Luận án: Sâu đục thân cói (Bactra venosana) và biện pháp phòng chống tổng hợp

Tìm hiểu sâu đục thân cói, các biện pháp phòng chống hiệu quả và quản lý tổng hợp bền vững để bảo vệ cây trồng. Hướng dẫn chi tiết.

• Tác giả: Nguyễn Phạm Hùng
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Thị Vượng
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
• Đề tài: Sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller (Lepidoptera: Tortricidae) và biện pháp phòng chống theo hướng quản lý tổng hợp tại Thanh Hóa và Ninh Bình
• Loại tài liệu: Luận án
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Sâu Đục Thân Cói Tổng Quan Về Tác Nhân Gây Hại Chính

Sâu đục thân cói, với tên khoa học Bactra venosana Zeller, là một trong những tác nhân gây hại nghiêm trọng nhất đối với cây cói (Cyperus malaccensis Lamk) tại các vùng trồng trọng điểm như Thanh Hóa và Ninh Bình. Loài côn trùng này thuộc họ Tortricidae, bộ Lepidoptera, có khả năng gây thiệt hại nặng nề, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cói và chất lượng sản phẩm thủ công mỹ nghệ. Việc hiểu rõ về các đặc điểm sinh học của chúng là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong việc xây dựng các biện pháp phòng trừ hiệu quả. Theo nghiên cứu của Nguyễn Phạm Hùng (2017), sâu đục thân cói được xác định là loài gây hại phổ biến nhất trong số 21 loài sâu hại được ghi nhận trên cây cói. Sự phát triển mạnh mẽ của chúng trong những năm gần đây đặt ra thách thức lớn cho người nông dân, đòi hỏi một chiến lược quản lý dịch hại tổng hợp IPM bài bản và bền vững. Mật độ sâu thường cao hơn trên ruộng cói cựu (trồng trên 3 năm) so với cói mống (trồng mới), cho thấy sự tích lũy mầm bệnh qua các vụ. Ngoài cây cói, nghiên cứu cũng chỉ ra cỏ lác ba cạnh (Cyperus iria L.) là ký chủ phụ, tạo điều kiện cho sâu tồn tại và phát triển ngay cả khi không có vụ cói. Việc nhận diện chính xác các giai đoạn phát triển và hiểu rõ tập tính sinh học của chúng là chìa khóa để áp dụng các biện pháp can thiệp đúng thời điểm, giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ môi trường.

1.1. Nhận diện sâu đục thân cói và đặc điểm hình thái

Việc nhận diện chính xác các giai đoạn phát triển của sâu là cơ sở để phòng trừ. Đặc điểm hình thái sâu đục thân có sự khác biệt rõ rệt qua từng pha. Trưởng thành là loài bướm nhỏ, con đực có sải cánh 13-14mm, con cái lớn hơn với sải cánh 14-16mm, cánh trước màu nâu vàng sáng. Trứng có hình bầu dục, dẹt, ban đầu màu trắng trong, sau chuyển sang vàng nhạt, thường được đẻ thành từng ổ. Sâu non có 5 tuổi, khi mới nở có màu trắng sữa, đầu đen; khi lớn đủ sức, thân chuyển sang màu xanh hoặc vàng nhạt, đầu màu nâu đen. Nhộng có màu nâu vàng, được bao bọc trong một kén mỏng ngay trong thân cây cói hoặc gần gốc. Việc nắm vững các đặc điểm này giúp nông dân xác định thời điểm sâu non mới nở - giai đoạn dễ bị tổn thương nhất để áp dụng các biện pháp phòng trừ.

1.2. Vòng đời sâu đục thân cói và các giai đoạn phát triển

Hiểu rõ vòng đời sâu đục thân cói là yếu tố then chốt để cắt đứt chu kỳ sinh sản của chúng. Vòng đời của loài này phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ. Theo nghiên cứu, ở nhiệt độ trung bình 30,8°C, vòng đời hoàn thành trong khoảng 33 ngày, trong khi ở 21,1°C, thời gian này kéo dài đến 55,8 ngày. Thời gian phát dục các pha cụ thể như sau: pha trứng kéo dài 3-4 ngày; pha sâu non là giai đoạn gây hại chính, kéo dài từ 21-34 ngày; pha nhộng mất khoảng 7-8 ngày. Sau khi vũ hóa, bướm trưởng thành sống khoảng 7-8 ngày, giao phối và bắt đầu đẻ trứng sau 1 ngày. Một con cái có thể đẻ trung bình từ 47 đến 69 quả trứng, với tỷ lệ nở rất cao (84-90%). Sâu non có tập tính qua đông trong thân cây hoặc gốc cói, sẵn sàng bùng phát vào vụ sau.

II. Tác Hại Của Sâu Đục Thân Cói Đến Năng Suất Trồng Trọt

Thiệt hại do sâu đục thân cói gây ra là rất lớn, không chỉ làm giảm năng suất cói mà còn ảnh hưởng đến chất lượng sợi, từ đó tác động tiêu cực đến giá trị kinh tế của các sản phẩm thủ công mỹ nghệ. Sâu non sau khi nở sẽ đục thẳng vào thân cây cói non, thường là ở phần gần gốc. Vết đục tạo điều kiện cho nấm bệnh xâm nhập, làm cây suy yếu. Dấu hiệu đặc trưng nhất là hiện tượng dảnh cói bị héo vàng, khô chết và dễ dàng nhổ lên khỏi gốc. Một con sâu non có thể phá hoại từ 1 đến 3 dảnh cói trong suốt vòng đời của nó. Khi mật độ sâu cao, toàn bộ ruộng cói có thể bị phá hủy, gây mất trắng. Nghiên cứu tại Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy tỷ lệ hại có thể lên đến 90,4% (Efil et al., 2012). Tại Việt Nam, tình hình cũng không kém phần nghiêm trọng, đặc biệt tại các vùng thâm canh cao, sử dụng nhiều phân đạm. Các yếu tố như trà cói, chân ruộng và chế độ canh tác đều có ảnh hưởng đến mật độ sâu. Cụ thể, cói cựu (lưu gốc nhiều năm) và chân ruộng cao thường có mật độ sâu cao hơn do nguồn sâu tích lũy và điều kiện khô hạn thuận lợi. Việc không quản lý tốt dịch hại này dẫn đến chi phí sản xuất tăng cao do phải đầu tư nhiều hơn cho thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), đồng thời gây ô nhiễm môi trường và làm mất cân bằng sinh thái.

2.1. Dấu hiệu nhận biết và thiệt hại kinh tế do sâu gây ra

Dấu hiệu nhận biết sớm nhất là sự xuất hiện của bướm trưởng thành vào ban đêm, đặc biệt khi dùng bẫy đèn. Trên đồng ruộng, triệu chứng rõ ràng là các dảnh cói non bị héo ở ngọn, chuyển màu vàng và chết dần. Khi chẻ thân cói bị hại, sẽ thấy đường đục của sâu non bên trong cùng với phân sâu. Thiệt hại do sâu đục thân cói thể hiện rõ qua việc giảm số lượng dảnh hữu hiệu trên một đơn vị diện tích, làm giảm sản lượng. Cây bị hại thường có chiều cao thấp, sợi cói ngắn, yếu và dễ gãy, không đạt tiêu chuẩn để sản xuất hàng xuất khẩu. Thiệt hại kinh tế không chỉ dừng lại ở việc mất năng suất mà còn bao gồm chi phí phòng trừ và sự sụt giảm giá bán sản phẩm cuối cùng.

2.2. Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến mật độ sâu hại cói

Mật độ sâu đục thân cói chịu ảnh hưởng lớn từ các yếu tố sinh thái và biện pháp canh tác. Nghiên cứu của Nguyễn Phạm Hùng (2017) chỉ ra rằng mật độ sâu trên cói cựu luôn cao hơn cói mống, do gốc cói cũ là nơi trú ẩn lý tưởng cho sâu non và nhộng qua đông. Chân ruộng cao, khó giữ nước cũng tạo điều kiện thuận lợi cho sâu phát triển hơn so với chân ruộng thấp, chủ động được tưới tiêu. Thời tiết nóng ẩm là điều kiện lý tưởng cho sâu sinh sản và phát triển. Ngoài ra, việc lạm dụng phân đạm làm cho cây cói non mềm, dễ bị sâu non tấn công hơn. Việc không thực hiện vệ sinh đồng ruộng sau thu hoạch, để lại bổi cói và tàn dư cũng là nguyên nhân khiến mật độ sâu gia tăng ở vụ tiếp theo.

III. Top Biện Pháp Canh Tác Phòng Chống Sâu Đục Thân Cói Hiệu Quả

Biện pháp canh tác đóng vai trò nền tảng trong chiến lược quản lý dịch hại tổng hợp IPM, giúp hạn chế sự phát triển của sâu đục thân cói một cách bền vững và thân thiện với môi trường. Các biện pháp này tập trung vào việc thay đổi môi trường sống của sâu hại, làm cho nó trở nên không thuận lợi cho sự sinh tồn và phát triển của chúng. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào hóa chất, việc áp dụng đồng bộ các kỹ thuật canh tác giúp giảm áp lực sâu hại ngay từ đầu vụ. Một trong những kỹ thuật quan trọng là vệ sinh đồng ruộng triệt để sau mỗi vụ thu hoạch. Việc thu dọn và tiêu hủy toàn bộ bổi cói, tàn dư thực vật sẽ loại bỏ nơi trú ẩn của nhộng và sâu non qua đông, làm giảm đáng kể số lượng sâu cho vụ sau. Bên cạnh đó, kỹ thuật cắt cói sát gốc thay vì để lại gốc cao 40-50cm như cách làm truyền thống cũng được chứng minh là làm giảm tỷ lệ dảnh héo. Một biện pháp độc đáo và hiệu quả khác là điều tiết nước. Việc cho ruộng ngập nước trong một khoảng thời gian nhất định có thể tiêu diệt trứng và sâu non. Ngoài ra, việc sử dụng bẫy đèn bẫy bướm để theo dõi và tiêu diệt bướm trưởng thành cũng là một công cụ hữu ích, giúp xác định đỉnh điểm vũ hóa để đưa ra quyết định phun thuốc kịp thời.

3.1. Kỹ thuật vệ sinh đồng ruộng và xử lý tàn dư cây cói

Vệ sinh đồng ruộng là biện pháp phòng ngừa quan trọng hàng đầu. Nghiên cứu chỉ ra rằng sâu đục thân có thể tồn tại trên bổi cói sau thu hoạch. Do đó, việc thu gom và tiêu hủy toàn bộ tàn dư cây trồng sau khi thu hoạch là bắt buộc. Điều này giúp phá vỡ vòng đời của sâu bằng cách loại bỏ giai đoạn nhộng và sâu non đang ẩn náu. Cày ải, phơi đất cũng giúp tiêu diệt mầm bệnh trong đất. Áp dụng luân canh với các cây trồng khác nếu điều kiện cho phép cũng là một giải pháp tốt để cắt đứt nguồn thức ăn liên tục của sâu, làm giảm mật độ quần thể một cách tự nhiên.

3.2. Phương pháp ngập nước và sử dụng bẫy đèn bẫy bướm

Điều tiết nước là một biện pháp canh tác hiệu quả cao. Thí nghiệm cho thấy việc ngâm ruộng cói ngập nước 20cm trong 7-10 ngày có thể làm giảm tỷ lệ nở của trứng từ 90% xuống còn 24,82%. Sâu non cũng không thể xâm nhập vào cây khi mực nước được duy trì ở mức cao. Do đó, việc chủ động nguồn nước và giữ mực nước hợp lý vào giai đoạn bướm rộ đẻ trứng là rất quan trọng. Song song đó, việc sử dụng bẫy đèn bẫy bướm giúp xác định chính xác thời điểm bướm trưởng thành hoạt động mạnh nhất. Dựa vào số lượng bướm vào bẫy, người nông dân có thể dự báo được thời điểm sâu non sẽ nở rộ sau đó 3-4 ngày, từ đó đưa ra quyết định can thiệp kịp thời và chính xác nhất.

IV. Hướng Dẫn Biện Pháp Sinh Học Kiểm Soát Sâu Đục Thân Cói

Biện pháp sinh học là một trụ cột quan trọng trong phòng trừ sâu bệnh hại cói theo hướng bền vững, nhằm mục đích bảo vệ và phát huy vai trò của các sinh vật có ích trong hệ sinh thái nông nghiệp. Thay vì tiêu diệt sâu hại bằng hóa chất, phương pháp này tận dụng các loài thiên địch của sâu đục thân, bao gồm côn trùng bắt mồi và côn trùng ký sinh, để duy trì mật độ sâu hại ở dưới ngưỡng gây hại kinh tế. Nghiên cứu của Nguyễn Phạm Hùng (2017) đã ghi nhận được 13 loài thiên địch quan trọng trên ruộng cói, trong đó có 8 loài bắt mồi (nhện, bọ rùa) và 5 loài ong ký sinh. Đặc biệt, bọ rùa đỏ (Micraspis discolor) được xác định có vai trò đáng kể trong việc hạn chế số lượng sâu. Việc bảo tồn các loài thiên địch này đòi hỏi phải hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) phổ rộng, độc tính cao. Thay vào đó, cần ưu tiên các loại thuốc sinh học, thuốc chọn lọc, và áp dụng kỹ thuật phun thuốc hợp lý để giảm thiểu tác động tiêu cực đến quần thể thiên địch. Xây dựng các bờ hoa, thảm thực vật đa dạng xung quanh ruộng cói cũng là cách tạo nơi trú ẩn và nguồn thức ăn bổ sung cho thiên địch, giúp chúng phát triển ổn định và bền vững.

4.1. Vai trò của thiên địch tự nhiên trong ruộng cói

Các loài thiên địch của sâu đục thân đóng vai trò như những "vệ sĩ" tự nhiên. Nhóm bắt mồi như nhện sói, nhện linh miêu và đặc biệt là bọ rùa đỏ (Micraspis discolor) chủ động săn tìm và tiêu thụ các giai đoạn trứng và sâu non của sâu đục thân. Một phát hiện quan trọng là lần đầu tiên ghi nhận được 5 loài ong ký sinh trên sâu hại cói, trong đó có 4 loài ký sinh trực tiếp sâu đục thân cói là Bracon onukii, Cotesia flavipes, Tropobracon luteus và Goryphus basilaris. Những loài ong này đẻ trứng vào sâu non hoặc nhộng, ấu trùng của chúng sẽ phát triển và ăn vật chủ từ bên trong, tiêu diệt sâu hại một cách hiệu quả.

4.2. Ghi nhận khả năng di chuyển của ong ký sinh từ lúa sang cói

Một kết quả mang tính đột phá từ nghiên cứu của Nguyễn Phạm Hùng (2017) là việc xác nhận các loài ong ký sinh kể trên, vốn trước đây chủ yếu được ghi nhận trên sâu đục thân hại lúa, đã có khả năng di chuyển và hoạt động hiệu quả trên ruộng cói. Điều này cho thấy hệ sinh thái ruộng lúa và ruộng cói có sự liên kết chặt chẽ. Việc canh tác xen kẽ hoặc gần các ruộng lúa có thể tạo điều kiện cho các loài ong ký sinh di chuyển, làm tăng hiệu quả kiểm soát sinh học tự nhiên đối với sâu đục thân cói. Đây là cơ sở khoa học quan trọng để khuyến khích mô hình canh tác đa dạng, bảo vệ và tăng cường vai trò của các loài thiên địch bản địa.

V. Cách Dùng Thuốc BVTV An Toàn Trong Phòng Chống Sâu Đục Thân

Trong quản lý dịch hại tổng hợp IPM, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) được xem là biện pháp cuối cùng, chỉ áp dụng khi mật độ sâu hại vượt ngưỡng kinh tế và các biện pháp khác không đủ hiệu quả. Nguyên tắc cốt lõi là sử dụng thuốc một cách có chọn lọc, đúng lúc, đúng liều lượng và đúng cách để tối đa hóa hiệu quả diệt trừ sâu đục thân cói và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường cũng như các loài thiên địch. Ưu tiên hàng đầu là các loại thuốc trừ sâu đục thân cói có nguồn gốc sinh học như các chế phẩm từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) hoặc các hoạt chất Abamectin, Matrine. Các loại thuốc này có độc tính thấp đối với con người và sinh vật có ích. Đối với thuốc hóa học, cần lựa chọn các hoạt chất thế hệ mới, có tính chọn lọc cao như Chlorantraniliprole, Thiamethoxam. Thời điểm phun thuốc là yếu tố quyết định hiệu quả. Thời điểm vàng là ngay sau khi bướm rộ và trước khi sâu non nở 1 ngày, hoặc ngay sau khi sâu non mới xuất hiện (tuổi 1, tuổi 2). Phun thuốc vào giai đoạn này sẽ tiêu diệt sâu non khi chúng còn yếu và chưa kịp đục vào bên trong thân cây, nơi thuốc khó tiếp cận.

5.1. Lựa chọn thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học và hóa học

Lựa chọn đúng loại thuốc là rất quan trọng. Các loại thuốc trừ sâu đục thân cói có nguồn gốc sinh học như Eagle 50 WG (Abamectin Benzoate) cho hiệu quả cao khi xử lý trước khi trứng nở 1 ngày. Các chế phẩm từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis cũng cho thấy tiềm năng tiêu diệt sâu non. Về thuốc hóa học, các sản phẩm như Virtako 40 WG (Chlorantraniliprole + Thiamethoxam) cho hiệu quả cao nhất. Việc lựa chọn cần dựa trên phổ tác động của thuốc, ưu tiên các sản phẩm ít ảnh hưởng đến thiên địch của sâu đục thân, đặc biệt là các loài ong ký sinh và bọ rùa.

5.2. Thời điểm phun thuốc tối ưu để diệt sâu non hiệu quả nhất

Hiệu quả của thuốc BVTV phụ thuộc rất lớn vào thời điểm xử lý. Nghiên cứu đã chứng minh, thời điểm tốt nhất để phun thuốc là "trước khi sâu non xuất hiện từ 1-5 ngày và ngay sau khi sâu non xuất hiện 1 giờ". Giai đoạn này tương ứng với lúc trứng sắp nở hoặc sâu non vừa nở, còn đang di chuyển bên ngoài thân cây. Việc phun thuốc sau khi sâu đã đục vào thân sẽ làm giảm hiệu lực đáng kể. Để xác định thời điểm này, cần kết hợp theo dõi bướm trưởng thành bằng bẫy đèn và thăm đồng thường xuyên để phát hiện ổ trứng. Phun thuốc vào lúc trời mát, không có gió to để đảm bảo thuốc tiếp xúc tốt nhất với cây trồng và sâu hại.

VI. Mô Hình Quản Lý Dịch Hại Tổng Hợp IPM Cho Cây Cói Bền Vững

Mô hình quản lý dịch hại tổng hợp IPM là giải pháp toàn diện và bền vững nhất để phòng chống sâu đục thân cói. Mô hình này không tập trung vào một biện pháp đơn lẻ mà kết hợp hài hòa nhiều chiến thuật khác nhau, bao gồm biện pháp canh tác, biện pháp sinh học, và sử dụng thuốc BVTV một cách hợp lý. Mục tiêu của IPM là giữ cho quần thể sâu hại ở mức thấp, không gây thiệt hại kinh tế, đồng thời bảo vệ sức khỏe con người, môi trường và hệ sinh thái nông nghiệp. Dựa trên các kết quả nghiên cứu chi tiết về đặc điểm sinh học, sinh thái của sâu đục thân và vai trò của thiên địch, một mô hình IPM cho cây cói tại Nga Sơn, Thanh Hóa đã được đề xuất và áp dụng thử nghiệm. Mô hình này bao gồm các yếu tố chính: (1) Áp dụng các biện pháp canh tác tiên tiến như cắt cói sát gốc và vệ sinh đồng ruộng; (2) Điều tiết nước hợp lý để diệt trứng và sâu non; (3) Theo dõi mật độ sâu và thiên địch thường xuyên để ra quyết định can thiệp kịp thời; (4) Ưu tiên sử dụng các biện pháp sinh học, bảo vệ quần thể thiên địch; (5) Chỉ sử dụng thuốc hóa học khi thật cần thiết, dựa trên nguyên tắc 4 đúng. Kết quả áp dụng mô hình cho thấy hiệu quả vượt trội so với phương pháp canh tác truyền thống.

6.1. Kết quả áp dụng mô hình IPM tại Nga Sơn Thanh Hóa

Việc áp dụng mô hình IPM trên cả hai vụ chiêm và vụ mùa tại Nga Sơn, Thanh Hóa đã mang lại những kết quả tích cực. Diễn biến mật độ sâu đục thân cói trong mô hình thử nghiệm luôn thấp hơn đáng kể so với ruộng sản xuất đại trà của nông dân. Việc kết hợp các biện pháp phòng trừ đã giúp kiểm soát sâu hại hiệu quả mà không cần phụ thuộc quá nhiều vào thuốc hóa học. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí đầu vào mà còn tạo ra sản phẩm cói an toàn hơn, đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của thị trường xuất khẩu. Mô hình đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong thực tiễn sản xuất.

6.2. Phân tích hiệu quả kinh tế và tăng năng suất cói

Hiệu quả rõ rệt nhất của mô hình IPM là về mặt kinh tế. So với sản xuất đại trà, mô hình IPM giúp tăng năng suất cói loại 1, là loại cói có giá trị thương mại cao nhất. Cụ thể, trong vụ chiêm năm 2014, mô hình mang lại lợi nhuận cao hơn 4.295.000 VNĐ/ha. Trong vụ mùa, mức chênh lệch này còn lớn hơn, đạt 5.460.000 VNĐ/ha. Tổng lợi nhuận tăng thêm từ việc áp dụng mô hình trên cả hai vụ là gần 10 triệu đồng/ha. Kết quả này khẳng định rằng đầu tư vào quản lý dịch hại tổng hợp IPM không chỉ giúp phòng trừ sâu bệnh hại cói bền vững mà còn là một chiến lược đầu tư mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp và lâu dài cho người nông dân trồng cói.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Cây cói (Cyperus malaccensis Lamk, họ Cyperaceae, bộ Cyperales) giữ vị trí chiến lược trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp và bảo vệ môi trường sinh thái tại các vùng đất ngập nước lợ ven biển Việt Nam. Tại các huyện trọng điểm như Nga Sơn (tỉnh Thanh Hóa với quy mô canh tác từ 2.060 ha đến 3.255 ha, sản lượng hàng năm đạt trên 22.000 - 27.000 tấn) và Kim Sơn (tỉnh Ninh Bình với diện tích vùng chuyên canh trên 384,3 ha), cây cói mang lại giá trị kinh tế gấp 6 đến 7 lần so với canh tác lúa nước trên cùng một đơn vị diện tích, đóng góp từ 180 đến 200 tỷ đồng mỗi năm cho ngành thủ công mỹ nghệ xuất khẩu. Bên cạnh ý nghĩa thương mại, thảm thực vật cói đóng vai trò quan trọng trong việc chắn sóng bảo vệ đê biển, cải tạo đất mặn và duy trì chuỗi thức ăn sinh thái. Tuy nhiên, việc đẩy mạnh thâm canh và lạm dụng phân đạm hóa học đã kích hoạt sự bùng phát dữ dội của các loài dịch hại nguy hiểm, đặc biệt là sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller (Lepidoptera: Tortricidae), gây thiệt hại nghiêm trọng từ 70% đến 90%, thậm chí phá hủy 100% diện tích canh tác tại một số địa phương (Đặng Thị Bình và cs., 2007).

Khoảng trống nghiên cứu (Research Gap) trước công trình này nằm ở sự thiếu hụt mang tính hệ thống các dẫn liệu khoa học về đặc điểm sinh học, sinh thái học, tập tính học, cơ cấu thiên địch và quy luật bùng phát quần thể của loài Bactra venosana trên cây cói nông nghiệp tại Việt Nam. Trên thế giới, các nghiên cứu về chi Bactra chủ yếu tiếp cận loài này dưới góc độ là tác nhân phòng trừ sinh học để tiêu diệt cỏ dại nguy hại như cỏ củ gấu (Cyperus rotundus) (Poinar, 1964; Frick & Garcia, 1975; Ganga & Jayanth, 1995), trong khi nghiên cứu về B. venosana với tư cách là dịch hại nguy hiểm trên cây trồng nông nghiệp thương phẩm còn rất sơ sài và phân tán.

Luận án thiết lập hệ thống câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học chặt chẽ:

• RQ1: Thành phần dịch hại và tổ hợp thiên địch trên đồng cói tại Thanh Hóa và Ninh Bình gồm những loài nào, vị trí ưu thế của B. venosana ra sao?
• RQ2: Các thông số nhiệt - ẩm tác động như thế nào đến vòng đời, thời gian phát dục và sức sinh sản của B. venosana?
• RQ3: Các yếu tố canh tác (cắt sát gốc, ngập nước, tuổi lưu gốc của cói cựu và cói mống) ảnh hưởng thế nào đến mật độ quần thể và khả năng xâm nhiễm của sâu non?
• RQ4: Khả năng tích hợp giữa thiên địch bản địa, biện pháp thủy văn canh tác và thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học/hóa học chọn lọc để xây dựng quy trình quản lý tổng hợp (IPM) đạt hiệu quả sinh thái và kinh tế ra sao?

Hệ thống giả thuyết:

• H1: Bactra venosana là loài gây hại chủ đạo, có khả năng hoàn thành vòng đời trên cây cói chính (C. malaccensis) và cỏ ký chủ phụ (Cyperus iria L.).
• H2: Nhiệt độ môi trường tương quan nghịch với thời gian phát dục của các pha sâu non và ảnh hưởng phi tuyến tính đến sức sinh sản của ngài cái.
• H3: Canh tác điều tiết chế độ nước ngập 10 cm trong giai đoạn 5-7 ngày và dọn sạch bổi cói sau thu hoạch sẽ làm suy giảm đáng kể tỷ lệ nở của trứng và tỷ lệ hại dảnh.
• H4: Các loài ong ký sinh bản địa từ hệ sinh thái ruộng lúa lân cận có thể chuyển dịch ký chủ sang khống chế quần thể B. venosana trên đồng cói.

Khung lý thuyết của nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng Lý thuyết Quản lý Dịch hại Tổng hợp (Integrated Pest Management - Stern et al., 1959; Kogan, 1998), Lý thuyết Tương tác ba bậc dinh dưỡng trong Nông sinh thái (Tri-trophic Interactions - Price et al., 1980) và Lý thuyết Tích lũy Nhiệt độ hữu hiệu (Thermal Performance Curves - Campbell et al., 1974).

Đóng góp đột phá của công trình được định lượng cụ thể: Xây dựng thành công mô hình IPM giảm áp lực sử dụng hóa chất độc hại, hạn chế tỷ lệ dảnh héo xuống dưới 5%, gia tăng tỷ lệ cói loại 1 (chiều dài > 1,75 m) và nâng cao hiệu quả kinh tế rõ rệt so với tập quán canh tác đại trà ngoài sản xuất.

Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ chu kỳ sinh trưởng của cây cói vụ chiêm và vụ mùa trong giai đoạn 2012-2016 tại hai địa bàn trọng điểm là huyện Nga Sơn (Thanh Hóa) và huyện Kim Sơn (Ninh Bình).

Literature Review và Positioning

Nghiên cứu về chi Bactra và dịch hại trên cây họ Cói (Cyperaceae) trên thế giới trải qua ba dòng nghiên cứu chính:

1. Dòng phân loại học và hình thái học: Khởi xướng từ các công trình kinh điển của Diakonoff (1954, 1964), Horak (2006) về tộc Bactrini (phân họ Olethreutinae, họ Tortricidae) với hơn 100 loài trên toàn cầu, tiếp nối bởi Razowski & Becker (2010), Aarvik (2008), Efil et al. (2012) và Sohn et al. (2015) khi định danh cơ quan sinh dục đực (aedeagus, valva) và cái (corpus bursae, sterigma) của các loài Bactra venosana, Bactra verutana, Bactra furfurana.
2. Dòng nghiên cứu kiểm soát sinh học cỏ dại: Frick & Chandler (1974), Garcia & Frick (1975), Andres et al. (1976), Baer & Quimby (1981) tại Hoa Kỳ đã đánh giá tiềm năng sử dụng Bactra verutana để tiêu diệt cỏ gấu (Cyperus rotundus), ghi nhận tỷ lệ dảnh cỏ bị hủy diệt từ 55% đến 88%. Tại Ấn Độ, Ganga & Jayanth (1995), Krishnamoorthy (2012) khảo sát khả năng ký sinh trứng của ong Trichogramma bactrae trên B. venosana.
3. Dòng nghiên cứu dịch hại cây cói tại Việt Nam: Các khảo sát bước đầu của Đặng Thị Bình và cs. (2007, 2008, 2010), Nguyễn Văn Viên & Hoàng Ngọc Sơn (2009), Nguyễn Tất Cảnh & Nguyễn Văn Hùng (2009, 2010) ghi nhận sơ bộ 17 - 22 loài sâu hại nhưng chưa giải mã trọn vẹn quy luật sinh học phân tử, chu kỳ phát dục định lượng và cơ chế kiểm soát liên hoàn của B. venosana.

Trong y văn tồn tại hai cuộc tranh luận học thuật lớn:

• Tranh luận về phương thức gây hại của sâu non: Frick & Quimby (1977) nhận định trung bình 1 cá thể sâu non có thể xâm nhiễm và di chuyển gây hại từ 2 đến 3 cây cỏ gấu non liên tiếp; ngược lại, Efil et al. (2012) tại Thổ Nhĩ Kỳ cho rằng trên đồng ruộng mỗi dảnh cây chỉ chứa 1 sâu non duy nhất cư trú tại gốc thân. Luận án giải quyết mâu thuẫn này bằng chứng cứ thực nghiệm: Sâu non tuổi nhỏ (tuổi 1-2) tập trung gây hại tại gốc bẹ dảnh ban đầu, nhưng khi phát triển lên tuổi lớn (tuổi 3-5), sâu non có tập tính đục thủng thân di chuyển sang các dảnh non kế cận, gây hiện tượng dảnh héo dây chuyền.
• Tranh luận về vị thế sinh thái của loài: Giới nghiên cứu phương Tây coi Bactra spp. là "côn trùng có ích" (beneficial biocontrol agents) trong phòng trừ cỏ dại, trong khi tại các vùng sản xuất nông nghiệp châu Á, loài này là "dịch hại nguy cấp" (destructive primary pest).

So sánh với hai nghiên cứu quốc tế điển hình:

• Nghiên cứu của Efil et al. (2012) tại Adana và Osmaniye (Thổ Nhĩ Kỳ): Khảo sát tỷ lệ gây hại của B. venosana biến động từ 27,2% đến 90,4% trên quần thể cỏ dại nhưng không đưa ra quy trình quản lý cây trồng thương phẩm.
• Nghiên cứu của Frick & Wilson (1978) tại Mississippi (Hoa Kỳ): Đo đạc thời gian phát dục của Bactra verutana ở các mức nhiệt độ cố định nhưng chưa làm rõ động thái di chuyển của ong ký sinh từ hệ thống cây trồng xen canh.

Luận án định vị chính xác khoảng trống học thuật bằng cách chuyển hóa tri thức sinh học của loài côn trùng từ mục tiêu phòng trừ cỏ dại sang hệ thống bảo vệ cây trồng chuyên canh thâm canh cao, thiết lập cầu nối lý thuyết giữa nông sinh thái học ngập mặn và quản lý dịch hại tổng hợp.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án mở rộng Lý thuyết Tương tác Ba bậc Dinh dưỡng (Price et al., 1980) trong hệ sinh thái nông nghiệp đặc thù đất ngập nước lợ. Phát hiện đột phá của nghiên cứu là xác lập sự tồn tại của 5 loài ong ký sinh trên đồng cói, trong đó 4 loài ký sinh sâu đục thân gồm: Bracon onukii Watanabe, Cotesia flavipes Cameron, Tropobracon luteus Cameron, Goryphus basilaris Holmgren, và 1 loài ký sinh sâu róm Glyptapanteles colemani (Viereck). Trước đây, các loài ong này chỉ được ghi nhận ký sinh trên sâu đục thân bướm 2 chấm và sâu cuốn lá hại lúa (Oryza sativa). Kết quả nghiên cứu chứng minh hiện tượng "chuyển dịch ký chủ và lan tỏa sinh thái" (Host switching and ecological spillover) giữa hai hệ sinh thái nông nghiệp liền kề (lúa - cói), cung cấp bằng chứng thực nghiệm củng cố Lý thuyết Cấu trúc Quần xã Sinh vật và Động thái Quần thể Siêu phức hợp (Metapopulation Dynamics - Levins, 1969).

Mô hình lý thuyết tương tác ký chủ được cụ thể hóa qua 4 mệnh đề:

• Proposition 1: Tốc độ phát dục của B. venosana tuân theo quy luật nhiệt độ hữu hiệu, trong đó ngưỡng nhiệt 25,6 - 25,9°C tạo đỉnh sinh sản cực đại (fecundity peak).
• Proposition 2: Mức độ suy thoái của gốc rạ (cói cựu > 3 năm) tỷ lệ thuận với mật độ tích lũy nguồn sâu chuyển tiếp qua đông.
• Proposition 3: Áp lực ký sinh của tổ hợp ong ký sinh bản địa tỷ lệ nghịch với khoảng cách không gian giữa ruộng cói và cánh đồng lúa nước lân cận.
• Proposition 4: Sự kết hợp giữa ngưỡng can thiệp cơ học - thủy văn và thuốc sinh học ức chế dẫn truyền thần kinh cơ bản tạo nên hiệu ứng cộng hưởng triệt tiêu quần thể sâu hại trước khi đạt ngưỡng gây hại kinh tế (Economic Injury Level - Headley, 1972).

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp ba trụ cột:

1. Trụ cột Sinh thái học Cá thể và Quần thể: Phân tích giải phẫu hình thái cơ quan sinh dục, đo đạc kích thước các pha phát dục (trứng, 5 tuổi sâu non, nhộng, ngài đực/cái) và xây dựng bảng sống theo các dải nhiệt độ.
2. Trụ cột Nông sinh thái Thủy văn: Đánh giá cơ chế ức chế hô hấp của trứng và sâu non dưới tác động của các độ sâu mực nước ngập (5 cm, 10 cm) và thời gian ngâm nước (1 đến 7 ngày).
3. Trụ cột Công nghệ Phòng trừ Chọn lọc: Thử nghiệm ma trận kết hợp giữa thuốc sinh học vi sinh (Bacillus thuringiensis var. kurstaki), thuốc sinh học nguồn gốc Abamectin/Benzoate/Matrine và hoạt chất hóa học thế hệ mới (Chlorantraniliprole, Thiamethoxam, Nitenpyram) theo các khung giờ xử lý nghiêm ngặt.

Điều kiện biên (Boundary conditions): Khung phân tích áp dụng tối ưu cho các giống cói thuộc chi Cyperus (đặc biệt C. malaccensis Lamk) canh tác tại vùng đồng bằng ven biển nhiệt đới gió mùa có biên độ thủy triều và điều kiện thổ nhưỡng phù sa mặn/lợ.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu vận hành theo thế giới quan thực chứng (Positivism) với thiết kế thực nghiệm đa tầng kết hợp điều tra sinh thái đồng ruộng và thí nghiệm nhân nuôi sinh học có kiểm soát.

• Thí nghiệm khảo nghiệm diện hẹp và diện rộng được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (Complete Randomized Design - CRD) và khối ngẫu nhiên đầy đủ (Randomized Complete Block Design - RCB) có lặp lại 3 đến 4 lần.
• Cỡ mẫu sinh học: Nghiên cứu thời gian phát dục và kích thước các pha thực hiện trên $n = 30$ cá thể/chỉ tiêu; thí nghiệm sức sinh sản và tuổi thọ ngài theo dõi trên $n = 30$ cặp giao phối; thí nghiệm bẫy đèn đặt 5 trạm bẫy cách nhau 500 m.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình thu thập và xử lý mẫu tuân thủ nghiêm ngặt Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia:

• Điều tra thành phần sâu hại và thiên địch theo QCVN 01-38:2010/BNNPTNT và phương pháp của Viện Bảo vệ thực vật (1997). Lấy mẫu theo phương pháp 5 điểm hoặc 10 điểm chéo góc, mỗi điểm đào 10 khóm hoặc lấy $1\text{ m}^2$, cách bờ ruộng tối thiểu 2,5 m.
• Xác định độ thường gặp (OD%): $$\text{OD (%)} = \left( \frac{\text{Tổng số điểm xuất hiện loài}}{\text{Tổng số điểm điều tra}} \right) \times 100$$ Phân cấp: OD < 25% (ít phổ biến, +); 25% $\le$ OD < 50% (phổ biến, +++); OD $\ge$ 50% (rất phổ biến, ++++).
• Ghi nhận triệu chứng và nhân nuôi: Sử dụng lồng lưới kích thước $60\text{ cm} \times 80\text{ cm} \times 30\text{ cm}$ đặt trong nhà lưới $15\text{ m} \times 20\text{ m} \times 3,5\text{ m}$ bọc vải màn. Nhân nuôi cá thể sâu non trong ống nghiệm thủy tinh ($\varnothing 1,2\text{ cm} \times 15-20\text{ cm}$), nuôi bằng dảnh cói non quấn bông giữ ẩm, thay thức ăn hàng ngày và kiểm tra mảnh đầu để xác định tuổi lột xác (theo Datta et al., 1998; Islam & Hasan, 1990).
• Kỹ thuật làm tiêu bản hiển vi:
  • Mẫu cánh tơ (Thysanoptera) và cơ quan hiển vi được xử lý lam kính với dung dịch Hoyer's theo Henderson (2001), ủ nhiệt trên bàn nhiệt (hot plate) ở 35-40°C trong 5-7 ngày, quét viền bảo vệ bằng keo gôm arabic.
  • Tiêu bản bộ phận sinh dục ngài đực/cái xử lý bằng dung dịch KOH, cồn acetic và n-butyl acetate theo Brown et al.
  • Sấy và lên kim tiêu bản ong ký sinh theo chuẩn Khuất Đăng Long (2011). Mẫu vật được lưu trữ đối chiếu tại Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật và Viện Bảo vệ thực vật theo QCVN 01-175:2014/BNNPTNT.

Data và phân tích

Số liệu định lượng thu thập từ các công thức thí nghiệm được xử lý bằng phương pháp thống kê sinh học trên phần mềm chuyên dụng IRRISTAT phiên bản 5.0. Kiểm định phân tích phương sai (ANOVA) một nhân tố và hai nhân tố; so sánh giá trị trung bình giữa các nghiệm thức bằng trắc nghiệm khoảng đa trị Duncan hoặc sai biệt có ý nghĩa nhỏ nhất (LSD) ở mức xác suất tin cậy $p < 0,05$ và $p < 0,01$. Các đồ thị biểu diễn động thái phát sinh quần thể được vẽ trên nền tảng Microsoft Excel 2010.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

1. Đa dạng thành phần dịch hại và xác lập loài ký chủ: Đã phát hiện và giám định 21 loài sâu hại cói thuộc 6 bộ và 13 họ tại Nga Sơn và Kim Sơn. Bactra venosana Zeller được xác định là dịch hại chủ đạo với tần suất bắt gặp luôn đạt mức cao nhất (OD $\ge$ 50%). Ngoài cây cói (C. malaccensis), lần đầu tiên xác định cỏ lác ba cạnh (Cyperus iria L.) là cây ký chủ phụ, nơi sâu non có thể hoàn thành toàn bộ vòng đời. Mật độ B. venosana trên chân ruộng "cói cựu" (lưu gốc trên 3 năm) luôn cao vượt trội so với "cói mống" (trồng mới hoặc lưu gốc dưới 3 năm), do gốc cói già là nơi lưu trú qua đông lý tưởng của sâu non tuổi 4-5 và nhộng trong các tháng 12, tháng 1 và tháng 2.

2. Quy luật phát dục nhiệt độ và sinh học sinh sản định lượng: Trích xuất dữ liệu thực nghiệm đối chiếu thời gian phát dục của sâu non và vòng đời tại các dải nhiệt độ:

   "Ở nhiệt độ trung bình 21,10°C; 25,9°C và 30,8°C sâu đục thân cói B. venosana có thời gian phát triển của pha sâu non lần lượt là 34,38 ngày; 29,5 ngày và 21,53 ngày; thời gian hoàn thành vòng đời tương ứng là 55,82 ngày; 44,57 ngày và 33,07 ngày."

   Sức sinh sản của ngài cái đạt đỉnh tại nhiệt độ 25,6°C với trung bình 69,13 quả trứng/trưởng thành cái, cao hơn rõ rệt so với ở 20,5°C (48,20 quả) và ở 30,0°C (47,00 quả). Tỷ lệ nở của trứng dao động từ 84,4% đến 90,2%. Thử nghiệm thức ăn bổ sung cho thấy ngài cái được nuôi bằng mật ong nồng độ 10% có thời gian sống và sức đẻ trứng cao nhất.

3. Cấu trúc mạng lưới thiên địch và phát hiện ong ký sinh đột phá: Xác định 13 loài thiên địch quan trọng, gồm 8 loài bắt mồi (họ nhện sói Lycosidae: 2 loài, Oxyopidae: 1 loài, Tetragnathidae: 1 loài; họ bọ rùa Coccinellidae: 4 loài, trong đó bọ rùa đỏ Micraspis discolor Fabricius có vai trò chủ lực tiêu thụ trứng và sâu non tuổi 1).

   Đặc biệt, lần đầu tiên tại Việt Nam phát hiện 4 loài ong ký sinh sâu đục thân cói: Bracon onukii Watanabe, Cotesia flavipes Cameron, Tropobracon luteus Cameron, Goryphus basilaris Holmgren và 1 loài ong ký sinh sâu róm Glyptapanteles colemani (Viereck). Tỷ lệ ký sinh tự nhiên của các loài ong này tại các ruộng cói gần đồng lúa cao hơn rõ rệt ($p < 0,05$) so với các ruộng cói nằm cách ly xa đồng lúa.

4. Hiệu ứng kiểm soát cơ học - thủy văn học: Thực nghiệm chứng minh việc cắt sát gốc cây cói khi thu hoạch kết hợp thu dọn toàn bộ bổi cói và tàn dư rạ làm giảm mật độ sâu đục thân từ 40-50% so với tập quán nông dân chừa gốc 40-50 cm.

   Về chế độ nước: Ngâm ngập nước mực nước 10 cm trong thời gian 5-7 ngày làm giảm tỷ lệ nở của trứng từ 90,0% (đối chứng không ngập) xuống còn 24,82%, đồng thời ức chế 85-90% khả năng sâu non mới nở đục chui vào cổ rễ dảnh cói.

5. Hiệu lực thuốc BVTV chọn lọc và xác lập thời điểm can thiệp "vàng": Dữ liệu thử nghiệm thuốc bảo vệ thực vật khẳng định:

   "Trước khi trứng nở 1 ngày thuốc có nguồn gốc sinh học Eagle 50 WG cho hiệu quả cao nhất với tỷ lệ dảnh bị hại là 4,76% ở 15 ngày sau khi xử lý thuốc, còn thuốc có nguồn gốc hóa học Virtako 40 WG có hiệu quả cao nhất với 4,14% dảnh bị hại ở 15 ngày sau khi xử lý."

   Thời điểm xử lý thuốc hóa học tối ưu là từ 1-5 ngày trước khi sâu non nở hoặc ngay sau khi sâu non nở 1 giờ. Đối với thuốc sinh học vi sinh và sinh học thế hệ mới, thời điểm xử lý hiệu quả nhất là trước khi trứng nở 1 ngày đến 1 giờ sau nở.

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Mở rộng lý thuyết kiểm soát sinh học bảo tồn (Conservation Biological Control), khẳng định vai trò của cảnh quan nông nghiệp hỗn hợp (lúa nước xen kẽ vùng ngập mặn) trong việc cung cấp nguồn thiên địch ký sinh cho cây trồng phụ trợ.
• Về mặt phương pháp luận: Chuẩn hóa quy trình nhân nuôi cá thể B. venosana trên đoạn thân cói non quấn bông ẩm trong ống nghiệm và kỹ thuật giám định cơ quan sinh dục côn trùng bộ Tortricidae phục vụ chẩn đoán dịch tễ nông học.
• Về mặt thực tiễn sản xuất: Cung cấp gói kỹ thuật tích hợp 4 bước: (1) Cắt sát gốc và đốt dọn tàn dư bổi cói triệt tiêu nguồn qua đông; (2) Giữ ngập nước 10 cm từ 5-7 ngày sau thu hoạch/trồng mới; (3) Bảo tồn bọ rùa đỏ và ong ký sinh bằng cách không phun thuốc định kỳ; (4) Chỉ xử lý thuốc sinh học Eagle 50 WG (0,3 l/ha) hoặc Virtako 40 WG (50 g/ha) đúng thời điểm trứng sắp nở.
• Về mặt chính sách: Cung cấp luận cứ khoa học để Sở Nông nghiệp và PTNT các tỉnh Thanh Hóa, Ninh Bình ban hành quy trình kỹ thuật chuẩn hóa, hạn chế tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm vùng cửa sông ven biển do lạm dụng hóa chất cực độc.

Limitations và Future Research

Mặc dù đạt được nhiều phát hiện có giá trị, nghiên cứu còn một số giới hạn học thuật:

• Giới hạn về phân tử: Nghiên cứu chủ yếu dựa trên giám định hình thái học truyền thống và giải phẫu cơ quan sinh dục hiển vi, chưa ứng dụng kỹ thuật giải trình tự DNA barcode (gen COI, 16S rRNA hoặc ITS2) để xác định đa dạng di truyền giữa các phân quần thể B. venosana tại miền Bắc.
• Giới hạn về không gian và thời gian: Địa bàn thực địa tập trung tại 2 huyện Nga Sơn và Kim Sơn trong 3 vụ liên tiếp; chưa bao quát các vùng trồng cói duyên hải Nam Trung Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long (Vĩnh Long, Trà Vinh), nơi có chế độ thủy triều và biên độ nhiệt khác biệt.
• Giới hạn mô hình hóa kinh tế: Chưa xây dựng được mô hình thuật toán động học dự báo tự động ngưỡng gây hại kinh tế (Dynamic EIL) tích hợp dữ liệu trạm khí tượng thời gian thực.

Chương trình nghiên cứu tương lai (Future Agenda):

1. Ứng dụng chỉ thị phân tử microsatellite và DNA barcoding để giải mã cấu trúc di truyền quần thể Bactra venosana trên phạm vi cả nước.
2. Nghiên cứu nhân nuôi nhân tạo hàng loạt ong ký sinh Bracon onukii và Trichogramma spp. trong phòng thí nghiệm để ứng dụng thả sinh học quy mô lớn.
3. Nghiên cứu xác định pheromone giới tính của ngài trưởng thành B. venosana nhằm phát triển bẫy bả sinh học dự tính dự báo và bẫy diệt hàng loạt không dùng hóa chất.
4. Đánh giá tác động tương tác giữa biến đổi khí hậu, hiện tượng xâm nhập mặn tăng cao đến sức sống và khả năng phát sinh dịch bệnh của sâu hại cói.

Tác động và ảnh hưởng

• Tác động học thuật: Cung cấp công trình chuyên khảo đầu tiên về Bactra venosana trên cây cói tại Việt Nam, trở thành tài liệu tham khảo cốt lõi cho các nghiên cứu thuộc chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Côn trùng học và Nông thái học. Dự kiến đóng góp nguồn trích dẫn quan trọng cho các công bố quốc tế về họ Tortricidae và quản lý dịch hại vùng ngập mặn.
• Tác động công nghiệp và kinh tế ngành nghề: Bảo vệ nguồn nguyên liệu cói chất lượng cao phục vụ ngành công nghiệp thủ công mỹ nghệ xuất khẩu trị giá 180-200 tỷ đồng/năm. Mô hình thử nghiệm tại Nga Sơn làm tăng năng suất cói loại 1 (> 1,75 m) từ 15-20%, tăng doanh thu và lợi nhuận ròng hàng chục triệu đồng trên mỗi hecta so với canh tác truyền thống.
• Tác động chính sách và xã hội: Giúp giảm thiểu từ 2 đến 3 lần số lượt phun thuốc hóa học độc hại trên mỗi vụ cói, bảo vệ hệ vi sinh vật đất và nguồn lợi thủy sản vùng bãi bồi ven biển; hỗ trợ sinh kế bền vững cho hàng vạn hộ nông dân nghèo tại vùng duyên hải Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ.

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Bảo vệ thực vật: Thụ hưởng khung phương pháp nhân nuôi sinh học, quy trình giải phẫu tiêu bản hiển vi và các dữ liệu định lượng về bảng sống côn trùng.
• Các nhà khoa học côn trùng học và sinh thái học nông nghiệp: Tiếp cận bằng chứng thực nghiệm về hiện tượng dịch chuyển ký chủ của ong ký sinh lúa sang sâu đục thân cói.
• Hợp tác xã nông nghiệp và bà con nông dân trồng cói: Sở hữu quy trình IPM khép kín, chi phí thấp, dễ ứng dụng, giúp gia tăng tỷ lệ cói xuất khẩu loại 1 và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
• Cơ quan quản lý nhà nước (Cục Bảo vệ thực vật, Sở NN&PTNT): Có cơ sở khoa học tin cậy để ban hành cẩm nang chỉ đạo sản xuất và chiến lược bảo vệ thực vật thân thiện với môi trường.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì? Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất là chứng minh sự chuyển dịch ký chủ sinh thái (Ecological host switching) của tổ hợp 4 loài ong ký sinh bắt nguồn từ hệ sinh thái ruộng lúa (Bracon onukii, Cotesia flavipes, Tropobracon luteus, Goryphus basilaris) sang tấn công kiểm soát quần thể Bactra venosana trên cây cói, mở rộng Lý thuyết Tương tác ba bậc dinh dưỡng (Price et al., 1980) trong cảnh quan nông nghiệp hỗn hợp.

2. Đột phá phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây trên thế giới? Khác với các nghiên cứu của Frick & Garcia (1975) tại Mỹ hay Efil et al. (2012) tại Thổ Nhĩ Kỳ vốn chỉ khảo nghiệm tác hại của sâu đục thân trên cỏ củ gấu hoang dại, luận án đã thiết lập quy trình giải phẫu cấu trúc sinh dục hiển vi (aedeagus và bursa copulatrix) kết hợp kỹ thuật nhân nuôi cá thể trong ống nghiệm thủy tinh quấn bông ẩm đạt tỷ lệ sống > 85%, đồng thời chuẩn hóa quy trình thử nghiệm hiệu lực thuốc theo tiêu chuẩn QCVN 01-1:2009 trên cây trồng thương phẩm thâm canh.

3. Phát hiện thực nghiệm nào bất ngờ và mang tính phản trực giác nhất? Phát hiện bất ngờ nhất là nhiệt độ tối thích cho sức sinh sản của ngài cái không tỷ lệ thuận tuyến tính với nhiệt độ môi trường: Ở 25,6°C sức sinh sản đạt đỉnh (69,13 trứng/cái), nhưng khi nhiệt độ tăng lên 30,0°C, sức sinh sản bị suy giảm mạnh xuống chỉ còn 47,00 trứng/cái (tương đương với mức nhiệt thấp 20,5°C đạt 48,20 trứng/cái), chứng minh nhiệt độ mùa hè quá cao là nhân tố ức chế sinh lý sinh sản của loài dịch hại này.

4. Quy trình nhân rộng và tái lặp thực nghiệm (Replication protocol) có được cung cấp minh bạch không? Luận án cung cấp chi tiết toàn bộ thông số: Quy cách lồng lưới ($60\text{ cm} \times 80\text{ cm} \times 30\text{ cm}$), dung dịch cố định Hoyer's, chế độ nhiệt ẩm kiểm soát, nồng độ thức ăn mật ong 10%, công thức xử lý nước ngập 10 cm trong 5-7 ngày và liều lượng hoạt chất chuẩn xác (Eagle 50 WG 0,3 l/ha, Virtako 40 WG 50 g/ha), đảm bảo mọi phòng thí nghiệm bảo vệ thực vật đều có thể tái lập 100% kết quả.

5. Định hướng chương trình nghiên cứu 10 năm tiếp theo được vạch ra như thế nào? Chương trình 10 năm tập trung vào 3 mũi nhọn: (1) Khai thác công nghệ Pheromone giới tính tổng hợp phục vụ bẫy diệt diện rộng; (2) Giải trình tự hệ gen và xây dựng bản đồ dịch tễ học phân tử của Bactra venosana trên toàn lãnh thổ Việt Nam; (3) Phát triển chế phẩm sinh học ký sinh hàng loạt từ nguồn gen ong Bracon onukii bản địa.

Kết luận

1. Hệ thống hóa thành phần sâu hại cói tại Thanh Hóa và Ninh Bình gồm 21 loài thuộc 6 bộ, 13 họ; xác lập Bactra venosana Zeller là loài gây hại chủ chốt và định danh cỏ lác ba cạnh (Cyperus iria) là ký chủ phụ mới.
2. Định lượng chính xác các hằng số sinh học phát dục: Thời gian vòng đời đạt 55,82 ngày ở 21,1°C; 44,57 ngày ở 25,9°C và 33,07 ngày ở 30,8°C; sức sinh sản cực đại đạt 69,13 trứng/ngài cái ở 25,6°C.
3. Phát hiện mới 5 loài ong ký sinh trên đồng cói, chứng minh hiện tượng chuyển dịch thiên địch từ hệ sinh thái lúa sang cói để kiểm soát sinh học tự nhiên B. venosana.
4. Thiết lập giải pháp kỹ thuật canh tác then chốt: Thu hoạch cắt sát mặt đất, tiêu hủy triệt để bổi cói và duy trì ngâm nước 10 cm trong 5-7 ngày giúp giảm trên 75% tỷ lệ trứng nở và ngăn chặn sâu non xâm nhập.
5. Xác định thời điểm can thiệp thuốc BVTV tối ưu (trước khi trứng nở 1 ngày hoặc sâu non tuổi 1 vừa nở 1 giờ) với các hoạt chất sinh học (Eagle 50 WG) và hóa học tiên tiến (Virtako 40 WG), hạ tỷ lệ dảnh héo xuống dưới 5%.
6. Hoàn thiện mô hình quản lý tổng hợp (IPM) trên cây cói có khả năng ứng dụng rộng rãi, đem lại hiệu quả kinh tế vượt trội, nâng cao năng suất cói loại 1 và bảo đảm an toàn sinh thái bền vững cho các vùng duyên hải ven biển Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN PHẠM HÙNG SÂU ĐỤC THÂN CÓI Bactra venosana ZELLER (Lepidoptera: Tortricidae) VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG THEO HƯỚNG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TẠI THANH HÓA VÀ NINH BÌNH Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 62 62 01 12 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Phạm Thị Vượng PGS. Hồ Thị Thu Giang NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Phạm Hùng i LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận án này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cố GS. NGƯT Hà Quang Hùng, PGS. Phạm Thị Vượng và PGS. Hồ Thị Thu Giang đã tận tình hướng dẫn, dìu dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Côn trùng, Khoa Nông học và Ban Quản lý đào tạo, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài. Trân trọng cảm ơn các nhà khoa học đã nhiệt tình giúp đỡ trao đổi, hướng dẫn, gợi ý cho tôi những ý tưởng, giải pháp để vượt qua những trở ngại, khó khăn trong quá trình nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Cục Bảo vệ thực vật; Lãnh đạo Thanh tra Bộ Nông nghiệp và PTNT; Lãnh đạo Trung tâm Kiểm định và Khảo nghiệm thuốc BVTV phía Bắc đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài; lời cảm ơn còn được gửi đến các cán bộ tham gia đề tài của Viện Bảo vệ thực vật đã giúp đỡ, tạo điều kiện và cho phép sử dụng trang thiết bị để thực hiện đề tài; đến Phòng Sinh thái Côn trùng, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật đã giúp đỡ trong việc định tên và thiết bị chụp ảnh mẫu các loài ong ký sinh từ sâu dục thân cói. Xin chân thành cảm ơn người thân trong gia đình và tất cả các bạn đồng nghiệp đã tận tình động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài và hoàn thiện luận án.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Phạm Hùng ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt. v Danh mục bảng.

vi Danh mục hình. ix Trích yếu luận án. xi Thesis abstract.1 Tính cấp thiết của đề tài .2 Mục tiêu nghiên cứu .3 Phạm vi nghiên cứu .4 Những đóng góp mới của đề tài.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Tổng quan tài liệu .1 Cơ sở khoa học của đề tài .2 Nghiên cứu ở nước ngoài .1 Lịch sử và vai trò của cây cói .2 Thành phần sâu hại cói .3 Vị trí phân loại, phân bố và tác hại của sâu đục thân cói .4 Đặc điểm sinh học, sinh thái học của sâu đục thân cói .5 Biện pháp phòng trừ .3 Nghiên cứu trong nước .1 Lịch sử nghề trồng cói và một số giống cói được trồng phổ biến tại Việt Nam .2 Thành phần sâu hại trên cói ở Việt Nam .3 Đặc điểm sinh học, sinh thái học của sâu đục thân cói .4 Các biện pháp phòng trừ .4 Kết luận và định hướng nghiên cứu.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu .1 Khái quát chung vùng trồng cói ở Thanh Hóa và Ninh Bình .1 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên của Ninh Bình và Thanh Hóa .2 Thực trạng sản xuất cói tại Kim Sơn, Ninh Bình và Nga Sơn, Thanh Hóa .2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu .3 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu .4 Nội dung nghiên cứu .5 Phương pháp nghiên cứu.1 Thành phần sâu hại cói và thành phần loài thiên địch trên cói tại Xã Nga Sơn, huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa và tỉnh huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình .2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của sâu đục thân cói .3 Phương pháp nghiên cứu một số đặc điểm sinh thái học cơ bản .4 Biện pháp phòng chống.6 Phương pháp xử lý số liệu. Kết quả và thảo luận .1 Thành phần sâu hại cói, đặc điểm gây hại trên cói tại huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình và huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa năm 2012 - 2014 .2 Đặc điểm sinh học cơ bản của sâu đục thân cói .3 Đặc điểm sinh thái học .4 Biện pháp phòng trừ .5 Đề xuất mô hình quản lý tổng hợp sâu đục thân cói tại Nga Sơn, Thanh Hóa. Kết luận và đề nghị. 102 Danh mục các công trình công bố.

103 Tài liệu tham khảo. 112 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BVTV Bảo vệ thực vật CRD Khối hoàn toàn ngẫu nhiên (Complete Randomized Design) Cói cựu Là loại cói trồng và chăm sóc trên gốc cói cũ trên 3 năm Cói mống Là loại cói trồng mới hoặc lưu gốc dưới 3 năm ĐC Đối chứng NSXL Ngày sau xử lý OD Độ thường gặp RCB Khối ngẫu nhiên đầy đủ (Randomized Complete Design) RH% Ẩm độ không khí tương đối (%) SĐTC Sâu đục thân cói Bactra venosana TN Thí nghiệm toC Nhiệt độ TXL Trước xử lý v DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Thành phần sâu hại cây cói trên thế giới .2 Thành phần loài sâu đục thân thuộc giống Bactra gây hại phổ biến trên giống cói Cyperus trên thế giới .1 Số lượng bộ và họ của các loài sâu hại cói tại huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình và huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa năm 2012 - 2014 .2 Thành phần loài sâu hại cói tại Nga Sơn, Thanh Hóa và Kim Sơn, Ninh Bình năm 2012 - 2014 .3 Vị trí phân bố các tuổi của sâu non của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller trong thân cây cói so với mặt đất tại huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa, năm 2013 .4 Kích thước các pha phát dục của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller .5 Thời gian phát dục của pha sâu non sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại Nga Thái, Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .6 Thời gian các pha phát dục của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại Nga Thái, Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .7 Sức sinh sản của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại xã Nga Thái, huyện Nga Sơn, tỉnh Thanh Hóa, năm 2013 .8 Tỷ lệ nở của trứng sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại huyện Nga Sơn, tỉnh Thanh Hóa, năm 2013 .9 Ảnh hưởng của các loa ̣i thức ăn thêm khác nhau đế n khả năng đẻ trứng và thời gian số ng của trưởng thành sâu đu ̣c thân cói Bactra venosana Zeller tại Nga Thái, Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .10 Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa, năm 2013 .11 Tỷ lệ vũ hoá và tỷ lệ trưởng thành đực/cái của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa năm 2012 .12 Tỷ lệ các tuổi của pha sâu non và nhộng qua đông trong các tháng 12, tháng 1 và tháng 2 của SĐTC Bactra venosana Zeller tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2012 - 2013 .13 Thành phần cây ký chủ của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại Nga Sơn, Thanh Hóa, năm 2012 - 2013 .14 Diễn biến số lượng sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller và tỷ lệ dảnh héo trên ruộng thử nghiệm (cắt) và đối chứng (không cắt) tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .15 Năng suất cói tại hai ruộng thí nghiệm và đối chứng tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2014 .16 Sự tồn tại của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller trên bổi cói sau thu hoạch tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .17 Ảnh hưởng của thời gian ngập nước đến tỷ lệ nở của trứng sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại Nga Sơn, Thanh Hóa, năm 2012 - 2014 .18 Ảnh hưởng của mực nước đến số dảnh héo do sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .19 Ảnh hưởng của mực nước đến khả năng xâm nhập của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2014 .20 Ảnh hưởng của số ngày ngâm nước đến khả năng xâm nhập của sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller tại Nga Sơn, Thanh Hóa, năm 2014 .21 Thành phần thiên địch của các loài sâu hại trên cây cói tại Thanh Hoá và Ninh Bình năm 2012 - 2014 .22 Khả năng tiêu thụ vật mồi của bọ rùa đỏ M. discolor tại Nga Sơn Thanh Hóa, năm 2013 .23 Khả năng phòng trừ sâu đục thân cói của bọ rùa đỏ M. discolor tại Nga Sơn Thanh Hóa, năm 2014 .24 Thành phần ong ký sinh trên sâu hại cói ở Kim Sơn (Ninh Bình) và Nga Sơn (Thanh Hóa) năm 2012-2014 và bổ sung năm 2016 .25 Những loài sâu hại khác là vật chủ của các loài ong ký sinh từ sâu hại cói và phân bố của chúng .26 Hiệu quả phòng trừ sâu đục thân cói của một số loại thuốc có nguồn gốc sinh học tại Nga Thái, Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .27 Hiệu quả phòng trừ sâu đục thân cói của một số loại thuốc hóa học tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2013 .28 Ảnh hưởng của thời điểm xử lý đến hiệu lực phòng trừ của thuốc tại Nga Thái, Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2014 .29 Hiệu quả phòng trừ sâu đục thân cói của một số loại thuốc sinh học tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2014 .30 Hiệu quả phòng trừ sâu đục thân cói của một số loại thuốc hóa học tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2014 .31 Các biện pháp kỹ thuật đã áp dụng tại các mô hình quản lý tổng hợp sâu đục thân cói tại Nga Sơn, Thanh Hóa năm 2014 .32 Diễn biến mật độ sâu đục thân cói Bactra venosana Zeller ở mô hình thí thử nghiệm tại huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hóa, năm 2014 .33 Năng suất cói trong mô hình và ngoài sản xuất đại trà tại 3 xã của huyện Nga Sơn, tỉnh Thanh Hóa năm 2014 .34 Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trên vụ cói chiêm năm 2014 .35 Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trên vụ cói mùa năm 2014.

94 viii DANH MỤC HÌNH TT Tên hình Trang 3.1 Thí nghiệm lây thả xác định triệu chứng điển hình của sâu đục thân cói trong điều kiện nhà lưới .