Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của nghiên cứu sinh Huỳnh Tấn Đạt với đề tài "Nghiên cứu bọ nhảy giống Phyllotreta (Coleoptera: Chrysomelidae) và biện pháp phòng chống tại Hà Nội và phụ cận" được thực hiện tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, chuyên ngành Bảo vệ thực vật (mã số: 9620112), dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS. Phạm Văn Lầm và TS. Đào Thị Hằng (bảo vệ năm 2022).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Rau họ hoa thập tự (Brassicaceae) là nhóm cây trồng có thời gian sinh trưởng ngắn, mang lại giá trị kinh tế cao trên một đơn vị diện tích và được canh tác nhiều vụ trong năm tại các vùng chuyên canh lớn ở Việt Nam (đồng bằng sông Hồng gồm Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hưng Yên, Hà Nam; Sa Pa; Đà Lạt; TP. Hồ Chí Minh). Việc mở rộng diện tích thâm canh và luân canh liên tục đã làm gia tăng mức độ gây hại của nhiều loài dịch hại, trong đó bọ nhảy giống Phyllotreta (Coleoptera: Chrysomelidae) là một trong những đối tượng gây hại nghiêm trọng nhất.

Bọ nhảy gây hại ở cả hai pha phát triển:

  • Pha trưởng thành sống trên mặt đất, dùng miệng nhai ăn biểu bì lá tạo thành các lỗ thủng tròn li ti, ăn trụi lá mầm ở giai đoạn cây con làm chết cây và làm giảm diện tích quang hợp.
  • Pha sâu non (ấu trùng) sống ẩn trong đất, cắn phá rễ chính, rễ phụ và đục củ (đối với rau ăn củ như cải củ), tạo vết thương hở khiến cây còi cọc, dễ bị héo úa hoặc nhiễm nấm, vi khuẩn gây thối rễ, thối củ.

Biện pháp phòng chống bọ nhảy trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam hiện nay chủ yếu phụ thuộc vào thuốc bảo vệ thực vật hóa học. Tuy nhiên, do trưởng thành có khả năng bật nhảy di chuyển nhanh, sâu non sống sâu trong tầng đất nên việc phun thuốc hóa học tiếp xúc cho hiệu quả thấp, dẫn đến tình trạng nông dân tăng liều lượng và số lần phun thuốc, gây nguy cơ mất an toàn vệ sinh thực phẩm, ô nhiễm môi trường và phá vỡ cân bằng sinh thái đồng ruộng.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định:

  1. Các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam về thành phần loài, phân bố và đặc điểm sinh thái học của giống Phyllotreta còn tản mạn, thiếu tính hệ thống và chưa được cập nhật đầy đủ trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện nay.
  2. Tại Việt Nam chưa có chế phẩm sinh học chuyên biệt nào được đăng ký và khuyến cáo chính thức trong sản xuất để phòng trừ hiệu quả cả pha sâu non trong đất lẫn pha trưởng thành trên tán lá của bọ nhảy hại rau họ hoa thập tự.
  3. Cần xác định các tác nhân sinh học bản địa có tiềm năng cao (tuyến trùng ký sinh côn trùng và nấm ký sinh côn trùng) để phát triển giải pháp phòng chống sinh học thay thế thuốc hóa học.

Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của đề tài là đi sâu nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của bọ nhảy giống Phyllotreta, xác định loài gây hại chính trên rau họ hoa thập tự tại vùng Hà Nội và phụ cận; từ đó xác định tác nhân sinh học có triển vọng (tuyến trùng ký sinh côn trùng, nấm ký sinh côn trùng) và kỹ thuật ứng dụng chế phẩm sinh học nhằm phòng chống bọ nhảy đạt hiệu quả cao, an toàn cho sản xuất rau.

Yêu cầu nghiên cứu cụ thể được đánh số theo văn bản luận án:

  1. Cập nhật thành phần loài bọ nhảy Phyllotreta (Coleoptera: Chrysomelidae) và xác định loài bọ nhảy chính hại rau họ hoa thập tự ở Hà Nội và 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 (NKSCT) và tuyến trùng ký sinh côn trùng (TTKSCT) đối với bọ nhảy chính hại rau họ hoa thập tự;
  4. Xác định kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học (NKSCT, TTKSCT) để phòng chống bọ nhảy hại rau họ hoa thập tự đạt hiệu quả cao và an toàn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Bọ nhảy giống Phyllotreta (Coleoptera: Chrysomelidae), trọng tâm là loài bọ nhảy sọc cong Phyllotreta striolata (Fabricius); các loài rau họ hoa thập tự (Brassica juncea, Brassica sinensis, Raphanus sativus, Brassica oleracea...); các tác nhân sinh học gồm tuyến trùng ký sinh côn trùng (Heterorhabditis indica, Steinernema carpocapsae) và nấm ký sinh côn trùng (Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae).
  • Phạm vi không gian: Các vùng trồng rau họ hoa thập tự tại Hà Nội (Bắc Từ Liêm, Gia Lâm, Hoài Đức...) và các tỉnh phụ cận (Hưng Yên, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc); khảo nghiệm mở rộng hiệu lực chế phẩm sinh học tại Sa Pa (Lào Cai) và TP. Hồ Chí Minh.
  • Phạm vi thời gian: Các nội dung điều tra, thí nghiệm phòng thí nghiệm, nhà lưới và đồng ruộng được triển khai trong giai đoạn từ năm 2018 đến năm 2022.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Tác giả đã tổng thuật các công trình nghiên cứu quốc tế về giống Phyllotreta trên nhiều phương diện:

  • Phân loại học và phân bố: Giống Phyllotreta do Chevrolat mô tả năm 1836, thuộc phân họ Galerucinae, họ Chrysomelidae với khoảng 200–250 loài được ghi nhận trên toàn cầu (Lopatin, 1977; Gruev & Tomov, 1986; Konstantinov & Vandenberg, 1996; Fedorenko, 2020). Khu hệ Cổ Bắc là trung tâm đa dạng nhất với 137–144 loài (118 loài đặc hữu), tiếp theo là Afrotropical (49 loài), Nearctic (49 loài) và Oriental (25 loài) (Konstantinov & Vandenberg, 1996). Tại Bắc Mỹ, các nghiên cứu của Chittenden (1923), Burgess (1977, 1981), Turnock (1987) ghi nhận từ 5–11 loài; tại châu Âu ghi nhận từ 10–14 loài ở từng quốc gia (Bukejs, 2009; Vig, 2002, 2003; Fedorenko, 2020).
  • Loài gây hại chính và tác hại: Phyllotreta cruciferae và P. striolata là hai loài phá hại nguy hiểm nhất tại Mỹ và Canada (Burgess, 1977; Westdal & Romanow, 1972; Knodel et al., 2008); P. undulata ở Estonia (Hiiesaar et al., 2003); P. atra ở Trung và Đông Âu (Vig, 2002); P. sinuata ở Thái Lan (Panklang et al., 2012); P. striolata và P. chotanica ở Indonesia (Pracaya, 2007; CABI, 1996); Trung Quốc ghi nhận 6 loài với P. striolata gây hại nghiêm trọng nhất (Gao et al., 2000; Hou & Lee, 1984; Zhang et al., 2000). Về kinh tế, bọ nhảy làm thiệt hại hàng trăm triệu USD mỗi năm trên cây cải dầu tại Bắc Mỹ (Lamb, 1984; Knodel & Montanez, 2007).
  • Đặc điểm sinh vật học và sinh thái học: Nghiên cứu về tập tính, ngưỡng nhiệt phát dục, vòng đời và sức đẻ trứng của P. cruciferae và P. striolata (Kinoshita et al., 1979; Lamb, 1984; Hou & Song, 1998; Patricio, 1987). Trưởng thành P. striolata ưa tối, nhạy cảm với bước sóng ánh sáng 350–430 nm (Zheng et al., 2020). Sức đẻ trứng của P. striolata đạt tới 619 trứng/cái (Patricio, 1987). Tính chuyên hóa thức ăn phụ thuộc vào hàm lượng glucosinolate trong thực vật họ Brassicaceae (Pivnick et al., 1992; Henderson et al., 2004).
  • Biện pháp phòng chống:
    • Canh tác và bẫy cây trồng: Dọn sạch tàn dư, làm đất tối thiểu (Dosdall et al., 1999; Hiiesaar et al., 2003); che phủ luống (Proteknet, Agribon); gieo hạt mật độ cao và dùng hạt kích thước lớn (Dosdall et al., 1999; Elliott et al., 2008); bẫy cây trồng bằng củ cải dầu, mù tạc (Cárcamo et al., 2007).
    • Pheromone và chất dẫn dụ: Nghiên cứu bẫy pheromone Himachala-9,11-diene (Soroka et al., 2005) và chất bay hơi Isothiocyanates (IC) (Pivnick et al., 1992).
    • Biện pháp sinh học: Đánh giá hiệu lực của các loài tuyến trùng ký sinh côn trùng Steinernema feltiae, S. carpocapsae, Heterorhabditis bacteriophora, H. indica, S. pakistanense đối với sâu non và trưởng thành bọ nhảy (Laznik et al., 2010; Panklang et al., 2012; Yan X. et al., 2013, 2018; Reddy et al., 2014); nấm ký sinh Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae (Feng et al., 1994; Reddy et al., 2016).
    • Hóa học và thảo mộc: Thuốc chiết xuất từ cây Inula salsoloides (Du et al., 2002); saponin từ Thlaspi arvense (Nielsen et al., 2010); các hoạt chất hóa học nhóm neonicotinoid, spinosad, fipronil, chlorpyrifos xử lý hạt và phun tán lá (Burgess, 1977; Knodel et al., 2008; Reddy et al., 2014; Weiss et al., 1991).

Các nghiên cứu tại Việt Nam và vị trí của đề tài

Ở Việt Nam, các kết quả điều tra cơ bản trước đây ghi nhận:

  • Điều tra côn trùng miền Bắc (1967–1968) ghi nhận 2 loài: P. striolata và P. rectilineata (Viện BVTV, 1976).
  • Điều tra miền Nam (1977–1979) ghi nhận P. striolata và Phyllotreta sp. (Viện BVTV, 1999).
  • Điều tra diện rộng toàn quốc (2006–2010) chỉ ghi nhận P. striolata (Cục BVTV, 2010).
  • Trần Thị Thu Phương (2015) ghi nhận thêm loài P. vittula tại Thừa Thiên Huế.
  • Tài liệu của CABI (1996) ghi nhận sự xuất hiện của loài P. chotanica tại Việt Nam.

Về đặc điểm sinh học và biện pháp phòng chống:

  • Các nghiên cứu của Nguyễn Văn Đĩnh & Lê Ngọc Anh (2000), Hà Quang Hùng & cs (2009), Nguyễn Viết Tùng (2006) đã công bố một số dữ liệu về vòng đời, sức đẻ trứng và phân bố của bọ nhảy sọc cong trong đất (tập trung chủ yếu ở tầng 0–5 cm, làm nhộng ở độ sâu 3–7 cm).
  • Biện pháp phòng trừ: Thử nghiệm ngắt lá già, tưới rãnh, rào nilon (Nguyễn Thị Mai & Phạm Văn Lầm, 2011; Hoàng Thị Nga & cs, 2015); bọ xít bắt mồi Orius sauteri (Phạm Văn Lầm, 2006); chế phẩm thảo mộc (khổ sâm, duốc cá, tỏi ớt gừng, bồ hòn Sapindus mukorossi, hạt củ đậu Milletia ichthyochtona) (Nguyễn Kim Hoa, 2013; Bùi Thị Dung & cs, 2014); khảo nghiệm một số hoạt chất hóa học (Padan 95SP, Rholamsuper 50WSG, Dylan 2.5EC, Rigell 800WG...).

Vị trí của luận án: Luận án là công trình nghiên cứu chuyên sâu, cập nhật thành phần loài giống Phyllotreta tại vùng kinh tế trọng điểm Hà Nội và phụ cận; bổ sung đầy đủ hệ thống dữ liệu sinh học, sinh thái học của P. striolata; đồng thời đánh giá tuyển chọn chủng vi sinh vật bản địa (Heterorhabditis indica KH33 và Beauveria bassiana Be13), xây dựng cơ sở khoa học và quy trình thực nghiệm ứng dụng chế phẩm sinh học EntoNema-33 vào phòng trừ sâu non bọ nhảy trong đất.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Đề tài dựa trên nền tảng côn trùng học nông nghiệp ứng dụng và nguyên lý Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Trọng tâm lý thuyết tập trung vào mối quan hệ sinh thái giữa côn trùng ký chủ (Phyllotreta striolata) – cây thức ăn họ hoa thập tự (Brassicaceae) – thiên địch sinh học (tuyến trùng ký sinh côn trùng và nấm ký sinh côn trùng) trong môi trường canh tác thâm canh rau.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Luận án kết hợp phương pháp điều tra xã hội học nông thôn, điều tra côn trùng học đồng ruộng, giải phẫu hình thái, nhân nuôi sinh học trong phòng thí nghiệm và bố trí thí nghiệm sinh học (Bioassay) từ quy mô phòng thí nghiệm, nhà lưới đến đồng ruộng diện hẹp và diện rộng.

Nhóm nội dung Phương pháp cụ thể và công cụ thu thập Quy mô / Dung lượng mẫu
Điều tra hiện trạng BVTV Phỏng vấn trực tiếp nông dân bằng phiếu điều tra bán cấu trúc theo phương pháp điều tra xã hội học nông nghiệp. 30 hộ/địa điểm tại các vùng chuyên canh rau ở Hà Nội, Hưng Yên, Vĩnh Phúc (năm 2018 và 2021).
Thu thập và định loại thành phần loài Thu mẫu ngẫu nhiên bằng vợt côn trùng và bắt tay theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-38:2010/BNNPTNT và phương pháp của Viện BVTV (1997). Ngâm cồn 75% hoặc bảo quản khô. So sánh hình thái theo khóa phân loại quốc tế (Chen, 1934; Gressitt & Kimoto, 1963; Medvedev, 2001, 2009; Hua et al., 2014). Thu 70–100 cá thể trưởng thành/điểm điều tra tại Hà Nội và các tỉnh phụ cận (2019–2020). Định loại hình thái trên kính lúp soi nổi.
Đánh giá mức độ hại (Chỉ số hại) Định kỳ điều tra đồng ruộng (7 ngày sau gieo/trồng). Cải mơ, cải củ, cải bẹ dùng khung 40x50 cm; cải bắp dùng ô 1 m². Phân cấp hại theo thang 6 cấp của Patricio (1987): 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% diện tích lá bị hại). 3 ruộng/loại rau, mỗi ruộng điều tra 5 điểm theo 2 đường chéo góc. Tách chiết sâu non trong đất bằng phễu Berlese-Tullgren.
Nghiên cứu hình thái và sinh vật học Nuôi trưởng thành trong lồng lưới 40x40x40 cm bằng cây cải mơ sống. Nuôi sâu non bằng khoanh củ cải (Raphanus sativus) dày 0,5 cm đục lỗ (2–3 lỗ sâu 0,3 mm). Đo kích thước cơ thể bằng kính lúp Olympus 68WH có màn hình kết nối. Quan sát và đo đạc kích thước n = 30 cá thể cho mỗi pha phát triển (trứng, sâu non các tuổi 1, 2, 3, tiền nhộng, nhộng, trưởng thành đực/cái).
Đánh giá hiệu lực sinh học của TTKSCT và NKSCT Đánh giá độc tính và tỷ lệ gây chết của TTKSCT (Heterorhabditis indica, Steinernema carpocapsae) và NKSCT (Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae). Khảo nghiệm hiệu lực chế phẩm EntoNema-33 (chủng H. indica KH33) và chế phẩm nấm B. bassiana Be13 ở các liều lượng, số lần và thời điểm xử lý khác nhau. Thí nghiệm phòng lab, nhà lưới (chậu vại), đồng ruộng diện hẹp (Bắc Từ Liêm, Hà Nội) và mở rộng sản xuất tại Sa Pa (Lào Cai), TP. Hồ Chí Minh, Hoài Đức (Hà Nội).

Nguồn tư liệu và vật liệu nghiên cứu

  • Vật liệu sinh học: Chủng TTKSCT Heterorhabditis indica KH33, Steinernema carpocapsae; chủng NKSCT Beauveria bassiana Be13, Metarhizium anisopliae do Bộ môn Côn trùng và Tuyến trùng (Viện Bảo vệ thực vật) phân lập và lưu giữ; sâu non ngài sáp ong lớn (Galleria mellonella); bọ nhảy sọc cong thu thập ngoài tự nhiên và nhân nuôi.
  • Chế phẩm và hóa chất: Chế phẩm tuyến trùng EntoNema-33, chế phẩm nấm B. bassiana Be13; các loại thuốc bảo vệ thực vật đối chứng (Neem nim xoan xanh Green 0.3EC, Sadamir 200WP, Metament 90DP, Vimetarzimm 95DP, Map green 8SL, Dupont Prevathon 5SC, Atylo 650WP, Marshal 200SC...); cồn 70%, 75%, dung dịch KOH.

Nội dung chính theo từng chương

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

Chương 1 hệ thống hóa các tư liệu khoa học trong và ngoài nước về phân loại học, sự phân bố địa lý sinh vật, đặc điểm sinh thái, tập tính dinh dưỡng và tác hại của các loài bọ nhảy thuộc giống Phyllotreta. Luận án tổng hợp toàn diện các nghiên cứu về biện pháp phòng trừ, từ kỹ thuật canh tác (làm đất, mật độ, thời vụ, che phủ, bẫy cây trồng), sử dụng giống kháng, bẫy pheromone/chất dẫn dụ glucosinolate, đến việc ứng dụng các tác nhân sinh học (tuyến trùng ký sinh côn trùng thuộc hai giống Steinernema, Heterorhabditis và nấm ký sinh Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae), thuốc thảo mộc và thuốc hóa học. Từ việc chỉ rõ các khoảng trống nghiên cứu tại Việt Nam, chương 1 xác lập cơ sở khoa học vững chắc cho việc triển khai các nội dung thực nghiệm của đề tài.

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

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc vật liệu nghiên cứu, trang thiết bị thí nghiệm (phễu Berlese-Tullgren, lồng nuôi lưới 40x40x40 cm, hộp nhựa nuôi sâu 15x10x5 cm, kính lúp soi nổi Olympus 68WH). Chương này quy định các bước tiến hành phương pháp điều tra xã hội học nông thôn; quy trình định loại mẫu vật; phương pháp đánh giá chỉ số hại theo thang phân cấp của Patricio (1987); phương pháp nhân nuôi cải tiến sâu non trên lát củ cải đục lỗ; kỹ thuật lây nhiễm và đánh giá hiệu lực sinh học của tuyến trùng H. indica KH33 và nấm B. bassiana Be13 ở các nồng độ, môi trường và thời điểm khác nhau.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả nghiên cứu thực nghiệm đạt được qua 5 nội dung chính:

1. Hiện trạng phòng chống bọ nhảy hại rau họ hoa thập tự tại Hà Nội và phụ cận

Khảo sát thực tế tại các vùng sản xuất rau cho thấy nông dân chủ yếu trồng các loài rau: cải mơ, cải đông dư, cải ngọt, cải củ, cải bắp, súp lơ. Biện pháp hóa học vẫn chiếm tỷ lệ áp đảo. Số lần phun thuốc BVTV trừ bọ nhảy trong một vụ rau rất cao (phun định kỳ 3–5 ngày/lần, có nơi phun 6–8 lần/vụ), thời gian cách ly thường không được đảm bảo, gây nguy cơ tồn dư thuốc BVTV trên rau ăn lá.

2. Thành phần loài và mức độ gây hại của bọ nhảy giống Phyllotreta

Kết quả điều tra trong giai đoạn 2019–2020 tại Hà Nội và các vùng phụ cận đã phát hiện và ghi nhận 3 loài bọ nhảy thuộc giống Phyllotreta:

  1. Phyllotreta striolata (Fabricius, 1803) – Bọ nhảy sọc cong (BNSC)
  2. Phyllotreta rectilineata (Chen, 1939) – Bọ nhảy sọc thẳng
  3. Phyllotreta chotanica (Duvivier, 1892) – Bọ nhảy xanh đen

Luận án khẳng định loài bọ nhảy sọc cong P. striolata là loài phổ biến nhất và là đối tượng gây hại chính trên tất cả các loại rau họ hoa thập tự được điều tra. Mức độ gây hại biểu hiện cao nhất trên cải đông dư, cải mơ và cải củ, đặc biệt nghiêm trọng ở giai đoạn cây con.

TT Tên loài Tên tiếng Việt Tần suất xuất hiện / Mức độ phổ biến Bộ phận gây hại chính
1 Phyllotreta striolata Bọ nhảy sọc cong Rất phổ biến (loài gây hại chính, >90% số lượng cá thể thu thập) Ăn thủng lá (trưởng thành), cắn phá rễ và đục củ (sâu non)
2 Phyllotreta rectilineata Bọ nhảy sọc thẳng Ít phổ biến, xuất hiện rải rác Ăn biểu bì lá (trưởng thành)
3 Phyllotreta chotanica Bọ nhảy xanh đen Hiếm gặp, ghi nhận cục bộ Ăn biểu bì lá (trưởng thành)

3. Đặc điểm hình thái, sinh vật học và sinh thái học của P. striolata

  • Hình thái: Mô tả chi tiết kích thước và đặc điểm các pha phát triển (n = 30): trứng hình bầu dục, màu vàng sáng; sâu non trải qua 3 tuổi phát triển với cơ thể thon dài màu trắng ngà, đầu màu nâu nhạt; tiền nhộng và nhộng trần màu vàng nhạt; trưởng thành có cơ thể dài 1,8–2,4 mm, màu đen bóng với hai dải sọc màu vàng cong đặc trưng ở mép ngoài mỗi cánh cứng.
  • Sinh vật học: Xác định thời gian phát triển của các pha sâu non (tuổi 1, tuổi 2, tuổi 3), thời gian tiền nhộng, nhộng và vòng đời ở điều kiện phòng thí nghiệm. Trưởng thành cái có sức đẻ trứng đạt từ 130–190 trứng/cái, thời gian sống của trưởng thành kéo dài từ 35–65 ngày tùy thuộc vào nhiệt độ và nguồn thức ăn.
  • Yếu tố sinh thái:
    • Chân đất: Đất cát pha, tơi xốp có mật độ sâu non và trưởng thành bọ nhảy cao hơn rõ rệt so với đất thịt nặng, do điều kiện đất xốp thuận lợi cho sâu non di chuyển và làm nhộng.
    • Luân canh và xen canh: Ruộng cải ngọt luân canh với lúa nước có mật độ bọ nhảy thấp hơn đáng kể so với ruộng chuyên canh rau quanh năm. Trồng xen rau cải với hành hoa, rau thơm hoặc ngò gai làm giảm rõ rệt mật độ trưởng thành và sâu non bọ nhảy sọc cong so với trồng thuần loài.
    • Diễn biến mật độ: Mật độ bọ nhảy sọc cong xuất hiện quanh năm nhưng tăng cao từ vụ thu đông đến vụ xuân (tháng 11 đến tháng 3–4 năm sau), trùng khớp với thời kỳ gieo trồng tập trung các loại rau họ hoa thập tự.

4. Đánh giá hiệu lực của tác nhân sinh học (TTKSCT và NKSCT)

  • Tuyến trùng ký sinh côn trùng chủng Heterorhabditis indica KH33 thể hiện khả năng xâm nhập và gây chết rất cao đối với sâu non bọ nhảy sọc cong và sâu non ngài sáp lớn trong phòng thí nghiệm và nhà lưới.
  • Thử nghiệm chế phẩm EntoNema-33 (chứa H. indica KH33) trên đồng ruộng diện hẹp (Bắc Từ Liêm, Hà Nội) cho thấy hiệu lực ức chế và tiêu diệt sâu non bọ nhảy đạt trên 70–80% khi tưới vào đất đúng thời điểm (giai đoạn cây con mới bén rễ, sau trồng 5–7 ngày) với liều lượng thích hợp.
  • Nấm ký sinh côn trùng chủng Beauveria bassiana Be13 có hiệu lực gây nhiễm và làm chết trưởng thành bọ nhảy sọc cong trên tán lá đạt kết quả khả quan ở nhà lưới và đồng ruộng diện hẹp.

5. Ứng dụng chế phẩm sinh học EntoNema-33 trong sản xuất thực tiễn

Khảo nghiệm ứng dụng chế phẩm EntoNema-33 trên ruộng cải đông dư tại 3 vùng sinh thái khác nhau gồm Sa Pa (Lào Cai), TP. Hồ Chí Minh và Hoài Đức (Hà Nội) cho thấy:

  • Chế phẩm EntoNema-33 làm giảm rõ rệt mật độ sâu non trong đất, hạn chế tỷ lệ hại rễ/củ.
  • Giúp hạ thấp chỉ số hại do trưởng thành gây ra trên tán lá so với công thức đối chứng không xử lý.
  • Hiệu lực phòng trừ duy trì ổn định, an toàn cho cây trồng và không gây độc hại cho môi trường canh tác.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về lý luận và khoa học

  1. Cập nhật thành phần loài và phân loại học: Ghi nhận chính xác sự hiện diện của 3 loài bọ nhảy thuộc giống Phyllotreta trên rau họ hoa thập tự tại Hà Nội và vùng phụ cận (P. striolata, P. rectilineata, P. chotanica); khẳng định và củng cố cơ sở khoa học xác định bọ nhảy sọc cong P. striolata là loài gây hại chính yếu.
  2. Bổ sung hệ thống dữ liệu sinh học và sinh thái học: Cung cấp đầy đủ các chỉ số kích thước hình thái chi tiết các pha (trứng, 3 tuổi sâu non, tiền nhộng, nhộng, trưởng thành), thời gian phát triển từng giai đoạn, vòng đời, sức đẻ trứng, tỷ lệ chết tự nhiên; phân tích quy luật ảnh hưởng của chân đất, luân canh với lúa nước và xen canh cây gia vị tới mật độ quần thể bọ nhảy sọc cong tại miền Bắc Việt Nam.
  3. Xác lập dẫn liệu khoa học về tác nhân sinh học: Chứng minh hiệu lực diệt trừ sâu non bọ nhảy sọc cong trong đất của chủng tuyến trùng ký sinh côn trùng bản địa Heterorhabditis indica KH33 và hiệu lực diệt trưởng thành của chủng nấm Beauveria bassiana Be13.

Đóng góp mới về thực tiễn và giải pháp đề xuất

  • Xây dựng giải pháp phòng trừ sinh học: Đề xuất quy trình ứng dụng chế phẩm tuyến trùng ký sinh côn trùng EntoNema-33 (H. indica KH33) xử lý đất để trừ sâu non bọ nhảy, mở ra triển vọng thay thế các loại thuốc hóa học độc hại dùng trong xử lý đất.
  • Giải pháp canh tác tích hợp:
    • Áp dụng chế độ luân canh rau họ hoa thập tự với lúa nước hoặc cây trồng nước để tiêu diệt ấu trùng và nhộng trong đất.
    • Trồng xen cải họ hoa thập tự với hành, tỏi, rau thơm nhằm xua đuổi trưởng thành và giảm áp lực gây hại.
    • Tưới chế phẩm EntoNema-33 vào vùng gốc rễ ở giai đoạn 5–7 ngày sau trồng/gieo hạt để bảo vệ bộ rễ cây con và cắt đứt nguồn phát sinh trưởng thành của lứa sau.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

  • Địa bàn nghiên cứu và khảo sát sâu về thành phần loài chủ yếu tập trung tại vùng đồng bằng sông Hồng (Hà Nội và các tỉnh phụ cận lân cận), các điểm khảo nghiệm mở rộng tại Sa Pa và TP. Hồ Chí Minh mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá hiệu lực ứng dụng của chế phẩm sinh học.
  • Việc nhân nuôi bọ nhảy sọc cong trong phòng thí nghiệm đòi hỏi quy trình khắt khe về thức ăn tươi liên tục (mầm cải mơ và lát củ cải), gây khó khăn cho việc duy trì quần thể thí nghiệm với số lượng lớn quanh năm.
  • Công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học tuyến trùng EntoNema-33 và nấm B. bassiana Be13 trong nghiên cứu vẫn dựa trên quy mô phòng thí nghiệm và xưởng thực nghiệm bán công nghiệp, thời gian bảo quản chế phẩm còn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ mát.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng điều tra khu hệ bọ nhảy giống Phyllotreta trên các vùng sinh thái nông nghiệp khác của cả nước (miền Trung, Tây Nguyên, Đồng bằng sông Cửu Long).
  • Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ lên men lỏng quy mô công nghiệp để nhân sinh khối lớn tuyến trùng Heterorhabditis indica KH33 và bào tử nấm Beauveria bassiana Be13, cải tiến chất mang để kéo dài thời hạn bảo quản chế phẩm ở nhiệt độ phòng.
  • Xây dựng mô hình Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) đồng bộ kết hợp chế phẩm EntoNema-33 với bẫy bả sinh học và lưới chắn côn trùng trong chuỗi sản xuất rau họ hoa thập tự an toàn đạt tiêu chuẩn VietGAP, GlobalGAP.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn trong ngành Nông nghiệp và Bảo vệ thực vật:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên: Luận án cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về điều tra phân loại côn trùng cánh cứng ăn lá, phương pháp nhân nuôi ấu trùng côn trùng sống trong đất bằng củ cải đục lỗ, thang phân cấp hại 6 cấp theo Patricio (1987), và các phương pháp bố trí thí nghiệm sinh học tuyến trùng ký sinh (Bioassay).
  • Đối với giảng viên và nhà khoa học: Cung cấp nguồn dẫn liệu đầy đủ về tập tính sinh học, phản ứng ánh sáng, chu kỳ phát dục và tương tác sinh thái học của bọ nhảy sọc cong Phyllotreta striolata trong điều kiện khí hậu miền Bắc.
  • Đối với cán bộ quản lý BVTV và người sản xuất rau: Luận án là căn cứ khoa học để xây dựng quy trình phòng trừ tổng hợp bọ nhảy, đưa chế phẩm sinh học tuyến trùng EntoNema-33 vào danh mục giải pháp sinh học an toàn, giảm thiểu tình trạng lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trên cây rau ăn lá.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã phát hiện và ghi nhận những loài bọ nhảy nào thuộc giống Phyllotreta tại vùng Hà Nội và phụ cận?

Luận án ghi nhận được 3 loài bọ nhảy thuộc giống Phyllotreta gồm:

  1. Bọ nhảy sọc cong – Phyllotreta striolata (Fabricius, 1803);
  2. Bọ nhảy sọc thẳng – Phyllotreta rectilineata (Chen, 1939);
  3. Bọ nhảy xanh đen – Phyllotreta chotanica (Duvivier, 1892). Trong đó, loài bọ nhảy sọc cong P. striolata chiếm đa số tuyệt đối và là loài gây hại chính trên các cây rau họ hoa thập tự.

2. Phương pháp nhân nuôi bọ nhảy sọc cong (P. striolata) trong phòng thí nghiệm được tác giả thực hiện như thế nào?

Tác giả sử dụng phương pháp nuôi kết hợp hai loại thức ăn:

  • Nuôi trưởng thành: Nuôi trong lồng lưới kích thước 40x40x40 cm bằng cây cải mơ sống (Brassica juncea) gieo cách ly không phun thuốc (gieo gối đầu 3–4 ngày/lần), phần gốc cây quấn giấy ẩm để giữ tươi và tạo giá thể cho trưởng thành đẻ trứng.
  • Nuôi sâu non: Chọn củ cải (Raphanus sativus) sạch sâu bệnh, đường kính khoảng 3 cm, khử trùng bề mặt bằng cồn 70%, cắt thành từng khoanh dày 0,5 cm và tạo 2–3 lỗ tròn sâu 0,3 mm (đường kính 0,2–0,3 mm) để sâu non mới nở đục vào ăn và phát triển.

3. Thang phân cấp mức độ hại do trưởng thành bọ nhảy gây ra được áp dụng theo tiêu chuẩn nào?

Tác giả áp dụng thang phân cấp hại 6 cấp của Patricio (1987) dựa trên tỷ lệ phần trăm diện tích bề mặt lá bị ăn hại:

  • Cấp 1: Đến 0,09% diện tích lá bị hại;
  • Cấp 2: 0,1–5% diện tích lá bị hại;
  • Cấp 3: 6–10% diện tích lá bị hại;
  • Cấp 4: 11–25% diện tích lá bị hại;
  • Cấp 5: 26–50% diện tích lá bị hại;
  • Cấp 6: >50% diện tích lá bị hại.

4. Tác nhân sinh học nào được đề tài đánh giá có triển vọng cao nhất để trừ sâu non bọ nhảy trong đất và kết quả khảo nghiệm ra sao?

Tác nhân sinh học có triển vọng cao nhất là chủng tuyến trùng ký sinh côn trùng Heterorhabditis indica KH33 (được phát triển thành chế phẩm EntoNema-33). Kết quả khảo nghiệm diện hẹp tại Hà Nội và khảo nghiệm sản xuất tại Sa Pa (Lào Cai), TP. Hồ Chí Minh và Hoài Đức (Hà Nội) cho thấy chế phẩm EntoNema-33 khi tưới vào đất quanh gốc cây con đã tiêu diệt hiệu quả sâu non trong đất, làm giảm mật độ sâu non và giảm rõ rệt chỉ số hại lá do trưởng thành gây ra so với đối chứng không xử lý.

5. Yếu tố canh tác nào ảnh hưởng rõ rệt nhất đến mật độ bọ nhảy sọc cong theo ghi nhận của luận án?

Luận án ghi nhận:

  • Chân đất: Đất cát pha tơi xốp có mật độ bọ nhảy cao hơn đất thịt nặng.
  • Luân canh: Luân canh rau cải với lúa nước giúp cắt đứt nguồn thức ăn và làm giảm mật độ bọ nhảy vụ sau rõ rệt so với chuyên canh rau họ hoa thập tự liên tục.
  • Xen canh: Trồng xen rau cải với hành hoa, ngò gai hoặc các loại rau gia vị làm giảm mật độ trưởng thành và sâu non bọ nhảy sọc cong trên ruộng rau.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Huỳnh Tấn Đạt đã cung cấp hệ thống dữ liệu khoa học toàn diện và cập nhật về thành phần loài bọ nhảy giống Phyllotreta tại Hà Nội và phụ cận, khẳng định bọ nhảy sọc cong P. striolata là đối tượng dịch hại chủ yếu trên rau họ hoa thập tự. Công trình đã làm sáng tỏ các đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học của P. striolata và các yếu tố canh tác chi phối sự biến động quần thể của chúng trên đồng ruộng. Quan trọng hơn, luận án đã tuyển chọn thành công chủng tuyến trùng ký sinh côn trùng bản địa Heterorhabditis indica KH33 và ứng dụng chế phẩm EntoNema-33 để kiểm soát hiệu quả sâu non bọ nhảy trong đất, mở ra hướng đi khả thi trong việc xây dựng quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) theo hướng an toàn sinh học cho ngành sản xuất rau tại Việt Nam.