CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1. Cơ sở khoa học của đề tài Chương trình thâm canh, tăng vụ được khuyến cáo ở các tỉnh, thành ĐBSCL. Ngoài lợi ích thiết thực gia tăng sản lượng lương thực, một vấn đề hạn chế cũng được đặt ra là bộc phát sâu bệnh hại trên vùng thâm canh, tăng vụ. Điển hình là dịch rầy nâu và bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá đã lây lan trở lại từ năm 2006 đến nay.
Theo Lu và ctv. (2005), Heong và Hardy (2009) đã được Hồ Văn Chiến (2015) trích dẫn cho rằng rầy nâu bộc phát là do phun nhiều lần, phun thường xuyên thuốc trừ rầy; ruộng lúa được bón thừa phân đạm cũng sẽ làm giảm khả năng ăn trứng rầy của bọ xít mù xanh Cyrtorhinus lividipennis là thiên địch tự nhiên của rầy nâu. Nguyên nhân gây bộc phát dịch hại chủ yếu theo nhiều báo cáo khoa học vẫn kết luận là do sự phá vở cân bằng sinh thái đồng ruộng, làm suy giảm hệ thiên địch và đa dạng sinh học côn trùng (Lương Minh Châu và ctv. Những năm qua, để quản lý rầy nâu thì việc sử dụng giống kháng luôn được đưa lên biện pháp hàng đầu.
Giống kháng và yếu tố phòng trừ sinh học (biological control) có tác động trực tiếp trái ngược nhau, bởi vì giống kháng sẽ làm cho mật số côn trùng gây hại ở mức thấp, làm giảm tính ổn định nguồn thực phẩm của ký sinh và bắt mồi ăn thịt dẫn đến giảm quần thể thiên địch (Hồ Văn Chiến và ctv. Sự thay đổi môi trường bao gồm các bất thường về khí hậu như tăng nhiệt độ toàn cầu và tần suất của các sự kiện thời tiết cực đoan, cũng suy giảm đa dạng sinh học và làm xói mòn các chức năng của hệ sinh thái (Pereira và ctv. Trong thực tiễn sản xuất đã ứng dụng các biện pháp kỹ thuật tác động đến đa dạng sinh học côn trùng, hệ sinh thái đồng ruộng để nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế như bố trí mùa vụ thích hợp; xuống giống tập trung, né rầy; áp dụng các biện pháp “3 giảm 3 tăng”, “1 phải 5 giảm”, công nghệ sinh thái trồng hoa trên bờ ruộng để quản lý, phòng trừ rầy nâu. Do đó, chúng ta cần nghiên cứu sự suy giảm đa dạng sinh học côn trùng 7 cũng như các giải pháp bảo tồn thiên địch, đa dạng sinh học côn trùng, giảm sử dụng nhiều thuốc BVTV hóa học, phân bón, bảo vệ nông dân, người tiêu dùng thông qua bảo vệ hệ sinh thái bằng tiến bộ mới trong nông nghiệp thân thiện với môi trường, bao gồm các phòng trừ sinh học, công nghệ sinh thái (Finbarr G.
Horgan và ctv., 2015); kiến thiết, cải tạo sinh cảnh thực vật xung quanh đồng ruộng nhằm đảm bảo sản xuất lương thực bền vững và phục hồi hệ sinh thái lúa phát huy vai trò của thiên địch trong quản lý, phòng trừ rầy nâu hại lúa. Cơ sở lý luận đa dạng sinh học 1. Đa dạng sinh học 1. Định nghĩa Thuật ngữ “Đa dạng sinh học” (ĐDSH) được giới thiệu vào giữa thập niên 1980.
Theo công ước đa dạng sinh học: ĐDSH là sự phong phú của tất cả các loài sinh vật từ các hệ sinh thái trên cạn, ở biển và các hệ sinh thái (HST) dưới nước khác, và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên; ĐDSH bao gồm sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay còn gọi là đa dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài), và các hệ sinh thái (đa dạng HST) (Phạm Bình Quyền, 2005). Đa dạng sinh học côn trùng Côn trùng, hay sâu bọ, là những động vật không xương sống, đây là động vật ngành Chân đốt (Arthropoda) lớn nhất, phân bố rộng rãi nhất trên Trái Đất. Côn trùng là một nhóm đa dạng, với hơn 1 triệu loài đã được mô tả chiếm hơn một nửa tổng số tất cả các loài sinh vật sống mà con người biết đến. Người ta có thể tìm thấy côn trùng ở gần như tất cả các môi trường sống trên Trái Đất, mặc dù chỉ có một số lượng nhỏ các loài có thể thích nghi được với đời sống ở đại dương, nơi mà giáp xác là nhóm chiếm ưu thế.000 loài chuồn chuồn; 2.000 loài bọ ngựa; 20.000 loài châu chấu; 17.000 loài hai cánh; 82.000 loài cánh nửa; 350.000 loài cánh cứng và khoảng 110.000 loài cánh màng (Vi.
Côn trùng là nhóm có tính đa dạng sinh học cao nhất trong các loài động vật trên thế giới. Chúng sinh sống ở tất cả các loại môi trường và đóng vai trò quan 8 trọng trong các chức năng và sự ổn định sinh thái trên cạn và dưới nước. Nghiên cứu tính đa dạng sinh học để hiểu rõ hơn về sinh học, sinh thái của côn trùng. Hệ sinh thái nếu được quản lý bền vững, góp phần bảo tồn và phát triển ĐDSH côn trùng và quản lý dịch hại được bền vững.
Như chúng ta đã biết, côn trùng có số lượng loài và số lượng cá thể lớn nên chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái như tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất và là thành phần quan trọng của chuỗi thức ăn trong tự nhiên. Côn trùng còn đóng vai trò quan trọng trong việc thụ phấn cho các loài thực vật làm tăng năng suất cây trồng và góp phần tạo tính đa dạng của thực vật. Đối với mỗi loài côn trùng ăn thực vật có gắn một loài thiên địch của chúng và nhóm thiên địch này chiếm khoảng ¼ khác trong tổng số loài sinh vật trên mặt đất. Nhiều loài côn trùng ăn thịt và kí sinh tham gia vào diệt trừ sâu hại, một số còn cung cấp những sản phẩm công nghiệp quý hiếm như cánh kiến, tơ tằm, mật ong (Nguyễn Văn Huỳnh, 2012a).
Qua đó ta có thể thấy được côn trùng là một lớp phong phú và rất quan trọng trong hệ sinh thái. Vì vậy cần phải quản lý chúng, phát huy các mặt có lợi làm tăng độ phong phú và đa dạng sinh học. Đa dạng sinh học của côn trùng trên ruộng lúa đang bị đe dọa do thay đổi tập quán canh tác và sử dụng quá nhiều hóa chất nông nghiệp. Nhiều loài côn trùng đã giảm rõ rệt trong những năm gần đây là kết quả của thâm canh nông nghiệp.
Thâm canh nông nghiệp cao đã ảnh hưởng đến độ phì của đất, môi trường và cộng đồng côn trùng (Benton và ctv. Tính toán phân tích định lượng các chỉ số đa dạng sinh học Đa dạng sinh học là tất cả loài tồn tại trong một vùng xác định theo hệ thống phân loại. Sự phong phú về thành phần loài tăng theo sự phức tạp của mạng lưới thức ăn và điều kiện sinh thái của vùng đó. Đánh giá sự đa dạng về loài thì rất phức tạp do có nhiều quần xã, loài ưu thế và có rất nhiều loài hiếm.
Có nhiều chỉ số đa dạng được sử dụng nhưng chỉ số được dùng phổ biến nhất để đánh giá sự xuất hiện thường xuyên cũng như số loài là chỉ số Shannon (Phạm Bình Quyền, 2005). Chỉ số đa dạng sinh vật có thể xem như là chỉ thị cho sự ổn định của quần xã 9 và có thể dùng nó để mô tả sự vận động của hệ sinh thái và của quần xã và ảnh hưởng của những tác động trong quần xã. Theo quan điểm đo đếm định lượng chỉ số đa dạng sinh học thì đa dạng là một phép thống kê có sự tổ hợp của cả 2 yếu tố là thành phần loài và tính đồng đều phân bố (equitability) hay là khả năng xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài. Có nghĩa là chỉ số H không phải phụ thuộc vào thành phần số lượng loài mà cả số lượng cá thể và xác xuất xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài.
Hiện nay, áp dụng phổ biến nhất là phương pháp Shannon và Wiener (1949), có phương trình tính toán như sau: - Công thức tính toán các chỉ số đa dạng: Chỉ số Shannon – Wiener (1949): Phản ánh mức độ đa dạng sinh học S S ni ni H’ = − ∑ ( log 2 p i ) hay H’ = ∑ log 2 i= 1p i i=1 N N Trong đó: S : số lượng loài; pi = ni/N : tỷ lệ cá thể của loài I so với số lượng cá thể toàn bộ mẫu. N : tổng số cá thể trong toàn bộ mẫu. ni : số lượng cá thể loài i. Trị số đa dạng của Shannon trong một quần xã thường biến động trong khoảng từ 1.
Giá trị cao nhất của Hmax xuất hiện mọi loài trong quần xã có số lượng tương đương nhau. Giá trị cao của H’ sẽ là đại diện của các cộng đồng đa dạng hơn. Một cộng đồng chỉ có một loài sẽ có một giá trị H’ từ 0 vì Pi sẽ bằng 1 và được nhân ln Pi mà sẽ bằng không. Nếu là loài phân bố đều thì giá trị H’ sẽ cao.
Vì vậy, các giá trị H’ cho phép chúng ta biết không chỉ số lượng các loài nhưng làm thế nào sự phong phú của các loài được phân phối giữa tất cả các loài trong cộng đồng. + Chỉ số ưu thế Simpson: Chỉ số Simpson phản ánh sự khối lượng của loài phổ biến hay loài ưu thế, khi giá trị D tăng thì chỉ số đa dạng càng tăng. 10 S D = 1− ∑ ( p i ) 2 i=1 Trong đó: D : chỉ số đa dạng Simpson. pi : tỷ lệ loài i trên tổng số các cá thể (pi = ni/N).
S : tổng số loài. + Độ đồng đều (Eveness): Sự cân bằng trong quần xã đa dạng thực sự được tính theo công thức: E=H’/Hm Trong đó: H’: chỉ số Shannon của điểm Hm: Chỉ số Shannon tối đa của vùng E nằm trong khoảng [0,1] + Số loài đang phát triển: N1= EXP(H’) Trong đó: EXP: cơ số e; H’: chỉ số Shannon + Số loài chiếm ưu thế: N 2 1/ D Trong đó: D : Chỉ số Simpson Theo Bisby (1995) các chỉ số số loài đang phát triển, số loài chiếm ưu thế, độ đồng đều chỉ ra sự biến đổi về mặt sinh thái theo thời gian hay sự khác biệt giữa các quần xã sinh thái. Khi tất cả các loài trong một mẫu cân bằng về mặt số lượng, chỉ số cân bằng sẽ lớn nhất, việc số lượng các loài suy giảm thành “không” kéo theo liên hệ đến độ đồng đều phân chia. + Xác định mức độ phổ biến của sâu hại và thiên địch Lê Văn Thuyết (2000) đã đưa ra công thức: C(%) = p x 100/ P Trong đó: p: là số lần lấy mẫu có loài được xét P: là tổng số địa điểm lấy mẫu.
