Chương 1 GIỚI THIỆU 1. Tính cấp thiết của luận án Rau xanh nói chung và rau cải nói riêng là thành phần quan trọng trong bữa ăn của con người. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo hằng năm trên toàn thế giới có khoảng 2,7 triệu ca tử vong do ăn thiếu rau xanh (Lê Hồng Phúc, 2010). Việt Nam có lịch sử trồng rau cải lâu đời (Lê Thị Khánh, 2009), trong đó rau họ Cải (Brassicaceae) gồm bắp cải, súp lơ, su hào, củ cải, các loại cải không cuốn… là một trong những loài rau được trồng nhiều nhất ở Việt Nam.
Năm 2017, diện tích trồng rau cải của cả nước 919,9 ha với năng suất đạt 176,1 tạ/ha và sản lượng đạt 16194,9 tấn, tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) diện tích trồng rau cải là 264,8 ha với năng suất đạt 169,3 tạ/ha và sản lượng đạt 4482,3 tấn, riêng tỉnh Vĩnh Long, thành phố Cần Thơ và Hậu Giang có diện tích trồng rau cải là 29,7 ha; 9,8 ha; 16,5 ha, năng suất đạt 192,1 tạ/ha; 124,9 tạ/ha; 39,8 tạ/ha và sản lượng đạt 570,6 tấn; 122,4 tấn; 65,6 tấn, tương ứng (Niên giám thống kê ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2018). Sâu kéo màng (SKM) thuộc bộ Cánh Vảy (Lepidoptera), tổng họ Pyraloidea, họ Crambidae, tên khoa học là Hellula undalis Fabricius (H. undalis), trước đây H. undalis thuộc họ Pyralidae, là dịch hại quan trọng trên cây họ cải, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Waterhouse and Norris, 1989), ngoài ra, cũng được ghi nhận ở các nước ôn đới (Kalbfleisch, 2006).
undalis đẻ trứng trên đọt cải non, sâu non nở ra tấn công vào gần đỉnh sinh trưởng làm hư chồi ngọn của cây (Veenakumari et al., 1995; Sivarpagasam and Chua, 1997b), đã bùng phát thành dịch và gây thiệt hại lên đến 100% năng suất ở Hawaii, Ấn Độ, Malaysia, Philippines, Đài Loan, Ai Cập, Iraq và Nhật Bản (Kalbfleisch, 2006). Tại Việt Nam đối với rau cải không chính vụ, H. undalis làm giảm thấp năng suất và phẩm chất vụ Thu Đông (Dương Thị Vân, 2012). undalis, là loài côn trùng gây hại quan trọng trên cải ở Đông Nam Á (Waterhouse, 1993).
undalis được ghi nhận là đối tượng gây hại quan trọng trên các giống cải bắp (Brassica oleracea var. capitata), cải bẹ dún (B. sabauda), cải bẹ trắng (B.chinensis), cải tùa xại (B.campestris), cải ngọt (B. integrifolia), cải xanh (B.juncea), cải củ (Rhaphanus sativus), cải bông (B.
botrytis), cải thìa (B.sinensis), cải đất (Rorippa indica) và cải rổ (B. Trưởng thành cái đẻ trứng trên đọt cải non, ấu trùng mới nở đục vào ăn phá đọt cải làm cho cải bị chết đọt, sự gây hại nặng có thể làm mất 100% năng suất (Kalbfleisch, 2006). Do ấu trùng của H. undalis có hành vi nhả một lớp tơ không thấm nước bao phủ đọt cải và sống ẩn bên trong làm cho hiệu quả của việc phun thuốc trừ sâu để phòng trị không cao.
Nông dân canh tác rau cải thường phải phun thuốc trừ sâu hóa học với liều lượng và tần suất cao hơn khuyến cáo để phòng trị SKM. Theo Tạ Thị Huỳnh Đào và Nguyễn Văn Huỳnh (2008), 95% nông dân trồng cải ở các 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com huyện Mỹ Xuyên và Kế Sách (Tỉnh Sóc Trăng) sử dụng thuốc trừ sâu hóa học để phòng trị H. undalis, tuy nhiên, chỉ có 45% nông dân được phỏng vấn cho rằng biện pháp phun thuốc hóa học là có hiệu quả. Để hướng tới một nền nông nghiệp bền vững, thân thiện với môi trường và đáp ứng yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng cao, nghiên cứu và ứng dụng các biện pháp quản lý sâu hại theo hướng an toàn, không để lại dư lượng nông sản và môi trường là cần thiết (Srinivasan, 2008).
Hóa chất tín hiệu (semiochemical) là những hợp chất hóa học (thông thường là các hợp chất hữu cơ) mang tín hiệu đảm nhận vai trò thông tin liên lạc giữa sinh vật trong tự nhiên. Nghiên cứu và ứng dụng hóa chất tín hiệu để điều chỉnh hành vi của côn trùng và các mối tương tác trong quan hệ cây trồng – loài gây hại – loài thiên địch – cây trồng từ đó bảo vệ cây trồng chống lại các loài gây hại đang được phát triển mạnh mẽ và được xem là một trong những công cụ hiệu quả để thay thế cho thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong chiến lược quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) (Cardé and Minks, 1995; Wakamura and Arakaki, 2004; Gibb et al. Hàng năm, ước tính có hàng chục triệu mồi pheromone được sản xuất để ứng dụng cho việc khảo sát diễn biến mật số quần thể và bẫy tập hợp trên diện tích hơn 10 triệu hecta, hơn 1 triệu hecta được áp dụng kỹ thuật quấy rối sự bắt cặp và bẫy tập hợp (Witzgall et al. Pheromone giới tính là loại hóa chất tín hiệu được côn trùng tiết ra để hấp dẫn sự bắt cặp của cá thể khác giới cùng loài.
Đây là loại hóa chất sinh thái có 2 nguồn gốc tự nhiên, tính chuyên biệt cao và hoạt động ở hàm lượng rất thấp, áp dụng pheromone giới tính để quản lý côn trùng gây hại cây trồng xem là giải pháp không độc hại, bền vững, an toàn (Witzgall et al., 2010), là công cụ hữu hiệu của chiến lược quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) (Cardé and Minks, 1995; Wakamura and Arakaki, 2004). Hàng năm, ước tính có hàng chục triệu mồi pheromone được sản xuất để ứng dụng cho việc khảo sát diễn biến mật số quần thể và bẫy tập hợp trên diện tích hơn 10 triệu hecta, hơn 1 triệu hecta được áp dụng kỹ thuật quấy rối sự bắt cặp và bẫy tập hợp (Witzgall et al. Pheromone giới tính của H. undalis được xác định là hợp chất (11E,13E)-11,13-hexadecadienal (E11,E13-16:Ald) (Sugie et al.
Trong báo cáo của Kalbfleisch (2006), tại Philippines, bẫy được đặt với mồi là ngài cái chưa bắt cặp cho hiệu quả hấp dẫn đối với ngài đực cao hơn khoảng 5,5 - 25 lần so với bẫy được đặt với mồi là hợp chất E11,E13-16:Ald, tùy vào nơi tiến hành thí nghiệm. Tương tự, trong thử nghiệm sơ khởi trên các ruộng cải ở tỉnh Hậu Giang, bẫy được đặt với mồi là ngài cái chưa bắt cặp cho hiệu quả hấp dẫn cao gấp khoảng 25 lần so với bẫy được đặt với mồi là hợp chất E11,E13-16:Ald. Điều này cho thấy bên cạnh thành phần pheromone chính vẫn còn những thành phần pheromone hoạt động khác của ngài H. undalis chưa được xác định.
Mặt khác, nghiên cứu kết hợp các hydrocarbon gồm (3Z,6Z,9Z)-3,6,9-docosatriene (Z3,Z6,Z9-22:H), (3Z,6Z,9Z)-3,6,9-tricosatriene (Z3,Z6,Z9-23:H) vào thành phần pheromone giới tính đã làm tăng hiệu quả hấp dẫn đối với hai loài ngài thuộc họ Crambidae gồm ngài sâu đục trái cà Leucinodes orbonalis Guenenée (Vang et al., 2018) và ngài sâu đục dây khoai 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com lang Omphisa anastomosalis Guenenée (Trần Văn Hiếu và Lê Văn Vàng, 2017). Theo Tripathi et al. (2009) và Pinheriro et al. (2013), các tinh dầu thiết yếu trích từ Sả được xem như các thuốc trừ sâu sinh học trong quản lý côn trùng gây hại.
Tinh dầu sả và tỏi có tác dụng xua đuổi ruồi, muỗi (Pinheriro et al. Nguyễn Minh Luân (2015) cũng đã kết luận hợp chất (E)-10- pentadecenal, dầu sả và dầu tỏi đã cho hiệu quả quấy rối đối với ngài sâu đục củ khoai lang Nacoleia sp. Trên cơ sở đó, đề tài “Khảo sát tình hình gây hại, đặc điểm sinh học và hóa chất tín hiệu trong quản lý sâu kéo màng, Hellula undalis (Lepidoptera: Crambidae) hại cải tại Đồng bằng sông Cửu Long” được thực hiện nhằm giới thiệu biện pháp mới an toàn, thân thiện với môi trường để quản lý sự gây hại của H. Mục tiêu nghiên cứu 1.
Mục tiêu chung Quản lý hiệu quả H. undalis gây hại rau cải tại ĐBSCL bằng hóa chất tín hiệu. Mục tiêu cụ thể Đánh giá khả năng gây hại của H. undalis hại rau cải tại 3 tỉnh Vĩnh Long, Cần Thơ và Hậu Giang.
Nghiên cứu ảnh hưởng của một số giống rau cải, nhiệt độ lên sự phát triển của ngài H. undalis và khả năng nhân nuôi phạm vi hẹp của đối tượng này. Đánh giá sự đa dạng di truyền của quần thể ngài H. undalis được thu thập tại ĐBSCL.
Nghiên cứu cấu trúc hóa học pheromone giới tính của H. Nghiên cứu quy trình tổng hợp hợp chất chính, E11,E13-16:Ald. Đánh giá khả năng hấp dẫn của mồi pheromone giới tính tổng hợp đối với ngài H. undalis ở điều kiện ngoài đồng.
Đánh giá hiệu quả của tinh dầu sả và tỏi trong việc quấy rối sự bắt cặp và đẻ trứng của ngài H. undalis trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng. Ứng dụng hóa chất tín hiệu trong quản lý sự gây hại của H. undalis hại rau cải.
Nội dung nghiên cứu Điều tra và khảo sát tình hình gây hại của sâu kéo màng gây hại rau cải tại tỉnh Vĩnh Long, Cần Thơ và Hậu Giang. Khảo sát ảnh hướng của giống cải, nhiệt độ lên sự phát triển của sâu kéo màng và khả năng nhân nuôi phạm vi hẹp của đối tượng này. Xác định sự đa dạng di truyền của quần thể sâu kéo màng được thu thập tại Đồng bằng sông Cửu Long bằng dấu phân tử ISSR. Xác định thành phần hóa học của pheromone giới tính của sâu kéo màng hại rau cải.
Tổng hợp thành phần pheromone giới tính chính, hợp chất E11,E13- 16:Ald. Xác định khả năng hấp dẫn của mồi pheromone giới tính tổng hợp đối với sâu kéo màng ở điều kiện ngoài đồng. Khảo sát ảnh hưởng của một số hóa chất tín hiệu lên khả năng bắt cặp và đẻ trứng của sâu kéo màng. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng hóa chất tín hiệu để quản lý sự gây hại của sâu kéo màng.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu Sâu kéo màng (H. undalis), rau cải họ Brassicaceae * Phạm vi nghiên cứu Tình hình gây hại, đặc điểm sinh học, ảnh hưởng của thức ăn và nhiệt độ lên sự phát triển, tính đa dạng di truyền, hóa chất tín hiệu và hiệu quả của hóa chất tín hiệu đối với SKM ở ĐBSCL trong khoảng thời gian từ tháng 11/2014 đến tháng 2/2018. Giới hạn của nghiên cứu - Về pheromone giới tính: Xác định cấu trúc hóa học được thực hiện tại phòng thí nghiệm Sinh thái học Hóa chất, trường Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo - Nhật Bản. Tổng hợp pheromone giới tính được thực hiện tại phòng thí nghiệm Phòng trừ Sinh học thuộc Bộ môn Bảo vệ Thực vật và sử dụng cho các thí nghiệm của luận án.
- Về tinh dầu sả và tinh dầu tỏi: Sử dụng tinh dầu sả và tinh dầu tỏi được cung cấp từ cửa hàng hóa chất và vật tư Nông nghiệp Cần Thơ. - Về đánh giá hiệu quả pheromone giới tính, tinh dầu sả, tinh dầu tỏi và hợp chất E10-15:Ald ngoài đồng: chủ yếu dựa vào mật số ngài H.