VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
LẠI TIẾN DŨNG
NGHIÊN CỨU SÂU CHÍNH HẠI NGÔ LAI
VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ Ở MỘT SỐ
TỈNH PHÍA BẮC
Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
Mã số: 62. 62. 01. 12 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS.TS. Phạm Văn Lầm
2. TS. Nguyễn Văn Liêm
HÀ NỘI - 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
i
LỜI CÁM ƠN
ghi rõ nguồn gốc và sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn.
Hà nội, ngày tháng năm 2015
Tác giả
Lại Tiến Dũng
iii
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN 1
L Ờ I CAM ĐOAN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC HÌNH VẼ xi
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA
ĐỀ TÀI 5
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 5
1.2. Nghiên cứu ở ngoài nước 5
1.2.1. Thành phần và tác hại của sâu hại ngô 5
1.2.2. Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của một số sâu hại chính hại
ngô 7
1.2.3. Nghiên cứu về biện pháp phòng trừ sâu hại ngô 15
3.2. Đặc điểm hình thái và sinh vật học của sâu chính hại ngô lai 64
3.2.1. Sâu đục thân ngô châu Á 64
3.2.2. Rệp muội ngô R. maidis 84
3.3. Sự phát sinh, diễn biến mật độ và yếu tố ảnh hưởng đến sâu chính
hại ngô lai 94
3.3.1. Sâu đục thân ngô châu Á 94
3.3.2. Sự phát sinh, diễn biến mật độ của rệp muội ngô 116
3.4. Biện pháp phòng chống các loài sâu chính hại ngô lai 119
3.4.1. Vệ sinh đồng ruộng và biện pháp canh tác 119
3.4.2. Nghiên cứu khả năng sử dụng biện pháp sinh học 121
v
3.4.3. Biện pháp dùng thuốc hóa học 137
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 146
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 149
TÀI LIỆU THAM KHẢO 150
PHỤ LỤC: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM VÀ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI . 171
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật
BTB Bắc Trung bộ
BĐK Bọ đuôi kìm
GMO Sinh vật biến đổi gen
ctv, et al. Cộng tác viên
CT Công thức
DHMT Duyên hải miền Trung
ĐBSH Đồng bằng sông Hồng
vật, 2011-2012) 74
Bảng 3.8 Sức đẻ trứng và thời gian đẻ trứng của trưởng thành cái sâu
đục thân ngô châu Á (tại Viện Bảo vệ thực vật, 2011-2012) 76
Bảng 3.9 Ảnh hưởng của thức ăn thêm ở trưởng thành đến sức đẻ
trứng và tuổi thọ của sâu đục thân ngô châu Á (tại Viện Bảo
vệ thực vật, 2011-2012) 79
Bảng 3.10
Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân ngô châu Á(tại
Viện Bảo vệ thực vật, 2011-2012) 80
Bảng 3.11
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian phát triển của sâu non
sâu đục thân ngô châu Á (Viện Bảo vệ thực vật, 2012-2013) 82
viii
Bảng 3.12
Thời gian phát triển các pha của rệp muội ngô R. maidis
Fitch (tại Viện Bảo vệ thực vật, 2014) 85
Bảng 3.13
Sức đẻ con của trưởng thành rệp muội ngô (tại Viện Bảo vệ
thực vật, 2014) 87
Bảng 3.14
Bảng sống của rệp muội ngô nuôi trên giống ngô nếp lai
AG500 (tại Viện Bảo vệ thực vật, 2014) 88
Bảng 3.15
Nội, 2012-2013) 121
Bảng 3.23
Thành phần loài côn trùng thiên địch trên đồng ngô lai (Hà
Nội, 2010-2012) 122
Bảng 3.24
Diễn biến mật độ các loài thiên địch chính trên đồng ngô
HN88 vụ xuân 2011, 2012 tại Đông Anh, Hà nội 126
ix
Bảng 3.25
Diễn biến mật độ bọ đuôi kìm L. riparia, sâu đục thân ngô
châu Á và rệp muội ngô trên giống ngô lai HN88 ở vụ ngô hè
(tại Hà Nội, 2012) 127
Bảng 3.26
Diễn biến mật độ bọ đuôi kìm L. riparia, sâu đục thân ngô
châu Á và rệp muội ngô trên ngô lai vụ ngô hè (tại Hưng
Yên, 2012) 128
Bảng 3.27
Khả năng ăn mồi của bọ đuôi kìm L. riparia (tại Viện Bảo vệ
thực vật, 2012) 134
Bảng 3.28
Hệ số nhân bọ đuôi kìm L. riparia khi nuôi trong hộp nhựa
(Viện Bảo vệ thực vật, 2012) 134
Hiệu lực trong phòng của một số thuốc hoá học đối với sâu
đục thân ngô châu Á (tại Viện Bảo vệ thực vật, 2013) 142
x
Bảng 3.36
Hiệu lực trong nhà lưới của một số thuốc hoá học đối với sâu
đục thân ngô châu Á ở vụ ngô Xuân (tại Viện Bảo vệ thực
vật, 2013) 143
Bảng 3.37
Hiệu lực trong nhà lưới của một số thuốc hoá học đối với rệp
hại ngô trên ngô vụ đông, (tại Viện Bảo vệ thực vật, 2014) 144 xi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 3.1 Chiều rộng mảnh đầu các tuổi sâu non của sâu đục thân ngô
châu Á 65
Hình 3.2 Nhịp điệu đẻ trứng của trưởng thành cái Ostrinia furnacalis
ở điều kiện buồng sinh thái 78
Hình 3.3 Tỷ lệ sống (lx), sức sinh sản (mx) của rệp muội ngô trên
giống ngô lai AG 500 (tại Viện Bảo vệ thực vật, 2014) 89
Hình 3.4 Tỷ lệ sống (lx), sức sinh sản (mx) của rệp muội ngô trên
Nội, 2012) 117
Hình 3.18 Diễn biến mật độ bọ rùa sáu vằn đen M. sexmaculatus trên
đồng ngô AG500 (2012-2013) 131 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trên thế giới, cây ngô Zea mays L. (họ hoà thảo Poaceae) là một
trong những cây ngũ cốc quan trọng: diện tích trồng ngô đứng thứ 3 sau
lúa mì và lúa nước; sản lượng đứng thứ hai và năng suất cao nhất trong
các cây ngũ cốc. Ở Việt Nam, cây ngô là cây lương thực quan trọng đứng
thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều
vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh
tác. Ngoài cung cấp lương thực cho con người, ngô còn làm thức ăn cho
gia súc và nguyên liệu cho nhiều sản phẩm công nghiệp như cồn, rượu,
tinh bột, dầu, bánh kẹo… Những năm gần đây nhờ chính sách quan tâm
của Đảng và Nhà nước, đồng thời với những tiến bộ to lớn trong lai tạo
các giống ngô lai năng suất cao, phẩm chất tốt cùng với kỹ thuật thâm
canh cao nên sản xuất ngô ở nước ta đã có những bước tiến đáng kể về
diện tích, năng suất và sản lượng. Năm 2001 tổng diện tích ngô là 730.000
ha, năm 2005 đã tăng lên trên 1 triệu ha, năm 2013 diện tích ngô toàn
quốc đạt 1.157,7 nghìn ha (chiếm 0,65% diện tích ngô toàn thế giới;
1,94% diện tích ngô châu Á; 11,6% diện tích ngô khu vực Đông Nam Á
và đứng thứ 24/166 nước trồng ngô trên thế giới; đứng thứ 3 khu vực
Đông Nam Á). Theo định hướng phát triển cây ngô giai đoạn 2015-2020
Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu sâu chính hại ngô lai và biện pháp phòng trừ ở
một số tỉnh phía Bắc” đã được chọn làm đề tài của luận án tiến sĩ.
2. Mục tiêu
Trên cơ sở cập nhật thành phần sâu hại giống ngô lai, xác định những
sâu hại chính từ đó đi sâu nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của
chúng làm cơ sở đề xuất biện pháp phòng chống chúng.
3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp các dẫn liệu khoa học về
những thay đổi định tính, định lượng của tập hợp sâu chính hại trên ngô lai và
thiên địch của chúng trong các điều kiện canh tác khác nhau tại vùng Hà Nội
và phụ cận. Luận án cung cấp bổ sung dẫn liệu khoa học về đặc điểm sinh vật
học, sinh thái học của sâu đục thân ngô châu Á và rệp muội ngô. Đồng thời
cung cấp dẫn liệu khoa học về hiệu quả của một số biện pháp hạn chế sâu
chính hại ngô lai ở vùng nghiên cứu.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu đã góp thêm tư liệu làm cơ sở khoa học để xây
dựng biện pháp phòng chống sâu hại ngô lai hiệu quả, phù hợp với các vùng
trồng ngô lai tập trung ở vùng Hà Nội và phụ cận.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Các loài côn trùng và nhện trên đồng ngô lai, một số sâu hại chính như sâu
đục thân ngô châu Á Ostrinia furnacalis (Guenee) (Lepidoptera: Pyralidae), rệp
muội ngô Rhopalosiphum maidis Fitch (Homoptera: Aphididae).
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài đi sâu tìm hiểu sự thay đổi thành phần sâu hại, thiên địch trên các
giống ngô lai trong điều kiện thâm canh khác nhau ở vùng Hà Nội và phụ cận.
Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của các sâu chính hại ngô lai,
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Cây ngô được trồng ở nhiều vùng địa lý khác nhau, với mùa vụ và
hệ thống canh tác không giống nhau. Quần xã côn trùng trên cây ngô rất
đa dạng, phụ thuộc vào điều kiện sinh thái của các vùng trồng ngô. Các
yếu tố sinh thái và hoạt động sản xuất của con người có tác động rất phức
tạp đến quần xã côn trùng trên đồng ngô. Vì vậy, ý nghĩa kinh tế của các
loài côn trùng ăn thực vật trên cây ngô rất thay đổi, phụ thuộc vào điều
kiện cụ thể của từng vùng trồng ngô và ở một vùng trồng ngô vào các thời
điểm khác nhau trong năm. Có những loài sâu hại được coi là quan trọng
ở vùng này chưa chắc đã là quan trọng ở vùng kia. Những nghiên cứu về
loài sâu hại chính ở quốc gia này cũng chưa chắc đã phù hợp với quốc gia
khác và những biện pháp phòng chống hiệu quả ở nước này chưa chắc đã
có thể áp dụng cho nước khác.
Cuộc cách mạng xanh ở Đông nam Á với việc đưa vào sản xuất các
giống lúa cải tiến đã làm thay đổi sâu sắc thành phần và ý nghĩa của các
loài côn trùng hại lúa. Tương tự, việc áp dụng các giống ngô lai cũng làm
thay đổi sâu sắc thành phần và vai trò của các loài côn trùng ăn thực vật
hại cây ngô.
Mặt khác, những hiểu biết về thành phần sâu hại ngô, đặc điểm sinh vật
học, sinh thái học của các loài sâu chính hại ngô lai, hiệu quả của các biện
pháp hạn chế số lượng sâu hại là cơ sở khoa học để đề xuất biện pháp phòng
chống sâu hại một cách hiệu quả.
Những điểm nêu trên là cơ sở khoa học của đề tài luận án.
6
1.2. Nghiên cứu ở ngoài nước
1.2.1. Thành phần sâu hại ngô
1982; Waterhouse, 1993) [41], [73], [114], [123], [160], [179], [181]. Các loài
côn trùng được coi là sâu chính hại cây ngô trên thế giới gồm sâu xám Agrotis
ipsilon, sâu đục thân Chilo partellus, sâu xanh Helicoverpa armigera,
Helicoverpa zea, sâu cắn lá nõn Mythimna separata, sâu đục thân ngô châu Á
Ostrinia furnacalis, sâu đục thân ngô châu Âu O. nubilalis, rầy ngô
Peregrinus maidis, rệp muội ngô Rhopalosiphum maidis, (Alam, 1981; Lee
et al.,1980; Naibo, 1982; Straub, 1982) [41], [123], [133], [168]. Một số loài
có phân bố khá rộng ở nhiều nước như sâu đục thân ngô châu Âu Ostrinia
nubilalis có ở Ai Cập, Australia, Bungari, Hoa Kỳ, Nga, Peru, Pháp, Rumani,
Thổ Nhĩ Kỳ, Ucraina, Sâu đục thân ngô châu Á Ostrinia furnacalis có ở
Brunei, Campuchia, Indonesia, Malaysia, Nhật Bản, Philippine, Thái Lan,
Triều Tiên, Trung Quốc, Việt Nam. Sâu xanh Helicoverpa armigera có ở
Australia, Brunei, Campuchia, Indonesia, Lào, Malaysia, Myanmar,
Philippine, Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam, Sâu cắn lá ngô Mythimna
separata có ở Australia, Ấn Độ, Myanmar, Newzealand, Thổ Nhĩ Kỳ, Trung
Quốc, Việt Nam (Baca and Draganic, 1982; Riedell and Schumacher, 1996;
Okech et al.,1996; Vuksa and Sestovic, 1996) [49], [149], [138], [178].
1.2.2. Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của một số sâu hại chính
Sâu đục thân ngô châu Âu Ostrinia nubilalis (Lep: Pyralidae)
Sâu đục thân ngô châu Âu Ostrinia nubilalis là một trong các loài sâu chính
hại cây ngô trên thế giới, có phân bố ở nhiều điều kiện khí hậu (Gahukar and
Chiang, 1976; Lodos, 1982) [83], [119]. Thời gian phát dục các pha trứng, sâu non
và nhộng kéo dài tương ứng là 3 - 14, 13 - 58 và 25 - 50 ngày. Trưởng thành cái sau
khi vũ hóa 3 - 5 ngày thì đẻ trứng. Thời gian vòng đời kéo dài từ 44 ngày đến 127
8
ngày phụ thuộc vào thời gian phát sinh trong năm. Một trưởng thành cái có thể đẻ
100 - 1200 trứng (Beck, 1987; Hudon and LeRoux, 1986) [53], [97].
Sâu đục thân ngô châu Âu là loài đa thực, sử dụng 200 loài thực vật làm
thức ăn. Trong đó các cây ngô, gai dầu, hoa bia, cỏ Artemisia vulgaris, Arctium
Dương (CABI, 2015) [64]. Từ giữa thế kỷ 20 đến nay, loài côn trùng ăn thực
vật này đã trở thành sâu hại rất nguy hiểm ở nhiều nước trồng ngô như
Indonesia, Malaysia, Philippines, Thái Lan, Trung Quốc, Mật độ quần thể
của nó đạt rất cao, có thể tới 1.700 sâu/100 cây hay 513 ổ trứng/100 cây.
Trung Quốc hàng năm bị tổn thất khoảng 6-9 triệu tấn ngô do sâu đục thân
ngô châu Á gây ra. Loài sâu hại này làm giảm 20-90% năng suất ngô, trung
bình giảm 52% năng suất ngô (Areekul, 1971; Areekul et al., 1964; FFTC,
2005; Hernando et al.,2014; Nonci, 2004; Wang et al., 2015) [46], [47], [79],
[92], [137], [180].
Đặc điểm sinh học của sâu đục thân ngô châu Á Ostrinia furnacalis đã
được nghiên cứu nhiều ở các nước như Hàn Quốc, Nhật Bản, Malaysia,
Philippine, Trung Quốc. Trưởng thành thường hoạt động vào ban đêm.
Trưởng thành cái có xu hướng đẻ trứng ở phần trên của cây ngô tại độ cao 75-
150 cm cách mặt đất, chủ yếu từ giữa cây đến ngọn, trên bề mặt lá và vỏ bắp.
Cây cao hơn 200 cm không thích hợp cho sự đẻ trứng. Nghiên cứu ở Selangor
(Malaysia) cho thấy trên đồng ngô có 74% ổ trứng được trưởng thành cái đẻ ở
giữa lá so với các phần khác của cây. Tỷ lệ số ổ trứng được đẻ ở mặt dưới lá
cao hơn so với ở mặt trên của lá (tương ứng là 63% và 37%). Hầu hết các bộ
phận trên cây ngô đều bị sâu đục thân ngô châu Á Ostrinia furnacalis phá
hoại nhưng hiếm gặp sự gây hại ở gốc cây. Sâu non tuổi nhỏ ăn trong nõn lá,
cờ, bắp và vỏ lụa. Sâu non có thể di chuyển từ cây này sang cây khác bằng
cách nhả tơ buông mình theo gió. (Cao et al., 1994; Guo et al., 2011; Hussein
et al., 1983; Li et al., 1999; Nafus and Schreiner , 1991) [66], [[89], [99],
[116], [134].
Sâu non trải qua 5-7 tuổi, thời gian phát triển trứng kéo dài 3-4 ngày,
thời gian nhộng là 6 - 9 ngày. Vòng đời kéo dài 16-46 ngày phụ thuộc vào cây
10
ký chủ, mùa vụ, thức ăn và thời tiết. Sức đẻ trứng của trưởng thành cái trung
bình là 602 - 817 trứng/cái. Trưởng thành có thể sống được 7 - 14 ngày, tuổi
Sâu đục thân ngô châu Á Ostrinia furnacalis ở vùng nhiệt đới có hai mùa khô và
mưa riêng biệt có thể có đến 12 thế hệ gối nhau trong năm. (Hussein et al., 1983;
Hussein and Kameldeer, 1988; Sapin et al., 2006) [99], [100], [153].
Tại Hàn Quốc, sâu đục thân ngô châu Á hoàn thành 3 thế hệ/năm. Thế hệ 1
phát sinh từ đầu tháng 6 đến đầu tháng 7, thế hệ 2 phát sinh từ giữa tháng 7 đến
giữa tháng 8 và thế hệ 3 phát sinh từ giữa tháng 8 đến đầu tháng 9. Sâu non thế hệ
cuối qua đông ở trong thân cây ngô (Cao et al., 1994; Lee et al., 1980) [66], [114].
Ở Trung Quốc, trong năm sâu đục thân ngô châu Á có 2-3 thế hệ ở vùng hạ lưu
sông Hoàng Hà và có 4-7 thế hệ ở phía Nam. Các thế hệ thường gối nhau khi
nhiệt độ và độ ẩm cao (Duan et al., 2008; Maolei Xu et al., 1997) [75], [124]. Tại
Malaysia, mỗi vụ ngô sâu đục thân ngô châu Á hoàn thành 2 thế hệ với 2 cao
điểm đẻ trứng vào giai đoạn cuối loa kèn và trỗ cờ (Hussein et al., 1983) [99].
Sự phát tán và di chuyển khoảng cách dài chủ yếu là trưởng thành, đặc
biệt sau khi chúng mới vũ hoá. Nghiên cứu khả năng bay của trưởng thành
sâu đục thân Ostrinia furnacalis trong phòng thí nghiệm tại Trung tâm nghiên
cứu Tsukuba (Ibaraki, Japan) cho thấy hoạt động bay của con cái thích hợp
trong khoảng nhiệt độ 20-23°C. Không quan sát thấy hoạt động bay của
trưởng thành ở nhiệt độ 14-17°C. Nhiệt độ trên 26°C ảnh hưởng đến khả năng
bay và sự phát triển của chúng. Khả năng bay của con đực và con cái là như
nhau từ ngày thứ nhất đến ngày thứ 12 sau vũ hóa, cao nhất là sau vũ hóa 1
ngày và giảm dần trong các ngày tiếp theo. Con cái khả năng bay được
khoảng cách dài hơn ở giai đoạn trước đẻ trứng 3- 4 ngày. Không có sự khác
biệt về khả năng bay giữa con cái chưa giao phối và con cái đã giao phối
trong giai đoạn 4-8 ngày sau vũ hóa. Tăng thời gian bay làm giảm tổng số
trứng mà trưởng thành cái đẻ được. Khả năng bay của con đực đã giao phối
đều giảm sau 4- 8 ngày (Shirai, 1998) [159].
12
Sâu đục thân ngô châu Á O. furnacalis không phải là véc tơ truyền
bệnh. Tuy nhiên, sự gây hại thân cây ngô có thể tạo điều kiện làm tăng khả
non ở nhiệt độ 30
o
C. Nhiệt độ tăng làm tỷ lệ sống sót giảm, nhưng khả năng
sinh sản (mx) lại đạt cao. Ở nhiệt độ 20-30
o
C, tỷ lệ gia tăng quần thể đạt cao
hơn so với ở nhiệt độ thấp hơn (Mei Hwa Kou et al., 2006) [127].
Tại Hawaii, mỗi năm rệp muội ngô có thể hoàn thành tới 50 thế hệ
(Ronald, 1992) [150]. Nghiên cứu tại trường Đại học Ilinoid (Chicago, Hoa Kỳ)
cho thấy rệp muội ngô thường có 9 thế hệ trong năm. Chúng gây hại chủ yếu từ
khi cây ngô vươn lóng đến chín sáp. Trong điều kiện ở Ilinoid ít thấy loài rệp
muội ngô này xuất hiện trong các tháng 6 và tháng 7 (Stinner et al., 1984) [167].
Copyright: Tài liệu đại học ©