Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình nghiên cứu mối hại công trình kiến trúc trên thế giới Trong số hơn 2.800 loài mối được mô tả trên thế giới chỉ có 183 loài được biết đến là tấn công các công trình kiến trúc và chỉ có 83 loài được xem là có gây nguy hại đáng chú ý [26], [16]. Dựa theo thói quen, bản chất của việc gây hại và nhất là nhu cầu về độ ẩm, các loài mối gây hại trong công trình kiến trúc được chia làm 3 nhóm.
Nhóm mối gỗ khô có nhu cầu độ ẩm dưới 13%, chúng có khả năng sống hoàn toàn trong các cấu kiện gỗ mà không cần nguồn cung cấp độ ẩm bên ngoài và đất. Nhóm mối gỗ ẩm sống trong đất, nhưng có khả năng làm tổ trong các thân cây, gỗ mục và có khả năng tấn công làm tổ trong các cấu kiện gỗ của công trình kiến trúc. Nhóm mối đất xây tổ hoàn toàn trong đất hoặc liên hệ chặt chẽ với đất, độ ẩm phụ thuộc vào đất. Tại các vùng ôn đới như Hoa Kỳ, Châu Âu hay Nhật Bản, nghiên cứu mối tập trung vào một số giống mối gây hại thuộc về họ Rhinotermitidae, bao gồm các giống Reticulitermes, Coptotermes và Heterotermes.
Thông thường hiếm khi có thể tìm thấy một giống mối khác ngoài các giống mối trên gây hại các công trình kiến trúc tại các khu vực này [48]. Tại Mỹ, có 45 loài được xem là gây hại và chỉ có 9 loài trong số chúng là loài gây hại nghiêm trọng [80]. Trong đó, bao gồm một loài mối bậc cao Nasutitermes costalis (Holmgren), hai loài mối gỗ khô: Cryptotermes brevis (Walker) và Incisitermes minor (Hagen) và 6 loài mối ngầm: Coptotermes formosanus Shiraki, C. hesperus Banks, Heterotermes aureus (Snyder) [79], [85].
Ngược lại, các nước nằm trong khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới là nơi có các điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loài mối, sự đa dạng của các loài mối tại đây cũng cao hơn hẳn so với tại các khu vực ôn đới. Tại Malaysia và Singapore, có 12 loài mối thuộc 7 giống được tìm thấy ở trong và ngoài các công trình kiến trúc (Coptotermes, Macrotermes, Microtermes, Globitermes, Odontotermes, Schedorhinotermes và Microcerotermes). Tại Thái Lan, các loài mối được tìm thấy trong các khu đô thị thuộc 5 giống (Coptotermes, Microcerotermes, 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Macrotermes, Hypotermes và Odontotermes), trong đó loài phổ biến nhất là Coptotermes gestroi [74], [75]. Tại Úc, có 7 giống mối được tìm thấy trong các tòa nhà và các công trình kiến trúc, phổ biến là Coptotermes và Schedorhinotermes [76].
Để việc phòng chống mối gây hại đạt hiệu quả cao nhất, điều quan trọng là phải dựa trên những hiểu biết về các đặc tính đặc trưng của các loài mối, đồng thời cũng phải nắm rõ mối quan hệ của mối đối với môi trường sống xung quanh, các yếu tố tự nhiên cũng như sự tương tác trong quần thể mối hoặc quần xã sinh vật trong khu vực nghiên cứu xử lý [75]. Năm 1996, Sornuwat đã có nghiên cứu tổng hợp về mối Coptotermes gestroi tại Thái Lan. Trong nghiên cứu này, tác giả đã tìm hiểu các đặc điểm sinh học và sinh thái của mối như phạm vi kiếm ăn, quần thể kiếm ăn và hoạt động kiếm ăn của mối C. gestroi, cũng như phản ứng của chúng với một số chất hóa học được sử dụng trong việc phòng trừ mối.
Số lượng cá thể kiếm ăn của loài mối này cũng trong một quần tộc là khoảng từ 1,13 đến 2,75 × 106 cá thể. Sự biến động về số lượng cá thể kiếm ăn trong mỗi quần tộc có thể tùy thuộc vào độ tuổi của chúng, điều kiện môi trường và theo mùa [74]. Năm 2011, Gautam đã tổng hợp những nghiên cứu của mình về sự tác động của độ ẩm nền đất, độ ẩm không khí tương đối và nhiệt độ đối với sự tồn tại và hành vi kiếm ăn của loài mối Coptotermes formosanus [34]. Ngày nay, khi hiệu quả của các phương pháp diệt trừ mối bằng bả đã được chứng minh, việc nghiên cứu chế tạo cũng như cải tiến các sản phẩm bả ngày càng được quan tâm.
Bên cạnh đó, các nghiên cứu về số lượng cá thể, tập tính kiếm ăn, phạm vi kiếm ăn, dinh dưỡng tương hỗ giữa các cá thể trong quần tộc mối làm cơ sở cho việc nghiên cứu và sử dụng bả để phòng trừ mối hiệu quả cũng được tăng cường. Vào năm 1988, Nan Yao Su và Rudolf Scheffrah đã nghiên cứu về quần thể và phạm vi kiếm ăn của mối Coptotermes formosanus bằng phương pháp đánh dấu – thả ra – bắt lại. Kết quả cho thấy số lượng cá thể kiếm ăn trong một quần tộc là khoảng 1,4 – 6,8.106 cá thể, phạm vi kiếm ăn của quần tộc là 162 – 3. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Năm 2004, Ngee P-S và các cộng sự đã nghiên cứu quần thể mối kiếm ăn, đưa ra chiến lược kiểm soát loài mối đất trong môi trường đô thị [56].
Ngoài ra có các nghiên cứu của French (2010) đã dựa trên phương pháp vật lý thực nghiệm và mô hình toán học của Reotramel (2003) để hỗ trợ trong việc tính toán ước lượng tuổi của mối ngầm tấn công và gây hại trong các công trình kiến trúc [29]. Các đặc điểm về bay phân đàn của mối cũng đã được nghiên cứu từ rất lâu. Năm 1983, Higa và Tamashiro đã nghiên cứu thời điểm bay giao hoan của mối C. formosanus tại Hawaii.
Tại đây, loài mối này bay phân đàn vào từ tháng 4 đến tháng 7, trong đó mạnh nhất là vào tháng 5, cùng thời gian bay của hai loài mối gỗ khô Cryptotermes brevis và Incitistermes immigrans, tuy nhiên thời gian cực đỉnh có thể muộn hơn 1 – 2 tháng [40]. Năm 2012 tại hội nghị TRG 9, Ching-Chen Lee, Foong-Kuan Foo và Chow- Yang Lee đã thông báo kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của số lượng cá thể mối và kích thước hộp nuôi đến việc duy trì mối Macrotermes gilvus trong phòng thí nghiệm, nhằm mục đích thử nghiệm các thuốc diệt trừ chúng [49]. Kok-Boon Neoh và cộng sự (2009) đã nghiên cứu về hoạt động bay trong hai vùng phân bố của Macrotermes gilvus và Macrotermes carbonarius tại Malaysia. Kết quả cho thấy, mùa bay giao hoan của mối M.
gilvus được ghi nhận trong vòng 7 tháng (từ tháng 3 đến tháng 9) trong khi ở M. carbonarius là từ tháng 11 đến tháng 1. Ngoài ra, các tác giả còn nghiên cứu những điều kiện ảnh hưởng đến việc bay giao hoan của chúng như áp suất không khí, độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng [54]. Đồng thời, chỉ ra được thành phần đẳng cấp và kích cỡ tổ mối M.
Đối với mối gỗ ẩm (Rhinotermitidae), hệ vi sinh vật trong ruột của chúng đóng một vai trò rất quan trọng, phân giải thức ăn thành những thành phần đơn giản hơn, giúp mối có khả năng tiêu hóa thức ăn. Chính vì vậy, việc nghiên cứu hệ vi sinh vật trong ruột mối cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong nghiên cứu phòng trừ mối. Năm 2013, König và các cộng sự đã tổng hợp và nghiên cứu khu hệ vi sinh vật phân giải cellulose trong ruột mối một cách toàn diện [46]. Hệ thống phát sinh phân tử của quần xã vi sinh vật trong ruột mối Coptotermes formosanus 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com được nghiên cứu bằng cách sử dụng dòng gen 16S rRNA thông qua phương pháp PCR.
Kết quả cho thấy 94% các dòng vi khuẩn thuộc về các nhóm Bacteroidales, Spirochaetes, các vi khuẩn gram dương (Clostridiales, Mycoplasmatales, Bacillales, và Lactobacillales) [70]. Trong nhóm mối bậc cao thì mối có vườn cấy nấm được tập trung nghiên cứu hơn cả. Một mặt vì chúng là nhóm mối gây hại chính cho rất nhiều công trình trong đó có cả công trình kiến trúc, đê đập và cây trồng, mặt khác còn do chúng có tập tính phức tạp trong sự thu nhận và chế biến thức ăn. Do có khả năng cộng sinh với nấm Termitomyces trong tổ, chúng có phổ thức ăn từ cellulose rất rộng, tính thích nghi cao và rất khó xử lý bằng phương pháp sử dụng bả.
Nghiên cứu mối quan hệ của mối và nấm Termitomyces góp phần quan trọng trong nghiên cứu việc kiểm soát mối bằng cách kiềm chế sự hoạt động của nấm [27]. Trong nghiên cứu của mình Aanen và cộng sự (2002) đã cho thấy sự lan truyền của nấm trong các tổ mối theo cả chiều ngang và chiều dọc [15]. Các phương pháp phòng chống mối đã được nghiên cứu triển khai song song, đồng thời với những hiểu biết về sinh học, sinh thái học. Lý Đông (1994) trong cuốn “Vương quốc thần bí hay Bí mật của loài mối” đã tổng hợp tất cả những kiến thức chung về mối như tập tính, vòng đời, đặc điểm gây hại.
Vào năm 1999, tập thể các nhà nghiên cứu mối của Quảng Đông đã cùng cho xuất bản cuốn sách “Nghiên cứu mối”, ngoài phần giới thiệu chung, mỗi tác giả lại đi sâu vào từng chủ đề như mối hại công trình thủy lợi, mối hại công trình kiến trúc, mối hại cây xanh. Lin Shu - Qing (2004) cùng các nhà khoa học của Trung tâm Phòng trừ mối toàn quốc cũng biên soạn cuốn “Sổ tay hướng dẫn phòng trừ mối ở Trung Quốc”. Nội dung cuốn sách bao gồm tất cả các kiến thức chung về mối như hình thái giải phẫu, đặc điểm sinh học, sinh thái học cũng như thành phần loài và các biện pháp phòng trừ. Năm 1986, trong cuốn sách của mình Edwards và Mill đã đưa ra được các đặc điểm sinh học, nhận dạng phân bố, vòng đời, cũng như khóa phân loại đến các họ mối.
Ngoài ra, tác giả cũng nêu lên được các tác động về kinh tế của mối đến các công trình kiến trúc. Các phương pháp xử lý mối, trong đó tập trung vào phương pháp hóa học [26]. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ngày nay, với sự phát triển mạnh của công nghệ sinh học, trong các nghiên cứu về mối hại công trình kiến trúc, việc ứng dụng công nghệ ADN, công nghệ gen cũng được sử dụng rộng rãi. Đã có nhiều nghiên cứu nhằm xác định hệ thống phân loại của các nhóm mối như Coptotermes, Reticulitermes, Odontotermes [91].
Năm 2009, Yeap và các cộng sự đã dựa vào bằng chứng sinh học phân tử khi xếp 11 loài mối Coptotermes thành 6 nhóm. Các tác giả đã nhận định rằng C. dimorphus có khả năng chỉ là loài đồng dạng với C. formosanus do sự sai khác về ADN chỉ lên đến 1% [93].
Các nghiên cứu về mối trên thế giới tập trung vào tìm kiếm các biện pháp phòng trừ. Việc kiểm soát mối cho một công trình kiến trúc bao gồm sự kết hợp của các biện pháp bảo vệ như các hàng rào hóa học, vật lý.