Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sâu keo mùa thu (Spodoptera frugiperda J.E. Smith, thuộc bộ Cánh vảy Lepidoptera, họ Ngài đêm Noctuidae) là loài sâu hại ngoại lai có nguồn gốc từ các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Mỹ. Loài gây hại này đã xâm nhập và bùng phát mạnh mẽ tại châu Phi vào đầu năm 2016, sau đó nhanh chóng lan truyền sang châu Á từ tháng 5 năm 2018 (ghi nhận đầu tiên tại Ấn Độ) và tiếp tục phát tán sang nhiều quốc gia lân cận như Thái Lan, Trung Quốc, Myanmar. Tại Việt Nam, theo ghi nhận của Viện Bảo vệ thực vật và Phạm Văn Lầm (2019), loài dịch hại nguy hiểm này đã xuất hiện và lây lan nhanh chóng trên 37 tỉnh, thành phố, gây hại nghiêm trọng trên các vùng sản xuất ngô trọng điểm tại Đồng bằng sông Hồng, Trung du miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên với diện tích nhiễm lên tới hàng chục nghìn hecta.

Là loài sâu đa thực có khả năng ăn hơn 350 loài thực vật thuộc 76 họ khác nhau (chủ yếu là họ Hòa thảo Poaceae như ngô, lúa, mía, kê), sâu non có khả năng cắn phá dữ dội biểu bì lá non, nõn ngô và bắp non, làm suy giảm nghiêm trọng năng suất và chất lượng nông sản. Thực tế sản xuất cho thấy việc phòng trừ loài sâu này chủ yếu dựa vào biện pháp hóa học. Tuy nhiên, sâu keo mùa thu có khả năng phát triển tính kháng thuốc bảo vệ thực vật rất nhanh, đồng thời việc lạm dụng thuốc hóa học còn gây tổn hại đến quần thể thiên địch tự nhiên và ô nhiễm môi trường. Nhằm xây dựng các biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và ứng dụng các tác nhân sinh học (như ong ký sinh trứng, nấm ký sinh Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, virus NPV, chế phẩm Bacillus thuringiensis), nhu cầu nhân nuôi liên tục số lượng lớn sâu keo mùa thu trong phòng thí nghiệm với chất lượng đồng đều là vô cùng cấp thiết. Việc nhân nuôi bằng thức ăn tự nhiên (lá ngô tươi) gặp nhiều trở ngại do phụ thuộc vào mùa vụ, tốn diện tích, tốn nhiều nhân công thu hái và thay thức ăn hằng ngày, đồng thời nguy cơ nhiễm tồn dư thuốc trừ sâu từ ngoài đồng rất cao. Do đó, việc nghiên cứu phát triển công thức thức ăn nhân tạo phù hợp là giải pháp tối ưu nhằm chủ động nguồn cá thể phục vụ nghiên cứu sinh học và thử nghiệm sinh học.

Khóa luận xác định mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu nghiên cứu: Xác định được công thức thức ăn nhân tạo phù hợp nhất trong 3 công thức khảo nghiệm nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học phục vụ công tác nhân nuôi số lượng lớn sâu keo mùa thu S. frugiperda trong điều kiện phòng thí nghiệm.
  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
    • Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của sâu keo mùa thu qua các pha phát dục (thời gian pha ấu trùng, thời gian pha nhộng, tỷ lệ sâu sống, tỷ lệ hóa nhộng, tỷ lệ thành trùng cái và kích thước nhộng) trên 3 công thức thức ăn nhân tạo so với đối chứng sử dụng lá ngô tự nhiên.
    • Xác định và so sánh sức sinh sản (tổng số trứng đẻ, nhịp điệu đẻ trứng) và tuổi thọ của thành trùng (đực và cái) nở ra từ các công thức thức ăn nhân tạo và đối chứng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Sâu keo mùa thu Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae).
  • Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Côn trùng, Bộ môn Bảo vệ Thực vật, Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh. Nguồn sâu ban đầu được thu thập từ các ruộng ngô bị sâu hại tấn công tại huyện Trảng Bom và huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được thực hiện từ tháng 5 năm 2022 đến tháng 2 năm 2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu được thiết lập dựa trên các cơ sở sinh học côn trùng học thực nghiệm và các nguyên lý dinh dưỡng học nhân tạo cho côn trùng bộ Cánh vảy. Sâu keo mùa thu là loài côn trùng biến thái hoàn toàn với 4 pha phát dục: trứng, sâu non (thường trải qua 6 tuổi), nhộng và thành trùng. Điểm đặc trưng trong tập tính sinh học của pha ấu trùng loài này là hành vi ăn thịt đồng loại (cannibalism) bắt đầu từ tuổi 2 - 3, đòi hỏi khi thực hiện các thử nghiệm nuôi nhân tạo phải áp dụng phương thức nuôi cá thể độc lập để tránh sự cạnh tranh và hao hụt mật số.

Về mặt dinh dưỡng nhân tạo, tác giả kế thừa và phát triển từ các công thức thức ăn bán tổng hợp đã được công bố trên thế giới và tại Việt Nam, bao gồm:

  • Công thức đậu trắng của Trần Thị Thùy Dung (2008) ứng dụng trên sâu ăn tạp.
  • Công thức phối hợp bột đậu trắng, bột đậu xanh và lá bắp non đề xuất dựa trên nghiên cứu của Burton (1972).
  • Công thức đậu nành và bột lúa mì của Li và cộng sự (1996).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành qua các công đoạn chặt chẽ:

  • Thu thập và nhân thuần nguồn sâu: Ổ trứng và sâu non thu ngoài đồng ruộng được đưa về phòng thí nghiệm nuôi bằng lá ngô sạch (không xử lý thuốc bảo vệ thực vật) qua 2 thế hệ liên tiếp để tạo quần thể sâu đồng đều trước khi đưa vào bố trí thí nghiệm.
  • Thành phần các công thức thức ăn nhân tạo: Khảo nghiệm so sánh 4 nghiệm thức:
    • Nghiệm thức 1 (NT1): Đậu trắng 108,1 g; men bia 32,4 g; axit sorbic 1,1 g; axit ascorbic 4,0 g; methyl parahydroxybenzoate 2,2 g; agar 13,0 g; nước cất 300 ml.
    • Nghiệm thức 2 (NT2): Bột đậu xanh 20,0 g; bột đậu trắng 40,3 g; lá bắp non 105,3 g; men bia 43,3 g; axit sorbic 0,5 g; axit ascorbic 4,0 g; methyl parahydroxybenzoate 4,0 g; agar 13,0 g; nước cất 300 ml.
    • Nghiệm thức 3 (NT3): Đậu nành 75,2 g; bột lúa mì 45,2 g; đường sucrose 26,3 g; men bia 32,0 g; axit sorbic 1,2 g; axit ascorbic 3,2 g; methyl parahydroxybenzoate 2,2 g; agar 12,0 g; nước cất 300 ml.
    • Nghiệm thức 4 (NT4 - Đối chứng): Sử dụng 100% lá ngô tươi thu hoạch từ ruộng canh tác không dùng thuốc bảo vệ thực vật.
  • Quy trình chế biến thức ăn: Hạt đậu được ngâm nước 4 - 6 giờ cho mềm rồi nghiền mịn bằng máy xay sinh tố. Hỗn hợp dinh dưỡng cùng các hóa chất bảo quản, vitamin được phối trộn với 1/2 lượng nước cất. Phần agar hòa tan trong 1/2 lượng nước cất còn lại và đun sôi, sau đó trộn đều toàn bộ hỗn hợp, đem hấp tiệt trùng ở điều kiện 120°C, áp suất 1,2 atm trong 10 phút, để nguội và bảo quản trong tủ lạnh ở 4 - 5°C trước khi cắt khối đưa vào hộp nuôi.
  • Bố trí thí nghiệm:
    • Thí nghiệm 1: Đánh giá khả năng sinh trưởng trên 4 loại thức ăn. Thí nghiệm bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên đơn yếu tố (CRD), 4 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức gồm 30 cá thể sâu non tuổi 1 mới nở nuôi riêng rẽ trong hộp nhựa tròn (dung tích 120 ml, nắp lưới thông thoáng), lặp lại 3 lần (tổng số 90 cá thể/nghiệm thức). Điều kiện phòng nuôi duy trì ở nhiệt độ 27 ± 2°C, ẩm độ 70 ± 5%, quang kỳ 12 giờ sáng : 12 giờ tối. Chế độ thay thức ăn: 3 ngày/lần (sâu tuổi 1 - 2), 2 ngày/lần (tuổi 3 - 4) và 1 ngày/lần (tuổi 5).
    • Thí nghiệm 2: Đánh giá khả năng sinh sản và tuổi thọ thành trùng. Bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên đơn yếu tố (CRD) với 4 nghiệm thức tương ứng với nguồn sâu nuôi từ Thí nghiệm 1. Mỗi nghiệm thức theo dõi 5 cặp thành trùng (1 đực : 1 cái) mới vũ hóa 1 ngày tuổi được ghép đôi trong hộp trụ mica (đường kính 15 cm, chiều cao 40 cm), bên trong có trồng cây ngô non làm giá thể đẻ trứng và đặt giấy thấm tẩm dung dịch mật ong 10% làm thức ăn thêm.
  • Xử lý số liệu: Dữ liệu được tính toán ban đầu trên phần mềm Microsoft Excel 2016. Xử lý phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh trung bình nghiệm thức theo kiểm định Duncan/Tukey ở mức ý nghĩa α = 0,05 và α = 0,01 bằng phần mềm thống kê R. Trước khi phân tích, số liệu tổng số trứng được chuyển đổi dạng log(x), tuổi thọ thành trùng được chuyển đổi dạng log(x+1).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này cung cấp hệ thống thông tin thứ cấp toàn diện về phân bố, nguồn gốc, phân loại học và tầm quan trọng kinh tế của sâu keo mùa thu trên phạm vi thế giới và tại Việt Nam. Tác giả tổng hợp chi tiết các đặc điểm hình thái và sinh học của loài qua từng giai đoạn phát dục: trứng (hình cầu, đường kính 0,4 mm, đẻ thành bọc 100 - 200 quả phủ lớp vảy màu xám), sâu non (6 tuổi, kích thước tăng từ 1,7 mm lên 34,2 mm, đặc trưng nhận diện rõ nét ở tuổi lớn là vân chữ "Y" ngược màu trắng sáng trên trán và 4 chấm đen xếp thành hình vuông đều đặn trên mặt lưng đốt bụng áp chót), nhộng (dài 13 - 17 mm, màu nâu cánh gián, hình thành kén tơ liên kết hạt đất ở độ sâu 2 - 8 cm) và thành trùng (sải cánh 32 - 40 mm, có sự dị hình giới tính rõ ở hoa văn cánh trước).

Chương 1 cũng điểm kết quả nghiên cứu trong nước và quốc tế về ngưỡng nhiệt độ phát dục, tích ôn hữu hiệu (tổng tích ôn từ trứng đến trưởng thành là 383,67 độ-ngày theo nghiên cứu của Học viện Nông nghiệp Việt Nam, 2022), thành phần thiên địch tự nhiên phong phú (nấm ký sinh, vi khuẩn, ong ký sinh kén trắng Cotesia, bọ đuôi kìm) cùng các biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Trọng tâm của phần tổng quan là lịch sử và cơ sở khoa học của việc nghiên cứu thức ăn nhân tạo cho côn trùng bộ Noctuidae. Các tài liệu của Shorey & Hale (1965), Burton (1972), Parra (1991), Abdullah và cộng sự (2007), Trần Thị Thùy Dung (2008) chỉ ra rằng việc bổ sung các loại bột họ Đậu cung cấp protein và acid amin thiết yếu; agar đóng vai trò tạo cấu trúc đông cơ bản; men bia cung cấp phức hợp vitamin B; trong khi các chất như axit sorbic, methyl parahydroxybenzoate (nipagin) và axit ascorbic là bắt buộc nhằm ức chế nấm mốc, vi khuẩn và chống oxy hóa trong môi trường nhân tạo ẩm độ cao.

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị vật liệu, trang thiết bị dụng cụ và quy cách thiết kế các công thức thí nghiệm. Tác giả tường trình rõ nguồn gốc sâu thu thập ngoài tự nhiên tại Đồng Nai và quy trình nhân nuôi trung gian 2 thế hệ để loại bỏ tác động tồn dư của điều kiện tự nhiên. Nội dung chương trình bày cụ thể tỷ lệ phối trộn từng thành phần của 3 công thức thức ăn nhân tạo (NT1, NT2, NT3) và thức ăn tự nhiên đối chứng (NT4).

Quy trình chế biến thức ăn nhân tạo được chuẩn hóa thành 3 bước thao tác rõ ràng, từ khâu xay nghiền đồng nhất nguyên liệu đậu hạt, nấu hồ hóa agar, phối trộn hai pha dinh dưỡng đến khâu khử trùng nhiệt ẩm ở 120°C nhằm đảm bảo môi trường dinh dưỡng không bị biến tính protein và hoàn toàn vô trùng. Phương pháp bố trí Thí nghiệm 1 và Thí nghiệm 2 được trình bày chi tiết về kích thước hộp nuôi, chế độ chiếu sáng, nhiệt độ, ẩm độ, số lần lặp lại, quy cách cho ăn và phương pháp thu nhận các chỉ tiêu theo dõi: thời gian phát triển từng pha, tỷ lệ sống sót, tỷ lệ hóa nhộng, kích thước nhộng bằng thước kẹp milimet, tỷ lệ giới tính con cái, sức sinh sản hàng ngày và tuổi thọ thành trùng của từng cặp cá thể.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm thu nhận được thông qua 4 bảng số liệu định lượng, kết hợp thảo luận và so sánh với các tài liệu khoa học trong và ngoài nước:

1. Thời gian phát triển các pha phát dục

Kết quả theo dõi thời gian pha ấu trùng và pha nhộng của sâu keo mùa thu trên các nghiệm thức được tổng hợp ở bảng sau:

Nghiệm thức Thời gian pha ấu trùng (ngày)
Biến động
Thời gian pha ấu trùng (ngày)
TB ± SD
Thời gian pha nhộng (ngày)
Biến động
Thời gian pha nhộng (ngày)
TB ± SD
NT1 (Đậu trắng) 15,3 - 16,5 16,1 ± 0,7 ab 9,6 - 9,9 9,8 ± 0,2 b
NT2 (Bột đậu xanh + trắng + bắp) 16,4 - 17,5 17,0 ± 0,6 a 10,5 - 12,1 11,3 ± 0,8 a
NT3 (Đậu nành) 14,9 - 17,5 16,2 ± 1,2 ab 8,1 - 9,5 9,1 ± 0,8 b
NT4 (Đối chứng - Lá ngô) 13,8 - 15,2 14,7 ± 0,8 b 11,0 - 12,0 11,4 ± 0,6 a
CV (%) 5,2 6,3
F tính 4,1* 9,8**

(Ghi chú: TB: Trung bình; SD: Độ lệch chuẩn; CV: Hệ số biến động; Trong cùng một cột, các giá trị có cùng chữ cái đi kèm thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê; *: Khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0,05; **: Khác biệt rất có ý nghĩa ở mức α = 0,01).

Dữ liệu cho thấy sâu non ăn thức ăn nhân tạo có xu hướng hoàn thành pha ấu trùng chậm hơn sâu ăn lá ngô tự nhiên (14,7 ngày). Nghiệm thức NT2 kéo dài thời gian ấu trùng dài nhất (17,0 ngày), khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng. Pha nhộng ở NT2 (11,3 ngày) tương đương với đối chứng lá ngô (11,4 ngày), trong khi NT1 và NT3 có thời gian nhộng rút ngắn đáng kể (lần lượt là 9,8 và 9,1 ngày).

2. Tỷ lệ sâu sống, tỷ lệ hóa nhộng và tỷ lệ giới tính

Số liệu ghi nhận về sức sống của quần thể sâu được trình bày chi tiết:

Nghiệm thức Tỷ lệ sâu sống (%)
Biến động
Tỷ lệ sâu sống (%)
TB ± SD
Tỷ lệ hóa nhộng (%)
Biến động
Tỷ lệ hóa nhộng (%)
TB ± SD
Tỷ lệ thành trùng cái (%)
Biến động
Tỷ lệ thành trùng cái (%)
TB ± SD
NT1 63,3 - 66,7 64,4 ± 1,9 b 56,7 - 63,3 61,1 ± 3,9 b 57,9 - 63,2 60,0 ± 2,8
NT2 66,7 - 73,3 71,1 ± 3,9 a 63,3 - 70,0 67,8 ± 3,9 ab 57,1 - 66,7 62,3 ± 4,8
NT3 50,0 - 60,0 55,6 ± 5,1 c 46,7 - 56,7 52,2 ± 5,1 c 50,0 - 57,1 53,4 ± 3,6
NT4 (ĐC) 73,3 - 76,7 74,4 ± 1,9 a 70,0 - 73,3 72,2 ± 1,9 a 59,1 - 66,7 63,1 ± 3,8
CV (%) 5,2 6,1 6,4
F tính 17,3** 15,3** 4,0 ns

(Ghi chú: ns: Khác biệt không có ý nghĩa thống kê).

Tỷ lệ sâu sống đạt cao nhất ở NT2 (71,1%), nằm cùng nhóm ý nghĩa thống kê với nghiệm thức đối chứng NT4 (74,4%), cao hơn vượt trội so với NT3 (55,6%). Tác giả phân tích hiện tượng sâu chết tập trung chủ yếu vào giai đoạn sâu non tuổi 1 mới tiếp xúc với môi trường nhân tạo do độ ẩm, độ cứng bề mặt hoặc thiếu chất dẫn dụ khứu giác. Ở NT2, sự có mặt của bột lá bắp non đã tạo tính dẫn dụ và kích thích bắt mồi tốt hơn. Tỷ lệ hóa nhộng ở NT2 cũng đạt mức cao (67,8%), không khác biệt thống kê so với đối chứng (72,2%). Tỷ lệ thành trùng cái dao động từ 53,4% đến 63,1% và không có sự sai khác mang ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức.

3. Kích thước nhộng

Kích thước nhộng phản ánh mức độ tích lũy sinh khối trong pha ấu trùng:

Nghiệm thức Chiều dài nhộng (mm)
Biến động
Chiều dài nhộng (mm)
TB ± SD
Chiều rộng nhộng (mm)
Biến động
Chiều rộng nhộng (mm)
TB ± SD
NT1 15,3 - 16,4 15,8 ± 0,6 a 4,5 - 4,8 4,5 ± 0,2 a
NT2 15,5 - 16,4 16,0 ± 0,5 a 4,4 - 4,7 4,6 ± 0,2 a
NT3 14,0 - 14,8 14,3 ± 0,4 b 4,0 - 4,2 4,1 ± 0,1 b
NT4 (ĐC) 15,8 - 16,4 16,1 ± 0,3 a 4,6 - 4,7 4,7 ± 0,1 a
CV (%) 2,8 9,1
F tính 11,0** 3,2**

Nhộng ở NT2 đạt kích thước chiều dài 16,0 ± 0,5 mm và chiều rộng 4,6 ± 0,2 mm, tương đương với nhộng nuôi từ lá ngô tự nhiên (16,1 mm và 4,7 mm). Nghiệm thức NT3 cho nhộng có kích thước nhỏ nhất (14,3 mm chiều dài và 4,1 mm chiều rộng), sự sai biệt có ý nghĩa thống kê ở mức α = 0,01.

4. Khả năng sinh sản và tuổi thọ của thành trùng

Các chỉ tiêu theo dõi từ Thí nghiệm 2 được thể hiện trong bảng tổng hợp sau:

Nghiệm thức Tổng số trứng/con cái (quả)
Biến động
Tổng số trứng/con cái (quả)
TB ± SD
Tuổi thọ thành trùng cái (ngày)
Biến động
Tuổi thọ thành trùng cái (ngày)
TB ± SD
Tuổi thọ thành trùng đực (ngày)
Biến động
Tuổi thọ thành trùng đực (ngày)
TB ± SD
NT1 144 - 233 167,0 ± 31,9 ab 5 - 11 8,0 ± 2,2 a 3 - 7 5,0 ± 1,6
NT2 96 - 230 180,8 ± 50,8 a 7 - 12 9,4 ± 2,1 a 4 - 7 4,8 ± 1,3
NT3 65 - 186 129,0 ± 43,7 b 5 - 9 6,4 ± 1,5 b 2 - 5 3,8 ± 1,3
NT4 (ĐC) 126 - 253 201,0 ± 47,9 a 8 - 12 9,6 ± 1,8 a 4 - 7 5,4 ± 1,5
CV (%) 4,8 25,1 18,6
F tính 3,3* 4,5* 1,92 ns

Sức đẻ trứng của thành trùng cái đạt cao nhất ở NT2 trong số các công thức nhân tạo với 180,8 ± 50,8 trứng/con cái, sai khác không có ý nghĩa thống kê so với đối chứng NT4 (201,0 ± 47,9 trứng), trong khi NT3 thấp nhất (129,0 ± 43,7 trứng). Tuổi thọ thành trùng cái ở NT2 đạt 9,4 ± 2,1 ngày, xấp xỉ đối chứng NT4 (9,6 ± 1,8 ngày) và vượt trội so với NT3 (6,4 ngày). Tuổi thọ thành trùng đực biến động từ 3,8 đến 5,4 ngày và sự khác biệt giữa các nghiệm thức không mang ý nghĩa thống kê.

Về nhịp điệu đẻ trứng, thành trùng cái ở các nghiệm thức ăn thức ăn nhân tạo có xu hướng bắt đầu đẻ trứng sớm hơn nghiệm thức đối chứng 1 ngày. Ở NT2, trứng được đẻ tập trung nhiều nhất vào ngày thứ 2 và thứ 3 sau khi ghép đôi (đạt đỉnh vào ngày thứ 3 với trung bình 85,6 trứng/ngày/con cái). Ở NT1, lượng trứng đẻ đạt đỉnh muộn hơn vào ngày thứ 5 (60,8 trứng/ngày/con cái), còn NT3 đạt đỉnh ở ngày thứ 4 (50,4 trứng/ngày/con cái).

Tác giả thảo luận chi tiết về việc sức sinh sản thực tế trong nghiên cứu (cao nhất 180,8 - 201,0 trứng/cái) thấp hơn đáng kể so với các nghiên cứu công bố quốc tế (Abdullah và cộng sự ghi nhận 577,9 trứng; Cherre Silva ghi nhận 1.832,3 trứng). Tác giả xác định các nguyên nhân kỹ thuật gồm:

  • Không gian lồng ghép đôi (15 x 40 cm) tương đối hạn chế đối với hoạt động bay giao phối của ngài đêm.
  • Lượng cây ngô non bố trí trong lồng ít, không đủ tạo nồng độ mùi kích thích khứu giác dẫn dụ con cái tìm vị trí đẻ trứng tối ưu.
  • Thử nghiệm chỉ bắt cặp 1 đực : 1 cái đơn lẻ thay vì ghép đàn.
  • Chất lượng dinh dưỡng của nguyên liệu địa phương và điều kiện vi khí hậu phòng thí nghiệm có sai khác so với các nghiên cứu ngoài nước.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu mang lại các kết quả định lượng cụ thể và đóng góp thực tiễn cho công tác nhân nuôi côn trùng bảo vệ thực vật:

  • Xác định công thức thức ăn nhân tạo tối ưu: Công thức NT2 (gồm: 20,0 g bột đậu xanh; 40,3 g bột đậu trắng; 105,3 g lá bắp non; 43,3 g men bia; 0,5 g axit sorbic; 4,0 g axit ascorbic; 4,0 g methyl parahydroxybenzoate; 13,0 g agar; 300 ml nước cất) là công thức ưu việt nhất để nhân nuôi sâu keo mùa thu S. frugiperda.
  • Các thông số sinh học nổi bật của công thức NT2:
    • Tỷ lệ sâu sống đạt 71,1 ± 3,9% (tương đương đối chứng lá ngô 74,4%).
    • Tỷ lệ hóa nhộng đạt 67,8 ± 3,9% (đối chứng 72,2%).
    • Tỷ lệ thành trùng cái đạt 62,3 ± 4,8%.
    • Kích thước nhộng phát triển tốt nhất trong các nghiệm thức nhân tạo (dài 16,0 ± 0,5 mm; rộng 4,6 ± 0,2 mm).
    • Khả năng đẻ trứng của thành trùng cái đạt 180,8 ± 50,8 trứng; tuổi thọ thành trùng cái kéo dài 9,4 ± 2,1 ngày.
  • Giải pháp và đề xuất kỹ thuật: Tác giả đề xuất đưa công thức NT2 vào áp dụng thực tế để duy trì quần thể sâu keo mùa thu trong phòng thí nghiệm. Đồng thời, đề xuất điều chỉnh kỹ thuật bằng cách giảm bớt lượng nước trong công thức nấu nhằm cải thiện độ cứng, độ ẩm khối thức ăn, hạn chế hao hụt sâu non ở tuổi 1.
  • Đóng góp so với các nghiên cứu trước: Nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của việc bổ sung trực tiếp mô ký chủ tươi (lá bắp non) vào nền thức ăn bán tổng hợp (bột đậu xanh và đậu trắng). Việc này giúp cung cấp mùi vị đặc trưng của cây ngô, tạo chất kích thích bắt mồi tự nhiên, từ đó nâng cao rõ rệt tỷ lệ sống của sâu non tuổi 1 so với các công thức thức ăn nhân tạo tổng hợp hoàn toàn từ bột khô (như công thức đậu nành NT3).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu:
    • Sức đẻ trứng của thành trùng cái ở tất cả các nghiệm thức còn thấp hơn nhiều so với tiềm năng sinh học tự nhiên của loài sâu này.
    • Thể tích lồng ghép đôi (hộp trụ 15 x 40 cm) còn chật hẹp, việc ghép đôi tỷ lệ 1 đực : 1 cái đơn lẻ và lượng lá bắp mồi quá ít đã làm giảm tần suất giao phối và kích thích đẻ trứng của cá thể cái.
    • Khối thức ăn nhân tạo có hàm lượng nước tương đối cao (dễ đọng ẩm), dẫn đến hiện tượng sâu non tuổi 1 bị dính ướt hoặc không ăn được và chết tập trung trong những ngày đầu.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Nghiên cứu giảm tỷ lệ nước cất trong công thức NT2 để tối ưu hóa độ cứng bề mặt thức ăn.
    • Cải tiến kích thước và cấu trúc lồng giao phối (tăng thể tích không gian bay, tăng số lượng lá bắp non làm giá thể kích thích khứu giác) và thử nghiệm ghép phối theo bầy đàn để nâng cao sức đẻ trứng của thành trùng.
    • Đánh giá khả năng duy trì sức sống và sức sinh sản của quần thể sâu nuôi liên tục qua nhiều thế hệ (F3, F4...) trên công thức thức ăn NT2.

Giá trị tham khảo

Đề tài là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cao cho:

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu viên chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Côn trùng học nông nghiệp, Nông học và Công nghệ sinh học nông nghiệp đang thực hiện các đề tài liên quan đến sâu hại bộ Cánh vảy.
  • Các nội dung đáng tham khảo nhất:
    • Bảng thành phần định lượng và quy trình 3 bước phối trộn, hấp tiệt trùng và bảo quản thức ăn nhân tạo (Chương 2, Bảng 2.1).
    • Quy cách kiểm soát hành vi ăn thịt đồng loại thông qua kỹ thuật nuôi cá thể trong hộp 120 ml có nắp lưới.
    • Hệ thống dữ liệu thực nghiệm đối chứng chi tiết giữa thức ăn nhân tạo và thức ăn tự nhiên về toàn bộ chu kỳ sinh trưởng, kích thước nhộng và tuổi thọ côn trùng (Chương 3).

Câu hỏi thường gặp

1. Công thức thức ăn nhân tạo nào cho hiệu quả nhân nuôi sâu keo mùa thu tốt nhất và thành phần cụ thể gồm những gì?

Công thức tối ưu là Nghiệm thức 2 (NT2), được phối chế từ: 20,0 g bột đậu xanh; 40,3 g bột đậu trắng; 105,3 g lá bắp non; 43,3 g men bia; 0,5 g axit sorbic; 4,0 g axit ascorbic; 4,0 g methyl parahydroxybenzoate; 13,0 g agar và 300 ml nước cất. Công thức này giúp sâu đạt tỷ lệ sống 71,1% và tỷ lệ hóa nhộng 67,8%.

2. Vì sao sâu non bị chết tập trung nhiều nhất vào những ngày đầu tiên khi thả vào hộp nuôi thức ăn nhân tạo?

Hiện tượng chết tập trung ở tuổi 1 do thành phần và trạng thái vật lý của khối thức ăn nhân tạo chưa hoàn toàn tương thích với sâu non mới nở. Khối thức ăn có thể quá ẩm ướt hoặc thiếu chất kích thích bắt mồi khiến sâu non không làm quen được với nguồn dinh dưỡng và chết đói trong 1 - 2 ngày đầu. Khi sâu đã vượt qua giai đoạn làm quen này, phần lớn cá thể đều phát triển tốt đến khi hóa nhộng.

3. Thời gian phát triển pha ấu trùng của sâu keo mùa thu nuôi bằng thức ăn nhân tạo khác gì so với nuôi bằng lá ngô tươi?

Sâu nuôi bằng các công thức thức ăn nhân tạo có thời gian pha ấu trùng kéo dài hơn so với nuôi bằng lá ngô tự nhiên. Cụ thể, sâu nuôi bằng lá ngô (NT4) hoàn thành pha ấu trùng sau trung bình 14,7 ± 0,8 ngày; trong khi ở các công thức nhân tạo, thời gian này kéo dài từ 16,1 ± 0,7 ngày (NT1) đến 17,0 ± 0,6 ngày (NT2).

4. Tại sao số lượng trứng đẻ của thành trùng cái trong khóa luận thấp hơn nhiều so với các công bố quốc tế trước đây?

Sự sụt giảm sức đẻ trứng (cao nhất chỉ đạt 180,8 trứng/cái ở NT2 so với 577,9 trứng của Abdullah et al. hay 1.832,3 trứng của Cherre Silva) xuất phát từ 4 nguyên nhân: lồng ghép đôi kích thước nhỏ (15 x 40 cm) hạn chế không gian bay giao phối; lượng lá bắp non làm mồi khứu giác quá ít; chỉ ghép đôi đơn lẻ 1 đực : 1 cái; và chất lượng nguyên liệu dinh dưỡng địa phương cùng điều kiện vi khí hậu trong phòng nuôi có sự sai khác.

5. Tác giả đã xử lý các số liệu thống kê như thế nào trước khi chạy phân tích phương sai?

Các dữ liệu thí nghiệm được thu thập trên Microsoft Excel 2016 và xử lý trên phần mềm R. Nhằm đảm bảo dữ liệu tuân theo phân phối chuẩn trước khi chạy ANOVA và kiểm định Duncan/Tukey, số liệu về tổng số trứng thực tế của thành trùng cái được chuyển đổi dưới dạng log(x), còn số liệu về tuổi thọ thành trùng đực và cái được chuyển đổi dưới dạng log(x+1).


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Trọng Nhân đã đánh giá thực nghiệm có hệ thống khả năng sinh trưởng, phát triển và sinh sản của sâu keo mùa thu Spodoptera frugiperda trên 3 công thức thức ăn nhân tạo so sánh với thức ăn tự nhiên. Kết quả khẳng định công thức NT2 phối hợp bột đậu xanh, bột đậu trắng và lá bắp non là môi trường dinh dưỡng phù hợp nhất, cho tỷ lệ sống, tỷ lệ hóa nhộng, kích thước nhộng và sức đẻ trứng tương đương với đối chứng lá ngô. Nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu kỹ thuật quan trọng giúp các phòng thí nghiệm bảo vệ thực vật chủ động nhân nuôi số lượng lớn sâu keo mùa thu quanh năm nhằm phục vụ công tác nghiên cứu phòng trừ sinh học.