CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Rệp muội hại cây trồng 1. Đặc điểm sinh học của rệp muội hại cây trồng Trong các loài sâu hại cây trồng có thể nói rệp là nhóm côn trùng chích hút nhựa cây phổ biến nhất thế giới, phân bố tập trung nhất ở vùng ôn đới [36], rệp cũng phân bố khá phổ biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới với độ đa dạng thấp hơn.
Ước tính trên thế giới có khoảng 4000 loài rệp muội đã được phát hiện trong đó vùng Đông Nam Á có hơn 1000 loài. Trong số này có khoảng 250 loài rệp là côn trùng phá hoại nguy hiểm đối với nông, lâm nghiệp cần được kiểm soát [26]. Các loài thuộc họ rệp muội gây hại mạnh trong nông nghiệp phải kể đến như: rệp đào (Myzus persicae) gây hại trên cải, rệp bông (Aphis gossypii) gây hại trên cây bông, rệp muội hại ngô (Aphis maydis) gây hại trên cây ngô… Các loài thuộc họ rệp muội (Aphididae) có thân mềm, màu sắc khác nhau, từ màu xanh lá cây, vàng, nâu, đen, hồng hoặc hầu như không có màu. Rệp muội có kích thước rất nhỏ (từ 1-2 mm), hình quả lê, trần trụi, ở cuối bụng có phiến đuôi và 2 ống bụng ở 2 bên, có ba cặp chân phân đốt, mắt kép và một cặp râu, cơ thể được bao bọc bởi bộ khung kitin.
Rệp có lớp biểu bì mềm, có cánh (dạng màng) hoặc không cánh [3] (hình 1. Râu Chân Mắt Ống tiết Đầu Ngực Bụng Đuôi Hình 1. Cấu tạo ngoài của rệp Phương thức dinh dưỡng của rệp là chích hút nhựa cây bằng miệng. Chúng làm yếu cây bằng cách hút cạn nguồn dinh dưỡng và gây ảnh hưởng nghiêm trọng Trường đại học khoa học tự nhiên 3 Lớp cao học môi trường K19 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sỹ môi trường Vũ Thị Thanh cho sự phát triển của cây.
Chúng tiết ra chất đường mật không chỉ làm đóng khí khổng của lá mà còn góp phần tăng sự phát triển của mốc đen, làm ngăn cản ánh sáng đến các mô quang hợp, ảnh hưởng nghiêm trọng tới năng suất cây trồng. Thêm vào đó, các loài rệp còn là những phương tiện góp phần lây lan virus từ những cây bệnh sang các cây khỏe mạnh [27]. Rệp sinh sản bằng hai hình thức: đơn tính và hữu tính (là sự kết hợp giữa các cá thể khác nhau tạo ra trứng để tồn tại qua mùa đông). Tại vùng nhiệt đới, chu kỳ sinh trưởng của rệp muội rất ngắn từ 5-7 ngày [3].
Mỗi rệp cái đẻ trung bình 30-50 con, quá trình sinh con lặp đi lặp lại trong suốt mùa hè, sinh ra nhiều thế hệ. Trong điều kiện nhiệt độ 20-30oC một năm có thể tới 20-30 thế hệ. Tuy nhiên, vòng đời của rệp muội tương đối ngắn, phần lớn từ 15-20 ngày, cá biệt là 25-30 ngày. Các loài rệp muội có thể phát triển trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khá rộng, có một số loài như rệp cải phát triển mạnh trong điều kiện nhiệt độ 10-30oC.
Rệp muội là những loài côn trùng có sức tàn phá khủng khiếp trên nhiều loại cây trồng khác nhau như ngô, khoai tây, khoai lang, các cây họ dưa (cucurbitaceae) (dưa chuột, dưa tây, dưa hấu, bầu bí), họ cà (solanaceae) (như ớt chuông, cà tím, thuốc lá, cà chua), cam quýt, bông vải, đào, mận, mơ, táo, bắp cải, cải xanh, rau bina, rau diếp, cà rốt và họ cà rốt. Chúng đã gây thiệt hại hàng tỷ đô la Mỹ mỗi năm do cây cho năng suất kém hoặc mất mùa. Mặt khác, thế giới mỗi năm cũng phải chi nhiều tỷ đô la Mỹ để khống chế rệp muội phá hại cây trồng. Rệp muội gây hại bốn mùa, đặc biệt từ mùa xuân đến mùa thu, nhất là vào thời điểm thời tiết râm mát, độ ẩm không khí cao.
Rệp ngô có tên khoa học là Aphis maydis, thuộc họ rệp muội, là một trong những loại sâu hại quan trọng đối với người trồng ngô. Rệp hút nhựa ở trên nõn ngô, bẹ lá, bông cờ, lá bi, làm cho cây ngô mất hết dinh dưỡng, trở nên gầy yếu, bắp bé đi hoặc không hình thành bắp nếu bị hại từ giai đoạn cây còn nhỏ, chất lượng hạt xấu kém. Rệp phá hại làm giảm năng suất và phẩm chất ngô rõ rệt. Ngoài cây ngô chúng còn có nhiều loại cây ký chủ khác như: kê, cao lương, mía, cỏ trồng làm thức Trường đại học khoa học tự nhiên 4 Lớp cao học môi trường K19 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sỹ môi trường Vũ Thị Thanh ăn cho gia súc… Mặt khác chúng còn là môi giới truyền virus gây một số bệnh cho cây bắp như potyvirus, virus màu vàng, bệnh vàng lùn, bệnh khảm lá, bệnh đỏ lá… [17].
Trong quần thể rệp thường thấy nhiều loại hình: Rệp cái không cánh, rệp cái có cánh và rệp con. Rệp trưởng thành có hai loại hình, rệp có cánh và rệp không cánh dài 1,5-2,3 mm, màu vàng nhạt hoặc xanh xám, cơ thể hình bầu dục, thân mềm. Chân và tuyến tiết sáp ngắn, màu xanh đen. Rệp cái có cánh có đầu, ngực màu đen và bụng màu xanh.
Rệp non màu xanh sáng, chân và tuyến tiết sáp giống như trưởng thành có màu đen (hình 1. Rệp non trải qua 7-10 lần lột xác mới thành rệp trưởng thành. Một năm có từ 7-10 lứa. Rệp ngô Aphis maydis Rệp ngô sinh sản theo lối đơn tính và đẻ con.
Chúng thường đẻ nhiều nhất ở nhiệt độ 30oC và đẻ ít nhất ở nhiệt độ 15oC [25]. Rệp ngô thường phát triển nhiều trong tháng 1 và tháng 2 lúc độ ẩm không khí cao. Từ tháng 4 trở đi số lượng rệp giảm dần. Trong mùa hè chỉ thấy rệp xuất hiện lẻ tẻ.
Rệp thường phá hại ở cây ngô từ giai đoạn 8-10 lá cho tới khi ngô chín sáp. Đến cuối vụ khi cây ngô đã già, không còn thức ăn nữa thì các con rệp có cánh di chuyển sang các cây ký chủ, đẻ ra rệp con không có cánh tiếp tục phát triển trên các cây ký chủ này cho tới vụ ngô sau. Tình hình rệp muội hại cây trồng trên thế giới và Việt Nam Tình hình rệp muội hại cây trồng trên thế giới Trường đại học khoa học tự nhiên 5 Lớp cao học môi trường K19 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sỹ môi trường Vũ Thị Thanh Trên thế giới, rệp đang được coi là kẻ thù nguy hiểm đối với cây trồng. Rệp cây hại tại nhiều quốc gia và không cố định trong một vùng nhất định.
Những thiệt hại do rệp gây ra đang ngày càng nghiêm trọng và diễn ra trên diện rộng. Sản lượng nông nghiệp thế giới hàng năm bị thiệt hại khoảng 15% do côn trùng [33], ở Mỹ là 13% [59]. Mặc dù chưa có thống kê chính thức về thiệt hại nông nghiệp do rệp nhưng trong số 300 loài côn trùng gây hại nghiêm trọng [49] thì có đến 250 loài là rệp. Chúng là tác nhân chính gây hại ở nhiều loại cây trồng quan trọng như bông, đậu tương, hướng dương, củ cải đường, khoai tây, ngô, ngũ cốc và rau cải.
Theo nghiên cứu của các nhà côn trùng học Úc, ngành du lịch nước này đã thiệt hại 75 triệu USD/năm do nạn rệp hoành hành. Tình trạng nạn rệp lan tràn ở xứ sở này chỉ là một phần của đại dịch toàn cầu với số lượng rệp trên thế giới đã tăng lên gấp đôi mỗi năm. Các nhà côn trùng học cho biết, nguyên nhân là việc thay đổi biện pháp diệt côn trùng (không dùng thuốc xịt mà dùng mồi) và do sự gia tăng đáng kể lượng du khách đến từ các nước đang phát triển, nơi rệp vẫn còn đang hoành hành. Tại châu Á, rệp gây thiệt hại nghiêm trọng một số loại cây trồng, đặc biệt là dưa chuột, hại tiêu và cà chua.
Các rệp đào Myzus persicae thường phát triển nhanh trong mùa vụ và phát triển nhanh chóng đến tuổi trưởng thành nên tăng nhanh về số lượng. Ước tính thiệt hại hàng tỷ đô la Mỹ mỗi năm do nạn rệp hoành hành. Tại 3 tỉnh của Thái Lan, trong tháng 7/2009 nạn rầy nâu hại lúa, rệp hại cây trồng đã bùng phát mạnh và gây thiệt hại khoảng 7,5 ngàn ha mỗi vụ. Đậu tương là loại hạt dầu được trồng nhiều nhất trên thế giới, nhưng năng suất bị đe dọa nghiêm trọng bởi Aphis glycines (rệp đậu tương).
Sản lượng hạt bị thiệt hại ước tính khoảng 34% [65], theo tính toán của Catangui và cộng sự (2009), con số thiệt hại thậm chí lên đến 48-72%. Nguyên nhân do rệp chích hút có thể làm giảm 50% tốc độ quang hợp của lá cây [30]. Lipaphis erysimi (rệp cải dầu) ký sinh trên một số loài cây nhưng chủ yếu là các loại cải và cải dầu. Ngoài ra nó còn ký sinh trên cà chua và bí xanh.
Ở phía Trường đại học khoa học tự nhiên 6 Lớp cao học môi trường K19 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sỹ môi trường Vũ Thị Thanh đông của miền Trung Ấn Độ, Lipaphis erysimi cùng với Myzus persicae và Brevicoryne brassicae là ba loại rệp nguy hiểm đối với cây cải dầu (Brassica juncea). Trong đó Lipaphis erysimi phá hoại nhiều nhất, riêng nó gây thiệt hại 35,4- 91,3 % sản lượng [28]. Theo nghiên cứu của Patel và cộng sự (2004), nếu không có biện pháp bảo vệ, Lipaphis erysimi có thể gây thiệt hại 80,6-97,6% sản lượng cải dầu [57]. Trong một nghiên cứu khác, Razaq và cộng sự (2011) đã chỉ ra rằng, Lipaphis erysimi và Brevicoryne brassicae cũng gây thiệt hại 75,1-81,9% sản lượng cải dầu ở Multan, Punjab, Pakistan [64].
Ngoài cải dầu, Brassica brassicae còn phá hoại nhiều cây quan trọng khác như súp lơ, cà rốt và củ cải. Rệp làm giảm năng suất cây trồng không chỉ do phá hoại trực tiếp mà còn do truyền virus gây bệnh rụng lá ở đậu lăng, đậu răng ngựa, đậu gà [54]. Myzus persicae là loại nguy hiểm nhất trong 10 loại rệp truyển bệnh virus gây bệnh rụng lá ở khoai tây. Rệp truyền virus gây bệnh khảm có thể làm thiệt hại 60% năng suất dưa chuột [71].
Không những phá hoại rau và cây công nghiệp, rệp còn là côn trùng nguy hiểm đối với cây lương thực. Diuraphis noxia (rệp lúa mì Nga) chuyên phá hoại lúa mì, lúa mạch đen, lúa mạch trắng, yến mạch. Theo nghiên cứu của Akhtar và cộng sự (2010), năng suất lúa mì có thể bị giảm 7,9-34,2 % do Diuraphis noxia (rệp lúa mì Nga) phá hoại [21]. Như vậy với nguy cơ làm giảm năng suất cây trồng của rệp, yêu cầu phải có biện pháp kiểm soát rệp để bảo vệ mùa màng là cấp thiết.
Biện pháp kiếm soát rệp và các loại côn trùng khác được áp dụng chủ yếu trong nhiều thập kỷ qua là sử dụng hóa chất diệt côn trùng tổng hợp.