Tổng quan nghiên cứu

Hoa cúc khô (Chrysanthemum indicum) là nguồn dược liệu và nguyên liệu trà thảo mộc có giá trị kinh tế cao, được nhập khẩu với khối lượng lớn qua các cửa khẩu phía Bắc. Theo thống kê của cơ quan kiểm dịch, sản lượng hoa cúc khô nhập khẩu qua Chi cục Kiểm dịch thực vật vùng 7 đạt 203,104 tấn năm 2016; 196,193 tấn năm 2017 và 75,52 tấn trong 6 tháng đầu năm 2018. Tuy nhiên, sự xuất hiện của các loài dịch hại nông sản trong quá trình vận chuyển và lưu kho đang đe dọa trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cũng như tiềm ẩn nguy cơ xâm lấn sinh học.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự xâm nhiễm phổ biến của côn trùng cánh cứng hại kho, đặc biệt là loài mọt thóc đỏ Tribolium castaneum (Herbst), làm suy giảm nghiêm trọng phẩm chất dược liệu và gây thất thoát khối lượng từ 27,8% đến 37,4%. Mục tiêu của nghiên cứu nhằm xác định chính xác thành phần sâu mọt gây hại trên hoa cúc khô nhập khẩu từ Trung Quốc, phân tích các chỉ tiêu sinh vật học và sinh thái học của Tribolium castaneum, đồng thời đánh giá hiệu lực của biện pháp xông hơi khử trùng bằng Phosphine.

Nghiên cứu được triển khai toàn diện tại khu vực Cửa khẩu Chi Ma, tỉnh Lạng Sơn và phòng kỹ thuật của Chi cục Kiểm dịch thực vật vùng 7 từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 9 năm 2019. Đề tài mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp cơ sở khoa học để chuẩn hóa quy trình giám định, ngăn chặn 100% nguy cơ lây lan côn trùng kiểm dịch, giúp các doanh nghiệp và cơ quan quản lý giảm thiểu tổn thất kinh tế và bảo vệ an toàn sinh học quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hai nền tảng lý thuyết chính: Lý thuyết sinh thái học côn trùng kho tàng và Lý thuyết độc học xông hơi khử trùng trong bảo vệ thực vật. Theo các nghiên cứu kinh điển về côn trùng học nông sản, nhóm côn trùng kho tàng chịu sự chi phối chặt chẽ của các yếu tố sinh thái như nhiệt độ, ẩm độ và chất lượng nguồn thức ăn ký chủ.

Bốn khái niệm khoa học trọng tâm được áp dụng xuyên suốt luận văn gồm:

  1. Côn trùng hại thứ phát: Nhóm sinh vật tấn công các sản phẩm đã bị vỡ hạt, xay xát hoặc dạng hoa lá phơi khô, trong đó Tribolium castaneum là loài đặc trưng có phổ thức ăn rộng trên 100 loại nông sản.
  2. Vòng đời và pha phát dục: Toàn bộ chu trình biến thái hoàn toàn từ trứng, sâu non (6 đến 8 tuổi), nhộng đến trưởng thành.
  3. Thủy phần bảo quản: Hàm lượng nước trong nông sản; khi vượt ngưỡng 13%, mật độ quần thể sâu mọt gia tăng nhanh chóng.
  4. Hiệu lực xông hơi Phosphine (PH3): Cơ chế ức chế hô hấp tế bào của khí Phosphine đối với các pha phát dục của dịch hại trong điều kiện kín khí.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập trực tiếp từ các lô hàng hoa cúc khô nhập khẩu tại Cửa khẩu Chi Ma. Cỡ mẫu và quy trình lấy mẫu tuân thủ nghiêm ngặt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-141:2013/BNNPTNT về phương pháp lấy mẫu kiểm dịch thực vật. Phương pháp lấy mẫu phân tầng theo nguyên tắc 5 điểm chéo góc, thu thập 2 kg mẫu ban đầu trên mỗi bao được chỉ định (từ 4 đến 16 bao tùy quy mô lô hàng). Lý do lựa chọn phương pháp này là đảm bảo tính đại diện cao nhất cho toàn bộ khối lượng hàng hóa vận chuyển.

Các chỉ tiêu sinh học của mọt thóc đỏ được theo dõi bằng phương pháp nuôi cá thể sinh học với cỡ mẫu n = 30 và n = 55 cá thể ở hai ngưỡng nhiệt độ 25°C và 30°C, độ ẩm không khí 70-80%. Thử nghiệm hiệu lực hóa học của thuốc Phosphine được bố trí với quy mô 100 cá thể trưởng thành trên mỗi công thức, lặp lại 3 lần theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-19:2010/BNNPTNT. Toàn bộ số liệu thu thập được xử lý thống kê bằng phần mềm IRRISTAT 4.0 và Microsoft Excel để tính toán phương sai, thời gian phát dục trung bình và hiệu lực tiêu diệt theo công thức Abbott.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận 4 phát hiện quan trọng có giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn cao:

Thứ nhất, về thành phần loài dịch hại, đã xác định được 4 loài côn trùng cánh cứng thuộc 3 họ gây hại trên hoa cúc khô nhập khẩu. Trong đó, loài mọt thóc đỏ Tribolium castaneum (họ Tenebrionidae) xuất hiện thường xuyên nhất với tần suất bắt gặp từ 50% đến 75%. Ba loài còn lại có mức độ phổ biến thấp hơn (tần suất bắt gặp 25-50%) bao gồm mọt răng cưa Oryzaephilus surinamensis, mọt râu dài Cryptolestes pusillusCryptolestes ferrugineus.

Thứ hai, nhiệt độ môi trường ảnh hưởng rõ rệt đến thời gian phát dục của mọt thóc đỏ. Ở điều kiện 25°C, vòng đời trung bình của Tribolium castaneum trên hoa cúc khô là 92,92 ± 4,02 ngày, trong khi ở 30°C vòng đời rút ngắn xuống còn 78,23 ± 2,18 ngày (giảm khoảng 15,8%). Khi nuôi trên thức ăn tối ưu là bột mì, vòng đời ngắn hơn đáng kể, đạt 83,5 ± 3,14 ngày ở 25°C và 69,3 ± 1,75 ngày ở 30°C.

Thứ ba, nguồn thức ăn và nhiệt độ tác động mạnh đến sức sinh sản và tỷ lệ sống sót. Ở nhiệt độ 30°C, sức đẻ trứng của mọt cái trên bột mì đạt mức cao nhất là 251,17 ± 45,19 quả/cái, cao hơn 68,4% so với mức 149,15 ± 31,02 quả/cái ở 25°C. Tỷ lệ chết ở các pha trước trưởng thành khi ăn hoa cúc khô là 36,36% (ở 25°C) và 29,09% (ở 30°C), cao hơn đáng kể so với môi trường bột mì (lần lượt là 32,73% và 20,00%).

Thứ tư, mức độ hao hụt trọng lượng sản phẩm và hiệu lực xử lý thuốc xông hơi đã được lượng hóa cụ thể. Sau 120 ngày bảo quản, tỷ lệ hao hụt khối lượng hoa cúc khô do mọt phá hại là 27,8% ở 25°C và lên tới 37,4% ở 30°C. Thử nghiệm xông hơi Phosphine cho thấy liều lượng 3 gam PH3/m3 đạt hiệu lực diệt trừ tuyệt đối 100% sau 7 ngày xử lý, vượt trội hoàn toàn so với liều lượng 1 gam PH3/m3 sau 3 ngày chỉ đạt hiệu lực 31,0%.

Thảo luận kết quả

Sự khác biệt về thời gian phát dục và tỷ lệ tử vong giữa hai loại thức ăn được giải thích bởi cấu trúc dinh dưỡng. Hoa cúc khô là nguồn thức ăn nghèo dinh dưỡng và có kết cấu xơ cao hơn bột mì, khiến sâu non phải kéo dài thời gian tích lũy năng lượng qua 6 đến 8 tuổi lột xác, dẫn đến tỷ lệ chết pha trước trưởng thành tăng cao. Kết quả này tương đồng với các công bố khoa học của một số tác giả trong ngành khi nghiên cứu tập tính của mọt thóc đỏ trên các loại dược liệu khô.

Khi so sánh với các khảo sát trước đây tại các vùng cửa khẩu phía Bắc, mật độ mọt thóc đỏ dao động từ 5,2 con/kg (đợt 1) đến 6,1 con/kg (đợt 2) cho thấy mức độ nhiễm dịch hại tương đối ổn định giữa các mùa. Toàn bộ diễn biến này có thể được mô hình hóa trực quan thông qua biểu đồ đường thể hiện động thái mật độ theo thời gian và bảng ma trận so sánh tỷ lệ tiêu hao trọng lượng giữa các mức nhiệt độ, giúp các nhà quản lý kho dễ dàng theo dõi và đưa ra quyết định can thiệp kịp thời.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, bốn giải pháp trọng tâm được khuyến nghị nhằm kiểm soát hiệu quả mọt thóc đỏ gây hại:

  1. Chuẩn hóa quy trình kiểm tra và giám định tại cửa khẩu: Áp dụng phương pháp lấy mẫu 5 điểm chéo góc theo quy chuẩn quốc gia để kiểm soát 100% các lô hàng hoa cúc khô nhập khẩu. Mục tiêu giảm tỷ lệ lọt lưới dịch hại xuống dưới 0,1%. Thời gian thực hiện liên tục hàng ngày do Chi cục Kiểm dịch thực vật vùng 7 và các trạm kiểm dịch cửa khẩu chủ trì.

  2. Áp dụng quy trình xông hơi khử trùng bằng Phosphine chuẩn: Xử lý triệt để các lô hàng phát hiện có côn trùng sống bằng thuốc Phosphine với liều lượng 3 gam PH3/m3 trong thời gian ủ kín tối thiểu 7 ngày. Mục tiêu đạt tỷ lệ tiêu diệt mọt 100%, ngăn ngừa nguy cơ kháng thuốc. Thời gian xử lý ngay khi phát hiện dịch hại do các đơn vị khử trùng chuyên nghiệp phối hợp với chủ hàng thực hiện.

  3. Kiểm soát vi khí hậu trong kho bảo quản dược liệu: Duy trì nhiệt độ kho mát dưới 20°C và kiểm soát độ ẩm hoa cúc khô dưới 12% ngay sau khi thông quan. Mục tiêu làm giảm tốc độ sinh trưởng của mọt trên 80% và hạn chế tỷ lệ hao hụt khối lượng dưới mức 3% sau 6 tháng lưu kho. Giải pháp này do các doanh nghiệp chế biến thảo dược triển khai trong suốt chu kỳ lưu trữ.

  4. Nâng cao năng lực cán bộ và xây dựng mạng lưới cảnh báo sớm: Tổ chức các đợt tập huấn chuyên sâu về giám định hình thái các loài côn trùng bộ Cánh cứng cho kiểm dịch viên. Mục tiêu nâng độ chính xác nhận diện lên 99%. Thời gian triển khai định kỳ vào quý 1 hàng năm do Cục Bảo vệ thực vật phối hợp cùng Học viện Nông nghiệp Việt Nam thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và số liệu thực nghiệm của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

  1. Cán bộ kiểm dịch thực vật tại các cửa khẩu quốc tế: Cung cấp tài liệu tra cứu chuẩn xác về đặc điểm hình thái từ trứng đến trưởng thành và bảng khóa định loại 4 loài mọt cánh cứng hại dược liệu, hỗ trợ đắc lực cho công tác phân loại nhanh tại hiện trường.

  2. Doanh nghiệp xuất nhập khẩu và kinh doanh dược liệu: Cung cấp cơ sở khoa học để thiết lập quy trình bảo quản hoa cúc khô, áp dụng chính xác định mức liều lượng xông hơi Phosphine 3 gam PH3/m3 nhằm ngăn chặn triệt để nguy cơ hao hụt 37,4% trọng lượng hàng hóa.

  3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Bảo vệ thực vật: Đóng vai trò là tài liệu tham khảo chuyên khảo giá trị về phương pháp nuôi sinh học côn trùng kho tàng, cách xử lý số liệu bằng IRRISTAT và các dẫn liệu sinh thái học của loài Tribolium castaneum.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách nông nghiệp: Cung cấp dữ liệu thực tế về lưu lượng hàng hóa và tình hình dịch hại nhập khẩu qua Lạng Sơn, hỗ trợ rà soát và bổ sung danh mục sinh vật gây hại cần kiểm soát đặc biệt trên nông sản nhập khẩu.

Câu hỏi thường gặp

  1. Loài côn trùng nào gây hại phổ biến nhất trên hoa cúc khô nhập khẩu qua Cửa khẩu Chi Ma?
    Loài mọt thóc đỏ Tribolium castaneum (Herbst) thuộc họ Tenebrionidae là đối tượng phổ biến nhất với tần suất bắt gặp đạt từ 50% đến 75% trên các lô hàng kiểm tra trong suốt giai đoạn 2018-2019.

  2. Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng như thế nào đến vòng đời của mọt thóc đỏ?
    Khi nhiệt độ tăng từ 25°C lên 30°C, vòng đời trung bình của mọt thóc đỏ trên hoa cúc khô rút ngắn từ 92,92 ngày xuống còn 78,23 ngày, đồng thời thúc đẩy sức đẻ trứng của con cái tăng hơn 68%.

  3. Mức độ thiệt hại kinh tế do mọt thóc đỏ gây ra trên hoa cúc khô lưu kho là bao nhiêu?
    Sau 120 ngày bị mọt thóc đỏ xâm nhiễm trong điều kiện nhiệt độ 30°C và ẩm độ 70-80%, khối lượng chất khô của nguyên liệu hoa cúc bị hao hụt lên đến 37,4%, làm suy giảm nghiêm trọng giá trị thương phẩm.

  4. Liều lượng và thời gian xông hơi Phosphine nào đảm bảo diệt trừ triệt để mọt thóc đỏ?
    Sử dụng thuốc Phosphine với liều lượng 3 gam PH3/m3 và thời gian ủ kín khí trong 7 ngày đem lại hiệu lực tiêu diệt 100% tất cả các cá thể mọt thóc đỏ, trong khi liều 1 gam PH3/m3 sau 3 ngày chỉ đạt 31%.

  5. Vì sao tỷ lệ chết của sâu non mọt thóc đỏ trên hoa cúc khô lại cao hơn trên bột mì?
    Hoa cúc khô có hàm lượng dinh dưỡng thấp, cấu trúc mô thực vật dai xơ và chứa một số hợp chất tự nhiên gây ngán, khiến tỷ lệ chết ở các pha trước trưởng thành của mọt lên tới 36,36% ở 25°C, cao hơn môi trường bột mì (32,73%).

Kết luận

  1. Thành phần dịch hại trên hoa cúc khô nhập khẩu qua Cửa khẩu Chi Ma gồm 4 loài cánh cứng, trong đó Tribolium castaneum chiếm ưu thế tuyệt đối về mật độ và tần suất bắt gặp.
  2. Vòng đời của mọt thóc đỏ trên hoa cúc khô dao động từ 78,23 ngày (ở 30°C) đến 92,92 ngày (ở 25°C), kéo dài hơn đáng kể so với thức ăn bột mì.
  3. Thiệt hại khối lượng nguyên liệu hoa cúc khô sau 120 ngày lưu trữ do mọt gây ra rất nghiêm trọng, đạt mức từ 27,8% đến 37,4%.
  4. Biện pháp xông hơi bằng Phosphine ở nồng độ 3 gam PH3/m3 trong thời gian 7 ngày cho hiệu lực tiêu diệt hoàn toàn 100% dịch hại.
  5. Đóng góp cốt lõi của luận văn là hoàn thiện cơ sở dữ liệu sinh học và xây dựng phác đồ kỹ thuật xử lý mọt thóc đỏ đạt chuẩn quốc gia.

Trong giai đoạn tiếp theo, các cơ quan chuyên môn cần mở rộng nghiên cứu đánh giá hiện tượng kháng thuốc xông hơi và thử nghiệm bổ sung các hoạt chất thảo mộc tự nhiên. Các đơn vị kiểm dịch và doanh nghiệp kinh doanh dược liệu nên áp dụng ngay quy trình quản lý dịch hại tổng hợp này để bảo vệ tối đa chất lượng nông sản nhập khẩu.