Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thị xã Chí Linh là địa phương sở hữu diện tích đất lâm nghiệp lớn nhất tỉnh Hải Dương với 14.470 ha, đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng sinh thái, phòng hộ và phát triển du lịch, văn hóa tại các khu di tích danh thắng như Côn Sơn – Kiếp Bạc. Trong cơ cấu rừng trồng tại địa phương, cây Keo tai tượng (Acacia mangium Wild) và Dẻ gai Yên Thế (Castanopsis boisii Hickel & A. Camus) là hai loài chiếm ưu thế vượt trội. Các mô hình rừng thuần loài này mang lại hiệu quả kinh tế trực tiếp thông qua nguồn thu từ gỗ keo nguyên liệu và hạt dẻ, đồng thời nâng cao độ che phủ đất dốc. Tuy nhiên, tính chất thuần loài khiến các lâm phần này đối mặt với nguy cơ suy giảm sinh trưởng và mất trắng khi dịch sâu hại bùng phát; điển hình là các đợt dịch Bọ que từng gây trụi lá trên diện rộng tại các vùng rừng Dẻ địa phương.

Nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho công tác bảo vệ rừng tại cơ sở, đề tài "Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý sâu hại một số loài cây tại thị xã Chí Linh - Hải Dương" đã xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu sau:

  1. Mục tiêu nghiên cứu:
    • Mục tiêu tổng quát: Điều tra thành phần loài, hình thái, đặc điểm sinh học của các loài sâu hại chính trên cây Keo tai tượng và Dẻ gai Yên Thế tại địa điểm nghiên cứu; đề xuất một số biện pháp quản lý, phòng trừ tổng hợp sâu hại.
    • Mục tiêu cụ thể: (1) Xác định thành phần loài sâu hại, lập danh lục phân loại, xác định mật độ, tỷ lệ gây hại và rút ra các loài gây hại chủ yếu; (2) Xác định đặc điểm sinh học của một số loài sâu hại chủ yếu; (3) Đề xuất các giải pháp quản lý và phòng trừ sâu hại phù hợp cho khu vực nghiên cứu.
  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
    • Nhiệm vụ 1: Xác định thành phần các loài sâu hại trên hai loài cây khảo sát tại địa bàn.
    • Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái của các loài sâu hại chủ yếu.
    • Nhiệm vụ 3: Đề xuất giải pháp quản lý sâu hại tổng hợp cho khu vực điều tra.
  3. Đối tượng nghiên cứu: Các loài côn trùng sâu hại tấn công cây Dẻ gai Yên Thế và Keo tai tượng tại thị xã Chí Linh.
  4. Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Các lâm phần Keo tai tượng tại khu vực chùa Côn Sơn (phường Cộng Hòa) và rừng Dẻ gai Yên Thế tại phường Bến Tắm, thị xã Chí Linh, tỉnh Hải Dương.
    • Thời gian: Thực hiện trong 3 tháng, từ ngày 13/02/2017 đến ngày 13/05/2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận kế thừa các nền tảng lý thuyết phân loại học côn trùng và nguyên lý quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) trong lâm nghiệp. Về tài liệu quốc tế, tác giả viện dẫn các hệ thống phân loại cổ điển của Carl von Linné, Krepton (1904), Weber (1982); sổ tay hướng dẫn quản lý sâu hại tổng hợp của Watson và More (1975); mô hình mô phỏng ký sinh trùng kiểm soát ngài khô lá của Ravlin và Haynes (1987); công trình phân loại côn trùng rừng Vân Nam của Thái Bàng Hoa và Cao Thu Lâm (1987); sách phân loại bướm của Cố Mậu Bình và Trần Phượng Trân; tài liệu "Côn trùng rừng Trung Quốc" của Xiao Gangrou (1991); cùng các nghiên cứu IPM của Coulson và cộng sự (1989).

Tại Việt Nam, cơ sở lý luận được tổng hợp từ kết quả điều tra côn trùng của Bộ Nông nghiệp (1961, 1965, 1967, 1968) với 2.962 loài; các công trình chuyên khảo của Medvedev (1968) về họ Bọ lá; Đặng Vũ Cẩn (1973) về sâu hại rừng; Nguyễn Trung Tín (1979) về ong cắn lá mỡ; ứng dụng nấm Beauveria bassiana và Metarhizium trừ sâu róm thông tại Quảng Ninh và Thanh Hóa (1987); giáo trình "Côn trùng Lâm nghiệp" của Trần Công Loanh (1989); mô hình dự tính dự báo phòng trừ sâu róm thông của Lê Nam Hùng (1990); giáo trình "Điều tra dự tính, dự báo sâu bệnh trong Lâm nghiệp" của Nguyễn Thế Nhã, Trần Công Loanh, Trần Văn Mão (2001); mô hình định lượng xác định ngưỡng kinh tế sâu hại thông nhựa của Nguyễn Thế Nhã và cộng sự (2002); và lý thuyết phân tích hệ thống sinh thái rừng của Trần Văn Mão (2002).

Phương pháp nghiên cứu thực địa kết hợp xử lý số liệu sinh trắc học lâm nghiệp được triển khai như sau:

  • Điều tra sơ bộ: Thực hiện khảo sát tổng quan tại 6 điểm (3 điểm rừng Keo tại chùa Côn Sơn và 3 điểm rừng Dẻ tại phường Bến Tắm) để xác định độ tàn che, tỷ lệ cây có biểu hiện bệnh và tình hình vệ sinh rừng.
  • Thiết lập ô tiêu chuẩn (OTC): Thiết lập 6 OTC hình chữ nhật (diện tích đảm bảo có $\ge 100$ cây/ô, mỗi loài 3 ô). Khép góc vuông thực địa bằng dây theo định lý Pythagore với tỷ lệ cạnh 3-4-5m, sai số cho phép nhỏ hơn 1/200. Đo chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) bằng súng đo cao, đo đường kính ngang ngực ($D_{1.3}$) bằng thước kẹp kính trên 30 cây chọn ngẫu nhiên mỗi ô; xác định độ dốc và hướng phơi bằng địa bàn.
  • Chọn cây và cành điều tra: Định kỳ 1 tuần/lần, chọn 10% tổng số cây trong OTC theo phương thức ngẫu nhiên hệ thống (cách 1 hàng lấy 1 hàng, cách 5 cây lấy 1 cây). Mỗi cây khảo sát 6 cành (2 cành gốc, 2 cành giữa, 2 cành ngọn).
  • Phương pháp điều tra sâu ăn lá: Đếm cá thể trên từng pha phát triển; kiểm tra 6 lá/cành (2 lá gốc, 2 lá giữa, 2 lá đầu cành); phân 5 cấp hại: Cấp 0 (không hại), Cấp I ($< 25%$), Cấp II ($25 - 50%$), Cấp III ($51 - 75%$), Cấp IV ($> 75%$).
  • Phương pháp điều tra sâu hại thân, cành ngọn: Quan sát triệu chứng, đếm số cây và cành ngọn bị hại trên tổng số mẫu; cắt chẻ cành ngọn héo để thu thập mẫu vật.
  • Phương pháp điều tra sâu dưới đất: Đặt 5 ô dạng bản diện tích $1\text{ m} \times 1\text{ m}$ trong mỗi OTC (4 góc và 1 tâm ô). Đào đất theo từng lớp sâu 10 cm, bới đất thủ công để thu bắt các pha trứng, sâu non, nhộng, trưởng thành.
  • Công thức xử lý số liệu: Mật độ sâu hại ($M = \frac{\sum m_i}{N}$); tỷ lệ có sâu ($P% = \frac{n}{N} \times 100%$); mức độ hại lá ($R% = \frac{\sum (n_i \times v_i)}{N \times V} \times 100%$, với $V=4$); tỷ lệ thân cành ngọn bị hại ($A% = \frac{n}{N} \times 100%$); sai tiêu chuẩn ($S$) và hệ số biến động số lượng ($S% = \frac{S}{\bar{X}} \times 100%$).

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương này tổng kết lịch sử nghiên cứu côn trùng lâm nghiệp và các biện pháp bảo vệ thực vật qua các thời kỳ. Tác giả phân tích bước phát triển từ phân loại hình thái đơn thuần thời kỳ đầu sang việc đánh giá sinh thái học quần thể, xây dựng mô hình dự tính dự báo và ngưỡng kinh tế. Trọng tâm của chương chỉ ra tính tất yếu của việc chuyển dịch từ sử dụng hóa chất độc hại sang giải pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) dựa trên mối quan hệ giữa cây rừng, sâu hại và quần thể thiên địch tự nhiên.

Chương II: Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu

Tác giả trình bày các đặc trưng địa lý, lập địa của thị xã Chí Linh. Địa bàn có 29.618 ha diện tích tự nhiên, gồm 14.470 ha đất lâm nghiệp (chiếm 48,86%). Địa hình chuyển tiếp từ đồi núi cao (đỉnh Dây Diều 616 m) sang đồi bát úp lượn sóng và vùng bãi bằng phù sa. Khí hậu nhiệt đới gió mùa có nhiệt độ trung bình năm 23°C, lượng mưa trung bình 1.463 mm, chia thành hai tiểu vùng: đồng bằng phía Nam và bán sơn địa phía Bắc. Tài nguyên rừng gồm 1.208 ha rừng trồng keo, thông, bạch đàn và rừng tự nhiên có trữ lượng gỗ quý khoảng 140.000 m³. Dân số có 71.925 lao động, trong đó ngành nông lâm thủy sản chiếm ưu thế (55.855 người). Địa phương có lợi thế về giao thông (quốc lộ 18, 37 và hệ thống sông bao bọc) nhưng gặp khó khăn do rừng phân tán, lao động thủ công và ý thức bảo vệ rừng chưa cao.

Chương III: Mục tiêu, đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này chuẩn hóa các thông số kỹ thuật của 6 ô tiêu chuẩn nghiên cứu (tuổi cây đều 5 năm):

  • Rừng Dẻ (khoảnh 7 lô 29, phường Bến Tắm): Ô O1 (hướng Tây Nam, độ dốc 18°, cao 52 m, 106 cây, độ tàn che 65%), Ô O2 (hướng Đông Nam, độ dốc 23°, cao 65 m, 108 cây, độ tàn che 65%), Ô O3 (hướng Tây Nam, độ dốc 19°, cao 62 m, 102 cây, độ tàn che 60%).
  • Rừng Keo (khoảnh 2 lô 16, phường Cộng Hòa): Ô O4 (hướng Tây Nam, độ dốc 8°, cao 31 m, 103 cây, độ tàn che 75%), Ô O5 (hướng Nam, độ dốc 12°, cao 40 m, 105 cây, độ tàn che 62%), Ô O6 (hướng Đông Nam, độ dốc 9°, cao 48 m, 105 cây, độ tàn che 68%). Chương này cũng xác định thời gian thực hiện 3 đợt điều tra tỉ mỉ: Đợt 1 (10/03 – 19/03/2017), Đợt 2 (26/03 – 04/04/2017) và Đợt 3 (11/04 – 20/04/2017).

Chương IV: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương IV trình bày toàn bộ số liệu điều tra thu thập được. Điều tra sơ bộ cho thấy rừng Dẻ có tỷ lệ cây bị sâu bệnh trung bình là 26,8% (độ tàn che 69,33%), cao gấp đôi so với rừng Keo là 13,9% (độ tàn che 64,0%). Tác giả xác lập danh lục 9 loài sâu hại trên cây Dẻ gai Yên Thế và 12 loài trên cây Keo tai tượng; đồng thời phân tích chi tiết mật độ, tỷ lệ bắt gặp, chỉ số mức độ hại lá qua 3 đợt và sự phân hóa sâu hại theo độ cao địa hình, hướng phơi. Từ đó, tác giả chọn lọc 7 loài chủ yếu để phân tích đặc tính sinh học và đề xuất các biện pháp phòng trừ cụ thể.

Chương V: Kết luận – Tồn tại – Kiến nghị

Đúc kết 4 phát hiện chính về thành phần loài, sự phân bố theo lập địa, sinh học sinh thái và biện pháp quản lý; nêu rõ 3 điểm tồn tại về thời gian khảo sát, thiếu kiểm chứng thực nghiệm và hạn chế nuôi thử nghiệm sinh học; đưa ra 3 kiến nghị tăng cường nguồn lực nghiên cứu.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã định lượng cấu trúc quần thể sâu hại tại hiện trường nghiên cứu thông qua hệ thống bảng biểu thống kê:

Chỉ số so sánh Rừng Dẻ gai Yên Thế Rừng Keo tai tượng
Tỷ lệ cây bị sâu bệnh sơ bộ 26,8% 13,9%
Độ tàn che trung bình 69,33% 64,00%
Tổng số loài sâu hại ghi nhận 9 loài (thuộc 8 họ, 6 bộ) 12 loài (thuộc 11 họ, 5 bộ)
Bộ chiếm tỷ lệ loài cao nhất Cánh vẩy (Lepidoptera) - 33,5% Cánh vẩy (Lepidoptera) - 41,7%
Cơ cấu nhóm gây hại Hại lá: 4 loài (40%); Hại thân cành: 3 loài (30%); Hại rễ: 3 loài (30%) Hại lá: 8 loài (57%); Hại thân cành: 2 loài (14%); Hại rễ: 4 loài (29%)

Biến động số lượng của nhóm sâu hại ăn lá chủ yếu qua 3 đợt khảo sát tỉ mỉ:

Lâm phần Loài sâu hại chính Tỷ lệ bắt gặp trung bình ($P%$) Mật độ trung bình ($M$ - con/cây) Hệ số biến động ($S%$) Diễn biến chỉ số hại lá ($R%$)
Rừng Dẻ Bọ que nhỏ (Sipyloidea sipylus) 74,33% 2,17 19,24% Tăng từ 4,26% (Đợt 1) lên 6,04% (Đợt 2) và đạt 12,12% (Đợt 3)
Sâu kèn bó củi (Clania minuscula) 58,88% 1,31 22,30%
Rừng Keo Bọ que nhỏ (Sipyloidea sipylus) 65,10% 1,32 14,85% Biến động từ 5,509% (Đợt 1) lên 7,82% (Đợt 2) và 7,78% (Đợt 3)
Bọ que sp (Medauroidea extradentata) 43,32% 0,75 7,23%
Sâu nâu vạch xám (Speiredonia retorta) 29,99% 0,51 4,20%

Số liệu thực địa làm sáng tỏ quy luật phân bố của sâu ăn lá theo lập địa:

  • Theo độ cao: Mật độ sâu hại lá Dẻ ở sườn đồi cao hơn rõ rệt so với đỉnh đồi (Bọ que nhỏ tại sườn đồi đạt 3,1 con/cây, đỉnh đồi đạt 2,1 – 2,4 con/cây; Sâu kèn bó củi ở sườn đồi đạt 1,8 con/cây, đỉnh đồi đạt 1,2 – 1,5 con/cây).
  • Theo hướng phơi: Mật độ sâu hại tập trung tại sườn hướng Đông Nam cao hơn hướng Tây Bắc (Bọ que nhỏ trên cây Dẻ đạt 1,3 con/cây ở hướng Đông Nam so với 1,1 con/cây ở hướng Tây Bắc; Sâu kèn bó củi đạt 1,1 con/cây so với 0,8 con/cây).

Về giải pháp, tác giả đề xuất hệ thống quản lý tích hợp 5 nhóm biện pháp: canh tác (chọn cây giống khỏe, phát dọn thực bì, vệ sinh rừng), sinh học (bảo vệ thiên địch như kiến vống, bọ ngựa, chim sâu; ứng dụng chế phẩm nấm ký sinh), vật lý cơ giới (bắt thủ công, bẫy đèn), hóa học (chỉ dùng cục bộ khi bùng dịch vượt ngưỡng kinh tế, ưu tiên hoạt chất ít độc) và xây dựng quy trình phòng trừ riêng cho 4 loài: Sâu nâu vạch xám, Bọ xít vải, Mối đất và Sâu kèn bó củi.

Đóng góp của khóa luận gồm: xác lập danh lục thành phần loài sâu hại trên hai loài cây kinh tế trọng điểm tại thị xã Chí Linh; cung cấp số liệu thực nghiệm về mối liên hệ giữa mật độ sâu ăn lá với các yếu tố mùa vụ, độ cao, hướng phơi; đồng thời đưa ra các định hướng kiểm soát sâu hại có tính khả thi cho địa bàn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận thẳng thắn chỉ ra ba hạn chế nội tại:

  • Do thời gian nghiên cứu ngắn (3 tháng, từ tháng 2 đến tháng 5/2017) cùng các trở ngại về thời tiết mưa lạnh, địa hình đồi núi dốc và thiết bị khảo sát thực địa còn thiếu thốn, số liệu thu thập chưa bao quát trọn vẹn diễn biến qua các mùa trong năm.
  • Các biện pháp kỹ thuật quản lý và phòng trừ sâu hại mới dừng lại ở mức đề xuất lý thuyết dựa trên đặc tính sinh học và tài liệu tham khảo, chưa được triển khai thử nghiệm thực địa để đánh giá định lượng hiệu lực tiêu diệt sâu hại và hiệu quả kinh tế.
  • Việc mô tả đặc điểm sinh vật học, sinh thái học và tập tính của các loài sâu hại chủ yếu mới dựa vào quan sát ngoài tự nhiên và tài liệu có sẵn, chưa tổ chức nuôi nhân tạo trong lồng hoặc phòng thí nghiệm để theo dõi chi tiết chu kỳ vòng đời.

Hướng mở rộng được tác giả kiến nghị gồm: kéo dài thời gian nghiên cứu qua các chu kỳ khí hậu khác nhau; đầu tư trang thiết bị, lồng nuôi sâu phục vụ nghiên cứu tập tính sinh lý; cấp kinh phí, hóa chất và chế phẩm sinh học để thử nghiệm thực tế các mô hình phòng trừ tổng hợp tại địa phương.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là nguồn tư liệu thực địa hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng và Bảo vệ thực vật khi thực hiện các đề tài điều tra dịch hại côn trùng rừng trồng. Cán bộ kỹ thuật tại Chi cục Kiểm lâm tỉnh Hải Dương, Ban Quản lý rừng thị xã Chí Linh và các chủ rừng có thể tham khảo trực tiếp các nội dung:

  • Quy trình chuẩn về bố trí ô tiêu chuẩn, ô dạng bản đào đất phân tầng để đánh giá dịch hại tầng tán và tầng gốc rễ cây lâm nghiệp.
  • Danh mục phân loại học kèm tên khoa học của 9 loài sâu hại Dẻ gai Yên Thế và 12 loài sâu hại Keo tai tượng.
  • Cơ sở dữ liệu định lượng về quy luật phân bố của sâu ăn lá theo sườn đồi, đỉnh đồi và các hướng phơi Đông Nam – Tây Bắc phục vụ công tác khoanh vùng dự báo dịch hại.

Câu hỏi thường gặp

1. Tỷ lệ cây bị sâu bệnh và độ tàn che trung bình giữa rừng Dẻ và rừng Keo tại khu vực khảo sát khác nhau ra sao?
Kết quả điều tra sơ bộ tại 6 điểm cho thấy rừng Dẻ gai Yên Thế có tỷ lệ cây bị sâu bệnh trung bình là 26,8% và độ tàn che 69,33%. Trong khi đó, rừng Keo tai tượng có tỷ lệ cây bị sâu bệnh thấp hơn một nửa, ở mức 13,9%, với độ tàn che trung bình là 64,0%.

2. Vì sao tác giả ghi nhận một số loài bướm nhưng không xếp vào nhóm sâu hại chính?
Trong quá trình điều tra, các loài như Bướm cánh sọc trắng (Neptis clina), Bướm hổ đốm (Paranica aglea) trên rừng Dẻ hay Bướm đốm xanh lớn (Euploea mulciber), Bướm cánh hình lưỡi cưa (Prioneris thestylis) trên rừng Keo xuất hiện với mật độ rất thấp, không đủ số lượng mẫu để xác định mật độ cá thể trên cây, do đó không thỏa mãn các tiêu chí để xếp vào nhóm loài gây hại chính.

3. Địa hình và hướng phơi tác động cụ thể như thế nào đến mật độ loài Bọ que nhỏ trên cây Dẻ?
Mật độ Bọ que nhỏ tập trung nhiều hơn ở các vị trí thấp như sườn đồi (đạt 3,1 con/cây) so với đỉnh đồi (đạt 2,1 – 2,4 con/cây) do điều kiện vi khí hậu, nhiệt độ, độ ẩm và nguồn thức ăn ở sườn đồi thuận lợi hơn. Theo hướng phơi, sườn Đông Nam có mật độ Bọ que nhỏ (1,3 con/cây) cao hơn sườn Tây Bắc (1,1 con/cây).

4. Phương pháp điều tra sâu hại dưới đất được tiến hành theo quy trình kỹ thuật nào?
Tác giả thiết lập 5 ô dạng bản kích thước $1\text{ m} \times 1\text{ m}$ trong mỗi ô tiêu chuẩn (4 ô tại 4 góc và 1 ô ở tâm). Kỹ thuật viên bới lớp thảm mục mặt đất, sau đó dùng cuốc bóc từng lớp đất sâu 10 cm đưa về các hướng riêng biệt để tránh nhầm lẫn, bóp nhỏ đất để tìm kiếm đầy đủ các pha trứng, sâu non, nhộng và trưởng thành cho đến khi hết tầng đất có sâu.

5. Những loài sâu hại nào được tác giả đề xuất biện pháp phòng trừ chi tiết ở Chương IV?
Khóa luận xây dựng hướng dẫn phòng trừ chi tiết cho 4 loài gây hại chủ yếu gồm: Sâu nâu vạch xám (Speiredonia retorta), Bọ xít vải (Tessaratoma papillosa), Mối đất (Macrotermes annandalei) và Sâu kèn bó củi (Clania minuscula).

Kết luận

Khóa luận của tác giả Phạm Trần Hùng đã hoàn thành việc điều tra, lập danh lục phân loại 9 loài sâu hại trên cây Dẻ gai Yên Thế và 12 loài trên cây Keo tai tượng tại thị xã Chí Linh, tỉnh Hải Dương. Nghiên cứu cung cấp số liệu thực nghiệm định lượng về biến động mật độ sâu ăn lá theo mùa vụ, độ cao sườn đồi và hướng phơi, xác định Bọ que nhỏ và Sâu kèn bó củi là hai đối tượng gây hại phổ biến nhất. Các giải pháp quản lý dịch hại tổng hợp được đề xuất bám sát đặc tính sinh học của từng loài, tạo cơ sở khoa học thiết thực cho công tác bảo vệ rừng tại địa phương.