Tổng quan nghiên cứu

Sâu keo mùa thu (Spodoptera frugiperda) là loài sâu hại có nguồn gốc từ châu Mỹ, hiện đã xâm nhập và gây hại nghiêm trọng trên nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Theo báo cáo của Cục Bảo vệ Thực vật năm 2019, diện tích cây bắp bị nhiễm sâu keo mùa thu trên toàn quốc lên đến 76.000 ha, với sự bùng phát mạnh từ tháng 4 đến tháng 12. Tại các tỉnh phía Nam như Tiền Giang, Đồng Nai, Đồng Tháp, diện tích nhiễm sâu keo mùa thu năm 2022 khoảng 1.379 ha, mật số sâu dao động từ 3-5 con/m². Sâu keo mùa thu gây hại trên hơn 350 loài thực vật thuộc 76 họ, tập trung chủ yếu vào cây họ Hòa thảo (Poaceae) như bắp, lúa, cỏ voi, và một số cây trồng khác như mía, cải bẹ xanh.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác định ảnh hưởng của các cây ký chủ phụ đến đặc điểm sinh học, khả năng sinh trưởng và phát triển của sâu keo mùa thu, đồng thời đánh giá hiệu quả phòng trừ của các chế phẩm vi sinh trong điều kiện nhà lưới tại tỉnh Tiền Giang. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 12 năm 2022, tập trung khảo sát sâu keo mùa thu trên các loài thực vật phổ biến xung quanh ruộng bắp và thử nghiệm hiệu quả của ba chế phẩm vi sinh gồm Bacillus thuringiensis, Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng kế hoạch quản lý dịch hại tổng hợp, giúp giảm thiểu thiệt hại do sâu keo mùa thu gây ra, đồng thời góp phần phát triển các biện pháp phòng trừ sinh học thân thiện với môi trường, nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh học sâu hại và quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Hai mô hình chính được áp dụng gồm:

  1. Mô hình sinh học sâu keo mùa thu: Bao gồm các giai đoạn phát triển trứng, ấu trùng, nhộng và trưởng thành, với đặc điểm sinh học như thời gian phát triển, tỷ lệ sống, khả năng đẻ trứng và chọn lựa ký chủ. Các khái niệm chính gồm vòng đời sâu keo mùa thu, ký chủ chính và ký chủ phụ, tỷ lệ sống và phát triển của sâu trên các loài thực vật khác nhau.

  2. Mô hình hiệu quả phòng trừ sinh học: Đánh giá tác động của các chế phẩm vi sinh (vi khuẩn Bacillus thuringiensis, nấm Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana) lên sâu keo mùa thu, dựa trên cơ chế tác động sinh học và hiệu lực phòng trừ trong điều kiện nhà lưới.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm Bảo vệ Thực vật Phía Nam, tỉnh Tiền Giang, trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 12 năm 2022. Cỡ mẫu gồm 60 ruộng bắp tại 3 tỉnh Tiền Giang, Đồng Tháp và An Giang được khảo sát để xác định thành phần các loài thực vật ký chủ. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và nhà lưới được bố trí theo thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên với các nghiệm thức lặp lại 3-4 lần.

  • Khảo sát ký chủ: Thu thập dữ liệu về tần suất xuất hiện của các loài thực vật xung quanh ruộng bắp bị sâu keo mùa thu gây hại, xác định phổ ký chủ chính và phụ.

  • Thí nghiệm chọn lựa ký chủ: Thả ấu trùng sâu keo mùa thu tuổi 4, 5, 6 vào hộp nhựa có lá của 4-5 loài thực vật phổ biến, theo dõi tỷ lệ diện tích lá bị ăn/ngày trong điều kiện có và không có ký chủ ưa thích (bắp).

  • Đánh giá sinh trưởng và phát triển: Nuôi ấu trùng sâu keo mùa thu trên các loài thực vật khác nhau, theo dõi tỷ lệ sống, thời gian vòng đời, khả năng đẻ trứng và tỷ lệ nở trứng.

  • Đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh: Phun 3 chế phẩm vi sinh với liều lượng chuẩn trên cây bắp trong nhà lưới, thả ấu trùng tuổi 3 và theo dõi tỷ lệ chết sâu sau 3, 5, 7, 10 ngày. Hiệu lực được tính theo công thức của Abbott.

Phương pháp phân tích số liệu sử dụng phần mềm SAS 9 với phân tích ANOVA và trắc nghiệm phân hạng LSD để xác định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phổ ký chủ và tần suất xuất hiện: Khảo sát 60 ruộng bắp cho thấy 5 loài thực vật phổ biến nhất xung quanh ruộng bắp bị sâu keo mùa thu gồm bắp, cỏ voi, lúa, cải bẹ xanh và mía. Trong đó, bắp và cỏ voi có tần suất xuất hiện trên 50%, là ký chủ ưa thích và phụ chủ yếu của sâu keo mùa thu.

  2. Chọn lựa ký chủ trong điều kiện có ký chủ ưa thích: Ấu trùng sâu keo mùa thu tuổi 4, 5, 6 tập trung ăn lá bắp với tỷ lệ diện tích lá bị ăn/ngày từ 92,5% đến 96,4%. Các loài khác như cỏ voi, lúa, cải bẹ xanh và mía bị ăn ít hơn đáng kể, dưới 30%.

  3. Chọn lựa ký chủ trong điều kiện không có ký chủ ưa thích: Khi không có bắp, ấu trùng chuyển sang ăn cỏ voi với tỷ lệ diện tích lá bị ăn/ngày từ 71,3% đến 75,1%. Lá mía bị ăn rất ít, chỉ khoảng 3,6% đến 5,1%. Điều này cho thấy sâu keo mùa thu có khả năng duy trì mật số trên cây ký chủ phụ trong thời gian không có bắp.

  4. Khả năng sinh trưởng và phát triển trên các loài thực vật: Ấu trùng sâu keo mùa thu hoàn thành vòng đời trên tất cả các loài thực vật khảo sát. Lá bắp là thức ăn phù hợp nhất với tỷ lệ sống ấu trùng 100%, tỷ lệ hóa nhộng 96,7%, vòng đời ngắn nhất trung bình 27,66 ± 1,59 ngày. Trưởng thành đực và cái sống lâu hơn (8,29 ± 1,38 ngày và 11,15 ± 2,12 ngày), khả năng đẻ trứng cao (711,6 ± 531,1 trứng/con) và tỷ lệ trứng nở đạt 83,9%. Các loài khác như cỏ voi, lúa và cải bẹ xanh cho kết quả thấp hơn về tỷ lệ sống và sinh sản.

  5. Hiệu quả phòng trừ của chế phẩm vi sinh trong nhà lưới: Cả ba chế phẩm vi sinh đều có hiệu lực trên 55% sau 10 ngày xử lý. Chế phẩm nấm xanh Metarhizium anisopliae với liều 3 kg/ha (5 x 10^8 bào tử/mL) đạt hiệu quả cao nhất 71,7% trong việc phòng trừ ấu trùng sâu keo mùa thu.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu khẳng định bắp là ký chủ chính và phù hợp nhất cho sự phát triển của sâu keo mùa thu, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế cho thấy sâu keo mùa thu ưa thích cây họ Poaceae. Khả năng sử dụng cây ký chủ phụ như cỏ voi giúp sâu duy trì quần thể trong thời gian không có bắp, tạo thách thức trong quản lý dịch hại. Việc ấu trùng ăn lá mía rất ít cho thấy mía không phải là ký chủ quan trọng trong vùng nghiên cứu.

Hiệu quả cao của chế phẩm Metarhizium anisopliae phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy nấm xanh có khả năng xâm nhiễm và gây chết sâu keo mùa thu hiệu quả trong điều kiện thực tế. Việc sử dụng các chế phẩm vi sinh góp phần giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học, bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ diện tích lá bị ăn trên các loài thực vật, bảng thống kê tỷ lệ sống và vòng đời sâu keo mùa thu trên từng loại cây, cũng như biểu đồ hiệu lực phòng trừ của các chế phẩm vi sinh theo thời gian.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng chế phẩm vi sinh Metarhizium anisopliae trong phòng trừ sâu keo mùa thu: Khuyến cáo sử dụng liều 3 kg/ha trong điều kiện nhà lưới và mở rộng thử nghiệm ngoài đồng ruộng trong vòng 1-2 vụ tới, do Trung tâm Bảo vệ Thực vật Phía Nam chủ trì.

  2. Quản lý cây ký chủ phụ trong vùng trồng bắp: Thực hiện cắt tỉa, loại bỏ hoặc quản lý chặt chẽ các cây cỏ voi và các cây ký chủ phụ khác quanh ruộng bắp để hạn chế nguồn thức ăn thay thế cho sâu keo mùa thu, giảm mật số sâu trước vụ chính.

  3. Xây dựng kế hoạch giám sát và phát hiện sớm sâu keo mùa thu: Sử dụng bẫy pheromone và theo dõi mật số sâu thường xuyên từ đầu vụ để có biện pháp xử lý kịp thời, giảm thiểu thiệt hại.

  4. Đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển giống bắp kháng sâu keo mùa thu: Kết hợp với các chương trình nhân giống cây trồng để đưa vào sản xuất các giống bắp có khả năng chống chịu sâu keo mùa thu, giảm phụ thuộc vào thuốc trừ sâu.

  5. Tuyên truyền, đào tạo nông dân về biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM): Tổ chức các lớp tập huấn, hướng dẫn kỹ thuật sử dụng chế phẩm vi sinh và các biện pháp canh tác thân thiện môi trường nhằm nâng cao hiệu quả phòng trừ sâu keo mùa thu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng bắp và các cây họ Poaceae: Nhận biết đặc điểm sinh học sâu keo mùa thu, lựa chọn biện pháp phòng trừ hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại mùa vụ.

  2. Chuyên gia và cán bộ kỹ thuật bảo vệ thực vật: Áp dụng kết quả nghiên cứu để tư vấn, hướng dẫn kỹ thuật quản lý sâu keo mùa thu bằng các chế phẩm vi sinh và biện pháp sinh học.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Bảo vệ thực vật, Nông học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, dữ liệu sinh học sâu keo mùa thu và hiệu quả các chế phẩm vi sinh trong điều kiện thực tế.

  4. Các cơ quan quản lý nông nghiệp và chính sách: Xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển nông nghiệp bền vững, khuyến khích sử dụng thuốc trừ sâu sinh học, giảm thiểu tác động môi trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Sâu keo mùa thu có thể gây hại trên những loại cây nào ngoài bắp?
    Sâu keo mùa thu có thể gây hại trên hơn 350 loài thực vật thuộc 76 họ, trong đó cây họ Poaceae như cỏ voi, lúa, mía là các ký chủ phụ quan trọng giúp sâu duy trì quần thể khi không có bắp.

  2. Tại sao bắp là ký chủ ưa thích của sâu keo mùa thu?
    Bắp cung cấp nguồn dinh dưỡng phù hợp giúp sâu keo mùa thu có tỷ lệ sống cao (100% ấu trùng), vòng đời ngắn và khả năng sinh sản lớn, tạo điều kiện cho sâu phát triển mạnh.

  3. Các chế phẩm vi sinh nào hiệu quả trong phòng trừ sâu keo mùa thu?
    Ba chế phẩm vi sinh được đánh giá gồm Bacillus thuringiensis, Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana, trong đó Metarhizium anisopliae đạt hiệu quả cao nhất với tỷ lệ phòng trừ 71,7% sau 10 ngày xử lý.

  4. Có thể sử dụng các chế phẩm vi sinh này ngoài đồng ruộng không?
    Nghiên cứu mới chỉ thực hiện trong điều kiện nhà lưới, cần mở rộng thử nghiệm ngoài đồng ruộng để đánh giá hiệu quả thực tế và điều kiện áp dụng phù hợp.

  5. Làm thế nào để giảm thiểu sự phát triển của sâu keo mùa thu trong mùa không có bắp?
    Quản lý cây ký chủ phụ như cỏ voi, lúa và cải bẹ xanh quanh ruộng bắp, kết hợp giám sát mật số sâu và áp dụng biện pháp sinh học giúp hạn chế nguồn thức ăn thay thế, giảm mật số sâu keo mùa thu.

Kết luận

  • Sâu keo mùa thu có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt nhất trên cây bắp, với tỷ lệ sống ấu trùng đạt 100% và vòng đời ngắn nhất khoảng 27,66 ngày.
  • Khi không có cây bắp, sâu keo mùa thu chuyển sang ký chủ phụ như cỏ voi với tỷ lệ ăn lá cao trên 70%, giúp duy trì mật số sâu trong mùa vụ.
  • Ba chế phẩm vi sinh Bacillus thuringiensis, Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana đều có hiệu quả phòng trừ sâu keo mùa thu trong nhà lưới, trong đó Metarhizium anisopliae đạt hiệu lực cao nhất 71,7%.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc áp dụng biện pháp phòng trừ sinh học và quản lý dịch hại tổng hợp sâu keo mùa thu tại các vùng trồng bắp ở miền Nam Việt Nam.
  • Các bước tiếp theo cần mở rộng thử nghiệm ngoài đồng ruộng, phát triển giống bắp kháng sâu và đào tạo nông dân áp dụng biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp hiệu quả.

Khuyến khích các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và nông dân phối hợp triển khai các giải pháp phòng trừ sâu keo mùa thu dựa trên kết quả nghiên cứu này để bảo vệ mùa màng và phát triển nông nghiệp bền vững.