Nghiên cứu sinh học và sinh thái của loài châu chấu mía

Nghiên cứu về sinh học châu chấu mía (Hieroglyphus tonkinensis) có ý nghĩa quan trọng trong nông nghiệp… 228 trang · Học viện Nông nghiệp Việt Nam · 2013.

• Tác giả: Nguyễn Hồ Yến
• Người hướng dẫn: GS. Hồ Thị Thu Giang
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học Nông nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu sinh học và sinh thái của loài châu chấu mía
• Loại tài liệu: Luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• Các ký hiệu và chữ viết tắt
• Danh mục bảng
• Danh mục hình
• MỞ ĐẦU
• 1. Đặt vấn đề
• 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 3. Mục đích, yêu cầu của đề tài
• 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 5. Những đóng góp mới của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.2. Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước
• 1.2.1. Thành phần loài và tác hại của châu chấu tại một số khu vực trên Thế giới
• 1.2.2. Nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của một số loài châu chấu nguy hiểm
• 1.2.3. Nghiên cứu biện pháp phòng trừ châu chấu
• 1.3. Thành phần loài, tác hại của châu chấu ở Việt Nam và ở tỉnh Hòa Bình
• 1.4. Những nghiên cứu về các loài châu chấu thuộc giống Hieroglyphus Krauss ở Việt Nam
• 1.5. Nghiên cứu phòng trừ châu chấu ở Việt Nam
• 1.6. Những vấn đề chưa được đề cập đến, cần tập trung giải quyết
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Địa điểm nghiên cứu
• 2.1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của tỉnh Hòa Bình
• 2.1.2. Điều kiện ở các địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.3. Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu
• 2.3.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.3.2. Dụng cụ nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp nghiên cứu thành phần loài châu chấu, mức độ phổ biến và mức độ gây hại của loài châu chấu mía
• 2.5.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái châu chấu mía
• 2.5.3. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh vật học châu chấu mía
• 2.5.4. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh thái học châu chấu mía
• 2.5.5. Nghiên cứu biện pháp phòng trừ châu chấu mía H. tonkinensis và xây dựng mô hình phòng trừ tổng hợp với sự tham gia của cộng đồng
• 2.6. Phương pháp tính toán xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thành phần loài châu chấu, mức độ phổ biến và mức độ gây hại của châu chấu mía H. tonkinensis ở tỉnh Hòa Bình
• 3.1.1. Thành phần loài châu chấu ở tỉnh Hòa Bình
• 3.1.2. Mức độ phổ biến và mức độ gây hại của châu chấu mía H. tonkinensis ở tỉnh Hòa Bình
• 3.2. Vị trí phân loại và đặc điểm hình thái của châu chấu H. tonkinensis
• 3.2.1. Vị trí phân loại
• 3.2.2. Đặc điểm hình thái của châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.3. Đặc điểm sinh vật học của châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.3.1. Tập tính sinh sống của châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.3.2. Thời gian phát triển, vòng đời châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.3.3. Sinh học sinh sản của châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.4. Đặc điểm sinh thái học của châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.4.1. Đặc điểm phát sinh gây hại của châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.4.2. Ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái đến châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.5. Nghiên cứu biện pháp phòng trừ châu chấu mía H. tonkinensis và xây dựng mô hình phòng trừ tổng hợp với sự tham gia của người dân
• 3.5.1. Biện pháp phòng trừ châu chấu mía H. tonkinensis
• 3.5.2. Xây dựng mô hình phòng trừ tổng hợp với sự tham gia của người dân
• 3.5.3. Hiệu quả mô hình phòng trừ tổng hợp châu chấu mía H. tonkinensis
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• 1. Kết luận
• 2. Đề nghị
• Danh mục các công trình đã công bố liên quan đến luận án
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Sinh Học Châu Chấu Mía Vì Sao Quan Trọng

Nghiên cứu về sinh học châu chấu mía (Hieroglyphus tonkinensis) có ý nghĩa quan trọng trong nông nghiệp, đặc biệt là đối với cây mía. Châu chấu mía gây hại đáng kể cho sâu bệnh hại mía, ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng. Hiểu rõ về vòng đời châu chấu mía, thức ăn châu chấu mía, và môi trường sống châu chấu mía của chúng là then chốt để xây dựng các biện pháp phòng trừ hiệu quả. Các nghiên cứu cơ bản về sinh thái học châu chấu mía vẫn còn hạn chế, đặc biệt là thông tin về các loài thuộc giống Hieroglyphus. Các biện pháp phòng trừ dịch hại thường mang tính thụ động, chỉ được tiến hành khi châu chấu đã lớn và gây thiệt hại đáng kể. Việc nghiên cứu sâu về đặc điểm hình thái, sinh học và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh, phát triển của châu chấu mía là cần thiết.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu khoa học về châu chấu mía

Nghiên cứu khoa học về châu chấu mía giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm sinh học, sinh thái của loài dịch hại này. Từ đó, có thể xây dựng các biện pháp phòng trừ hiệu quả và bền vững, giảm thiểu tác động tiêu cực đến sản xuất mía. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc quản lý loài châu chấu mía tại Hòa Bình nói riêng và các vùng trồng mía khác nói chung. Việc xác định chính xác tên loài, đặc điểm hình thái, và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh gây hại là vô cùng quan trọng.

1.2. Thực trạng phòng trừ châu chấu mía hiện nay

Hiện nay, việc phòng trừ châu chấu mía thường mang tính thụ động, chỉ được thực hiện khi châu chấu đã gây hại nghiêm trọng. Điều này dẫn đến hiệu quả không cao và có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Cần có các nghiên cứu chuyên sâu và các biện pháp phòng trừ chủ động, dựa trên hiểu biết về sinh học châu chấu mía và sinh thái học châu chấu mía.

II. Thách Thức Tác Động Của Châu Chấu Mía Lên Nông Nghiệp

Tác động của châu chấu mía đến mía là rất lớn. Chúng ăn lá, thân non, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Trong các đợt dịch, tác động của châu chấu mía đến mía có thể gây thiệt hại nghiêm trọng về năng suất. Theo tài liệu, từ mùa thu năm 1992, châu chấu sa mạc đã tích lũy mật độ thành đàn ở vùng Biển Đỏ. 18 tháng sau, trùng với sự bùng phát của châu chấu di cư Á Đông đã tạo ra đợt dịch lớn. Các nghiên cứu cơ bản và đặc tính của từng loài còn hạn chế, bất cập khi chúng ta biết rằng tác hại của châu chấu đối với cây trồng nông nghiệp, lâm nghiệp trong các đợt dịch ở nước ta không hề nhỏ. Điều này gây ảnh hưởng tiêu cực đến kinh tế của người trồng mía và an ninh lương thực. Châu chấu mía thường phát sinh từ tháng 4 đến tháng 9 hàng năm, gây hại trên nhiều loại cây.

2.1. Mức độ gây hại và thiệt hại kinh tế do châu chấu mía gây ra

Châu chấu mía gây hại bằng cách ăn lá và thân non của cây mía, làm giảm khả năng quang hợp và hấp thụ dinh dưỡng của cây. Trong điều kiện dịch, chúng có thể ăn trụi cả ruộng mía, gây thiệt hại hoàn toàn về năng suất. Thiệt hại kinh tế do châu chấu mía gây ra có thể lên đến hàng tỷ đồng mỗi năm, ảnh hưởng đến thu nhập của người dân và sự phát triển của ngành mía đường.

2.2. Ảnh hưởng của châu chấu mía đến hệ sinh thái ruộng mía

Sự xuất hiện của châu chấu mía có thể làm thay đổi hệ sinh thái ruộng mía, ảnh hưởng đến sự cân bằng sinh học và đa dạng sinh học. Chúng cạnh tranh nguồn thức ăn với các loài côn trùng có ích khác, đồng thời làm suy yếu cây mía, tạo điều kiện cho các loài sâu bệnh khác phát triển. Ảnh hưởng đến đa dạng sinh học ruộng mía.

2.3. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến châu chấu mía

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến châu chấu mía là một vấn đề cần được quan tâm. Nhiệt độ và độ ẩm thay đổi có thể ảnh hưởng đến vòng đời, khả năng sinh sản và phân bố của chúng. Biến đổi khí hậu có thể làm gia tăng nguy cơ bùng phát dịch châu chấu mía trong tương lai. Nghiên cứu chuyên sâu để đưa ra biện pháp phòng tránh kịp thời.

III. Cách Nghiên Cứu Đặc Điểm Sinh Học Châu Chấu Mía Hiệu Quả

Nghiên cứu đặc điểm hình thái châu chấu mía, phân bố địa lý châu chấu mía, vòng đời châu chấu mía, và kẻ thù tự nhiên của châu chấu mía là rất quan trọng. Cần thu thập mẫu vật, quan sát trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng ruộng. Phân tích dữ liệu để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của châu chấu. GS. Hồ Thị Thu Giang là người hướng dẫn khoa học cho đề tài này. Đề tài nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của loài châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis Bolivar, 1912 (Orthoptera: Acrididae) và biện pháp phòng trừ tại Hòa Bình. Đồng thời đề tài đã nghiên cứu một cách hệ thống về đặc điểm hình thái, sinh học và một số yếu tố tác động đến sự phát sinh, phát triển của châu chấu mía H.

3.1. Phương pháp thu thập và phân tích mẫu vật châu chấu mía

Việc thu thập mẫu vật châu chấu mía cần được thực hiện ở nhiều địa điểm và thời điểm khác nhau để đảm bảo tính đại diện. Mẫu vật cần được bảo quản đúng cách để phục vụ cho việc phân tích hình thái, giải phẫu và di truyền. Cần có các phương pháp phân tích hiện đại để xác định chính xác loài, giới tính và tuổi của châu chấu.

3.2. Nghiên cứu vòng đời và tập tính của châu chấu mía trong phòng thí nghiệm

Nghiên cứu vòng đời châu chấu mía và tập tính của chúng trong điều kiện phòng thí nghiệm giúp hiểu rõ hơn về các giai đoạn phát triển, nhu cầu dinh dưỡng và khả năng sinh sản. Các thí nghiệm cần được thiết kế cẩn thận, kiểm soát chặt chẽ các yếu tố môi trường để đảm bảo tính chính xác và tin cậy.

3.3. Theo dõi và ghi nhận các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến châu chấu mía

Việc theo dõi và ghi nhận các yếu tố sinh thái như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và nguồn thức ăn giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh và phát triển của châu chấu mía trong điều kiện tự nhiên. Dữ liệu cần được thu thập liên tục và phân tích thống kê để xác định các mối tương quan và xây dựng mô hình dự báo.

IV. Biện Pháp Phòng Trừ Châu Chấu Mía Hiệu Quả Nhất Hiện Nay

Các biện pháp phòng trừ cần kết hợp nhiều phương pháp, bao gồm biện pháp canh tác phòng trừ châu chấu mía, thiên địch của châu chấu mía, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật sinh học và hóa học hợp lý. Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) là một giải pháp hiệu quả và bền vững. Cần giám sát sự phát sinh gây hại của chúng hàng năm. Đề tài đã xác định nơi đẻ trứng tập trung của châu chấu mía H. tonkinensis; đề xuất được biện pháp phòng chống một cách có hiệu quả bằng các biện pháp canh tác, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật sinh học và hóa học hợp lý, trên cơ sở giám sát sự phát sinh gây hại của chúng hàng năm.

4.1. Sử dụng thiên địch để kiểm soát quần thể châu chấu mía

Sử dụng thiên địch của châu chấu mía như ong ký sinh, nấm ký sinh và chim ăn côn trùng là một biện pháp sinh học an toàn và hiệu quả. Cần tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của thiên địch trong ruộng mía, đồng thời hạn chế sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật có hại cho chúng. LUBILOSA (đấu tranh sinh học phòng chống châu chấu) là một ví dụ về việc sử dụng thiên địch.

4.2. Áp dụng biện pháp canh tác để hạn chế sự phát triển của châu chấu mía

Các biện pháp canh tác phòng trừ châu chấu mía như làm đất, bón phân cân đối, tưới tiêu hợp lý và luân canh cây trồng có thể giúp cây mía sinh trưởng khỏe mạnh, tăng khả năng chống chịu sâu bệnh. Ngoài ra, có thể sử dụng các loại cây trồng có khả năng xua đuổi châu chấu để trồng xen trong ruộng mía.

4.3. Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật an toàn và hiệu quả

Khi cần thiết, có thể sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để phòng trừ châu chấu mía. Tuy nhiên, cần lựa chọn các loại thuốc có độ độc thấp, ít ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Tuân thủ đúng hướng dẫn sử dụng và đảm bảo thời gian cách ly để tránh gây hại cho người tiêu dùng.

V. Ứng Dụng Nghiên Cứu Quản Lý Dịch Hại Châu Chấu Mía Bền Vững

Kết quả nghiên cứu về sinh học châu chấu mía và sinh thái học châu chấu mía có thể được ứng dụng để xây dựng các chương trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) hiệu quả và bền vững. Cần kết hợp các biện pháp phòng trừ khác nhau, đồng thời theo dõi và dự báo sự phát sinh của châu chấu để có biện pháp can thiệp kịp thời. Đề tài đã xác định được đặc điểm hình thái, vị trí phân loại, mức độ phổ biến và ý nghĩa kinh tế của châu chấu mía H. Nghiên cứu đặc điểm phát sinh gây hại của chúng, đồng thời nghiên cứu áp dụng một số biện pháp canh tác, sinh học, hóa học phòng chống châu chấu mía.

5.1. Xây dựng hệ thống dự báo và cảnh báo sớm về dịch châu chấu mía

Dựa trên các yếu tố sinh thái và đặc điểm sinh học của châu chấu mía, có thể xây dựng hệ thống dự báo và cảnh báo sớm về nguy cơ bùng phát dịch. Hệ thống này giúp người trồng mía chủ động phòng ngừa và có biện pháp can thiệp kịp thời, giảm thiểu thiệt hại. RAAT (Giảm khu vực xử lý) là một phương pháp có thể áp dụng.

5.2. Nâng cao nhận thức và kỹ năng phòng trừ châu chấu mía cho nông dân

Cần tổ chức các lớp tập huấn, hội thảo và tư vấn kỹ thuật để nâng cao nhận thức và kỹ năng phòng trừ châu chấu mía cho người trồng mía. Cung cấp thông tin về các biện pháp phòng trừ hiệu quả, an toàn và bền vững, đồng thời khuyến khích nông dân áp dụng các biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM).

5.3. Nghiên cứu và phát triển các giải pháp phòng trừ châu chấu mía mới

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp phòng trừ châu chấu mía mới, an toàn và hiệu quả hơn. Các giải pháp này có thể bao gồm sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật sinh học mới, phát triển các giống mía kháng châu chấu và ứng dụng công nghệ sinh học trong phòng trừ dịch hại.

VI. Tương Lai Nghiên Cứu Hướng Phát Triển Sinh Học Châu Chấu Mía

Nghiên cứu sâu hơn về genetics của châu chấu mía, phylogeny của châu chấu mía, và sự tiến hóa của châu chấu mía sẽ giúp hiểu rõ hơn về nguồn gốc, quan hệ họ hàng và khả năng thích nghi của chúng. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc dự đoán và phòng ngừa các đợt dịch trong tương lai. Cung cấp dẫn liệu khoa học mới về đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh vật học; ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái đến tỷ lệ sống sót và sự phát sinh gây hại của châu chấu mía H.

6.1. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu về châu chấu mía

Công nghệ sinh học có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu về châu chấu mía, bao gồm xác định loài, phân tích di truyền, phát triển các loại thuốc bảo vệ thực vật sinh học và tạo ra các giống mía kháng châu chấu. Các kỹ thuật như PCR, giải trình tự gen và kỹ thuật biến đổi gen có thể cung cấp những thông tin quan trọng về sinh học châu chấu mía.

6.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến châu chấu mía

Cần tiếp tục nghiên cứu về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến châu chấu mía, đặc biệt là tác động của nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa đến vòng đời, phân bố và khả năng gây hại của chúng. Các nghiên cứu này giúp dự đoán nguy cơ bùng phát dịch và đưa ra các biện pháp phòng ngừa phù hợp.

6.3. Hợp tác quốc tế trong nghiên cứu và phòng trừ châu chấu mía

Cần tăng cường hợp tác quốc tế trong nghiên cứu và phòng trừ châu chấu mía, chia sẻ kinh nghiệm và thông tin về các biện pháp phòng trừ hiệu quả. Các tổ chức quốc tế như FAO và AAAI có thể đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy hợp tác và hỗ trợ các nước trong khu vực trong việc quản lý dịch hại châu chấu.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Châu chấu (cào cào) thuộc họ Acrididae (bộ Cánh thẳng - Orthoptera) là nhóm côn trùng có số lượng loài lớn nhất trong bộ với trên 10.000 loài trên thế giới. Nhiều loài trong họ Acrididae là đối tượng gây hại nguy hiểm bậc nhất đối với cây trồng nông nghiệp và lâm nghiệp (như châu chấu di cư Á Đông Locusta migratoria, châu chấu sa mạc Schistocerca gregaria). Tại Việt Nam, các nghiên cứu cơ bản về thành phần khu hệ cũng như đặc tính sinh học, sinh thái của từng loài châu chấu còn rất hạn chế; các biện pháp phòng chống chủ yếu mang tính thụ động, chỉ thực hiện khi châu chấu đã lớn, di chuyển thành đàn và gây hại nghiêm trọng trên đồng ruộng. Điều này đi ngược lại nguyên tắc mấu chốt được khoa học thế giới đúc kết là cần phát hiện sớm và xử lý ngay từ giai đoạn ấu trùng tuổi nhỏ.

Tại tỉnh Hòa Bình, từ khi công bố dịch châu chấu thuộc giống Hieroglyphus Krauss vào năm 1997, loài dịch hại này tiếp tục phát sinh từ tháng 4 đến tháng 9 hàng năm, cắn phá nhiều loại cây lâm nghiệp (luồng, lảnh hanh thuộc họ Tre trúc) và cây nông nghiệp (lúa, ngô, mía thuộc họ Hòa thảo). Sự thiếu hụt các dẫn liệu chính xác về danh pháp loài, đặc điểm sinh vật học, sinh thái học và tập tính đẻ trứng tại địa phương đã khiến công tác quản lý dịch hại gặp nhiều lúng túng. Luận án được thực hiện nhằm giải quyết các bất cập và khoảng trống khoa học đó.

Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu

• Mục đích: Trên cơ sở những nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của loài châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis Bolívar, 1912 để xây dựng biện pháp quản lý chúng một cách hiệu quả và bền vững.
• Yêu cầu nghiên cứu:
  1. Xác định được thành phần loài châu chấu của tỉnh Hòa Bình ở khu vực nghiên cứu.
  2. Xác định được đặc điểm hình thái, vị trí phân loại, mức độ phổ biến và ý nghĩa kinh tế của châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis.
  3. Xác định được những đặc điểm sinh vật học, sinh thái học cơ bản của châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis.
  4. Xây dựng được quy trình phòng chống tổng hợp đối với loài châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis ở tỉnh Hòa Bình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các loài châu chấu thuộc họ Acrididae tại tỉnh Hòa Bình; trọng tâm đi sâu là loài châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis Bolívar, 1912.
• Phạm vi nghiên cứu:
  • Không gian: Địa bàn tỉnh Hòa Bình, tập trung tại các huyện thường xuyên bị châu chấu gây hại trên cây trồng nông, lâm nghiệp như Cao Phong, Tân Lạc, Đà Bắc và các khu vực thí nghiệm tại thành phố Hòa Bình, xã Trung Hòa (huyện Tân Lạc).
  • Nội dung: Nghiên cứu hình thái, tập tính sinh học, chu kỳ phát triển, đặc điểm sinh thái (ổ trứng, tỷ lệ sống, đất, ẩm độ, thiên địch), khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ (thủ công, sinh học, hóa học) và mô hình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) có sự tham gia của cộng đồng.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu quốc tế

• Quy mô và mức độ gây hại: Theo thống kê của Trung tâm Hợp tác nghiên cứu phát triển nông nghiệp Quốc tế Pháp (CIRAD, 2011), từ năm 1930 đến tháng 1/2011 đã có hơn 12.000 công trình nghiên cứu về châu chấu được đăng tải trên các tạp chí quốc tế. Các cơ quan chuyên trách như Ủy ban quản lý dịch châu chấu Ô-xtơ-rây-li-a (APLC), Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên Hiệp Quốc (FAO) liên tục theo dõi và phối hợp kiểm soát các loài dịch hại nguy hiểm như Chortoicetes terminifera, Austracris guttulosa, Locusta migratoria (ở Úc); Dociostaurus maroccanus, Calliptamus italicus (vùng Caucasus và Trung Á); Melanoplus differentialis, Melanoplus sanguinipes, Camnula pellucida (ở Bắc Mỹ); các loài dịch hại tại Trung Quốc (Chen, 1999; Liang, 1996; Ren và Yang, 1993; Lu et al., 2010).
• Chi Hieroglyphus Krauss: Mason (1974) ghi nhận giống này có 10 loài trên thế giới, chỉ phân bố ở châu Á và châu Phi. Trong đó, loài H. banian Fabricius và H. nigrorepletus là những đối tượng gây hại ngũ cốc nghiêm trọng tại Ấn Độ (Pruthi, 1949; Rao và Cherian, 1940; Parthasarathy và Narayanasamy, 1997).
• Sinh thái và phòng trừ: Các tác giả quốc tế tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn đến phát dục buồng trứng (Chen et al.), chu kỳ quang và nhiệt độ đối với hiện tượng đình dục (Tanaka, 1992; Fielding, 2006; Matheson, 2003). Chương trình Quản lý dịch hại tổng hợp châu chấu (GHIPM) và Đấu tranh sinh học phòng chống châu chấu (LUBILOSA) khẳng định việc điều tra cơ bản, phát hiện sớm ổ trứng và xử lý ấu trùng tuổi nhỏ là nguyên tắc sống còn.

Tình hình nghiên cứu trong nước và khoảng trống luận án giải quyết

• Khu hệ Acrididae tại Việt Nam:
  • Viện Bảo vệ thực vật (1976) công bố kết quả điều tra côn trùng miền Bắc (1967-1968) ghi nhận 61 loài thuộc 31 giống.
  • Viện Bảo vệ thực vật (1999) điều tra miền Nam (1977-1978) ghi nhận 39 loài thuộc 27 giống.
  • Lưu Tham Mưu (2000) trong "Động vật chí Việt Nam" (Tập 7) thống kê 73 loài thuộc 46 giống.
  • Tổng hợp từ 3 nguồn trên sau khi tra cứu và loại trừ trùng lặp xác định được 106 loài họ Acrididae ở Việt Nam (có 22 loài xuất hiện đồng thời ở cả 3 nguồn). Nguyễn Thế Nhã (2003) bổ sung thêm loài Ceracris hoffmanni Uvarov, 1931, nâng tổng số lên 107 loài.
• Dịch châu chấu tại các địa phương: Dịch Patanga succincta và Hieroglyphus banian tại Bà Rịa - Vũng Tàu (1993-1995); dịch châu chấu tre lưng vàng Ceracris kiangsu tại Phú Thọ (2008-2012); dịch châu chấu mía Hieroglyphus sp. tại Thanh Hóa (2003-2004) làm hại 1.881 ha lúa vụ mùa 2003 và 130 ha vụ xuân 2004.
• Tranh luận định loại tại Hòa Bình: Viện Bảo vệ thực vật (1976) và Phạm Thị Thùy (1998) xác định loài gây hại tại Hòa Bình là Hieroglyphus tonkinensis Bolívar; Lưu Tham Mưu (2000) cho rằng đó là H. banian Fabricius và nhận định H. tonkinensis rất khó phát hiện ở Việt Nam; sau đó Nguyễn Thế Nhã (2003) khẳng định mẫu vật thu thập được tại Hòa Bình là H. tonkinensis.

Luận án của NCS. Nguyễn Hồng Yến giải quyết dứt điểm khoảng trống định loại, cung cấp hệ thống dữ liệu sinh học, sinh thái học thực nghiệm của H. tonkinensis tại Hòa Bình và xây dựng quy trình quản lý tổng hợp IPM dựa vào cộng đồng.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm áp dụng

Luận án vận dụng các nguyên lý của Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), Quản lý dịch hại tổng hợp châu chấu (GHIPM), chiến lược giảm diện tích xử lý (RAAT - Reduction Agent-Area Treatment) và lý thuyết sinh thái học côn trùng về ngưỡng phát sinh gây hại, chỉ số chuyển hóa thức ăn tiêu thụ (ECI), cũng như mối quan hệ giữa côn trùng với cây ký chủ và điều kiện môi trường vô sinh.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp phân loại và hình thái: Quan sát, đo đạc kích thước cơ thể, cấu tạo mấu lồi đốt ngực trước, gai lỗ thính giác đốt bụng thứ nhất, hình thái lông đuôi (cerci) ở con đực và mép mảng sinh dục dưới ở con cái để giám định và mô tả các pha phát triển (trứng, ấu trùng các tuổi, trưởng thành).
• Phương pháp sinh vật học và sinh thái học:
  • Nuôi sinh học trong lồng thí nghiệm để xác định vòng đời, thời gian phát triển các tuổi ấu trùng, tỷ lệ vũ hóa, tỷ lệ đẻ trứng, thời gian thụ tinh và phát dục buồng trứng.
  • Đánh giá khả năng lựa chọn thức ăn và đo lường khối lượng thức ăn tiêu thụ, tính toán hiệu suất chuyển hóa thức ăn tiêu thụ (ECI).
  • Khảo sát ổ trứng ngoài thực địa: xác định độ sâu, hướng đồi (đông, tây, nam, bắc), loại đất và ảnh hưởng của ẩm độ đất đến tỷ lệ sống sót của trứng.
  • Điều tra thành phần thiên địch tự nhiên của châu chấu mía tại hiện trường.
• Phương pháp khảo nghiệm phòng trừ và xây dựng mô hình:
  • Đánh giá hiệu lực của biện pháp thu bắt thủ công ở các xã nhiễm dịch.
  • Thử nghiệm hiệu lực của các chế phẩm sinh học và thuốc hóa học bảo vệ thực vật trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng ruộng.
  • Thiết lập mô hình phòng trừ tổng hợp (IPM) có sự tham gia của cộng đồng nông dân tại xã Trung Hòa (huyện Tân Lạc) và đối chứng so sánh.
• Phương pháp xử lý số liệu: Tính toán thống kê sinh học, tỷ lệ sống sót, hiệu lực phòng trừ theo các công thức chuyên ngành BVTV.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở khoa học của đề tài và tổng quan tài liệu nghiên cứu

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn về phòng trừ châu chấu trên thế giới và tại Việt Nam:

• Trình bày tổng quan về các tổ chức quốc tế chuyên trách (APLC, FAO, CIRAD), các đại dịch châu chấu lịch sử tại châu Á, châu Phi, châu Mỹ và châu Úc.
• Điểm luận chi tiết 10 loài thuộc giống Hieroglyphus Krauss trên thế giới, phân tích tập tính gây hại của H. banian, H. daganensis, H. nigrorepletus.
• Rà soát các danh lục Acrididae tại Việt Nam, phân tích nguyên nhân bùng phát dịch châu chấu tại Bà Rịa - Vũng Tàu, Thanh Hóa, Phú Thọ và Hòa Bình, chỉ ra những hạn chế trong công tác quản lý dịch hại do thiếu hụt thông tin sinh thái cơ bản.

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hòa Bình và các huyện nghiên cứu điểm (Cao Phong, Tân Lạc, Đà Bắc):

• Quy định các nội dung nghiên cứu thực nghiệm từ phân loại, sinh học, sinh thái học đến khảo nghiệm các giải pháp phòng trừ.
• Mô tả hệ thống lồng nuôi, dụng cụ thu mẫu, thiết bị đo đạc vi khí hậu, phương pháp mổ khám buồng trứng và các công thức tính toán chỉ số tiêu thụ ECI.
• Trình bày thiết kế thí nghiệm phòng trừ sinh học, hóa học và quy trình triển khai mô hình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) tại xã Trung Hòa.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 là phần trọng tâm của luận án, được chia thành 5 nhóm nội dung chính:

1. Thành phần loài châu chấu và mức độ gây hại tại Hòa Bình

• Luận án thống kê danh mục thành phần loài châu chấu họ Acrididae tại Hòa Bình (Bảng 3.1) và ghi nhận bổ sung loài mới cho địa phương.
• Đánh giá mức độ phổ biến và tác hại của H. tonkinensis đối với năng suất lúa và cây trồng nông, lâm nghiệp giai đoạn 1997-2011 (Bảng 3.2, 3.3, 3.4).

2. Vị trí phân loại và đặc điểm hình thái của Hieroglyphus tonkinensis

• Khẳng định vị trí phân loại của loài châu chấu mía phổ biến tại Hòa Bình là Hieroglyphus tonkinensis Bolívar, 1912 thuộc phân họ Catantopinae, họ Acrididae, bộ Orthoptera.
• Mô tả chi tiết hình thái phân loại đặc trưng:
  • Mấu lồi ở mặt bụng đốt ngực trước (Hình 3.7).
  • Lỗ thính giác ở mặt bên đốt bụng thứ nhất với số gai khác nhau (Hình 3.8).
  • Đặc điểm lông đuôi (cerci) ở con đực: dài xấp xỉ hoặc bằng đỉnh phiến trên hậu môn, đỉnh chia thành 2 nhánh (nhánh trên ngắn và tù cong vào trong, nhánh dưới dài nhọn hình mũi dùi cong xuống dưới) (Hình 3.6, 3.10).
  • Mảnh sinh dục dưới của con cái trơn nhẵn.
• Cung cấp số liệu kích thước, khối lượng quả trứng, ổ trứng và các tuổi ấu trùng (Bảng 3.5, 3.7, 3.8).

3. Đặc điểm sinh vật học của châu chấu mía H. tonkinensis

• Phân tích tập tính sinh sống, quy luật lột xác của ấu trùng và vũ hóa của trưởng thành theo các khoảng thời gian trong ngày (Hình 3.13, 3.14, 3.15).
• Xác định thời gian phát triển các pha, vòng đời và biến động tỷ lệ giới tính (Bảng 3.11, 3.12, 3.13).
• Nghiên cứu sinh học sinh sản: thời gian thành thục sinh sản, tỷ lệ đẻ trứng, sức đẻ trứng và tỷ lệ nở trên các loại thức ăn khác nhau (Bảng 3.16, 3.17, 3.18, 3.19; Hình 3.16).
• Đo lường khối lượng thức ăn tiêu thụ và diễn biến hiệu suất chuyển hóa thức ăn tiêu thụ (ECI) qua các giai đoạn phát triển của cá thể cái (Bảng 3.20 - 3.24; Hình 3.17, 3.18).

4. Đặc điểm sinh thái học của châu chấu mía H. tonkinensis

• Khảo sát thời điểm nở trứng và diễn biến độ thường gặp trong năm của trưởng thành (Bảng 3.25; Hình 3.19).
• Nghiên cứu nơi đẻ trứng: phân bố số lượng và tỷ lệ ổ trứng theo các hướng đồi (Bảng 3.26), tỷ lệ ổ trứng và tỷ lệ sống sót của trứng trên các loại đất khác nhau (Bảng 3.27, 3.29) và ở các mức ẩm độ đất khác nhau (Bảng 3.28).
• Điều tra thành phần thiên địch tự nhiên của châu chấu mía tại Hòa Bình (Bảng 3.31).

5. Biện pháp phòng trừ và mô hình IPM có sự tham gia của cộng đồng

• Đánh giá hiệu quả biện pháp thu bắt thủ công tại các xã nhiễm dịch (Bảng 3.30).
• Khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ ấu trùng và trưởng thành của các chế phẩm sinh học và thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng ruộng (Bảng 3.32, 3.33, 3.34, 3.35, 3.36).
• Tổng kết kết quả và đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của mô hình phòng chống tổng hợp (IPM) châu chấu mía so với ô đối chứng tại xã Trung Hòa, huyện Tân Lạc (Bảng 3.37, 3.38).

| Nhóm nội dung nghiên cứu chính | Các chỉ tiêu / Dữ liệu thực nghiệm tiêu biểu |
| :--- | :--- |
| **Phân loại & Hình thái** | Mấu lồi ngực trước, gai lỗ thính giác, cấu trúc lông đuôi con đực, mảnh sinh dục dưới con cái, kích thước trứng và ấu trùng. |
| **Sinh vật học** | Thời gian phát triển các tuổi, tỷ lệ đẻ trứng, sức đẻ trứng, khối lượng thức ăn tiêu thụ, chỉ số ECI. |
| **Sinh thái học** | Phân bố ổ trứng theo hướng đồi, loại đất, ảnh hưởng của ẩm độ đất đến tỷ lệ sống của trứng, danh mục thiên địch. |
| **Phòng trừ & Mô hình IPM** | Hiệu lực thu bắt thủ công, hiệu lực chế phẩm sinh học và thuốc hóa học, mô hình IPM cộng đồng tại xã Trung Hòa. |

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

1. Bổ sung thành phần loài: Ghi nhận mới 4 loài châu chấu cho khu hệ côn trùng tỉnh Hòa Bình.
2. Làm sáng tỏ danh pháp và hình thái: Xác định chính xác loài châu chấu phổ biến gây hại nông lâm nghiệp tại Hòa Bình là loài châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis Bolívar, 1912; cung cấp đầy đủ các chỉ số hình thái phân loại phân biệt với các loài cùng giống (H. banian, H. annulicornis).
3. Cung cấp dữ liệu sinh học, sinh thái học hệ thống: Cung cấp dẫn liệu khoa học mới về vòng đời, tập tính lột xác, vũ hóa, phát dục buồng trứng, chỉ số ECI, quy luật chọn nơi đẻ trứng (hướng đồi, chất đất), ảnh hưởng của ẩm độ đất tới sức sống của trứng và danh lục thiên địch tự nhiên của H. tonkinensis tại Hòa Bình.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Xác định vị trí đẻ trứng tập trung: Cung cấp căn cứ thực tiễn quan trọng giúp các cơ quan chuyên môn và nông dân xác định chính xác khu vực ổ trứng ngoài tự nhiên (sườn đồi, đất xốp ven đồi) để tổ chức tiêu diệt ổ trứng trước khi nở.
2. Xây dựng quy trình IPM cộng đồng: Đề xuất và thử nghiệm thành công quy trình phòng chống tổng hợp đối với châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis tại Hòa Bình, kết hợp hợp lý giữa biện pháp canh tác, cơ giới/thủ công, bảo tồn thiên địch, sử dụng thuốc sinh học và hóa học đúng thời điểm (giai đoạn ấu trùng tuổi nhỏ), với sự phối hợp chặt chẽ của chính quyền và người dân địa phương.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

• Các thí nghiệm sinh học, sinh thái học chuyên sâu và mô hình thực nghiệm phòng trừ tập trung chủ yếu trên địa bàn tỉnh Hòa Bình (Tân Lạc, Cao Phong, Đà Bắc), chưa mở rộng so sánh đồng thời tại tất cả các vùng sinh thái có phân bố giống Hieroglyphus trên toàn quốc.
• Dữ liệu biến động quần thể nhiều năm phụ thuộc vào chu kỳ khí hậu và diễn biến thời tiết cụ thể của từng mùa vụ khảo sát.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng nghiên cứu đa dạng di truyền phân tử và biến động số lượng quần thể Hieroglyphus tonkinensis trên diện rộng ở các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc.
• Tiếp tục nghiên cứu sâu về các chủng vi sinh vật bản địa (nấm ký sinh, tuyến trùng) có tiềm năng thương mại hóa thành chế phẩm sinh học đặc hiệu trừ châu chấu mía.
• Ứng dụng công nghệ thông tin và viễn thám trong giám sát, dự tính dự báo sớm diện tích ổ trứng và nguy cơ bùng phát dịch châu chấu mía.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Bảo vệ thực vật, Côn trùng học, Nông học: Luận án là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp nghiên cứu hình thái, sinh vật học và sinh thái học của côn trùng cánh thẳng (Orthoptera); cung cấp phương pháp luận đo lường chỉ số tiêu thụ chuyển hóa thức ăn (ECI) và khảo sát ổ trứng thực địa.
• Đối với giảng viên và cán bộ nghiên cứu: Cung cấp dẫn liệu phân loại học rõ ràng để đính chính các nhầm lẫn danh pháp giữa Hieroglyphus tonkinensis và Hieroglyphus banian trong tài liệu giảng dạy và bảo tàng mẫu vật.
• Đối với cán bộ quản lý BVTV và người làm chính sách: Cung cấp khung kỹ thuật xây dựng mô hình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) có sự tham gia của người dân, phục vụ công tác chỉ đạo phòng chống dịch châu chấu bảo vệ sản xuất nông - lâm nghiệp tại các địa phương miền núi.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Loài châu chấu mía gây hại phổ biến tại tỉnh Hòa Bình được luận án xác định chính xác là loài nào?

Luận án xác định chính xác loài châu chấu mía gây hại phổ biến tại Hòa Bình là Hieroglyphus tonkinensis Bolívar, 1912, thuộc phân họ Catantopinae, họ Acrididae, bộ Orthoptera. Kết quả này giải quyết dứt điểm các tranh luận định loại trước đây giữa H. tonkinensis và H. banian.

2. Dựa vào những đặc điểm hình thái then chốt nào để phân biệt con đực loài Hieroglyphus tonkinensis với các loài khác trong cùng giống?

Đặc điểm then chốt nằm ở cấu tạo lông đuôi (cerci) của con đực: chiều dài lông đuôi xấp xỉ hoặc bằng đỉnh phiến trên hậu môn; đỉnh lông đuôi chẻ thành 2 nhánh, trong đó nhánh trên ngắn và tù cong vào phía trong, còn nhánh dưới dài, nhọn hình mũi dùi cong xuống phía dưới.

3. Châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis gây hại trên những nhóm cây trồng nào tại Hòa Bình?

Loài này gây hại trên nhiều nhóm cây trồng thuộc cả nông nghiệp và lâm nghiệp, bao gồm các cây thuộc họ Tre trúc (luồng, lảnh hanh) và các cây thuộc họ Hòa thảo (lúa, ngô, mía).

4. Nguyên tắc cốt lõi trong phòng trừ tổng hợp (IPM) châu chấu mía được luận án nhấn mạnh là gì?

Nguyên tắc cốt lõi là chuyển từ thế bị động sang chủ động: giám sát và điều tra phát hiện sớm các ổ trứng trên sườn đồi, tổ chức tiêu diệt ổ trứng hoặc phòng trừ triệt để ngay ở giai đoạn ấu trùng tuổi nhỏ (tuổi 1, tuổi 2) bằng các biện pháp thủ công, sinh học và canh tác, tránh để ấu trùng lớn lên vũ hóa thành đàn trưởng thành di chuyển diện rộng.

5. Luận án ghi nhận thêm bao nhiêu loài châu chấu mới cho khu hệ côn trùng tỉnh Hòa Bình?

Luận án đã ghi nhận mới 4 loài châu chấu cho danh lục thành phần loài châu chấu thuộc họ Acrididae của tỉnh Hòa Bình.

---

Kết luận

Luận án Tiến sĩ của tác giả Nguyễn Hồng Yến là công trình nghiên cứu hệ thống và toàn diện về loài châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis Bolívar, 1912 tại tỉnh Hòa Bình. Luận án đã giải quyết thành công bài toán định danh phân loại học, làm sáng tỏ các đặc tính sinh vật học, sinh thái học, tập tính đẻ trứng và chuyển hóa thức ăn của loài côn trùng gây hại nguy hiểm này. Trên cơ sở đó, tác giả đã xây dựng và thực nghiệm thành công mô hình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) có sự tham gia của cộng đồng, đóng góp cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho công tác bảo vệ thực vật tại Hòa Bình và các vùng lân cận.