Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Dch hc v Bo v thc vt . 11 Chơng 2. Biến động số lợng của dịch hại và yếu tố sinh thái ảnh hởng 1. Khái niệm chung - Biến động số lợng của sinh vật nói chung, dịch hại nói riêng chịu tác động của quá trình điều chỉnh tự nhiên hay quá trình tự điều chỉnh. + Quá trình dao động liên tục về số lợng của dịch hại trong thiên nhiên, trong hệ sinh thái nông nghiệp là kết quả tơng tác giữa hai quá trình Biến đổi và Điều chỉnh (hay biến cải và điều hoà). Quá trình biến đổi xảy ra do tác động ngẫu nhiêncủa các yếu tố giao động môi trờng chủ yếu là yếu tố thời tiết và khí hậu. Các yếu tố biến đổi có thể tác động ảnh hởng đến số lợng, chất lợng của các cá thể hay quần thể dịch hại bằng cách trực tiếp hay gián tiếp qua sự trao đổi trạng thái sinh lý của cây trồng (thức ăn của dịch hại) qua hoạt tính của thiên địch(mối quan hệ giữa dịch hại và thiên địch). Quá trình điều chỉnh đợpc thực hiện do các yếu tố nội tại của dịch hại. Khi có tác động có tính chất làm giảm những giao động ngẫu nhiên của số lợng mật độ, quần thể để không vợt qua khỏi giới hạn điều chỉnh hoạt động theo nguyên tắc của mối liên hệ nghịch phủ định. Vai trò của các yếu tố biến đổi và điều chỉnh có thể đợc giải thích theo sơ đồ của Viktorov 1976. Thức ăn Quan hệ trong loài Sức sinh sản tỷ lệ chết di c Thiên địch Yếu tố thời tiết, khí hậu Mật độ quẩn thể Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Dch hc v Bo v thc vt . 12 Sơ đồ biến động quần thể của côn trùng (Theo Viktorov 1976) Tác động của yếu tố biến đổi, mang tính một chiều Tác động của yếu tố điều chỉnh, mang tính thuận, nghịch - Cơ chế điều chỉnh số lợng dịch hại là côn trùng đợc hiểu theo mối quan hệ cùng loài, mối quan hệ khác loài, mối quan hệ quần x (sinh vật quần). Trong đó mối quan hệ cạnh tranh trong loài đợc xem là cơ chế điều chỉnh số lợng có tầm quan trọng đáng kể. Hiện nay đ có nhiều dấu hiệu cho thấy. Mọi cơ chế điều chỉnh số lợng dịch hại là côn trùng đều có tác dụng trong một giới hạn dao động mật độ của quần thể. Mỗi cơ chế điều chỉnh đợc đặc trng bởi ngỡng trên, ngỡng dới và vùng tác động mạnh nh mô hình tác động của các cơ chế điều chỉnh số lợng côn trùng (Theo Viktorov 1976 có sửa đổi). Sự hình thành của các cơ chế điều chỉnh số lợng côn trùng có liên quan hữu cơ với sự phát triển tiến hoá của từng loài trong hệ sinh thái xác định theo yêu cầu đối với mức độ số lợng và sự điều chỉnh của sinh vật này hay sinh vật khác. Đối với mỗi loài đều có mật độ quần thể tối u xác định, mà trong đó các cá thể đều có đủ các điều kiện sống thích hợp nhất. - Một trong những phơng pháp thờng đợc sử dụng để phân tích nguyên nhân biến động số lợng của dịch hại là côn trùng đó là phơng pháp hồi quy tuyến tính đa tạp (hay hồi quy đa tạp) với phơng trình Y = b o + b 1 x 1 + b 2 x 2 + b 3 x 3 + b n x n . ở đây x là đại lợng biến thiên độc lập nh các yếu tố khí tợng; blà hằng số. Phơng pháp này để xác lập phơng trình dự báo. Về mật độ quần thể với một chỉ số đo biến thiên độc lập của yếu tố lợng ma, nhiệt độ, ẩm độ. Để nghiên cứu biến động số lợng dịch hại là côn trùng trong các thế hệ kế tiếp nhau có thể áp dụng phơng pháp. Log N n+1 = log N n + log F - K n K n = K 1 + K 2 + K 3 +K 4 +K 5 +K 6 . ở đây : giá trị k của thế hệ K n. Tỷ lệ chết trong cả thế hệ: F - tốc độ tăng trởng của quần thể - Dịch hại bao gồm côn trùng, bệnh , cỏ dại, chuột và sinh vật gây hại khác, chịu tác động và phụ thuộc vào sự biến đổi khí hậu, thời tiết mỗi vùng sinh thái. Một hay nhiều trong số các yếu tố thời tiết có thể ảnh hởng rõ rệt đến sự xuất hiện, phân bố, biến động số lợng và nguy cơ gây hại của mỗi loài dịch hại. - Các kiểu biến động số lợng của dịch hại cây trồng đồng đề, chuẩn, nẫu nhiên, cụm. Để miêu tả biến động số lợng của quần thể mỗi loài dịch hại ngời ta thờng dùng những phơng pháp. + Đờng cong tổng số của sự biến động số lợng Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Dch hc v Bo v thc vt . 13 + Thiết lập bảng sóng (Life Table. và xác định tỷ lệ thực tự nhiên của mỗi loài dịch hại là côn trùng hay động vật khác. Bằng các phơng pháp xác định biến động số lợng của dịch hại mà chia ra: + Dịch hại không có ý nghĩa kinh tế + Dịch hại không thờng xuyên + Dịch hại quanh năm + Dịch hại nghiêm trọng (chủ yếu). 2. Những yếu tố sinh thái ảnh hởng đến biến động số lợng các dịch hại cây trồng. 2.1. Phân loại những yếu tố sinh thái. - Nhóm yếu tố khí hậu thời tiết + Nhiệt độ + ẩm độ + Lợng ma + Sơng, mây mù + Gió và sự bay hơi + Tia phóng xạ mặt trời. - Nhóm yếu tố hữu sinh + Thức ăn + Thiên địch - Hoạt động sản xuất của con ngời 2.2. Vai trò của các yếu tố sinh thái đến biến động số lợng của dịch hại. 2.2.1. Vai trò của nhóm yếu tố khí hậu thời tiết - Nhiều vụ dịch của các loài dịch hại (sâu bệnh) có liên quan chặt chẽ với những yếu tố khí hậu thời tiết đặc biệt là nhiệt độ, ẩm độ, ma. Chẳng hạn nh nhiệt độ cao ma ít (độ ẩm thấp) có thể làm cho sâu đục thân thành dịch, phá hoại nghiêm trọng. Lợng ma là yếu tố quan trọng làm tăng quần thể sâu keo, sâu cắn gốc hại lúa, bọ rầu xanh đuôi đen và sâu vằn hại lúa. Hiểu biết cơ bản về yếu tố khí hậu, thời tiết và mối quan hệ của chúng với cây trồng, dịch hại có thể giúp chúng ta đề xuất biện pháp sử dụng yếu tố khí hậu, thời tiết điều khiển dịch hại cây trồng ngăn ngừa và phòng chống dịch hại một các hợp lý một cách hiệu quả. - Nhiệt độ: ở vùng nhiệt đới, có nhiệt độ khí hậu trung bình cao hơn vùng khí hậu ấm, ôn đới vì gần đờng xích đạo. Nhiệt độ đất ở các nớc nhiệt đới nói chung giảm theo giờ trong ngày và tăng theo giờ trong đêm. Thông thờng nhiệt độ không khí giảm theo độ bốc hơi trong tầng đối lu hoặc độ cao 10km thấp nhất của khí quyển. Nói chung nhiệt độ giảm 1 o c trong 100m. Tuy nhiên có trờng hợp Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Dch hc v Bo v thc vt . 14 nhiệt độ không khí tăng theo độ bốc hơi ngời ta gọi là sự nghịch chuyển thích hợp cho sự khô hạn. Trong ngày không khí trên mặt đất có nhiệt độ cao hơn hơn không khí trên mặt nớc; Tình trạng này là ngợc lại vào buổi đêm. - Một số phản ứng có ý nghĩa của dịch hại đối với nhiệt độ. + Nói chung côn trùng có phản ứng nghỉ đông khi nhiệt độ xuống thấp, qua hè khi nhiệt độ tăng cao. Côn trùng có phản ứng với tiết trời ấm áp vào những ngày xuân đầu tiên chẳng hạn: Sự sinh trởng, phát triển của rệp, muỗi có liên quan chặt chẽ với nhiệt độ tăng dần vào mùa xuân. Với nhiệt độ cao hơn vào ngày hè đầu tiên thông qua sự thay đổi tỷ lệ sinh sản, tỷ lệ chết do thiên địch của chúng có khả năng kiềm chế chúng. Qua nghiên cứu nguồn cho ta thấy rằng sâu đục thân 2 chấm hại lúa có mối quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ, ẩm độ và lợng ma. Tỷ lệ nõn héo và bông bạc có phản ứng âm với nhiệt độ, lợng ma thấp phản ứng dơng với nhiệt độ cao. ở Pilippines, trong một số nghiên cứu về mối quan hệ của nhiệt độ, độ ẩm đến biến động mật độ quần thể rầy hại lá (Rầy xanh đuôi đen, rầy trắng nhỏ) và rầy hại thân lúa (Rầy nâu, rầy lng trắng) đ chỉ rõ mật độ của rầy tăng khi nhiệt độ trung bình tăng. + Nhiệt độ ảnh hởng đến sự phân bố của các loài chuột hại cây trồng nhiệt độ ảnh hởng đến cấu trúc của hang chuột. ở miền bắc nớc ta do có mùa đông giá lạnh cho nên hang, tổ của nhiều loài chuột có cấu tạo thay đổi có đờng hầm phức tạp hơn chia ra phòng ở, phòng làm tổ, phòng nuôi con Còn mùa hè hang có cấu tạo đơn giản. Nhiệt độ môi trờng cao hay thấp hơn nhiệt độ cực thuận sinh sản của chuột giảm đi một cách rõ rệt. ở miền bắc Việt Nam về mùa đông nhiều loại chuột hại giảm cờng độ sinh sản. + Bệnh khô văn hại lúa có xu tính xuất hiện và gây dịch trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ cao. Trong khi bệnh bạc lá phát triển thích hợp ở nhiệt độ 25 - 27 O c. Thời gian cần cho nấm đại ôn hại lúa xâm nhập vào tế bào vật chủ thay đổi khác nhau dới ảnh hởng của nhiệt độ (tế bào vật chủ bị xâm nhập sau 10giờ ở nhiệt độ 32 O c; 8h ở nhiệt độ 28 o c và 6h ở nhiệt độ 24 o c - Lợng ma và ẩm độ. + Ma nhiều xuất hiện sớm trong năm đợc xác nhận nh một yếu tố gây thành dịch của sâu vằn hại lúa sau đó độ ẩm giảm thấp sẽ làm ảnh hởng đến mật độ quần thể sâu vằn giảm. ở Nhật Bản, dịch của sâu cắn gốc hại lúa có mối quan hệ chặt chẽ với lợng ma trung bình trong tháng tháng 2 và tháng 3 hàng năm. ở Việt Nam 2 loài sâu đục thân lúa có tập tính ngợc nhau với lợng ma. Sâu đục thân 5 vạch đầu lâu xuất hiện và gây dịch vào mùa ma, trong khi sâu đục thân hai chấm hoạt động mạnh vào mùa khô. Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Dch hc v Bo v thc vt . 15 ở ấn Độ lợng ma ít, thấp vào mùa ma trong năm sẽ thích hợp cho sâu đục thân xuất hiện phát sinh thành dịch.Số ngày có ma trong tháng vào giai đoạn sâu non tuổi 2 của rầy nâu (N Lugens) có quan hệ đến sức sống, sức sinh sản của trởng thành lứa này. Vụ dịch của châu chấu đàn (Locusta. cũng có quan hệ chặt với lợng ma và độ ẩm không khí, làm ảnh hởng đến tập tính di c của châu chất cũng nh khả năng sinh sản của chúng. * Độ ẩm có ảnh hởng lớn đến sự phân bố của chuột hại cây trồng. Trong mùa lũ, lụt chuột đồng di chuyển thành đàn lên gò cao chân đê, hoặc vào các làng quanh khu ruộng trồng. Trong khi vào mùa khô chúng có thể đào hang làm tổ ngay trên bờ ruộng hoặc bên trong ruộng lúa. - Gió. Khi không khí di chuyển vì sự thay đổi áp lực khí quyển giữa hai vùng sinh thái, gió sẽ đợc tạo thành. Không khí bề mặt chuyển từ biển vào đất liền gây ra gió biển (sea breeze. Đêm đất mát nhanh hơn nớc, thời gian này không khí bề mặt chuyển từ đất liền ra biển tạo ra gió đất (Land breeze Yếu tố gió làm cho điều kiện nhiệt độ, ẩm độ ổn định trong một đơn vị diện tích nhất định. Gió là tác nhân phát tán chủ yếu hạt cỏ dại và bài tử nấm bệnh từ ruộng này sang ruộng khác. Gió cũng là yếu tố tạo điều kiện cho châu chấu, gián, bọ rầy, rệp, bọ trĩ mở rộng khu vực phân bố di chuyển từ khu vực sinh thái này, lnh thổ nớc này sang khu vực sinh thái, lnh thổ nớc khác. 2.2.2. Vai trò của nhòm yếu tố hữu sinh. - Thức ăn. + Thực vật và cây trồng là thức ăn chủ yếu của các loài dịch hại. Hầu hết các bộ phận của cây nh thân lá mầm hạt quả rễ đều là thức ăn của chúng. + Chuột hại ngoài ăn thực vật, cây trồng chúng còn ăn cả động vật nh côn trùng, chim, thú nhỏ. Tuỳ theo thành phần của thức ăn mà ngời ta chia chuột hại ra các nhóm: Nhóm chuột ăn thực vật, nhóm chuột ăn hạt, nhóm chuột ăn tạp. Khi kiếm ăn, một số loài chuột còn đem thức ăn về dự trữ trong tổ (chủ yếu các loài chuột sống ở vùng ôn đới và hàn đới. Chất lợng và số lợng thức ăn , hàm lợng nớc trong thức ăn có ý nghĩa quan trọng đến hoạt động sống của chuột, tới sức gia tăng quần thể chuột ở mỗi vùng sinh thái). + Trên cơ sở nghiên cứu dịch hại là bệnh không truyền nhiễm và nguyên nhân gây ra bệnh chúng ta thấy rõ mối quan hệ giữa cây trồng, bệnh hại và yếu tố môi trờng. Bênh không truyền nhiễm làm cây suy yếu sức chống bệnh bị giảm sút tạo điều kiện cho bệnh truyền nhiễm phá hại. Một số bệnh không truyền nhiễm làm thay đổi các hoạt động sinh lý, trao đổi chất của cây, một số sản phẩm tiết ra ngoài tạo môi trờng thuận lợi Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Dch hc v Bo v thc vt . 16 bệnh truyền nhiễm gây hại. Bệnh truyền nhiễm (dịch hại là bệnh) phát sinh là kết quả của quá trình tác động phức tạp giữa cây trồng (ký chủ) vi sinh vật gây bệnh và điều kiện ngoại cảnh cho nên cây trồng và giai đoạn của cây trồng cả bệnh thuận lợi sẽ tạo điều kiện cho bệnh hại xuất hiện, lây lan và trở thành dịch khi điều kiện môi trờng ngoại cảnh thuận lợi. Thiếu một trong ba điều kiện cơ bản nói trên bệnh không thể phát sinh và cây trồng không thể bị bệnh đợc. Bệnh phát sinh, phát triển hàng loạt sảy ra một cách nhanh chóng tập trung trong một thời gian trên một phạm vi không gian rộng và gây tác hại nghiêm trọng cho sản xuất cây trông nông nghiệp ta gọi là dịch bệnh cây. Quy mô của dịch bệnh cây có thể hẹp hay rộng gọi là dịch bệnh cục bộ, và dịch bệnh toàn bộ. - Thiên địch. + Trong quá trình điều chỉnh các quần thể sinh vật thờng biểu hiện tính chất khác biệt trong các bậc dinh dỡng chẳng hạn số lợng của các quần thể sinh vật tự dỡng, ăn thịt (bắt mồi), ký sinh và sinh vật phân giải bị giới hạn bởi nguồn dự trữ, tơng tự nh yếu tố điều chỉnh phụ thuộc vào mật độ nên các đại diện của nhóm này nhất thiết có sự cạnh tranh theo Philip chia quan hệ cạnh tranh thành các dạng: Cạnh tranh cha hoàn chỉnh, cạnh tranh hoàn chỉnh, siêu cạnh tranh. + Ngoài quan hệ ký sinh, bắt mồi ăn thịt, quan hệ cạnh tranh trong các quần x sinh vật còn tồn tại loại quan hệ khác là hộ sinh và cộng sinh. + Mỗi loài sinh vật giữ một vị trí nhất định trong hệ sinh thái, trở thành các mắt xích của dây truyền dinh dỡng hoặc mạng lới sinh dỡng. Mối quan hệ giữa chúng tuân theo quy luật hình tháp số lợng, quy luật tự điều chỉnh 2.2.3. Vai trò của hoạt động sản xuất của con ngời. - Hoạt động sản xuất của con ngời có ảnh hởng to lớn đến các loài dịch hại. Nó làm thay đổi thành phần và mật độ của dịch hại, làm cho một số loài có thể bị tiêu diệt , giảm đáng kể số lợng, có thể di chuyển đến ruộng khác, hệ sinh thái nông nghiệp khác để c trú phát triển và tồn tại. - Hoạt động sống của con ngời còn tạo điều kiện cho sinh vật lạ có điều kiện tồn tại thành loài mới rồi trở thành dịch hại nghiêm trọng cho sản xuất nông nghiệp. - Hoạt động sống của con ngời đ trở thành yếu tố sinh thái vô cùng quan trọng có ảnh hởng rõ rệt đến môi trởng tự nhiên Hoạt động sống của con ngời đ làm cho thiên nhiên thay đổi và đ huỷ hoại nhiều mối quan hệ tơng hỗ cân bằng đợc hình thành trong quá trình phát triển lịch sử của sinh giới. Con ngời gieo trồng các loại cây mới thâm canh tăng năng suất bằng hàng loạt biện pháp kỹ thuật tạo nguồn thức ăn cho dịch hại trở nên phong phú, d thừa, làm giảm đa dạng sinh học và tạo điều kiện sống thuận lợi cho nhiều loại dịch hại. Trng i hc Nụng nghip H Ni Giỏo trỡnh Dch hc v Bo v thc vt . 17 Câu hỏi ôn tâp: Câu 1. trình bày khái niệm cơ bản về biến động số lợng của sâu, bệnh hại chính trên cây trồng nông nghiệp. Câu 2. Trình bày ngắn gọn những yếu tố sinh thái ảnh hởng đến biến động số lợng của dịch hại trên cây trồng? Câu 3. Trình bày ảnh hởng của yếu tố vô sinh (nhiệt độ, ẩm độ, gió, ma) đến biến động số lợng của sâu, bệnh hại chính trên cây trồng nông nghiệp. Câu 4. Trình bày ảnh hởng của yếu tố hữu sinh (thức ăn, thiên địch ) đến biến động số lợng của sâu, bệnh hại chính trên cây trồng nông nghiệp. Câu 5. Trình bày ảnh hởng của yếu tố hoạt động của con ngời (trong quá trình sản xuất, chế biến và thơng mại ) đến biến động số lợng của sâu, bệnh hại chính trên cây trồng nông nghiệp. Câu 6. Nêu ý nghĩa nghiên cứu những yếu tố sinh thái ảnh hởng đến biến động số lợng của sâu, bệnh hại chính trên cây trồng nông nghiệp, cho ví dụ. . 11 Chơng 2. Biến động số lợng của dịch hại và yếu tố sinh thái ảnh hởng 1. Khái niệm chung - Biến động số lợng của sinh vật nói chung, dịch hại nói riêng. nhiêncủa các yếu tố giao động môi trờng chủ yếu là yếu tố thời tiết và khí hậu. Các yếu tố biến đổi có thể tác động ảnh hởng đến số lợng, chất lợng của