Tổng quan luận án

Rau họ hoa thập tự (Brassicaceae) giữ vai trò xung yếu trong cơ cấu cây trồng nông nghiệp tại Việt Nam nhờ thời gian sinh trưởng ngắn, khả năng quay vòng thời vụ cao và mang lại giá trị kinh tế vượt trội trên một đơn vị diện tích canh tác. Các vùng chuyên canh, thâm canh rau họ hoa thập tự được mở rộng liên tục tại vùng đồng bằng sông Hồng (ngoại thành Hà Nội, Hưng Yên, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Hà Nam), Sa Pa (Lào Cai), Đà Lạt (Lâm Đồng) và Thành phố Hồ Chí Minh. Đi kèm với sự mở rộng diện tích và thâm canh hóa là sự gia tăng nghiêm trọng của các đối tượng dịch hại, trong đó bọ nhảy giống Phyllotreta (Coleoptera: Chrysomelidae) là nhóm dịch hại nguy hiểm, trực tiếp làm suy giảm năng suất và phẩm chất thương phẩm của rau.

Luận án chỉ ra khoảng trống nghiên cứu then chốt trong thực tiễn sản xuất: biện pháp quản lý bọ nhảy hiện hành vẫn dựa chủ yếu vào việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học. Do pha trưởng thành có khả năng di chuyển linh hoạt, ẩn nấp nhanh và pha sâu non sống ẩn kín trong đất đục phá rễ, củ, hiệu lực trừ dịch hại của thuốc hóa học không cao, làm gia tăng tần suất phun, tạo áp lực kháng thuốc, gây mất an toàn vệ sinh thực phẩm và phá vỡ cân bằng sinh thái đồng ruộng. Trong khi các nghiên cứu trong nước về bọ nhảy còn tản mạn, thiếu tính hệ thống và chưa có chế phẩm sinh học nào được công nhận chính thức để ứng dụng ngoài sản xuất, các dẫn liệu quốc tế cho thấy việc khai thác tuyến trùng ký sinh côn trùng (TTKSCT) và nấm ký sinh côn trùng (NKSCT) là hướng đi khả thi để kiểm soát dịch hại sống trong đất. Từ cơ sở đó, nghiên cứu sinh Huỳnh Tấn Đạt đã thực hiện luận án tiến sĩ với đề tài: "Nghiên cứu bọ nhảy giống Phyllotreta (Coleoptera: Chrysomelidae) và biện pháp phòng chống tại Hà Nội và phụ cận" thuộc chuyên ngành Bảo vệ thực vật (mã số: 9620112) tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS. Phạm Văn Lầm và TS. Đào Thị Hằng.

Mục đích của luận án là đi sâu nghiên cứu bọ nhảy Phyllotreta (thành phần loài, đặc điểm sinh vật học, sinh thái học, biện pháp phòng chống loài hại chính) trên rau họ hoa thập tự ở Hà Nội và phụ cận nhằm xác định được tác nhân sinh học (NKSCT, TTKSCT) có triển vọng để phòng chống bọ nhảy đạt hiệu quả cao, an toàn.

Để đạt được mục đích trên, luận án xác định 4 yêu cầu nghiên cứu cụ thể:

  1. Cập nhật thành phần loài bọ nhảy Phyllotreta (Col.: Chrysomelidae) và xác định loài bọ nhảy chính hại rau họ hoa thập tự ở Hà Nội và vùng phụ cận;
  2. Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của loài bọ nhảy chính gây hại các loài rau họ hoa thập tự ở Hà Nội và vùng phụ cận;
  3. Xác định hiệu lực của nấm ký sinh côn trùng và tuyến trùng ký sinh côn trùng đối với bọ nhảy chính hại rau họ hoa thập tự;
  4. Xác định kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học (nấm ký sinh côn trùng, tuyến trùng ký sinh côn trùng) để phòng chống bọ nhảy hại rau họ hoa thập tự đạt hiệu quả cao và an toàn.

Đối tượng nghiên cứu của luận án là các loài bọ nhảy thuộc giống Phyllotreta (Coleoptera: Chrysomelidae) gây hại trên cây rau họ hoa thập tự. Phạm vi nghiên cứu về không gian tập trung tại thành phố Hà Nội và các tỉnh phụ cận (Hưng Yên, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc), kết hợp mở rộng khảo nghiệm ứng dụng sản xuất tại Sa Pa (Lào Cai) và thành phố Hải Dương; phạm vi thời gian thực hiện nghiên cứu được tiến hành liên tục từ năm 2018 đến năm 2022.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các nghiên cứu quốc tế và trong nước về phân loại học, đặc tính sinh học, sinh thái học cũng như các biện pháp phòng chống bọ nhảy giống Phyllotreta. Giống Phyllotreta được Chevrolat mô tả từ năm 1836, hiện ghi nhận từ 200 đến hơn 250 loài trên thế giới (Lopatin, 1977; Gruev & Doberl, 1997; Biondi, 2010). Phân bố của giống tập trung đa dạng nhất ở vùng Cổ Bắc (137 loài), tiếp theo là vùng nhiệt đới châu Phi, Tân Cổ Bắc và Đông Phương (Biondi, 2010). Về thành phần loài gây hại chính, các nghiên cứu quốc tế chỉ ra tính đặc thù theo khu vực địa lý: tại Bắc Mỹ, Phyllotreta cruciferae và Phyllotreta striolata là hai loài dịch hại nguy hiểm nhất trên cây cải dầu và rau cải (Burgess, 1977; Soroka et al., 2014); tại Belarus, P. striolata hại chính vào vụ hè (Vasilevskaya, 2011); tại Estonia là loài Phyllotreta undulata (Hiiesaar et al., 2003); tại Trung Quốc, ghi nhận 6 loài trong đó bọ nhảy sọc cong P. striolata là loài phổ biến, gây thiệt hại nghiêm trọng nhất (Zhang et al., 2000; Yan et al., 2013).

Về các biện pháp phòng chống, tác giả điểm lại nhiều công trình thực nghiệm trên thế giới:

  • Biện pháp canh tác và giống: Dosdall et al. (1999) chứng minh canh tác không làm đất làm giảm tỷ lệ bị hại của bọ nhảy so với làm đất thông thường; Dosdall et al. (1998, 1999) xác định việc tăng mật độ hạt giống và khoảng cách hàng giúp giảm đáng kể mức độ gây hại; Bodnaryk (1992) ghi nhận kích thước hạt giống lớn giúp cây con chống chịu tốt hơn; Lamb (1984, 1988) nghiên cứu nguồn gen kháng bọ nhảy dựa trên hàm lượng glucosinolate.
  • Biện pháp dẫn dụ và bẫy bả: Soroka et al. (2005) sử dụng bẫy hợp chất allyl isothiocyanate và dầu mù tạc thu hút trưởng thành Phyllotreta; trong khi hợp chất pheromone tập hợp nam đào thải (Himachala-9,11-diene) được thử nghiệm tại Đông Nam Á bởi tác giả Su et al. (2010).
  • Biện pháp sinh học: Sử dụng tuyến trùng ký sinh côn trùng được ghi nhận qua các công trình của Trdan et al. (2008) tại Slovenia đối với Steinernema feltiae, Steinernema carpocapsae, Heterorhabditis bacteriophora; Somvanshi et al. (2006) tại Thái Lan với S. carpocapsae và H. indica; Yan et al. (2013, 2018) tại Trung Quốc xác định chủng H. indica 212-2 có hiệu lực khống chế ấu trùng P. striolata trong đất đạt hiệu quả cao. Về nấm ký sinh, các nghiên cứu của Reddy et al. (2014) đánh giá tiềm năng của Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây về bọ nhảy chủ yếu nằm trong các chương trình điều tra cơ bản côn trùng: điều tra miền Bắc giai đoạn 1967-1968 ghi nhận P. striolata và Phyllotreta rectilineata; điều tra phía Nam 1977-1979 ghi nhận P. striolata và Phyllotreta sp.; điều tra toàn quốc 2006-2010 chỉ bắt gặp P. striolata (Viện Bảo vệ thực vật, 1976, 1999, 2012). Tài liệu CABI (1996) ghi nhận sự hiện diện của loài Phyllotreta chotanica tại Việt Nam; Nguyễn Văn Đĩnh et al. (2001) ghi nhận loài Phyllotreta vittula tại Thừa Thiên Huế. Một số tác giả trong nước nghiên cứu đặc điểm sinh thái, vòng đời của P. striolata như Hà Quang Hùng (1998), Hồ Khắc Tín (2004), Nguyễn Đức Khiêm (2006), Trịnh Văn Mỵ (2006), Trần Đình Chiến (2008), Lê Thị Tuyết Nhung (2015). Về biện pháp phòng chống, hầu hết dừng lại ở thử nghiệm thuốc thảo mộc, hóa học ngắn hạn (Nguyễn Thị Hoa, 2011; Phạm Thị Nhất, 2008) hoặc chế phẩm vi khuẩn Bacillus thuringiensis vốn có hiệu lực rất thấp đối với bọ nhảy (Trần Đình Chiến, 2008; Nguyễn Đức Khiêm, 2006).

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án lựa chọn giải quyết là: cập nhật chính xác thành phần loài và xác định loài bọ nhảy chính tại vựa rau Hà Nội và phụ cận; cung cấp dữ liệu định lượng đầy đủ về vòng đời, sức đẻ trứng, tỷ lệ chết và biến động quần thể của loài bọ nhảy chính; đánh giá có hệ thống hiệu lực sinh học của các chủng tuyến trùng (Heterorhabditis indica) và nấm ký sinh (Beauveria bassiana) từ quy mô phòng thí nghiệm, nhà lưới đến diện hẹp ngoài đồng; và trực tiếp xây dựng quy trình ứng dụng chế phẩm sinh học EntoNema-33 trong mô hình sản xuất thực địa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở khoa học của nguyên lý Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và sinh thái học côn trùng nông nghiệp. Tiếp cận dịch hại dựa trên sự tương tác giữa vật chủ (cây họ hoa thập tự), dịch hại (bọ nhảy giống Phyllotreta) và các nhân tố sinh thái môi trường (chân đất, luân canh, xen canh, điều kiện thời tiết). Lý thuyết kiểm soát sinh học bảo tồn và gia tăng được vận dụng để khai thác thiên địch chuyên tính sống trong đất (tuyến trùng ký sinh) và trên tán cây (nấm ký sinh) nhằm thay thế hóa chất độc hại.

Phương pháp nghiên cứu thực tế kết hợp chặt chẽ giữa điều tra xã hội học nông thôn, điều tra côn trùng học ngoài thực địa, nghiên cứu thực nghiệm sinh học trong phòng thí nghiệm và khảo nghiệm đồng ruộng:

  • Điều tra xã hội học: Sử dụng phương pháp điều tra thông dụng (Punch, 2003), phỏng vấn bằng phiếu cấu trúc tại các vùng trồng rau tập trung ở Hà Nội, Hưng Yên, Vĩnh Phúc (30 hộ/địa điểm). Thu thập dữ liệu về chủng loại rau, tần suất phun thuốc, chủng loại thuốc bảo vệ thực vật sử dụng và thời gian cách ly.
  • Phương pháp điều tra côn trùng học và xác định loài: Thu mẫu định kỳ theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-38:2010/BNNPTNT và phương pháp của Viện Bảo vệ thực vật (1997). Thu thập mẫu trưởng thành bằng vợt côn trùng và bắt tay (70-100 cá thể/điểm). Mẫu được bảo quản khô hoặc ngâm cồn 75%. Xác định tên khoa học bằng phương pháp so sánh hình thái phân loại theo các khóa định loại quốc tế của Lopatin (1977), Warchalowski (2003, 2010) và Kimoto (1965, 1966).
  • Phương pháp đánh giá mức độ gây hại: Phân cấp hại trên lá theo thang 6 cấp của Patricio (2001) dựa trên diện tích lá bị hại: Cấp 1 (đến 0,09%), Cấp 2 (0,1-5%), Cấp 3 (6-10%), Cấp 4 (11-25%), Cấp 5 (26-50%), Cấp 6 (>50%). Khung điều tra kích thước 40x50 cm hoặc 1 m2; tính toán tỷ lệ hại (%) và chỉ số hại (%).
  • Phương pháp nghiên cứu sinh vật học, sinh thái học: Nuôi cá thể và nuôi quần thể trong phòng thí nghiệm tại Viện Bảo vệ thực vật ở các dải nhiệt độ và ẩm độ chuẩn; sử dụng thức ăn là cải mơ (Brassica juncea) và cải củ (Raphanus sativus). Các chỉ tiêu theo dõi gồm: kích thước các pha phát triển (đo dưới kính lúp có thị kính trắc vi), thời gian phát triển từng pha (trứng, sâu non 3 tuổi, tiền nhộng, nhộng), thời gian vòng đời, thời gian sống của trưởng thành, sức đẻ trứng và tỷ lệ chết tự nhiên. Điều tra mật độ quần thể sâu non trong đất bằng phương pháp lấy mẫu đất chuyên dụng và tách chiết qua phễu Berlese-Tullgren.
  • Phương pháp khảo nghiệm tác nhân sinh học: Đánh giá hiệu lực của các chủng tuyến trùng ký sinh côn trùng Heterorhabditis indica (KH33), Steinernema carpocapsae và các chủng nấm ký sinh côn trùng Beauveria bassiana (Be13), Metarhizium anisopliae. Khảo sát từ quy mô in vitro, nhà lưới đến diện tích hẹp và mô hình đồng ruộng. Đánh giá chế phẩm sinh học EntoNema-33 (chứa H. indica KH33) và chế phẩm nấm Be13.
  • Xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng các phần mềm phân tích sinh học chuyên ngành (Excel, SAS, SPSS), so sánh sai khác giá trị trung bình bằng phép thử DMRT hoặc Tukey, tính toán hiệu lực phòng trừ sinh học hiệu chỉnh theo công thức chuẩn của Henderson-Tilton và Abbott.
Hạng mục Quy chuẩn / Phương pháp / Chủng loại
Quy chuẩn điều tra dịch hại QCVN 01-38:2010/BNNPTNT; Phương pháp điều tra Viện BVTV (1997)
Thang phân cấp hại Thang 6 cấp Patricio (2001)
Tác nhân sinh học thử nghiệm TTKSCT: Heterorhabditis indica KH33; NKSCT: Beauveria bassiana Be13
Chế phẩm sinh học ứng dụng EntoNema-33 (dạng dịch bùn/ướt); Chế phẩm bột nấm Be13
Dụng cụ tách chiết sâu non đất Ống lấy mẫu đất chuyên dụng; Phễu Berlese-Tullgren
Cây thức ăn thí nghiệm Cải mơ (B. juncea), cải đông dư (B. sinensis), cải củ (R. sativus)

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài

Chương 1 cung cấp cái nhìn tổng quát về vị trí phân loại, phân bố sinh lý học và thiệt hại do bọ nhảy giống Phyllotreta gây ra trên quy mô toàn cầu và tại Việt Nam. Tác giả luận chứng rằng giống Phyllotreta chứa các loài chuyên tính cao trên các cây trồng thuộc bộ Brassicales nhờ cơ chế phản ứng với hợp chất glucosinolate. Trên thế giới, các vùng sản xuất cải dầu và rau cải tại Bắc Mỹ, châu Âu và châu Á hàng năm phải gánh chịu thiệt hại hàng trăm triệu USD do bọ nhảy. Các công trình khoa học quốc tế khẳng định bọ nhảy sọc cong P. striolata là đối tượng phân bố rộng khắp các châu lục. Tại Việt Nam, các dẫn liệu trước đây chỉ điểm xuyết một số loài riêng lẻ nhưng chưa có công trình nào đánh giá toàn diện áp lực gây hại thực tế gắn với xu hướng lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật tại các vùng thâm canh rau lớn quanh Hà Nội, khẳng định sự cần thiết phải triển khai nghiên cứu kiểm soát sinh học.

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình bố trí thí nghiệm, hệ thống vật liệu và phương pháp thu thập, phân tích dữ liệu:

  • Vật liệu nghiên cứu bao gồm các pha phát triển của bọ nhảy thu ngoài tự nhiên và nhân nuôi trong phòng thí nghiệm; nguồn tác nhân sinh học do Bộ môn Côn trùng và Tuyến trùng (Viện Bảo vệ thực vật) cung cấp (H. indica KH33, S. carpocapsae, B. bassiana Be13, M. anisopliae); các hoạt chất thuốc hóa học và sinh học đối chứng (Dupont Prevathon 5SC, Marshal 200SC, Atylo 650WP, Sadamir 200WP, Map green 8SL).
  • Bố trí thí nghiệm phỏng vấn xã hội học tại Hà Nội, Hưng Yên và Vĩnh Phúc với 30 hộ/vùng; thiết kế các ô thí nghiệm điều tra thành phần loài, mật độ sâu non và trưởng thành tại các vùng chuyên canh; thí nghiệm nuôi sinh học trong tủ sinh thái; thí nghiệm lây nhiễm tuyến trùng và nấm trên sâu non và trưởng thành theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) có đối chứng lặp lại 3-4 lần; quy trình chiết tách tuyến trùng và xử lý đất bằng chế phẩm EntoNema-33.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được của luận án, tập trung vào 5 nhóm nội dung chính:

1. Hiện trạng phòng chống bọ nhảy hại rau họ hoa thập tự tại Hà Nội và phụ cận: Kết quả điều tra xác nhận rau họ hoa thập tự được canh tác quanh năm với nhiều chủng loại (cải mơ, cải ngọt, cải ngồng, cải bắp, cải đông dư, cải củ). Nông dân phụ thuộc nặng nề vào thuốc trừ sâu hóa học để phòng trừ bọ nhảy. Tần suất phun thuốc trong một lứa rau rất cao: phần lớn các hộ phun từ 3 đến 6 lần/lứa, thậm chí có nơi phun định kỳ 3-5 ngày/lần ngay cả khi mật độ sâu hại thấp. Đáng chú ý, thời gian cách ly thực tế trước khi thu hoạch bị rút ngắn nghiêm trọng (thường chỉ 2-3 ngày sau phun), tiềm ẩn nguy cơ cao về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên nông sản.

2. Thành phần loài và mức độ tác hại của bọ nhảy giống Phyllotreta: Luận án đã phát hiện và ghi nhận 3 loài bọ nhảy thuộc giống Phyllotreta hiện diện trên rau họ hoa thập tự tại Hà Nội và phụ cận giai đoạn 2019-2020:

  • Bọ nhảy sọc cong: Phyllotreta striolata (Fabricius);
  • Bọ nhảy sọc thẳng: Phyllotreta rectilineata (Chen);
  • Bọ nhảy xanh đen: Phyllotreta chotanica (Duvivier).

Trong đó, bọ nhảy sọc cong P. striolata là loài chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng và tần suất bắt gặp (trên 95% cá thể thu thập), là loài dịch hại chính gây hại nặng nề nhất. Trưởng thành P. striolata gây hại trên hầu hết các loài rau cải, đặc biệt nghiêm trọng trên cải mơ, cải đông dư và cải củ. Chỉ số hại tăng nhanh từ giai đoạn cây con đến khi thu hoạch, đạt đỉnh điểm ở các lứa rau vụ đông xuân.

Tên loài bọ nhảy Tên khoa học Tỷ lệ xuất hiện (%) Vai trò dịch hại
Bọ nhảy sọc cong Phyllotreta striolata (Fabricius) > 95% Loài dịch hại chính, phổ biến nhất
Bọ nhảy sọc thẳng Phyllotreta rectilineata (Chen) < 3% Dịch hại phụ, xuất hiện rải rác
Bọ nhảy xanh đen Phyllotreta chotanica (Duvivier) < 2% Dịch hại phụ, xuất hiện cục bộ

3. Đặc điểm hình thái, sinh vật học và sinh thái học của bọ nhảy sọc cong Phyllotreta striolata: Luận án đã mô tả hình thái và đo đạc kích thước chi tiết của các pha phát triển: trứng hình ôvan màu vàng sáng (dài 0,35-0,42 mm); sâu non 3 tuổi màu trắng ngà, đầu màu nâu sáng; tiền nhộng và nhộng trần màu vàng nhạt; trưởng thành có sọc màu vàng uốn cong đặc trưng trên mỗi cánh cứng. Thời gian phát triển của các pha trong điều kiện phòng thí nghiệm được xác định: pha trứng kéo dài 4-5 ngày; sâu non phát triển qua 3 tuổi trong khoảng 11-14 ngày; pha tiền nhộng và nhộng kéo dài 6-8 ngày; giai đoạn tiền đẻ trứng từ 10-12 ngày. Tổng thời gian vòng đời dao động từ 32 đến 38 ngày tùy thuộc nhiệt độ nền. Trưởng thành cái có sức đẻ trứng đạt trung bình từ 140 đến hơn 180 trứng/cá thể; thời gian sống của trưởng thành kéo dài từ 35 đến hơn 60 ngày. Về mặt sinh thái học, mật độ bọ nhảy sọc cong biến động rõ nét theo chân đất và biện pháp canh tác: chân đất cát pha và thịt nhẹ có mật độ sâu non và trưởng thành cao hơn rõ rệt so với đất thịt nặng; luân canh rau cải với lúa nước hoặc cây trồng nước giúp cắt đứt nguồn thức ăn, làm giảm mạnh mật độ bọ nhảy so với độc canh chuyên rau; trồng xen rau cải với hành tây hoặc các cây mùi làm giảm đáng kể mật độ sâu non và trưởng thành P. striolata.

4. Hiệu lực của tác nhân sinh học (TTKSCT và NKSCT) đối với bọ nhảy sọc cong:

  • Đối với pha sâu non sống trong đất: Chủng tuyến trùng Heterorhabditis indica KH33 thể hiện khả năng ký sinh và gây chết cao đối với sâu non bọ nhảy. Trong phòng thí nghiệm và nhà lưới, hiệu lực diệt sâu non đạt trên 75-80% sau 48-72 giờ lây nhiễm. Khảo nghiệm chế phẩm EntoNema-33 trên đồng ruộng tại Bắc Từ Liêm ghi nhận hiệu lực trừ sâu non trong đất đạt từ 65% đến 78%, duy trì hiệu quả bảo vệ bộ rễ và làm giảm mật độ trưởng thành xuất hiện ở lứa kế tiếp.
  • Đối với pha trưởng thành trên tán lá: Chủng nấm ký sinh Beauveria bassiana Be13 cho hiệu lực lây nhiễm gây chết trưởng thành bọ nhảy đạt trên 60-70% trong điều kiện nhà lưới. Khảo nghiệm chế phẩm nấm Be13 ngoài đồng ruộng cho thấy hiệu lực hạn chế số lượng trưởng thành đạt từ 55% đến 68% sau 7-10 ngày xử lý.

5. Ứng dụng chế phẩm sinh học từ TTKSCT trong sản xuất rau họ hoa thập tự: Luận án triển khai các mô hình ứng dụng chế phẩm tuyến trùng EntoNema-33 trên diện rộng tại Sa Pa (Lào Cai), thành phố Hải Dương và huyện Hoài Đức (Hà Nội). Kết quả chứng minh xử lý chế phẩm EntoNema-33 vào đất (tưới gốc vào thời điểm làm đất và giai đoạn cây con) làm giảm rõ rệt mật độ bọ nhảy sọc cong trên đồng ruộng, hạ thấp chỉ số hại trên lá từ 40% xuống mức an toàn kinh tế, tương đương với các công thức sử dụng thuốc hóa học chuẩn nhưng đảm bảo tuyệt đối an toàn vệ sinh thực phẩm và không để lại dư lượng độc hại.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án của nghiên cứu sinh Huỳnh Tấn Đạt mang lại những đóng góp mới rõ nét về cả mặt học thuật lý luận và giá trị thực tiễn:

Về mặt lý luận và khoa học:

  • Cập nhật và bổ sung dẫn liệu về thành phần loài bọ nhảy giống Phyllotreta trên rau họ hoa thập tự tại Hà Nội và phụ cận; chính thức ghi nhận sự xuất hiện của loài bọ nhảy xanh đen Phyllotreta chotanica (Duvivier) bên cạnh P. striolata và P. rectilineata; xác lập căn cứ khoa học khẳng định bọ nhảy sọc cong P. striolata là loài gây hại chủ yếu.
  • Cung cấp hệ thống dữ liệu sinh học hoàn chỉnh và có độ tin cậy cao về kích thước các pha phát triển, thời gian phát triển từng tuổi sâu non, chu kỳ vòng đời, sức đẻ trứng và tỷ lệ chết tự nhiên của P. striolata tại Việt Nam.
  • Xác lập cơ sở dữ liệu khoa học về khả năng xâm nhiễm, độc lực và phổ tác động sinh học của chủng tuyến trùng ký sinh bản địa Heterorhabditis indica KH33 đối với ấu trùng bọ nhảy sống trong đất, mở ra hướng nghiên cứu sâu về sinh thái học tuyến trùng học nông nghiệp.

Về mặt thực tiễn và ứng dụng:

  • Xây dựng thành công quy trình sử dụng chế phẩm tuyến trùng ký sinh côn trùng EntoNema-33 (liều lượng, thời điểm, kỹ thuật tưới đất) để phòng chống sâu non bọ nhảy sọc cong trong sản xuất rau họ hoa thập tự an toàn.
  • Đề xuất giải pháp quản lý dịch hại tổng hợp kết hợp biện pháp canh tác (luân canh lúa - rau, cải tạo chân đất, trồng xen) với biện pháp sinh học (sử dụng EntoNema-33 và chế phẩm nấm B. bassiana Be13), giúp nông dân giảm thiểu từ 50% đến 70% số lần phun thuốc trừ sâu hóa học độc hại trong mỗi vụ rau.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Mặc dù đạt được những kết quả thực nghiệm có giá trị cao, luận án tồn tại một số giới hạn nhất định bắt nguồn từ phạm vi nghiên cứu và điều kiện sinh học:

  • Địa bàn khảo sát thực địa và mô hình ứng dụng chủ yếu tập trung tại vùng đồng bằng sông Hồng (Hà Nội, Hưng Yên, Bắc Ninh, Hải Dương) và vùng ôn đới Sa Pa, chưa bao phủ các vùng sinh thái trồng rau họ hoa thập tự lớn khác như duyên hải miền Trung, Tây Nguyên (Đà Lạt) hay đồng bằng sông Cửu Long.
  • Chế phẩm sinh học từ tuyến trùng (Heterorhabditis indica) và nấm ký sinh (Beauveria bassiana) có độ nhạy cảm cao với bức xạ cực tím và ẩm độ đất; hiệu lực ngoài đồng phụ thuộc chặt chẽ vào độ ẩm của đất sau khi xử lý.

Các hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung:

  • Tiếp tục hoàn thiện công nghệ lên men, nhân sinh khối và cải tiến chất mang để kéo dài thời hạn bảo quản của chế phẩm EntoNema-33 ở điều kiện nhiệt độ thường;
  • Nghiên cứu cơ chế phối hợp giữa chế phẩm tuyến trùng xử lý đất (trừ sâu non) và chế phẩm nấm ký sinh phun tán lá (trừ trưởng thành) trong một quy trình phòng chống sinh học khép kín;
  • Mở rộng khảo nghiệm trên các vùng sinh thái nông nghiệp khác để hoàn thiện gói kỹ thuật quản lý bọ nhảy theo tiêu chuẩn VietGAP và nông nghiệp hữu cơ quy mô lớn.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn chuyên sâu trong lĩnh vực Nông nghiệp và Bảo vệ thực vật:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Côn trùng học, Bảo vệ thực vật: Luận án cung cấp phương pháp chuẩn mực về điều tra côn trùng sống trong đất, kỹ thuật nhân nuôi bọ nhảy trong phòng thí nghiệm, khóa nhận diện phân loại hình thái và quy trình thử nghiệm hoạt tính sinh học của tuyến trùng ký sinh. Phần phương pháp điều tra tại Chương 2 và các số liệu sinh học chi tiết tại Chương 3 là nguồn tham chiếu trực tiếp.
  • Đối với giảng viên và cán bộ nghiên cứu tại các viện, trường đại học nông nghiệp: Cung cấp tư liệu giảng dạy thực tế về sinh vật hại rau và nguyên lý ứng dụng tác nhân sinh học trong kiểm soát dịch hại.
  • Đối với cán bộ khuyến nông, nhà quản lý nông nghiệp và doanh nghiệp sản xuất chế phẩm vi sinh: Dữ liệu về liều lượng, hiệu lực và cách thức xử lý chế phẩm EntoNema-33 tại các bảng số liệu thực địa là cơ sở khoa học để xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật cho nông dân và lập hồ sơ đăng ký lưu hành chế phẩm bảo vệ thực vật sinh học.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã ghi nhận được những loài bọ nhảy nào thuộc giống Phyllotreta tại vùng Hà Nội và phụ cận? Qua điều tra mẫu vật giai đoạn 2019-2020 tại Hà Nội và các vùng phụ cận, luận án ghi nhận được 3 loài bọ nhảy thuộc giống Phyllotreta gồm: bọ nhảy sọc cong Phyllotreta striolata (Fabricius), bọ nhảy sọc thẳng Phyllotreta rectilineata (Chen) và bọ nhảy xanh đen Phyllotreta chotanica (Duvivier). Trong đó, P. striolata chiếm ưu thế tuyệt đối (>95%) và là loài gây hại chính.

2. Bọ nhảy sọc cong Phyllotreta striolata gây hại trên những bộ phận nào của cây rau họ hoa thập tự? Phyllotreta striolata gây hại ở cả hai pha phát triển: pha trưởng thành dùng miệng nhai ăn biểu bì lá tạo thành các lỗ thủng tròn nhỏ trên mặt lá, cắn gãy cuống và làm trụi lá mầm ở giai đoạn cây con; pha sâu non sinh sống hoàn toàn trong đất, đục phá rễ chính, rễ phụ hoặc đục thành rãnh ngoằn ngoèo trên củ cải, làm cây còi cọc, héo úa hoặc tạo điều kiện cho nấm, vi khuẩn xâm nhiễm gây thối rễ, thối củ.

3. Vòng đời của bọ nhảy sọc cong kéo dài bao nhiêu ngày trong phòng thí nghiệm? Thời gian vòng đời của P. striolata nuôi trong phòng thí nghiệm dao động từ 32 đến 38 ngày. Trong đó, thời gian phát triển của pha trứng là 4-5 ngày, sâu non (3 tuổi) kéo dài 11-14 ngày, tiền nhộng và nhộng trần kéo dài 6-8 ngày, và giai đoạn tiền đẻ trứng của trưởng thành là 10-12 ngày.

4. Tác nhân sinh học nào được luận án xác định có hiệu lực cao nhất để diệt trừ sâu non bọ nhảy trong đất? Chủng tuyến trùng ký sinh côn trùng Heterorhabditis indica KH33 (được sản xuất dưới dạng chế phẩm EntoNema-33) là tác nhân sinh học có triển vọng cao nhất. Chế phẩm này đạt hiệu lực tiêu diệt sâu non bọ nhảy sọc cong từ 75-80% trong phòng thí nghiệm và đạt 65-78% ở điều kiện đồng ruộng, bảo vệ tốt bộ rễ của cây rau.

5. Khảo sát của luận án về hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trừ bọ nhảy tại Hà Nội cho thấy những bất cập gì? Khảo sát phỏng vấn người trồng rau cho thấy tình trạng lạm dụng thuốc hóa học diễn ra phổ biến: số lần phun thuốc trong một lứa rau rất cao (từ 3 đến 6 lần/lứa), nông dân chủ yếu sử dụng các hoạt chất hóa học tổng hợp có phổ tác động rộng, và thời gian cách ly bị rút ngắn chỉ còn 2-3 ngày trước khi thu hoạch, gây nguy cơ mất an toàn thực phẩm nghiêm trọng.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Huỳnh Tấn Đạt là công trình nghiên cứu chuyên khảo toàn diện về thành phần loài, đặc tính sinh học, sinh thái học của bọ nhảy giống Phyllotreta hại rau họ hoa thập tự tại vùng Hà Nội và phụ cận. Nghiên cứu đã khẳng định bọ nhảy sọc cong P. striolata là đối tượng dịch hại chính, đồng thời làm rõ sự phụ thuộc quá mức vào thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong tập quán canh tác địa phương. Đóng góp nổi bật nhất của luận án là xác lập cơ sở khoa học và chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng chế phẩm tuyến trùng ký sinh Heterorhabditis indica KH33 (EntoNema-33) và nấm ký sinh Beauveria bassiana Be13 để kiểm soát bọ nhảy. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi bền vững, an toàn sinh học nhằm thay thế hóa chất độc hại trong sản xuất rau họ hoa thập tự an toàn tại Việt Nam.