ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với độ ẩm không khí cao là điều kiện thuận lợi cho các loài sâu hại cây nông - lâm nghiệp phát triển. Côn trùng bộ cánh vảy là bộ lớn trong lớp côn trùng gồm bướm và bướm đêm, trên 180.000 loài đã được mô tả và có mặt ở khắp nơi trên thế giới, chúng gây thiệt hại nghiêm trọng trong nền kinh tế nông nghiệp của nước nhà (Nguyễn Thị Hiền, 2012). Để phòng trừ, kiếm soát sâu bệnh hại, các nhóm thuốc organophosphate, carbamate và nhiều nhóm hóa chất khác thường được sử dụng nhiều (Whalon, 2013). Tuy nhiên, tác hại của việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học quá mức và rộng rãi đã tác động to lớn.
Thuốc trừ sâu là nhóm lớn nhất của các hóa chất nguy hiểm có tác động trực tiếp vào môi trường. Các dư lượng tồn tại trong đất và có thể gây ô nhiễm nước ngầm và được tích lũy trong thực vật, trái cây và rau quả ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người (Ghribi, 2007). Theo số liệu của cục BVTV, kết quả kiểm tra năm 2000 - 2002 cho thấy ở vùng Hà Nội số mẫu có dư lượng quá mức cho phép khá cao, trên rau, nho, chè từ 10% - 26%, ở TP. Hồ Chí Minh từ 10 - 30%.
Đặc biệt ở các vùng rau, quả, chè, … Kết quả điều tra năm 2010, ở vùng rau đồng bằng sông Hồng cho thấy số lần phun thuốc bảo vệ thực vật từ 26 - 32 lần (11,1 - 25,6 kg ai/ha) trong 1 năm. Còn 5,19% số hộ dùng thuốc cấm, ngoài danh mục, 10,22% không đúng thời gian cách ly, 51% không thực hiện theo khuyến cáo của nhãn. Thuốc BVTV làm tăng tính kháng thuốc của sâu bệnh, tiêu diệt ký sinh thiên địch, có thể gây bộc phát các dịch hại cây trồng (Cục BVTV, 2000, 2010). Sâu xanh bướm trắng hại cải thuộc họ Bướm phấn (Pieridae), Bộ cánh vảy phân bố ở nhiều nước trên thế giới và gây hại rau nghiêm trọng.
Ở Việt Nam sâu xanh bướm trắng xuất hiện và gây hại đã lâu và nổi lên như một đối tượng dịch hại nghiêm trọng (Bộ môn côn trùng, 2004). Các biện pháp sinh học đang rất được chú trọng ở các nước trên thế giới cũng như ở nước ta sẽ khắc phục các nhược điểm của thuốc hóa học do nó có ưu điểm: SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN MINH không làm nhiễm bẩn môi trường, không gây độc hại cho người và gia súc, không làm mất đi hệ sinh vật có ích trong tự nhiên mà có tính chọn lọc cao. Sử dụng con đường đấu tranh sinh học để tạo ra những hệ thống tổng hợp bảo vệ cây trồng và bảo vệ môi trường đã thấy hết được ý nghĩa to lớn của chúng trong lĩnh vực bảo vệ thực vật (Trần Văn Mão, 2002).
(2003) cho thấy thành công lớn nhất trong phòng trừ sâu hại rau họ Hoa thập tự là việc nghiên cứu, sản xuất quy mô công nghiệp và sử dụng rộng rãi các chế phẩm sinh học như NPV, GV đặc biệt là chế phẩm Bt. Nhiều nghiên cứu về Bacillus tổng hợp độc tố diệt côn trùng mang lại hiệu quả phòng trừ, tiêu diệt tốt các loại côn trùng khác nhau. Từ bộ sưu tập chủng Bacillus tiềm năng được phân lập ở phòng thí nghiệm Công nghệ Vi sinh và Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học – Đại học Quốc Gia Hà Nội. Với những lí do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu với nội dung: “ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIÊU DIỆT SÂU XANH BƯỚM TRẮNG (Pieris rapae L.) CỦA MỘT SỐ CHỦNG Bacillus spp.
Nhằm chọn ra chủng Bacillus spp. có hoạt lực mạnh trong tiêu diệt sâu hại cây trồng làm cơ sở khoa học trong việc tạo chế phẩm. Mục tiêu nghiên cứu: Tuyển chọn thành công chủng Bacillus spp. có hoạt lực mạnh trong diệt sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.) hại cây trồng.
Mục tiêu cụ thể: - Hoạt hóa chủng vi khuẩn Bacillus spp. - Khảo sát hoạt tính diệt sâu xanh bướm trắng của chủng vi khuẩn Bacillus spp. - Định danh Bacillus spp. bằng phương pháp sinh hóa và sinh học phân tử.
SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN MINH PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. TỔNG QUAN VỀ SÂU XANH BƯỚM TRẮNG (Pieris rapae L. Vị trí phân loại Dựa vào khóa phân loại của Linnaeus (1758), phân loại khoa học của sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.) như sau: Giới (Kinhdom): Animalia Ngành (Phylum): Arthopoda Lớp (Class): Insecta Bộ (Order): Lepidoptera Họ (family): Pieridae Chi (Genus): Pieris Hình 1.1 Sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.
Đặc điểm sinh vật học của sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.) Theo Hồ Khắc Tín (1999), trưởng thành của sâu xanh bướm trắng có thân màu đen, hai cánh trắng, đỉnh cánh có vết đen hình tam giác. Trứng màu hơi vàng, sâu non màu xanh lục, trên lưng có những điểm đen nhỏ. Sâu non có 5 tuổi, khi đẫy sức dài khoảng 28-35 mm. Nhộng màu xanh, khi gần vũ hóa chuyển màu xanh hơi vàng.
Bướm hoạt động ban ngày. Sau vũ hóa 3 - 4 ngày thì đẻ trứng, trứng đẻ từng quả, rải rác mặt sau của lá rau. Một bướm có thể đẻ từ 50 - 200 trứng. Bướm sâu xanh sống khá lâu từ 2 - 5 tuần lễ.
SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN MINH Sâu non mới nở gặm chất xanh của lá rau, từ tuổi hai trở lên gặm thủng lá rau và ăn kiệt chỉ còn gân lá. Vì vậy nếu để mật độ cao thì ruộng rau sẽ bị trơ trụi, xơ xác. Vòng đời của sâu xanh bướm trắng từ 26 - 30 ngày.
Trong đó giai đoạn trứng từ 6 - 8 ngày, sâu non 10 - 14 ngày, nhộng 7 - 8 ngày. Bướm vũ hóa sau 3 - 4 ngày thì đẻ trứng. Sâu phát sinh và gây hại nặng từ tháng 10 năm trước đến tháng 5 năm sau, nhưng thường nặng nhất từ tháng 2 đến tháng 5 vì thời tiết lúc này phù hợp với sinh trưởng và phát triển của sâu. Sâu xanh thường tập trung và gây hại nặng ở những ruộng rau xanh tốt.
Vì vậy trong kỹ thuật thâm canh cần lưu ý bón phân hợp lý, cân đối và đúng thời kỳ sinh trưởng của cây. Sâu xanh bướm trắng hại chủ yếu trên lá rau, vì vậy khi phát hiện có thể dùng biện pháp thủ công (dùng tay) giết sâu non và nhộng. Trường hợp mật độ quá cao, phải dùng thuốc hóa học để phòng trừ kịp thời. Để việc phòng trừ đạt hiệu quả cao, cần phải theo dõi phát hiện thời kỳ bướm nở rộ và đẻ trứng để phun thuốc kịp thời khi sâu non vừa nở.
Theo Nguyễn Văn Đĩnh (2004), Sâu xanh bướm trắng có mật độ khác nhau giữa các tháng trong năm thể hiện qua bảng sau: Bảng 1.1: Mật độ sâu xanh bướm trắng qua các tháng khác nhau Tên Việt Nam Tên khoa học Mức độ phổ biến qua các tháng 1 2 3 4 5 6 Sâu xanh bướm Pieris rapae ++ +++ +++ ++ 0 0 trắng (Linnaeus) Ghi chú +: Ít gặp (số lần bắt gặp 5-20%) ++: Trung bình (số lần bắt gặp 21-50%); +++: Nhiều (số lần bắt gặp >50%) SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN MINH A B C D E F G H Hình 1.2: Các pha phát dục của sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.) (Nguồn: Nguyễn Mạnh Phương, 2011) (A): Pha trứng, (B): Sâu non tuổi 1, (C): Sâu non tuổi 2, (D): Sâu non các tuổi 2, 3, 4, 5, (E): Sâu non tuổi 5, (F): Pha nhộng, (G): Trưởng thành cái, (H): Trưởng thành đực. SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 6 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Tác hại của sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.
Capinera (2000), ấu trùng của Pieris rapae L. thường ăn lá cây kí chủ, nếu không tiêu diệt chúng thì sẽ ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây. Thậm chí sâu non còn chui vào bắp của cải hoa, cải bắp để gây hại. Đặc biệt là chất thải của chúng rất lớn ảnh hưởng sự sinh trưởng của cây rau.
thường gây hại trên diện rộng, tạo những lỗ thủng rải rác trên lá. Sâu non thường nằm trên lá, chúng có thể ăn thủng lá hoặc gặm ngoài cạnh lá sâu vào trong. Sâu non khi còn nhỏ thường ăn vòng ngoài lá, khi lớn hơn chúng có thể ăn các phần lá già hơn. Khi bị Pieris rapae L.
phá hại sẽ gây ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây, ở mật độ cao chúng làm cho các ruộng rau trở nên xơ xác, mất năng suất.3: Sâu xanh bướm trắng hại bắp cải 1. Biện pháp phòng trừ sinh học sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.Mau (2007), sau khi thu hoạch, các tàn dư cây trồng được tiêu hủy và tiến hành cày lật đất. Các loại cây hoang dại có chứa tinh dầu mù tạt cần SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 7 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN MINH được chặt bỏ trong những khu vực quanh ruộng để ngăn sâu non của Pieris rapae L.
phát sinh vào vụ sau. Capinera (2000), một số loại vi khuẩn đã được nghiên cứu để diệt trừ Pieris rapae L.và có tiềm năng phát triển mạnh mẽ tiến tới hình thành thuốc trừ sâu vi khuẩn. Pieris rapae Granulosis vius (Pieris rapae L. GV) có tác dụng tiêu diệt Pieris rapae L.
trong cả phòng thí nghiệm lẫn trên đồng ruộng, nhưng phải mất 4-10 ngày sau phun thuốc mới phát huy tác dụng và hiệu quả không cao bằng sử dụng Bacillus thuringiensis để phòng trừ. Vào năm 1934, ở Hawaii, Fullaway và cs. (1945) cho thấy: sử dụng Apanteles glomeraus được nhập vào từ Nhật Bản có tác dụng kí sinh và khống chế Pieris rapae L. một cách có hiệu quả.
Tác nhân gây bệnh, Nosema mesilini là một dạng kí sinh nội bào trong cơ thể trong thời gian lâu dài, dẫn tới Pieris rapae L. cái trưởng thành giảm khả năng sinh sản. Tác nhân gây bệnh này có tác dụng cao nhất đối với sâu non và trung bình đối với sâu trưởng thành. Ngoài ra còn có các loại vi khuẩn gây bệnh như Chalcis obscurata cũng có tác dụng đối với Pieris rapae L., có thể ứng dụng vào thực tế.
GIỚI THIỆU VỀ Bacillus 2. Đặc điểm phân loại Theo khóa phân loại của Holt và cs. năm 1990, Bacillus được phân loại như sau: Giới (Kinhdom): Bacteria Ngành (Phylum): Firmicutes Lớp (Class): Bacilli Bộ (Order): Bacillales Họ (family): Bacillaceae Chi (Genus): Bacillus Chi Bacillus là một chi lớn (51 loài đã được xác định chính xác và nhiều loài khác chưa được phân loại rõ ràng) và đa dạng, thuộc họ Bacillaceae. Họ này chia làm 5 chi gồm: Bacillus, Sporolactobacillus, Clostridium, Sporosarcina, SVTH: NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG 8 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.
NGUYỄN VĂN MINH Desulfotomaculum.