Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh thái học của coptotermes formosanus shiraki odontotermes hainanensis light và sử dụng chế phẩm từ metarhizium anisopliae metsch sorok phòng trừ chúng

Luận án tiến sĩ nghiên cứu sinh học sinh thái của Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis, ứng dụng Metarhizium anisopliae trong phòng trừ.

• Trường học: Trường Đại Học Nông Nghiệp
• Chuyên ngành: Sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Sinh Học Và Biện Pháp Phòng Trừ Coptotermes Formosanus Và Odontotermes Hainanensis Bằng Metarhizium Anisopliae
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• Mục tiêu của đề tài
• ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tình hình nghiên cứu về loài mối Coptotermes formosanus Shiraki
• 1.1.1. Nghiên cứu loài mối C. formosanus ở nước ngoài
• 1.1.1.1. Nghiên cứu sinh học, sinh thái học
• 1.1.1.2. Nghiên cứu các phương pháp phòng trừ
• 1.1.2. Nghiên cứu loài mối C. formosanus ở trong nước
• 1.1.2.1. Nghiên cứu sinh học, sinh thái học
• 1.1.2.2. Nghiên cứu các phương pháp phòng trừ
• 1.2. Tình hình nghiên cứu về loài mối Odontotermes hainanensis Light
• 1.2.1. Nghiên cứu loài mối O. hainanensis ở nước ngoài
• 1.2.1.1. Nghiên cứu sinh học, sinh thái học
• 1.2.1.2. Nghiên cứu các phương pháp phòng trừ
• 1.2.2. Nghiên cứu loài mối O. hainanensis ở trong nước
• 1.2.2.1. Nghiên cứu sinh học, sinh thái học
• 1.2.2.2. Nghiên cứu các phương pháp phòng trừ
• 1.3. Tình hình nghiên cứu sử dụng M. anisopliae Sorok phòng trừ mối
• 1.3.1. Nghiên cứu sử dụng M. anisopliae phòng trừ côn trùng có hại và mối ở nước ngoài
• 1.3.1.1. Nghiên cứu sử dụng M. anisopliae phòng trừ côn trùng có hại
• 1.3.1.2. Nghiên cứu sử dụng M. anisopliae phòng trừ mối
• 1.3.2. Nghiên cứu sử dụng M. anisopliae phòng trừ côn trùng có hại và mối ở trong nước
• 1.3.2.1. Nghiên cứu sử dụng M. anisopliae phòng trừ côn trùng có hại
• 1.3.2.2. Nghiên cứu sử dụng M. anisopliae phòng trừ mối
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của C.
• 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của O.
• 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu sử dụng các chế phẩm M. anisopliae phòng trừ C.
• 2.3.3.1. Phương pháp tuyển chọn các chủng M. anisopliae phòng trừ mối
• 2.3.3.2. Phương pháp nghiên cứu sản xuất các chế phẩm M.
• 2.3.3.3. Phương pháp nghiên cứu sử dụng các chế phẩm M. anisopliae phòng trừ C.
• 2.3.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu
• 2.3.4.1. Các chỉ số phân tích
• 2.3.4.2. Tính toán số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Một số đặc điểm sinh học, sinh thái học của C.
• 3.1.1. Quá trình hình thành tổ mối C. formosanus từ đôi mối cánh bay phân đàn
• 3.1.1.1. Đặc điểm bay phân đàn của C.
• 3.1.1.2. Mức độ tập trung của mối cánh bay phân đàn theo độ cao
• 3.1.1.3. Ghép đôi và làm tổ của mối cánh C.
• 3.1.1.4. Thời gian phát triển các pha trong quần tộc C.
• 3.1.2. Điều kiện hình thành tổ mối C. formosanus thứ sinh
• 3.1.2.1. Thời gian sống của nhóm mối C. formosanus nuôi độc lập
• 3.1.2.2. Sự xuất hiện mối chúa thay thế trong hộp nuôi
• 3.1.2.3. Sự xuất hiện quần tộc thứ sinh sau khi đào bắt tổ chính
• 3.1.3. Thành phần và tỷ lệ đẳng cấp trong quần tộc C.
• 3.1.3.1. Thành phần đẳng cấp
• 3.1.3.2. Tỉ lệ đẳng cấp ở tổ mối C. formosanus nuôi từ đôi mối cánh
• 3.1.3.3. Tỉ lệ đẳng cấp của đàn mối C.
• 3.1.3.4. Tỉ lệ đẳng cấp ở đàn mối C. formosanus kiếm ăn bị nhử bắt định kỳ
• 3.1.3.5. Tỉ lệ đẳng cấp trong tổ mối C. formosanus ở hiện trường
• 3.1.4. Cấu trúc, phạm vi hoạt động, số lượng tổ chính và tổ phụ trong một quần tộc C.
• 3.1.4.1. Cấu trúc tổ của loài mối C.
• 3.1.4.2. Phạm vi hoạt động của quần tộc mối C.
• 3.1.4.3. Số lượng tổ chính và tổ phụ trong một quần tộc C.
• 3.1.5. Sự lây truyền chất bột màu qua tiếp xúc và qua đường miệng trong quần tộc C.
• 3.1.6. Định hướng sử dụng chế phẩm M. anisopliae để phòng trừ C.
• 3.2. Một số đặc điểm sinh học, sinh thái học của O.
• 3.2.1. Sự hình thành và phát triển tổ mối O.
• 3.2.1.1. Một số đặc điểm bay phân đàn của O.
• 3.2.1.2. Thời gian phát triển của các pha trong quần tộc O.
• 3.2.1.3. Khả năng sống của tổ mối O. hainanensis nuôi trong điều kiện có bổ sung và không bổ sung vườn nấm Termitomyces
• 3.2.2. Tỉ lệ phục hồi tổ mối O. hainanensis trên đê sau khi bị đào bắt mối chúa
• 3.2.3. Thành phần và tỉ lệ đẳng cấp của quần tộc mối O.
• 3.2.3.1. Tỉ lệ đẳng cấp ở tổ mối O. hainanensis nuôi từ đôi mối cánh
• 3.2.3.2. Tỉ lệ đẳng cấp ở đàn mối O.
• 3.2.3.3. Tỉ lệ đẳng cấp ở nhóm mối O. hainanensis sửa chữa tổ
• 3.2.3.4. Tỉ lệ đẳng cấp trong tổ mối O. hainanensis ở hiện trường
• 3.2.4. Cấu trúc tổ mối O.
• 3.2.4.1. Lỗ bay phân đàn và nắp đợi bay của tổ mối O.
• 3.2.4.2. Khoang chính của tổ mối O.
• 3.2.4.3. Hoàng cung của tổ mối O.
• 3.2.4.4. Khoang phụ của tổ mối O.
• 3.2.4.5. Hệ thống hang của tổ mối O.
• 3.2.5. Phân bố tổ mối O.
• 3.2.5.1. Đặc điểm phân bố của O.
• 3.2.5.2. Phạm vi phân bố các cấu trúc tổ của một quần tộc mối O.
• 3.2.5.3. Sử dụng thiết bị rađa phát hiện khoang chính tổ mối O.
• 3.2.6. Một số đặc điểm hoạt động kiếm ăn ở loài mối O.
• 3.2.7. Định hướng sử dụng chế phẩm M. anisopliae để phòng trừ loài mối O.
• 3.3. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm M. anisopliae Sorok phòng trừ mối C.
• 3.3.1. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm MaC1 để diệt mối C.
• 3.3.1.1. Lây nhiễm chế phẩm MaC1 trong quần tộc C.
• 3.3.1.2. Hiệu lực diệt mối C. formosanus của chế phẩm MaC1 trong quá trình bảo quản
• 3.3.1.3. Thiết lập công thức chế phẩm MaC1 để diệt mối C.
• 3.3.1.4. Thử nghiệm 1MaC1+10-4Ka xử lý mối C. formosanus ở hiện trường
• 3.3.1.5. Đề xuất qui trình sử dụng chế phẩm MaC1 để diệt mối C.
• 3.3.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm MaO1 để diệt mối O.
• 3.3.2.1. Hiệu lực diệt mối O. hainanensis của chế phẩm MaO1
• 3.3.2.2. Hiệu lực diệt mối O. hainanensis của sinh khối, dịch lọc và dịch huyền phù bào tử MaO1
• 3.3.2.3. Hiệu lực diệt mối O. hainanensis của chế phẩm MaO1 trong quá trình bảo quản
• 3.3.2.4. Thiết lập công thức chế phẩm MaO1 để diệt mối O.
• 3.3.2.5. Kết quả thử nghiệm 3MaO1 + 0,01Ki + 97H2O ở các tổ mối O.
• 3.3.2.6. Đề xuất qui trình sử dụng 3MaO1 + 0,01Ki + 97H2O diệt mối O.
• 3.3.3. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm MaP1 phòng mối C. hainanensis
• 3.3.3.1. Hiệu lực diệt mối cánh C. formosanus của MaP1 khi mối bị nhiễm trực tiếp chế phẩm
• 3.3.3.2. Hiệu lực diệt mối cánh C. formosanus của chế phẩm MaP1 trộn với đất
• 3.3.3.3. Hiệu lực diệt mối cánh O. hainanensis của chế phẩm MaP1 trộn với đất
• 3.3.3.4. Hiệu lực phòng mối C. formosanus di thực của chế phẩm MaP1 trộn đất
• 3.3.3.5. Thiết lập công thức chế phẩm MaP1 để phòng mối C.
• 3.3.3.6. Thử nghiệm 0,1MaP1 + 99,9CĐ phòng mối cánh C.
• 3.3.3.7. Thử nghiệm 0,2MaP1+99,8CV phòng mối C. formosanus di thực
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Kết luận
• Kiến nghị
• Danh mục các công trình khoa học đã công bố có liên quan đến luận án
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

Tóm tắt

I. Tổng quan về Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis

Nghiên cứu sinh học về Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis đã chỉ ra rằng hai loài mối này có ảnh hưởng nghiêm trọng đến các công trình xây dựng và hệ sinh thái. C. formosanus được biết đến với khả năng sinh sản nhanh chóng và khả năng thích nghi cao với môi trường đô thị, trong khi O. hainanensis thường gây hại cho các công trình thủy lợi. Việc hiểu rõ về sinh học và sinh thái của hai loài này là cần thiết để phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả. Theo nghiên cứu, C. formosanus có thể gây thiệt hại lên đến 3 tỷ đô la Mỹ mỗi năm tại Mỹ, cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu và quản lý chúng.

1.1 Đặc điểm sinh học của Coptotermes formosanus

Coptotermes formosanus có đặc điểm sinh học nổi bật như khả năng xây dựng tổ ngầm và sinh sản nhanh chóng. Chúng có thể sống trong các điều kiện khắc nghiệt và phát triển mạnh mẽ trong môi trường đô thị. Nghiên cứu cho thấy rằng loài này có thể tạo ra hàng triệu cá thể trong một tổ, làm tăng khả năng gây hại cho các công trình. Việc nghiên cứu sâu về đặc điểm sinh học của C. formosanus sẽ giúp phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả hơn.

1.2 Đặc điểm sinh thái của Odontotermes hainanensis

Odontotermes hainanensis thường sống trong các tổ lớn và có khả năng gây hại cho các công trình thủy lợi. Chúng có thể tạo ra các tổ mối lớn trong đất, gây ra sự suy giảm cấu trúc đất và làm giảm khả năng chống chịu của các công trình. Nghiên cứu về sinh thái của O. hainanensis cho thấy rằng chúng có thể tồn tại trong nhiều loại môi trường khác nhau, từ đất ẩm đến khô, điều này làm cho việc kiểm soát chúng trở nên khó khăn hơn.

II. Nghiên cứu về Metarhizium anisopliae

Nấm Metarhizium anisopliae đã được nghiên cứu như một biện pháp sinh học để phòng trừ Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis. Nghiên cứu cho thấy rằng nấm này có khả năng gây bệnh cho mối, làm giảm đáng kể số lượng cá thể trong quần thể. Việc sử dụng nấm M. anisopliae không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường, giúp giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nấm này có thể được áp dụng trong các điều kiện tự nhiên để kiểm soát mối một cách hiệu quả.

2.1 Hiệu lực diệt mối của Metarhizium anisopliae

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng M. anisopliae có hiệu lực diệt mối cao, đặc biệt là trong điều kiện phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, hiệu quả của nó trong điều kiện tự nhiên vẫn cần được nghiên cứu thêm. Việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu lực của nấm này là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình sử dụng. Các thử nghiệm cho thấy rằng nấm có thể lây nhiễm qua tiếp xúc và qua đường miệng, làm tăng khả năng kiểm soát mối trong quần thể.

2.2 Quy trình sử dụng Metarhizium anisopliae trong phòng trừ mối

Để sử dụng M. anisopliae hiệu quả trong phòng trừ mối, cần thiết lập quy trình cụ thể. Quy trình này bao gồm việc sản xuất chế phẩm nấm, lựa chọn thời điểm và phương pháp áp dụng. Nghiên cứu đã đề xuất các công thức chế phẩm khác nhau để tối ưu hóa hiệu quả diệt mối. Việc áp dụng quy trình này không chỉ giúp kiểm soát mối mà còn bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm từ hóa chất.

III. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu về Coptotermes formosanus, Odontotermes hainanensis và Metarhizium anisopliae đã chỉ ra rằng việc hiểu rõ sinh học và sinh thái của các loài mối này là rất quan trọng để phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả. Việc sử dụng nấm M. anisopliae như một biện pháp sinh học không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường. Cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện quy trình sử dụng nấm này trong thực tiễn, nhằm bảo vệ các công trình và môi trường sống.

3.1 Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về đặc điểm sinh học và sinh thái của C. formosanus và O. hainanensis trong các điều kiện tự nhiên khác nhau. Điều này sẽ giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của M. anisopliae và phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả hơn.

3.2 Khuyến nghị áp dụng thực tiễn

Khuyến nghị áp dụng các chế phẩm từ M. anisopliae trong quản lý mối tại các khu vực có nguy cơ cao. Việc này không chỉ giúp bảo vệ các công trình mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Cần có sự phối hợp giữa các nhà khoa học, quản lý và cộng đồng để thực hiện hiệu quả các biện pháp này.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Đề tài luận án tiến sĩ tập trung giải quyết vấn đề kiểm soát sinh học đối với hai loài mối gây hại nghiêm trọng tại Việt Nam: loài mối ngầm đô thị Coptotermes formosanus Shiraki (1909) và loài mối đê đập Odontotermes hainanensis Light (1924), thông qua việc ứng dụng vi nấm ngoại ký sinh Metarhizium anisopliae (Metsch) Sorok (1883).

Tính cấp thiết của nghiên cứu xuất phát từ thực trạng phá hoại của mối đối với công trình kiến trúc và hệ thống thủy lợi. C. formosanus là đối tượng gây hại chính cho các công trình xây dựng, chiếm tới 99% trường hợp công trình bị mối xâm hại trong số 268 công trình khảo sát tại 18 tỉnh thành ở Việt Nam. Đối với hệ thống đê đập thủy lợi, các loài mối thuộc giống Odontotermes là tác nhân gây nguy cơ sụt lún, rò rỉ và vỡ đê trong mùa mưa lũ; trong đó số lượng tổ của loài O. hainanensis chiếm tới 46,2% tổng số tổ mối trên các tuyến đê thuộc vùng đồng bằng sông Hồng. Các giải pháp phòng trừ truyền thống phụ thuộc vào việc đào bới thủ công hoặc sử dụng hóa chất độc hại, gây ô nhiễm môi trường và suy giảm tính bền vững của công trình. Mặc dù loài nấm sợi M. anisopliae đã được chứng minh có hoạt lực tiêu diệt mối cao trong phòng thí nghiệm, song các thử nghiệm ngoài hiện trường trước đây thường không ổn định hoặc thất bại. Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là sự thiếu gắn kết giữa công nghệ sản xuất, ứng dụng chế phẩm vi sinh với các đặc điểm sinh học, sinh thái học đặc thù của từng loài mối (nhóm không có vườn nấm và nhóm có vườn nấm cộng sinh Termitomyces).

Mục tiêu tổng quát của đề tài là nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái học quan trọng của C. formosanus và O. hainanensis làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng hợp lý các chế phẩm M. anisopliae trong phòng trừ đối với từng loài mối, đồng thời đề xuất quy trình kỹ thuật sử dụng các chế phẩm này trong thực tiễn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Loài mối C. formosanus, loài mối O. hainanensis và hiệu lực diệt trừ hai loài mối này của các chế phẩm sinh học chế tạo từ nấm M. anisopliae.
• Phạm vi không gian: Nghiên cứu sinh thái và thử nghiệm thực địa được thực hiện tại 4 khuôn viên đô thị và 37 công trình kiến trúc bị mối xâm hại tại Hà Nội; hệ thống đê thuộc các tỉnh, thành phố gồm Hà Nội, Thái Bình, Bắc Ninh (đê Tả Đuống, Quế Võ), Hà Tây (đê Tả Đáy, Ứng Hòa) và Thanh Hóa (đê Tả Chu, Thọ Xuân); nghiên cứu công nghệ lên men và thử nghiệm sinh học tại Trung tâm nghiên cứu phòng trừ mối, Viện Công nghệ sinh học (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và Trung tâm Công nghệ sinh học (Đại học Quốc gia Hà Nội).
• Phạm vi thời gian: Các nội dung nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện chính từ năm 2003 đến năm 2006, có kế thừa và phát triển các dẫn liệu từ giai đoạn 2000 - 2002.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Về loài mối Coptotermes formosanus: Tác giả điểm lại các công trình nghiên cứu phân loại, sinh thái học trên thế giới của Sumutey (1909), Wasmann (1896), Su và Tamashiro (1987), Ruan (2000), Culliney và Grace (2000), Henderson và Fei (2000), Thomas (1997), Grace (1995), Chen và Henderson (1997), Liu và nnk (1998), Crosland và nnk (1997). Về quy mô quần tộc, Su và Scheffrahn (1988) đã dùng phương pháp đánh dấu bắt lại xác định quần tộc C. formosanus có từ 1,4 đến 6,8 triệu cá thể, vùng kiếm ăn rộng từ 162 đến 3.571 m², cá biệt lên tới 16.000 m² (Thomas, 1997). Về phương pháp phòng trừ, tác giả tổng kết các nghiên cứu về hóa chất xử lý đất, bọt imidacloprid, fipronil (Ibrahim và nnk, 2003; Shelton và Grace, 2003; Osbrink và Lax, 2003; Su và nnk, 2004), bả độc chậm (Cabrera và nnk, 2002), thiết bị dò tìm âm thanh, hồng ngoại và chó nghiệp vụ (Brooks và nnk, 2003; Raloff, 2003; Mankin và nnk, 2002), các hoạt chất thảo mộc xua đuổi như nootkatone, flavonoid, tinh dầu hoắc hương và quế (Maistrello và nnk, 2001; Zhu và nnk, 2003; Boue, 2003; Chang và Cheng, 2002). Tại Việt Nam, các nghiên cứu hình thái, sinh thái và phân bố được ghi nhận bởi Bathellier (1927), Nguyễn Đức Khảm (1976), Nguyễn Ngọc Kiểng (1987), Lê Văn Triển và nnk (1998), Nguyễn Chí Thanh (1996); phương pháp nhử diệt lây nhiễm bằng thuốc TM-67, DM-90 của Nguyễn Chí Thanh (1996) và dò tìm âm thanh bằng máy khuếch đại của Nguyễn Đức Khảm và Vũ Văn Tuyển (1985).

Về loài mối Odontotermes hainanensis: Các công trình ngoài nước chủ yếu thuộc về các tác giả Trung Quốc như Shi (1987), Liu và nnk (1981, 1998) nghiên cứu sinh học, chu kỳ phát triển 4-5 năm xuất hiện mối cánh; các giải pháp xử lý tổ mối đê bằng bả lây nhiễm của Lý Thủy Mỹ (1958), phương pháp "gậy nấm than" Xylaria của Lý Đống (1989) và dự án loại bỏ Chlordane/Mirex của Ngân hàng Thế giới do Su, Junhong và Michael Lenz chủ trì (2003-2006). Ở trong nước, Nguyễn Đức Khảm (1971, 1976) mô tả đặc điểm sinh thái, khả năng điều tiết vi khí hậu và cấu trúc vườn nấm; Vũ Văn Tuyển (1982) phân tích tác hại đối với đập đất và giải pháp thăm dò bằng đồng vị phóng xạ kết hợp máy âm SD3; Bùi Công Hiển và nnk (2000) khảo sát cấu trúc tổ phụ trên đê Hà Nội; Ngô Trường Sơn (2005) xác định tỷ lệ bắt gặp loài đạt 87,2% trên các tuyến đê đồng bằng sông Hồng; phương pháp đào bắt mối chúa dân gian được tổng kết bởi Nguyễn Lễ (1977).

Về vi nấm Metarhizium anisopliae: Tác giả điểm lại lịch sử phát hiện từ Metsnhicov (1878) trên bọ cánh cứng hại lúa mì; các nghiên cứu cơ chế ký sinh, độc tố destruxin và enzyme phân giải cutin (Ferron, 1978; Burges, 1981, 1998; Kodaira, 1961; IOMC, 2000; Driver và nnk, 2000; Lomer và nnk, 1999, 2001; Houping, 2002; Batta, 2004; Bibi, 1997, 1998). Về thử nghiệm diệt mối bằng vi nấm, Rosengaus và Traniello (1997), Hanel (1981, 1982, 1983), Leong (1966), Sajap (1990), Kramm và West (1982), Lai (1982, 1997), Grace (1991, 1993, 1995), Jones và nnk (1996), Milner (1992, 1996, 1998), Delate và nnk (1995) đã chỉ ra hiệu lực diệt mối trong phòng thí nghiệm nhưng cũng ghi nhận những trở ngại ngoài hiện trường do phản ứng xua đuổi, tập tính chải chuốt làm sạch bào tử hoặc bào tử khó nảy mầm trong tổ. Tại Việt Nam, các nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng được thực hiện bởi Nguyễn Lân Dũng (1981, 1997), Phạm Bình Quyền (2005), Bùi Công Hiển (2003), Phạm Văn Ty (2006), Phạm Thị Thùy và nnk (1995, 1997, 2000); Tạ Kim Chỉnh (1992, 1996) nghiên cứu nuôi cấy và khảo nghiệm chế phẩm Ma.TV93; Nguyễn Dương Khuê và nnk (2001) tuyển chọn chủng nấm diệt C. formosanus.

Khoảng trống luận án giải quyết: Luận án tập trung làm rõ các mắt xích sinh học và sinh thái học chưa được định lượng đầy đủ (cơ chế truyền lây chất bột không độc, cấu trúc tổ chính - tổ phụ, tỷ lệ phân công đẳng cấp, điều kiện hình thành tổ thứ sinh ở C. formosanus; cơ chế cân bằng sinh thái giữa O. hainanensis và vườn nấm Termitomyces), từ đó thiết lập các dạng chế phẩm M. anisopliae chuyên biệt (chế phẩm bột bào tử, chế phẩm dịch thể lên men chìm, chế phẩm bột phòng chống) phù hợp với cơ chế xâm nhiễm của từng loài mối.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên lý thuyết về côn trùng xã hội, trong đó quần tộc (Colony) là một đơn vị sống độc lập, duy trì trạng thái cân bằng nội tại thông qua sự phân hóa đẳng cấp, phân công chức năng, quá trình điều hòa vi khí hậu tổ và hoạt động dinh dưỡng tương hỗ (trophallaxis). Nguyên lý phòng trừ sinh học được áp dụng dựa trên cơ chế ký sinh tiếp xúc qua lớp biểu bì cutin và sự lây truyền mầm bệnh giữa các cá thể trong quần tộc qua tiếp xúc cơ giới và đường tiêu hóa.

Hệ thống thuật ngữ được chuẩn hóa trong văn bản:

• Quần tộc (Colony): Toàn bộ các cá thể thuộc mọi đẳng cấp sống trong cùng một tổ (nest).
• Đàn mối kiếm ăn: Số lượng lớn cá thể thường xuyên ra ngoài tìm thức ăn hoặc nguyên liệu nuôi vườn nấm.
• Nhóm mối sửa chữa tổ: Số lượng hạn chế cá thể thực hiện sửa chữa khi tổ bị hư hại.
• Mối vua, mối chúa nguyên thủy: Cá thể sinh sản hình thành từ đôi mối cánh bay phân đàn ban đầu.
• Mối vua, mối chúa thay thế: Cá thể sinh sản hình thành từ các cá thể hậu bị khi thiếu vắng mối sinh sản nguyên thủy.
• Tổ nguyên sinh: Tổ hình thành từ đôi mối cánh ban đầu, còn mối vua chúa nguyên thủy.
• Tổ thứ sinh: Tổ hình thành bởi mối vua chúa thay thế từ một phần quần tộc bị cách ly.
• Tổ nhân tạo: Tổ nuôi trong phòng thí nghiệm từ đôi mối cánh.
• Tổ tự nhiên: Tổ hình thành ngoài tự nhiên tại công trình hoặc đê đập.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

• Phương pháp sinh thái và sinh học C. formosanus: Thu mối cánh bằng bẫy đèn và vợt tại lỗ vũ hóa; nuôi tổ từ đôi mối cánh theo Becker (1969) và Nguyễn Văn Quảng (2003); nuôi tổ trưởng thành theo Becker (1969) và Lý Quế Tường (1995); đánh dấu cá thể bằng thuốc nhuộm màu Red Sudan 7B (Lai và nnk, 1983; Su và Scheffrahn, 1988); ước tính số lượng cá thể bằng phương pháp đánh dấu bắt lại; xác định vị trí tổ bằng thiết bị khuếch đại âm thanh báo động (Nguyễn Đức Khảm và Vũ Văn Tuyển, 1985); khảo sát lây truyền chất bột màu (mực photocopy) qua tiếp xúc và đường miệng trong đĩa petri; thí nghiệm buồng đôi nối ống nhựa mềm ($\Phi = 6\text{ mm}$, chiều dài 100, 300, 500 cm).
• Phương pháp sinh thái và sinh học O. hainanensis: Khảo sát bay phân đàn theo Shi (1987); nuôi tổ nhân tạo có và không có vườn nấm Termitomyces; giải phẫu tổ theo Ly Tong (1989); phân tích quan hệ tổ chính - tổ phụ theo phương pháp cắt lớp của Bùi Công Hiển và nnk (2000); khảo sát mật độ tổ đê theo phương pháp ô tuyến (Nguyễn Đức Khảm, 1971); ứng dụng thiết bị rađa xuyên đất GPR (Ground Penetrating Radar) theo Nguyễn Văn Giảng (2000) và Từ Hưng Tân và nnk (1996, 1998) để phát hiện khoang tổ; xử lý số liệu GPR theo Yilmaz (1987); phân biệt tổ sống/chết bằng thiết bị âm tần (Vũ Văn Tuyển, 1982).
• Tuyển chọn và sản xuất chế phẩm nấm M. anisopliae: Thu thập 23 chủng giống nấm từ các cơ quan nghiên cứu (Trung tâm CNSH - ĐHQGHN, Viện Công nghệ sinh học, Trường ĐH Lâm nghiệp, Vụ KHCN - Bộ NN&PTNT) và phân lập tự nhiên; nuôi cấy trên môi trường Sabouraud Dextrose Agar (SDA) bổ sung khoáng và chitin ở 27 - 30°C; tuyển chọn chủng qua chỉ số thời gian gây chết 50% ($LT_{50}$) theo Rosengaus và Traniello (1997).
• Công nghệ sản xuất 3 chế phẩm chuyên biệt:
  1. Chế phẩm bột MaC1: Lên men xốp chủng MaC1 trên cơ chất cơm trong túi polyetylen (11 - 13 ngày), sấy khô nhiệt độ thấp, tách bào tử bằng thiết bị Mycohavester, phối trộn 10% chất bổ trợ; mật độ đạt $10^{10} - 10^{12}\text{ bào tử/g}$.
  2. Chế phẩm dịch thể MaO1: Lên men chìm sục khí chủng MaO1 trong nồi lên men BIO-BK dung tích 150 lít (quy mô 120 lít/mẻ) trên môi trường dịch khoai tây bổ sung 0,2 g chitin/lít trong 72 giờ ở 25 - 30°C; hàm lượng sinh khối đạt 60 - 80 g/lít.
  3. Chế phẩm bột MaP1: Lên men xốp chủng MaP1 trên cơ chất cơm, sấy khô, nghiền bằng thiết bị có bảo ôn ở nhiệt độ dưới 35°C; mật độ đạt $25 \times 10^9 - 25 \times 10^{10}\text{ bào tử/g}$.

Các công thức tính toán và xử lý số liệu:

• Số lượng cá thể C. formosanus nhử bắt: $A_c = W \times 345$ (với $W$ là trọng lượng mẫu tính bằng gam; 345 là số cá thể trung bình trong 1 gam).
• Số lượng cá thể đẳng cấp $i$ của O. hainanensis: $A_i = a_i \times 5 \times 1000$ (với $a_i$ là số lượng trung bình đẳng cấp $i$ trong 10 mẫu phân tích $5\text{ ml}$; 5 và 1000 là các hệ số nghịch đảo tỷ lệ rút mẫu và pha loãng).
• Tỷ lệ đẳng cấp: $R_i = (A_i / T) \times 100$ (với $T$ là tổng số cá thể trong mẫu).
• Chỉ số giới tính mối cánh: $i = f / (f + m)$ (với $f$ là số cá thể cái, $m$ là số cá thể đực).
• Mật độ tổ mối đê: $M_đ = M / S$ (với $M$ là số tổ mối ghi nhận, $S$ là diện tích trắc diện đê chuẩn hóa $10.000\text{ m}^2$).
• Hiệu lực diệt trừ theo công thức Abbott (1925): $$E = \frac{C_a - T_a}{C_a} \times 100$$ Trong đó $C_a$ là số cá thể sống ở lô đối chứng, $T_a$ là số cá thể sống ở lô xử lý.
• Xử lý thống kê: Sử dụng phần mềm phân tích số liệu trong Microsoft Excel, kiểm định phương sai F-Test và T-Test ở độ tin cậy 95% và 99% theo tài liệu của Chu Văn Mẫn (2001).

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Chương 1 tổng hợp toàn diện các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về đặc điểm sinh học, sinh thái học của hai loài mối Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis, đồng thời phân tích thực trạng các biện pháp phòng trừ hóa học, cơ học và sinh học. Nội dung chương nhấn mạnh tiềm năng của loài nấm sợi Metarhizium anisopliae trong phòng trừ côn trùng hại, làm rõ các hạn chế của việc phun rải bào tử đơn thuần ngoài hiện trường và khẳng định sự cần thiết phải gắn kết việc sản xuất chế phẩm vi sinh với tập tính bầy đàn của từng loài mối mục tiêu.

CHƯƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 trình bày chi tiết các địa điểm khảo sát tại Hà Nội và các tuyến đê Bắc Bộ; khung thời gian thực hiện (2003 - 2006); các quy trình thu bắt, nuôi cấy nhân tạo, giải phẫu cấu trúc tổ; quy trình tuyển chọn 23 chủng nấm M. anisopliae; công nghệ lên men xốp (túi PE) và lên men chìm (nồi BIO-BK 150 lít); mô hình thử nghiệm lây nhiễm trong buồng nối ống; mô hình khảo nghiệm hiệu lực phòng chống mối cánh và mối di thực qua lớp chắn đất; các công thức toán học tính toán quần tộc, tỷ lệ đẳng cấp, mật độ tổ và kiểm định thống kê.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được trên 3 nhóm nội dung chính:

1. Đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài mối Coptotermes formosanus

• Bay phân đàn: Theo dõi 9 tổ mối trong 3 năm (2004 - 2006) tại Hà Nội ghi nhận mối cánh bay từ 3 đến 6 đợt mỗi năm, tập trung chủ yếu vào tháng 4 (đôi khi kéo dài sang đầu tháng 5), vào khoảng thời gian chập tối từ 18h30 đến 19h30. Nhiệt độ trung bình lúc bay là $29,4 \pm 0,4^\circ\text{C}$ ($27,5 - 31,7^\circ\text{C}$), độ ẩm không khí trung bình $91,2 \pm 0,8%\text{ rh}$ ($87,0 - 96,5%\text{ rh}$). Mưa không phải yếu tố quyết định; phần lớn các đợt bay diễn ra khi trời không mưa, oi bức trong giai đoạn chuyển mùa.
• Phân bố theo độ cao: Mối cánh có xu hướng tập trung ở các tầng thấp của công trình khi cường độ ánh sáng đồng đều: tầng 1 chiếm 76,3%, tầng 2 chiếm 16,8%, tầng 3 chiếm 5,0% và tầng 4 chỉ chiếm 1,8%. Tuy nhiên, khi có nguồn sáng mạnh (như đèn cao áp sân tennis 267 Chùa Bộc), mối cánh bị thu hút tập trung về phía nguồn sáng.
• Hình thành tổ thứ sinh: Thí nghiệm nuôi nhóm mối tách chúa chứng minh nhóm mối thợ và mối lính có khả năng hình thành mối chúa thay thế sau 6 tháng trong hộp nuôi 40.000 cá thể, khẳng định sự tồn tại độc lập của các tổ thứ sinh khi bị chia cắt khỏi tổ chính.
• Tỷ lệ đẳng cấp: Đàn mối kiếm ăn có tỷ lệ mối thợ chiếm 80 - 90%, mối lính chiếm 10 - 15% (hoặc 18 - 20% tùy vị trí). Nhử bắt liên tục số lượng lớn làm biến động cơ cấu đẳng cấp nhưng quần tộc có khả năng tự điều chỉnh cân bằng.
• Cơ chế lây truyền chất bột màu: Thí nghiệm chứng minh bột màu (mực photocopy) bám dính trên biểu bì được lan truyền sang các cá thể khác qua tiếp xúc cơ giới và đi vào hệ thống tiêu hóa (ruột trước, ruột giữa, ruột sau) thông qua tập tính chải chuốt và mớm thức ăn (trophallaxis). Trong mô hình buồng kép nối ống nhựa dài tới 500 cm, mối nhiễm chế phẩm vẫn di chuyển và truyền bệnh làm chết toàn bộ cá thể ở buồng đối diện.

Năm	Ngày tháng	Khoảng thời điểm bay	Nhiệt độ (°C)	Độ ẩm (%)	Đặc điểm thời tiết
2004	14-4	7h15 - 7h45	28,8	92,0	Gió đông nam cấp 2, không mưa
2004	19-4	7h50 - 8h40	29,5	90,5	Gió nhẹ, mưa nhỏ sau khi bay
2004	21-4	6h30 - 7h10	30,2	88,5	Gió đông nam cấp 2-3, không mưa
2005	11-4	6h15 - 7h00	28,0	89,0	Gió nhẹ, không mưa
2005	18-4	6h45 - 7h10	29,4	87,0	Gió đông nam cấp 2, không mưa
2005	23-4	7h00 - 7h25	31,7	92,0	Gió nhẹ, không mưa
2006	02-4	6h40 - 7h10	27,5	95,0	Gió đông nam cấp 2-3, không mưa
2006	08-4	6h40 - 7h20	28,0	93,0	Mưa nhỏ và giông sau khi bay
2006	10-4	6h45 - 7h25	28,5	96,5	Gió nhẹ, không mưa
2006	13-4	7h10 - 7h45	29,6	93,0	Giông nhỏ sau khi bay, không mưa
2006	17-4	6h20 - 7h00	30,5	87,5	Gió đông nam cấp 2, không mưa
2006	03-5	7h10 - 7h40	30,7	90,0	Gió đông nam cấp 2, không mưa
Trung bình	-	-	$29,4 \pm 0,4$	$91,2 \pm 0,8$	-

2. Đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài mối Odontotermes hainanensis

• Bay phân đàn và phát triển cá thể: Mối cánh bay phân đàn tập trung vào giữa và cuối tháng 5 đến tháng 6. Tổ nuôi nhân tạo chỉ có khả năng tồn tại và phát triển khi được bổ sung vườn nấm cộng sinh Termitomyces. Nếu không có vườn nấm, tổ nuôi nhân tạo suy kiệt và chết hoàn toàn.
• Khả năng phục hồi tổ trên đê: Sau khi đào bắt mối chúa nguyên thủy, tổ mối O. hainanensis trên đê có tỷ lệ phục hồi tạo chúa thay thế sau 1 năm, chứng minh việc đào bắt cơ học đơn thuần không triệt tiêu được tổ mối.
• Cấu trúc tổ và phân bố không gian: Tổ gồm khoang chính chứa hoàng cung và hệ thống nhiều khoang phụ liên kết qua các đường hang thông khí. Khảo sát 12 tổ mối cho thấy khoang chính nằm sâu trong thân đê. Việc áp dụng thiết bị rađa đất GPR cho phép định vị chính xác vị trí và độ sâu khoang chính tổ mối chìm trong đê.

3. Nghiên cứu sử dụng các chế phẩm Metarhizium anisopliae phòng trừ mối

Tên chế phẩm	Dạng chế phẩm	Chủng nấm & Công nghệ	Đối tượng & Mục đích	Công thức ứng dụng tối ưu
MaC1	Bột mịn ($10^{10} - 10^{12}\text{ bt/g}$)	Chủng MaC1, lên men xốp cơ chất cơm, sấy khô, máy Mycohavester, phụ gia 10%	Diệt lây nhiễm quần tộc C. formosanus tại công trình	$1\text{MaC1} + 10^{-4}\text{Ka}$
MaO1	Dịch thể (sinh khối $60-80\text{ g/l}$ + dịch lọc)	Chủng MaO1, lên men chìm sục khí BIO-BK 150L, môi trường dịch khoai tây + chitin	Diệt tổ mối O. hainanensis qua lỗ khoan phụt vào khoang tổ đê	$3\text{MaO1} + 0,01\text{Ki} + 97\text{H}_2\text{O}$
MaP1	Bột mịn ($25 \times 10^9 - 25 \times 10^{10}\text{ bt/g}$)	Chủng MaP1, lên men xốp, nghiền bảo ôn $< 35^\circ\text{C}$	Tạo hàng rào đất phòng mối cánh xâm nhập và mối di thực	Phòng mối cánh: $0,1\text{MaP1} + 99,9\text{CĐ}$ Phòng mối di thực: $0,2\text{MaP1} + 99,8\text{CV}$

• Hiệu lực chế phẩm MaC1: Chế phẩm bột MaC1 duy trì hoạt tính diệt mối cao khi bảo quản ở $4^\circ\text{C}$ và giảm dần ở nhiệt độ phòng ($27 - 30^\circ\text{C}$). Thử nghiệm công thức $1\text{MaC1} + 10^{-4}\text{Ka}$ trên 37 công trình bị mối xâm hại tại Hà Nội cho thấy hiệu quả tiêu diệt hoàn toàn các tổ mối C. formosanus thông qua phương pháp nhử và phun bột lây nhiễm.
• Hiệu lực chế phẩm MaO1: Chế phẩm dịch thể MaO1 gồm cả sinh khối và dịch lọc (chứa enzyme ngoại bào và độc tố) làm rối loạn hệ sinh thái trong tổ O. hainanensis, ức chế nấm Termitomyces, kích thích nấm hoại sinh Xylaria phát triển làm tổ mối chết hoàn toàn sau 10 - 20 ngày xử lý bằng công thức $3\text{MaO1} + 0,01\text{Ki} + 97\text{H}_2\text{O}$ tại các tuyến đê Tả Đuống, Tả Đáy và Tả Chu.
• Hiệu lực chế phẩm MaP1: Đất trộn chế phẩm MaP1 tạo lớp ngăn cách tiêu diệt 100% mối cánh ghép đôi đào tổ sau 10 ngày thí nghiệm; đồng thời ngăn chặn hoàn toàn sự xâm nhập của mối thợ và mối lính di thực trong mô hình thử nghiệm của Cục Bảo vệ thực vật.

Kết quả và những đóng góp mới

Về mặt lý luận và khoa học:

• Luận án đã bổ sung và hệ thống hóa các dẫn liệu sinh học, sinh thái học chuyên sâu của hai loài mối gây hại điển hình đại diện cho hai nhóm sinh thái khác nhau (Coptotermes formosanus không có vườn nấm và Odontotermes hainanensis có vườn nấm cộng sinh).
• Xác định quy luật bay phân đàn, phân bố theo độ cao công trình, điều kiện nhiệt ẩm kích hoạt vũ hóa và chứng minh cơ chế hình thành tổ thứ sinh từ mối chúa thay thế ở loài C. formosanus.
• Làm rõ cấu trúc phân bố không gian khoang chính, hoàng cung, khoang phụ và vai trò sinh tồn bắt buộc của vườn nấm Termitomyces đối với quần tộc O. hainanensis.
• Thu thập, phân lập, định danh và bảo quản bộ sưu tập 23 chủng nấm sợi Metarhizium anisopliae, tuyển chọn thành công 9 chủng có hoạt lực cao, xác định được các chủng ưu việt gồm MaC1, MaO1 và MaP1.

Về mặt thực tiễn và ứng dụng:

• Xây dựng hoàn chỉnh quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh M. anisopliae ở hai dạng: dạng bột bào tử bằng công nghệ lên men xốp cơ chất rắn và dạng dịch thể bằng công nghệ lên men chìm sục khí quy mô 120 lít/mẻ trên thiết bị BIO-BK.
• Thiết lập 4 công thức chế phẩm sinh học chuyên dụng: công thức $1\text{MaC1} + 10^{-4}\text{Ka}$ diệt mối công trình; công thức $3\text{MaO1} + 0,01\text{Ki} + 97\text{H}_2\text{O}$ diệt mối đê đập; công thức $0,1\text{MaP1} + 99,9\text{CĐ}$ phòng mối cánh và $0,2\text{MaP1} + 99,8\text{CV}$ phòng mối di thực.
• Đề xuất quy trình ứng dụng kết hợp thiết bị rađa đất GPR để phát hiện khoang tổ ngầm trên thân đê kết hợp khoan phụt chế phẩm sinh học MaO1, thay thế hóa chất độc hại, bảo vệ an toàn công trình đê điều và môi trường sinh thái.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Khảo sát thực địa về đặc điểm bay phân đàn và thử nghiệm công trình của C. formosanus chủ yếu tập trung tại khu vực nội thành Hà Nội; số liệu trên các vùng khí hậu khác nhau trải dài theo vĩ độ chưa được điều tra đồng loạt.
• Hiệu lực tồn lưu của chế phẩm sinh học MaP1 trộn trong đất phòng mối ngoài trời bị suy giảm dưới tác động của nhiệt độ cao, bức xạ mặt trời và nước mưa tại các khu vực không có mái che bảo vệ.
• Chưa khảo sát chi tiết động thái tương tác vi sinh vật ở mức độ phân tử giữa sợi nấm M. anisopliae với hệ nấm hoại sinh Xylaria và nấm cộng sinh Termitomyces trong khoang tổ sau khi xử lý chế phẩm dịch thể.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Mở rộng phạm vi điều tra sinh học, sinh thái của các loài mối mục tiêu tại các vùng sinh thái miền Trung và miền Nam.
• Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ nano bọc vỏ hoặc bổ sung các chất ổn định quang học nhằm kéo dài thời gian tồn lưu của bào tử M. anisopliae trong đất ở điều kiện tự nhiên ngoài trời.
• Hoàn thiện thủ tục đăng ký kiểm định và tiêu chuẩn hóa quy trình sản xuất công nghiệp cho các chế phẩm MaC1, MaO1, MaP1 phục vụ thương mại hóa.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng và tham khảo cho các đối tượng:

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học thuộc các chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Côn trùng học, Lâm nghiệp, Công nghệ sinh học ứng dụng: Tham khảo phương pháp nghiên cứu sinh thái côn trùng xã hội, kỹ thuật nuôi cấy nấm ký sinh và phương pháp đánh dấu bắt lại bằng chất chỉ thị sinh học.
• Cán bộ kỹ thuật, kỹ sư quản lý đê điều thuộc Cục Quản lý đê điều và Phòng chống thiên tai (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn): Ứng dụng quy trình thăm dò tổ mối bằng thiết bị rađa xuyên đất GPR và quy trình xử lý tổ mối bằng dung dịch vi sinh MaO1 không xâm lấn kết cấu đê.
• Các đơn vị tư vấn và xử lý côn trùng công trình: Áp dụng quy trình diệt lây nhiễm C. formosanus bằng hộp nhử và chế phẩm bột MaC1, cùng các công thức xử lý hàng rào đất MaP1 phòng ngừa mối xâm nhập cho công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Đặc điểm thời tiết và thời gian bay phân đàn của loài mối Coptotermes formosanus tại Hà Nội diễn ra như thế nào? Mối cánh C. formosanus tại Hà Nội bay từ 3 đến 6 đợt mỗi năm, tập trung vào tháng 4 (đôi khi kéo dài đến đầu tháng 5), vào thời điểm chập tối từ 18h30 đến 19h30. Điều kiện thời tiết lúc bay có nhiệt độ trung bình $29,4^\circ\text{C}$ ($27,5 - 31,7^\circ\text{C}$), độ ẩm không khí trung bình $91,2%\text{ rh}$ ($87,0 - 96,5%\text{ rh}$), trời oi bức và hầu hết các đợt bay không có mưa.

2. Điểm khác biệt sinh thái cơ bản giữa Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis ảnh hưởng thế nào đến giải pháp xử lý chế phẩm sinh học? C. formosanus là loài làm tổ rỗng xốp không có vườn nấm, thường xuyên trao đổi thức ăn và chải chuốt mạnh, do đó phù hợp với phương pháp phun bột bào tử khô MaC1 để mối tự lây nhiễm chéo về tổ chính và tổ phụ. Ngược lại, O. hainanensis có đời sống cộng sinh bắt buộc với vườn nấm Termitomyces trong thân đê, đòi hỏi phải sử dụng chế phẩm dạng dịch thể MaO1 (chứa cả sinh khối nấm và độc tố/enzyme ngoại bào) khoan phụt trực tiếp vào khoang tổ nhằm phá vỡ sự cân bằng của vườn nấm và tiêu diệt tổ mối.

3. Thành phần và cơ chế hoạt động của công thức $1\text{MaC1} + 10^{-4}\text{Ka}$ trong việc tiêu diệt quần tộc Coptotermes formosanus là gì? Công thức gồm 1 phần chế phẩm bột bào tử nấm M. anisopliae (chủng MaC1, mật độ $10^{10} - 10^{12}\text{ bt/g}$) phối trộn với $10^{-4}$ chất phụ trợ Ka. Khi phun vào đàn mối kiếm ăn trong hộp nhử, bột bám vào biểu bì cutin và lây truyền sang các cá thể khác qua tiếp xúc cơ giới trong hang và qua đường tiêu hóa khi mối mớm mồi, chải chuốt cho nhau, dẫn đến dịch bệnh làm chết toàn bộ quần tộc sau khi mối rút về tổ.

4. Vì sao phương pháp đào bắt mối chúa nguyên thủy trên đê thường không mang lại hiệu quả triệt để đối với loài Odontotermes hainanensis? Kết quả theo dõi thực nghiệm cho thấy sau khi bị đào bắt mối chúa nguyên thủy, các tổ mối O. hainanensis trên đê có tỷ lệ phục hồi sau 1 năm nhờ sự hình thành của mối chúa thay thế từ các cá thể hậu bị trong quần tộc còn lại dưới các khoang phụ chưa bị phá hủy hoàn toàn.

5. Chế phẩm MaP1 được phối chế và sử dụng như thế nào để ngăn chặn mối cánh và mối di thực xâm nhập công trình? Chế phẩm MaP1 (bào tử nấm M. anisopliae lên men xốp nghiền mịn) được phối trộn vào đất theo hai tỷ lệ: công thức $0,1\text{MaP1} + 99,9\text{CĐ}$ (trộn với cát đen) để diệt 100% mối cánh kết đôi đào hang làm tổ, và công thức $0,2\text{MaP1} + 99,8\text{CV}$ (trộn với cát vàng) tạo lớp chắn ngăn ngừa sự xâm nhập của đàn mối thợ, mối lính di thực từ bên ngoài vào nền công trình.

Kết luận

Luận án đã giải quyết đồng bộ và có hệ thống mối quan hệ giữa đặc điểm sinh học, sinh thái học của hai loài mối gây hại chủ yếu (Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis) với việc tuyển chọn, sản xuất và ứng dụng nấm sợi Metarhizium anisopliae. Nghiên cứu đã chứng minh thành công cơ chế lây nhiễm của bột bào tử nấm qua tiếp xúc và tiêu hóa ở mối ngầm đô thị, đồng thời làm rõ cơ chế cạnh tranh sinh học để triệt tiêu tổ mối có vườn nấm trên đê đập. Các công thức chế phẩm sinh học MaC1, MaO1, MaP1 cùng các quy trình kỹ thuật đề xuất đã mở ra giải pháp kiểm soát mối hiệu quả, kinh tế, thay thế hóa chất độc hại và bảo đảm an toàn sinh thái môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Coptotermes formosanus Shiraki (1909) còn gọi là mối ngầm Đài Loan, chúng phân bố rộng và gây hại nặng nề cho công trình kiến trúc ở nƣớc ta và nhiều nƣớc thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Nguyễn Chí Thanh, 1996; Culliney and Grace , 2000) [28, 60]. Khả năng thích nghi cao với điều kiện đô thị hoá cho phép loài mối này mở rộng vùng phân bố rất nhanh ở các nƣớc nói trên. Do đó việc phòng trừ chúng trở thành vấn đề quan tâm đặc biệt của nhiều nhà khoa học và các tổ chức khác nhau. Trong lĩnh vực thuỷ lợi và thuỷ điện, giống mối Odontotermes đƣợc xác định là đối tƣợng gây hại phổ biến nhất cho đê, đập ở Việt Nam và Trung Quốc (Nguyễn Đức Khảm, 1976; Vũ Văn Tuyển, 1982; Lin Shu- qing, et al.

Theo số liệu thống kê, số lƣợng tổ của loài Odontotermes hainanensis Light (1924) chiếm tới 46,2 % số tổ mối trên đê của vùng châu thổ sông Hồng (Nguyễn Đức Khảm, 2002) [15]. Tổ của chúng tạo thành các ẩn hoạ nguy hiểm trong mùa mƣa lũ. Hàng năm các lực lƣợng quản lý đê, đập đã phải tốn rất nhiều công sức và tiền của để hạn chế mức độ gây hại của loài mối này. Đối với các loài mối gây hại nói chung và hai loài mối có nghĩa kinh tế quan trọng kể trên, ngƣời ta đã đề xuất nhiều phƣơng pháp khác nhau để phòng trừ chúng.

Song các phƣơng pháp hiện hành đều có hạn chế chung là phải sử dụng các hoá chất độc hại để xử lý, làm ô nhiễm môi trƣờng. Thực tế này đòi hỏi các nhà khoa học phải nghiên cứu tìm kiếm các phƣơng pháp phòng trừ chúng một cách thân thiện hơn với môi trƣờng (Mark, 2002) [102]. Một trong những phƣơng pháp đƣợc quan tâm là sử dụng vi sinh vật diệt mối, trong đó có loài nấm sợi Metarhizium anisopliae (Metsch) Sorok (1883). Nhiều nghiên cứu cho thấy loài nấm sợi M.

anisopliae có hoạt lực diệt mối rất cao trong điều kiện phòng thí nghiệm với số lƣợng cá thể mối hạn chế. Còn kết quả thử nghiệm đối với tổ của các loài mối trong điều kiện tự nhiên lại chƣa thành công hoặc cho kết quả không rõ ràng. z Một trong các nguyên nhân quan trọng có thể là chƣa có sự gắn kết giữa việc nghiên cứu sản xuất, sử dụng chế phẩm M. anisopliae với các đặc điểm sinh học, sinh thái học của mỗi loài mối.

Hầu hết các tác giả đều sử dụng bào tử thu đƣợc từ quá trình lên men M. anisopliae trên môi trƣờng rắn (hay môi trƣờng xốp) để thử nghiệm phòng trừ các loài mối khác nhau theo cách gần nhƣ nhau (Culliney and Grace , 2000; Harry et al., 2004) [60, 78], mà chƣa quan tâm nhiều đến đặc điểm sinh học, sinh thái học của từng loài mối thử nghiệm, cho nên kết quả thƣờng chƣa rõ ràng và ổn định. Nhằm góp phần giải quyết vấn đề này, chúng tôi chọn hai loài mối gây hại điển hình là Coptotermes formosanus Shiraki, thuộc nhóm mối không có vƣờn cấy nấm Termitomyces và Odontotermes hainanensis Light, thuộc nhóm mối có vƣờn cấy nấm Termitomyces, để thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của Coptotermes formosanus Shiraki; Odontotermes hainanensis Light và sử dụng chế phẩm từ Metarhizium anisopliae (Metsch) Sorok phòng trừ chúng”. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái học quan trọng của Coptotermes formosanus và Odontotermes hainanensis làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng hợp lý các chế phẩm M.

anisopliae trong phòng trừ đối với từng loài mối và đề xuất qui trình sử dụng các chế phẩm này trong phòng trừ chúng. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài - Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là loài mối C. formosanus, gây hại chính đối với công trình kiến trúc và loài mối O. hainanensis gây hại chủ yếu đối với đê, đập và hiệu lực diệt trừ hai loài mối này của các chế phẩm M.

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái học quan trọng của C. hainanensis, làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng hợp lý các loại chế phẩm M. anisopliae để phòng trừ chúng; thí nghiệm trong phòng để thiết lập và lựa chọn các công thức chế phẩm có hiệu lực phòng trừ cao nhất đối với mỗi loài mối; thử nghiệm, đánh giá hiệu quả phòng trừ của các công thức chế phẩm ở z điều kiện mối đang gây hại ngoài tự nhiên để xây dựng qui trình sử dụng hợp lý các chế phẩm cho từng loài mối. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ý nghĩa khoa học - Bổ sung và hệ thống các dẫn liệu sinh học, sinh thái học của C.

hainanensis, liên quan đến việc sử dụng các chế phẩm M. anisopliae trong phòng trừ mỗi loài. - Thu thập, phân lập, tuyển chọn và bảo quản bộ sƣu tập 9 chủng M. anisopliae phòng trừ C.

ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng qui trình nhân nuôi các chủng M. anisopliae có hoạt lực cao trong phòng trừ C. - Thiết lập một số công thức chế phẩm M. anisopliae phòng trừ C.

hainanensis, trên cơ sở các đặc điểm sinh học, sinh thái học có liên quan của chúng. - Đề xuất qui trình sử dụng các chế phẩm M. anisopliae phòng trừ mối C. hainanensis đạt hiệu quả kinh tế và không gây ô nhiễm môi trƣờng.

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ LOÀI MỐI COPTOTERMES FORMOSANUS SHIRAKI z 1.1 Nghiên cứu loài mối C. formosanus ở nƣớc ngoài 1.1 Nghiên cứu sinh học, sinh thái học Phân bố Loài mối Coptotermes formosanus Shiraki thuộc giống Coptotermes Wasmann,1896. Trong số 28 loài thuộc giống này, C. formosanus là loài có tốc độ mở rộng vùng phân bố nhanh nhất trên thế giới (Culliney and Grace, 2000; Henderson and Fei, 2000; Su, and Tamashiro, 1987 [60, 79, 120].

Coptoterrmes làm tổ ngầm ở các khu đô thị, nên chúng còn đƣợc gọi là nhóm mối ngầm đô thị - Urban subterranean termite (Ruan, 2000) [115]. formosanus có nguồn gốc từ Trung Quốc, lần đầu tiên đƣợc Sumutey (1909) phân loại theo mẫu thu tại Đài Loan và chúng luôn làm tổ ngầm nên thƣờng đƣợc gọi là mối ngầm Đài Loan (Formosan subterranean termite - FST). Loài này xâm nhập vào Nhật Bản từ thế kỷ 17 và đƣợc ngƣời Nhật gọi là loài mối nhà và đƣợc đƣa vào Mỹ sau chiến tranh thế giới thứ II. Những chiếc tàu thuỷ đƣợc cho là phƣơng tiện chở loài mối ngầm này phát tán đi khắp thế giới.

Nhờ sự thích ứng cao và khả năng sinh sản lớn, mối C. formosanus đã nhanh chóng phát triển và mở rộng vùng phân bố của chúng. Ở Mỹ, năm 1965 ngƣời ta chỉ mới phát hiện thấy chúng ở Houston, bang Tesax đến năm 1984 đã tìm thấy loài này ở 9 bang và hiện nay chúng hiện diện ở hầu hết các bang miền nam của Mỹ (Thomas,1997) [130]. Tác hại Loài mối ngầm Đài Loan là đối tƣợng gây hại nặng nề nhất cho các công trình kiến trúc ở nhiều nƣớc trên thế giới.

Ở Mỹ, hàng năm mối gây thiệt hại hơn 3 tỉ đô la Mỹ, trong đó khoảng 80% do các loài mối làm tổ ngầm gây ra, mà thủ phạm chủ yếu là C. Loài này tấn công các vật liệu có nguồn gốc Xenlulose nhƣ cây sống, gỗ xẻ, đồ vật bằng gỗ, hồ sơ tài liệu, bao bì v. Trong quá trình tìm kiếm thức ăn, chúng dễ dàng từ bỏ con đƣờng đã bị tác động và thiết lập một đƣờng giao thông mới để quay về tổ từ nguồn thức ăn đã định vị (Grace, 1995) [72]. Làm tổ z Coptotermes formosanus thƣờng chọn nơi có độ ẩm thích hợp, kín đáo và yên tĩnh bên trong các công trình kiến trúc để làm tổ.

Ngoài loại tổ chìm trong đất khá phổ biến, C. formosanus còn xây dựng tổ trong các cấu kiện không phải là đất, còn gọi là tổ trên không ( Aerial colonies). Ngƣời ta đã thống kê đƣợc 25% tổ mối C. formosanus tìm thấy ở các thành phố phía Đông nam bang Florida thuộc về loại tổ không tiếp xúc với đất (Thomas, 1997) [130].

Ngoài 2 loại tổ đƣợc hình thành từ các đôi mối cánh nguyên thuỷ kể trên, còn có loại tổ thứ 3 đƣợc hình thành nhờ sự xuất hiện của mối chúa thay thế, khi một phần quần tộc (colony) của loài mối này bị tách biệt khỏi cá thể sinh sản nguyên thuỷ (Chen và Henderson, 1997) [54]. formosanus thƣờng khá lớn và xốp. Hình dạng tổ lệ thuộc nhiều vào vị trí làm tổ. Chúng sử dụng chất tiết trộn với gỗ vụn và đ ất làm nguyên liệu xây tổ.

Coptotermes formosanus là loài mối không làm vƣờn cấy nấm, nên tổ của chúng có cấu trúc rỗng và đơn giản hơn các loài mối làm tổ có vƣờn cấy nấm. Việc điều tiết vi khí hậu trong tổ cũng đơn giản. Chúng tập trung số lƣợng cá thể về tổ khi nhiệt độ môi trƣờng xuống thấp và phân tán khi nhiệt độ lên quá cao (Henderson và Fei, 2000) [79]. Mỗi quần tộc mối C.

formosanus thƣờng có tổ chính và nhiều tổ phụ (Liu et al. Đẳng cấp Nhiều tác giả cho rằng không giống với các loài mối ngầm thuộc Reticulitermes có tới 3 loại: mối thợ lớn, mối thợ trung bình và mối thợ nhỏ (Crosland et al. 1997; Crosland và Traniello, 1997; Crosland et al. formosanus đơn giản hơn, chỉ có 1 loại mối thợ, nhƣng kích thƣớc và trọng lƣợng cơ thể mối thợ lại tuỳ theo tuổi của chúng (Grace, 1995) [71].

Theo Liu et al. (1998) [97], mối sinh sản gồm mối vua, mối chúa, mối cánh nguyên thuỷ và mối chúa thay thế. Chúng có chức năng sinh sản hoặc sẽ làm nhiệm vụ sinh sản trong tƣơng lai. Mối thợ làm nhiệm vụ kiếm ăn, xây tổ và chăm sóc mối vua, mối chúa và mối non.

Mối lính làm nhiệm vụ bảo vệ quần tộc nơi kiếm ăn và bảo vệ tổ. Mối cánh có 2 loại: mối cánh nguyên thuỷ, còn gọi là mối cánh thực thụ và mối z cánh ngắn, sẽ trở thành mối chúa thay thế khi cần thiết. Khi đào đƣợc một khoang nhỏ cho mình, đôi mối cánh nguyên thuỷ bắt đầu đẻ trứng. Mối cái đẻ liên tục nhƣ một cái máy và sau khoảng 3 - 5 năm từ một tổ mối ban đầu nhƣ vậy sẽ phát triển thành một tổ mối ở giai đoạn trƣởng thành có tới vài triệu cá thể.

Vào giai đoạn này chúng gây thiệt hại lớn cho công trình kiến trúc, nơi chúng làm tổ và những công trình lân cận. Từ đây trong tổ xuất hiện mối cánh nguyên thuỷ và mối cánh ngắn (Thomas, 1997) [130].