Tên đề tài: “Khảo sát tình hình gây hại, đặc điểm sinh học và hóa chất tín hiệu trong quản lý sâu kéo màng, Hellula undalis (Lepidoptera: Crambidae) hại cải tại Đồng bằng sông Cửu Long”.

 Tác giả: Trần Thanh Thy, Khóa: 2014

 Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật; Mã số: 62620112. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thuỷ sản.

 Người hướng dẫn chính: TS. Nguyễn Lộc Hiền - Trường Đại học Cần Thơ

 Người hướng dẫn phụ: PGS.TS. Lê Văn Vàng - Trường Đại học Cần Thơ.

1. Tóm tắt nội dung luận án

Đề tài “Khảo sát tình hình gây hại, đặc điểm sinh học và hóa chất tín hiệu trong quản lý sâu kéo màng, Hellula undalis (Lepidoptera: Crambidae) hại cải tại Đồng bằng sông Cửu Long” được thực hiện từ năm 2014-2018 với mục tiêu quản lý hiệu quả sâu kéo màng (SKM) gây hại rau cải tại Đồng bằng sông Cửu Long bằng hóa chất tín hiệu theo hướng an toàn và thân thiện với môi trường. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng:

            Sự điều tra được thực hiện bằng hình thức phỏng vấn 180 nông hộ đang canh tác rau cải theo phiếu câu hỏi đã được soạn sẵn.  SKM tấn công trên đọt là chủ yếu (71,88%), gây hại nặng trong mùa nắng và hầu hết các nông hộ sử dụng thuốc BVTV để phòng trị. Khảo sát 25 ruộng canh tác rau cải cho thấy, SKM gây hại ở mức độ phổ biến (++, 25-50%) với tần suất xuất hiện là 5/5 lần khảo sát trong suốt vụ rau cải. SKM gây hại khi cây cải được 6 ngày tuổi cho đến lúc gần thu hoạch (30 ngày tuổi).

Sự đa dạng di truyền của SKM dựa trên chỉ thị phân tử ISSR đã cho thấy quần thể SKM thu thập từ 13 tỉnh thuộc ĐBSCL được chia thành 4 nhóm chính dựa theo sơ đồ phả hệ, nhóm I sâu thu trên cải xanh; nhóm II sâu thu trên cải ngọt và cải tùa xại; nhóm III sâu thu trên cải thìa và nhóm IV sâu thu trên cải bắp. Mối liên hệ đó phụ thuộc vào loại cây ký chủ và điều kiện sinh thái.

Đặc điểm sinh học của SKM chịu ảnh hưởng của giống cải và nhiệt độ của môi trường. Thời gian phát triển, tỷ lệ (%) sống, thời gian sống, khả năng đẻ trứng, tỷ lệ (%) trứng nở của SKM phụ thuộc vào thức ăn là các giống rau cải. Mặt khác, trong khoảng nhiệt độ từ 16^oC – 30,2^oC, thời gian ở tất cả các giai đoạn phát triển của SKM trên giống cải xanh là dài hơn khi điều kiện nhiệt độ môi trường giảm (vòng đời dài 61,64 ngày ở 16^oC, 32,17 ngày ở 20^oC, 25,14 ngày ở 25^oC và 17,54 ngày ở 30,2^oC). Khả năng phát triển quần thể của SKM qua 3 thế hệ cho thấy hệ số nhân và chỉ số gia tăng tự nhiên khá cao.

Xác định thành phần hóa học, pheromone giới tính của SKM, kết quả nghiên cứu cho thấy bằng kỹ thuật phân tích GC-EAD và GC-MS từ ngài cái SKM chưa bắt cặp cho thành phần hóa học pheromone giới tính bao gồm 4 thành phần là các hợp chất E11,E13-16:Ald, Z11-14:OAc, Z11-16:Ald và E11,E13-16:OH. 

Xây dựng qui trình tổng hợp hợp chất chính E11,E13-16:Ald pheromone giới tính thông qua phản ứng Wittig có khả năng hấp dẫn SKM cao phù hợp với điều kiện PTN.

Đánh giá khả năng hấp dẫn của mồi pheromone giới tính tổng hợp đối với SKM ở điều kiện ngoài đồng cho thấy hỗn hợp Z11-14:OAc; Z11-16:Ald; E11,E13-16:Ald và T23 với tỷ lệ 0,15; 0,15; 0,35 và 0,05 mg/tuýp cho hiệu quả hấp dẫn cao đối với quần thể ngài SKM gây hại ở vùng ĐBSCL

Các hóa chất tín hiệu, tinh dầu sả, tỏi và hợp chất E10-15 đều cho hiệu quả quấy rối sự bắt cặp và đẻ trứng của ngài SKM trong cả điều kiện nhà lưới và ngoài đồng.

Khoảng cách treo túi tinh dầu sả và tỏi (2 ml) đối với SKM là 4 m và diện tích áp dụng hiệu quả của một túi tinh dầu sả và tỏi là khoảng 64 m². Hiệu quả quản lý sự gây hại của SKM bằng tinh dầu sả đạt cao (92,39%), dầu tỏi (87,56%), trong khi đó quản lý bằng thuốc BVTV chỉ đạt 66,52% so với ruộng không phun thuốc BVTV. Kết quả này đã chỉ ra rằng sử dụng tinh dầu sả hay tỏi hoàn toàn thay thể được thuốc BVTV để quản lý ngài H. undalis gây hại quan trọng trên rau cải tại ĐBSCL.

2. Những kết quả mới của luận án:

- Xác định được thành phần pheromone giới tính mới, hợp chất (Z)-11-tetradecenyl acetate, của ngài H. undalis, đồng thời xác định được vai trò của hydrocarbon chưa no (hợp chất (Z,Z,Z)-tricosatriene) trong sự hấp dẫn ngoài đồng của pheromone giới tính đối với ngài H. undalis. Kết quả này mở ra triển vọng ứng dụng cho pheromone giới tính của ngài H. undalis.

- Xác định đặc điểm sinh học, tính đa dạng di truyền, ảnh hưởng của điều kiện nhân nuôi (thức ăn và nhiệt độ) lên khả năng phát triển, tỷ lệ gia tăng và hệ số nhân của ngài H. undalis qua ba thế hệ nuôi nhân.

- Tổng hợp hợp chất (E,E)-11,13-hexadecadienal (E11,E13-16:Ald), thành phần pheromone giới tính của ngài H. undalis bằng con đường tổng hợp thông qua phản ứng Wittig.

- Đánh giá được hiệu quả của pheromone giới tính tổng hợp, tinh dầu sả và tinh dầu tỏi đối với H. undalis.

3. Các ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:

Đề tài là nghiên cứu có hệ thống về SKM tại ĐBSCL từ xác định tình hình gây hại, giống cải, nhiệt độ nhân nuôi, khả năng phát triển quần thể, đánh giá đa dạng di truyền của quần thể sâu đến các nghiên cứu và ứng dựng về hóa chất tín hiệu trong quản lý SKM ở một số tỉnh tại ĐBSCL. Vì vậy, kết quả thu được của đề tài là những ghi nhận mới, đồng thời là kiến thức bổ sung hữu ích cho lĩnh vực Sinh thái học hóa chất của côn trùng ở ĐBSCL.

Nghiên cứu và ứng dụng hóa chất tín hiệu, cụ thể là pheromone giới tính, tinh dầu sả và tỏi, trong các chương trình quản lý SKM gây hại rau cải bền vững và an toàn sẽ góp phần vào việc giải quyết vấn đề dư lượng hóa chất nông nghiệp trên nông sản.

Kết quả của đề tài sẽ mở ra hướng mới để quản lý hiệu quả SKM gây hại quan trọng ở vùng ĐBSCL nhằm luân phiên hoặc thay thế cho thuốc trừ sâu hóa học. Ngoài ra, đây cũng là cơ sở dữ liệu bổ sung cho việc giảng dạy và các hướng nghiên cứu tiếp theo về pheromone giới tính bộ Cánh vảy (Lepidoptera).

 Tiếp tục nghiên cứu, ứng dụng pheromone giới tính của SKM, tinh dầu sả và tỏi  trên các loại cây cải khác để đưa ra quy trình ứng dụng cụ thể đối với từng loại cây trồng.

1. Summary

The research “Study on damage situation, biological characteristics and semiochemical for the pest management of Hellula undalis (Lepidoptera: Crambidae) on green mustards in the Mekong Delta of Vietnam” was conducted from 2014 to 2018 with purpose effective management of H. undalis to protect green vegetables in the Mekong Delta by chemical signals to present new safety method for environmental protection. The study results are as follows:

The survey was conducted by interviewing 180 farmers who were planted green mustards at Vinh Long, Can Tho and Hau Giang provinces. H. undalis mainly caused damage to cabbage sprout (71.88%), almost farmers (82.70%) believe that H. undalis causes serious damage in the dry season and use pesticides for control. Field surveys showed that the damage of H. undalis was popularity (++, 25-50%) with the frequency 5/5 times of green mustards season. H. undalis damaged when green mustards are 6 days after planting (DAP) until harvesting (30 DAP).

The genetic diversity of H. undalis was analyzed by using ISSR marker has shown that the population of H. undalis collected in 13 provinces in the Mekong Delta were grouped into four main clusters based on the pedigree diagram. The first cluster, H. undalis collected with Brassica juncea, the second cluster with B.  integrifolia and B. campestris, the third cluster with B. sinensis and the fourth cluster with B. oleracea. This results presented that the population of H. undalis in Mekong Delta showing high genetic diversity among individuals and hosts.

30. undalis 's biological characteristics are influenced by green mustard cultivars and temperature of the environment. Development time, survival rate, life cycle, spawning ability, egg hatchability were depending on green mustard. On the other hand, 16⁰C-30.2⁰C, time at all stages of development of H. undalis on B. juncea were longer when temperature of the environment decreased (61.64 days at 16⁰C, 32.17 days at 20⁰C, 25.14 days at 25⁰C and 17.54 days at 30.2⁰C). SKM's population growth over three generations shows that the multiplier and natural increase indexes are quite high. The population of H. undalis had ability highly able to develop by mass rearing with three consecutive generations with the high population growth rates and multipliable index of a generation.

GC-EAD and GC-MS analysis of a pheromone extracted from virgin females of H. undalis contained four components, of those, E11,E13-16:Ald; E11, E13-16:OH; Z11-14:OAc and Z11-16:Ald.

E11,E13-16:Ald was successfully synthesized by a route using a Wittig reaction has ability to catch high H. undalis male and suitable with laboratory conditions.

            In field tests, lures mixed with Z11-14:OAc; Z11-16:Ald; E11 E13-16:Ald and T23 in  0.15; 0.15; 0.35 and 0.05 mg/tube got the strongest effectiveness for attracting the male moth H. undalis in the Mekong Delta. 

1. citratus, A. sativum and E10-15 compounds are effective to harassing H. undalis’s mating and spawning in both net-house and field conditions.
2. citratus, A. sativum bag (2 ml) for H. undalis is 4 m and the effective area is about 64 m². The C. citrates essence gave the effective harassment of egg laying by 92%, as the same of A. sativum (87%), while only 66% by using pesticides compared to the control field without treatment. These results showed the effectiveness of semiochemicals, C. citrates and A. sativum were highly effective in the management of H. undalis, the serious insect pests on green mustards in the Mekong Delta.
3. The new findings of the study

            Determination of the composition of the new sex pheromone, (Z) -11-tetradecenyl acetate of  H. undalis. It also determines the role of unsaturated hydrocarbons (Z, Z, Z) -tricosatriene) to catch H. undalis male at field trials of sex pheromone. The results ushered in the promising application of sex pheromone by H. undalis.

            Determination of biological characteristics, genetic diversity, the influence of different green mustard cultivars and temperature on some biological characteristics, multipliable index of a generation (R₀) and population growth rates (r) of H. undalis from three consecutive generations

 Syntheses of compound (E, E) -11,13-hexadecadienal (E11,E13-16:Ald), the sex pheromone component of H. undalis by Wittig reaction.

Evaluate the effectiveness of synthetic sex pheromone, Cymbopogon citratus, Alliums sativum in the management of H. undalis  in the Mekong Delta.

3. Applications and suggestions for further study

               The dissertation is systematic studies of H. undalis in the Mekong Delta from the identification of pests, varieties, the temperature of the population, population development, genetic diversity of populations in the study population, and construction of signalling chemicals in the management of H. undalis in some provinces in the Mekong Delta. Therefore, the dissertation is highly scientific significance, simultaneously, it is also regarded as an additional source of basic knowledge for teaching in the chemical ecology of insects in the Mekong Delta of Vietnam.               Research and application of chemical signals, Cymbopogon citratus, Alliums sativum to management of H. undalis in green mustards will sustainably and safely contribute to solving the pesticide residue problems on agricultural products in the management program of plant pests.               The results will open new directions for managing of H. undalis in the Mekong Delta to alternate or substitute chemical pesticide. In addition, this is database complements for the teaching and further research studies the sex pheromone of Lepidoptera.                 Continue the research and the application of sex pheromone, C. citratus, A. sativum in to manage H. undalis on other green mustards in the Mekong Delta to replace or reduce the number of pesticides during cultivation.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)