Nghiên cứu Pheromone sâu đục trái bưởi (Citripestis sagittiferella) và ứng dụng

Nghiên cứu pheromone giới tính sâu đục trái bưởi, xác định cấu trúc hóa học và tổng hợp. Đánh giá hiệu quả phòng trừ sâu hại trên đồng ruộng.

Trường đại học

Trường Đại Học Cần Thơ

Chuyên ngành

Bảo Vệ Thực Vật

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận Án Tiến Sĩ

2021

183
0
0

Phí lưu trữ

45 Point

Tóm tắt

I. Pheromone Sâu Đục Trái Bưởi Là Gì Tổng Quan Toàn Diện

Sâu đục trái bưởi, có tên khoa học là Citripestis sagittiferella, là một trong những dịch hại nguy hiểm hàng đầu đối với các vườn bưởi da xanhbưởi diễn tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Loại ngài đục trái này gây ra tình trạng rụng trái non hàng loạt, làm suy giảm nghiêm trọng năng suất và chất lượng thương phẩm. Ấu trùng của chúng, sau khi nở từ trứng, sẽ đục thẳng vào vỏ và ăn sâu vào phần thịt quả, tạo điều kiện cho nấm bệnh xâm nhập và gây thối rữa. Pheromone sâu đục trái bưởi là một loại chất dẫn dụ giới tính tự nhiên do ngài cái tiết ra để thu hút ngài đực đến giao phối. Đây là một tín hiệu hóa học cực kỳ chuyên biệt, chỉ có tác dụng trong cùng một loài. Dựa trên nguyên lý này, các nhà khoa học đã nghiên cứu để tổng hợp pheromone nhân tạo, tạo ra các sản phẩm bẫy pheromone nhằm mục đích theo dõi, giám sát và tiêu diệt quần thể ngài đực. Việc ứng dụng pheromone được xem là một biện pháp sinh học tiên tiến, có độ an toàn sinh học cao, không gây hại cho thiên địch và môi trường. Giải pháp này là một phần quan trọng trong chiến lược phòng trừ tổng hợp IPM, hướng đến nền canh tác hữu cơ bền vững, giảm thiểu sự phụ thuộc vào thuốc đặc trị sâu đục trái hóa học có thể để lại dư lượng và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc hiểu rõ về pheromone và cơ chế hoạt động của nó là nền tảng để xây dựng các phương pháp quản lý dịch hại hiệu quả và bền vững.

1.1. Tìm hiểu vòng đời sâu đục trái bưởi Citripestis sagittiferella

Theo nghiên cứu của Trần Trọng Dũng (Đại học Cần Thơ, 2021), vòng đời sâu đục trái bưởi kéo dài từ 28 đến 32 ngày, trải qua bốn giai đoạn chính: trứng, ấu trùng, nhộng và thành trùng. Thành trùng là loài bướm đêm (ngài), hoạt động và bắt cặp chủ yếu vào chiều tối. Ngài cái thường đẻ trứng thành từng cụm giống vảy cá trên bề mặt vỏ trái, tập trung ở khu vực 1/3 trái tính từ cuống trở xuống. Trứng có dạng dẹt, ban đầu màu trắng đục và chuyển sang cam đỏ khi sắp nở. Giai đoạn ấu trùng là giai đoạn gây hại trực tiếp và nguy hiểm nhất, bao gồm 5 tuổi và trải qua 4 lần lột xác. Ngay sau khi nở, ấu trùng tuổi 1 sẽ đục rất nhanh vào vỏ bưởi gần ổ trứng mà không di chuyển xa. Từ tuổi 3 trở đi, khi ấu trùng đã ăn sâu vào bên trong, các loại thuốc hóa học gần như mất tác dụng. Khi đủ lớn, ấu trùng sẽ chui ra khỏi trái, rơi xuống đất và hóa nhộng trong đất. Nhộng thuộc dạng nhộng màng, sau khoảng 7-12 ngày sẽ vũ hóa thành ngài, bắt đầu một vòng đời mới. Việc hiểu rõ vòng đời giúp xác định thời điểm can thiệp phòng trừ hiệu quả nhất, thường là giai đoạn ngài trưởng thành bay đi giao phối hoặc giai đoạn ấu trùng mới nở chưa kịp đục vào trong trái.

1.2. Dấu hiệu nhận biết sâu đục trái và tác hại nghiêm trọng

Dấu hiệu nhận biết sâu đục trái sớm nhất là các ổ trứng nhỏ li ti, xếp lớp như vảy cá trên vỏ bưởi. Khi ấu trùng mới nở và đục vào, sẽ có những lỗ nhỏ li ti trên vỏ, thường kèm theo một ít nhựa (mủ) chảy ra và khô lại. Dấu hiệu rõ ràng hơn là sự xuất hiện của phân sâu màu nâu đen bị đùn ra ngoài miệng lỗ đục. Đây là bằng chứng chắc chắn cho thấy trái đã bị tấn công. Tác hại của sâu đục trái là vô cùng nghiêm trọng. Trái non bị tấn công thường sẽ biến dạng, vàng úa và rụng sớm, gây ra hiện tượng rụng trái non hàng loạt. Đối với trái lớn, đường đục của sâu tạo thành những đường hầm bên trong, phá hủy phần thịt quả. Vết thương do sâu gây ra là cửa ngõ cho nấm, vi khuẩn và các loài côn trùng khác như ruồi vàng đục trái xâm nhập, gây thối rữa từ bên trong. Một trái bưởi có thể có từ 6-10 con sâu cùng gây hại. Trái bị hại không chỉ mất giá trị thương phẩm mà còn không thể tiêu thụ được. Thiệt hại kinh tế có thể lên tới 70-80% nếu không có biện pháp can thiệp kịp thời, ảnh hưởng trực tiếp đến thu nhập của nhà vườn.

II. Thách Thức Khi Phòng Trừ Sâu Đục Trái Bằng Phương Pháp Cũ

Việc phòng trừ sâu đục trái bưởi Citripestis sagittiferella bằng các phương pháp truyền thống gặp rất nhiều khó khăn và hạn chế. Thách thức lớn nhất đến từ tập tính gây hại của loài này: ấu trùng sống và phá hoại hoàn toàn bên trong trái. Khi ấu trùng đã đục vào quả, việc phun thuốc đặc trị sâu đục trái hóa học lên bề mặt gần như không mang lại hiệu quả, vì thuốc không thể tiếp cận được mục tiêu. Điều này buộc nhà vườn phải phun thuốc định kỳ với tần suất dày đặc (7-10 ngày/lần) ngay từ khi trái còn non, với hy vọng tiêu diệt ấu trùng trước khi chúng kịp chui vào trong. Hệ quả là chi phí sản xuất tăng cao, môi trường đất và nước bị ô nhiễm, các loài thiên địch có ích bị tiêu diệt, phá vỡ cân bằng sinh thái trong vườn. Hơn nữa, việc lạm dụng thuốc hóa học còn dẫn đến nguy cơ sâu kháng thuốc, làm cho công tác phòng trừ ngày càng trở nên tốn kém và kém hiệu quả. Các biện pháp cơ học như dùng lưới trùm cây tuy có hiệu quả nhưng chi phí đầu tư ban đầu lớn và tốn nhiều công lao động, khó áp dụng trên quy mô lớn. Trong khi đó, các loại bẫy truyền thống như bả protein lại chủ yếu nhắm vào ruồi vàng đục trái chứ không hiệu quả với loài ngài đục trái này. Những thách thức trên cho thấy sự cấp thiết phải tìm ra một giải pháp mới, bền vững và an toàn hơn, và pheromone sâu đục trái bưởi nổi lên như một hướng đi đầy hứa hẹn.

2.1. Hạn chế của thuốc hóa học trong quản lý ngài đục trái

Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học là biện pháp phổ biến nhất nhưng cũng bộc lộ nhiều hạn chế nghiêm trọng. Thứ nhất, như đã đề cập, thuốc không thể tiêu diệt ấu trùng khi chúng đã nằm sâu bên trong trái. Nghiên cứu chỉ ra rằng từ tuổi 3, ấu trùng gần như miễn nhiễm với thuốc phun bên ngoài. Thứ hai, việc phun thuốc định kỳ để phòng ngừa tiêu diệt cả các loài côn trùng có ích, đặc biệt là các loài thiên địch của sâu đục trái như ong ký sinh, kiến vàng, bọ rùa. Điều này làm mất đi khả năng kiểm soát sinh học tự nhiên của vườn cây, khiến dịch hại càng dễ bùng phát mạnh mẽ hơn khi ngưng thuốc. Thứ ba, dư lượng thuốc trừ sâu trên trái bưởi là một vấn đề lớn, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng và làm giảm giá trị xuất khẩu. Cuối cùng, việc phun xịt liên tục tạo áp lực chọn lọc, khiến sâu hại nhanh chóng hình thành tính kháng thuốc, buộc nhà vườn phải tăng liều lượng hoặc chuyển sang các loại thuốc độc hại hơn, tạo ra một vòng luẩn quẩn nguy hiểm.

2.2. So sánh với các loài sâu đục thân và ruồi vàng đục trái

Mặc dù cùng gây hại trên cây bưởi, tập tính của sâu đục trái (Citripestis sagittiferella) khác biệt rõ rệt so với sâu đục thânruồi vàng đục trái. Sâu đục thân chủ yếu tấn công vào cành và thân cây, làm cây suy yếu, gãy cành, nhưng ít khi ảnh hưởng trực tiếp đến quả trong thời gian ngắn. Trong khi đó, ruồi vàng đục trái dùng vòi đẻ trứng của mình chích sâu vào vỏ quả để đẻ trứng. Dòi nở ra sẽ ăn phá bên trong, nhưng con trưởng thành (ruồi) có thể bị dẫn dụ và tiêu diệt bằng bả protein. Ngược lại, ngài đục trái bưởi là một loài bướm đêm, không bị hấp dẫn bởi bả protein. Ngài cái đẻ trứng trên bề mặt quả, và chính ấu trùng mới là tác nhân trực tiếp đục vào. Sự khác biệt về loài (ruồi so với ngài) và cơ chế tấn công (chích đẻ trứng so với ấu trùng tự đục vào) đòi hỏi các biện pháp quản lý hoàn toàn khác nhau. Đây là lý do tại sao các phương pháp hiệu quả với ruồi vàng lại thất bại hoàn toàn với sâu đục trái.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tổng Hợp Pheromone Sâu Đục Trái

Nghiên cứu đột phá về pheromone sâu đục trái bưởi được thực hiện trong luận án tiến sĩ của Trần Trọng Dũng (2021) đã mở ra một hướng đi mới cho công tác phòng trừ. Quá trình nghiên cứu được tiến hành một cách bài bản, bắt đầu từ việc thu thập và nuôi nhân tạo sâu Citripestis sagittiferella trong phòng thí nghiệm để thu được ngài cái chưa giao phối. Tuyến pheromone của ngài cái sau đó được ly trích cẩn thận bằng dung môi n-hexane. Mẫu ly trích này được phân tích bằng các kỹ thuật hóa học phân tích tiên tiến. Kỹ thuật Sắc ký khí – Điện râu đầu (GC-EAD) được sử dụng để xác định chính xác những thành phần hóa học nào trong mẫu ly trích có khả năng kích thích râu của ngài đực, tức là xác định các thành phần hoạt tính của pheromone. Tiếp theo, kỹ thuật Sắc ký khí – Khối phổ (GC-MS) được dùng để xác định cấu trúc hóa học chi tiết của các thành phần hoạt tính đó. Kết quả từ nghiên cứu này là một cột mốc quan trọng, lần đầu tiên xác định và công bố thành phần chất dẫn dụ giới tính của sâu đục trái bưởi, đặt nền móng cho việc tổng hợp nhân tạo và ứng dụng trong thực tiễn nông nghiệp. Quy trình này đòi hỏi sự chính xác cao và các thiết bị hiện đại, cho thấy sự đầu tư nghiêm túc vào việc tìm kiếm các biện pháp sinh học bền vững.

3.1. Xác định cấu trúc hóa học của chất dẫn dụ giới tính

Kết quả phân tích từ luận án đã xác định pheromone giới tính của ngài Citripestis sagittiferella là một hỗn hợp gồm ba hợp chất chính: E11-14:OAc, Z11-14:OAc, và Z9,E11-14:OAc. Đây là các hợp chất este mạch thẳng, một dạng pheromone phổ biến trong bộ Cánh vảy (Lepidoptera). Việc xác định chính xác danh tính và tỷ lệ của các thành phần này là yếu tố quyết định đến hiệu quả dẫn dụ. Một sự sai khác nhỏ trong cấu trúc hóa học hoặc tỷ lệ pha trộn cũng có thể làm mất hoàn toàn hoạt tính sinh học của pheromone. Quá trình này không chỉ dừng lại ở việc xác định các thành phần chính mà còn gợi mở về khả năng tồn tại của các thành phần phụ với hàm lượng rất nhỏ, chưa thể phát hiện bằng phương pháp hiện tại, nhưng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu quả của pheromone ngoài đồng.

3.2. Quy trình tổng hợp pheromone nhân tạo trong phòng thí nghiệm

Sau khi xác định được cấu trúc hóa học, bước tiếp theo là tổng hợp các thành phần pheromone trong phòng thí nghiệm. Luận án đã trình bày quy trình tổng hợp các hợp chất E11-14:OAc, Z11-14:OAcZ9,E11-14:OAc thông qua phản ứng hóa học hữu cơ, cụ thể là phản ứng Wittig. Đây là một phương pháp hiệu quả để tạo ra các liên kết đôi carbon-carbon với cấu hình hình học (Z hoặc E) được kiểm soát. Hiệu suất tổng hợp được ghi nhận ở mức cao, đạt 86,7% cho hai hợp chất đầu và 89,6% cho hợp chất thứ ba. Việc tổng hợp thành công pheromone nhân tạo là bước đi then chốt, cho phép sản xuất hàng loạt mồi dẫn dụ với chi phí hợp lý để triển khai các bẫy pheromone trên diện rộng, thay vì phải phụ thuộc vào việc ly trích từ côn trùng trong tự nhiên.

IV. Đánh Giá Hiệu Quả Của Pheromone Sâu Đục Trái Ngoài Đồng

Sau khi tổng hợp thành công, pheromone sâu đục trái bưởi đã được đưa ra thử nghiệm ngoài đồng để đánh giá hiệu quả thực tế. Các bẫy pheromone chứa mồi tổng hợp đã được đặt tại các vườn bưởi ở Sóc Trăng, Hậu Giang và Vĩnh Long. Mục tiêu của các thí nghiệm này là xác định khả năng hấp dẫn của mồi pheromone đối với ngài đực Citripestis sagittiferella và so sánh hiệu quả với các phương pháp đối chứng. Tuy nhiên, một kết quả quan trọng và bất ngờ từ nghiên cứu của Trần Trọng Dũng (2021) là hiệu quả của pheromone tổng hợp trong việc hấp dẫn ngài đực ngoài đồng lại rất thấp, chưa đạt được như kỳ vọng. Số lượng ngài đực sập bẫy không cao và không có sự khác biệt lớn so với bẫy không có mồi. Kết quả này cho thấy một thách thức lớn trong việc ứng dụng thực tiễn. Nó không có nghĩa là pheromone vô dụng, mà gợi ý rằng hỗn hợp pheromone của loài này có thể phức tạp hơn. Có khả năng các thành phần phụ với hàm lượng cực nhỏ, hoặc các hợp chất hydrocarbon khác có trên thân và cánh của ngài cái, đóng vai trò khuếch đại tín hiệu và chưa được xác định. Đây là một phát hiện khoa học quan trọng, định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo phải đi sâu hơn vào việc xác định đầy đủ các thành phần để hoàn thiện công thức mồi bẫy.

4.1. Kết quả thử nghiệm bẫy pheromone tại các vườn bưởi

Các thí nghiệm thực địa được bố trí bài bản với nhiều nghiệm thức, bao gồm các tỷ lệ khác nhau của ba thành phần pheromone đã tổng hợp. Kết quả thu được khá đồng nhất: số lượng ngài đực Citripestis sagittiferella bị thu hút vào bẫy pheromone rất hạn chế. Điều này trái ngược với nhiều loài sâu hại khác thuộc họ Pyralidae, nơi pheromone tổng hợp thường cho hiệu quả rất cao. Giả thuyết được đặt ra là do thiếu vắng các thành phần phụ. Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, đối với một số loài ngài, các thành phần chính chỉ có tác dụng định hướng từ xa, trong khi các thành phần phụ đóng vai trò quyết định trong hành vi tiếp cận và giao phối ở cự ly gần. Vì vậy, dù xác định được các thành phần chính là một thành công, việc tối ưu hóa mồi bẫy vẫn là một bài toán cần tiếp tục giải quyết.

4.2. Lý giải nguyên nhân hiệu quả hấp dẫn chưa như mong đợi

Nguyên nhân chính khiến hiệu quả của pheromone chưa cao được cho là do sự phức tạp trong thành phần hóa học của chất dẫn dụ giới tính tự nhiên. Hỗn hợp pheromone tổng hợp có thể chưa phản ánh đầy đủ và chính xác tỷ lệ của các thành phần như trong tự nhiên. Đặc biệt, nghiên cứu chỉ ra khả năng tồn tại của các hydrocarbon không no (thuộc pheromone loại II) có trên lớp sáp của cơ thể ngài, hoạt động như chất hiệp đồng (synergist), làm tăng sức hấp dẫn của các thành phần chính. Các nghiên cứu trên các loài ngài tương tự trong họ Pyralidae cũng gặp phải vấn đề tương tự, và chỉ thành công khi bổ sung các thành phần phụ này vào mồi bẫy. Do đó, đề xuất nghiên cứu trong tương lai là tiếp tục phân tích các bộ phận khác của ngài cái như cánh, thân... để tìm kiếm và bổ sung các thành phần này, nhằm hoàn thiện công thức và nâng cao hiệu quả của bẫy pheromone.

V. Hướng Dẫn Biện Pháp Sinh Học Bổ Sung Tinh Dầu Tỏi Sả

Trong bối cảnh pheromone sâu đục trái bưởi tổng hợp cần thêm thời gian để hoàn thiện, luận án của Trần Trọng Dũng đã khảo sát và mang lại một giải pháp biện pháp sinh học thay thế cực kỳ hiệu quả và khả thi: sử dụng tinh dầu sả chanh và tinh dầu tỏi. Các chất này không hoạt động như chất dẫn dụ mà là chất xua đuổi, gây rối loạn định hướng (chất quấy rối), làm cho ngài Citripestis sagittiferella trưởng thành không thể tìm đến trái bưởi để đẻ trứng. Đây là một phương pháp an toàn sinh học, dễ áp dụng và phù hợp với định hướng canh tác hữu cơ. Nghiên cứu đã đánh giá hiệu quả của việc treo các túi chứa tinh dầu trong vườn. Kết quả cho thấy cả tinh dầu sả chanh và tinh dầu tỏi đều có tác dụng rất tốt trong việc làm giảm tỷ lệ trái bị hại. Cụ thể, việc sử dụng túi PE zipper chứa tinh dầu cho hiệu quả bảo vệ cao nhất. Giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ trái bưởi khỏi sâu đục trái mà còn có thể có tác dụng xua đuổi một số côn trùng gây hại khác, góp phần vào chương trình phòng trừ tổng hợp IPM một cách hiệu quả. Đây là một giải pháp thực tiễn, có thể được nông dân áp dụng ngay lập tức trong khi chờ đợi công nghệ pheromone được cải tiến.

5.1. Hiệu quả phòng trừ của tinh dầu sả chanh và tinh dầu tỏi

Thí nghiệm thực địa đã chứng minh hiệu quả vượt trội của tinh dầu. Khi so sánh các vật liệu chứa khác nhau (túi PE, túi PE zipper, ống Eppendorf), túi PE zipper cho thấy khả năng bảo vệ quả tốt nhất. Hiệu quả làm giảm tỷ lệ hại của túi PE zipper chứa tinh dầu sả chanh đạt 66,7% và tinh dầu tỏi là 61,1%. Trong một thí nghiệm diện rộng, tại thời điểm 11 tuần sau khi xử lý, nghiệm thức treo 20 túi tinh dầu sả chanh trên 1000m² có tỷ lệ trái bị hại chỉ là 3,12%, thấp hơn đáng kể so với nghiệm thức không xử lý (6,27%) và không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với phương pháp phun thuốc của nông dân (2,33%). Kết quả này khẳng định tinh dầu là một biện pháp sinh học khả thi để thay thế hoặc giảm thiểu việc sử dụng thuốc hóa học.

5.2. Cách thức triển khai mô hình trên vườn bưởi da xanh bưởi diễn

Để áp dụng mô hình này, nhà vườn có thể tự chuẩn bị các túi tinh dầu. Sử dụng túi PE có khóa zip (zipper), cho một miếng bông gòn hoặc mút xốp vào bên trong, sau đó nhỏ khoảng 5-10ml tinh dầu sả chanh hoặc tỏi nguyên chất vào. Kéo khóa zip lại nhưng để hở một khoảng nhỏ để mùi hương có thể khuếch tán ra ngoài. Treo các túi này đều khắp vườn, ưu tiên treo ở độ cao ngang tầm quả, với mật độ khuyến nghị là 20 túi cho mỗi 1000m² (khoảng 200 túi/ha). Nên bắt đầu treo túi khi trái bắt đầu hình thành (sau khi đậu quả non) và duy trì trong suốt quá trình phát triển của trái. Cần kiểm tra và bổ sung tinh dầu định kỳ (khoảng 2-3 tuần/lần) tùy thuộc vào điều kiện thời tiết để đảm bảo hiệu quả liên tục. Phương pháp này đặc biệt phù hợp cho các vườn bưởi da xanhbưởi diễn theo hướng canh tác hữu cơ.

VI. Triển Vọng Tương Lai Của Pheromone Sâu Đục Trái Bưởi

Mặc dù kết quả thử nghiệm ban đầu của pheromone sâu đục trái bưởi tổng hợp chưa đạt kỳ vọng, đây vẫn là một hướng nghiên cứu đầy triển vọng và có ý nghĩa chiến lược lâu dài. Những phát hiện từ luận án của Trần Trọng Dũng (2021) không phải là thất bại, mà là những bước đi khoa học quan trọng, giúp định hình rõ hơn con đường cần đi tiếp theo. Tương lai của công nghệ này nằm ở việc xác định và bổ sung các thành phần phụ còn thiếu để tạo ra một hỗn hợp pheromone hoàn chỉnh, có sức hấp dẫn mạnh mẽ tương đương với tự nhiên. Khi công thức mồi bẫy được tối ưu hóa, bẫy pheromone sẽ trở thành một công cụ không thể thiếu trong hệ thống phòng trừ tổng hợp IPM. Chúng có thể được sử dụng để phát hiện sớm sự xuất hiện của dịch hại, theo dõi diễn biến mật độ quần thể để quyết định thời điểm can thiệp, và quan trọng nhất là dùng trong bẫy tiêu diệt hàng loạt (mass trapping) để giảm thiểu số lượng ngài đực, phá vỡ chu kỳ sinh sản của chúng. Sự kết hợp giữa bẫy pheromone (dẫn dụ) và tinh dầu (xua đuổi) có thể tạo ra một chiến lược "Đẩy-Kéo" (Push-Pull) tiên tiến, vừa bảo vệ cây trồng, vừa đảm bảo an toàn sinh học và hướng tới một nền nông nghiệp bền vững, chất lượng cao.

6.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo để tối ưu hóa hiệu quả pheromone

Đề xuất chính cho nghiên cứu trong tương lai là tập trung vào việc ly trích và phân tích các bộ phận khác của ngài cái Citripestis sagittiferella, bao gồm cánh, thân và các lớp sáp biểu bì. Mục tiêu là tìm kiếm các thành phần phụ, đặc biệt là các hợp chất hydrocarbon không no, có thể đóng vai trò như chất hiệp đồng. Các kỹ thuật phân tích nhạy hơn có thể được áp dụng để phát hiện các hợp chất có nồng độ cực thấp. Sau khi xác định, các thành phần này sẽ được tổng hợp và phối trộn với ba thành phần chính đã biết theo nhiều tỷ lệ khác nhau. Mỗi công thức mới sẽ được đánh giá cẩn thận trong phòng thí nghiệm (olfactometer) và sau đó là thử nghiệm ngoài đồng trên quy mô rộng để tìm ra công thức tối ưu nhất, có khả năng thương mại hóa cao.

6.2. Tiềm năng kết hợp Pheromone và các biện pháp sinh học khác

Trong tương lai, bẫy pheromone sẽ không hoạt động đơn lẻ mà là một mắt xích trong chuỗi các giải pháp quản lý dịch hại. Tiềm năng lớn nhất nằm ở việc kết hợp với các biện pháp sinh học khác. Ví dụ, kết hợp bẫy pheromone để theo dõi và xác định thời điểm bùng phát của ngài, từ đó quyết định thời điểm thả các loài thiên địch như ong ký sinh trứng. Hoặc áp dụng chiến lược "Push-Pull": dùng tinh dầu sả, tỏi (Push) để xua đuổi ngài ra khỏi vườn cây, đồng thời đặt các bẫy pheromone (Pull) ở rìa vườn để thu hút và tiêu diệt chúng. Sự kết hợp thông minh này giúp nâng cao hiệu quả phòng trừ, bảo vệ môi trường, và là cốt lõi của một nền canh tác hữu cơ hiện đại, đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm khắt khe của thị trường trong nước và quốc tế.

04/10/2025
Nghiên cứu pheromone giới tính của sâu đục trái bưởi citripestis sagittiferella moorexác định cấu trúc hoá học tổng hợp và đánh giá hiệu quả ngoài đồng

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án Cây có múi được trồng từ rất lâu đời, có phân bố rộng khắp từ Bắc đến Nam và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với nhiều loại cây trồng khác (Huỳnh Trí Đức và ctv. Tại các tỉnh phía Nam diện tích trồng cây có múi là 83. Từ ghi nhận xuất hiện rãi rác trên bưởi Năm roi ở tỉnh Sóc Trăng vào năm 2011, đến năm 2013, Citripestis sagittifrella đã được xem là đối tượng gây hại nghiêm trọng ở khắp các địa bàn trồng bưởi tại ĐBSCL. Nguy hiểm hơn, bên cạnh trái bưởi, Citripestis sagitiferella còn tấn công hầu hết các loại trái cây có múi khác như cam sành, cam xoàn, cam mật, quít đường, chanh núm, chanh giấy, chanh không hạt, hạnh và chúc (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2015).

Do sâu đục trái bưởi là đối tượng mới xuất hiện và ấu trùng gây hại bên trong trái, biện pháp phòng trị bằng cách phun thuốc bảo vệ thực vật cho hiệu quả không cao. Nông dân thường phải phun thuốc trừ sâu 7 - 10 ngày/lần trong suốt thời gian phát triển của trái để phòng trị sâu đục trái bưởi (Trần Trọng Dũng và ctv. Để đáp ứng yêu cầu canh tác theo hướng bền vững, nghiên cứu cơ sở giúp xây dựng các chương trình quản lý hiệu quả đối với sâu đục trái bưởi là cần thiết. Ngăn chặn trưởng thành sinh sản để từ đó ngăn chặn sự gây hại của ấu trùng được xem là biện pháp hiệu quả, cả về mặt kỹ thuật và môi trường, đối với những loài côn trùng gây hại bên trong mô ký chủ (Huỳnh Thị Ngọc Linh và ctv., 2012, Nguyễn Hồng Lĩnh và ctv.

Hiện nay, biện pháp bao trái được áp dụng rộng rãi để quản lý sự gây hại của sâu đục trái trên bưởi. Tuy nhiên, biện pháp bao trái đòi hỏi nhiều công lao động, đồng thời gặp khó khăn đối với những loại trái cây có múi có kích thước nhỏ. Ứng dụng hóa chất tín hiệu để điều chỉnh hành vi của côn trùng trưởng thành, từ đó bảo vệ cây trồng chống lại sự gây hại đang được xem là một trong những công cụ hiệu quả để góp phần thay thế cho thuốc bảo vệ thực vật hóa học (Lê Văn Vàng, 2016). Pheromone giới tính là loại hóa chất tín hiệu được cá thể tiết ra để hấp dẫn sự bắt cặp giao phối của các cá thể khác giới trong loài.

Do có nguồn gốc tự nhiên, tính chuyên biệt rất cao và hoạt động ở hàm lượng rất thấp, nên áp dụng pheromone giới tính để quản lý côn trùng gây hại nông nghiệp được xem là giải pháp không độc, bền vững và an toàn (Witzgall et al. Cho đến nay pheromone giới tính của hơn 650 loài thuộc bộ cánh vảy đã được nghiên cứu (Ando, 2013; El-Sayed, 2014), hầu hết là nhằm ứng dụng trong quản lý côn 1 trùng gây hại nông/lâm nghiệp bằng các hình thức: Khảo sát diễn biến mật số quần thể, bẫy tập hợp, thu hút và giết trưởng thành, quấy rối bắt cặp (Ando et al. Theo Witzgall et al., (2010), hàng năm ước tính có hàng chục triệu mồi pheromone được sản xuất để ứng dụng cho việc khảo sát diễn biến mật số quần thể và bẫy tập hợp trên một diện tích ít nhất là 10 triệu hecta, thêm vào đó ít nhất một triệu hecta được áp dụng các kỹ thuật quấy rối bắt cặp và thu hút và giết. Bên cạnh việc được dùng như một loại thảo dược, tinh dầu sả và tinh dầu tỏi cũng được sử dụng trong bảo vệ thực vật làm thuốc phòng trị côn trùng gây hại cây trồng (Pinheiro et al., 2013; Tripathi et al.

Tinh dầu sả và tinh dầu tỏi cũng được xem là hóa chất tín hiệu (Trần Thanh Thy và ctv. Đây cũng là một giải pháp sinh học phòng trừ dịch hại đáng lưu ý.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu tình hình gây hại, đặc điểm sinh học và ứng dụng hóa chất tín hiệu nhằm góp phần thay thế thuốc bảo vệ thực vật để quản lý ngài sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella ở ĐBSCL.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định tình hình gây hại và đặc điểm sinh học của Citripestis sagitiferella ở ĐBSCL. - Xác định được cấu trúc hóa học và tổng hợp các thành phần pheromone giới tính của sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella. - Đánh giá được hiệu quả hấp dẫn của pheromone giới tính đối với Citripestis sagitiferella.

- Đánh giá được hiệu quả của tinh dầu tỏi và tinh dầu sả trong việc làm giảm sự gây hại của sâu đục trái bưởi.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Pheromone giới tính sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella. - Phạm vi nghiên cứu: Xác định cấu trúc hóa học, tổng hợp và đánh giá hiệu quả ngoài đồng pheromone giới tính của sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella.4 Nội dung nghiên cứu Xác định pheromone giới tính của sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella: Được thực hiện tại phòng thí nghiệm Sinh thái học Hóa chất, trường Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo – Nhật Bản. Tổng hợp pheromone giới tính được thực hiện tại phòng thí nghiệm Phòng trừ Sinh học thuộc Bộ môn Bảo vệ Thực vật – Khoa Nông nghiêp – trường Đại Học Cần Thơ. Đánh giá hiệu quả pheromone giới tính ngoài đồng: Được thực hiện tại các vườn bưởi tại Sóc Trăng, Hậu Giang, Vĩnh Long.

Đánh giá hiệu lực của tinh dầu sả và tinh dầu tỏi: Được thực hiện tại Sóc Trăng. Do kết quả đánh giá hiệu lực pheromone ngoài đồng chưa được như mong đợi, cụ thể là pheromone giới tính của sâu đục trái bưởi chưa hấp dẫn được thành trùng đực. Nguyên nhân được giả định là trong thành phần pheromone có thể chứa các thành phần phụ khác chưa phát hiện được với máy móc, phương pháp hiện tại. Thực tế, cho đến nay nhiều nghiên cứu về pheromone giới tính trên họ Pyralidae cũng chưa thành công trong đánh giá hiệu lực hấp dẫn ngoài đồng.

Bên cạnh đó, tác giả đã tiến hành nghiên cứu cả hướng chất quấy rối (cũng được xem là hóa chất tín hiệu) để bảo đảm khối lượng đề tài.5 Điểm mới của luận án - Cung cấp thông tin khoa học về đặc điểm hình thái, sinh học và gây hại của sâu đục trái bưởi tại các vùng điều tra. - Là công trình nghiên cứu đầu tiên xác định được thành phần và cấu trúc hóa học của pheromone giới tính sâu đục trái bưởi và đưa ra quy trình tổng hợp các thành phần pheromone giới tính này. - Bước đầu xác định hiệu quả phòng trừ sâu đục trái bưởi của các chất quấy rối (tinh dầu sả, tinh dầu tỏi) ở điều kiện ngoài đồng.6 Ý nghĩa của luận án 1.1 Ý nghĩa khoa học của luận án - Xác định và tổng hợp được thành phần pheromone giới tính của sâu đục trái bưởi. 3 - Xác định được đặc điểm hình thái, sinh học và triệu chứng gây hại của sâu đục trái bưởi.2 Ý nghĩa thực tiễn của luận án - Đặt nền móng ban đầu cho việc điều chế mồi pheromone giới tính trong phòng trừ loài dịch hại này.

- Khẳng định tính khả thi của biện pháp sinh học là sử dụng các chất quấy rối là tinh dầu sả chanh, tinh dầu tỏi trong phòng trừ sâu đục trái bưởi. 4 Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan chung 2. Giới thiệu về cây bưởi Cây bưởi một trong những loại cây ăn trái có giá trị cao có nguồn gốc từ khu vực Đông Nam Á (Morton, 2004). Bưởi có tên khoa học là Citrus maxima (tên khác C.

grandis) thuộc giống Citrus, họ Rutaceae được trồng rộng rãi tại Việt Nam (Quoc et al, 2014). Diện tích trồng cây có múi ở Việt Nam khoảng 107.000 ha trong đó bưởi chiếm khoảng 8.000 ha (Puglisi et al. Đây là một trong những loại cây có giá trị kinh tế cao so với một số loại cây trồng khác (Viet, 2015). Ngoài ra, bưởi là loại thực phẩm rất bổ dưỡng có hàm lượng chất chống oxi hóa cao, rất có lợi cho sức khỏe con người (Toh et al., 2014; Wang et al.

Theo Nguyễn Danh Vàn (2008), tuổi thọ của bưởi có thể lên đến 50 năm. Tuy nhiên, hiện nay do chăm sóc không tốt, một số nhà vườn (chủ yếu nhà vườn chuyên canh) khai thác triệt để bằng cách xiết nước, cho ra hoa trái vụ… để đem lại lợi nhuận cao nên tuổi thọ của bưởi giảm đi rất nhiều. Theo Lê Thanh Phong và Phạm Thành Lợi (2014), tuổi thọ của bưởi Da xanh và bưởi Năm Roi dao động từ 8,9 – 9,1 năm. Wu et al.

(2014) cũng cho rằng, chính sự gia tăng diện tích trồng bưởi hiện nay cũng là một trong những nguyên nhân làm gia tăng sự tấn công của các loại dịch hại, qua đó cũng góp phần làm giảm năng suất và phẩm chất bưởi. Đặc điểm hình thái thực vật Bưởi là cây có sự biến động lớn về các đặc tính hình thái như kích thước cây, độ dày vỏ, màu của múi… giữa các loài (Susandarini et al. Theo Nguyễn Danh Vàn (2008), bưởi thuộc nhóm thân gỗ, cao 5-6 mét. Theo Lim (2012), cây bưởi có kích thước trung bình khoảng 5-6 mét, tuy nhiên có thể đạt tới 13-14 mét.

Đây là loài có kích thước lớn nhất trong họ citrus với lá, hoa và trái to. Theo Ancillo và Medina (2015), hoa bưởi có mùi thơm, bao phấn màu vàng, cánh hoa màu trắng. Từ lúc ra hoa đến lúc thu hoạch khoảng 6-7 tháng (Nguyễn Danh Vàn, 2008). Hoa mọc thành từng chùm 4-6 hoa.

Đài hoa có 4-5 thùy (Lim, 2012). Theo Seddeek et al. (2017), lá bưởi có dạng hình trứng – mác (ovate-lanceolate), cuống lá có viềng răng cưa, đỉnh có khía, phần “đáy” lá đối xứng, phẳng và bóng. Phần “đỉnh” lá có màu xanh đen hơn và phần “đáy” lá.

Kích thước lá chiều rộng từ 2-12 cm, chiều dài 5-15 cm. Cuống lá có dạng cánh, màu xanh, dài 2-4 cm, rộng 2-2,5 cm.3 Đặc tính sinh thái Nhiệt độ: Việt Nam có nhiệt độ thích hợp cho cây bưởi phát triển, về nguyên tắc có thể trồng cây bưởi ở bất kỳ nơi nào, miền Nam cũng như miền Bắc (Vũ Công Hậu, 1996). Nhiệt độ thích hợp cho cây bưởi sinh trưởng và phát triển từ 23-290C, bưởi ngưng sinh trưởng khi nhiệt độ xuống dưới 130C và chết ở nhiệt độ -50C (Võ Hữu Thoại và ctv. Đối với họ cam quýt, nhiệt độ không những ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây mà còn ảnh hưởng đến phẩm chất trái.

Khi chín trong điều kiện nhiệt độ cao sự hình thành các sắc tố carotenoid và antoxian bị trở ngại, vỏ quả không chín vàng, thịt quả trắng lạt. Đối với bưởi và bưởi chùm, màu đỏ không phải có từ sắc tố antoxian mà từ licopen và sắc tố này đòi hỏi nhiệt độ cao.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ