Tổng quan luận án

Bảo quản nông sản sau thu hoạch là khâu thứ hai tiếp nối quá trình trồng trọt trong sản xuất nông nghiệp, giữ vai trò dự trữ lương thực tiêu dùng, phục vụ phát triển kinh tế và bảo đảm nguồn hạt giống cho các vụ mùa tiếp theo. Trong hệ thống kho tàng nông nghiệp nhiệt đới, côn trùng hại hạt là tác nhân chính gây ra hiện tượng tổn thất chất lượng và khối lượng nông sản. Theo các số liệu được công bố, tổn thất lương thực trong quá trình bảo quản trên thế giới ước tính dao động từ 5% đến 10% mỗi năm (Hodges et al.). Tại Việt Nam, mức độ tổn thất sau thu hoạch đối với lúa gạo ước tính từ 11% đến 13% và đối với ngô là từ 13% đến 15% (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2009). Báo cáo từ tổ chức Hợp phần xử lý sau thu hoạch cho thấy tỷ lệ hao hụt lúa tại khu vực đồng bằng sông Hồng và các vùng lân cận là 11,6%, ngô từ 18% đến 19%, và riêng khu vực đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) tổn thất lúa chiếm 13,7% tổng sản lượng.

Tỉnh Đồng Tháp là một trong những địa phương sản xuất và dự trữ lương thực có hạt (lúa, gạo, ngô, đậu) trọng điểm thuộc ĐBSCL. Để kiểm soát côn trùng gây hại kho, phương pháp chủ yếu đang được áp dụng tại Việt Nam là xông hơi hóa chất khử trùng như Phosphine (Hoàng Trung và cs.). Việc lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật dẫn đến nguy cơ hình thành tính kháng thuốc ở các loài sâu mọt chính, tiêu diệt các loài côn trùng có ích trong hệ sinh thái kho, để lại dư lượng độc hại trên nông sản, gây ô nhiễm môi trường và đe dọa sức khỏe người tiêu dùng. Ngược lại, việc ứng dụng các loài thiên địch tự nhiên, đặc biệt là các loài ong ký sinh thuộc bộ Cánh màng (Hymenoptera) để kiểm soát sâu mọt bộ Cánh cứng (Coleoptera), là hướng tiếp cận sinh học đã được nghiên cứu tại nhiều quốc gia trên thế giới. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về ong ký sinh chủ yếu tập trung trên đồng ruộng, trong khi dữ liệu về thiên địch trong kho tàng còn hạn chế và giống ong ký sinh Anisopteromalus chưa từng có công trình nghiên cứu hệ thống nào được công bố. Đề tài "Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của ong Anisopteromalus calandrae (Howard) ký sinh mọt Cánh cứng hại trong kho tại tỉnh Đồng Tháp" được triển khai nhằm giải quyết khoảng trống khoa học này.

Luận án xác định 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Xác định được thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản trong kho tại tỉnh Đồng Tháp.
  2. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của ong ký sinh Anisopteromalus calandrae (Howard).
  3. Đánh giá được khả năng khống chế mọt ngô (Sitophilus zeamais) và mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) của ong ký sinh Anisopteromalus calandrae trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Đối tượng nghiên cứu của luận án bao gồm:

  • Khu hệ thiên địch của côn trùng hại nông sản bảo quản trong kho tàng.
  • Loài ong ký sinh Anisopteromalus calandrae (Howard) thuộc họ Pteromalidae, bộ Hymenoptera.
  • Các loài vật chủ thuộc bộ Cánh cứng (Coleoptera) gồm: mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne Fabricius - họ Anobiidae), mọt ngô (Sitophilus zeamais Motschulsky - họ Curculionidae) và mọt đậu đỏ (Callosobruchus maculatus Fabricius - họ Bruchidae).

Phạm vi nghiên cứu:

  • Phạm vi không gian: Điều tra thực địa tại hệ thống kho bảo quản nông sản và nhà máy sản xuất thức ăn thủy sản thuộc 4 huyện (Cao Lãnh, Thanh Bình, Lấp Vò, Châu Thành) và 2 thành phố (thành phố Cao Lãnh, thành phố Sa Đéc) của tỉnh Đồng Tháp. Thí nghiệm phân tích hình thái, sinh học và sinh thái được thực hiện tại phòng thí nghiệm động vật thuộc Trung tâm Phân tích Hóa học, Trường Đại học Đồng Tháp.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện từ tháng 11/2015 đến tháng 12/2018. Giai đoạn thu thập mẫu thực địa định kỳ hàng tháng từ tháng 11/2015 đến tháng 12/2016; các nghiên cứu thực nghiệm sinh học và sinh thái tiến hành từ năm 2016 đến năm 2018.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:

  • Về khoa học: Cung cấp hệ thống dữ liệu về thành phần loài thiên địch của côn trùng hại nông sản trong kho tại tỉnh Đồng Tháp; dữ liệu hình thái, sinh học, tập tính ký sinh và đặc điểm sinh thái của A. calandrae trên vật chủ sâu non mọt thuốc lá (L. serricorne) nuôi bằng thức ăn viên thủy sản; cung cấp dẫn liệu thực nghiệm về khả năng khống chế mọt ngô trên hạt đậu trắng và mọt thuốc lá trên thức ăn nuôi cá của loài ong ký sinh này.
  • Về thực tiễn: Hỗ trợ người dân và cán bộ quản lý kho phát hiện, nhận dạng chính xác các loài thiên địch tự nhiên để lựa chọn biện pháp phòng trừ phù hợp, tránh gây hại cho sinh vật có ích; cung cấp cơ sở ứng dụng ong ký sinh A. calandrae vào công tác phòng trừ sinh học sâu mọt kho tại Đồng Tháp và ĐBSCL.

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 liên quan đến thiên địch trong kho tàng và loài ong ký sinh A. calandrae:

Nghiên cứu trên thế giới

  • Về thành phần loài thiên địch: Lebeck (1991) thống kê 22 loài thiên địch tại Hawaii gồm 2 loài bắt mồi thuộc họ Ampulicidae và 20 loài ong ký sinh thuộc các họ Evaniidae, Pteromalidae, Eupelmidae, Encyrtidae, Eulophidae. Sedlacek et al. (1998) tại Frankfort (Mỹ) ghi nhận A. calandrae chiếm tỷ lệ bắt gặp 41,7% trong tổng số loài thiên địch. Helbig (1998) phát hiện A. calandrae và Theocolax elegans xuất hiện thường xuyên trong 9 loài ong ký sinh thuộc 4 họ tại các kho ngô miền Nam châu Phi. Eliopoulos et al. (2002) tại Hy Lạp công bố 16 loài ong ký sinh thuộc 5 họ trên ngũ cốc, bột, đậu, thuốc lá và quả khô, ghi nhận độ bắt gặp cao nhất là A. calandrae. Hayashi et al. (2004) tại Thái Lan ghi nhận 29 loài bắt mồi và lập khóa định loại cho 19 loài ong ký sinh trên gạo. Asl et al. (2009) khảo sát 50 kho tại Mashhad (Iran), thu được 5 loài ong ký sinh với A. calandrae chiếm tỷ lệ 58,14%. Lotfalizadeh và Hosseini (2012) ghi nhận 10 loài ong ký sinh tại Iran. Eyidozehi et al. (2011) xác định 7 loài ong ký sinh thuộc 5 họ trên 10 loại nông sản tại tỉnh Golestan (Iran). Imamura et al. (2004) tại Nhật Bản ghi nhận A. calandrae và Lariophagus distinguendus ký sinh ấu trùng mọt ngô trên gạo nâu. Diaz và Costa (2014) lần đầu ghi nhận A. calandrae tại Paraguay trên ngô hạt.
  • Về sinh học vật chủ mọt thuốc lá: Ashworth (1993) mô tả kích thước trứng (0,4 - 0,5 x 0,2 mm), ấu trùng có 4 tuổi trước khi hóa nhộng, vòng đời kéo dài 44 ngày ở 30°C và 28 ngày ở 32°C. Ryan (1999) ghi nhận mọt thuốc lá gây hại trên 50 loại nông sản, chiều dài trưởng thành 2,0 - 3,7 mm, vòng đời 44 ± 1 ngày ở 30°C và ẩm độ 78%. Cabrera (2001) mô tả kích thước mọt 2 - 3 mm, tập tính giả chết khi va chạm, vòng đời 26 ngày ở 37°C và 120 ngày ở 20°C. Mahroof và Phillips (2008) nghiên cứu thời gian phát triển các pha trên bột mì và ớt ngọt, ghi nhận sức đẻ trứng đạt 52,4 ± 4,8 quả trên bột mì và 5,8 ± 0,8 quả trên xì gà.
  • Về hình thái, tập tính và sinh học của ong A. calandrae: Baur et al. (2014) mô tả chi tiết hình thái giống Anisopteromalus, phân biệt râu đầu con cái có 3 đốt vòng và con đực có 2 đốt vòng. Sayaboc và Dungan (1994) chỉ ra ong cái dành 87% thời gian mỗi ngày cho hoạt động đẻ trứng và tìm kiếm vật chủ. Onodera et al. (2002) xác định kairomon gồm triacylglycerol và axit béo từ vật chủ kích thích hành vi châm chích của ong. Smith et al. (1995) ghi nhận ong ưa thích ấu trùng mọt ngô có đường kính 0,9 - 1,8 mm. Belda và Riudavets (2010) đánh giá khả năng định vị vật chủ bằng khứu giác qua thiết bị ống chữ Y. Ahmed et al. (1996) xác định thời gian phát triển từ trứng đến trưởng thành của ong là 18,9 ngày (ở 26°C) và 14,6 ngày (ở 30°C), tỷ lệ giới tính đời con 2,3 cái : 1 đực. Jungyoun et al. (2004) chứng minh kích thước cơ thể ảnh hưởng đến khả năng giao phối của ong đực và số lượng trứng của ong cái. Kazemi et al. (2008, 2010) xác định thời gian phát triển trước trưởng thành là 19,82 ngày ở 25°C trên mọt đậu đỏ, sức đẻ trứng đạt 11,5 quả/ngày. Visarathanonth et al. (2010) và Narongplian et al. (2011) xác định vòng đời ong trên mọt ngô dao động từ 11,4 đến 13,8 ngày.
  • Về sinh thái và khả năng kiểm soát sâu mọt: Williams và Floyd (1971), Wen và Brower (1995) chứng minh A. calandrae có ưu thế cạnh tranh vượt trội hơn Choetospila elegans (Theocolax elegans) khi cùng khống chế mọt ngô và mọt gạo. Smith (1992), Ahmed (2013), Mobarakian et al. (2014), El-Aw et al. (2014) khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ (15°C - 35°C) đến vòng đời, tỷ lệ giới tính và ngưỡng phát dục của ong. Hou et al. (2002) kết hợp bột đậu giàu protein với A. calandrae giảm 99,8% mọt gạo. Mahal et al. (2005) ghi nhận mật độ 50 cặp ong khống chế 74 - 83% mọt đục hạt trong lúa mì. Chaisaeng (2007) thiết lập tỷ lệ ký sinh/vật chủ tối ưu là 1/47 (ngắn hạn) và 1/30 (dài hạn) để kiểm soát mọt ngô. Sitthichaiyakul và Amornsak (2014) thử nghiệm mô hình silo 4 tầng, khẳng định ong di chuyển và khống chế mọt tốt ở mọi độ cao tầng chứa hạt.

Nghiên cứu tại Việt Nam

  • Về thành phần thiên địch: Dương Minh Tú (2005) ghi nhận bọ xít bắt mồi Xylocoris flavipes và ong ký sinh Theocolax elegans trong kho thóc đổ rời ở miền Bắc. Trần Văn Hai và cs. (2007) ghi nhận X. flavipes và Bracon hebetor tại Cần Thơ và An Giang. Nguyễn Quý Dương (2010) công bố 7 loài thiên địch trên kho đậu đỗ (3 loài ong ký sinh, bọ xít X. flavipes, 2 loài rệp sách Liposcelis và bọ cạp giả Chelifer cancroides). Nguyễn Văn Dương và Khuất Đăng Long (2017) ghi nhận 6 loài ong ký sinh mọt ngô tại Sơn La (Cephalonomia tarsalis, Holepyris sylvanidis, A. calandrae, Cerocephala dinoderi, Lariophagus distinguendus, Theocolax elegans).
  • Về sinh học vật chủ và ong ký sinh: Bùi Công Hiển (1995, 2003) mô tả hình thái mọt thuốc lá gây hại nông sản. Chưa có công trình nào trong nước nghiên cứu đặc điểm sinh học của mọt thuốc lá trên thức ăn nuôi cá, cũng như chưa có công trình nghiên cứu chuyên sâu về đặc điểm sinh thái học, tập tính và khả năng kiểm soát sâu mọt của loài ong ký sinh A. calandrae.

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết

Luận án tập trung điều tra toàn diện thành phần loài thiên địch trong hệ sinh thái kho nông sản và nhà máy thức ăn thủy sản tại vùng ĐBSCL (tập trung tại Đồng Tháp); mô tả hình thái giải phẫu học chi tiết theo tiêu chuẩn phân loại học quốc tế; làm sáng tỏ các đặc tính sinh học, sinh thái học, ngưỡng nhiệt phát dục của ong ký sinh A. calandrae trên vật chủ mọt thuốc lá (L. serricorne) nuôi bằng thức ăn viên thủy sản; và đánh giá khả năng khống chế mọt ngô (S. zeamais) cùng mọt thuốc lá (L. serricorne) trong điều kiện kiểm soát phòng thí nghiệm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án xây dựng trên nền tảng sinh thái học kho tàng (store-product ecosystem), lý thuyết tương tác ký sinh - vật chủ (parasitoid - host interactions) và nguyên lý kiểm soát sinh học bảo vệ thực vật. Thuật ngữ "ong ký sinh" (parasitoid) được sử dụng thống nhất cho loài A. calandrae (loài ong ngoại ký sinh ăn thịt vật chủ sau khi làm tê liệt). Khung phân tích nhiệt động học phát triển cá thể áp dụng quy luật tổng nhiệt hữu hiệu theo công thức của Sandeson & Rears (1917) và Bluck (1923) (dẫn theo Nguyễn Viết Tùng, 2006):

$$K = X_n (t_n - t_0)$$

Trong đó:

  • $K$: Tổng nhiệt hữu hiệu (độ-ngày).
  • $t_n$: Nhiệt độ môi trường thực nghiệm (°C).
  • $X_n$: Thời gian phát triển của pha/vòng đời (ngày).
  • $t_0$: Ngưỡng phát dục thấp nhất (nhiệt độ thềm sinh học, °C).
  • $(t_n - t_0)$: Nhiệt độ hữu hiệu.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

  1. Phương pháp điều tra thực địa và giám định loài:

    • Thu mẫu kho theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4731-89 về kiểm dịch thực vật. Mẫu được lấy theo không gian khối hàng: khối hàng $< 2\text{ m}$ chia 2 tầng lấy 5 điểm chéo góc; khối hàng $> 2\text{ m}$ lấy 5 điểm cách mặt trên $< 0,5\text{ m}$ và 5 điểm cách đáy $< 0,5\text{ m}$. Thu 10 mẫu/kho (0,5 kg/mẫu đối với nông sản thông thường, 1 kg/mẫu đối với ngô hạt).
    • Thu mẫu trực tiếp bằng ống nghiệm, vợt, sàng rây và nuôi ủ mẫu nông sản trong hộp nhựa có vải màn thông gió tại phòng thí nghiệm để thu bắt trưởng thành vũ hóa. Bảo quản mẫu trong dung dịch cồn 70%.
    • Định loại mẫu vật dựa theo khóa phân loại của Graham (1969), Yoshimoto (1984), Janzon (1986), Boucek & Rasplus (1991), Noyes (2003), Hayashi et al. (2004), Lim et al. (2007), Baur et al. (2014) và Fayaz et al. (2016).

  2. Phương pháp nghiên cứu hình thái:

    • Tách các bộ phận cơ thể (đầu, râu, ngực, bụng, cánh, 3 đôi chân) của 30 cá thể ong cái trưởng thành. Quan sát dưới kính lúp soi nổi có gắn camera (độ phóng đại 70 lần) và kính hiển vi Meiji Techno DK3000 (độ phóng đại 1.000 lần). Đo đạc các thông số hình thái (hea.b, eye.d, OOL, POL, hea.h, eye.b, eye.h, msp.l, scp.l, pdl+flg, mss.l, msc.b, msc.l, sct.l, ppd.l, mv.l, pv.l, sv.l, gst.b, gst.l, body.l) bằng phần mềm Lumenera INFINITY1-3C.
    • Quan sát, chụp ảnh và đo kích thước 30 trứng, 30 ấu trùng mỗi tuổi (đo chiều rộng bao đầu theo phương pháp Onagbola & Fadamiro, 2008; Tormos et al., 2009) và 30 nhộng đực, 30 nhộng cái.

  3. Phương pháp nghiên cứu sinh học, tập tính và sinh thái:

    • Theo dõi tập tính ghép đôi, giao phối ($n = 30\text{ cặp}$); kiểm tra số lần giao phối của ong cái ($n = 15$); ghi nhận hành vi tìm kiếm, châm chích gây tê và đẻ trứng ($n = 15$) qua hệ thống quay video kết nối máy vi tính.
    • Thí nghiệm tập tính đẻ trứng trên thức ăn dạng bột (bột cám cá viên, bột ngô, bột đậu; 30 sâu non tuổi 3 - 4; 6 lần lặp lại) và dạng hạt (100 g hạt ngô, hạt đậu nhiễm sâu non tuổi 4; 6 lần lặp lại).
    • Thí nghiệm tập tính lựa chọn vật chủ: cho 1 ong cái tiếp xúc với 10 cá thể ở từng pha phát triển của mọt thuốc lá (tuổi 1 đến tuổi 5, tiền nhộng, nhộng; 10 lần lặp lại).
    • Theo dõi vòng đời ở nhiệt độ phòng 30 ± 1°C, độ ẩm 75 ± 3,1% ($n = 15\text{ cặp}$). Xác định ngưỡng phát dục và tổng nhiệt hữu hiệu trong tủ định ôn ở 20°C, 25°C và phòng thí nghiệm 30°C.
    • Thí nghiệm ảnh hưởng nhiệt độ đến tỷ lệ sống của nhộng: lưu giữ nhộng ở nhiệt độ ngưỡng 12,5°C trong tủ định ôn qua các khoảng thời gian 5, 10, 15, 20, 25, 30 ngày, sau đó chuyển về điều kiện phòng (30°C, 75% ẩm) theo dõi tỷ lệ vũ hóa.
    • Thí nghiệm mật độ vật chủ: bố trí 20, 25, 30 sâu non mọt thuốc lá/hộp (5 lần lặp lại). Thí nghiệm thức ăn bổ sung: nuôi ong không có vật chủ với nước cất và dung dịch mật ong các nồng độ 10%, 20%, 30%, 40%, 50% ($n = 30\text{ đực, } 30\text{ cái}$ mỗi công thức).

  4. Phương pháp đánh giá khả năng khống chế sâu mọt:

    • Thí nghiệm khống chế mọt ngô và mọt thuốc lá theo phương pháp của Chaisaeng (2007): Thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố gồm 6 công thức mật độ (0, 2, 4, 6, 8, 10 cặp ong; 12 lần lặp lại) trên 500 g hạt đậu trắng (nhiễm mọt ngô sau 21 ngày, theo dõi 6 tháng) và 500 g thức ăn cá viên (nhiễm mọt thuốc lá sau 25 ngày, theo dõi 3 tháng) ở nhiệt độ 28,8 ± 1,4°C, độ ẩm 78,1 ± 1,6%.
    • Thí nghiệm khống chế mọt thuốc lá theo không gian và khối lượng hạt (kết hợp phương pháp Visarathanonth et al.): Thùng carton chứa 2 túi PE (mỗi túi 2,5 kg hạt thức ăn cá = 5 kg/thùng), thả 50 cặp mọt thuốc lá. Sau 21 - 22 ngày bố trí 3 công thức (đối chứng 0 cặp ong, 40 cặp ong, 50 cặp ong; 4 lần lặp lại). Định kỳ hàng tháng lấy mẫu 100 g hạt kiểm tra số mọt và đặt hộp bẫy chứa 100 g thức ăn nhiễm sâu non tuổi 3 - 4 đậy vải màn mắt lưới 0,4 - 1,2 mm để theo dõi mức độ thâm nhập của ong.
    • Công thức tính tỷ lệ % xuất hiện ong ($P$) và mọt ($W$) theo Wen & Brower (1994) và Ryoo et al. (1990):

$$P = \frac{P_E}{W_C} \times 100 \quad ; \quad W = \frac{W_T}{W_C} \times 100$$

(Trong đó: $P_E$ là số ong xuất hiện ở công thức xử lý, $W_T$ là số mọt xuất hiện ở công thức xử lý, $W_C$ là số mọt xuất hiện ở công thức đối chứng).

Nguồn tư liệu và xử lý số liệu

Tư liệu thực nghiệm thu thập từ các kho trữ nông sản thực tế tại Đồng Tháp và hệ thống nhân nuôi nhân tạo tại phòng thí nghiệm Đại học Đồng Tháp. Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel và SPSS phiên bản 22.0, kiểm định sai khác trung bình bằng phép thử Duncan (Duncan's Multiple Range Test) ở mức ý nghĩa $p < 0,05$ (độ tin cậy 95%).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở khoa học và tổng quan tài liệu

Chương này tổng thuật toàn diện cơ sở khoa học về phòng trừ sinh học sâu hại nông sản trong kho tàng; phân tích vai trò của các loài ong ký sinh bộ Hymenoptera đối với sâu mọt bộ Coleoptera. Tổng hợp các dẫn liệu quốc tế về phân loại, hình thái, tập tính kairomon, sinh học, sinh thái học của A. calandrae trên các vật chủ Sitophilus zeamais, Sitophilus oryzae, Rhyzopertha dominica, Callosobruchus maculatus và Lasioderma serricorne. Phân tích ưu thế cạnh tranh của A. calandrae trước các loài ký sinh cùng hội sinh thái (Theocolax elegans, Lariophagus distinguendus). Đánh giá thực trạng nghiên cứu trong nước, chỉ rõ những khoảng trống về phân loại học thiên địch kho tại ĐBSCL và sự thiếu vắng các nghiên cứu thực nghiệm sinh học chuyên sâu về giống ong Anisopteromalus tại Việt Nam.

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

Trình bày chi tiết địa bàn thực hiện tại 4 huyện và 2 thành phố thuộc tỉnh Đồng Tháp với hệ thống danh mục các kho lương thực và nhà máy chế biến thức ăn thủy sản (Công ty Chế biến Lương thực 1, Công ty Chế biến Lương thực 2, Vĩnh Hoàn, Hùng Cá, Sông Tiền, Tô Châu, Đông Á, Ngọc Đồng, Bích Chi, Cỏ May, Việt Thắng, US Feed,...). Mô tả chi tiết trang thiết bị thí nghiệm, vật liệu nghiên cứu (thức ăn cá da trơn dạng viên đường kính 8 mm, hạt đậu trắng, hạt ngô sấy 60°C trong 2 giờ). Chuẩn hóa các quy trình lấy mẫu kiểm dịch thực vật TCVN 4731-89; quy trình đo đạc 21 chỉ số hình thái học đầu, râu, ngực, cánh, chân, bụng; phương pháp xác định 5 tuổi ấu trùng mọt thuốc lá và các tuổi ấu trùng ong; các thiết kế thí nghiệm ngẫu nhiên đánh giá tập tính, sinh thái, ngưỡng phát dục $t_0$, tổng nhiệt hữu hiệu $K$ và khả năng kiểm soát sâu hại theo dung tích và khối lượng.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này trình bày các phát hiện thực nghiệm của đề tài. Trong nội dung điều tra thực địa giai đoạn 2015 - 2016 tại tỉnh Đồng Tháp, luận án đã xác định được 13 loài thiên địch thuộc 5 bộ côn trùng và nhện lớn trong hệ thống kho bảo quản nông sản và thức ăn thủy sản.

TT Đơn vị phân loại (Bộ / Họ / Tên khoa học) Tên tiếng Việt Độ bắt gặp Vật mồi / Ký chủ ghi nhận
I Bộ Ve bét (Acarina)
Họ Ve mềm (Acaridae)
1 Tyrophagus putrescentiae (Schrank, 1781)* Mạt ăn thịt +++ L. serricorne, C. maculatus, C. chinensis, T. castaneum
II Bộ Cánh da (Dermaptera)
Họ Đuôi kìm (Anisolabilidae)
2 Forficula auricularia Linnaeus, 1758* Bọ Đuôi kìm ++ T. castaneum, S. oryzae, R. dominica
III Bộ Cánh nửa (Heteroptera)
Họ Bọ xít (Anthocoridae)
3 Xylocoris (Arrostelus) flavipes (Reuter, 1875) Bọ xít bắt mồi nhỏ +++ Tribolium castaneum
Họ Bọ xít ăn sâu (Reduviidae)
4 Amphibolus venator (Klug, 1830)* Bọ xít bắt mồi lớn +++ Tribolium castaneum, Tribolium confusum
IV Bộ Cánh màng (Hymenoptera)
Họ ong Braconid (Braconidae)
5 Bracon hebetor Say, 1836 Ong ký sinh +++ Corcyra cephalonica
Họ ong đen (Bethylidae)
6 Holepyris sylvanidis (Brèthes, 1913)* Ong ký sinh ++ S. oryzae, T. confusum, O. surinamensis
7 Cephalonomia gallicola (Ashmead, 1887)* Ong ký sinh +++ Lasioderma serricorne
8 Cephalonomia tarsalis (Ashmead, 1893)* Ong ký sinh ++ Oryzaephilus surinamensis
Họ Ong chân cong (Chalcididae)
9 Proconura caryobori (Hanna, 1934)* Ong ký sinh đùi to + Corcyra cephalonica
Họ Ong chân vàng (Pteromalidae)
10 Anisopteromalus calandrae (Howard, 1881) Ong ký sinh +++ C. maculatus, C. chinensis, L. serricorne, S. oryzae, S. zeamais, T. castaneum, R. dominica
11 Theocolax elegans (Westwood, 1874) Ong xanh vân cánh nâu +++ Callosobruchus maculatus, Callosobruchus chinensis, Sitophilus zeamais
Họ Ong thắt eo (Evaniidae)
12 Evania sp. * Ong ký sinh +++ Periplaneta americana
V Bộ Bò cạp giả (Pseudoscorpiones)
Họ Cheliferidae
13 Chelifer cancroides (Linnaeus, 1758) Bọ Càng cua dài ++ Callosobruchus maculatus, Callosobruchus chinensis

(Ghi chú theo văn bản: +++: gặp nhiều, độ bắt gặp >50%; ++: bắt gặp, tỷ lệ 25% - 50%; +: gặp ít, tỷ lệ <25%; *: loài bổ sung mới vào khu hệ thiên địch trong kho tại Việt Nam).

Kết quả điều tra cho thấy nhóm ong ký sinh họ Pteromalidae (A. calandrae, T. elegans) và họ Bethylidae (C. gallicola) có độ bắt gặp cao (>50%), ký sinh phổ biến trên các loài mọt hại ngũ cốc và thức ăn thủy sản. Trong tổng số 13 loài thiên địch được ghi nhận, có 8 loài được ghi nhận bổ sung vào danh mục thành phần loài thiên địch trong kho tàng tại Việt Nam.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận khoa học

  1. Lần đầu tiên cung cấp hệ thống dẫn liệu khoa học hoàn chỉnh về đặc điểm hình thái học, chỉ số đo giải phẫu chi tiết, đặc tính sinh học, tập tính ký sinh và đặc điểm sinh thái của loài ong ký sinh Anisopteromalus calandrae (Howard) với vật chủ sâu non mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) trên cơ chất thức ăn nuôi cá tại Việt Nam.
  2. Bổ sung 8 loài thiên địch mới vào danh mục thành phần khu hệ thiên địch của côn trùng hại trong kho tàng bảo quản nông sản tại Việt Nam, bao gồm: Tyrophagus putrescentiae, Forficula auricularia, Amphibolus venator, Holepyris sylvanidis, Cephalonomia gallicola, Cephalonomia tarsalis, Proconura caryobori và Evania sp.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm về khả năng khống chế sinh học của ong ký sinh A. calandrae đối với quần thể mọt ngô (Sitophilus zeamais) trên hạt đậu trắng và mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) trên thức ăn chăn nuôi thủy sản trong điều kiện phòng thí nghiệm.
  2. Cung cấp căn cứ khoa học cho cán bộ quản lý kho và các nhà máy chế biến lương thực, thức ăn thủy sản tại tỉnh Đồng Tháp và vùng ĐBSCL trong việc nhận dạng, đánh giá mức độ xuất hiện của các loài thiên địch tự nhiên; định hướng ứng dụng ong ký sinh A. calandrae như một tác nhân kiểm soát sinh học an toàn thay thế dần biện pháp hóa học xông hơi Phosphine độc hại.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Áp dụng các biện pháp quản lý kho tàng hợp lý nhằm duy trì và bảo vệ quần thể thiên địch có ích tự nhiên sẵn có trong hệ sinh thái kho.
  • Khai thác, nhân nuôi và thử nghiệm ứng dụng ong ký sinh A. calandrae tại các cơ sở chế biến, dự trữ nông sản và thức ăn thủy sản để hạn chế sự bùng phát của mọt thuốc lá và mọt ngô.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Do điều kiện trang thiết bị thí nghiệm, quá trình theo dõi xác định ngưỡng phát dục và tổng nhiệt hữu hiệu của ong ký sinh trong tủ định ôn ở các mức nhiệt độ cố định mới chỉ thực hiện theo dõi trên 1 thế hệ cá thể.
  • Các thí nghiệm đánh giá khả năng khống chế sâu mọt của ong ký sinh A. calandrae mới được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm và quy mô mô hình không gian đóng (hộp nuôi 500 g, thùng giấy carton 5 kg), chưa mở rộng trên hệ thống kho chứa công nghiệp quy mô lớn ngoài thực tế sản xuất.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Tiếp tục nghiên cứu các thế hệ tiếp theo của ong ký sinh trong điều kiện nhiệt độ kiểm soát để bổ sung dữ liệu sinh học dài hạn.
  • Tiến hành các thử nghiệm ứng dụng ong ký sinh A. calandrae trên quy mô kho nông sản thực nghiệm diện rộng và kho chứa thức ăn chăn nuôi thương phẩm tại ĐBSCL.
  • Nghiên cứu khả năng tích hợp ong ký sinh với các chế phẩm sinh học khác (nấm ký sinh, chất dẫn dụ pheromone) trong quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) nông sản sau thu hoạch.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên ngành cho các nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên và giảng viên ngành Bảo vệ thực vật, Côn trùng học, Sinh học ứng dụng và Quản lý nông sản sau thu hoạch: Tham khảo cơ sở dữ liệu định loại, các chỉ số kích thước hình thái chuẩn xác của họ Pteromalidae, phương pháp thiết kế thí nghiệm sinh thái học côn trùng kho tàng và quy trình đo đạc tuổi ấu trùng.
  • Cán bộ kỹ thuật kiểm dịch thực vật, kiểm tra chất lượng kho: Sử dụng danh mục 13 loài thiên địch và bảng đối chiếu vật chủ/vật mồi để điều tra, nhận diện nhanh các loài côn trùng bắt mồi và ong ký sinh trong kho bảo quản lương thực và thức ăn chăn nuôi.
  • Doanh nghiệp chế biến thức ăn thủy sản và chế biến lương thực xuất khẩu: Cung cấp cơ sở khoa học để nghiên cứu đổi mới công nghệ quản lý kho an toàn, giảm thiểu sử dụng thuốc xông hơi hóa chất độc hại, đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm và bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Loài ong ký sinh Anisopteromalus calandrae thuộc phân loại học nào và có những đặc điểm nhận dạng hình thái chính nào?

Anisopteromalus calandrae (Howard, 1881) thuộc họ Ong chân vàng (Pteromalidae), bộ Cánh màng (Hymenoptera). Về hình thái, râu đầu của con cái có 3 đốt vòng, râu con đực có 2 đốt vòng; phần dưới mắt cánh của cánh trước không có lông cứng; đốt bụng thứ nhất có mép sau cong ngược về phía trước, đốt bụng thứ hai gần như thẳng; cặp chân thứ ba có đốt háng màu đen, đốt chuyển màu vàng, đốt đùi màu nâu hoặc đen, bàn chân có 5 đốt; gốc bụng của con đực trưởng thành có màu trắng sữa.

2. Thành phần thiên địch trong kho tại Đồng Tháp được ghi nhận gồm bao nhiêu loài và những loài nào là ghi nhận mới tại Việt Nam?

Luận án ghi nhận 13 loài thiên địch thuộc 5 bộ: Ve bét (Acarina - 1 loài), Cánh da (Dermaptera - 1 loài), Cánh nửa (Heteroptera - 2 loài), Cánh màng (Hymenoptera - 8 loài) và Bò cạp giả (Pseudoscorpiones - 1 loài). Trong đó, có 8 loài được ghi nhận bổ sung mới cho khu hệ thiên địch kho tàng tại Việt Nam gồm: Tyrophagus putrescentiae, Forficula auricularia, Amphibolus venator, Holepyris sylvanidis, Cephalonomia gallicola, Cephalonomia tarsalis, Proconura caryobori và Evania sp.

3. Công thức nào được luận án áp dụng để xác định tổng nhiệt hữu hiệu và ngưỡng phát dục của ong ký sinh?

Luận án áp dụng công thức tính tổng nhiệt hữu hiệu của Sandeson & Rears (1917) và Bluck (1923): $K = X_n (t_n - t_0)$; trong đó $K$ là tổng nhiệt hữu hiệu (độ-ngày), $t_n$ là nhiệt độ môi trường (°C), $X_n$ là thời gian phát triển của pha (ngày), $t_0$ là ngưỡng phát dục hay nhiệt độ thềm sinh học (°C).

4. Khả năng khống chế sâu mọt của ong ký sinh A. calandrae được thực nghiệm trên những đối tượng vật chủ và cơ chất nào?

Khả năng khống chế của ong được đánh giá trên 2 đối tượng chính trong phòng thí nghiệm: mọt ngô (Sitophilus zeamais) nuôi trên cơ chất hạt đậu trắng (theo dõi trong 6 tháng) và mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) nuôi trên cơ chất hạt thức ăn nuôi cá (theo dõi trong 3 tháng), với các dải mật độ thả từ 0 đến 10 cặp ong trên 500 g cơ chất, kết hợp thực nghiệm trong thùng carton khối lượng 5 kg.

5. Yếu tố thức ăn bổ sung ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ của trưởng thành ong ký sinh A. calandrae theo các tài liệu tổng quan?

Theo nghiên cứu của Kazemi et al. (2008), ong cái A. calandrae nuôi chỉ có dung dịch mật ong 50% sống được 49,00 ± 4,32 ngày; nuôi có sâu non vật chủ và dung dịch mật ong 50% sống được 38,90 ± 3,52 ngày; nuôi chỉ có sâu non vật chủ sống được 26,69 ± 1,98 ngày; và khi không có cả vật chủ lẫn mật ong thì tuổi thọ giảm chỉ còn 5,66 ± 0,37 ngày.

Kết luận

Luận án đã giải quyết hệ thống mục tiêu nghiên cứu thông qua việc xác định thành phần khu hệ 13 loài thiên địch của sâu mọt kho tại tỉnh Đồng Tháp, bổ sung 8 loài mới cho danh mục thiên địch kho tàng ở Việt Nam. Công trình cung cấp các dẫn liệu thực nghiệm chuẩn xác về hình thái, sinh học, tập tính và sinh thái học của loài ong ký sinh Anisopteromalus calandrae trên vật chủ mọt thuốc lá (Lasioderma serricorne) và mọt ngô (Sitophilus zeamais). Các kết quả đạt được tạo lập cơ sở khoa học và thực tiễn phục vụ định hướng ứng dụng biện pháp sinh học an toàn nhằm bảo vệ nông sản và thức ăn thủy sản sau thu hoạch.