Trờng đại học Vinh khoa sinh học --------------------------------------- Góp phần nghiên cứu đa dạng côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera) trên hệ sinh thái nông nghiệp tại Nghi lộc tỉnh nghệ an, vụ đông 2004 khóa luận tốt nghiệp Cử nhân khoa học Sinh học Giáo viên hớng dẫn : TS. Trần Ngọc Lân Sinh viên nghiên cứu: Lê Thị Thu Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu Vinh- 2005 Lời cảm ơn Trong suốt quá trình thực hiện đề tài " Góp phần nghiên cứu đa dạng côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera) trên hệ sinh thái nông nghiệp tại Nghi lộc - tỉnh Nghệ An, vụ đông 2004" tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ quý báu của Khoa và Trờng, các nhà khoa học, các thầy cô giáo, chính quyền địa phơng nới thu mẫu và bè bạn gần xa. Nhân dịp này cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm Khoa Sinh Trờng Đại học Vinh, Tập thể cán bộ Tổ Động vật - Sinh lý đã tạo điều kiện giúp đỡ về thời gian cũng nh cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm cho tôi tiến hành nghiên cứu đề tài. Xin chân thành cảm ơn chính quyền địa phơng Xã Nghi Trờng, Xã Nghi Thịnh và Nghi Liên đã tạo điều kiện cho tôi đợc tiến hành nghiên cứu trên địa bàn của xã. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo kính quí TS.Trần Ngọc Lân đã dìu dắt tôi những bớc đi đầu tiên đến với nghiên cứu khoa học. Đồng thời đã nhiệt tình hớng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Xin cảm ơn gia đình, những ngời thân, bạn bè xa gần đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, 5/2005 Tác giả Lê Thị Thu 3 Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu Mục lục Nội dung Trang Lời cảm ơn 3 Mục lục 4 Danh lục các bảng 5 Danh mục các hình 6 Danh mục các biểu đồ 6 Bảng các chữ viết tắt 7 Mở đầu 8 1. Tầm quan trọng và ý nghĩa của việc nghiên cứu đề tài 8 2. Mục đích nghiên cứu 9 3. Nội dung nghiên cứu 9 4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 9 Chơng I. Tổng quan tài liệu 11 1.1. Tình hình nghiên cứu cánh cứng (Coleoptera) 11 1.2. Cơ sở khoa học của đề tài 14 1.3. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 21 Chơng II. Phơng pháp nghiên cứu 24 2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 24 2.2. Vật mẫu nghiên cứu 24 2.3. Phơng pháp nghiên cứu 24 Chơng III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 29 3.1. Đa dạng thành phần loài cánh cứng ăn thịt trên hệ sinh thái nông nghiệp Nghi Lộc. 29 3.1.1. Số mẫu và cá thể cánh cứng nghiên cứu. 29 3.1.2. Thành phần loài cánh cứng ăn thịt trên đồng ruộng Nghi Lộc - Nghệ An 30 3.1.3. Sự phân bố theo sinh cảnh của Cánh cứng trên hệ sinh thái nông nghiệp Nghi Lộc - Nghệ An 34 3.2. Một số loài cánh cứng chủ yếu trên hệ sinh thái nông nghiệp ở Nghi Lộc - vụ đông 2005 37 3.3. Diễn biến số lợng của sâu hại và cánh cứng ăn thịt trên hệ sinh thái nông nghiệp Nghi lộc- Nghệ An 41 3.3.1. Diễn biến số lợng sâu hại chính và cánh cứng trên ruộng lúa 41 3.3.2. Diễn biến số lợng sâu hại và cánh cứng trên ruộng ngô 44 3.3.3. Diễn biến số lợng sâu hại và cánh cứng trên ruộng trồng khoai 47 3.3.4. Diễn biến số lợng sâu hại và cánh cứng trên ruộng trồng lạc 49 3.3.5. Diễn biến số lợng sâu hại và cánh cứng trên ruộng khoai xen ngô 51 4 Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu 3.3.6. Diễn biến số lợng sâu hại và cánh cứng trên ruộng lạc xen ngô 53 Kết luận và đề nghị 55 Tài liệu tham khảo 58 Danh mục các bảng Bảng 1 Một số chỉ tiêu khí hậu ở Nghi Lộc - Nghệ An năm 2004. (nguồn: các biểu đồ sinh khí hậu Việt Nam) Bảng 2 Số mẫu và số cá thể cánh cứng thu thập đợc ở Nghi Lộc- Nghệ An, vụ đông 2004-2005 Bảng 3 Thành phần loài cánh cứng ăn thịt trên đồng ruộng Nghi Lộc - Nghệ An, vụ đông 2004 - 2005 Bảng 4 Phân bố của các loài cánh cứng ở các sinh cảnh thu mẫu trên đồng ruộng ở Nghi Lộc- Nghệ An Bảng 5 Mật độ trung bình của loài Ophionea ishii trên các sinh cảnh Bảng 6 Mật độ trung bình của loài Coccinella transversalis trên các sinh cảnh Bảng 7 Mật độ trung bình của loài Micraspis discolor trên các sinh cảnh Bảng 8 Mật độ trung bình của loài Micraspis vincta trên các sinh cảnh Bảng 9 Mật độ trung bình của loài Micraspis sexmaculatus trên các sinh cảnh Bảng 10 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và các nhóm sâu hại chính trên ruộng lúa, vụ đông 2004 tại Nghi Lộc Bảng 11 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và các nhóm sâu hại chính trên ruộng ngô, vụ đông 2004 tại Nghi Lộc - Nghệ An. Bảng 12 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và sâu hại chính trên ruộng trồng khoai vụ đông, 2004 tại Nghi Lộc Bảng 13 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và sâu hại chính trên ruộng trồng lạc vụ đông, 2004 tại Nghi Lộc Bảng 14 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và sâu hại chính trên ruộng trồng khoai xen ngô vụ đông, 2004 tại Nghi Lộc Bảng 15 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và sâu hại chính trên ruộng trồng lạc xen ngô vụ đông, 2004 tại Nghi Lộc 5 Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu Danh mục các hình Hình 1 Sơ đồ chung của động thái số lợng côn trùng (Viktorov, 1967) Hình 2 Sơ đồ thu mẫu định kỳ trên các sinh cảnh Hình 3 Sơ đồ thu mẫu theo các bờ ruộng Danh mục các biểu đồ Biểu đồ 1 Diễn biến số lợng sâu hại chính và cánh cứng ăn thịt trên ruộng lúa Nghi Lộc, vụ đông 2004 Biểu đồ 2 Diễn biến số lợng sâu hại chính và cánh cứng ăn thịt trên ruộng trồng ngô tại Nghi Lộc, vụ đông 2004 Biểu đồ 3 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và các nhóm sâu hại chính trên ruộng khoai, vụ đông 2004 tại Nghi Lộc - Nghệ An. Biểu đồ 4 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và các nhóm sâu hại chính trên ruộng lạc, vụ đông 2004 tại Nghi Lộc - Nghệ An Biểu đồ 5 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và các nhóm sâu hại chính trên ruộng trồng khoai xen ngô, vụ đông 2004 tại Nghi Lộc - Nghệ An. Biểu đồ 6 Diễn biến số lợng cánh cứng ăn thịt và sâu hại chính trên ruộng trồng lạc xen ngô vụ đông, 2004 tại Nghi Lộc 6 Kho¸ LuËn Tèt NghiÖp Lª ThÞ Thu B¶ng ch÷ c¸i viÕt t¾t Ch÷ viÕt t¾t Néi dung C. transversalis Coccinella transversalis M. discolor Micraspis discolor M. sexmaculatus Menochilus sexmaculatus IPM Qu¶n lý dÞch h¹i tæng hîp (Integrated Pest Management) O. ishiii Ophionea ishiii P. fuscipes Paederus fuscipes 7 Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu Mở đầu 1. Tầm quan trọng và ý nghĩa của việc nghiên cứu đề tài Nớc ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, điều kiện thuận lợi cho sự phát triển nông nghiệp. Để đạt đợc năng suất cây trồng cao và ổn định, vấn đề bảo vệ năng suất cây trồng khỏi các loài sinh vật gây hại là một khâu quan trọng. Các loài dịch hại là những lực lợng thiên nhiên lớn đã, đang và sẽ là mối đe doạ th- ờng xuyên đối với sản xuất nông nghiệp. Những năm trớc đây trong nông nghiệp tập trung phòng trừ sâu hại chủ yếu bằng biện pháp hoá học. Sau một thời gian, thuốc hoá học đã biểu hiện những mặt trái trong phòng trừ dịch hại đồng thời kéo theo nhiều hậu quả không mong muốn: ảnh hởng xấu đến sức khoẻ con ngời, gây ô nhiễm môi tr- ờng, tăng tính chống thuốc của dịch hại, tiêu diệt hệ thiên địch, phá vỡ cân bằng sinh học, gây ra nhiều vụ "bùng nổ" số lợng sâu hại . (Phạm Bình Quyền, 1994)[19]. Để hạn chế hậu quả do tác hại của thuốc trừ sâu gây ra trong phòng chống dịch hại, ngời ta đã áp dụng phơng pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). IPM là hệ thống gồm tất cả các biện pháp bảo vệ thực vật sẵn có đợc kết hợp một cách hài hoà với nhau để điều hoà không chỉ dịch hại mà cả hệ sinh thái cây trồng, tránh đợc những tổn thất kinh tế do dịch hại gây nên, không gây ra những ảnh hởng xấu cho môi trờng (Phạm Văn Lầm, 1995)[8]. Một trong những nguyên lý cơ bản của quản lý dịch hại tổng hợp là "sử dụng tối đa các tác nhân gây chết tự nhiên của dịch hại". Nhân tố gây chết tự nhiên của côn trùng gây hại cây trồng có ý nghĩa lớn trong việc hạn chế sự phát triển của sâu hại. Nắm chắc và xem xét đầy đủ những nhân tố thiên địch, duy trì và làm tăng tác động gây chết tự nhiên của chúng là một yếu tố cần thiết trong phòng chống sâu hại. Các loài ký sinh, bắt mồi ăn thịt, vi sinh vật gây chết cho sâu hại cây trồng là những nhân tố gây chết tự nhiên rất quan trọng, trong đó 8 Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu Cánh cứng ăn thịt trên đồng ruộng là một trong số các thiên địch chủ đạo tiêu diệt sâu hại góp phần bảo vệ mùa màng. Để lợi dụng có hiệu quả các loài Cánh cứng ăn thịt trớc hết cần điều tra thành phần loài, xác định các mối quan hệ giữa chúng với nhau và với sâu hại. Nghiên cứu Cánh cứng ăn thịt là cơ sở khoa học cho việc khống chế sự phát triển của sâu hại dới mức gây hại kinh tế. Những nghiên cứu trớc đây chủ yếu là tập trung ở các loại cây riêng biệt và chủ yếu tập trung trong vụ chính, ít để ý đến tơng quan giữa các loại cây trồng và thời kỳ qua đông để có biện pháp bảo vệ nhóm thiên địch này. Trên cơ sở đòi hỏi của một nhóm thiên địch cần đợc khảo sát một cách có hệ thống trong tình hình thực tiễn địa phơng đang xuất hiện nhiều loài dịch hại chúng tôi tiến hành đề tài: " Góp phần nghiên cứu đa dạng côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera) trên hệ sinh thái nông nghiệp tại Nghi lộc - tỉnh Nghệ An, vụ đông 2004" 2. Mục đích nghiên cứu Các nhóm thiên địch thuộc bộ Cánh cứng ăn thịt (Coleoptera) có vai trò quan trọng trong việc kìm hãm sự phát triển của dịch hại, điều tra nghiên cứu Cánh cứng trên cơ sở đó đề ra các biện pháp bảo vệ, duy trì và phát triển quần thể các loài cánh cứng có sẵn trong sinh quần nông nghiệp. 3. Nội dung nghiên cứu + Điều tra đa dạng thành phần loài cánh cứng ăn thịt + Nghiên cứu sự đa dạng về sinh cảnh phân bố của các loài cánh cứng. + Nghiên cứu một số đặc điểm sinh thái học quần thể của các loài cánh cứng: mật độ, phân bố. + Biến động số lợng của các loài cánh cứng và một số loài sâu hại chủ yếu. 4. đối tợng và phạm vi nghiên cứu + Đối tợng: 9 Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu - Cánh cứng thiên địch (Coleoptera) - Quan hệ giữa cánh cứng với một số loài sâu hại chính - Các loài sâu hại chính trên các loại cây trồng nông nghiệp + Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu đợc tiến hành trên đồng ruộng tại các xã Nghi Trờng, Nghi Thịnh và Nghi Liên thuộc huyện Nghi Lộc tỉnh Nghệ An. - Các loài cánh cứng đợc tập trung nghiên cứu trên các loại cây trồng: + Lúa (Oriza sativa L.) + Lạc (Arachis hypogea L.) + Ngô (Zea mays L.) + Khoai lang (Ipomoea batatas (L.)) 10 Khoá Luận Tốt Nghiệp Lê Thị Thu Chơng I. Tổng quan tài liệu 1.1. Tình hình nghiên cứu côn trùng cánh cứng (Coleoptera) 1.1.1. Lợc sử nghiên cứu côn trùng cánh cứng ở Việt Nam Cánh cứng (Coleoptera) là một bộ côn trùng lớn nhất trong giới động vật có khoảng 250.000 loài, có sự phân bố rộng rãi. ở Việt Nam thành phần loài cánh cứng rất phong phú, hiện biết 15 họ có số loài lớn thờng đợc quan tâm trên các loại cây trồng nông nghiệp là: họ Bọ chân chạy (Carabidae), họ Hổ trùng (Cicindelidae), họ Cánh ẩn (Staphilinidae), họ Bổ củi (Elateridae), họ Bổ củi giả (Buprestidae), họ Mọt đầu dài (Bostrychidae), họ Mọt mỏ ngắn (Ipidae), họ Mọt đậu (Lariidae), họ Vòi voi (Curculionidae), họ Chân bò giả (Tenebrionidae), Họ Ban miêu (Meloidae), họ Xén tóc (Cerambicidae), họ ánh Kim (Chrysomelidae), họ Bọ hung (Scarabacidae), và họ Bọ rùa (Coccinellidae) (Bộ nông nghiệp- vụ đào tạo, 1990) [29]. Cánh cứng có lối sống bắt mồi ăn thịt, chúng là những côn trùng có lợi trong việc kìm hãm số lợng các loài dịch hại. Trớc năm 1945 những nghiên cứu khu hệ côn trùng nông nghiệp ở nớc ta cha đợc bao nhiêu. Sau năm 1954, công tác điều tra cơ bản động vật trong đó có côn trùng Cánh cứng đợc tiến hành ở miền Bắc Việt Nam. Kết quả điều điều tra côn trùng ở miền Bắc (1967-1968), Viện bảo vệ thực vật (BVTV, 1976) đã công bố danh mục côn trùng, trong đó cánh cứng ăn thịt trên lúa có 8 loài. Mai Quí, Trần Thị Bích Lan, Trần Thị Lài (1981)[21] ghi nhận cánh cứng ăn thịt trên lúa có 38 loài. Hoàng Đức Nhuận, 1982, 1983 [14,15] nghiên cứu sâu về họ Bọ rùa ở Việt Nam, tác giả đi sâu về vị trí, hệ thống phân loại, phát sinh chủng loại, hình thái, sinh học và đặc điểm khu hệ bọ rùa. Kết quả điều tra của Hoàng Đức Nhuận xác định có 222 loài bọ rùa thuộc 65 giống, 5 phân họ, trong đó số loài bọ rùa có ích trong khu hệ bọ rùa Việt Nam lên tới 165 loài, thuộc 60 giống, 5 phân họ. Bốn giống Illeis, Halyzia, Macroilleis, Vibidia có 6 loài ăn nấm hại thực vật. Năm m- ơi sáu giống còn lại bao gồm 159 loài ăn rệp, bét và các loài gây hại khác. 11 . khoa sinh học --------------------------------------- Góp phần nghi n cứu đa dạng côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera) trên hệ sinh thái nông nghi p tại Nghi. trên hệ sinh thái nông nghi p ở Nghi Lộc - vụ đông 2005 37 3.3. Diễn biến số lợng của sâu hại và cánh cứng ăn thịt trên hệ sinh thái nông nghi p Nghi lộc-