Tổng quan nghiên cứu

Rầy lưng trắng (Sogatella furcifera Horvath) là một trong những đối tượng dịch hại nguy hiểm hàng đầu trên cây lúa tại châu Á và Việt Nam, có khả năng làm sụt giảm tới 60% năng suất mùa vụ thông qua tác hại chích hút trực tiếp và là môi giới duy nhất truyền virus gây bệnh lùn sọc đen phương Nam. Tại tỉnh Hưng Yên, áp lực từ loài dịch hại này diễn biến phức tạp qua các năm; điển hình năm 2018, tổng diện tích nhiễm rầy lưng trắng toàn tỉnh lên tới 12.588 ha, trong đó có 508 ha bị nhiễm nặng và vụ Mùa ghi nhận tới 11.196 ha bị xâm nhiễm (chiếm hơn 30% diện tích gieo cấy).

Nhằm giải quyết bài toán kiểm soát dịch hại bền vững, đề tài nghiên cứu của thạc sĩ Trần Ngọc Đóa thuộc chuyên ngành Bảo vệ thực vật (mã số 8620112) tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Hồ Thị Thu Giang, đã thực hiện đánh giá toàn diện các đặc tính sinh vật học, quy luật sinh thái và hiệu lực của các biện pháp phòng chống rầy lưng trắng. Nghiên cứu được triển khai thực địa tại huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên và hệ thống phòng thí nghiệm của Trung tâm Bảo vệ thực vật phía Bắc trong giai đoạn từ tháng 10/2018 đến tháng 6/2019.

Luận văn mang lại giá trị thực tiễn to lớn khi xác lập hệ thống dữ liệu sinh học chuẩn xác, phân hạng tính kháng của 15 giống lúa thuần và lúa lai phổ biến, đồng thời xác định các dòng hoạt chất bảo vệ thực vật có hiệu lực diệt trừ đạt từ 85,3% đến 89,0% ở giai đoạn xử lý hạt giống và 87,2% khi phun trừ ngoài đồng ruộng, góp phần giảm thiểu chi phí đầu vào và hạn chế ô nhiễm môi trường nông nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh thái học côn trùng học ứng dụng và nguyên lý Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Trọng tâm lý thuyết xoay quanh mô hình bảng sống sinh thái học của Birch (1948) và phương pháp đánh giá thông số quần thể của Nguyễn Văn Đĩnh (1992), cho phép lượng hóa tiềm năng phát triển tự nhiên của loài thông qua các chỉ số tăng trưởng nội tại ($r$), hệ số nhân thế hệ ($R_0$) và thời gian tăng đôi mật độ ($DT$).

Bên cạnh đó, đề tài tích hợp lý thuyết tương tác ký chủ - côn trùng để luận giải mối quan hệ giữa cấu trúc mô thực vật, hàm lượng dinh dưỡng của từng giống lúa với mức độ mẫn cảm của rầy. Khung phân tích dịch tễ học côn trùng môi giới cũng được vận dụng để làm rõ vai trò của rầy lưng trắng như một vectơ truyền bệnh lùn sọc đen phương Nam (SRBSDV), từ đó xây dựng các ngưỡng phòng trừ kinh tế phù hợp với chu kỳ phát triển của cây trồng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa thực nghiệm phòng thí nghiệm có kiểm soát nhiệt ẩm và điều tra khảo sát hệ sinh thái đồng ruộng:

  • Quy chuẩn điều tra và khảo nghiệm: Áp dụng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-166:2014/BNNPTNT về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại lúa và QCVN 01-29:2010/BNNPTNT về khảo nghiệm hiệu lực thuốc trừ rầy trên đồng ruộng.
  • Cỡ mẫu và bố trí thí nghiệm: Theo dõi thời gian phát dục từng tuổi của 60 cá thể rầy non; khảo sát sức sinh sản và nhịp điệu đẻ trứng trên 14 cặp rầy trưởng thành giao phối đơn; phân tích tỷ lệ giới tính trên 462 cá thể nuôi phòng thí nghiệm và 1.416 cá thể thu thập ngoài đồng ruộng qua 2 đợt điều tra. Đánh giá tính kháng của 15 giống lúa trong ống nghiệm và khay mạ với 3 lần nhắc lại. Thử nghiệm thuốc xử lý hạt giống, tiễn chân mạ và hiệu lực đồng ruộng được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCB) với diện tích ô tiêu chuẩn 30 $m^2$, nhắc lại 3 lần.
  • Phương pháp chọn mẫu: Thu mẫu ngẫu nhiên phân tầng theo các tiểu vùng sinh thái đại diện cho 3 dạng chân đất (chân cao, chân vàn, chân trũng) tại xã Liêu Xá và xã Tân Lập, huyện Yên Mỹ với tần suất định kỳ 7 ngày/lần từ khi cấy đến khi thu hoạch.
  • Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Sử dụng công thức Abbott để hiệu chỉnh hiệu lực diệt trừ trong điều kiện nhân tạo và công thức Henderson - Tilton đối với khảo nghiệm đồng ruộng nhằm loại trừ sai số do biến động tự nhiên của mật độ rầy ở ô đối chứng, đảm bảo độ tin cậy thống kê cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả thực nghiệm đã lượng hóa chi tiết các thông số sinh học quan trọng của rầy lưng trắng khi nuôi trên giống lúa Bắc thơm số 7 ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ 23,12°C, độ ẩm 85,9%):

  • Đặc điểm vòng đời: Vòng đời trung bình đạt 27,28 ± 0,51 ngày (dao động 23 - 31 ngày). Thời gian phát dục của pha trứng là 8,12 ngày; pha rầy non trải qua 5 tuổi kéo dài 15,12 ngày (tuổi 1: 2,04 ngày; tuổi 2: 2,31 ngày; tuổi 3: 2,89 ngày; tuổi 4: 3,26 ngày; tuổi 5: 3,98 ngày); thời gian tiền đẻ trứng là 4,61 ngày. Tuổi thọ trưởng thành cái đạt 17,11 ngày, cao hơn đáng kể so với trưởng thành đực (10,24 ngày).
  • Tiềm năng sinh sản và bảng sống: Sức đẻ trung bình của một trưởng thành cái đạt 148,79 trứng với tỷ lệ trứng nở trung bình 77,06%. Tỷ lệ tăng tự nhiên ($r$) đạt 0,1188; hệ số nhân một thế hệ ($R_0$) là 42,84 và thời gian tăng đôi quần thể ($DT$) chỉ mất 5,83 ngày. Tỷ lệ giới tính đực/cái ngoài đồng ruộng vụ Xuân 2019 là 1/1,11 (trưởng thành cái chiếm 52,68%).
  • Quy luật phát sinh ngoài đồng ruộng: Rầy lưng trắng hình thành 2 đỉnh cao điểm gây hại rõ rệt: đỉnh 1 vào giai đoạn cuối đẻ nhánh (cuối tháng 3 - đầu tháng 4) và đỉnh 2 vào giai đoạn đòng già trước trỗ (cuối tháng 4 - đầu tháng 5). Mật độ rầy trên chân đất trũng luôn cao hơn từ 1,3 đến 1,8 lần so với chân đất vàn và chân đất cao.
  • Phân hóa tính kháng giống và hiệu lực thuốc: Trong 15 giống lúa khảo nghiệm, có 7 giống xếp nhóm nhiễm đến nhiễm nặng (Bắc thơm số 7, Nếp 87, TBR 225, TBR 45, Thiên ưu 8, Hương thơm 1, Tám xoan đột biến) và 8 giống thuộc nhóm kháng vừa đến kháng (Khang dân 18, Q5, Syn 6, Thục Hưng, TH3-3, TH3-5, Việt lai 20, RVT). Xử lý hạt giống bằng Cruiser Plus 312,5FS đạt hiệu lực 89,0% sau 7 ngày lây nhiễm. Thuốc Pexena 106SC phun tiễn chân mạ đạt hiệu lực 80,0% và phun đồng ruộng liều lượng 0,25 lít/ha đạt hiệu lực trừ rầy cao nhất 87,2% sau 7 ngày xử lý.

Thảo luận kết quả

Các chỉ số sinh thái thu được trong nghiên cứu tương đồng với các công bố của Sandeep tại Ấn Độ và Hồ Thị Thu Giang tại miền Bắc Việt Nam, khẳng định tính ổn định về mặt sinh học của quần thể rầy lưng trắng vùng nhiệt đới. Sự vượt trội về mật độ trên chân đất trũng được giải thích bởi vi khí hậu ẩm độ cao kết hợp với điều kiện thoát nước kém, tạo môi trường thuận lợi cho trứng nở và rầy non tuổi nhỏ tích lũy số lượng.

Về mặt biểu diễn dữ liệu khoa học, các kết quả bảng sống ($l_x$, $m_x$) rất thích hợp để mô hình hóa dưới dạng đồ thị đường cong sinh tồn kép, giúp làm nổi bật giai đoạn rầy cái đạt đỉnh sinh sản từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 sau vũ hóa. Đồng thời, diễn biến mật độ rầy trên các nhóm giống lúa và chân đất nên được minh họa bằng biểu đồ cột đa biến kết hợp đường xu hướng, phản ánh trực quan sự phân hóa mật độ vượt ngưỡng phòng trừ kinh tế (1.000 con/$m^2$) tại hai thời điểm xung yếu của vụ Xuân.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các bằng chứng khoa học thực nghiệm, đề tài đưa ra 4 gói giải pháp kỹ thuật cụ thể nhằm quản lý hiệu quả rầy lưng trắng:

  1. Ứng dụng biện pháp xử lý hạt giống đầu vụ: Áp dụng kỹ thuật xử lý hạt giống trước khi gieo mạ bằng các thuốc chuyên biệt như Cruiser Plus 312,5FS (liều lượng 0,5 ml/kg giống) hoặc Kola Gold 660WP (1,0 g/kg giống). Giải pháp này do nông dân và các hợp tác xã nông nghiệp thực hiện, mục tiêu bảo vệ mạ non đạt hiệu lực trên 85% trong 15 ngày đầu vụ, ngăn chặn triệt để nguy cơ truyền bệnh lùn sọc đen.
  2. Cơ cấu lại bộ giống lúa kháng rầy: Đề nghị Phòng Nông nghiệp & PTNT và Trung tâm Dịch vụ Nông nghiệp huyện Yên Mỹ chỉ đạo thay thế dần các giống nhiễm nặng (Bắc thơm số 7, Nếp 87) tại các vùng trũng thường xuyên bị dịch hại bằng các giống có tính kháng cao như Khang dân 18, Q5, TH3-3, TH3-5, đặt mục tiêu nâng tỷ lệ diện tích gieo cấy giống kháng lên trên 60% diện tích canh tác toàn huyện trong giai đoạn 2024 - 2025.
  3. Thực hiện quy trình canh tác né rầy đồng bộ: Nông dân các địa phương cần tuân thủ lịch gieo cấy tập trung, bón phân cân đối NPK, giảm 20% lượng đạm urê bón thừa ở giai đoạn đẻ nhánh rộ và duy trì thời gian cách ly giữa 2 vụ lúa tối thiểu từ 20 đến 30 ngày để cắt đứt nguồn thức ăn liên tục của rầy.
  4. Phun trừ hóa học đúng thời điểm và kỹ thuật: Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật tỉnh Hưng Yên cần tăng cường điều tra dự tính dự báo, chỉ đạo phun thuốc dập dịch khi mật độ rầy cám vượt ngưỡng 1.000 con/$m^2$. Ưu tiên sử dụng thuốc thế hệ mới Pexena 106SC (liều lượng 0,25 lít/ha) hoặc Chess 50WG (0,5 kg/ha), phun tập trung vào 2 đợt cao điểm (cuối đẻ nhánh và đòng già) với lượng nước thuốc 400 lít/ha nhằm đạt hiệu lực trừ rầy trên 87%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên ngành Nông học, Bảo vệ thực vật: Sử dụng tài liệu làm cơ sở dữ liệu học thuật chuẩn xác về bảng sống, phương pháp nuôi sinh học cá thể côn trùng biến thái không hoàn toàn và quy trình đánh giá tính kháng của giống cây trồng.
  • Cán bộ kỹ thuật Chi cục Bảo vệ thực vật và Trung tâm Khuyến nông: Ứng dụng mô hình dự tính dự báo 2 cao điểm bùng phát rầy lưng trắng vụ Xuân để xây dựng kế hoạch điều tra đồng ruộng và chỉ đạo dập dịch kịp thời tại địa phương.
  • Các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh giống cây trồng và thuốc bảo vệ thực vật: Tham khảo kết quả đánh giá tính kháng của 15 giống lúa thương phẩm và hiệu lực sinh học của các hoạt chất (Triflumezopyrim, Pymetrozine, Dinotefuran) để định hướng lai tạo giống mới và đăng ký danh mục thuốc trừ rầy hiệu quả.
  • Ban quản trị Hợp tác xã Nông nghiệp và chủ trang trại lúa quy mô lớn: Vận dụng trực tiếp quy trình xử lý giống và kỹ thuật phun tiễn chân mạ nhằm tối ưu hóa chi phí bảo vệ thực vật, hạn chế tổn thất năng suất do hiện tượng cháy rầy và bệnh lùn sọc đen.

Câu hỏi thường gặp

1. Vòng đời của rầy lưng trắng kéo dài bao nhiêu ngày trong điều kiện vụ Xuân?
Trong điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm 23,12°C và độ ẩm 85,9%, vòng đời của rầy lưng trắng nuôi trên giống Bắc thơm số 7 kéo dài trung bình 27,28 ngày. Trong đó, giai đoạn trứng 8,12 ngày, 5 tuổi rầy non 15,12 ngày và thời gian tiền đẻ trứng là 4,61 ngày.

2. Rầy lưng trắng gây hại nghiêm trọng nhất vào những giai đoạn nào của cây lúa?
Qua theo dõi thực địa tại Yên Mỹ, rầy lưng trắng hình thành 2 đỉnh cao điểm gây hại rõ rệt: đợt 1 ở giai đoạn lúa cuối đẻ nhánh (cuối tháng 3 - đầu tháng 4) làm lá vàng còi cọc, và đợt 2 ở giai đoạn đòng già trước trỗ (cuối tháng 4 - đầu tháng 5) dễ dẫn đến cháy rầy và lép hạt.

3. Những giống lúa nào phổ biến tại đồng bằng sông Hồng có nguy cơ nhiễm rầy lưng trắng cao nhất?
Nghiên cứu chỉ ra 7 giống lúa thể hiện mức độ nhiễm từ nhiễm đến nhiễm nặng gồm: Bắc thơm số 7, Nếp 87, TBR 225, TBR 45, Thiên ưu 8, Hương thơm 1 và Tám xoan đột biến. Các giống này cần được theo dõi sát sao khi gieo cấy ở chân đất trũng.

4. Biện pháp xử lý hạt giống có thực sự ngăn ngừa được rầy lưng trắng đầu vụ không?
Thực nghiệm chứng minh xử lý hạt giống bằng Cruiser Plus 312,5FS, Kola Gold 660WP hoặc Sakura 40WP giúp cây mạ kháng rầy rất tốt, đạt hiệu lực diệt trừ từ 85,3% đến 89,0% sau 7 ngày lây nhiễm nhân tạo, ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của rầy truyền virus SRBSDV.

5. Loại thuốc bảo vệ thực vật nào đạt hiệu lực diệt trừ rầy lưng trắng cao nhất trên đồng ruộng?
Thuốc trừ sâu Pexena 106SC (hoạt chất Triflumezopyrim) đạt hiệu lực cao nhất ở liều lượng 0,25 lít/ha, mang lại tỷ lệ diệt trừ 87,2% sau 7 ngày phun trên đồng ruộng, vượt trội so với các nhóm thuốc thông thường khác.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập đầy đủ hệ số sinh học và bảng sống của rầy lưng trắng (Sogatella furcifera) tại Hưng Yên với vòng đời 27,28 ngày, sức đẻ 148,79 trứng và tỷ lệ tăng tự nhiên $r = 0,1188$.
  • Khẳng định quy luật phát sinh 2 đỉnh cao điểm gây hại ngoài đồng ruộng (cuối đẻ nhánh và đòng già) cùng sự gia tăng mật độ mạnh mẽ trên chân đất trũng so với đất vàn và đất cao.
  • Phân loại rõ rệt tính kháng của 15 giống lúa chủ lực, chỉ ra 7 giống nhiễm nặng và 8 giống có khả năng kháng vừa đến kháng tốt với rầy lưng trắng.
  • Xác định hiệu lực vượt trội của biện pháp xử lý hạt giống bằng Cruiser Plus 312,5FS (89,0%) và phun trừ ngoài đồng ruộng bằng Pexena 106SC liều 0,25 lít/ha (87,2%).
  • Cung cấp luận cứ khoa học vững chắc cho chiến lược Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), giúp giảm thiểu lượng thuốc hóa học độc hại và bảo vệ hệ sinh thái ruộng lúa bền vững.

Đóng góp lớn nhất của công trình là xây dựng thành công giải pháp phòng trừ tích hợp từ xử lý giống đến can thiệp hóa học đúng thời điểm xung yếu. Trong giai đoạn 2024 - 2026, các địa phương vùng đồng bằng sông Hồng cần mở rộng ứng dụng quy trình kỹ thuật này vào thực tiễn sản xuất nhằm chủ động kiểm soát rầy lưng trắng và bệnh lùn sọc đen, đảm bảo an ninh lương thực và nâng cao giá trị hạt gạo Việt Nam.