Tổng quan luận án

Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực chủ yếu trên thế giới, phục vụ bữa ăn hàng ngày của gần 70% dân số toàn cầu. Tại Việt Nam, theo số liệu của Tổng cục Thống kê năm 2010, diện tích sản xuất lúa đạt khoảng 7,5 triệu ha với sản lượng gần 40 triệu tấn, chiếm 86,9% diện tích và 89,6% sản lượng trong nhóm cây lương thực có hạt. Điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm của Việt Nam tạo môi trường thuận lợi cho cây lúa sinh trưởng nhưng đồng thời cũng là điều kiện thích hợp cho các loài sinh vật gây hại phát sinh. Trong đó, nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley (Tarsonemidae: Acarina) là đối tượng dịch hại ít phổ biến trước đây nhưng đã gia tăng mức độ gây hại nghiêm trọng trong hơn 20 năm qua, đặc biệt tại khu vực Hà Nội, các tỉnh Trung du và miền núi phía Bắc (Nguyễn Văn Đĩnh và Trần Thị Thu Phương, 2006; Nguyễn Văn Đĩnh và Vương Tiến Hùng, 2007).

Tại một số diện tích hẹp ở Hải Dương trên trà lúa mùa sớm, nhện gié đã gây thiệt hại năng suất tới gần 60% (Đỗ Thị Đào và cs., 2008). Theo Cục Bảo vệ thực vật, năm 2010 nhện gié xuất hiện ở cả ba miền Bắc, Bắc Trung Bộ và Nam Bộ với tổng diện tích nhiễm 64.848 ha (trong đó nhiễm nặng 2.113 ha, diện tích cần phòng trừ là 11.360 ha). Nhện gié có kích thước cơ thể hiển vi, tập tính sống ẩn nấp trong tổ ở gân lá, gây hại ở mặt trong bẹ lá và ống thân, có sức sinh sản lớn, khả năng chịu lạnh và chịu ngập nước cao. Thực tế sản xuất cho thấy người nông dân còn thiếu hiểu biết về đối tượng này cũng như chưa có biện pháp phòng trừ hữu hiệu, đòi hỏi phải có công trình nghiên cứu hệ thống. Luận án "Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa và biện pháp phòng chống chúng ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam" được thực hiện nhằm đáp ứng yêu cầu cấp thiết này.

Mục đích và các yêu cầu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể như sau:

  • Mục đích nghiên cứu (Mục 3.1): Nghiên cứu xác định đặc điểm sinh học, sinh thái của loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley và các biện pháp phòng chống chúng; trên cơ sở đó, xây dựng quy trình quản lý tổng hợp (IPM) nhện gié hại lúa áp dụng cho một số tỉnh miền Bắc Việt Nam.
  • Yêu cầu nghiên cứu (Mục 3.2):
    1. Xác định đặc điểm sinh học, sinh thái học của nhện gié hại lúa Steneotarsonemus spinki Smiley ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam.
    2. Xác định diễn biến mật độ của nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley và mối quan hệ của chúng với các yếu tố (mùa vụ, giống lúa, chân đất, mức bón đạm) ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam; thành phần ký chủ và thiên địch của nhện gié hại lúa.
    3. Nghiên cứu các biện pháp phòng trừ nhện gié, trên cơ sở đó xây dựng biện pháp quản lý tổng hợp (IPM) nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm:

  • Đối tượng nghiên cứu (Mục 4.1): Loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley (họ Tarsonemidae, bộ Acarina) hại lúa và các loài thiên địch của chúng, chú trọng loài nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp.
  • Phạm vi nghiên cứu (Mục 4.2): Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học và các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến số lượng, hiệu quả các biện pháp phòng chống nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa tại một số tỉnh miền Bắc Việt Nam (Hà Nội, Hải Dương, Hà Nam) trong khoảng thời gian từ năm 2009 đến năm 2011.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley trên các phương diện phân loại, phân bố, mức độ thiệt hại, đặc tính sinh học, sinh thái và biện pháp quản lý:

  • Vị trí phân loại, phân bố và mức độ gây hại trên thế giới: Loài S. spinki được Smiley mô tả lần đầu vào năm 1967 (Smiley, 1967). Về vị trí phân loại, loài này thuộc ngành Arthropoda, lớp Arachnida, bộ Acarina, tổng họ Tarsonemoidea, họ Tarsonemidae, giống Steneotarsonemus Beer, 1954 (Beer, 1954; Mendonça et al., 2004). Trong họ Tarsonemidae có 3 loài gây hại lúa gồm S. spinki, S. furcatus và S. spirifex, trong đó S. spinki nguy hiểm nhất vì vừa trực tiếp gây hại vừa là môi giới truyền bệnh nấm Sarocladium oryzae Sawada, Fusarium moniliforme, Curvularia lunata, Alternaria padwickii và vi khuẩn Pseudomonas glumae. Loài này được ghi nhận tại Trung Quốc (Ou et al., 1968), Ấn Độ (Rao et al., 1977, 2003), Đài Loan, Kenya, Philippines (Lo et al., 1977; Sogawa, 1977; Smiley et al., 1993), Nhật Bản (Shikata et al., 1984), Hàn Quốc, Thái Lan, Sri Lanka (Cheng et al., 1999; Cho et al., 1999; Cabrera et al., 2002), Cuba (Ramos et al., 1997), Dominica, Panama, Haiti, Costa Rica (Ramos et al., 2001; Almaguel et al., 2005; Herrera, 2005; Sanabria et al., 2004), Hoa Kỳ (R. Ochoa et al., 2004; Hummel et al., 2007), Colombia, Guatemala, Honduras, Nicaragua, Venezuela và Mexico (Castro et al., 2006; Aguilar et al., 2006; Arriaga, 2007). Mức độ thiệt hại năng suất lúa dao động từ 5–20% đến 70–90% tại Trung Quốc, Đài Loan (Jiang et al., 1994; Lo et al., 1979); giảm 30–70% tại Cuba (Ramos et al., 1997); thiệt hại 10,96 triệu USD tại Costa Rica (Barquero, 2004); và giảm 3,8–8,9 triệu tấn/năm tại Brazil (Mendonça et al., 2004; Navia et al., 2005).
  • Đặc điểm sinh học và sinh thái trên thế giới: Nhện gié trải qua 4 pha phát dục: trứng, nhện non di động, nhện non không di động và trưởng thành (Lindquist, 1986; Ramos et al., 2000; Xu et al., 2001; Dossmann, 2005). Vòng đời biến thiên theo nhiệt độ: ở 15–16°C nhện ngừng phát triển, tỷ lệ chết cao; hoàn thành vòng đời trong 11 ngày ở 20°C, 7–8 ngày ở 24–28°C, và 3–4,9 ngày ở 28–34°C (Cabrera, 1998; Navia et al., 2005; Castro et al., 2006). Nhện có khả năng sinh sản hữu tính và đơn tính; một con cái có thể đẻ 30,8–78 trứng (Ramos et al., 2000; Xu et al., 2001; Chen et al., 1979). Nhện chịu ngập nước 23–25 ngày và chịu nhiệt độ cao 37–41°C (Xu et al., 2001). Phổ ký chủ phụ gồm 14 loài hòa thảo như Oryza latifolia, Echinochloa crus-galli, Digitaria spp., Cyperus iria, Panicum repens (Hummel et al., 2009; CRRI, 2006).
  • Thiên địch và phòng trừ trên thế giới: Các loài thiên địch ăn thịt thuộc họ Phytoseiidae (Amblyseius taiwanicus - Lo et al., 1979), họ Ascidae (Lasioseius parberlesei, L. youcefi - Lo et al., 1984; Cheiroseius spp. - Tseng, 1984), họ Laelapidae (Hypoaspis sp.), cùng các nấm ký sinh Hirsutella nodulosa, Bacillus thuringiensis, Beauveria bassiana (Cabrera, 2003, 2005). Biện pháp canh tác gồm luân canh, vệ sinh gốc rạ, duy trì khoảng cách giữa 2 vụ tối thiểu 25 ngày (Mendonça et al., 2005), điều chỉnh bón đạm (Mendonça et al., 2005) và sử dụng giống chống chịu như FEDEAROZ 50, IACuba-28, Reforma (Botta et al., 2002, 2004).
  • Nghiên cứu trong nước: Nhện gié được ghi nhận tại Thừa Thiên Huế (Ngô Đình Hòa, 1992; Viện Bảo vệ thực vật, 1979) và Đồng bằng sông Hồng (Nguyễn Văn Đĩnh, 1994). Phạm Văn Lầm (2000) xác định bộ Acarina hại lúa gồm 3 loài (S. spinki, Oligonychus oryzae, Aceria tulipae). Nguyễn Văn Đĩnh và Vương Tiến Hùng (2007) ghi nhận 8 loài nhện nhỏ thuộc 3 họ ở Hà Nội. Nguyễn Văn Đĩnh và Trần Thị Thu Phương (2006) xác định vòng đời nhện gié là 9,33 ngày ở 24,6°C và 5,83 ngày ở 29,9°C, làm giảm năng suất lúa 42,3–48,3%. Đỗ Thị Đào và cs. (2008) khảo sát mức độ nhiễm trên 10 giống lúa và chỉ ra phòng trừ đúng kỹ thuật giúp tăng năng suất 59,6%. Các nghiên cứu thiên địch nhện nhỏ tại Việt Nam gồm công trình của Trần Xuân Dũng (2003), Phạm Văn Lầm và cs. (2005), Nguyễn Văn Đĩnh và Nguyễn Thị Kim Oanh (2005), Nguyễn Văn Đĩnh và cs. (2006) về các loài Amblyseius sp. và Amblyseius victoriensis.
  • Khoảng trống nghiên cứu: Trước thời điểm nghiên cứu, tại miền Bắc Việt Nam, các dẫn liệu về thông số bảng sống sinh học ($r, R_0, T, \lambda, DT$), cơ chế phát tán qua cơ học/nước/gió, mối quan hệ giữa cấu trúc giải phẫu mô - hàm lượng Silic của giống lúa với mức độ nhiễm nhện, thành phần thiên địch bản địa (đặc biệt là nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp.) và quy trình quản lý tổng hợp IPM chưa được nghiên cứu một cách toàn diện và đồng bộ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên lý thuyết sinh thái học côn trùng và dịch hại cây trồng; lý thuyết bảng sống và chỉ số gia tăng tự nhiên của Birch (1948); cùng nguyên lý Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) kết hợp hài hòa các biện pháp canh tác, giống chống chịu, bảo vệ thiên địch và thuốc hóa học khi mật độ vượt ngưỡng gây hại.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và định lượng được triển khai chi tiết:

Vật liệu và thiết bị nghiên cứu

  • Vật liệu sinh học: Nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley, nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp. và các loài thiên địch; 15 giống lúa trồng phổ biến (Khang dân 18, nếp N87, Q5, TH3-3, Bắc thơm số 7, Hương thơm số 1, TBR1, Hương cốm, BC15, Nam ưu 614, Nam ưu 714, VL24, DL6, Khâm dục, Tám mới).
  • Hóa chất và phân bón: 9 loại thuốc BVTV gồm Kinalux 25EC (Quinalphos), Comite 73EC (Propargite), Nissorun 5EC (Hexythiazox), Danitol 10EC (Fenpropathrin 10%), Catex 1,8EC (Abamectin 1,8%), Regent 800WG (Fipronil), Conphai 10WP (Imidacloprid), Tilt super 300EC (Difenoconazole + Propiconazole), Anvil 5SC (Hexaconazole); phân đạm Urê (46% N), supe lân (16,5% $P_2O_5$), kali clorua (60% $K_2O$), NPK (5:10:3); dung dịch cố định FAA, cồn, keo Hoyer, thuốc nhuộm Carmin phèn chua, Xanh methylen.
  • Thiết bị: Tủ định ôn RXZ Intellectual Artificial Climate Oven, kính lúp soi nổi Carl Zeiss, cân điện tử Sartorius, trắc vi thị kính, máy cắt vi phẫu bằng tay.

Phương pháp nghiên cứu hình thái, sinh vật học

  • Hình thái: Đo kích thước chiều dài, chiều rộng các pha phát dục ($n = 30$ cá thể/pha) dưới kính lúp Carl Zeiss có trắc vi thị kính.
  • Sinh vật học: Cắt đoạn ống thân lúa Khang dân 18 sau trỗ 2–7 ngày thành hình lòng máng, đặt nhện cái đẻ trứng trong 2 giờ rồi giữ lại đúng 1 quả trứng/ống thân. Cắm ống thân vào xốp giữ ẩm đặt trong hộp nhựa chứa dung dịch $K_2SO_4$ bão hòa (ẩm độ 96%), nuôi trong tủ định ôn ở 2 chế độ nhiệt độ: 25°C và 30°C. Theo dõi 3 lần/ngày (6h, 14h, 22h). Định kỳ 5 ngày thay ống thân lúa một lần.
  • Tính toán chỉ số bảng sống: Áp dụng công thức Birch (1948): $$\sum e^{7 - rx} \cdot l_x \cdot m_x = e^7$$ Trong đó: $r$ là tỷ lệ gia tăng tự nhiên; $l_x$ là tỷ lệ sống sót ở tuổi $x$; $m_x$ là số con cái sinh ra từ một cá thể mẹ ở tuổi $x$. Hệ số nhân của một thế hệ $R_0 = \sum l_x m_x$; thời gian một thế hệ $T = \frac{\ln(R_0)}{r}$; chỉ số giới hạn gia tăng tự nhiên $\lambda = e^r$; thời gian tăng đôi quần thể $DT = \frac{\ln(2)}{r}$.
  • Tập tính hướng quang: Nhốt 10 nhện trưởng thành vào ống thân lúa bọc 1/2 nilon trắng và 1/2 nilon đen, nuôi ở 30°C, ẩm độ 96%, chiếu sáng 24 giờ. Theo dõi tỷ lệ phân bố sau 3, 6 và 24 giờ ($n = 30$ ống thân).

Phương pháp nghiên cứu sinh thái học

  • Điều tra đồng ruộng: Thực hiện theo Tiêu chuẩn ngành 10TCN 982–2006 và QCVN 01-38:2010/BNNPTNT định kỳ 7 ngày/lần. Điều tra 10 điểm ngẫu nhiên chéo góc (10 khóm/điểm, 1 dảnh/khóm) theo vụ lúa (Xuân chính vụ 2010, 2011; Mùa chính vụ 2009, 2010), theo 5 giống lúa, theo 3 chân đất (vàn cao, vàn, trũng) và theo 3 mức đạm (100, 120, 150 kg N/ha tại Cẩm Giàng, Hải Dương). Phân cấp hại theo thang 9 cấp (trước trỗ theo diện tích vết hại bẹ lá; sau trỗ theo tỷ lệ hạt bị hại trên bông).
  • Thí nghiệm phát tán:
    • Qua vết thương cơ học: Khảo nghiệm cắt 1/3, 1/2, 2/3 lá và gập gãy lá lúa trên giống Khang dân 18; theo dõi mật độ nhện và tỷ lệ hại sau 1–20 ngày.
    • Qua dòng nước: Bố trí khay $1 \times 1\text{ m}$ trong nhà lưới, cấy 16 khóm lúa ở 2 đầu (khoảng cách 60 cm giữa 2 đầu lúa), mực nước 10 cm, tạo dòng nước chảy 20 cm/s bằng máy bơm trong 10 ngày.
    • Qua gió: Bố trí khay lúa trong nhà lưới, dùng quạt gió tốc độ 70 cm/s trong 10 ngày thổi từ khay nhiễm nhện sang khay không nhiễm ở các khoảng cách 0,5m, 1,0m và 1,5m.
  • Giải phẫu mô và phân tích Silic: Thu mẫu 12 giống lúa ở giai đoạn trỗ, cố định bằng FAA, cắt vi phẫu lát mỏng bằng tay, nhuộm kép bằng dung dịch Carmin phèn chua và Xanh methylen, đo kích thước khoang khí, độ dày tầng mô cứng và tầng cutin bằng trắc vi thị kính. Phân tích hàm lượng Silic trong tro thực vật bằng cách nung chảy với $Na_2CO_3$, tách Silic dưới dạng axit Silixic bằng $HClO_4$ 2M, rửa kết tủa bằng $HCl$ 2M và sấy khô ở 110°C (Viện Nông hóa Thổ nhưỡng, 1998).

Phương pháp nghiên cứu thiên địch

  • Xác định độ bắt gặp $A_d(%)$ và tần suất xuất hiện $A_f(%)$ theo công thức: $$A_d(%) = \frac{n_i}{N} \times 100; \quad A_f(%) = \frac{t_i}{T} \times 100$$
  • Nghiên cứu loài nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp.: Nuôi trong lồng mica kính nhiều lớp kích thước $4 \times 2\text{ cm}$. Xác định sức ăn của các pha phát dục (nhện non tuổi 1, tuổi 2, tuổi 3, trưởng thành đực và cái) đối với 50 trứng nhện gié/lồng sau 24 giờ ($n = 30$). Xác định sự lựa chọn thức ăn khi cung cấp đồng thời 30 trứng, 30 nhện non di động, 30 nhện non không di động và 20 nhện trưởng thành trong 24 giờ ở 30°C, 96% RH ($n = 30$).

Phương pháp nghiên cứu biện pháp phòng chống

  • Ngưỡng gây hại: Bố trí khối ngẫu nhiên CRB (3 lần nhắc lại) trên giống Khang dân 18 trong hộp xốp cách ly lưới tuyn, lây nhiễm nhện cái không di động ở 2 thời điểm (30 và 45 ngày sau cấy) với 6 mức mật độ: ĐC (0), 1 con/2 dảnh, 1 con/dảnh, 2 con/dảnh, 4 con/dảnh, 8 con/dảnh.
  • Thử nghiệm thuốc BVTV:
    • Trong phòng: Thử 9 loại thuốc ở nồng độ 0,2% bằng phương pháp tráng ống thân lúa, nhốt 30 nhện/ống thân, đếm nhện sống/chết sau 24h, 48h, 72h. Tính hiệu lực theo công thức Abbott: $$H(%) = \frac{C_a - T_a}{C_a} \times 100$$
    • Ngoài đồng: Thử nghiệm diện tích lớn ($150\text{ m}^2$/ô) với Kinalux 25EC (0,3%), Nissorun 5EC (0,1%), Danitol 10EC (0,2%) ở lượng nước 600 l/ha. Tính hiệu lực theo công thức Henderson–Tilton sau 2, 5, 7, 10 ngày: $$H(%) = \left(1 - \frac{T_a \times C_b}{C_a \times T_b}\right) \times 100$$
  • Thời điểm phun thuốc: Khảo sát 6 công thức thời điểm phun trên giống Khang dân 18 theo khối ngẫu nhiên RCB (3 lần nhắc lại).

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Phần Mở đầu trình bày bối cảnh sản xuất lúa gạo, vị trí của ngành lúa nước tại Việt Nam và sự gia tăng thiệt hại của nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley. Nội dung xác định rõ tính cấp thiết, mục tiêu chung, 3 yêu cầu cụ thể, đối tượng nghiên cứu (nhện gié và thiên địch Lasioseius sp.), phạm vi không gian - thời gian (miền Bắc, 2009–2011) và tóm lược các đóng góp mới của đề tài về mặt lý luận và thực tiễn.

Chương 1: Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Chương 1 tổng hợp các nghiên cứu trong nước và quốc tế, làm rõ cơ sở khoa học và xác lập vị trí của đề tài:

  • Phân tích sự chuyển dịch của nhện gié từ dịch hại thứ yếu thành dịch hại nghiêm trọng ("Man-made pests") do các yếu tố canh tác thâm canh, cấy dày, bón nhiều phân đạm hóa học và lạm dụng thuốc trừ sâu phổ rộng làm triệt hạ quần thể thiên địch.
  • Tổng hợp các nghiên cứu quốc tế về phân loại, hình thái, thời gian phát dục theo nhiệt độ, khả năng sinh sản đơn tính/hữu tính, khả năng chống chịu điều kiện khắc nghiệt (chịu ngập 23–25 ngày, chịu nóng 37–41°C), phổ ký chủ 14 loài hòa thảo và thành phần thiên địch bắt mồi họ Phytoseiidae, Ascidae.
  • Điểm luận các nghiên cứu tại Việt Nam từ năm 1979 đến 2008, chỉ ra mức độ thiệt hại năng suất thực tế và xác định rõ khoảng trống về nghiên cứu bảng sống, sinh thái phát tán, cơ chế kháng giải phẫu - Silic và quy trình IPM tại miền Bắc.
Yếu tố sinh thái / Thông số Dẫn liệu nghiên cứu quốc tế (Tổng quan Chương 1) Dẫn liệu nghiên cứu trong nước (Tổng quan Chương 1)
Nhiệt độ thích hợp 25,5–27,5°C (ẩm độ 83,8–89,5%) (Cabrera et al., 2002) Nóng khô vụ Hè Thu / vụ Mùa; tháng 5–6 vụ Đông Xuân (Nguyễn Văn Đĩnh & cs., 2006)
Vòng đời theo nhiệt độ 20°C: 11 ngày; 24–28°C: 7–8 ngày; 30°C: 3 ngày (Navia et al., 2005) 24,6°C: 9,33 ngày; 29,9°C: 5,83 ngày (Nguyễn Văn Đĩnh & Trần Thị Thu Phương, 2006)
Sức đẻ trứng 30,8–78 trứng/con cái (Xu et al., 2001; Ramos et al., 2000) Đẻ thành cụm hoặc rải rác trong bẹ lá (Nguyễn Văn Đĩnh & Vương Tiến Hùng, 2007)
Mức độ giảm năng suất 5–20% đến 70–90% (Jiang et al., 1994; Ramos et al., 1997) Giảm 42,3–48,3% (lây nhiễm TN); giảm 59,6% ngoài đồng (Đỗ Thị Đào & cs., 2008)
Thiên địch chính Amblyseius taiwanicus, Lasioseius youcefi, Hirsutella Amblyseius sp., Amblyseius victoriensis (Trần Xuân Dũng, 2003; Phạm Văn Lầm, 2005)

Chương 2: Thời gian, địa điểm, vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết phương pháp luận, địa điểm thực hiện (Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Hải Dương, Hà Nam) và quy trình kỹ thuật:

  • Mô tả kỹ thuật nhân nuôi nhện gié đơn lẻ trong ống thân lúa hình lòng máng cắm trên xốp giữ ẩm trong môi trường $K_2SO_4$ bão hòa để lập bảng sống theo Birch (1948).
  • Quy trình điều tra sinh thái học đồng ruộng theo tiêu chuẩn 10TCN 982–2006 và QCVN 01-38:2010/BNNPTNT; phương pháp giải phẫu nhuộm kép vi phẫu bẹ lá và định lượng Silic bằng tro hóa kết tủa $HClO_4$.
  • Thiết kế các thí nghiệm đánh giá khả năng phát tán qua gió (quạt 70 cm/s), dòng nước (20 cm/s), vết thương cơ học; phương pháp thử nghiệm sức ăn của Lasioseius sp.; xác định ngưỡng gây hại và đánh giá hiệu lực thuốc BVTV theo công thức Abbott và Henderson–Tilton.
Hạng mục nghiên cứu Quy mô / Chỉ tiêu thực nghiệm Phương pháp / Công thức xử lý
Nghiên cứu bảng sống 25°C và 30°C (ẩm độ 96%, dung dịch $K_2SO_4$ bão hòa) Bảng sống Birch (1948): $\sum e^{7-rx} l_x m_x = e^7$
Khảo sát giống lúa 15 giống (hình thái, sinh thái); 12 giống (giải phẫu & Silic) Vi phẫu Carmin phèn chua + Xanh methylen; kết tủa $HClO_4$
Thí nghiệm phát tán Cắt lá (1/3, 1/2, 2/3); Nước (20 cm/s); Gió (70 cm/s, cự ly 0,5–1,5m) Nhà lưới cách ly, theo dõi tỷ lệ và chỉ số hại sau 10–40 ngày
Thử nghiệm thiên địch Sức ăn 50 trứng/24h; chọn lọc 110 cá thể các pha ($n=30$) Lồng mica nhiều lớp $4 \times 2\text{ cm}$, tủ định ôn 30°C
Hiệu lực thuốc BVTV Phòng TN (9 loại thuốc, 0,2%); Ngoài đồng (3 loại, 600 l/ha) Công thức Abbott (phòng TN) và Henderson–Tilton (ngoài đồng)

Kết quả và những đóng góp mới

Các kết quả nghiên cứu và đóng góp mới của luận án được trình bày cụ thể:

Đóng góp mới về mặt khoa học (Lý luận)

  • Dẫn liệu sinh vật học và sinh thái học: Bổ sung hệ thống dữ liệu khoa học về đặc điểm hình thái, các pha phát dục, tập tính hướng quang và bảng sống của loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa tại miền Bắc Việt Nam ở các ngưỡng nhiệt độ khác nhau.
  • Thành phần ký chủ và thiên địch: Xác định phổ ký chủ cỏ dại của nhện gié tại các vùng trồng lúa miền Bắc. Xác định được 4 loài thiên địch tự nhiên của nhện gié hại lúa.
  • Nghiên cứu thiên địch Lasioseius sp.: Cung cấp các dẫn liệu sinh học đầu tiên tại Việt Nam về khả năng sử dụng loài nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp. trong phòng chống nhện gié S. spinki, bao gồm kích thước hình thái, sức tiêu thụ con mồi và tập tính lựa chọn các pha phát dục của nhện gié làm thức ăn.
  • Mối liên quan giải phẫu - hóa sinh với tính chống chịu: Làm rõ mối quan hệ giữa đặc điểm giải phẫu (kích thước khoang khí, chiều dày tầng mô cứng, độ dày tầng cutin), hàm lượng Silic tích lũy trong thân lá của các giống lúa với mức độ xâm nhiễm và gây hại của nhện gié.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn (Ứng dụng)

  • Quy trình quản lý tổng hợp (IPM): Lần đầu tiên xây dựng quy trình quản lý tổng hợp (IPM) phòng chống loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa phù hợp với điều kiện canh tác tại miền Bắc Việt Nam.
  • Hiệu quả kinh tế thực tế: Triển khai áp dụng quy trình IPM vào sản xuất thực tế tại tỉnh Hải Dương và tỉnh Hà Nam, ghi nhận hiệu quả kinh tế rõ rệt, kiểm soát được mật độ dịch hại và hạn chế thiệt hại năng suất lúa.
  • Cơ sở kỹ thuật phòng trừ: Xác định các hoạt chất thuốc hóa học có hiệu lực cao, ngưỡng mật độ gây hại kinh tế và thời điểm xử lý thuốc tối ưu, làm cơ sở khoa học cho công tác dự tính dự báo và khuyến nông.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Địa bàn thực nghiệm và khảo sát ngoài đồng ruộng của đề tài tập trung chủ yếu tại một số tỉnh đại diện ở miền Bắc (Hà Nội, Hải Dương, Hà Nam), chưa bao quát toàn bộ các tiểu vùng sinh thái nông nghiệp trên cả nước. Các thí nghiệm bảng sống được kiểm soát trong tủ định ôn ở độ ẩm cố định 96%, chưa phản ánh đầy đủ tác động qua lại của ẩm độ biến thiên phức tạp trong điều kiện tự nhiên.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng nghiên cứu biến động số lượng và giám sát tính kháng thuốc của nhện gié tại các vùng sinh thái trồng lúa khác (miền Trung, Tây Nguyên, Đồng bằng sông Cửu Long).
    • Nghiên cứu quy trình công nghệ nhân nuôi sinh khối lớn loài nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp. phục vụ biện pháp sinh học ứng dụng.
    • Tiếp tục đánh giá sâu hơn về cơ chế di truyền tính kháng nhện gié liên quan đến hàm lượng Silic và đặc điểm mô học nhằm phục vụ công tác chọn tạo giống lúa chống chịu.

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo chuyên môn đối với nhiều nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên ngành Bảo vệ thực vật, Côn trùng học và Nông học: Tham khảo phương pháp luận chuẩn xác về kỹ thuật nhân nuôi nhện trong ống thân lúa hình lòng máng, quy trình tính toán các chỉ số bảng sống sinh thái ($r, R_0, T, \lambda, DT$), kỹ thuật vi phẫu nhuộm kép mô thực vật và phương pháp đánh giá sức ăn của thiên địch trong lồng mica.
  • Cán bộ kỹ thuật Chi cục Trồng trọt và BVTV, cán bộ khuyến nông: Sử dụng số liệu về ngưỡng gây hại, thời điểm xử lý thuốc và quy trình IPM để xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật phòng trừ nhện gié cho nông dân tại địa phương.
  • Nhà chọn tạo giống lúa: Ứng dụng các dẫn liệu về mối tương quan giữa độ dày tầng cutin, mô cứng, khoang khí và hàm lượng Silic trên 12 giống lúa làm tiêu chí hình thái - hóa sinh định hướng chọn lọc giống lúa chống chịu dịch hại.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley trải qua các pha phát dục nào và kích thước của chúng ra sao?

Nhện gié trải qua 4 pha phát dục: trứng, nhện non di động, nhện non không di động và trưởng thành. Kích thước trứng là $110 \times 74\ \mu\text{m}$. Nhện non có 3 đôi chân, kích thước $(147–186) \times (73–110)\ \mu\text{m}$. Nhện trưởng thành cái có kích thước thân $(222–350) \times (84–108)\ \mu\text{m}$, đầu giả $(24–30) \times (25–32)\ \mu\text{m}$. Trưởng thành đực có kích thước thân $(217–244) \times (109–122)\ \mu\text{m}$, đầu giả $(24–30) \times (25–32)\ \mu\text{m}$, mang đôi kìm ở cuối bụng để nâng và di chuyển con cái.

2. Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng như thế nào đến thời gian phát triển vòng đời của nhện gié?

Vòng đời của nhện gié tỷ lệ nghịch với nhiệt độ trong ngưỡng thích hợp: ở 20°C vòng đời kéo dài khoảng 11 ngày (hoặc 11,3–17,4 ngày tùy nghiên cứu); ở 24–28°C rút ngắn còn 7–8 ngày (ở 24,6°C tại Việt Nam là 9,33 ngày); ở 29–30°C chỉ còn 3–5,83 ngày; ở 33,9–34°C là 4,88–4,9 ngày. Khi nhiệt độ hạ xuống 15–16°C, nhện giảm hoạt động, ngừng sinh sản và chết gần như hoàn toàn.

3. Nhện gié có thể là môi giới truyền những mầm bệnh vi sinh vật nào trên cây lúa?

Ngoài việc chích hút gây hại trực tiếp làm bẹ lá thâm đen và lép hạt, nhện gié còn là môi giới truyền các bệnh nấm và vi khuẩn nguy hiểm cho lúa, bao gồm nấm Sarocladium oryzae Sawada, Fusarium moniliforme, Curvularia lunata, Alternaria padwickii, các nấm gây bệnh Pyricularia, Rhynchosporium, Rhizoctonia, và vi khuẩn Pseudomonas glumae (gây bệnh thối hạt, lép đen hạt lúa).

4. Luận án đã khảo nghiệm những loại thuốc BVTV và giống lúa nào?

Luận án khảo sát 9 loại thuốc BVTV gồm Kinalux 25EC, Comite 73EC, Nissorun 5EC, Danitol 10EC, Catex 1,8EC, Regent 800WG, Conphai 10WP, Tilt super 300EC và Anvil 5SC. Các thí nghiệm sử dụng 15 giống lúa gồm: Khang dân 18, nếp N87, Q5, TH3-3, Bắc thơm số 7, Hương thơm số 1, TBR1, Hương cốm, BC15, Nam ưu 614, Nam ưu 714, VL24, DL6, Khâm dục và Tám mới (trong đó 12 giống được dùng cho thí nghiệm giải phẫu và phân tích hàm lượng Silic).

5. Phương pháp đánh giá sức ăn của loài nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp. được tiến hành như thế nào?

Thí nghiệm được thực hiện trong lồng nuôi chuyên dụng 5 lớp (lam kính, giấy thấm ẩm, bẹ lá đòng, tấm mica đục lỗ $\varnothing 1\text{ cm}$ sâu 3 mm, lam kính trên cùng, cố định bằng 2 kẹp giấy). Nhện bắt mồi bị bỏ đói 24 giờ trước khi đưa vào lồng chứa sẵn 50 trứng nhện gié. Lồng được đặt trong hộp nhựa chứa dung dịch $K_2SO_4$ bão hòa để duy trì ẩm độ 96% ở nhiệt độ 30°C trong tủ định ôn; số lượng trứng còn lại được kiểm tra và đếm sau 24 giờ với 30 lần nhắc lại cho từng pha phát dục.


Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Dương Tiến Viện là công trình nghiên cứu thực nghiệm toàn diện về đặc điểm hình thái, sinh vật học, bảng sống sinh thái và cơ chế phát tán của loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa tại miền Bắc Việt Nam. Công trình đã xác định thành phần ký chủ dại, phát hiện 4 loài thiên địch và cung cấp dẫn liệu sinh học về loài nhện nhỏ bắt mồi Lasioseius sp., đồng thời làm sáng tỏ mối quan hệ giữa cấu trúc giải phẫu bẹ lá, hàm lượng Silic của các giống lúa với mức độ chống chịu dịch hại. Trên cơ sở thực nghiệm khoa học, luận án đã xây dựng thành công quy trình quản lý tổng hợp (IPM) nhện gié và chứng minh hiệu quả ứng dụng thực tế tại Hải Dương và Hà Nam, đóng góp cơ sở dữ liệu quan trọng cho công tác bảo vệ thực vật tại Việt Nam.