Tổng quan nghiên cứu

Diện tích rừng trồng tại Việt Nam đã ghi nhận sự phục hồi mạnh mẽ từ 9,18 triệu ha với độ che phủ 27,2% vào năm 1990 lên 13,12 triệu ha với độ che phủ 38,7% vào cuối năm 2008. Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng của các vùng rừng trồng thuần loài đã dẫn đến nguy cơ bùng phát dịch sâu hại trên diện rộng. Trong đó, loài sâu róm 4 búi lông (Dasychira axutha Collenette) thuộc họ Ngài độc (Lymantriidae) đã gây thiệt hại nghiêm trọng hàng nghìn hecta rừng thông mã vĩ tại các tỉnh Đông Bắc. Đỉnh điểm vào năm 2007, dịch sâu róm 4 búi lông đã tàn phá trên 2.000 ha thông tại các huyện Lộc Bình, Văn Lãng, Văn Quan (Lạng Sơn), 985 ha tại Ngân Sơn (Bắc Kạn) và 105 ha tại Sơn Động (Bắc Giang).

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là giải quyết tình trạng lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học (như Aremex 36 EC, Shepatin 36 EC, Cyperkill 10 EC) vốn gây ô nhiễm môi trường, tiêu diệt hệ sinh vật hữu ích và đẩy chi phí dập dịch lên cao. Luận văn hướng đến hai mục tiêu cụ thể: xác định thành phần, đặc tính sinh học, sinh thái của các loài côn trùng thiên địch bản địa; đồng thời xây dựng quy trình ứng dụng thiên địch nhằm kiểm soát bền vững sâu róm 4 búi lông hại thông.

Nghiên cứu được triển khai tại thành phố Lạng Sơn (xã Hoàng Đồng, Mai Pha) và huyện Lộc Bình (xã Lợi Bác) trong giai đoạn từ tháng 12/2009 đến tháng 6/2010. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc bảo vệ hơn 5.556 ha rừng thông tại Lộc Bình và 1.406,18 ha thông tại thành phố Lạng Sơn, cung cấp giải pháp quản lý dịch hại tổng hợp thân thiện môi trường cho ngành lâm nghiệp Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết Quản lý dịch hại tổng hợp (Integrated Pest Management - IPM) và lý thuyết Cân bằng động học quần thể sinh thái (Population Dynamics). Lý thuyết IPM khẳng định việc kiểm soát dịch hại không nhằm mục đích tiêu diệt hoàn toàn quần thể dịch mà duy trì mật độ sâu hại dưới ngưỡng gây hại kinh tế thông qua việc ưu tiên các nhân tố khống chế tự nhiên. Mô hình tương tác giữa vật ký sinh - vật ăn thịt và con mồi (mô hình Lotka-Volterra) cung cấp cơ sở để đánh giá khả năng kìm hãm số lượng sâu hại của hệ thiên địch bản địa.

Nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm cốt lõi:

  1. Côn trùng thiên địch ăn thịt (Predators): Các loài săn bắt và tiêu thụ trực tiếp nhiều cá thể sâu non hoặc nhộng trong suốt vòng đời.
  2. Côn trùng thiên địch ký sinh (Parasitoids): Các loài đẻ trứng vào bên trong trứng, sâu non hoặc nhộng của sâu hại để ấu trùng phát triển và tiêu diệt vật chủ.
  3. Ngưỡng gây hại kinh tế (Economic Injury Level): Mật độ sâu hại bắt đầu gây thiệt hại kinh tế vượt quá chi phí phòng trừ.
  4. Quần thể sâu hại thuần loài: Trạng thái bùng phát mất kiểm soát của dịch hại trong các hệ sinh thái rừng trồng đơn loài có độ đa dạng sinh học thấp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu sơ cấp thu thập trực tiếp tại thực địa kết hợp dữ liệu thứ cấp từ Chi cục Kiểm lâm và Trạm Bảo vệ thực vật tỉnh Lạng Sơn. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 20 ô tiêu chuẩn (OTC), mỗi ô có diện tích 1.000 m2 (20m x 50m), trong đó 10 OTC bố trí tại thành phố Lạng Sơn và 10 OTC tại huyện Lộc Bình. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu ngẫu nhiên hệ thống phân tầng theo điều kiện lập địa, cấp tuổi rừng (từ năm 1991 đến 2003) và mức độ nhiễm dịch.

Tại mỗi OTC, tiến hành điều tra ngẫu nhiên hệ thống 30 cây tiêu chuẩn, kiểm tra chi tiết trên 6 cành tán (2 cành gốc, 2 cành giữa, 2 cành ngọn), thân cây, gốc cây và thảm thực bì. Tầng đất được khảo sát qua 5 ô dạng bản kích thước 1m x 1m trong mỗi OTC. Bên cạnh đó, tác giả thực hiện phỏng vấn chuyên sâu 30 cá nhân có chuyên môn (10 kiểm lâm viên, 4 cán bộ lâm trường, 4 cán bộ bảo vệ thực vật, 12 người dân địa phương). Phương pháp phân tích thống kê mô tả, tính toán mật độ trung bình, sai tiêu chuẩn và hệ số biến động (S%) được lựa chọn nhằm đảm bảo độ tin cậy khoa học và phản ánh chính xác cấu trúc quần thể côn trùng trong thời gian khảo sát từ tháng 12/2009 đến tháng 6/2010.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, điều tra thực địa đã ghi nhận 16 loài côn trùng thiên địch của sâu róm 4 búi lông thuộc 10 họ, 5 bộ. Trong đó, nhóm ăn thịt chiếm ưu thế với 11 loài thuộc 4 họ, tiêu diệt sâu non từ tuổi 1 đến tuổi 5; nhóm ký sinh gồm 5 loài thuộc 5 họ, tấn công vào các giai đoạn trứng, sâu non và nhộng.

Thứ hai, tác giả đã sàng lọc và xác định được 6 loài côn trùng thiên địch chính có mật độ ổn định và khả năng kìm hãm sâu hại vượt trội:

  • Bọ xít cổ ngỗng (Sycanus croceovittatus): Mật độ bình quân đạt từ 2,3 đến 3,7 con/OTC tại TP. Lạng Sơn và đạt từ 5,0 đến 5,7 con/OTC tại huyện Lộc Bình (hệ số biến động S% chỉ từ 0,4% đến 0,8%).
  • Kiến vàng (Oecophylla smaragdina): Mật độ đạt từ 2,3 đến 2,7 tổ/OTC tại TP. Lạng Sơn và từ 5,0 đến 5,3 tổ/OTC tại Lộc Bình (hệ số S% dao động 0,4% - 0,5%).
  • Bọ ngựa vằn (Creobroter urbanus): Mật độ dao động 0,9 - 1,7 con/OTC.
  • Bọ ngựa Trung Quốc (Tenodera sinensis): Mật độ dao động 0,9 - 1,4 con/OTC.
  • Ong mắt đỏ (Trichogramma dendrolimi): Ký sinh trứng với mật độ điều tra đạt 1,5 - 2,3 cá thể/vợt.
  • Ong vàng chấm đen lớn (Xanthopimpla pedator): Ký sinh nhộng với mật độ 0,6 - 1,4 cá thể/vợt.

Thứ ba, sâu róm 4 búi lông tại Lạng Sơn phát sinh 4 thế hệ trong một năm. Nhộng thế hệ thứ tư vũ hóa từ giữa tháng 3 đến đầu tháng 4, các đợt ấu trùng bùng phát mạnh vào tháng 4-5, tháng 7-8, tháng 9-10 và tháng 11-12. Sâu hại tập trung cao nhất ở các lâm phần thông thuần loài cấp tuổi 3 (trồng năm 1996-1998), độ tàn che lớn, thảm thực bì dày, phân bố ở đai cao từ 270m đến 390m gần nguồn nước như sông Kỳ Cùng và các hồ đập.

Thứ tư, thử nghiệm thực địa bố trí 6 OTC (2 OTC bảo vệ thiên địch, 2 OTC thả tập trung 10 tổ kiến vàng/OTC tương đương khoảng 1.500 - 2.000 cá thể kiến, 2 OTC đối chứng) từ ngày 15/4/2010 đến 25/5/2010 cho thấy mật độ sâu non tại các ô thả kiến vàng giảm mạnh hơn 65% so với ô đối chứng không can thiệp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân mật độ thiên địch tại huyện Lộc Bình (xã Lợi Bác) cao hơn tại TP. Lạng Sơn (Hoàng Đồng, Mai Pha) từ 30% đến 50% xuất phát từ sự phong phú của thảm thực bì tự nhiên (ràng ràng, mua, sim, cỏ tranh) và cấu trúc địa hình đồi bát úp tạo nơi ẩn nấp thuận lợi. Việc lạm dụng thuốc phun hóa học trong các đợt dịch trước đây tại xã Mai Pha đã làm suy giảm tạm thời quần thể ong ký sinh và bọ ngựa bản địa.

So sánh với các nghiên cứu của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam và các tài liệu chuyên ngành tại miền Nam Trung Quốc, kết quả này khẳng định tính tương đồng cao về thành phần loài ngài độc vùng Đông Bắc, đồng thời chứng minh giải pháp chuyển vị kiến vàng đem lại hiệu quả triệt để đối với các ổ dịch cục bộ. Toàn bộ dữ liệu mật độ theo thời gian có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua biểu đồ phân bố đường (Line Chart) so sánh diễn biến mật độ sâu hại giữa các công thức thí nghiệm, kết hợp bảng ma trận phân tích phương sai hai nhân tố giữa các lần điều tra và vị trí đai cao.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và chuyển giao quy trình bảo vệ quần thể thiên địch bản địa: Nghiêm cấm hoàn toàn việc đốt dọn thực bì toàn diện và hạn chế tối đa phun thuốc hóa học phổ rộng tại các lâm phần thông mã vĩ có nguy cơ dịch hại. Giữ lại thảm thực bì tầng thấp dày 30 - 50 cm làm sinh cảnh cư trú cho bọ xít cổ ngỗng và bọ ngựa, do Chi cục Kiểm lâm tỉnh phối hợp cùng các Hạt Kiểm lâm triển khai thường xuyên từ năm 2011.

  2. Ứng dụng kỹ thuật chuyển vị và nhân thả Kiến vàng (Oecophylla smaragdina): Thực hiện thu bắt và thả bổ sung từ 10 đến 15 tổ kiến vàng trên mỗi hecta rừng thông bị sâu hại tấn công ở tuổi 1-3, ưu tiên thả vào buổi sáng tại các vị trí râm mát có thảm thực bì dày. Đặt mục tiêu giảm mật độ sâu róm trên 70% trong vòng 30 ngày sau khi thả, do Ban Quản lý rừng phòng hộ và các Công ty Lâm nghiệp chủ trì thực hiện trong các tháng 4 và tháng 7 hàng năm.

  3. Bảo tồn và phát triển nguồn Ong ký sinh (Trichogramma dendrolimiTelenomus dendrolimi): Thiết lập các điểm nhân nuôi thử nghiệm ong mắt đỏ ký sinh trứng để phóng thích vào đầu các thế hệ sâu non (tháng 3-4 và tháng 8-9), phấn đấu đạt tỷ lệ trứng bị ký sinh tự nhiên trên 40%, giao Trung tâm Khuyến nông Lâm nghiệp Lạng Sơn phụ trách kỹ thuật.

  4. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng và nâng cao năng lực giám sát: Chuyển đổi tối thiểu 25% diện tích rừng thông trồng thuần loài sang mô hình hỗn giao Thông mã vĩ xen Lát hoa, Trám hoặc Keo nhằm phá vỡ tính đồng nhất sinh thái của dịch hại. Đồng thời tổ chức 4 lớp tập huấn nghiệp vụ mỗi năm cho hơn 1.200 hộ dân nhận khoán rừng tại Hoàng Đồng, Mai Pha và Lợi Bác, bảo đảm 100% cán bộ cơ sở nắm vững kỹ thuật dự tính dự báo trước năm 2015.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước và lực lượng Kiểm lâm: Chi cục Kiểm lâm các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang, Bắc Kạn, Quảng Ninh có thể sử dụng dữ liệu để hoàn thiện quy chuẩn dự tính dự báo dịch sâu róm thông, xây dựng chiến lược phòng trừ sinh học cấp tỉnh thay thế hóa chất.

  2. Ban quản lý rừng phòng hộ và doanh nghiệp lâm nghiệp: Đơn vị quản lý trực tiếp hàng chục nghìn hecta rừng thông mã vĩ có thể ứng dụng ngay quy trình kỹ thuật thu bắt, vận chuyển và nhân thả kiến vàng, tối ưu hóa chi phí bảo vệ rừng từ 40% đến 60% so với phương pháp cơ giới hóa chất.

  3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Lâm sinh, Quản lý tài nguyên rừng: Cung cấp nguồn tài liệu chuyên khảo chuẩn xác về định danh 16 loài côn trùng thiên địch, phương pháp thiết lập 20 ô tiêu chuẩn hiện trường và kỹ thuật phân tích số liệu biến động sinh thái học côn trùng.

  4. Hộ gia đình và cộng đồng nhận khoán bảo vệ rừng: Giúp người dân tại các xã vùng cao nhận biết chính xác các loài côn trùng có ích, nắm bắt thời điểm sâu róm dễ bị tiêu diệt nhất và tự thực hiện các biện pháp sinh học đơn giản trên diện tích rừng được giao.

Câu hỏi thường gặp

  1. Sâu róm 4 búi lông gây hại nặng nhất vào những thời điểm nào trong năm? Sâu róm 4 búi lông phát sinh 4 thế hệ trong năm, trong đó các giai đoạn sâu non nở rộ gây hại mạnh nhất diễn ra vào tháng 4-5 (thế hệ 1) và tháng 9-10 (thế hệ 3). Đây là các thời điểm thời tiết ấm áp, độ ẩm không khí trung bình trên 80%, tạo điều kiện tối ưu cho ấu trùng ăn trụi lá thông mã vĩ.

  2. Vì sao Kiến vàng (Oecophylla smaragdina) được lựa chọn là thiên địch ưu tiên hàng đầu? Kiến vàng là loài côn trùng ăn thịt bắt mồi đa thực, có mật độ tự nhiên cao (trung bình 5,0 - 5,3 tổ/OTC tại Lộc Bình), tập tính săn mồi theo đàn cực kỳ hung dữ. Chúng tấn công hiệu quả cả nhộng lẫn sâu non từ tuổi 1 đến tuổi 5, dễ thu bắt, chuyển vị tổ và thích nghi tốt dưới tán rừng thông.

  3. Khi thu bắt và thả chuyển vị tổ kiến vàng cần tuân thủ kỹ thuật gì? Cần sử dụng túi nilon hoặc túi vải dày bọc kín toàn bộ tổ kiến, cắt cuống cành và buộc chặt miệng túi để tránh kiến phân tán. Thời điểm thả tốt nhất là buổi sáng, chọn những cây có thảm thực bì râm mát, bố trí các tổ cách đều nhau và bổ sung thức ăn hoặc nước đường 5% khi mật độ sâu hại còn thấp.

  4. Phương pháp sử dụng thiên địch có thể loại bỏ hoàn toàn việc dùng thuốc hóa học không? Thiên địch sinh học duy trì mật độ sâu hại dưới ngưỡng gây hại kinh tế mà không diệt trừ hoàn toàn loài sâu. Do đó, phương pháp này thay thế hoàn toàn thuốc hóa học trong điều kiện bình thường; chỉ khi mật độ sâu vượt ngưỡng bùng phát dịch nghiêm trọng mới cần can thiệp cục bộ bằng chế phẩm sinh học.

  5. Loại rừng thông nào tại Lạng Sơn có nguy cơ bùng phát dịch sâu róm 4 búi lông cao nhất? Rừng thông mã vĩ thuần loài ở cấp tuổi 3 (khoảng 12 - 15 năm tuổi), có độ tàn che lớn trên 0,7, thảm thực bì dày, nằm ở sườn đồi khuất gió hoặc thung lũng lòng chảo ở độ cao 270 - 390m gần nguồn nước là đối tượng có nguy cơ bùng phát dịch cao nhất.

Kết luận

  • Luận văn đã giám định và lập danh mục chính xác 16 loài côn trùng thiên địch của sâu róm 4 búi lông (Dasychira axutha) tại tỉnh Lạng Sơn, thuộc 10 họ và 5 bộ.
  • Tuyển chọn thành công 6 loài thiên địch chủ lực gồm Kiến vàng, Bọ xít cổ ngỗng, Bọ ngựa vằn, Bọ ngựa Trung Quốc, Ong mắt đỏ và Ong vàng chấm đen lớn.
  • Làm rõ quy luật sinh học của sâu róm 4 búi lông với 4 thế hệ/năm và xác định mối tương quan giữa mật độ dịch hại với độ cao dưới 400m và cấu trúc thảm thực bì.
  • Khẳng định hiệu quả thực tiễn của biện pháp thả bổ sung kiến vàng và bảo vệ sinh cảnh tự nhiên, giúp kìm hãm mật độ sâu non trên 65%.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp quản lý dịch hại tổng hợp IPM đồng bộ, chuyển đổi từ hóa chất độc hại sang giải pháp sinh thái bền vững.

Kế hoạch tiếp theo cần mở rộng mô hình ứng dụng thiên địch trên diện tích 2.000 ha rừng thông tại các huyện lân cận trong giai đoạn 2011-2015. Các cơ quan quản lý và chủ rừng hãy áp dụng ngay quy trình bảo tồn thiên địch để bảo vệ màu xanh bền vững cho rừng thông Đông Bắc.