Luận án tiến sĩ sinh học: Nghiên cứu mọt hại ngô và ảnh hưởng sinh thái đến Sitophilus zeamais

Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu thành phần mọt hại ngô sau thu hoạch và ảnh hưởng sinh thái đến mọt Sitophilus zeamais trong kho bảo quản.

• Tác giả: Nguyễn Văn Dương
• Người hướng dẫn: PGS. Khuất Đăng Long
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Sinh thái học
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần mọt hại ngô sau thu hoạch và ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái đến sự phát triển của loài mọt Sitophilus zeamais Motschulsky trong kho bảo quản ở Sơn La
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu nghiên cứu
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• Điểm mới của luận án
• Cấu trúc của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.1. Nghiên cứu côn trùng gây hại nông sản bảo quản trong kho trên thế giới
• 1.1.1. Nghiên cứu về thành phần loài côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản
• 1.1.2. Nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của các loài hại chính cho nông sản trong kho bảo quản
• 1.1.3. Nghiên cứu về thiệt hại do côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản
• 1.1.4. Các biện pháp phòng chống côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản
• 1.1.5. Nghiên cứu về mọt ngô Sitophilus zeamais Motschulsky trên thế giới
• 1.2. Nghiên cứu côn trùng hại nông sản bảo quản trong kho ở Việt Nam
• 1.2.1. Nghiên cứu về thành phần loài côn trùng gây hại nông sản trong kho
• 1.2.2. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái học của các loài hại chính cho nông sản trong kho bảo quản
• 1.2.3. Nghiên cứu về thiệt hại do côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản
• 1.2.4. Các biện pháp phòng chống côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản
• 1.2.5. Nghiên cứu về mọt ngô Sitophilus zeamais Motschulsky ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.1.1. Thời gian nghiên cứu
• 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Dụng cụ thí nghiệm
• 2.4.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.4.2. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất thí nghiệm
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp điều tra thành phần mọt hại ngô hạt trong kho bảo quản
• 2.5.2. Phương pháp điều tra thành phần và hoạt động của tập hợp ong ký sinh đến mọt hại kho và loài mọt ngô Sitophilus zeamais
• 2.5.3. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái của mọt ngô Sitophilus zeamais
• 2.5.4. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của mọt ngô Sitophilus zeamais
• 2.5.5. Phương pháp nghiên cứu tập tính đẻ trứng của Sitophilus zeamais
• 2.5.6. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái đến sự phát triển của Sitophilus zeamais
• 2.5.7. Phương pháp xử lý mẫu vật và số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thành phần mọt hại ngô hạt trong kho bảo quản ở Sơn La
• 3.1.1. Thành phần và tỷ lệ các loài mọt hại ngô hạt trong kho bảo quản ở Sơn La
• 3.1.2. Vị trí theo phân loại học các loài mọt hại ngô hạt trong kho bảo quản ở Sơn La
• 3.1.3. Khóa định loại bằng hình ảnh các loài mọt hại ngô hạt trong kho bảo quản ở Sơn La
• 3.2. Đặc điểm hình thái và sinh học của mọt ngô Sitophillus zeamais
• 3.2.1. Đặc điểm hình thái ấu trùng của Sitophillus zeamais
• 3.2.2. Kích thước và hình thái các pha phát triển của Sitophillus zeamais
• 3.2.3. Thời gian các pha phát triển của Sitophillus zeamais
• 3.2.4. Thời gian sống của trưởng thành và sức đẻ trứng của mọt cái Sitophillus zeamais
• 3.2.5. Tập tính đẻ trứng của mọt trưởng thành Sitophilus zeamais
• 3.3. Đặc điểm sinh thái học của mọt ngô Sitophillus zeamais
• 3.3.1. Diễn biến số lượng trưởng thành Sitophillus zeamais trong hai kiểu kho
• 3.3.2. Ảnh hưởng của ẩm độ đến sự phát triển mọt ngô Sitophillus zeamais
• 3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của mọt ngô Sitophillus zeamais
• 3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ ôxy đến mọt ngô Sitophillus zeamais
• 3.3.5. Đặc điểm lựa chọn thức ăn của mọt ngô Sitophillus zeamais
• 3.4. Thành phần và hoạt động của tập hợp ong ký sinh đến mọt ngô Sitophilus zeamais
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu này tập trung vào thành phần mọt hại ngô sau thu hoạch và ảnh hưởng sinh thái đến loài Sitophilus zeamais trong kho bảo quản ở Sơn La. Ngô là cây lương thực quan trọng tại Việt Nam, đặc biệt ở các tỉnh miền núi. Tuy nhiên, tổn thất sau thu hoạch do côn trùng gây hại, đặc biệt là mọt, vẫn là vấn đề nghiêm trọng. Các phương pháp bảo quản truyền thống không đủ hiệu quả, dẫn đến hao hụt lớn về số lượng và chất lượng. Nghiên cứu này nhằm cung cấp cơ sở khoa học để đề xuất các biện pháp bảo quản hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại do mọt gây ra.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định thành phần mọt hại ngô trong kho bảo quản ở Sơn La và phân tích ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái đến sự phát triển của Sitophilus zeamais. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để đề xuất các biện pháp bảo quản ngô hạt hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại do mọt gây ra.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung dữ liệu về thành phần mọt hại ngô và đặc điểm sinh học, sinh thái của Sitophilus zeamais. Về thực tiễn, nghiên cứu cung cấp cơ sở để đề xuất các biện pháp bảo quản ngô hạt, giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ môi trường kho bảo quản.

II. Tổng quan tình hình nghiên cứu

Nghiên cứu về côn trùng hại nông sản sau thu hoạch đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới. Các nghiên cứu tập trung vào thành phần loài, đặc điểm sinh học, và biện pháp phòng chống. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về mọt hại ngô còn hạn chế, đặc biệt ở khu vực miền núi như Sơn La. Nghiên cứu này bổ sung dữ liệu về thành phần mọt hại ngô và đặc điểm sinh thái của Sitophilus zeamais, góp phần vào việc phát triển các biện pháp bảo quản hiệu quả.

2.1. Nghiên cứu trên thế giới

Các nghiên cứu trên thế giới đã xác định được nhiều loài côn trùng hại nông sản trong kho bảo quản, bao gồm Sitophilus zeamais, Rhizopertha dominica, và Tribolium castaneum. Các nghiên cứu này tập trung vào đặc điểm sinh học, sinh thái, và biện pháp phòng chống.

2.2. Nghiên cứu tại Việt Nam

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về mọt hại ngô còn hạn chế, đặc biệt ở khu vực miền núi. Nghiên cứu này là một trong những công trình đầu tiên tập trung vào thành phần mọt hại ngô và ảnh hưởng sinh thái đến Sitophilus zeamais tại Sơn La.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại các kho bảo quản ngô ở Sơn La. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm điều tra thành phần mọt hại, nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học, và ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái đến Sitophilus zeamais. Dữ liệu được thu thập và phân tích bằng các phương pháp thống kê hiện đại.

3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại các kho bảo quản ngô ở Sơn La trong khoảng thời gian từ năm 2015 đến 2016. Địa điểm nghiên cứu được lựa chọn dựa trên mức độ phổ biến của mọt hại ngô.

3.2. Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu

Các mẫu mọt được thu thập và phân loại dựa trên đặc điểm hình thái. Các yếu tố sinh thái như nhiệt độ, độ ẩm, và nồng độ oxy được đo đạc và phân tích để đánh giá ảnh hưởng đến sự phát triển của Sitophilus zeamais.

IV. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã xác định được thành phần mọt hại ngô trong kho bảo quản ở Sơn La, bao gồm 24 loài. Sitophilus zeamais là loài chiếm ưu thế và gây thiệt hại lớn nhất. Các yếu tố sinh thái như nhiệt độ, độ ẩm, và nồng độ oxy có ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của loài này. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để đề xuất các biện pháp bảo quản ngô hạt hiệu quả.

4.1. Thành phần mọt hại ngô

Nghiên cứu đã xác định được 24 loài mọt hại ngô trong kho bảo quản ở Sơn La. Sitophilus zeamais là loài chiếm ưu thế và gây thiệt hại lớn nhất.

4.2. Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái

Các yếu tố sinh thái như nhiệt độ, độ ẩm, và nồng độ oxy có ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của Sitophilus zeamais. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu mới về ảnh hưởng của điều kiện nghèo oxy đến loài này.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã cung cấp dữ liệu quan trọng về thành phần mọt hại ngô và ảnh hưởng sinh thái đến Sitophilus zeamais trong kho bảo quản ở Sơn La. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để đề xuất các biện pháp bảo quản ngô hạt hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại do mọt gây ra. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các biện pháp phòng chống mọt hại ngô trong điều kiện cụ thể của Việt Nam.

5.1. Kết luận

Nghiên cứu đã xác định được thành phần mọt hại ngô và phân tích ảnh hưởng sinh thái đến Sitophilus zeamais. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để đề xuất các biện pháp bảo quản ngô hạt hiệu quả.

5.2. Kiến nghị

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các biện pháp phòng chống mọt hại ngô trong điều kiện cụ thể của Việt Nam, đặc biệt là ở các khu vực miền núi như Sơn La.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cây ngô (Zea mays L.) giữ vị trí lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa tại Việt Nam và đóng vai trò chủ đạo trong các chương trình phát triển kinh tế, xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh miền núi phía Bắc. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2013), sản lượng ngô cả nước đạt khoảng 5,2 triệu tấn (tăng 8,3% so với năm trước đó). Cùng với ngô, tổng sản lượng lương thực có hạt đạt 49,3 triệu tấn (trong đó lúa đạt 44,1 triệu tấn). Với sản lượng nông sản lớn, khâu bảo quản ngô hạt sau thu hoạch là một yêu cầu kỹ thuật cấp thiết. Tuy nhiên, phần lớn nông dân và các cơ sở bảo quản vẫn duy trì phương thức bảo quản truyền thống, dẫn đến thiệt hại lớn cả về khối lượng lẫn giá trị dinh dưỡng do côn trùng gây hại xâm nhiễm.

Đối với ngô hạt, các loài côn trùng gây hại có thể phát sinh trực tiếp trong kho hoặc xâm nhiễm từ ngoài đồng ruộng khi hạt chín sáp rồi tiếp tục phát triển trong quá trình lưu kho. Trong tập đoàn côn trùng hại kho, nhóm mọt cánh cứng chiếm ưu thế vượt trội, làm hạt rỗng, giảm tỷ lệ nảy mầm của hạt giống và giảm giá trị thương phẩm. Mặc dù trên thế giới và tại Việt Nam đã có những công trình nghiên cứu về côn trùng hại nông sản, nhưng tại địa bàn tỉnh Sơn La – một trong những vùng trọng điểm sản xuất ngô lớn nhất khu vực Tây Bắc – chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện và có hệ thống về thành phần loài mọt hại ngô sau thu hoạch, đặc tính sinh học, sinh thái học của loài mọt gây hại chính cũng như ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái (đặc biệt là điều kiện nghèo ôxy) phục vụ kiểm soát dịch hại. Do đó, luận án được thực hiện nhằm lấp đầy khoảng trống khoa học và thực tiễn này.

Mục tiêu nghiên cứu

1. Xác định thành phần các loài mọt hại ngô hạt trong các kho bảo quản tại tỉnh Sơn La.
2. Xây dựng khóa định loại bằng hình ảnh cho các loài mọt hại ngô hạt thu thập được tại địa bàn nghiên cứu.
3. Bổ sung các dẫn liệu khoa học cơ bản về đặc điểm hình thái, sinh học và tập tính sinh sản của loài mọt ngô Sitophilus zeamais Motschulsky.
4. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái (nhiệt độ, ẩm độ, nồng độ ôxy và loại thức ăn) đến sự phát triển của loài Sitophilus zeamais Motschulsky trong kho bảo quản ngô hạt.
5. Xác định thành phần và hoạt động của tập hợp ong ký sinh mọt hại ngô hạt tại Sơn La làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp quản lý, bảo quản ngô hạt thích hợp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu:
  • Quần thể các loài mọt gây hại ngô hạt trong kho bảo quản tại Sơn La.
  • Loài mọt ngô Sitophilus zeamais Motschulsky (bộ Coleoptera, họ Curculionidae).
  • Tập hợp các loài thiên địch ong ký sinh mọt hại ngô trong kho.
• Phạm vi không gian: Tỉnh Sơn La, tập trung điều tra định lượng tại huyện Mai Sơn (trọng điểm xã Cò Nòi) và Thành phố Sơn La (các phường Chiềng Sinh, Chiềng Cơi, Quyết Tâm) thuộc các cơ sở thu mua tư nhân, kho doanh nghiệp vừa và nhỏ, và các hộ gia đình; điều tra định tính mở rộng tại các huyện Mộc Châu, Yên Châu, Mường La, Sông Mã.
• Phạm vi thời gian: Từ tháng 10/2015 đến tháng 5/2019. Trong đó, điều tra thu thập mẫu tập trung từ tháng 10/2015 đến tháng 12/2017; thực nghiệm sinh học trong phòng thí nghiệm từ tháng 12/2016 đến tháng 12/2018; thực nghiệm kiểm chứng tại các kho bảo quản từ tháng 3/2019 đến tháng 5/2019.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Nghiên cứu về côn trùng hại nông sản trong kho đã được tiến hành từ sớm trên phạm vi quốc tế với các công trình tiêu biểu:

• Thành phần loài: Cotton (1937, 1963), Cotton & Wilbur (1974) thống kê 43 loài côn trùng hại hạt dự trữ (19 loài hại chính, 24 loài hại thứ yếu); Snelson và cộng sự (1987) khảo sát côn trùng kho tại Úc; Nakakita và cộng sự (1991) ghi nhận 36 loài thuộc 17 họ ở Thái Lan; Prakash (1980), Hall & Mcfarlane (1961) ghi nhận 17 loài ở Indonesia; Flinn & Hagstrum (1990) ghi nhận 41 loài; Sukprakarn & Tauthong (1998), Nilpanit & Sukprakarn (1990), Nakakita (1994) ghi nhận khu vực Đông Nam Á có 174 loài côn trùng hại kho (153 loài cánh cứng Coleoptera chiếm 87,93% và 21 loài cánh vảy Lepidoptera chiếm 12,07%). Trên ngô bảo quản, Rojas (1998) ghi nhận 17 loài ở Mexico; Arbogast & Throne (1997) ghi nhận 43 loài tại bang Nam Carolina (Hoa Kỳ); Bengston (1997), Bolin (2001) chỉ ra các loài ưu thế như Sitophilus spp., Rhyzopertha dominica, Tribolium castaneum, Cryptolestes spp.
• Sinh học và thiệt hại: Prevett (1960), Zacher (1964), Stemley & Wilbur (1966) nghiên cứu sinh học Sitophilus oryzae và Rhyzopertha dominica. Đánh giá tổn thất của FAO (1973), Hall (1970) cho thấy thiệt hại kho phổ biến từ 10% đến 30%; Pawgley (1963) ước tính Hoa Kỳ mất 15–23 triệu tấn hạt/năm; Stumpf (1998) đánh giá sắn khô lưu trữ tại Ghana mất 8–21% sau 8 tháng; Boxall (2002) ghi nhận tổn thất ngô sau 3 tháng bảo quản từ 20–30%, trong đó Sitophilus zeamais gây hao hụt 10–20%; Tadele và cộng sự (2011, 2013) nghiên cứu mối quan hệ giữa mật độ mọt và mức độ giảm khối lượng ngô hạt; Keil (1988) ghi nhận ngô mất 41,2% sau 8 tháng lưu kho.
• Biện pháp phòng chống: Biện pháp kiểm dịch thực vật; kiểm soát sinh học bằng thiên địch (Reichmuth, 2000; Sedlacek và cộng sự, 1998); chế phẩm Bacillus thuringiensis (Berliner, 1911; McGaughey, 1980; Subramanyam & Cutkomp, 1985); thảo mộc tự nhiên từ cây xoan Azadirachta indica (Golob & Webley, 1980); làm khô và điều chỉnh độ ẩm hạt (Davey & Elcoata, 1996; Quinlan, 1980); bảo quản kín điều chỉnh nồng độ khí CO2 và O2 (Spart, 1979; Lin và cộng sự, 2003; Santos và cộng sự, 1997; Guedes và cộng sự, 1996; Burrell, 1967–1974); sử dụng hóa chất xông hơi Phosphine và Methyl bromide.
• Nghiên cứu riêng về mọt ngô Sitophilus zeamais: Birch (1944), Howe (1952, 1965), Longstaff (1981), Fields (1992), James Adebayo Ojo & Adebayo Amos Omoloye (2016) xác định chu kỳ sống từ 31–37 ngày ở điều kiện 27°C, sức đẻ trứng, ngưỡng nhiệt độ phát triển tối ưu 25–35°C; Visarathanonth và cộng sự (2010) phát hiện ong ký sinh Anisopteromalus calandrae trên S. zeamais tại Thái Lan.

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

• Thành phần loài: Đinh Ngọc Ngoạn (1965), Bùi Công Hiển và cộng sự (1975), Vũ Quốc Trung (1978), Dương Quang Diệu & Nguyễn Thị Giáng Vân (1976), Lê Trọng Trải (1980), Nguyễn Thị Bích Yên (1998), Cục Bảo vệ thực vật (2003 - tổng hợp 115 loài thuộc 44 họ), Nguyễn Kim Vũ (2003 - 18 loài hại ngô ngoại thành Hà Nội), Bùi Minh Hồng & Hà Quang Hùng (2004), Hà Thanh Hương (2004 - 57 loài côn trùng và nhện kho), Trần Bất Khuất & Nguyễn Quý Dương (2004), Dương Minh Tú (2005 - 32 loài trong kho thóc đổ rời), Trần Văn Hai và cộng sự (2008 - kho gạo, bắp tại Cần Thơ, An Giang), Nguyễn Kim Hoa và cộng sự (2008 - 10 loài hại ngô tại Bắc Hà, Lào Cai), Trung tâm Kiểm dịch thực vật sau nhập khẩu I (2006–2010 - 57 loài dịch hại trên ngô), Nguyễn Quý Dương (2010 - 28 loài hại đậu đỗ), Trần Đăng Hòa và cộng sự (2015 - 35 loài trên nguyên liệu thức ăn chăn nuôi nhập khẩu tại cảng Quy Nhơn), Nguyễn Thị Oanh và cộng sự (2016 - 24 loài tại Đồng Tháp).
• Sinh học và sinh thái học: Bùi Công Hiển (1965, 1995), Dương Minh Tú (1997, 2005), Hà Thanh Hương (2007), Bùi Minh Hồng & Nguyễn Thị Huyền (2016).
• Thiệt hại và phòng chống: Lê Doãn Diên (1990) ghi nhận tổn thất nông sản bảo quản tại Việt Nam khoảng 10%; Trần Văn Chương và cộng sự (2003) ghi nhận ngô bảo quản quy mô nông hộ thất thoát 15–20%; sử dụng nhiệt độ (Vũ Quốc Trung, 1990); thuốc thảo mộc BQ-01 (Dương Minh Tú & Đinh Ngọc Ngoạn, 1993); thuốc thảo mộc Gu Chong Jing (Nguyễn Thị Kim Oanh, 2003); sử dụng dịch chiết lá cây xoan (Melia azedarach), cây cơi (Pterocarya tonkinensis).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù các tài liệu trên đã phản ánh bức tranh tổng thể về côn trùng hại kho, nhưng các dữ liệu chuyên biệt về ngô hạt bảo quản tại khu vực sinh thái miền núi Tây Bắc, cụ thể là Sơn La, vẫn chưa được cập nhật đầy đủ. Luận án lựa chọn giải quyết 3 khoảng trống:

1. Xác định danh lục đầy đủ và lập khóa định loại bằng hình thái trực quan cho 24 loài mọt hại ngô hạt tại kho Sơn La.
2. Xác lập các chỉ số sinh học, quy luật tích lũy trứng theo thời gian và đặc điểm sinh thái của loài mọt ngô S. zeamais trong điều kiện địa phương.
3. Đánh giá thực nghiệm phản ứng và giới hạn sống sót của S. zeamais dưới tác động của điều kiện nghèo ôxy trong môi trường kín, làm cơ sở khoa học cho giải pháp bảo quản an toàn sinh thái.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án tiếp cận trên quan điểm sinh thái học côn trùng ứng dụng trong hệ sinh thái nhân tạo (kho bảo quản nông sản). Quần thể mọt hại kho được xem xét trong mối tương tác đa chiều với các yếu tố vô sinh (nhiệt độ, ẩm độ không khí, nồng độ khí ôxy) và yếu tố hữu sinh (nguồn thức ăn là hạt ngô và các hạt ngũ cốc khác; quan hệ ký sinh - vật chủ với tập hợp ong ký sinh).

Khung phân tích phân loại học dựa trên các nguyên tắc hình thái học so sánh của bộ Cánh cứng (Coleoptera), áp dụng các tiêu chuẩn phân loại của CABI (2010) và Bùi Công Hiển (1995).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Luận án phối hợp phương pháp điều tra sinh thái thực địa và phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm:

1. Phương pháp điều tra thành phần loài mọt và ong ký sinh:

   • Điều tra định lượng tại các kho ngô hạt ở huyện Mai Sơn và TP Sơn La; định tính tại các huyện Mộc Châu, Yên Châu, Mường La, Sông Mã.
   • Thu mẫu theo các hình thức bảo quản: đổ rời, đóng bao, thùng phi, bảo quản nông hộ, ngô bắp ngoài ruộng và doanh nghiệp. Thu mẫu 3 đợt/tháng (mỗi đợt 2–3 ngày) liên tục từ 10/2015 đến 12/2017.
   • Thu thập mẫu ong ký sinh vũ hóa từ các mẫu mọt hại kho qua các tháng trong năm 2016.

2. Phương pháp nghiên cứu hình thái và sinh học của Sitophilus zeamais:

   • Nuôi cá thể và nuôi quần thể trong tủ định nhiệt ở phòng thí nghiệm.
   • Sử dụng kính hiển vi có trắc vi thị kính để đo kích thước chiều ngang vỏ đầu của ấu trùng qua các tuổi (tuổi 1 đến tuổi 4), đo kích thước chiều dài, chiều rộng của các pha trứng, ấu trùng, nhộng và mọt trưởng thành.
   • Quan sát tập tính đẻ trứng: theo dõi vết đục, chất nhầy bịt lỗ trứng (egg-plug), đếm số lượng trứng đẻ thực tế tích lũy theo từng chu kỳ 10 ngày từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 145 và so sánh với mô hình lý thuyết.

3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái:

   • Yếu tố ẩm độ: Thí nghiệm ở 3 mức ẩm độ kết hợp nhiệt độ cố định 25°C để theo dõi thời gian phát triển và tỷ lệ sống sót của các pha.
   • Yếu tố nhiệt độ: Thí nghiệm ở các ngưỡng nhiệt độ khác nhau nhằm xác định thời gian vòng đời và tỷ lệ sống sót.
   • Yếu tố nồng độ ôxy: Sử dụng hệ thống đo khí chuyên dụng MSI kết nối máy tính cùng bình môi trường PET kín được thiết kế trong phòng thí nghiệm để kiểm soát các nồng độ O2, theo dõi hoạt động sống, tỷ lệ chết theo thời gian và tỷ lệ hao hụt ngô hạt.
   • Đặc điểm lựa chọn thức ăn: Thí nghiệm so sánh số lượng cá thể và tỷ lệ phát triển của mọt trên 3 loại thức ăn: ngô hạt, gạo hạt dài và hạt đậu tương (thực hiện tại Mai Sơn từ tháng 3–5/2019).

Nguồn tư liệu và dữ liệu

• Mẫu vật côn trùng thu thập thực tế tại 12 điểm kho điều tra định lượng và các điểm điều tra mở rộng tại tỉnh Sơn La.
• Bảng danh mục địa điểm điều tra định lượng tại Sơn La:

TT	Tên kho / Chủ hộ	Địa chỉ	Hình thức bảo quản
I	Huyện Mai Sơn	Xã Cò Nòi, Mai Sơn, Sơn La
1	Cơ sở Đa Thụy	Tiểu khu 1, xã Cò Nòi	Đổ rời, đóng bao
2	Cơ sở Liền Trang	Tiểu khu 19/5, xã Cò Nòi	Đổ rời, đóng bao
3	Cơ sở Thủy Bản	Tiểu khu 2, xã Cò Nòi	Đổ rời, đóng bao
4	Gia đình ông Tường	Tiểu khu 1, xã Cò Nòi	Đóng bao
5	Gia đình ông Ngân	Tiểu khu 2, xã Cò Nòi	Thùng phi
6	Gia đình ông Nhuần	Tiểu khu 19/5, xã Cò Nòi	Đóng bao
II	Thành phố Sơn La	Thành phố Sơn La, Sơn La
1	Cơ sở Hùng Mạnh	Phường Chiềng Sinh	Đổ rời, đóng bao
2	Cơ sở Khánh Trang	Phường Quyết Tâm	Đổ rời, đóng bao
3	Cơ sở Hoa Ban	Phường Chiềng Sinh	Đổ rời, đóng bao
4	Gia đình ông Quản	Phường Quyết Tâm	Đóng bao
5	Gia đình bà Gấm	Phường Quyết Tâm	Đóng bao
6	Gia đình bà Liễu	Phường Chiềng Cơi	Đóng bao

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu

Chương 1 (dài 35 trang) hệ thống hóa các tư liệu nghiên cứu trong và ngoài nước về côn trùng hại nông sản lưu kho. Tác giả phân tích cụ thể 5 vấn đề trọng tâm:

1. Thành phần loài côn trùng hại kho: Phân tích tính đa dạng của bộ Cánh cứng (Coleoptera) và bộ Cánh vảy (Lepidoptera), trong đó Coleoptera chiếm trên 80% số loài hại ngũ cốc trên thế giới cũng như tại Việt Nam.
2. Đặc điểm sinh học, sinh thái học của các loài hại chính: Tổng hợp dữ liệu về Sitophilus oryzae, Rhyzopertha dominica, Tribolium castaneum, Tribolium confusum, Lasioderma serricorne, Alphitobius diaperinus.
3. Mức độ thiệt hại: Dẫn xuất các số liệu định lượng về tổn thất khối lượng từ 10% đến 40% tùy loại hình kho và thời gian lưu trữ ở các nước nhiệt đới; tại Việt Nam tổn thất hạt quy mô nông hộ dao động 15–20%.
4. Biện pháp phòng chống: Đánh giá ưu nhược điểm của các biện pháp cơ học, vật lý (sàng sảy, nhiệt độ, bụi trơ), hóa học xông hơi (Phosphine, Methyl bromide và các nguy cơ kháng thuốc/độc hại môi trường), biện pháp thảo mộc (xoan, cơi, chế phẩm Gu Chong Jing, BQ-01) và biện pháp sinh học sử dụng ong ký sinh (Trichogramma, Anisopteromalus).
5. Tổng quan chuyên sâu về mọt ngô Sitophilus zeamais: Vị trí phân loại (họ Curculionidae, bộ Coleoptera), đặc điểm phân biệt hình thái giải phẫu cơ quan sinh dục đực (penis) và cơ quan đẻ trứng của con cái với loài mọt gạo Sitophilus oryzae, tính đa thực, tập tính đẻ trứng và các loài thiên địch đã được ghi nhận trên thế giới và trong nước.

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

Chương 2 (dài 17 trang) mô tả chi tiết phương pháp luận, công cụ và quy trình bố trí thí nghiệm:

• Trình bày cụ thể địa điểm thu mẫu định lượng tại 12 điểm thuộc huyện Mai Sơn và TP Sơn La;
• Mô tả hệ thống thiết bị nghiên cứu gồm kính hiển vi soi nổi quang học, buồng phân tích X-quang ghi nhận hoạt động của ấu trùng bên trong hạt ngô, hệ thống cảm biến đo nồng độ O2, ẩm độ, nhiệt độ và điểm sương MSI kết nối phần mềm máy tính;
• Thiết kế bình môi trường PET kín phục vụ việc theo dõi mọt trong môi trường điều chỉnh nồng độ ôxy;
• Quy trình toán sinh học phân tích tương quan giữa tuổi sâu non và kích thước chiều ngang đầu, so sánh đường cong thực nghiệm và đường cong lý thuyết về tỷ lệ trứng tích lũy của mọt cái theo thời gian.

Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 (dài 60 trang) là nội dung chính của luận án, tập trung vào 5 nhóm kết quả thực nghiệm:

1. Thành phần loài và khóa định loại mọt hại ngô hạt tại Sơn La:

   • Xác định được 24 loài côn trùng gây hại ngô hạt thuộc bộ Cánh cứng (Coleoptera).
   • Danh lục bao gồm các loài thuộc các họ:
     • Họ Curculionidae: Sitophilus zeamais (mọt ngô), Sitophilus oryzae (mọt gạo).
     • Họ Bostrichidae: Rhyzopertha dominica (mọt đục hạt nhỏ), Dinoderus minutus.
     • Họ Tenebrionidae: Tribolium castaneum (mọt bột đỏ), Tribolium confusum (mọt bột tạp), Alphitobius diaperinus (mọt khuẩn đen), Tenebrio molitor.
     • Họ Anthicidae: Anthicus floralis.
     • Họ Murmidiidae: Murmidius ovalis.
     • Họ Laemophloeidae: các loài thuộc giống Cryptolestes (Cryptolestes pusillus, Cryptolestes minutus, Cryptolestes ferrugineus).
     • Họ Mycetophagidae: Typhaea stercorea.
     • Họ Trogossitidae: Lophocateres pusillus (mọt thóc Thái Lan), Tenebroides mauritanicus (mọt gạo dẹt).
     • Họ Anthribidae: Araecerus fasciculatus (mọt cà phê).
     • Họ Silvanidae: Ahasverus advena, Oryzaephilus surinamensis (mọt răng cưa).
   • Xây dựng thành công khóa định loại bằng hình ảnh dựa trên các đặc điểm hình thái ngoài (dạng vòi kéo dài, cấu tạo râu đầu hình khuỷu tay, các vết chấm lõm trên tấm lưng ngực trước, đốm màu trên cánh cứng, cấu tạo đốt bụng) giúp phân biệt nhanh chóng 24 loài trong thực tế giám định kho.

2. Đặc điểm hình thái và sinh học của loài Sitophilus zeamais:

   • Kích thước các pha phát triển: Đo đạc cụ thể kích thước trứng (dài 0,5–0,7 mm, rộng 0,25–0,3 mm, màu trắng sữa); ấu trùng thành thục dài 3–3,2 mm (mình cong hình bán nguyệt, chân thoái hóa, màu trắng ngà đến nâu nhạt); nhộng dài 3–4 mm (hình bầu dục, chuyển từ vàng sữa sang vàng nâu); mọt trưởng thành dài 3,5–5,0 mm, màu nâu đen bóng với 4 đốm vàng đỏ rõ trên cánh cứng.
   • Đặc điểm ấu trùng: Ấu trùng trải qua 4 tuổi; xác định tương quan tuyến tính chặt chẽ giữa tuổi ấu trùng và kích thước chiều ngang vỏ đầu.
   • Thời gian phát triển các pha: Xác định chi tiết thời gian ủ trứng, thời gian phát triển của 4 tuổi ấu trùng, thời gian nhộng và thời gian sống của mọt trưởng thành (trưởng thành sống từ 5 đến 8 tháng).
   • Tập tính sinh sản và quy luật tích lũy trứng: Mọt cái dùng vòi đục lỗ sâu vào nội nhũ hạt, đẻ từng trứng và tiết chất nhầy bít kín miệng lỗ tạo thành "egg-plug". Phân tích quy luật tích lũy trứng trung bình theo chu kỳ 10 ngày từ ngày thứ 10 đến ngày 145; kết quả chỉ ra giai đoạn đẻ trứng cao nhất tập trung từ ngày thứ 55 đến ngày thứ 95 của vòng đời mọt cái.

3. Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái đến Sitophilus zeamais:

   • Nhiệt độ và ẩm độ: Đánh giá thời gian phát triển và tỷ lệ sống sót của các pha ở các mức nhiệt độ và 3 mức ẩm độ khác nhau (kết hợp nhiệt độ 25°C). Khi nhiệt độ và ẩm độ giảm xuống dưới ngưỡng thích hợp, thời gian vòng đời kéo dài và tỷ lệ sống sót giảm mạnh.
   • Diễn biến số lượng theo kiểu kho: Quần thể mọt phát triển với mật độ và tốc độ gia tăng cao hơn rõ rệt trong các kho bảo quản thủ công đóng bao của hộ nông dân so với kho đổ rời có kiểm soát cơ sở hạ tầng.
   • Ảnh hưởng của nồng độ ôxy: Thực nghiệm trong bình PET kín ghi nhận phản ứng của mọt trưởng thành khi nồng độ O2 giảm. Trong môi trường hoàn toàn không có ôxy (yếm khí), mọt bị ức chế hoạt động di chuyển sau thời gian ngắn, tỷ lệ chết tăng dần theo thời gian tiếp xúc và làm giảm rõ rệt tỷ lệ hao hụt ngô hạt bảo quản so với đối chứng.
   • Đặc điểm lựa chọn thức ăn: Thí nghiệm so sánh tại Mai Sơn (tháng 3–5/2019) cho thấy S. zeamais tập trung số lượng cá thể và tỷ lệ gây hại cao nhất trên ngô hạt, tiếp theo là gạo hạt dài, và thấp nhất trên hạt đậu tương.

4. Thành phần và hoạt động của tập hợp ong ký sinh:

   • Thu thập và định danh các loài ong ký sinh mọt hại ngô trong kho tại Sơn La gồm: Anisopteromalus calandrae, Theocolax elegans, Lariophagus distinguendus, Cephalonomia tarsalis, Holepyris sylvanidis, Proconura caryobori, Evania sp.
   • Phân tích số lượng ong ký sinh vũ hóa từ các mẫu mọt hại qua các tháng trong năm 2016, ghi nhận sự biến động mật độ ong ký sinh có xu hướng tương quan thuận theo sự gia tăng mật độ của quần thể mọt vật chủ trong kho.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về khoa học và lý luận

1. Lần đầu tiên cung cấp dẫn liệu đầy đủ, toàn diện về thành phần loài gồm 24 loài côn trùng cánh cứng gây hại ngô hạt sau thu hoạch tại tỉnh Sơn La.
2. Xây dựng hoàn chỉnh khóa định loại bằng hình ảnh cho 24 loài mọt hại ngô hạt, tạo công cụ trực quan phục vụ công tác phân loại học côn trùng kho.
3. Bổ sung hệ thống dữ liệu sinh học chi tiết về kích thước các pha phát triển, tương quan chiều rộng vỏ đầu qua 4 tuổi ấu trùng, thời gian các giai đoạn phát triển và mô hình quy luật tích lũy trứng theo thời gian của mọt ngô Sitophilus zeamais.
4. Cung cấp dẫn liệu khoa học mới về ảnh hưởng của điều kiện nghèo ôxy đến phản ứng tập tính, tỷ lệ tử vong theo thời gian của mọt ngô Sitophilus zeamais và mức độ hạn chế hao hụt khối lượng ngô hạt bảo quản.
5. Ghi nhận thành phần và biến động số lượng theo mùa của 7 loài ong ký sinh tự nhiên trên mọt hại ngô tại các kho lưu trữ ở vùng núi phía Bắc.

Đóng góp mới về thực tiễn và giải pháp đề xuất

1. Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho các cơ quan chuyên môn bảo vệ thực vật và các cơ sở bảo quản nông sản tại Sơn La trong việc nhận diện đúng, sớm các đối tượng mọt nguy hiểm.
2. Đề xuất giải pháp kỹ thuật bảo quản kín, điều chỉnh nồng độ ôxy kết hợp kiểm soát nhiệt ẩm trong kho nhằm ức chế sự bùng phát của S. zeamais mà không phụ thuộc hoàn toàn vào hóa chất xông hơi độc hại.
3. Khuyến nghị duy trì và tận dụng tập hợp ong ký sinh tự nhiên (Anisopteromalus calandrae, Theocolax elegans...) như một thành tố sinh học hỗ trợ điều hòa mật độ sâu mọt trong quản lý dịch hại kho tổng hợp.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Luận án tập trung khảo sát định lượng sâu tại hai địa bàn đại diện (huyện Mai Sơn và Thành phố Sơn La); các huyện còn lại của tỉnh Sơn La (Mộc Châu, Yên Châu, Mường La, Sông Mã) mới dừng lại ở mức điều tra định tính. Các thí nghiệm kiểm soát nồng độ ôxy chủ yếu thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm và mô hình bình PET kín, chưa mở rộng quy mô silô công nghiệp lớn.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  1. Mở rộng điều tra định lượng biến động quần thể mọt hại trên toàn bộ các vùng sinh thái đặc thù của vùng Tây Bắc.
  2. Hoàn thiện quy trình ứng dụng công nghệ bảo quản yếm khí (nghèo ôxy) ở quy mô kho dự trữ lớn và kho silô thương phẩm.
  3. Nghiên cứu kỹ thuật nhân nuôi sinh khối loài ong ký sinh Anisopteromalus calandrae phục vụ phòng trừ sinh học ứng dụng trong kho nông sản.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Sinh thái học, Bảo vệ thực vật, Côn trùng học: Luận án là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp điều tra côn trùng kho, kỹ thuật phân tích trắc vi hình thái vỏ đầu ấu trùng, phương pháp lập khóa định loại bằng hình ảnh và quy trình bố trí thí nghiệm sinh thái khí quyển kiểm soát.
• Đối với giảng viên và các viện nghiên cứu: Cung cấp nguồn tư liệu thực nghiệm chuẩn xác về danh lục côn trùng kho khu vực Tây Bắc và các thông số sinh học của loài Sitophilus zeamais.
• Đối với cán bộ quản lý kho, doanh nghiệp và người làm chính sách nông nghiệp: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật bảo quản ngô hạt an toàn, giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch và định hướng áp dụng các giải pháp bảo quản thân thiện với môi trường.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã xác định được bao nhiêu loài mọt gây hại ngô hạt trong kho bảo quản ở Sơn La?

Luận án đã điều tra và xác định được 24 loài côn trùng gây hại thuộc bộ Cánh cứng (Coleoptera), bao gồm các loài phổ biến thuộc các họ Curculionidae (Sitophilus zeamais, Sitophilus oryzae), Bostrichidae (Rhyzopertha dominica), Tenebrionidae (Tribolium castaneum, Alphitobius diaperinus), Silvanidae (Oryzaephilus surinamensis), Trogossitidae (Lophocateres pusillus), Anthribidae (Araecerus fasciculatus),...

2. Mọt ngô Sitophilus zeamais có mấy tuổi ấu trùng và kích thước trưởng thành là bao nhiêu?

Ấu trùng Sitophilus zeamais trải qua 4 tuổi, sống và đục khoét bên trong nội nhũ hạt ngô. Mọt trưởng thành có kích thước chiều dài cơ thể từ 3,5 đến 5,0 mm, màu nâu đen bóng, trên cánh cứng có 4 điểm đốm màu vàng đỏ hình bán nguyệt rõ rệt.

3. Tập tính đẻ trứng của mọt cái Sitophilus zeamais diễn ra như thế nào và thời gian đẻ trứng cao nhất vào lúc nào?

Mọt cái dùng vòi khoét sâu một lỗ vào hạt ngô, đẻ một quả trứng vào lỗ rồi tiết dịch nhầy đặc biệt bít miệng lỗ lại (tạo thành "egg-plug") để bảo vệ trứng. Quy luật tích lũy trứng cho thấy mọt cái có khả năng đẻ trứng kéo dài suốt đời sống (tổng số có thể đạt 300–400 trứng), nhưng giai đoạn tập trung lượng trứng đẻ cao nhất là từ ngày thứ 55 đến ngày thứ 95 sau khi vũ hóa.

4. Điều kiện nghèo ôxy (yếm khí) ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của mọt ngô?

Khi nồng độ ôxy trong môi trường bảo quản kín giảm thấp hoặc triệt tiêu hoàn toàn, hoạt động sống của mọt trưởng thành bị đình trệ nhanh chóng, tỷ lệ tử vong của mọt tăng dần theo thời gian phơi nhiễm trong môi trường không có ôxy, làm giảm đáng kể mức độ cắn phá và tỷ lệ hao hụt khối lượng ngô hạt bảo quản so với môi trường thông khí bình thường.

5. Những loài ong ký sinh nào đã được ghi nhận có mặt trên mọt hại ngô trong kho tại Sơn La?

Luận án đã ghi nhận 7 loài ong ký sinh tự nhiên trên mọt hại ngô, bao gồm: Anisopteromalus calandrae, Theocolax elegans, Lariophagus distinguendus, Cephalonomia tarsalis, Holepyris sylvanidis, Proconura caryobori và Evania sp.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của NCS. Nguyễn Văn Dương đã giải quyết toàn diện các mục tiêu nghiên cứu về thành phần loài, phân loại học và sinh thái học mọt hại ngô hạt sau thu hoạch tại tỉnh Sơn La. Công trình đã xác định 24 loài mọt hại kho cánh cứng, xây dựng khóa định loại hình ảnh trực quan, làm sáng tỏ các đặc điểm sinh học và quy luật sinh sản của loài dịch hại chính Sitophilus zeamais. Đồng thời, các kết quả thực nghiệm về tác động ức chế của môi trường nghèo ôxy và vai trò của tập hợp ong ký sinh tự nhiên cung cấp luận cứ khoa học quan trọng cho việc hoàn thiện quy trình bảo quản ngô hạt an toàn, bền vững tại vùng Tây Bắc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu côn trùng gây hại nông sản bảo quản trong kho trên thế giới 1. Nghiên cứu về thành phần loài côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản Côn trùng vượt qua tất cả các loài sinh vật hại khác về số lượng cá thể và số lượng loài, chúng cạnh tranh với con người về nguồn lương thực, lan truyền bệnh cho con người, cho cây trồng và gia súc. Đặc điểm nổi bật của côn trùng gây hại là sự thích nghi cao với các điều kiện sống trên trái đất, chúng có thể tồn tại và hoạt động trong cả điều kiện khô hạn [2].

Những nghiên cứu về côn trùng gây hại cây trồng nông nghiệp đã có từ khá sớm, cũng từ kết quả nghiên cứu về côn trùng, con người mới tìm được những biện pháp phòng chống côn trùng gây hại. Côn trùng không chỉ gây hại cho cây trồng trên đồng ruộng, nhiều loài còn gây hại nông sản sau thu hoạch được bảo quản trong kho. Côn trùng hại nông sản trong kho làm giảm hoặc mất hoàn toàn giá trị sử dụng. Trong nhiều trường hợp, chúng gây mục nát hạt ngũ cốc dự trữ hoặc làm cho hạt giống mất khả năng nẩy mầm.

Trên thế giới đã những nghiên cứu về côn trùng hại kho, thường tập trung vào những thống kê thành phần loài. Có thể tìm thấy trong các công trình về hạt dự trữ (Cotton, 1937); về dịch hại sản phẩm bảo quản của Cotton & Wilbur (1974); thành phần côn trùng ở Australia (Snelson et al., 1987) [3]; côn trùng hại hạt và sản phẩm hạt dự trữ của Cotton (1963) [4]; thành phần côn trùng trên thóc và gạo dự trữ ở Thái Lan của Nakakita et al. Ngoài ra, có thể kể đến các công trình nghiên cứu về thành phần loài và sinh thái học côn trùng trên hạt đóng bao (Graham, 1970; Smith, 1963; Prevett, 1964), công trình nghiên cứu về sinh thái học côn trùng trong các kho ngũ cốc (Richards & Woodroffe, 1968), về côn trùng hại kho của nông dân (Markham, 1981: dẫn theo Bùi Công Hiển, 1995) [7]. 5 Theo Cotton & Wilbur (1974), côn trùng gây hại cho hạt dự trữ trong kho trên thế giới gồm 43 loài được chia làm 2 nhóm: nhóm côn trùng gây hại chủ yếu gồm 19 loài và 24 loài thuộc nhóm côn trùng gây hại thứ yếu nhưng thường xuyên xuất hiện trên hạt dự trữ (dẫn theo Snelson et al.

Ở Indonesia, trên thóc và gạo dự trữ đã thống kê được 17 loài thuộc 12 họ và 2 bộ (Hall & Mcfarlane, 1961 [6]; Prakash, 1980 [8]). Film & Hagstrum (1990) [9] đã ghi nhận được 41 loài côn trùng trong sản phẩm lương thực dự trữ ở một số nước trên thế giới. Nakakita et al., (1991) [5] đã ghi nhận được 36 loài côn trùng thuộc 17 họ và 2 bộ gây hại trong thóc và gạo bảo quản ở Thái Lan năm 1991. Theo kết quả điều tra phối hợp giữa các nhà khoa học Indonesia thuộc Trung tâm sinh học nhiệt đới vùng Đông Nam Á (Seameo–Biotrop) và Viện Tài nguyên thiên nhiên (NRI) cũng như các tác giả Sukprakarn & Tauthong (1998), Nilpanit & Sukprakarn (1990) Nakakita (1994), thành phần côn trùng hại kho nông sản thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera) và bộ cánh vảy (Lepidoptera) ở Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Philippines và một số nước khác thuộc khu vực Đông Nam Á có 174 loài thuộc 38 họ, trong đó bộ cánh cứng (Coleoptera) có 153 loài thuộc 34 họ, chiếm 87,93%; bộ cánh vảy (Lepidoptera) có 21 loài thuộc 4 họ khác nhau, chiếm 12,07%.

Kết quả trên cho thấy, khu vực Đông Nam Á có thành phần côn trùng hại kho nông sản tương đối phong phú và đa dạng hơn nhiều so với Mỹ cũng như các nước khác trên thế giới (theo Hà Thanh Hương, 2007) [10]. Theo Olsson Christian (1999) [12], côn trùng gây hại trên sắn gồm các loài mọt răng cưa (Oryzaephilus surinamensis), mọt ngô (Sitophilus zeamais), mọt nhỏ đục hạt (Rhizopertha dominica), mọt cà phê (Araecerus fasciculatus), mọt tre (Dinoderus minutus). Đối với ngô được bảo quản đã có khá nhiều nghiên cứu về thành phần côn trùng gây hại, đáng chú ý hơn cả là ở Mexico (Rojas, 1998) [13], tác giả đã tiến hành điều tra và xác định được 17 loài côn trùng gây hại cho ngô bảo quản, thuộc 9 họ và 2 bộ. Trong số đó, các loài chính gây hại là mọt ngô (Sitophilus zeamais), ngài mạch (Sitotroga cerealella) và mọt nhỏ đục hạt (Rhyzopertha dominica).

Theo Arbogast & Throne (1997) [15] có 43 loài côn trùng thuộc 26 họ và 4 bộ gây hại trong kho ngô ở Nam Carolina (Hoa Kỳ). Khi nghiên cứu sản phẩm lương thực dự trữ ở một số nước trên thế giới, Freeman (1980) đã ghi nhận được 41 loài côn trùng. Sau đó, một nghiên cứu khác của Bengstong (1997) đã chỉ rõ các loài côn trùng gây hại kho chủ yếu là Sitophilus spp., Rhizopertha dominica, Tribolium castaneum, Sitotroga cerealella và Ephestia cautella phân bố khắp thế giới và đặc biệt các vùng khí hậu ấm áp, trong đó có 200 loài dịch hại ngũ cốc cất giữ trong kho [16]. Theo Bolin (2001), kết quả điều tra cơ bản của trường Đại học Oklahoma chỉ ra các loại côn trùng chiếm ưu thế gây hại kho gồm Rhizopertha dominica, Cryptolestes spp., Tribolium castaneum và ngài Ấn Độ Plodia interpunctella [17].

Cho đến nay, trên thế giới đã có những thành công trong việc việc bảo quản nông sản sau thu hoạch, điều này đã giảm được thiệt hại về cả số lượng và chất lượng do côn trùng gây ra và kiểm soát được sự phát triển của chúng trong kho bảo quản. Tuy nhiên, với sự thay đổi điều kiện môi trường và nguồn thức ăn, để thích nghi, các loài côn trùng hại kho cũng có sự thay đổi về thành phần, mật độ và hình thức gây hại. Ngoài ra, do sự thông thương và trao đổi hàng hóa ngày càng tăng giữa các nước, khả năng du nhập các loài côn trùng từ các sản phẩm nông nghiệp ngày càng cao. Vì vậy, việc nghiên cứu về thành phần loài côn trùng gây hại trong các kho nông sản vẫn luôn được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm.

Nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của các loài hại chính cho nông sản trong kho bảo quản Đã có những nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào các loài mọt côn trùng hại chính trong kho nông sản. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học của côn trùng hại kho như: mọt gạo (Sitophilus oryzae), Prvett (1960) cho biết, khi đẻ trứng, mọt 7 gạo dùng vòi khoét lỗ trên bề mặt hạt rồi đẻ trứng sau đó chúng tiết ra chất nhầy bịt miệng lỗ để bảo vệ trứng. Mỗi lần đẻ một trứng, có khi từ 2–3 trứng (dẫn theo Vũ Quốc Trung, 1978) [18]. Zacher (1964) cho biết, trung bình một cá thể cái có thể đẻ được 380 trứng, cao nhất là 576 trứng.

Thời gian phát triển của mọt gạo chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ. Từ trứng đến trưởng thành ở nhiệt độ 27,2 ºC là 25,5 ngày; ở nhiệt độ 17 ºC là 92 ngày, tuổi thọ của mọt gạo kéo dài khoảng 8 tháng (dẫn theo Bùi Công Hiển, 1995) [7]. Đối với mọt đục hạt nhỏ (Rhizopertha dominica), kết quả nghiên cứu của Potter & Brich cho thấy, mọt đục hạt nhỏ đẻ trứng trực tiếp vào hạt và dùng chất nhầy để bảo vệ trứng. Sâu non lột xác 3 lần, thời gian phát triển của ấu trùng khoảng 28– 71 ngày (dẫn theo Vũ Quốc Trung, 1978) [18].

Đối với mọt đục hạt nhỏ (Rhizopertha dominica F.) khó phân biệt trưởng thành đực cái một cách rõ ràng, con cái có những đốm mờ trên mặt đốt bụng thứ 3 và thứ 4, đốt thứ 5 đồng màu. Con đực có tất cả các đốt bụng màu như nhau và đậm hơn con cái (Stemley & Wilbur, 1966) [19]. Như vậy, có thể nói, cho đến nay, những nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của các loài côn trùng hại kho nông sản chưa nhiều, thường có những nghiên cứu sâu về một số loài hại quan trọng đối với nông sản trong kho. Nghiên cứu về thiệt hại do côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản Nông sản bảo quản bị sâu mọt tấn công gây thiệt hại lớn về số lượng và chất lượng.

Đó cũng là một trong số những nguyên nhân dẫn đến tình trạng giảm và thất thoát một lượng lớn lương thực ở một số nơi trên thế giới. Tổn thất sau thu hoạch của các loại nông sản thường ít được đánh giá một cách đầy đủ. Số liệu công bố thường tập trung về tổn thất về khối lượng, trong khi hầu như rất ít số liệu thiệt hại về mặt chất lượng của các nông sản được lưu trữ. 8 Sắn khô là một trong các loại nông sản rất khó dự trữ do dễ bị tấn công bởi các loài côn trùng gây hại trong kho và yếu tố khí hậu làm cho số lượng và chất lượng sắn bảo quản bị giảm nhanh.

Lượng mất mát của sắn khô trong quá trình bảo quản đã được đánh giá lên đến 16% về khối lượng sau 2 tháng dự trữ ở Malaysia [20]. Ở Ấn Độ đã có báo cáo cho rằng đem nhúng nước ấm nông sản trước bảo quản có thể bảo quản trong 9 tháng mà chỉ mất đi 3% khối lượng, so với mất 5% nếu dự trữ nơi bình thường. Tuy nhiên, đối với sắn lát phơi khô, sự mất mát khoảng 12–14% khi dự trữ trong kho. Tổn thất khối lượng sắn lưu trữ ở Ghana khoảng 8% ở hộ nông dân và 21% ở các kho tập trung sau 8 tháng bảo quản (Stumpf, 1998) [21].

Những con số thống kê của tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO) năm 1973 đã chỉ ra rằng không lâu nữa, nguồn cung cấp lương thực của thế giới sẽ không đủ để chống lại nạn đói do thiệt hại mùa màng. Trong đó, con số cụ thể đã chỉ ra ít nhất có 10% lương thực sau thu hoạch bị mất mát do dịch hại kho, và thiệt hại có thể tới 30% phổ biến ở nhiều khu vực trên thế giới (Hall, 1970) (dẫn theo Snelson et al. Tại Hoa Kỳ, theo Pawgley (1963) tổn thất hạt bảo quản mỗi năm được báo cáo khoảng 15–23 triệu tấn, trong đó, từ 9–16 triệu tấn do côn trùng, gần 7 triệu tấn do chuột. Ở các nước thuộc châu Mỹ-Latinh, theo đánh giá, ngũ cốc và đậu đỗ đã thu hoạch bị tổn thất tới 25–50%; ở một số nước châu Phi, khoảng 30% tổng sản lượng nông nghiệp bị mất đi hàng năm (dẫn theo Vũ Quốc Trung và nnk.

Đối với thóc và gạo, tổn thất sau thu hoạch tại một số nước châu Á như Malaysia là 17%, Nhật Bản là 5% và Ấn Độ là 11 triệu tấn/năm (dẫn theo Vũ Quốc Trung và nnk.