BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
DƯƠNG TIẾN VIỆN NGHIÊN CỨU ðẶC ðIỂM SINH HỌC, SINH THÁI
CỦA NHỆN GIÉ STENEOTARSONEMUS SPINKI SMILEY
HẠI LÚA VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG CHÚNG
Ở MỘT SỐ TỈNH MIỀN BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành : Bảo vệ thực vật
Mã số : 62.62.10.01 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. NGUYỄN VĂN ðĨNH HÀ NỘI – 2012
i
LỜI CÁM ƠN
Để hoàn thành bản luận án này, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc trước sự quan tâm giúp đỡ, dìu dắt và tận tình hướng dẫn của GS.TS.
NGƯT. Nguyễn Văn Đĩnh.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các Thầy, cô giáo cùng tập thể cán bộ công
chức Bộ môn Côn trùng, Khoa Nông học và Viện Đào tạo Sau đại học,
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã quan tâm và tạo điều kiện giúp đỡ tôi
trong quá trình triển khai thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Đảng ủy, Ban giám hiệu, các cán bộ giảng
viên Khoa Sinh - Kỹ thuật nông nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ về mọi mặt để tôi thực hiện đề tài trong
suốt thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, người thân và tất cả bạn bè, đồng
nghiệp đã luôn động viên, tạo điều kiện giúp đỡ tôi thực hiện và hoàn thành luận
án này.
Hà Nội, ngày 25 tháng 4 năm 2012
Tác giả luận án Dương Tiến Viện
iii
MỤC LỤC
Lời cam đoan i
Lời cám ơn ii
Chương 2 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 29
2.1.1 Thời gian nghiên cứu 29
2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 29
2.2 Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu 29
2.2.1 Vật liệu nghiên cứu 29
2.2.2 Dụng cụ nghiên cứu 30
2.3 Nội dung nghiên cứu 30
2.4 Phương pháp nghiên cứu 30
2.4.1 Phương pháp xác định đặc điểm hình thái, sinh học của nhện
gié Steneotarsonemus spinki Smiley 30
2.4.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh thái học của nhện gié 35
2.4.3 Nghiên cứu biện pháp phòng chống nhện gié hại lúa 46
2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 53
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55
3.1 Đặc điểm hình thái, sinh học của nhện gié Steneotarsonemus
spinki Smiley 55
3.1.1 Vị trí phân loại và đặc điểm hình thái của nhện gié
Steneotarsonemus spinki Smiley 55
3.1.2 Đặc điểm sinh học của nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley 60
3.2 Đặc điểm sinh thái học của nhện gié Steneotarsonemus spinki
Smiley 82
v
3.2.1 Diễn biến tỷ lệ hại, chỉ số hại và mật độ nhện gié S. spinki
gây hại lúa vụ mùa 2009 tại Gia Lâm, Hà Nội 82
3.2.2 Diễn biến mật độ nhện gié gây hại lúa vụ xuân và vụ mùa
2010, vụ xuân 2011 tại Cẩm Sơn – Cẩm Giàng – Hải Dương 85
IPM Integrated Pest Management – Quản lý dịch hại tổng hợp
SRI System Rice Intensification - Hệ thống canh tác lúa
RCB Randomized Complete Blocks – Khối ngẫu nhiên đầy đủ
BM Bắt mồi
NBM Nhện bắt mồi
NSC Ngày sau cấy
λ
The finite rate of increase - Giới hạn tăng tự nhiên
(λ = antilog
e
r)
r The intrinsic rate of increase - Tỷ lệ tăng tự nhiên
(∑l
x
.m
x
.e
-rx
= 1)
R
0
The net reproduction rate - Hệ số nhân trong một thế hệ
(R
0
= ∑l
x
.m
x
)
Tc The mean length of a generation - Thời gian của một thế hệ
3.9 Bảng sống của nhện gié S. spinki trên giống lúa Khang dân 18,
vụ mùa 2011 (Nhiệt độ 25
o
C, ẩm độ 96%) 77
3.10 Bảng sống của nhện gié S. spinki trên giống lúa Khang dân 18,
vụ mùa 2011 (Nhiệt độ 30
o
C, ẩm độ 96%) 79
3.11 Các chỉ tiêu sinh học của loài nhện gié S. spinki trên giống
Khang dân 18, vụ mùa 2011 tại Gia Lâm – Hà Nội 81
3.12 Diễn biến tỷ lệ hại, chỉ số hại, mật độ nhện gié trên giống Khang
dân 18 ở các chân đất khác nhau tại Cẩm Sơn - Cẩm Giàng - Hải
Dương vụ mùa 2010 93
3.13 Diễn biến tỷ lệ hại, chỉ số hại, mật độ nhện gié trên giống Khang
dân 18 ở các mức đạm khác nhau tại Cẩm Sơn - Cẩm Giàng –
Hải Dương vụ mùa 2010 95
viii
3.14 Một số chỉ tiêu giải phẫu các giống lúa và mật độ nhện gié ở giai
đoạn trỗ, vụ mùa 2010 tại Gia Lâm – Hà Nội 97
3.15 Hàm lượng Silic của các giống lúa và mật độ nhện gié, vụ mùa
2010 tại Gia Lâm – Hà Nội 101
3.16 Sự tồn tại và phát triển của nhện gié trên một số loài cỏ dại 103
3.17 Tỷ lệ hại, chỉ số hại và số lượng nhện gié qua vết thương cơ học
nhân tạo, vụ mùa 2009 tại Gia Lâm – Hà Nội 104
3.18 Sự xâm nhập của nhện gié qua vết thương cơ giới trên cây lúa, vụ
mùa 2010 tại Gia Lâm - Hà Nội 106
3.19 Sự lây lan, phát tán theo dòng nước của nhện gié, vụ mùa 2009
tại Gia Lâm – Hà Nội 107
x
DANH MỤC CÁC HÌNH
STT Tên hình Trang
2.1 Một ống thân nuôi nhện gié 31
2.2 Ống thân nuôi nhện gié cắm trên xốp cắm hoa 31
2.3 Bố trí thí nghiệm mối liên quan giữa đặc điểm giải phẫu, hàm
lượng Si và sự xâm nhiễm gây hại của nhện gié 40
2.4 Lồng nuôi nhện bắt mồi 44
2.5 Hộp nhựa chứa K
2
SO
4
bão hòa để nuôi NBM 44
2.6 Bảo quản ống thân lúa chứa nhện trước lây nhiễm 50
2.7 Lây nhện gié ở các công thức thí nghiệm 50
3.1 Sơ đồ vị trí phân loại nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley 55
3.2 a. Các quả trứng nhện gié dính với nhau thành cụm 57
b. Trứng nhện gié S. spinki (chụp qua kính lúp Carl zeiss) 57
3.12 Chiều dài vết hại của nhện gié trên giống Khang dân 18, vụ mùa
2010 tại Gia Lâm – Hà Nội 68
3.13 Nhịp điệu đẻ trứng của nhện gié ở 25
o
C và 30
o
C 74
3.14 Tỷ lệ sống (lx) và sức sinh sản (mx) của nhện gié S. spinki trên
giống Khang dân 18, vụ mùa 2011 (nhiệt độ 25
o
C, ẩm độ 96%) 78
3.15 Tỷ lệ sống (lx) và sức sinh sản (mx) của nhện gié S. spinki trên
giống lúa Khang dân 18, vụ mùa 2011 (nhiệt độ 30
o
C, ẩm độ 96%) 80
3.16 Diễn biến tỷ lệ hại và chỉ số hại của nhện gié trên một số giống
lúa cấy vụ mùa 2009 Tại Gia Lâm – Hà Nội 83
3.17 Diễn biến mật độ nhện gié trên các giống lúa cấy phổ biến vụ
mùa 2009 tại Gia Lâm – Hà Nội 84
3.18 Diễn biến mật độ nhện gié trên lúa chét vụ mùa 2009 tại Gia Lâm
– Hà Nội 85
3.19 Diễn biến mật độ nhện gié trên một số giống lúa vụ xuân 2010 tại
Cẩm Sơn – Cẩm Giàng – Hải Dương 86
3.30 Mối tương quan giữa diện tích khoang khí và mật độ nhện gié 99
3.31 Tương quan giữa chiều dày tầng mô cứng và mật độ nhện gié 100
3.32 Tương quan giữa chiều dày tầng cutin và mật độ nhện gié 100
3.33 Mối tương quan giữa hàm lượng Silic và mật độ nhện gié ở giai
đoạn lúa trỗ 102
3.34 Trưởng thành bọ trĩ bắt mồi Haplothrips sp. 110
3.35 Trưởng thành nhện bắt mồi Amblyseius sp. 110
3.36 Sâu non muỗi năn bắt mồi Therodiplosis sp. 110
3.37 Trưởng thành nhện bắt mồi Lasioseius sp. 110 1
MỞ ðẦU
1 Tính cấp thiết của ñề tài
Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới, với gần 70%
phải có những nghiên cứu mang tính hệ thống để phòng trừ hiệu quả nhện gié
hại lúa, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ñặc ñiểm sinh học,
sinh thái của nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa và biện pháp
phòng chống chúng ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam”.
2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
2.1 Ý nghĩa khoa học của ñề tài
Cung cấp những dẫn liệu khoa học mới về đặc điểm sinh vật học, sinh
thái học của loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa và ảnh
hưởng của yếu tố mùa vụ, chân đất, giống lúa, mức bón đạm đến biến động số
lượng loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley.
Đề tài đã cung cấp những dẫn liệu khoa học về thành phần các loài
thiên địch và ký chủ của nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa ở
một số tỉnh miền Bắc Việt Nam.
2.2 Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
Bổ xung dẫn liệu về hiệu lực của một số loại thuốc hóa học đối với
nhện gié, thời điểm phòng trừ nhện gié hiệu quả. Những dẫn liệu của đề tài
góp phần làm cơ sở cho việc xây dựng quy trình quản lý tổng hợp (IPM)
loài nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa ở một số tỉnh miền
Bắc Việt Nam.
3 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài
3.1 Mục ñích của ñề tài
Nghiên cứu xác định đặc điểm sinh học, sinh thái của loài nhện gié
Steneotarsonemus spinki Smiley và các biện pháp phòng chống chúng. Trên
3
cơ sở đó, xây dựng quy trình quản lý tổng hợp (IPM) nhện gié hại lúa áp dụng
cho một số tỉnh miền Bắc Việt Nam.
3.2 Yêu cầu của ñề tài
- Xác định đặc điểm sinh học, sinh thái học của nhện gié hại lúa
kinh tế tại tỉnh Hải Dương và Hà Nam.
5
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1 Cơ sở khoa học của ñề tài
Lúa là cây lương thực chính ở nước ta, chiếm khoảng 80% diện tích và
72% sản lượng trong nhóm cây lương thực (lúa, ngô, khoai lang, sắn) [19].
Trong thời gian gần đây, tổng sản lượng lương thực tăng nhanh, nhất là sản
lượng lúa, đó là kết quả của việc áp dụng nhiều biện pháp canh tác mới như
gieo trồng các giống lúa mới, cấy với mật độ dầy, bón nhiều phân hóa học và
sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, tăng vụ, xen vụ, đã được áp dụng rộng rãi.
Ở nước ta, nhện gié được ghi nhận gây hại trên lúa tại Thừa Thiên -
Huế (Ngô Đình Hòa, 1992) [13], ở vùng đồng bằng sông Hồng (Nguyễn Văn
Đĩnh, 1994) [6]. Tại nhiều tỉnh phía Nam (An Giang, Đồng Tháp, Tiền Giang,
Kiên Giang, ) đã ghi nhận triệu chứng “bệnh cạo gió” gây ra bởi loài này.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nhện gié Steneotarsonemus spinki Smiley
đã trở thành đối tượng gây hại khá phổ biến trên lúa.
Sự xuất hiện và gây hại mạnh của nhện gié tại miền Bắc trong vòng vài
năm vừa qua cho thấy hệ thống canh tác ở đây có nhiều điểm bất hợp lý, đã
làm cho nhóm dịch hại nhỏ này (cùng với nhện đỏ Tetranychus cinnabarinus K.
và nhện trắng Polyphagotarsonemus latus B. hại cây trồng) trở nên quan trọng,
từ chỗ dịch hại thứ yếu (hoặc không biết đến) trở thành dịch hại quan trọng, mà
trên thế giới thường gọi là nhóm “MAN MADE PESTS” - nhóm do con người
tạo nên. Nhóm dịch hại này có đặc điểm chung là sự gia tăng quần thể lớn, sinh
tích nhiễm gần 10.000 ha, nhiễm nặng 1.000 ha (Trung tâm BVTV phía Bắc,
2010) [22].
Trong vòng 5 năm trở lại đây có sự gia tăng rõ rệt mức độ gây hại của
nhện gié ở Đồng bằng sông Hồng và Trung du miền núi phía Bắc (Nguyễn Văn
Đĩnh và Vương Tiến Hùng, 2007) [12]; (Đỗ Thị Đào và cs, 2008) [5].
Một số tỉnh ở miền Bắc như Hà Nam, Hải Dương, Ninh Bình, Điện
7
Biên, Hưng Yên, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Yên Bái, Lai Châu, năm 2011 từ
đầu tháng 9 đến đầu tháng 10, tỷ lệ hại của nhện gié phổ biến từ 3-7%, cao từ
20-40% và cục bộ tới 60% số dảnh bị hại. Tổng diện tích nhiễm nhện gié là
1.871 ha, nhiễm nặng 270 ha, diện tích phòng trừ phòng trừ 62 ha (Trung tâm
BVTV phía Bắc, 2011) [23].
Như vậy, nghiên cứu để phòng chống thành công loài nhện gié
Steneotarsonemus spinki Smiley hại lúa cần phải tiến hành từ nghiên cứu cơ
bản như xác định đặc điểm sinh học, quy luật phát sinh gây hại, mức độ gây
hại và khả năng phát tán, kí chủ của nhện gié cũng như ảnh hưởng của giống
lúa, phân bón, thời vụ gieo trồng, chân đất, thiên địch đến biến động số lượng
nhện gié và nghiên cứu mang tính ứng dụng như biện pháp phòng chống, xây
dựng qui trình quản lý tổng hợp (IPM) nhện gié theo hướng thân thiện với
môi trường, hiệu quả để áp dụng cho các vùng trồng lúa trong cả nước.
1.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
1.2.1 Những nghiên cứu về vị trí phân loại, tình hình phân bố, mức ñộ gây
hại của nhện gié hại lúa Steneotarsonemus spinki Smiley
Nhện gié Steneotarsonemus spinki được mô tả lần đầu tiên năm 1967
(Smiley, 1967) [91], sau đó cộng hoà Đôminica, Haiti, Cu Ba, Costa Rica,
Panama thông báo rằng loài nhện này đã làm giảm tới 70% năng suất lúa ở
các nước này (Ramos et al., 1998) [80].
Nhện gié S. spinki được ngăn chặn và sau đó loại trừ từ nhà kính vào
năm 2004 tại Ohio, Hoa Kỳ (R. Ochoa,). Năm 2005, nhện gié S. spinki đã
được ghi nhận ở Colombia (Instituto Colombiano Agropecuario, 2005) [62],
Guatemala, Honduras (Castro et al., 2006) [45], Nicaragua và Venezuela
(Aguilar et al., 2008) [28]. Năm 2006, nhện gié S. spinki đã được báo cáo từ
thị trấn Palizada, bang Campeche, Mexico (Arriaga, 2007) [35].
Về mức độ gây hại, nhện gié là loài dịch hại nguy hiểm ở các vùng
9
trồng lúa ở châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ, Đài Loan, Hàn Quốc, Philipin và
Thái Lan từ những năm 1930 (Lo et al., 1979) [69], (Xu et al., 2001) [95].
Những năm 1970, Trung Quốc và Đài Loan đã công bố thiệt hại do nhện gié
gây ra làm giảm năng suất trung bình 5-20%, một số nơi bị hại nặng lên đến
70-90% (Jiang et al., 1994) [64]. Ở Đài Loan, nhện gié gây hại trên diện tích
17.000 ha năm 1976 và 19.000 ha năm 1977, thiệt hại do chúng gây ra ước
tính là 9,2 triệu đô la Mỹ (Nguyễn Văn Đĩnh, 1994 dẫn) [6].
Nhện gié được phát hiện ở Cu Ba năm 1997, một trong những cây
trồng chính bị ảnh hưởng bởi một loài ngoại lai xâm lấn, nhện
Steneotarsonemus spinki Smiley (Tarsonemidae), sự gây hại đã giảm năng
suất lúa đáng kể khoảng 60% ở một số địa phương và năm đầu giảm năng
suất từ 30 - 70% (Ramos et al., 1998, 2000, 2003) [80][81][84]. Nhện gié sau
đó đã nhanh chóng lan rộng ra các nước trồng lúa trong vùng Caribe và làm
giảm năng suất từ 30-90% (Almaguel et al., 2000) [30]. Sau đó nhện gié lần
lượt được phát hiện ở Cộng hoà Đôminica, Haiti, Nicaragua, Costa Rica và
Panama làm thiệt hại khoảng 30% năng suất lúa (Fernando, 2007) [53]. Ở
Brazil, nước đứng đầu về sản xuất lúa ở Nam Mỹ, thu hoạch trung bình là
khoảng 12,7 triệu tấn/ năm và thiệt hại được dự đoán là từ 30-70% hoặc từ
3,8-8,9 triệu tấn/năm, nhện gié là tác nhân gây hại chính đến an ninh lương
thực và làm ảnh hưởng lớn đến nền công nghiệp lúa gạo của đất nước này
non tuổi 1, nhện non tuổi 2 và nhện trưởng thành (Lindquist, 1986) [66],
(Ramos et al., 2000) [81], (Xu et al., 2001) [95].
Trứng có màu trắng trong, được đẻ rải rác từng quả, chúng thường dính
lại với nhau. Nhện non di động và nhện non không di động có màu trắng đục
với 3 đôi chân.
Theo Dossmann (2005) [51] nhện gié có 4 pha phát dục: trứng, nhện
non di động, nhện non không di động và trưởng thành. Trứng có màu trắng
trong, hình ôvan dài, kích thước của trứng 110 × 74µm. Nhện non có 3 đôi
chân, cơ thể màu trắng sáng, kích thước (147 - 186) × (73 - 110)µm. Nhện
11
trưởng thành và nhện non không di động có kích thước tương đối bằng nhau
250 × 110µm.
Kích thước cơ thể nhện cũng có thể là cơ sở phân biệt giới tính và tuổi
nhện. Con cái phần thân dài, bề mặt có đốm chấm mịn, chiều dài thân từ 222-
350 µm và chiều rộng từ 84-108 µm. Đầu giả gần vuông, dài (24-30 µm),
rộng (25 - 32 µm). Mặt lưng đầu giả có nhiều lông cứng mịn (11-15 µm), dài
hơn so với lông cứng bụng. Con đực phần thân mịn, có kích thước chiều dài
217µm (217 –244) µm, chiều rộng 121 (109-122) µm. Đầu giả gần vuông, dài
30 (24-30) µm rộng 32 (25-32) µm. Hàm trên có nhiều lông cứng, hàm dưới
có lông cứng mịn (Smiley, 1967) [91].
Đặc điểm hình thái nhện gié có sự khác nhau rõ rệt giữa con đực và con
cái. Con đực mang một đôi kìm dùng để di chuyển con cái đi tạo lập quần thể
mới. Còn con cái có đôi chân thứ tư biến thành dạng vuốt dài.
Trưởng thành cái nhện gié S. spinki sinh sản nhanh và hiệu quả, từ 50
đến 70 trứng trong thời gian sống của mình (Lo et al., 1979) [69], (Xu et al.,
2001) [95], (Castro et al., 2006) [45].
Nghiên cứu của Zhang (1984) [97] cho thấy tỷ lệ giới tính của nhện gié S.
spinki con cái: đực là 22:1; 3,2:1 và 1,8:1 trong điều kiện nhiệt độ tương ứng
trường 29
o
C vòng đời nhện là 5,11 ngày. Ở 30
o
C khoảng thời gian từ trứng
đến trưởng thành là 3 ngày và nhiệt độ thích hợp cho nhện gié phát triển
khoảng 20 - 29
o
C (Almaguel et al., 2003) [32]. Cabrera (1998) [41] cho biết
vòng đời nhện gié thay đổi theo nhiệt độ. Ở 15
o
C, chúng chết gần như hoàn
toàn, ở 16
o
C chúng giảm mọi hoạt động, ngừng phát triển và sinh sản, tỷ lệ chết
cao. Thời gian hoàn thành vòng đời là 11 ngày ở 20
o
C, 8 ngày ở 24 - 28
o
C và 3 -
4 ngày ở 28 - 29
o
C.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, vòng đời của nhện gié tại các nhiệt
độ 20, 24, và 30ºC tương ứng là 11; 7 và 3 ngày (Navia et al., 2006) [75].
Nhiệt độ tăng kết quả thời gian 1 thế hệ ngắn hơn: 11,3 ngày ở 20
o
C,
7,8 ngày ở 23,9
o
o
C tới 13
ngày ở 25
o
C. Trưởng thành cái có khả năng đẻ trứng cao, số trứng đẻ của một
con cái lên tới 78 quả, trung bình 30,8±3,4 trứng.
Ở Trung Quốc, thời gian phát triển của một thế hệ phụ thuộc nhiệt độ.
Ở các ngưỡng nhiệt độ 30
o
C, 28
o
C và 25
o
C tương ứng là 8,5 ngày, 9,9 ngày
và 13,6 ngày (Xu et al., 2001) [95].
Copyright: Tài liệu đại học ©