bộ môn Bảo vệ thực vật, khoa nông nghiệp & sinh học ứng dụng, trường đại học cần thơ nghiên cứu các đặc tính sinh học và hiệu quả của các chủng nấm xanh M. anisopliae đối với sâu xếp lá hại đậu phộng, đã mang lại một số kết quả khả quan trên vùng đất giồng cát của hai huyện Cầu Ngang và Trà Cú tỉnh Trà Vinh (Trần Văn Hai, 2008). Hiện nay bộ môn bảo vệ thực vật ĐHCT đã nghiên cứu và sản xuất thành công chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ nấm xanh Metarhizium anisopliae (Ma - ĐHCT), phun trị sâu ăn tạp, sâu xanh, sâu đo, rầy mềm, rầy nâu, rệp sáp,… Tại tỉnh Sóc Trăng thời gian qua đã ứng dụng biện pháp sinh học bằng các chế phẩm từ nấm xanh M. anisopliae (Viện lúa ĐBSCL), (công ty Sinh Thành) trong phòng trị rầy nâu hại lúa trên diện rộng đã cho kết quả khả quan (Trần Văn Hai et al., 2009). 15 1.4 Sơ lược về Rầy Nâu chích hút trên ruộng lúa Tên khoa học: Nilaparvata lugens Stal Họ: Delphacidae Bộ: Homoptera 1.4.1 Phân bố Rầy nâu phát triển mạnh nhất là các nước ở đồng bằng nhiệt đới Châu Á như Ấn Độ, Bangladesh, Đài Loan, đảo Solomon, Indonesia, Malaysia, Nhật Bản, Philipines, Thái Lan, Sri-Lanka, Tân Guinea, Triều Tiên, Trung Quốc, Việt Nam… (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). Ở trong nước, rầy nâu đã ghi nhận hiện diện ở hầu hết các tỉnh trồng lúa trên khắp cả nước. 1.4.2 Ký chủ Ký chủ chính của rầy nâu là lúa, ngoài ra rầy nâu còn có thể sống trên một số kí chủ phụ khác như lúa hoang và cỏ. Cỏ gấu, cỏ lồng vực cũng đôi khi bị rầy nâu tấn công nhưng các quần thể rầy nâu này không phát triển được trên cây lúa. Tuy nhiên, lúa ma Oryza minita cũng có thể xem là ký chủ phụ chủ yếu của rầy nâu cần lưu ý ở ĐBSCL (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). 1.4.3 Vòng đời 3-5 ngày 12-14 ngày 5 – 14 ngày Hình 1.4: Sơ đồ vòng đời rầy nâu 16 Vòng đời của rầy nâu gồm 3 giai đoạn: Trứng, ấu trùng và thành trùng, trung bình kéo dài 20-30 ngày (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). 1.4.4 Đặc điểm hình thái Rầy nâu có cơ thể màu vàng nâu, đỉnh đầu nhô ra phía trước. Phần gốc râu có hai đốt nở to, đốt roi râu dài và nhỏ. Cánh trong suốt, giữa cánh sau của mỗi cánh trước có một đốm đen, khi xếp lại hai đốm này chồng lên nhau tạo thành một đốm đen to trên lưng (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). Rầy nâu là loài côn trùng biến thái không hoàn toàn, chu kỳ phát triển trải qua ba giai đoạn: Trứng, ấu trùng và thành trùng (Phạm Văn Lầm, 2006). * Trứng Thành trùng cái của rầy nâu thường đẻ trứng vào ban đêm. Trứng được đẻ trên thân, bẹ lá và gân chính của lá lúa hoặc trên cỏ lồng vực mọc trên ruộng (Phạm Văn Lầm, 2006). Sau khi vũ hóa từ 3-5 ngày, thành trùng cái bắt đầu đẻ trứng bằng cách rạch bẹ lá hoặc gân chính của phiến lá, gần cổ lá. Rầy tập trung đẻ trứng ở gốc lúa, cách mặt nước khoảng 10-15 cm. Trứng được đẻ theo hàng, mỗi hàng từ 8-30 trứng. Trứng rầy nâu hình hạt gạo, hình trụ dài, cong một đầu thon dài từ 0.3-0.4 mm, mới đẻ có màu trắng, sắp nở có màu vàng. Phía trên trứng có bộ phận che lại gọi là nắp trứng. Thời gian ủ trứng từ 5-14 ngày (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). * Ấu trùng Ấu trùng rầy nâu hay còn được gọi là rầy cám, khi mới nở rất nhỏ, màu trắng sữa, càng lớn rầy chuyển màu vàng nhạt, rầy cám lột xác 5 lần (5 tuổi) kéo dài từ 12 – 14 ngày. Mỗi tuổi kéo dài từ 2 – 3 ngày (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). Theo Phạm Văn Lầm (2006) thì đặc điểm hình thái cơ bản các tuổi của ấu trùng rầy nâu như sau: Rầy nâu tuổi 1: màu đen xám, có đường thẳng trên lề ngực sau, thân dài khoảng 1,1 mm. Rầy nâu tuổi 2: màu vàng nhạt, lề ngực sau lõm ra phía trước, thân dài khoảng 1,5 mm. Rầy nâu tuổi 3: màu nâu vàng lẫn lộn, có mầm cánh rõ, thân dài khoảng 2,0 mm. Rầy nâu tuổi 4: màu nâu vàng lẫn lộn, mầm cánh sau nhọn, thân dài khoảng 2,4 mm. Rầy nâu tuổi 5: màu nâu vàng lẫn lộn, mầm cánh trước dài hơn mầm cánh sau, thân dài khoảng 3,2 mm. 17 Ấu trùng của rầy nâu tuổi lớn rất giống thành trùng cánh ngắn nhưng cánh ngắn hơn và đục, trong khi cánh của thành trùng cánh ngắn thì trong suốt và các gân màu đậm (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). * Thành trùng Rầy trưởng thành có hai dạng cánh dài và cánh ngắn. Dạng cánh dài: Con cái dài 4-5 mm (kể cả cánh). Mặt bụng màu nâu vàng, đỉnh đầu nhô ra phía trước. Phần gốc râu có hai đốt phình to, đốt roi râu dài nhỏ, nhiều đốm, bụng rộng, phía cuối dạng rãnh. Con đực dài 3,6-4 mm (kể cả cánh). Đa số có màu nâu tối, bé, gầy hơn con cái, cuối bụng dạng loa kèn. Dạng cánh ngắn: Con cái dài 3,5-4 mm, thô lớn. Cánh trước kéo dài đến giữa đốt bụng thứ 6 bằng 1/2 chiều dài cánh trước của dạng cánh dài. Con đực dài 2-2,5 mm, gầy, đa số màu nâu đen, cánh trước kéo dài tới 2/3 chiều dài của bụng (Nguyễn Đức Khiêm, 2006). Sự xuất hiện rầy dạng cánh dài và cánh ngắn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, ẩm độ và chất dinh dưỡng. Nhiệt độ thấp, ẩm độ cao, thức ăn phong phú thì xuất hiện dạng cánh ngắn nhiều, và ngược lại thì xuất hiện dạng cánh dài nhiều. Dạng cánh ngắn có thời gian sống dài, tỷ lệ cái/đực cao, đẻ trứng sớm, số lượng trứng cao hơn so với rầy cánh dài. Vì thế, khi rầy cánh ngắn xuất hiện nhiều thì dễ xảy ra hiện tượng cháy rầy (Nguyễn Đức Khiêm, 2006). Rầy cánh dài có thể đẻ khoảng 100 trứng, và rầy cái cánh ngắn có thể đẻ từ 300-400 trứng. Trong điều kiện thích hợp, một rầy cái có thể đẻ đến cả ngàn trứng (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). Sự thay đổi tỷ lệ giữa 2 loại trong quá trình phát triển của cây lúa như sau: Đầu vụ 90-100% cánh dài; bắt đầu đẻ nhánh 15-20% cánh ngắn; ngậm sữa 70-80% cánh ngắn và tới khi lúa chín tỷ lệ cánh ngắn chỉ còn 20-25% (Nguyễn Đức Khiêm, 2006). 1.4.5 Tập quán sinh sống và cách gây hại Thành trùng rầy cánh dài bị thu hút mạnh bởi ánh sáng đèn. Chúng thường vào đèn vào những lúc trăng tròn, và nhiều nhất khoảng từ 8-11 giờ đêm. Rầy cánh dài có thể di chuyển rất xa, có thể lên đến hàng trăm cây số. Đây là một đặc tính quan trọng, vì từ việc khảo sát mật số rầy vào đèn ta có thể đưa ra những dự tính, dự báo kịp thời. Cả ấu trùng và thành trùng rầy nâu đều thích sống dưới gốc lúa và có tập quán bò quanh thân cây lúa hoặc nhảy xuống nước hoặc nhảy lên tán lá để lẫn tránh khi bị khuấy động. Rầy nâu thích tấn công cây lúa còn nhỏ, nhưng nếu 18 mật số cao có thể gây hại hầu hết các giai đoạn tăng trưởng của cây lúa (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). Lúa đẻ nhánh: Rầy chích hút ở bẹ tạo thành những sọc màu nâu đậm dọc theo thân do nấm và vi khuẩn tấn công tiếp theo. Lúa từ làm đòng đến trổ: Rầy thường tập trung chích ở cuống đòng non. Lúa chín: Rầy tập trung lên thân ở phần non mềm. Rầy nâu chích hút cây lúa bằng cách cho vòi chích hút vào bó libe để hút nhựa. Trong khi hút, rầy tiết nước bọt phân hủy mô cây, tạo thành một bao xung quanh vòi chích hút, cản trở sự di chuyển của nhựa nguyên và nước lên phần trên của cây lúa, làm cây lúa bị khô héo và gây nên hiện tượng “cháy rầy” (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). Ngoài ảnh hưởng trực tiếp trên, rầy nâu còn gây hại gián tiếp cho cây lúa như: Mô cây tại các vết chích hút hay đẻ trứng của rầy lên thân cây lúa bị hư do sự xâm nhập của một số loài nấm và vi khuẩn. Phân rầy tiết ra có chất đường thu hút nấm đen tới bám quanh gốc lúa cản trở quang hợp, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa. Ngoài ra, rầy nâu còn là môi giới truyền bệnh các bệnh nguy hiểm cho lúa như: bệnh lúa cỏ, vàng lùn và lùn xoắn lá… 1.4.6 Các biện pháp phòng trừ rầy nâu Biện pháp canh tác: Phát sạch gốc rạ, vùi chôn lúa còn sót lại và đốt đồng ngay sau khi thu hoạch không để lúa chét phát triển. Để ngừa bệnh lùn xoắn lá, cần nhổ bỏ các bụi lúa bị bệnh để không còn nguồn bệnh trên đồng ruộng. Sử dụng nhiều giống lúa có tính kháng rầy có thể tránh tình trạng rầy quen thức ăn và để tránh áp lực khi rầy bộc phát. Sạ lúa đồng loạt, tránh mùa vụ gối đầu nhau làm lúa hiện diện liên tục trên đồng ruộng. Không nên sạ hay cấy quá dày. Nên bón phân đúng liều lượng cho nhu cầu của cây lúa. Bón đúng lúc và cân đối giữa các loại phân đạm, lân và kali. Tránh bón nhiều và dư đạm, nhất là ở giai đoạn cuối của cây lúa (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2004). Biện pháp sinh học: Cho vịt con từ 4-5 tuần tuổi vào ruộng lúa, từ 100-150 con/ha. Hoặc thả cá như rô phi, mè vinh vào ruộng lúa cũng có thể làm giảm mật số rầy nâu. 19 Bảo vệ và tạo điều kiện thuận lợi cho các loài thiên địch của rầy nâu cư trú và phát triển. Theo Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen (2004) thì rầy nâu có các loài thiên địch chính như sau: Bọ rùa: Có nhiều loại bọ rùa tấn công rầy nâu. Mỗi ngày một con bọ rùa (cả ấu trùng và thành trùng) có thể ăn 5-10 con rầy nâu. Kiến ba khoang: Có 2 loại kiến ba khoang thường gặp trên ruộng lúa là Paederus fuscipes (Cutis) thuộc họ Staphylinidae và Ophionea indica (Schmitd – Goebel) thuộc họ Carabidae. Một con kiến ba khoang có thể ăn từ 3-7 con rầy nâu/ngày. Bọ xít nước: Có 2 loại bọ xít nước thường xuất hiện trên ruộng lúa là Microvelia atrolineata Bergroth, họ Veliidae và Mesovelia sp., họ Mesoveliidae. Bọ xít nước hút chất dịch bên trong cơ thể rầy nâu (ăn từ 4-7 con rầy nâu/ngày). Bọ xít mù xanh: có tên khoa học là Cyrtohinus lividipennis Reuter, họ Miridae, bộ Hemiptera. Ấu trùng và thành trùng của Bọ xít mù xanh chủ yếu tấn công trứng rầy nâu. Thành trùng bọ xít còn săn bắt cả ấu trùng và thành trùng của rầy nâu để ăn. Một Bọ xít mù xanh ăn từ 4-7 con rầy nâu/ngày. Các loại nhện: Phổ biến là loài Pardosa pseudoanmulata (Boesenberg – Strand) có thể ăn từ 5-15 rầy nâu/ngày. Các loại ký sinh: Có nhiều loại ong ký sinh đẻ trứng vào trứng, ấu trùng và thành trùng rầy nâu. Khả năng ký sinh của từng loại khác nhau, có loài chỉ ký sinh từ 2-8 trứng rầy trong ngày, có loài lên đến từ 15-30 trứng/ngày. Các loại vi sinh vật: trong thiên nhiên có nhiều loài nấm, vi khuẩn hoặc virus có thể gây chết cho rầy nâu với tỷ lệ đáng kể, tùy mùa vụ tỷ lệ này có thể lên đến 30%. Ba loài thường gặp phổ biến trên đồng ruộng là: M. anisopliae, Hirsutella sp., Beauveria bassiana. Biện pháp hóa học: Biện pháp hóa học là biện pháp duy nhất dùng để dập dịch rầy nâu bùng phát với số lượng lớn. Khi phát hiện trên ruộng lúa có nhiều rầy nhỏ li ti màu trắng là tuổi 1 và 2 thì không nên phun thuốc ngay mà phải chờ con rầy đầu tiên qua tuổi 3, nghĩa là đảm bảo các ổ trứng của một thế hệ rầy đã nở hết mới phun thuốc thì tất cả rầy mới đều chết. Nhưng nếu phun thuốc trễ vào giai đoạn rầy ở tuổi 45 thì lúc đó rầy đã lớn và tính kháng thuốc sẽ cao hơn rầy còn nhỏ. Ưu tiên dùng thuốc đặc hiệu, ít độc cho thiên địch, hạn chế sử dụng thuốc có phổ tác động rộng (Phạm Văn Lầm, 2006). 20