GIÁO TRÌNH DỊCH HỌC BẢO VỆ THỰC VẬT

  • Chủ biên: GS. Hà Quang Hùng
  • Ban biên soạn: GS.TS. Hà Quang Hùng, PGS. TS. Nguyễn Thị Kim Oanh, TS. Đặng Thị Dung
  • Đơn vị công tác: Bộ môn Côn trùng, Khoa Nông học – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
  • Năm xuất bản: 2008
  • Đối tượng đào tạo: Sinh viên đại học và học viên cao học chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Cây trồng, Di truyền chọn tạo giống, Công nghệ sinh học.

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Dịch học Bảo vệ thực vật do GS. Hà Quang Hùng chủ biên cùng tập thể cán bộ giảng dạy Bộ môn Côn trùng, Khoa Nông học, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội (nay là Học viện Nông nghiệp Việt Nam) biên soạn năm 2008. Môn học Dịch học Bảo vệ thực vật (BVTV) giữ vị trí là học phần chuyên môn bắt buộc trong chương trình đào tạo kỹ sư Nông học, chuyên ngành Bảo vệ thực vật và Cây trồng, đồng thời phục vụ đào tạo sau đại học (bậc Thạc sĩ). Học phần được bố trí giảng dạy ở giai đoạn chuyên sâu, sau khi người học đã hoàn thành các môn học cơ sở về côn trùng học, bệnh cây học và sinh thái học nông nghiệp.

Về mục tiêu học tập (learning outcomes), giáo trình cung cấp hệ thống kiến thức cơ bản và thực tiễn về dịch tễ học của các loài dịch hại chính trên cây trồng nông nghiệp; trang bị phương pháp phân tích diễn thế dịch và các yếu tố sinh thái chi phối; giúp người học làm chủ các phương pháp điều tra thực địa, bẫy bả và công cụ toán học để dự tính dự báo (DTDB) thời gian phát sinh, mật độ quần thể và nguy cơ gây hại. Trên cơ sở đó, người học có năng lực đề xuất các biện pháp phòng ngừa và dập dịch đạt hiệu quả kinh tế, bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Cấu trúc giáo trình gồm Chương mở đầu và 9 chương chuyên đề, được tổ chức theo cách tiếp cận sinh thái học hệ thống kết hợp định lượng toán học. Điểm đặc sắc của tài liệu là sự kết hợp giữa khung lý thuyết dịch tễ học quốc tế với chuỗi dữ liệu thực nghiệm, thống kê dịch tễ nhiều năm tại Việt Nam (như các đợt dịch rầy nâu, sâu đục thân, sâu cuốn lá, bọ cánh cứng hại dừa giai đoạn 1975–2005), giúp người học dễ dàng chuyển giao kiến thức lý thuyết vào công tác chỉ đạo thực tế tại các trạm BVTV.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

  • Chương mở đầu và Chương I (GS.TS. Hà Quang Hùng): Trình bày vị trí, mục đích, yêu cầu môn học; các khái niệm cơ bản về Dịch học BVTV (Epidemiology in Plant Protection), dịch tễ học bệnh cây (Epiphytotic), dịch động vật (Epizootic), dịch phân bố rộng (Pandemic); phân loại các nhánh dịch học (mô tả, định lượng, so sánh, sinh thái); lịch sử phát triển dịch học qua các thời kỳ (cổ đại, phong kiến, tư bản chủ nghĩa và giai đoạn phát triển tại Việt Nam trước/sau năm 1945); định nghĩa dịch hại (Pest), phức hợp dịch hại (Key pests) và phổ dịch hại.
  • Chương II (GS.TS. Hà Quang Hùng): Biến động số lượng của dịch hại và các yếu tố sinh thái ảnh hưởng. Phân tích quá trình điều chỉnh tự nhiên dựa trên hai tương tác: biến đổi (yếu tố ngẫu nhiên môi trường: thời tiết, khí hậu) và điều chỉnh (yếu tố nội tại quần thể theo nguyên tắc liên hệ nghịch phủ định); sơ đồ biến động quần thể côn trùng của Viktorov (1976); quan hệ cạnh tranh trong loài theo Philip; bảng sống (Life Table) và mô hình hồi quy đa tạp.
  • Chương III (TS. Đặng Thị Dung): Phương pháp điều tra biến động các vụ dịch hại ngoài đồng ruộng (điều tra sâu trong đất theo các tầng độ sâu 0–5cm, 5–45cm, >45cm; điều tra trên mặt đất, trên tàn dư cây trồng và trên cây trồng đang sinh trưởng bằng phương pháp vợt côn trùng hoặc đếm khóm; điều tra đánh giá tác hại của chuột).
  • Chương IV (PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Oanh): Phương pháp điều tra số lượng sâu trong không gian bằng hệ thống bẫy bả (bẫy đèn ánh sáng, bẫy mùi vị chua ngọt 4:4:1:1, bẫy mùi vị tanh hôi, bẫy màu sắc, bẫy dẫn dụ sinh học pheromone) và phương pháp nhân nuôi sinh học côn trùng (nuôi cá thể, nuôi quần thể) trong phòng thí nghiệm.
  • Chương V (TS. Đặng Thị Dung) & Chương VI (PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Oanh): Phương pháp dự tính dự báo (DTDB) ngắn hạn, trung hạn, dài hạn dựa trên điều tra tiến độ phát dục (chu kỳ vòng đời, đời sâu, lứa sâu, các mức độ bướm rộ) và công thức tính mật độ sâu phát sinh lứa sau: $$P_2 = P_1 \times R \times \frac{f}{m+f} \times \left(1 - \frac{m'}{100}\right)$$ Quy trình điều tra 240 khóm lúa để xác định tỷ lệ thiệt hại năng suất.
  • Chương VII (TS. Đặng Thị Dung): Phương pháp dự tính dự báo dựa trên phân tích tổng tích ôn hữu hiệu ($K = n(t - C)$), cách tính ngưỡng nhiệt độ khởi điểm phát dục ($C$), đường hyperbol nhiệt độ và công thức xác định số lứa trong năm ($Y = X(t-C)/K$).
  • Chương VIII (PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Oanh): Phương pháp dự tính dự báo theo đồ thị khí hậu (khí hậu đồ, sinh khí hậu đồ Uvarov, thủy nhiệt đồ); ứng dụng hiện tượng học (Phenology) và sinh vật chỉ thị; ứng dụng thống kê sinh vật xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính đơn biến, đa biến, kiểm định độ tin cậy bằng tiêu chuẩn Student ($t$) và Fisher ($F$).
  • Chương IX (GS. Hà Quang Hùng): Tổng hợp các nguyên tắc quản lý dịch tễ, đánh giá nguy cơ dịch hại (Pest Risk Analysis – PRA) và thiết lập diện tích phi dịch hại (Pest Free Area).

Logic phát triển nội dung đi tuần tự từ khái niệm, cơ sở sinh thái học quần thể $\rightarrow$ phương pháp thu thập số liệu thực địa và phòng thí nghiệm $\rightarrow$ mô hình toán học và công cụ dự tính dự báo $\rightarrow$ ứng dụng quản lý, dập dịch thực tế.

+-------------------------------------------------------------+
|               DỊCH HỌC BẢO VỆ THỰC VẬT                      |
+-------------------------------------------------------------+
                              |
     +------------------------+------------------------+
     |                                                 |
[CƠ SỞ SINH THÁI & KHÁI NIỆM]              [ĐIỀU TRA & GIÁM SÁT THỰC ĐỊA]
* Khái niệm dịch tễ, phổ dịch hại          * Mẫu đất (0-5, 5-45, >45cm)
* Sơ đồ Viktorov (1976), Philip            * 240 khóm lúa, 100 vợt chuẩn
* Yếu tố vô sinh & hữu sinh                * Bẫy đèn, bả chua ngọt, Pheromone
     |                                                 |
     +------------------------+------------------------+
                              |
         [MÔ HÌNH HÓA & DỰ TÍNH DỰ BÁO (DTDB)]
         * Tiến độ phát dục & Công thức P2
         * Tích ôn hữu hiệu: K = n(t - C)
         * Sinh khí hậu đồ Uvarov & Hiện tượng học
         * Hồi quy tuyến tính, kiểm định Student (t) & Fisher (F)
                              |
         [QUẢN LÝ DỊCH HẠI & PHÒNG CHỐNG DỊCH]
         * Phân tích nguy cơ dịch hại (PRA)
         * Vùng phi dịch hại (Pest Free Area)

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết dịch tễ học và sinh thái học quần thể: Quy luật biến động số lượng dựa trên quan hệ giữa khả năng sinh sản, tỷ lệ chết, tập tính di cư và áp lực từ thiên địch/thức ăn. Cơ chế điều chỉnh mật độ quần thể tự nhiên thông qua mối quan hệ cùng loài, khác loài và quần xã sinh vật theo Viktorov (1976).
  • Nguyên lý nhiệt động học côn trùng: Mối liên hệ hàm số hyperbol giữa nhiệt độ môi trường ($t$), ngưỡng nhiệt phát dục ($C$), thời gian phát dục ($n$) và hằng số nhiệt tích lũy ($K$).
  • Khung lý thuyết phân tích thống kê sinh học: Khung mô hình hồi quy tuyến tính đa biến $Y = b_0 + b_1 x_1 + b_2 x_2 + ... + b_n x_n$ và mô hình biến động thế hệ $\log N_{n+1} = \log N_n + \log F - K_n$ để lượng hóa tác động của các biến số khí tượng đến kích thước quần thể.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thiết kế và vận hành các loại bẫy chuẩn hóa (bẫy đèn công suất 200–300W có phễu hứng 50cm và lọ độc KCN/NaCN; bẫy bả chua ngọt tỷ lệ 4:4:1:1 phối trộn 1% hóa chất Padan/Dipterex/Trebon); kỹ thuật điều tra 240 khóm lúa; kỹ thuật nuôi sinh học cá thể và quần thể trong điều kiện phòng thí nghiệm.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Khả năng giải đoán sinh khí hậu đồ (Bioklimogramm) để xác định giới hạn nhiệt - ẩm thuận lợi; tính toán kiểm định $t_{\text{thực tế}}$ so với $t_{\text{lý thuyết}}$ và $F_{\text{thực tế}}$ so với $F_{\text{lý thuyết}}$ nhằm chứng minh mối tương quan có ý nghĩa thống kê giữa thời tiết và mật độ dịch hại.
  • Năng lực thực tiễn (Practical competencies): Tính toán chính xác thời điểm bướm rộ, sâu non nở rộ; tính toán mức độ phổ biến ($A%$), tỷ lệ hại, chỉ số hại; dự báo mức độ suy giảm năng suất cây trồng để tham mưu lịch thời vụ và thời điểm xử lý thuốc BVTV hợp lý.

Phương pháp giảng dạy và học tập

  • Cách tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach): Giảng dạy kết hợp giữa lý thuyết sinh thái định lượng và thực hành giải bài toán dự tính dự báo. Bài giảng đặt người học vào vị trí cán bộ kỹ thuật phân tích số liệu thực địa từ các trạm quan trắc BVTV.
  • Bài tập và nghiên cứu trường hợp (Case studies):
    • Phân tích các ca đại dịch thực tế tại Việt Nam: dịch rầy nâu (Nilaparvata lugens) năm 1977–1979 gây hại trên 200.000 ha tại ĐBSCL và 45.000 ha tại miền Trung; dịch sâu đục thân lúa năm 1984–1987 hại trên 1 triệu ha ở miền Bắc; diễn biến dịch chuột và ốc bươu vàng giai đoạn 1995–1997; dịch bọ cánh cứng hại dừa (Brontispa longissima) năm 2002 tại 26 tỉnh thành.
    • Hệ thống bài tập tính toán định lượng: Tính ngày bướm rộ của sâu đục thân 2 chấm dựa trên nhiệt độ trung bình từng tuần; tính số lứa trong năm của sâu đục thân ngô khi biết $K_{\text{toàn năm}} = 2230$ độ-ngày và $K_{\text{toàn lứa}} = 552$ độ-ngày; tính số lượng sâu phát sinh lứa sau dựa vào tỷ lệ đực/cái và tỷ lệ chết tự nhiên.
  • Bài tập thực hành (Practical exercises): Thực hành bố trí điểm lấy mẫu đất theo sơ đồ bàn cờ, đường chéo góc, zic-zắc; thực hành đếm và phân cấp mức độ hại của rệp, nhện từ Cấp 0 đến Cấp 3; chế tạo bẫy bả chua ngọt và bẫy dính màu vàng; xây dựng đồ thị hyperbol nhiệt độ từ số liệu nuôi sâu thực nghiệm.
  • Phương pháp đánh giá (Assessment methods): Đánh giá qua bài thi lý thuyết (khái niệm dịch tễ, cơ chế tự điều chỉnh quần thể), bài tập lớn xử lý chuỗi số liệu khí tượng – sâu bệnh bằng phương pháp hồi quy thống kê, và kiểm tra kỹ năng thực hành phân tích mẫu điều tra đồng ruộng.
  • Hướng dẫn tự học (Self-study guidelines): Người học cần trả lời đầy đủ các câu hỏi ôn tập định lượng cuối mỗi chương, thực hành lập bảng sống (Life Table), thu thập dữ liệu nhiệt độ - ẩm độ địa phương để thiết lập khí hậu đồ và sinh khí hậu đồ cho một đối tượng dịch hại cụ thể.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Hệ thống hóa dữ liệu dịch tễ học Việt Nam: Giáo trình cập nhật chi tiết các báo cáo của Cục Bảo vệ thực vật giai đoạn 1975–2005, chỉ rõ xu thế diễn biến của 9 nhóm dịch hại chủ yếu trên cây lương thực (rầy nâu, sâu đục thân, sâu cuốn lá nhỏ, bệnh đạo ôn, bệnh khô vằn, chuột, ốc bươu vàng...) và dịch hại trên cây công nghiệp, cây ăn quả (bọ hung hại mía ở Tây Ninh, sâu róm hại thông ở Hà Tĩnh, bọ xít hại quế ở phía Bắc).
  • Tích hợp các phương pháp toán học và dịch tễ học quốc tế: Tích hợp lý thuyết điều chỉnh quần thể của Viktorov (1976), phương pháp sinh khí hậu đồ của Uvarov, mô hình tích ôn hữu hiệu và phương pháp phân tích phương sai ($F$-test) trong thống kê sinh vật đa biến.
  • Gắn kết trực tiếp với thực tiễn sản xuất: Cung cấp các phương trình tương quan thực nghiệm đã được kiểm chứng tại Việt Nam:
    • Phương trình dự báo ngày rộ lứa 1 sâu đục thân bướm 2 chấm: $$Y = 24{,}6301 + 0{,}6476X \quad (R = 0{,}84)$$ (với $X$ là số ngày có $t^\circ \le 15^\circ\text{C}$ trong các tháng 12, 1, 2).
    • Phương trình tương quan giữa mật độ sâu đục thân ($X$) và tỷ lệ bông bạc/dảnh héo ($Y_i$): $$Y_2 = 0{,}69 + 0{,}36X \quad (R = 0{,}83)$$ $$Y_5 = 0{,}115 + 0{,}50X \quad (R = 0{,}996)$$
    • Phương trình hàm số mũ xác định tỷ lệ thất thu năng suất theo mật độ lá bị sâu cuốn lá hại: $$Y = 100 - 104{,}3342 , e^{-0{,}0007X} \quad (R = 0{,}91)$$
  • Phục vụ hội nhập và kiểm dịch thực vật: Cập nhật các khái niệm và quy chuẩn kiểm dịch thực vật quốc tế như Phân tích nguy cơ dịch hại (PRA), Vùng không có dịch hại (Pest Free Area), đáp ứng yêu cầu xuất nhập khẩu nông sản.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Nhóm đối tượng Phạm vi và mục đích sử dụng Yêu cầu điều kiện tiên quyết (Prerequisites)
Sinh viên đại học (Năm thứ 4) Học phần chuyên môn bắt buộc ngành BVTV, Cây trồng, Nông học, Di truyền chọn giống, Công nghệ sinh học. Côn trùng học đại cương & chuyên khoa, Bệnh cây đại cương & chuyên khoa, Sinh thái học nông nghiệp.
Học viên cao học (Bậc Thạc sĩ) Tài liệu nghiên cứu chuyên sâu về dịch tễ học định lượng, mô hình hóa dự tính dự báo và sinh thái học quần thể. Thống kê sinh học, Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng, Khí tượng nông nghiệp.
Giảng viên đại học & Cao đẳng Giáo trình giảng dạy chuẩn, khung tham chiếu thiết kế bài tập thực hành, đề tài nghiên cứu khoa học và khóa luận. Kiến thức chuyên sâu về khoa học bảo vệ thực vật và mô hình toán học ứng dụng.
Cán bộ kỹ thuật & Nghiên cứu Tài liệu tra cứu phương pháp điều tra, bẫy bả, xây dựng phương trình dự báo tại các Chi cục BVTV, Trung tâm Khuyến nông, Viện BVTV. Kinh nghiệm thực tế về giám sát đồng ruộng và kỹ thuật bảo vệ thực vật tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế chuẩn mực cho sinh viên năm thứ tư bậc đại học và học viên cao học chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Cây trồng, Nông học, Công nghệ sinh học; đồng thời là tài liệu tra cứu nghiệp vụ cho cán bộ kỹ thuật tại hệ thống các trạm, Chi cục BVTV.

2. Cần kiến thức nền nào để học giáo trình này?

Người học cần hoàn thành các môn học tiên quyết bao gồm: Côn trùng nông nghiệp, Bệnh cây nông nghiệp, Sinh thái học nông nghiệp, Khí tượng nông nghiệp và Thống kê sinh học/Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng.

3. Điểm khác biệt của cuốn giáo trình này so với các tài liệu BVTV khác là gì?

Giáo trình không thuần túy mô tả triệu chứng hay đặc điểm phân loại hình thái đơn lẻ, mà tập trung vào dịch tễ học định lượng, cơ chế biến động quần thể, quy luật điều chỉnh sinh thái và hệ thống công thức toán học phục vụ công tác dự tính dự báo chính xác thời gian, mật độ sâu bệnh.

4. Làm sao để tự học và nắm vững kiến thức trong giáo trình hiệu quả?

Người học nên học lý thuyết song song với việc giải các bài toán mẫu (tính tổng tích ôn $K$, nhiệt độ ngưỡng $C$, thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính đa biến) và làm toàn bộ hệ thống bài tập, câu hỏi ôn tập ở cuối mỗi chương.

5. Giáo trình có các tài liệu bổ trợ và dẫn chiếu nào?

Tài liệu trích dẫn các công trình nghiên cứu dịch tễ kinh điển quốc tế (như Viktorov 1976, Uvarov, Ou 1985, Feakin 1973, Margaret Tuttle 1994/2001) và số liệu thống kê dịch tễ thực tế qua các giai đoạn của Cục Bảo vệ thực vật – Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.


Kết luận

Giáo trình Dịch học Bảo vệ thực vật do GS. Hà Quang Hùng chủ biên là tài liệu học thuật nền tảng của ngành Nông học, cung cấp hệ thống lý luận và phương pháp luận hoàn chỉnh về dịch tễ học sinh vật gây hại cây trồng.

Lộ trình học tập khuyến nghị bắt đầu từ việc nắm vững bản chất nguyên học và cơ chế sinh thái học quần thể $\rightarrow$ thuần thục các kỹ thuật điều tra thực địa, giám sát bẫy bả và nhân nuôi sinh học $\rightarrow$ làm chủ các công cụ mô hình hóa định lượng (tổng tích ôn hữu hiệu, sinh khí hậu đồ, phương trình hồi quy thống kê) $\rightarrow$ ứng dụng xây dựng phương án dự tính dự báo và quản lý nguy cơ dịch hại trên đồng ruộng.

Người học nên kết hợp tra cứu thêm các Niên giám thống kê bảo vệ thực vật, quy chuẩn kỹ thuật điều tra dịch hại quốc gia và chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn địa phương để hoàn thiện năng lực chuyên môn.