Tóm tắt Luận án - Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của bọ xít xanh nezara viridula (linnaeus) ở vùng đồng bằng Nghệ An

S.TS. TRƢƠNG XUÂN LAM Phản biện 1: GS. TS. Nguyễn Viết Tùng Phản biện 2: PGS. TS. Bùi Minh Hồng Phản biện 3: PGS. TS. Khuất Đăng Long Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật Vào hồi 9 giờ, ngày 8 tháng 6 năm 2016 3 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Trần Ngọc Lân, Thái Thị Ngọc Lam, Nguyễn Thị Ngọc, Phạm Bình Quyền, 2011. Tính đa hình của bọ xít xanh Nezara viridula L. trên cây ngô và lúa, vụ xuân năm 2010 ở vùng đồng bằng Nghệ An. Báo cáo khoa học Hội nghị côn trùng học quốc gia lần thứ VII, Nxb. Nông Nghiệp, trang 130-141. 2. Thái Thị Ngọc Lam, Trần Ngọc Lân, Trương Xuân Lam, 2011. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và sinh học, sinh thái của bọ xít xanh Nezara viridula L. (Hemiptera: Pentatomidae). Báo cáo khoa học Hội nghị khoa học toàn quốc về Sinh thái và Tài nguyên sinh vật lần thứ IV, Nxb. Nông nghiệp, trang 1733-1738. 3. Thái Thị Ngọc Lam, Trần Ngọc Lân, Trương Xuân Lam, 2013. Diễn biến mật độ và tỷ lệ các kiểu hình thái của loài bọ xít xanh Nezara viridula L. trên một số cây trồng ở tỉnh Nghệ An. Báo cáo khoa học Hội nghị khoa học toàn quốc về Sinh thái và Tài nguyên sinh vật lần thứ V, NXB Nông nghiệp, trang 1421-1426. 4. Thái Thị Ngọc Lam, Nguyễn Thị Thanh, Trần Thị Linh, 2013. Thử nghiệm sử dụng nấm Isaria javanica (Frider. & Bally) Samsom & Hywel- Jones, lá na (Annoma squamosa L.) và hoa cúc (Chrysanthemum sp.) trừ bọ xít xanh (Nezara viridula L.) hại đậu tương. Tạp chí Khoa học trường ĐH Vinh, số 4A, tập 42, trang 66-73. 5. Thái Thị Ngọc Lam, Nguyễn Hữu Chiến, Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Sỹ Tính, 2014. Tập tính sinh học và chu kỳ mùa của bọ xít xanh Nezara viridula L. (Heteroptera: Pentatomidae) tại đồng bằng Nghệ An, Báo cáo khoa học Hội nghị côn trùng học quốc gia lần thứ VIII, Nxb. Nông Nghiệp, trang 435-442. 6. Thái Thị Ngọc Lam, Trần Ngọc Lân, Trương Xuân Lam, 2014. Ảnh hưởng của thức ăn đến sự phát sinh và phát triển của bọ xít xanh Nezara viridula L. (Heteroptera:Pentatomidae), Báo cáo khoa học Hội nghị côn trùng học quốc gia lần thứ VIII, Nxb. Nông nghiệp, trang 443- 448. 7. Thai Thi Ngoc Lam, Truong Xuan Lam and Tran Ngoc Lan, 2015. Polymorphism of the Southern Green Stink Bug Nezara viridula Linnaeus, 1758 (Hemiptera: Pentatomidae) In Vietnam. Biological Forum – An International Journal 7(2): 276-281. 4 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Bọ xít xanh Nezara viridula (Linnaeus) là loài đa thực, chúng gây hại trên 150 loài cây trồng thuộc 30 họ của cây hai lá mầm và cây một lá mầm, đặc biệt trên các cây họ đậu (Oho and Kiritani, 1960; Panizzi et al., 2000; Panizzi, 1997; Todd, 1989; Wallace et al., 1965). Ở Nghệ An, cây lúa, ngô và vừng là các cây trồng chính ở vùng đồng bằng. Bọ xít xanh (N. viridula) là một những loài bọ xít gây hại phổ biến trên các cây trồng này. Chúng chích hút nhựa, chích hút quả, làm cho cây sinh trưởng kém, vàng lá, hạt lép lửng. Ngoài ra, chúng còn chích hút hoa, quả, chồi non nhiều loại cây trồng nông nghiệp khác như cây lạc, cây khoai tây, cây đậu tương, cây đậu đỗ, Bọ xít xanh có tính đa hình về màu sắc của trưởng thành, đã thu hút nhiều sự chú ý của của nhiều nhà khoa học trên thế giới. Vì vậy, các nghiên cứu về bọ xít xanh tương đối đầy đủ và hệ thống với 12 kiểu hình đã được ghi nhận (Esquivel et al., 2015; Hokkanen, 1986; Kiritani, 1970; Ohno and Alam, 1992; Yukawa and Kiritani, 1965). Với khả năng phân bố rộng và gây hại trên nhiều loài cây trồng, bọ xít xanh là đối tượng rất quen thuộc đối với các nhà khoa học và người dân ở nước ta. Tuy nhiên sự quan tâm nghiên cứu nó rất khiêm tốn. Các nghiên cứu chỉ dừng lại ở các thông tin sơ bộ về đặc điểm sinh học và khả năng gây hại của chúng (Nguyễn Văn Huỳnh và Lê Thị Sen, 2003). Hay được nhắc đến trong các danh lục các loài bọ xít gây hại trên một số cây trồng chính (Phạm Văn Lầm, 2013). Điều đáng tiếc là đã có sự nhầm lẫn trong định loại khi coi N. smaragdula (bọ xít xanh), N. torquata (bọ xít xanh vai vàng) là hai loài thuộc giống Nezara, tuy nhiên chúng là các kiểu hình khác nhau của một loài N. viridula, trong đó kiểu hình G (được mô tả như là N. viridula f. smaragdula), kiểu hình O (được mô tả như là N. viridula f. torquata) (Ohno and Alam, 1992). Để phòng trừ sâu hại nói chung và bọ xít xanh nói riêng cho đến nay người nông dân chủ yếu sử dụng biện pháp hóa học. Việc lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật đã gây tác hại nghiêm trọng như phá vỡ cân bằng hệ sinh thái, tiêu diệt thiên địch, gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Mục tiêu của chúng ta hiện nay là xây dựng một nền nông nghiệp bền vững, đảm bảo cho hệ sinh thái ổn định lâu dài. Do đó, sự phát triển và thực hiện hệ thống biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) đang là mối quan tâm ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Biện pháp sinh học được xem là cốt lõi trong quản lý dịch hại tổng hợp do vậy việc sử dụng các tác nhân sinh học để phòng trừ bọ xít xanh đang là giải pháp có hiệu quả và thân thiện môi trường. Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của bọ xít xanh Nezara viridula (Linnaeus) ở vùng đồng bằng Nghệ An”. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Bổ sung các dẫn liệu khoa học về đặc điểm sinh học và sinh thái học của loài bọ xít xanh ở vùng đồng bằng tỉnh Nghệ An đặc biệt là tính đa hình, hiện tượng trú đông, sự luân chuyển theo mùa. Bổ sung các dẫn liệu bước đầu về thành phần thiên địch và sử dụng chế phẩm nấm Isaria javanica, thuốc thảo mộc từ lá na và hoa cúc phòng chống bọ xít xanh. 3. Mục đích nghiên cứu Cung cấp thêm các dẫn liệu khoa học có hệ thống về sinh học, sinh thái học và đặc biệt là hiện tượng trú đông của bọ xít xanh trong điều kiện vùng đồng bằng Nghệ An để góp phần trong công tác dự tính, dự báo và kiểm soát bọ xít xanh trên đồng ruộng. 4. Đóng góp mới của luận án 5 - Lần đầu tiên đưa ra dẫn liệu về tính đa hình của bọ xít xanh, đã ghi nhận ở đồng bằng Nghệ An có 10 kiểu hình gồm G, O, F, GY, GO, R, B, C, OR và Y, trong đó G và O là hai kiểu hình phổ biến nhất. - Cung cấp số liệu làm sáng tỏ thêm rằng N. smaragdula, N. torquata không phải là hai loài thuộc giống Nezara, mà chúng là các kiểu hình khác nhau của một loài N. viridula, trong đó kiểu hình G (được mô tả như là N. viridula f. smaragdula), kiểu hình O (được mô tả như là N. viridula f. torquata) ở Việt Nam. - Bổ sung các dẫn liệu về đặc điểm sinh học, sinh thái của bọ xít xanh N. viridula ở Việt Nam. - Lần đầu tiên cung cấp các dẫn liệu bước đầu về biểu hiện trú đông như sự chuyển màu, sự thay đổi bên trong cơ quan sinh dục...và sự luân chuyển theo mùa của bọ xít xanh ở Việt Nam. 5. Cấu trúc của luận án Luận án gồm 127 trang đánh máy khổ A4 với phần mở đầu 3 trang; Chương 1. Cơ sở khoa học và tổng quan tài liệu 28 trang; Chương 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 11 trang; Chương 3. Kết quả nghiên cứu và Thảo luận 83 trang; Kết luận và Kiến nghị 2 trang. Luận án tham khảo 153 tài liệu với 23 tài liệu tiếng Việt và 130 tài liệu tiếng Anh. Ngoài ra luận án có Danh mục các công trình đã công bố liên quan đến luận án và phần phụ lục đi kèm. Chƣơng 1. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Tính đa hình của côn trùng gây hại có liên quan với việc nhận biết đối tượng gây hại và gắn liền với biện pháp phòng trừ, mỗi kiểu hình có thể sẽ phản ứng với điều kiện sinh thái khác nhau (cây trồng, mùa vụ, vùng địa lý sinh thái) và có thể mỗi kiểu hình phản ứng khác nhau với từng biện pháp phòng trừ trong hoàn cảnh cụ thể. Cho nên để biện pháp phòng trừ có hiệu quả trong hoàn cảnh cụ thể thì việc nghiên cứu xác định các kiểu hình của một loài côn trùng gây hại, như bọ xít xanh N. viridula là có ý nghĩa thực tiễn. Để phòng trừ bọ xít xanh (N. viridula) gây hại cần phải dựa trên cơ sở kiến thức về sinh học, sinh thái của loài gây hại. Hiểu biết về đặc điểm sinh học, sinh thái của bọ xít xanh là cơ sở để dự tính dự báo sự xuất hiện và gây hại cây trồng của loài. Nghiên cứu đặc điểm sinh sản (sự phát triển của buồng trứng, sự thay đổi sản phẩm sinh dục) của côn trùng là cơ sở để xác định thời kỳ sinh sản của một cá thể hoặc một quần thể, đặc biệt ở những loài có hiện tượng trú đông trong chu kỳ phát triển của chúng. Hiện tượng trú đông của côn trùng chịu tác động của các yếu tố vật lý theo mùa. Khi biết được sinh cảnh, thời gian trú đông của bọ xít xanh, thì tốt nhất là tìm diệt nơi ẩn náu của chúng trong mùa đông lúc chưa gieo trồng đảm bảo kinh tế và hiệu quả. Sản xuất nông nghiệp đang hướng tới sự phát triển bền vững trong đó đề cao vai trò của biện pháp sinh học. Thiên địch là yếu tố quan trọng trong điều hòa mật độ sâu hại trên đồng ruộng (Phạm Bình Quyền, 1994). Nấm ký sinh côn trùng Isaria javanica thuộc chi Isaria là loại nấm phát triển nhanh, có số lượng bào tử nhiều, dễ phân lập và đã được sử dụng trong phòng trừ sinh học đối với rệp phấn trắng hại khoai lang (Cabanillas and Jones, 2009), rệp xám hại cải và sâu khoang (Nguyễn Thị Thanh và nnk., 2011). Lá na có chứa ancaloit vô định hình, hoa cúc có chứa Pyrethrin có độ độc cao, được sử dụng để phòng trừ các loại côn trùng gây hại như rệp, rầy nâu, châu chấu, bọ xít xanh, ruồi nhà (Jewel, 2003). Sử dung tác nhân như chế phẩm nấm kí sinh côn trùng Isaria javanica đảm bảo tính hiệu quả và thân thiện với môi trường. Chế phẩm thảo mộc từ lá na (Annona squamosa), 6 hoa cúc (Chrysanthemum indicum) sử dụng phòng chống bọ xít xanh là những dẫn liệu cơ sở trong kiểm soát chúng trên đồng ruộng. 1.2. Tổng quan tài liệu 1.2.1. Tình hình nghiên cứu bọ xít xanh N. viridula trên thế giới 1.2.1.1. Nghiên cứu tính đa hình và sự thay đổi các kiểu hình của bọ xít xanh Trên thế giới đã tìm thấy bọ xít xanh có 12 kiểu hình màu sắc (G, O, Y, B, C, F, R, OR, OY, GY, OG và FR), nhưng cho đến nay chưa có công trình nghiên cứu về tính đa hình của loài bọ xít xanh tại Việt Nam. 1.2.1.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của bọ xít xanh Thời gian phát triển của thiếu trùng bọ xít xanh có xu hướng rút ngắn khi tăng nhiệt độ và kéo dài thời gian chiếu sáng (Ali et al., 1983; Ali and Ewiess, 1977; Cividanes and Parra, 1994). Theo Fortes et al., (2006) khi nuôi bọ xít xanh ở các chế độ ăn nhân tạo gồm với mầm lúa mì, protein đậu tương, dextrosol, tinh bột khoai tây, dầu sucrose, cellulose, đậu tương, dầu hướng dương nuôi trong điều kiện nhiệt độ (25 ± 1° C), RH (60 ± 10%), và thời gian chiếu sáng (14hL) cho thấy: Chế độ ăn có chứa dầu hướng dương là thích hợp nhất cho N. viridula sinh trưởng, phát triển. 1.2.1.3. Nghiên cứu sự phát triển theo mùa, hiện tƣợng trú đông và biến động số lƣợng của bọ xít xanh Hiện tượng trú đông của bọ xít xanh được nghiên cứu có hệ thống với sự mô tả các đặc điểm của bọ xít trong giai đoạn trú đông; tác động của nhiệt độ và quang chu kỳ đến hiện tượng này; mối liên hệ giữa hiện tượng trú đông và các loài kí sinh; đặc biệt là sự phát triển của tuyến sinh dục có liên quan đến hiện tượng trú đông. Các nghiên cứu đã xác định được nhiệt độ và quang chu kỳ đối với bọ xít xanh bước vào trú đông tại Nhật Bản. 1.2.1.4. Nghiên cứu biện pháp phòng chống bọ xít xanh Biện pháp phòng trừ bọ xít xanh trên thế giới đã được quan tâm nghiên cứu. Và các nghiên cứu này chỉ tập trung sử dụng thiên địch, cây bẫy, IPM để phòng chống. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu bọ xít xanh N. viridula ở Việt Nam Cho đến nay, ở Việt Nam nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái bọ xít xanh chưa có tính hệ thống. Các nghiên cứu chỉ dừng lại điều tra thành phần loài bọ xít có hại trong đó có bọ xít xanh. Tính đa hình, hiện tượng trú đông, chu kỳ mùa chưa được quan tâm nghiên cứu. Biện pháp phòng trừ bọ xít xanh chủ yếu đề cập đến biện pháp hóa học và chưa có dẫn liệu nào về biện pháp sinh học. 1.3. Những vấn đề cần nghiên cứu và giải quyết 1.3.1. Những vấn đề cần nghiên cứu và giải quyết Mặc dù rất phổ biến trên nhiều cây trồng, tuy nhiên các nghiên cứu về bọ xít xanh ở Việt Nam rất hạn chế. Do đó, cần tiếp tục nghiên cứu một cách có hệ thống về loài này bao gồm: - Nghiên cứu đầy đủ, có hệ thống các đặc điểm sinh học, sinh thái của bọ xít xanh hại cây trồng. - Nghiên cứu tính đa hình của bọ xít xanh. - Nghiên cứu hiện tượng trú đông của bọ xít xanh. - Nghiên cứu chu kỳ mùa của bọ xít xanh - Nghiên cứu côn trùng ăn thịt, côn trùng ký sinh trứng và khả năng sử dụng chúng trong phòng trừ bọ xít xanh. - Đánh giá hiệu quả phòng trừ bọ xít xanh ngoài đồng ruộng đặc biệt là biện pháp sinh học để khuyến cáo người dân phòng trừ đạt hiệu quả kinh tế và môi trường. 7 1.3.2. Những vấn đề mà đề tài tập trung nghiên cứu - Nghiên cứu tính đa hình về hình thái và sự thay đổi các kiểu hình của bọ xít xanh ở đồng bằng Nghệ An - Nghiên cứu đặc điểm sinh học và sinh thái học của bọ xít xanh. - Nghiên cứu sự phát triển theo mùa, hiện tượng trú đông và diễn biến số lượng của bọ xít xanh - Đề xuất biện pháp phòng chống bọ xít xanh. 1.4. Một số đặc điểm chính về địa hình và khí hậu tỉnh Nghệ An Nghệ An nằm ở phía Đông Bắc của dãy Trường Sơn, có độ dốc thoải dần từ Tây Bắc đến Đông Nam, có toạ độ địa lý từ 18o35' – 19o30' vĩ độ Bắc và 103o52' – 105o42' kinh độ Đông. Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa mang tính chuyển tiếp của khí hậu miền Bắc và miền Nam. Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Thời gian nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu từ năm 2010 đến năm 2015 Địa điểm nghiên cứu - Phòng thí nghiệm Sinh thái côn trùng nông nghiệp, Khoa Nông Lâm Ngư, trường Đạ - Trại thực nghiệm Nông học, Khoa Nông Lâm Ngư, trường Đại học Vinh. - Tiến hành thu mẫu tại các huyện Nghi Lộc, Hưng Nguyên, Nam Đàn, Diễn Châu, Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An. 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Bọ xít xanh (N. viridula L.), họ Pentatomidae, bộ Heteroptera. - Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái học và đề xuất một số biện pháp phòng chống bọ xít xanh. 2.3. Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu - Lá na (Annona squamosa), hoa cúc (Chrysanthemum indicum) - Chế phẩm nấm Isaria javanica (Frider. & Bally) Samsom & Hywel-Jones (Nguồn khoa Nông Lâm Ngư, trường Đại học Vinh, với mật độ bào tử đạt 108bt/ml). - Cây trồng nông nghiệp: Cây lương thực (lúa, ngô), cây công nghiệp ngắn ngày (lạc, vừng, đậu tương). Dụng cụ thí nghiệm Vợt côn trùng (đường kính 40 cm, chiều dài 1-1,2m); Lọ nhựa nuôi bọ xít xanh (đường kính 15-20 cm, cao 20-25cm); vải màn thông khí, bông giữ ẩm; Lưới mắt dày để làm thí nghiệm phòng trừ; kính hiển vi soi nổi, kính lúp cầm tay; Tủ định ôn Binder điều chỉnh được nhiệt độ. Nhiệt kế, ẩm kế, ống nghiệm, tủ sấy, cồn 70 độ; Sổ ghi chép số liệu thí nghiệm và số liệu điều tra; phiếu điều tra ngoài đồng ruộng, phiếu theo dõi đặc điểm sinh học, sinh thái bọ xít xanh trong phòng thí nghiệm. Máy ảnh kỹ thuật số Panasonic 14.0. 2.4. Nội dung nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu các nội dung sau: (1) Nghiên cứu tính đa hình và sự thay đổi các kiểu hình của bọ xít xanh N. viridula ở vùng đồng bằng tỉnh Nghệ An (2) Đặc điểm sinh học và sinh thái học của bọ xít xanh N. viridula (3) Nghiên cứu sự phát triển theo mùa, hiện tượng trú đông và diễn biến số lượng của bọ xít xanh N. viridula ở Nghệ An (4) Đề xuất biện pháp phòng chống bọ xít xanh N. viridula 8 2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.5.1. Phƣơng pháp nghiên cứu tính đa hình và sự thay đổi các kiểu hình của bọ xít xanh N. viridula 2.5.1.1. Phƣơng pháp nghiên cứu tính đa hình, sự phân bố và mối quan hệ giữa mật độ và tỷ lệ kiểu hình bọ xít xanh trên một số cây trồng Phân tích xác định các kiểu hình màu sắc của bọ xít xanh (N. viridula) (12 kiểu hình) theo Follett et al., (2007), Kiritani (1970), Ohno and Alam (1992), Vivan and Panizzi (2002). Xác định tỷ lệ kiểu hình phân bố trên các loại cây trồng. Phân tích mối quan hệ giữa mật độ bọ xít xanh, giai đoạn sinh trưởng của cây trồng đến tỷ lệ kiểu hình G và O. 2.5.1.2. Phƣơng pháp nghiên cứu sự thay đổi các kiểu hình của bọ xít xanh * Thí nghiệm 1.1. Phƣơng pháp nghiên cứu mối liên quan giữa kiểu hình của bố mẹ với màu sắc của thế hệ con Thu bắt thiếu trùng tuổi 4 và 5 ở ngoài đồng ruộng và tiến hành nuôi để thu trưởng thành có kiểu hình G và O. Các trưởng thành thu được tiến hành giao phối ngẫu nhiên. Lựa chọn các cặp đôi có kiểu hình GxG và GxO (cái x đực), với 20 cặp cho mỗi dạng bố mẹ. Nuôi bọ xít xanh N. viridula trong điều kiện phòng thí nghiệm (nhiệt độ 23,8 – 35,6oC, ẩm độ 60-85%) theo từng cặp (1 đực, 1 cái) và theo nhóm cá thể. Bọ xít xanh được nuôi trong lọ nhựa sạch đường kính từ 15 - 20cm, cao 15 - 25cm; có bông giữ ẩm; đậy vải màn để thông khí. Sử dụng thức ăn là: quả đậu cove tươi. Mỗi lọ đều có ký hiệu riêng, với phiếu theo dõi tương ứng với hai dạng bố mẹ khác nhau. Số lượng cá thể theo dõi ở các pha từ 50-100 cá thể. Theo dõi màu sắc của thế hệ con: tỷ lệ màu thiếu trùng tuổi 4, tuổi 5 và trưởng thành. *Thí nghiệm 1.2. Phƣơng pháp nghiên cứu mối liên quan màu sắc qua các thế hệ nuôi Các trưởng thành thu được ở thế hệ con của các cặp bố mẹ GxG và GxO ở thí nghiệm 1.1 tiến hành cho giao phối ngẫu nhiên và tiếp tục theo dõi đến thế hệ thứ 3. Các điều kiện nuôi tương tự thí nghiệm 1.1. Thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp của Johnson (1984) và Kiritani (1970). 2.5.2. Phƣơng pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học và sinh thái học của bọ xít xanh N. viridula * Thí nghiệm 2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu tập tính, thời gian phát dục, vòng đời và tổng nhiệt hữu hiệu, các chỉ số sinh học Thu bắt thiếu trùng tuổi 4 và 5 ở ngoài đồng ruộng và tiến hành nuôi để thu trưởng thành. Các trưởng thành thu được tiến hành giao phối ngẫu nhiên. Lựa chọn 10 cặp GxG cho mỗi điều kiện nuôi. Nuôi bọ xít xanh N. viridula trong điều kiện phòng thí nghiệm (23,8 – 35,6oC; 60-85%) và tủ định ôn (25oC; 57-60% và 30oC; 57-60%). Phương pháp nuôi tương tự như thí nghiệm 1.1. Theo dõi tập tính giao phối đẻ trứng, cách sắp xếp các dạng ổ trứng, tập tính quần tụ của thiếu trùng và hành vi ăn thịt đồng loại của bọ xít xanh bằng cách ghi chép thời gian diễn ra, mô tả hành vi và chụp ảnh. Xác định thời gian phát dục các pha: Trứng, thiếu trùng và trưởng thành. Ở điều kiện tủ định ôn (25oC và 30oC) xác định tổng nhiệt hữu hiệu và nhiệt độ khởi điểm phát dục theo công thức tính của Sanderson and Pears (1917), Blunk (1923) (Dẫn theo Nguyễn Viết Tùng, 2006). Công thức: K = Xn (tn – t0) Trong đó: K: Tổng nhiệt hữu hiệu tn: Nhiệt độ môi trường t0: Nhiệt độ khởi điểm Xn: Thời gian phát triển. 9 Các chỉ số sinh học cơ bản được xác định ở điều kiện nuôi (30oC; 59,02%) và dựa trên các công thức sau: Tỷ lệ gia tăng tự nhiên r của bọ xít xanh bao gồm đánh giá tổng hợp tốc độ sinh sản, tốc độ phát triển, tỷ lệ giới tính, tỷ lệ sống tự nhiên được tính theo Birch (1948); Pielow (1977); Laing (1969) (Dẫn theo Nguyễn Văn Đĩnh, 1992). * Thí nghiệm 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu hoạt động sinh sản và tỷ lệ sống của bọ xít xanh với các cặp bố mẹ và các thế hệ nuôi khác nhau Phương pháp nuôi với các cặp bố mẹ khác nhau được tiến hành tương tự như thí nghiệm 1.1 và nuôi với các thế hệ khác nhau tương tự thí nghiệm 1.2. Các chỉ tiêu theo dõi: Vị trí đẻ trứng, số lần giao phối, thời gian giao phối, số ổ/ cái, số trứng/cái, số trứng/ổ, tỷ lệ giới tính và mối tương quan giữa số lần cặp đôi với số trứng/cái. * Thí nghiệm 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ, độ ẩm đến sức sinh sản và tỷ lệ sống sót của bọ xít xanh Phương pháp nuôi với các điều kiện nhiệt độ và ẩm độ khác nhau được tiến hành tương tự như thí nghiệm 2.1. Các chỉ tiêu theo dõi: Vị trí đẻ trứng, số lần giao phối, thời gian giao phối, số ổ/ cái, số trứng/cái, số trứng/ổ, tỷ lệ sống sót qua các pha của bọ xít xanh. * Thí nghiệm 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian chiếu sáng đến sinh trƣởng và phát triển của bọ xít xanh Nuôi bọ xít xanh từ pha trứng (thu từ các cặp GxG) ở điều kiện 30oC; 57-60% với các thời gian chiếu sáng khác nhau: 8hL:16hD;10hL:14hD;12hL:12hD; 14hL:10hD;16hL:8hD (L:Light; D:Dark). Bố trí thí nghiệm theo phương pháp của Vivan và Panizzi (2005). * Thí nghiệm 2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của thức ăn đến sinh trƣởng và phát triển của bọ xít xanh Thu bắt thiếu trùng tuổi 4 và 5 ở ngoài đồng ruộng và tiến hành nuôi để thu trưởng thành. Các trưởng thành thu được tiến hành giao phối ngẫu nhiên. Lựa chọn 10 cặp GxG cho mỗi loại thức ăn. Nuôi bọ xít xanh N. viridula ở các điều kiện 30oC; 57-60% với hai loại thức ăn khác nhau: quả đậu cove (Phaseolus vulgaris L.) và bắp ngô (Zea mays L.) tươi theo từng cặp (1 đực, 1 cái) hoặc theo nhóm cá thể ở pha thiếu trùng. Theo dõi thời gian phát dục, sức sinh sản và tỷ lệ sống sót của bọ xít xanh ở các loại thức ăn khác nhau. 2.5.3. Phƣơng pháp nghiên cứu sự phát triển theo mùa, hiện tƣợng trú đông và diễn biến mật độ của bọ xít xanh N. viridula 2.5.3.1. Phuơng pháp nghiên cứu hiện tuợng trú đông của bọ xít xanh * Thí nghiệm 3.1. Phƣơng pháp nghiên cứu sự thay đổi màu sắc và sự phát triển của bọ xít xanh trong mùa đông Nuôi bọ xít xanh N. viridula ở điều kiện bán tự nhiên (ô lưới) với thức ăn là cây đậu xanh hoặc đậu tương và có bổ sung quả đậu cove tươi. Theo dõi 80 cá thể trưởng thành từ tháng 9/2014 đến tháng 3/2015, nhiệt độ 10,4 - 35,6oC, ẩm độ 55 - 94%. Theo dõi sự thay đổi màu sắc, hoạt động của bọ xít xanh, sự phát triển của thiếu trùng và trưởng thành; tỷ lệ kiểu hình. * Thí nghiệm 3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu sự thay đổi bên trong của cơ quan sinh dục Đặc điểm bên trong của cơ quan sinh dục cái ở các thời điểm: trước trú đông (mùa hè), giai đoạn trung gian (những cá thể chuyển màu không ổn định) và trú đông (Màu nâu hoàn toàn) được thực hiện theo phương pháp mổ và quan sát của Esquivel, 2009. Chụp ảnh và mô tả đặc điểm bên trong của cơ quan sinh dục cái, so sánh sự khác nhau ở các thời điểm. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến sự hoàn thiện bên trong cơ quan sinh dục và sự xuất hiện trú đông của bọ xít xanh được tiến hành theo phương pháp của Musolin et al., 2003b. 10 2.5.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu sự luân chuyển theo mùa và diễn biến mật độ của bọ xít xanh Điều tra định kỳ (1 lần/1 tuần) và điều tra bổ sung (1 lần/3 tháng = mùa) các pha phát triển của bọ xít xanh (trứng, bọ xít non, bọ xít trưởng thành) trên các loại cây trồng nông nghiệp: Lúa, ngô và vừng (mỗi loại cây trồng 3 ruộng) trên đồng ruộng huyện Nghi Lộc, Hưng Nguyên, Diễn Châu (tỉnh Nghệ An). Nguyên tắc điều tra: 10 điểm ngẫu nhiên theo tuyến điều tra, mỗi điểm 2m2 cây trồng, điểm điều tra cách bờ 2m. Các điểm điều tra trên ruộng cây trồng không trùng lặp ở các lần điều tra. Đếm và xác định mật độ trứng, thiếu trùng và bọ xít trưởng thành trên 20m2/ruộng cây trồng điều tra. 2.5.4. Phƣơng pháp nghiên cứu biện pháp phòng chống bọ xít xanh N. viridula trên cây đậu tƣơng 2.4.4.1. Phƣơng pháp nghiên cứu điều tra thành phần thiên địch của bọ xít xanh Phương pháp điều tra, nghiên cứu côn trùng tuân thủ theo các phương pháp nghiên cứu Bảo vệ thực vật, Tập I, III (Viện BVTV, 1997, 2000) và Trung tâm bảo vệ thực vật phía bắc (1992) [theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-38: 2010/BNNPTNT về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng (Bộ NN&PTNT, 2010). 2.5.4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu hiệu lực phòng trừ bọ xít xanh của chế phẩm Isaria javanica Sử dụng chế phẩm nấm Isaria javanica (Frider. & Bally) Samsom & Hywel-Jones (Nguồn: khoa Nông Lâm Ngư, Đại học Vinh) dạng bột với mật độ bào tử đạt 108bt/g. Thí nghiệm 4.1. Ảnh hưởng của liều lượng chế phẩm Isaria javanica đến hiệu lực phòng trừ bọ xít xanh N. viridula Thí nghiệm 4.2. Hiệu lực phòng trừ của chế phẩm Isaria javanica đối với các tuổi thiếu trùng của bọ xít xanh N. viridula Chỉ tiêu theo dõi: - Tỷ lệ bọ xít xanh chết do nấm so với số lượng bọ xít xanh thí nghiệm (%) tính theo công thức Abbott (1925); - Thời gian gây chết trung bình của nấm đối với bọ xít xanh (LT50) (ngày): Là thời gian tính từ lúc xử lý nấm đến khi làm 50% số bọ xít xanh thí nghiệm chết. 2.5.4.3. Phƣơng pháp nghiên cứu hiệu lực phòng trừ bọ xít xanh của chế phẩm từ lá na (Annona squamosa) Cách tạo chế phẩm: Dùng 500g lá na tươi, loại bánh tẻ và 2 lít nước cho vào nồi đun cho đến khi còn lại 0,5lít nước, lọc lấy nước (dung dịch gốc) sau đó tiến hành pha chế với các nồng độ khác nhau (Jewel, 2003). Thí nghiệm 4.3. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm từ lá Na đến hiệu lực phòng trừ bọ xít xanh N. viridula Thí nghiệm 4.4. Hiệu lực phòng trừ của chế phẩm từ lá na đối với các tuổi thiếu trùng của bọ xít xanh N. viridula Chỉ tiêu theo dõi: - Tỷ lệ bọ xít xanh chết do chế phẩm so với số lượng bọ xít xanh thí nghiệm (%) tính theo công thức Abbott (1925); - Thời gian gây chết trung bình của chế phẩm đối với bọ xít xanh (LT50) (ngày) 2.5.4.4. Phƣơng pháp nghiên cứu hiệu lực phòng trừ bọ xít xanh của chế phẩm từ hoa cúc (Chrysanthemum indicum) Cách tạo chế phẩm: Dùng 500g cánh hoa cúc vàng, tươi ngâm với 1,5L cồn (70%) trong 24 giờ. Tiến hành lọc được dung dịch gốc (Theo Jewel, 2003). Thí nghiệm 4.5. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm từ hoa cúc đến hiệu lực phòng trừ bọ xít xanh N. viridula 11 Thí nghiệm 4.6. Hiệu lực phòng trừ của chế phẩm từ hoa cúc đối với các tuổi thiếu trùng của bọ xít xanh N. viridula Chỉ tiêu theo dõi: - Tỷ lệ bọ xít xanh chết do chế phẩm so với số lượng bọ xít xanh thí nghiệm (%) tính theo công thức Abbott (1925); - Thời gian gây chết trung bình của chế phẩm đối với bọ xít xanh (LT50) (ngày) 2.6. Phƣơng pháp định loại mẫu vật Định loại mẫu vật: Cách thức định loại được tiến hành theo Mayr (1974). Tài liệu định loại theo Barrion và Litsinger (1994); Phạm Văn Lầm (1994); Trần Ngọc Lân (1999); Shepard và nnk. (1989). 2.7. Chỉ tiêu theo dõi bọ xít xanh - Thời gian phát dục từng pha (ngày): N XnXX Xtb   ...21 Trong đó: Xtb: Thời gian phát dục của từng pha X1, X2, Xn: Thời gian phát dục của từng cá thể N: Tổng số cá thể thí nghiệm. - Thời gian sống của trưởng thành (ngày) SeNA N A N ii   1 1 Trong đó: Ni: Số cá thể sống đến ngày thứ i Ai: Thời gian sống của các cá thể đến ngày thứ i N: Tổng số cá thể theo dõi Se: Sai số - Mật độ (con/m2) = Tổng số cá thể bắt gặp của loài trong 1 lần điều tra (con) Tổng diện tích điều tra (m2) - Sai số theo công thức: Se = t N   : độ lệch chuẩn,  = 1 )( 2   N XXi N: số cá thể theo dõi t: tra bảng Student - Hiệu lực của các biện pháp phòng trừ được hiệu chỉnh theo công thức Abbott (1925) (Dẫn theo Trần Ngọc Lân, 2007) [12]: Hiệu lực phòng trừ (%) = 100X Ca TaCa  Trong đó: Ca là số sâu sống ở công thức đối chứng sau thí nghiệm. Ta là số sâu sống ở công thức thí nghiệm sau thí nghiệm 2.8. Phƣơng pháp xử lý số liệu Các số liệu được xử lý bằng công thức thống kê toán học và xử lý trên phần mềm Excel, STATISTIX 9.0. - Tỷ lệ hóa trưởng thành (%) = Số cá thể hóa TT (con) × 100 Tổng số cá thể theo dõi (con) 12 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Nghiên cứu tính đa hình và sự thay đổi các kiểu hình của bọ xít xanh N. viridula ở Nghệ An 3.1.1. Đặc điểm hình thái của bọ xít xanh Bọ xít xanh Nezara viridula có kiểu biến thái không hoàn toàn, quá trình sinh trưởng và phát triển trải qua 3 giai đoạn: trứng, thiếu trùng và trưởng thành. Hình 3.1. Hình thái các pha phát dục của bọ xít xanh (a). Trưởng thành đang cặp đôi (OxG); (b). Ổ trứng (1 ngày); (c). Ổ trứng 1 ngày trước khi nở; (d). Trứng nở và thiếu trùng tuổi 1; (e). Thiếu trùng tuổi 1; (f). Thiếu trùng tuổi 2; (g). Thiếu trùng tuổi 3; (h). Thiếu trùng tuổi 4; (k). Thiếu trùng tuổi 5 (Nguồn: Thái Thị Ngọc Lam, 2012) 3.1.2. Sự đa hình của trƣởng thành bọ xít xanh Điều tra thu thập bọ xít xanh trưởng thành trên các cây trồng chính (lúa, ngô, vừng) ở đồng bằng Nghệ An, với 5671 mẫu thu thập, đã ghi nhận có 10 loại kiểu hình của bọ xít xanh xuất hiện bao gồm: Kiểu hình G, O, F, R, OR, GY, OG, Y, B, C được trình bày ở hình 3.2. Trong các kiểu hình được ghi nhận chúng tôi thấy, kiểu hình G và O phổ biến nhất. Kiểu hình G (màu xanh) là dạng chính thức, tiêu biểu cho loài bọ xít xanh còn các kiểu hình khác là các dạng biến dị về màu sắc liên quan đến điều kiện sống của chúng. Cũng chính vì vậy, các nghiên cứu về sinh học và sinh thái học của loài bọ xít này đều chọn kiểu hình G làm đối tượng nghiên cứu. Bọ xít xanh ở Nghệ An có kiểu hình khá phong phú và đa dạng với 10 kiểu hình trong số 12 kiểu hình đã được ghi nhận trên thế giới. Kiểu hình OY, FR chưa được ghi nhận ở Nghệ An. 13 Hình 3.2. Các kiểu hình của trƣởng thành bọ xít xanh N. viridula (a): Kiểu hình G; (b): Kiểu hình Y; (c): Kiểu hình F; (d): Kiểu hình C; (e): Kiểu hình GY; (f): Kiểu hình OG; (g): Kiểu hình O; (h): Kiểu hình R; (k): Kiểu hình B; (l): Kiểu hình OR (Nguồn: Thái Thị Ngọc Lam và cộng sự, 2011, 2012) 3.1.3. Sự phân bố các kiểu hình của bọ xít xanh trên một số cây trồng ở Nghệ An Bảng 3.2. Tỷ lệ các kiểu hình của bọ xít xanh trên cây lúa, ngô và vừng ở Nghệ An năm 2010-2011 Kiểu hình Tổng số Cây lúa Cây ngô Cây vừng Số mẫu (con) Tỷ lệ (%) Số mẫu (con) Tỷ lệ (%) TLGT (Đ:C) Số mẫu (con) Tỷ lệ (%) TLGT (Đ:C) Số mẫu (con) Tỷ lệ (%) TLGT (Đ:C) G 4106 72,40 1930 74,25 1:1,6 1589 73,23 1:1,3 587 65,01 1:1,2 O 936 16,51 425 16,67 1:1 400 18,43 1:1,1 111 12,29 1:1,0 F 280 4,94 72 2,78 1:0,9 113 5,21 1:1,2 95 1