Lý do chọn đề tài Ở Việt Nam theo ước tính hàng năm có tới 20% sản lượng nông sản bị thiệt thại do sâu bệnh gây nên (Nguyễn Công Thuật, 1996), việc tìm ra những biện pháp an toàn và hiệu quả để phòng trừ sâu bệnh hại là mối quan tâm hàng đầu của khoa học Bảo vệ thực vật và Côn trùng học. Ngày nay, trên thế giới và ở Việt Nam với định hướng xây dựng một nền nông nghiệp bền vững, hiệu quả và chất lượng cao; việc phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng theo hướng quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) là hướng đi thích hợp nhất, mang lại hiệu quả cao, khắc phục được những hạn chế của các biện pháp khác, đặc biệt biện pháp hóa học. Trong hệ thống quản lý dịch hại tổng hợp, biện pháp sinh học có vai trò quan trọng, trong đó các loài bắt mồi và ký sinh là những yếu tố điều hòa số lượng sâu hại rất có hiệu quả và được sử dụng rộng rãi trong biện pháp sinh học (Hà Quang Hùng, 1998; Phạm Văn Lầm, 1995). Họ chân chạy bắt mồi (bọ chân chạy bắt mồi) (Carabidae) là một họ lớn trong bộ côn trùng cánh cứng (Coleoptera), chúng có số lượng lớn và đa dạng về loài trên toàn thế giới (Kalsol và Suasard, 1992).
Chúng thường có đôi mắt lớn, hàm lớn và ba đôi chân dài nhiều gai, cho phép di chuyển nhanh chóng để bắt những con mồi và lẩn tránh kẻ thù khác. Bọ chân chạy bắt mồi sống trên sinh quần đồng ruộng các loại cây trồng, như cây lúa, cây lạc, cây đậu, cây ngô, cây rau, cây đay,. (Phạm Văn Lầm, 1992; Nguyễn Xuân Thành, 1994; Hà Quang Hùng và nnk, 1996; Trần Ngọc Lân và nnk, 2001; Trần Đình Chiến, 2002; Nguyễn Đức Hiệp và Vũ Quang Côn, 2007; Nguyễn Thị Thanh, 2012;.Con mồi của chúng bao gồm các loài sâu hại, rệp muội,. Vì vậy, chúng chính là tác nhân kiểm soát sinh học quan trọng trong sinh quần nông nghiệp (Liebman và Gallandt, 1997).
Trên thực tế, nhu cầu sử dụng thuốc hoá học để bảo vệ thực vật vẫn có chiều hướng gia tăng và đang là một phần quan trọng nhưng cũng đang thể hiện mặt trái của nó. Để bảo vệ được hệ sinh thái tự nhiên, hạn chế sự ô nhiễm môi trường, giảm thiểu thuốc hoá học thì việc sử dụng biên pháp phòng trừ bằng sinh 2 học vô cùng quan trọng. Do đó việc điều tra, nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh thái và lợi dụng các loài bắt mồi ăn thịt nói chung, bọ chân chạy nói riêng rất có ý nghĩa. Nghiên cứu về sâu hại lạc và thiên địch của chúng đã có một số tác giả như các công trình nghiên cứu của Viện BVTV (1976), Phạm Thị Vượng (2000), Nguyễn Thị Thanh và nnk (2013, 2014),.
Nghiên cứu sâu hại ngô và thiên địch của chúng có công trình nghiên cứu của Viện BVTV (1976), Nguyễn Quý Hùng và nnk (1978), Phạm Văn Lầm, 2000, 2002), Đặng Đức Khương và nnk(1986)…nhưng chưa có nghiên cứu cụ thể nào về thành phần loài và sự phân bố của các loài bọ chân chạy bắt mồi tại Thanh Hóa. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn, chúng tôi thực hiện đề tài “Điều tra thành phần loài và sự phân bố ở một số sinh cảnh chủ yếu của họ bọ chân chạy (Carabidae) tại Xã Ngọc Khê, Huyện Ngọc Lặc, Thanh Hóa”. Mục tiêu nghiên cứu Điều tra, xác định thành phần loài và sự phân bốthành phần loài của bọ chân chạy bắt mồitrên 3 sinh cảnh đồng ruộng và bãi đá ven sông Cầu Chàyvà chân đồitại xã Ngọc Khê, Huyện Ngọc Lặc, Tỉnh Thanh Hóa. Đối tƣợng nghiên cứu Các loài bọ chân chạy thuộc họ Carabidaetrên 3 sinh cảnhđồng ruộng,bãi đá ven sông Cầu Chàyvà chân đồitại xã Ngọc Khê, Huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa.
Nội dung nghiên cứu - Đánh giá độ đa dạng và danh sách thành phần loài tại xã Ngọc Khê, huyện Ngọc Lặc + Thành phần loài chân chạy bắt mồi tại xã Ngọc Khê + Cấu trúc thành phần loài trong họ Carabidae tại xã Ngọc Khê + Đặc điểm nhận dạng một số loài CCBM khảo sát được tại Xã Ngọc Khê, Huyện Ngọc Lặc 3 - Phân bố của các loài trong họ bọ Chân chạy bắt mồi(Carabidae) ở ba sinh cảnh chủ yếu là đồng ruộng, bãi bồi sông Cầu Chày và chân đồi tại xã Ngọc Khê, huyện NgọcLặc +Đặc điểm Phân bố của các loài trong họ bọ Chân chạy bắt mồi (Carabidae) theo sinh cảnh + Vị trí số lượng của chân chạy bắt mồi trên các sinh cảnh + Chỉ số đa dạng sinh học của bọ chân chạy bắt mồi trong sinh cảnh xã Ngọc Khê, huyện Ngọc Lặc (2018 – 2019) 5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu Tập trung nghiên cứu thành phần loài, sự phân bố của bọ chân chạy bắt mồi trên 3 sinh cảnh đồng ruộng và bãi đá ven sông Cầu Chày và chân đồi tại xã Ngọc Khê, Huyện Ngọc Lặc, Tỉnh Thanh Hóa. Đóng góp mới của luận văn - Là công trình nghiên cứu tương đối đầy đủ đến thời điểm công bố về thành phần loài bọ chân chạy bắt mồi trên 3 sinh cảnh tại xã Ngọc Khê, Huyện Ngọc Lặc, Tỉnh Thanh Hóa. - Là công trình đầu tiên nghiên cứu tương đối chi tiết về sự phân bố của bọ chân chạy bắt mồi trên 3 sinh cảnh đồng ruộng, bãi đá ven sông Cầu Chày và chân đồi tại xã Ngọc Khê, Huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa.
4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Mối quan hệ của các sinh vật trong quần xã Trong tự nhiên, các sinh vật sống không cách ly nhau mà tạo thành những quần xã. Quần xã là một phần của sinh quyển, do đó nó không thể tồn tại bên ngoài lãnh thổ của nó là sinh cảnh. Quần xã là tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống trong một vùng nhất định (sinh cảnh), được hình thành trong một quá trình lịch sử lâu dài, liên hệ với nhau do tính chất chung nhất các đặc trưng về sinh thái, biểu hiện đặc tính thích nghi giữa sinh vật và ngoại cảnh.
Do đó quần xã không phải là sự kết hợp máy móc giữa các loài sinh vật sống trong một sinh cảnh nhất định mà có liên hệ với nhau bởi những quan hệ sinh thái, đặc biệt là quan hệ về thức ăn và nơi ở, được biểu hiện bằng những quan hệ tương hỗ (cộng sinh, hội sinh, hợp tác) hay quan hệ đối địch (ký sinh, cạnh tranh, ăn thịt-con mồi). Các quan hệ này được hình thành trong quá trình tiến hoá. Các loài dịch hại trong hệ sinh thái đa dạng, bên cạnh các quan hệ hỗ trợ nhau, giữa chúng còn có mối quan hệ cạnh tranh đối kháng. Những mối quan hệ này đã có tác dụng lớn kìm hãm sự phát triển quá mức về số lượng của một loài, đã làm giảm được những trận dịch bùng phát trên những vùng rộng lớn.
Các quan hệ tương hỗ hay đối địch giữa các sinh vật trong quần xã rất phức tạp, đa dạng, được hình thành từ những mối quan hệ trong loài và ngoài loài. Các thành phần của quần xã có mối quan hệ tương đối chặt chẽ với nhau bởi mối quan hệ dinh dưỡng được thể hiện bằng chuỗi thức ăn và lưới thức ăn, đó cũng là điều kiện để duy trì sự cùng tồn tại của các loài trong quần xã. Một trong những mối quan hệ dinh dưỡng rất quan trọng tạo sự ổn định đó là quan hệ vật ăn thịt và con mồi. Hiện tượng ăn thịt là một dạng quan hệ trong đó một loài (vật ăn thịt) săn bắt một vật khác (vật mồi) để làm thức ăn và thường dẫn đến cái chết của con mồi trong thời gian rất ngắn, ngay sau khi con mồi bị tấn công.
Các loài bắt mồi ăn thịt (BMAT) phải tự đi tìm kiếm con mồi để làm thức ăn. Vật ăn thịt thường 5 có kích thước lớn hơn con mồi. Để hoàn thành sự phát triển, mỗi cơ thể vật ăn thịt thường phải tiêu diệt rất nhiều con mồi. Vật ăn thịt có thể hút dịch dinh dưỡng từ con mồi hoặc có thể nhai nghiền con mồi, giữa sâu hại và côn trùng bắt mồi ăn thịt cũng đã thể hiện hiện tượng này rất rõ rệt.
Trong hệ sinh thái, giữa các sinh vật luôn tồn tại mối quan hệ về mặt dinh dưỡng phức tạp, phụ thuộc lẫn nhau, mỗi loài thường là thức ăn và là điều kiện tồn tại cho một loài sinh vật khác. Sự liên quan mật thiết giữa sâu hại và côn trùng bắt mồi ăn thịt có ý nghĩa quan trọng đối với lý thuyết và thực tiễn. Do đó việc xem xét các mối quan hệ đó làm cơ sở cho các biện pháp phòng trừ dịch hại cây trồng theo hướng bảo vệ sự đa dạng sinh học, duy trì tính ổn định của hệ sinh thái và cân bằng sinh học.2 Qui luật hoạt động hữu ích của các loài bọ chân chạy bắt mồi Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, qui luật phát sinh và phát triển của Bọ rùa đỏ M.discolor trên ruộng lúa trong cả hai vụ (vụ lúa hè thu và vụ lúa đông xuân) mật độ quần thể của chúng tăng dần từ đầu vụ đến cuối vụ và đỉnh cao vào giai đoạn làm đòng- trổ bông. Còn một số loài khác trong giống Coccinella thì lại thường phát triển mạnh vào giai đoạn đầu của cây ngô cho đến giai đoạn cây ra cờ, tạo bắp thì số lượng quần thể giảm dần.
Đối với Bọ chân chạy thì sự phát triển thường diễn ra mạnh ở cuối vụ lúa và nhất là khi thu hoạch xong mùa vụ. Qui luật tích luỹ số lượng quần thể của chúng tương tự như qui luật tích luỹ số lượng quần thể của một số loài sâu hại chính trên đồng ruộng. - Mối quan hệ của cánh cứng ăn thịt với sâu hại Bọ rùa có mối quan hệ chặt chẽ với sâu hại như rệp và rầy nâu, Bọ chân chạy Ophionea sp, Colliuris sp. là Bọ cánh cứng ba khoang có thân cứng hoạt động mạnh, ăn Sâu cuốn lá nhỏ hại lúa, Sâu đục thân.
Menochilus sexmaculatus là những Bọ rùa có lốm đốm trên lưng và bắt những con mồi di chuyển chậm. - Ảnh hƣởng của các yếu tố sinh thái đối với các loài bọ chân chạy bắt mồi 6 Nhiều tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đối với các loài thiên địch và sâu hại (Vũ Quang Côn, 1990), những nghiên cứu này cho thấy thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ có tác động rõ rệt đến các loài thiên địch nhất là các loại thuốc có phổ tác dụng mạnh (Wofatoc, Padan). Sử dụng thuốc trừ sâu không hợp lý làm suy giảm số lượng thiên địch là một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến bùng phát số lượng sâu hại, suy giảm tính đa dạng sinh học, phá vỡ cân bằng tự nhiên trong hệ sinh thái đồng ruộng.