Nghiên cứu tính kháng thuốc của quần thể rầy nâu (nilaparvata lugens stal) hại lúa ở một số vùng trồng lúa tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
------------------------------------------------

BÙI XUÂN THẮNG

NGHIÊN CỨU TÍNH KHÁNG THUỐC CỦA QUẦN THỂ
RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) HẠI LÚA Ở MỘT SỐ
VÙNG TRỒNG LÚA TẠI VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội, 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
------------------------------------------------

BÙI XUÂN THẮNG

NGHIÊN CỨU TÍNH KHÁNG THUỐC CỦA QUẦN THỂ
RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) HẠI LÚA Ở MỘT SỐ
VÙNG TRỒNG LÚA TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
Mã số: 9620112

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Hồ Thị Thu Giang
2. PGS.TS. Michael Kristensen

Hà Nội, 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là
trung thực và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi cũng xin cam đoan mọi thông tin trích dẫn trong luận án đều đƣợc
ghi rõ nguồn gốc và sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cám ơn.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2019

Tác giả luận án

Bùi Xuân Thắng


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án tôi đã nhận
đƣợc sự động viên, giúp đỡ tận tình của lãnh đạo các cơ quan, các thầy
hƣớng dẫn, bạn bè đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp này tôi xin chân thành cám ơn Ban đào tạo sau đại học, Viện
Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.
Tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô hƣớng dẫn
khoa học: PGS. TS. Hồ Thị Thu Giang, trƣởng bộ môn Côn trùng, khoa Nông
học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; PGS.TS. Michael Kristensen, khoa
Sinh thái, trƣờng đại học Aarhus - Đan Mạch; đã tận tình hƣớng dẫn và giúp
đỡ tôi trong quá trình đào tạo và bảo vệ luận án.
Tôi xin chân thành cám ơn các thành viên trong hai đề tài: “Nghiên cứu
tính kháng thuốc trừ sâu của rầy nâu, rầy lưng trắng và biện pháp quản lý ở
Việt Nam” và “Biến đổi khí hậu tác động đến sự bùng phát dịch rầy nâu ở
Việt Nam và các giải pháp phòng trừ” đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi
để tôi hoàn thành luận án này.
Quá trình tham gia đào tạo, tôi cũng nhận đƣợc sự động viên, giúp đỡ
và tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án của Ban giám đốc Viện Bảo
vệ thực vật; Tập thể cán bộ Bộ môn Thuốc, Cỏ dại và Môi trƣờng - Viện Bảo
vệ thực vật; Tập thể cán bộ Bộ môn Côn trùng khoa Nông học - Học viện
Nông nghiệp Việt Nam; Cán bộ khoa Sinh thái - Trƣờng đại học Aarhus - Đan
Mạch; bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Xin chân thành cám ơn tất cả những
giúp đỡ quý báu trên.
Hà Nội, ngày….tháng.... năm 2019
Tác giả luận án
Bùi Xuân Thắng


iii

Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục chữ viết tắt
Danh mục bảng
Danh mục các hình
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
2

Mục tiêu nghiên cứu

3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

4

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

5

Những đóng góp mới của đề tài

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ
KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1

Cơ sở khoa học của

1.2

Cơ chế tác động của

1.3

Cơ chế kháng thuốc

1.4

Tình hình nghiên cứ

1.4.1

Tác hại của rầy nâu

1.4.2

Đặc điểm sinh học c

1.4.3

Thực trạng sử dụng t

1.4.4

Tính kháng thuốc củ

1.4.4.1

Tính kháng của rầy n

1.4.4.2

Sự phát triển tính kh


iv

2.
4.
2.
1 kháng
Sự giảm tính
P
1.4.4.3
thuốc h
ƣ
1.4.4.4 Tính kháng chéo thu
ơ
ng
1. 4.4.5 Những nghiên cứu giải thích cơ chế kháng thuốc của rầy
ph
nâu
áp
1.4.5
Biện phápxáquản lý t
1.5
Tình hìnhc nghiên cứ
đị

1.5.1
Tác hại của
nh rầy nâu
m
1.5.2
Đặc điểmức
sinh học c
độsử dụng
1.5.3
Thực trạng
kh
1.5.4
Nghiên cứu
án tính khá
g của rầy
1.5.4.1
Tính kháng
th
uố tính kh
1.5.4.2
Sự phát triển
c
1.5.4.3
Những nghiên
cứu
củ
Hiệu lực acủa một số
qu
1.5.5
rầy nâu ần

th
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
ể
CỨU
rầ
y
2.1
Thời gian và địa điểm nghiên cứu
2.2

Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu

2.3

Nội dung nghiên cứu

2.4

Phƣơng pháp nghiên cứu

2.4.1

Phƣơng pháp xác định hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực
vật để phòng chống rầy nâu hại lúa ở một số vùng trồng lúa tại
Việt Nam

2.4.2

Phƣơng pháp nghiên cứu tính kháng thuốc của quần thể rầy
nâu đối với một số nhóm thuốc bảo vệ thực vật ở một số vùng

trồng lúa tại Việt Nam


32
33
17
18

35

19

35

20

35

22

37

22

37

23

37

24
25
25
31

38
38


v

3.2

2.4.2.2
2.4.2.3

2.4.2.4
2.4.3
2.4.3.1
2.4.3.2
2.4.4

nâu ở một số vùng t
3.2.1
Nghiên cứu giải thíc

Khả năng kháng thu
hoạt chất imidaclop
chống rầy nâu

Ảnh hƣởng của hoạ

học của rầy nâu sau

Phƣơng pháp nghiê

kháng thuốc của rầy

Nghiên cứu biện ph

tính kháng thuốc củ

Nghiên cứu biện ph

tính khánh thuốc củ
Phƣơng pháp xử lý

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5

Thực trạng sử dụng thuốc

lúa ở một số vùng trồng lú
Thực trạng sử dụng thuốc
lúa ở Hƣng Yên

Thực trạng sử dụng thuốc
lúa ở Nam Định
Thực trạng sử dụng thuốc
lúa ở Nghệ An
Thực trạng sử dụng thuốc
lúa ở Phú Yên
Thực trạng sử dụng thuốc
lúa ở An Giang


52
52
41
43

52
54

44

56

45

58

45

59

47

67

51

67


vi

chất sử dụng phổ biến phòng chống rầy nâu hại lúa
3.2.1.1

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh
đối với hoạt chất imidacloprid

67

3.2.1.2

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh
đối với hoạt chất nitenpyram

70

3.2.1.3

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh
đối với hoạt chất fenobucarb

72

3.2.1.4

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh
đối với hoạt chất sulfoxaflor

74

3.2.1.5

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh
đối với hoạt chất pymetrozine

76

3.2.1.6

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh
đối với hoạt chất buprofezin

79

3.2.1.7

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh
đối với hoạt chất dinotefuran

81

3.2.2

Kết quả nghiên cứu giải thích cơ chế kháng thuốc của rầy nâu

84

3.2.3

Khả năng kháng thuốc chéo của quần thể rầy nâu đã kháng
hoạt chất imidacloprid đối với một số hoạt chất khác phòng
chống rầy nâu

86

3.2.4

Ảnh hƣởng của hoạt chất thuốc đến một số đặc điểm sinh vật
học của rầy nâu sau khi tiếp xúc với thuốc

88

3.2.4.1

Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến sức
sinh sản của dạng hình rầy nâu cánh dài và cánh ngắn

89

3.2.4.2

Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imidacloprid đến
dạng hình cánh của rầy nâu

92

3.3

Nghiên cứu giải pháp hợp lý để quản lý tính tính kháng thuốc
của rầy nâu

94

3.3.1

Nghiên cứu biện pháp sử dụng giống lúa kháng trong quản lý
tính kháng thuốc của rầy nâu

94

3.3.1.1

Đánh giá tính kháng của các giống lúa trồng phổ biến ở An
Giang với quần thể rầy nâu Nilaparvata lugens (Stål) ở An

95


vii

Giang
3.3.1.2

Ảnh hƣởng của giống lúa đến mức độ kháng thuốc của quần
thể rầy nâu An Giang sau một số thế hệ không tiếp xúc với
hoạt chất imidacloprid

96

3.3.1.3

Ảnh hƣởng của giống lúa đến mức độ kháng thuốc của quần
thể rầy nâu An Giang sau một số thế hệ tiếp xúc với hoạt chất
imidacloprid

98

3.3.2
3.3.2.1
3.3.2.2
3.3.3
3.3.3.1
3.3.3.2
3.3.4

Nghiên cứu biện ph
100
tính kháng thuốc củ

100của một số

Hiệu lực

chống rầy nâu
10
5 luân phiên
Hiệu quả

Độ độc của một số t
107
xít mù xanh
108
Giá trị LC
Chỉ số110
độc của một
với bọ xít mù xanh
112
Đề xuất một số giải
115

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


Ký hiệu, chữ viết tắt
AG
BVTV
CT

Cs
G
HY
IRRI
LD50
LC50
LXL
NA
NĐ
NN&PTNT
NSP
Nxb
PY
QCVN
Ri
RR
VL


ix

DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng
2.1

Cấp hại và triệu chứng cây mạ bị hại

2.2

Liều lƣợng của các thuốc sử dụng trong thí n

3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11

Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phò
nâu trên lúa tại Hƣng Yên, năm 2014

Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phò
nâu trên lúa tại Nam Định, năm 2014

Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phò
nâu trên lúa tại Nghệ An, năm 2014

Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phò
nâu trên lúa tại Phú Yên, năm 2014

Hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phò
nâu trên lúa tại An Giang, năm 2014

Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV theo các nhó
tỉnh nghiên cứu, năm 2014

Thói quen sử dụng thuốc BVTV của nông dâ
nghiên cứu, năm 2014

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu
trồng lúa đối với hoạt chất imidacloprid năm

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu

trồng lúa đối với hoạt chất nitenpyram năm 2

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu

trồng lúa đối với hoạt chất fenobucarb năm 2

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu

trồng lúa đối với hoạt chất sulfoxaflor năm 20

3.12Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu ở một số tỉnh


x

trồng lúa đối với hoạt chất pymetrozine nă
3.13
3.14
3.15

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâ

trồng lúa đối với hoạt chất buprofezin năm 2

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâ
trồng lúa đối với hoạt chất dinotefuran năm

Hoạt tính của Enzyme giải độc ở các quần th
thập tại một số tỉnh, năm 2016

Khả năng kháng chéo của nòi rầy nâu An Gi
3.16 hoạt chất imidacloprid với một số hoạt chất
nâu khác, năm 2015 - 2016
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22

Độc tính của hoạt chất nitenpyram và imidac
với quần thể rầy nâu An Giang, năm 2016

Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imi

sinh sản của dạng hình rầy nâu cánh dài, năm

Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imi

sinh sản của dạng hình rầy nâu cánh ngắn, n

Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imi

hình rầy nâu cánh dài ở An Giang, năm 2016

Ảnh hƣởng của hoạt chất nitenpyram và imi

hình rầy nâu cánh ngắn ở An Giang, năm 20

Cấp hại và mức độ mẫn cảm của các giống l
Giang đối với quần thể rầy ở nâu An Giang,

Mức độ kháng thuốc của quần thể rầy nâu A

3.23 số thế hệ không tiếp xúc hoạt chất imidaclop
2016
3.24

Hiệu lực của một số thuốc đối với ấu trùng t
rầy nâu, năm 2017


xi

3.25
3.26

3.27
3.28

3.29

3.30
3.31

Hiệu lực của một số thuốc đối với ấu trùng tuổi 3 - 4 của
rầy nâu, năm 2017
Hiệu lực của một số thuốc đối với rầy nâu trƣởng thành,
năm 2017
Hiệu lực của một số thuốc đối với quần thể rầy nâu ngoài
đồng ruộng tại An Giang, năm 2017
Hiệu quả luân phiên thuốc đến sự thay đổi giá trị LC50 của
thuốc Admire 50EC đối với quần thể rầy nâu, năm 2017
Giá trị LC50 của một số thuốc đối với bọ xít mù xanh
và rầy nâu, năm 2017
Chỉ số độc của một số thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu
đối với bọ xít mù xanh sau 24 giờ xử lý, năm 2017
Chỉ số lựa chọn một số thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu ít
độc đối với bọ xít mù xanh sau 24 giờ xử lý, năm 2017


xii

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5

3.6
3.7

Tên hình

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối vớ
chất imidacloprid năm 2015 - 2017

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối vớ
chất nitenpyram năm 2015 - 2017

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối vớ
chất fenobucarb năm 2015 - 2017

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối vớ
chất sulfoxaflor năm 2015 - 2017

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối vớ
chất pymetrozine năm 2015 - 2017

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối vớ
chất buprofezin năm 2015 - 2017

Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu đối vớ
chất dinotefuran năm 2015 - 2017

Sự thay đổi tỷ lệ kháng thuốc của quần thể rầy nâu A
3.8

sau một số thế hệ áp lực chọn lọc tiếp xúc ho

imidacloprid


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa là một trong những loại cây lương thực quan trọng và là nguồn
cung cấp lương thực chính cho 1/3 dân số thế giới (Jena and Kim, 2010) [62].
Ở Việt Nam, dân số trên 90 triệu dân và hầu hết sử dụng lúa gạo làm lương
thực chính hàng ngày. Vì vậy, sản xuất lúa gạo đóng vai trò quan trọng trong
sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, sản xuất lúa bị ảnh hưởng bởi nhiều loại sâu
bệnh gây hại. Trong đó, rầy nâu Nilaparvata lugens (Homoptera:
Delphacidae) là đối tượng hại nguy hiểm nhất (Dyck and Thomas, 1979) [46].
Trong những năm gần đây, rầy nâu đã và đang gây ra những thiệt hại đáng kể
ở
một số nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan và
Banglades. Ở
Việt Nam, rầy nâu cũng là đối tượng hại nguy hiểm và gây ra những thiệt hại
lớn nhất cho sản xuất lúa. Từ năm 1999 đến 2003, trung bình mỗi năm cả
nước có 408.908 ha bị rầy phá hại, trong đó 34.287ha bị hại nặng và 179ha
mất trắng (Nguyễn Văn Đĩnh và Bùi Sỹ Doanh, 2010) [7]. Năm 2016, tại các
tỉnh phía Nam và một số tỉnh đồng bằng sông Hồng rầy nâu bùng phát với
diện tích gần 150 nghìn ha, trong đó có trên 20 nghìn ha bị nhiễm nặng (Cục
Bảo vệ thực vật, 2016) [5].
Rầy nâu càng trở nên nguy hiểm hơn khi nó là vector truyền bệnh vi rút
vàng lùn (VL), lùn xoắn lá (LXL) và gây hại trên diện rộng trong thời gian
gần đây. Ở các tỉnh Nam Bộ, mặc dù bệnh đã được khống chế nhưng rầy nâu
vẫn gây hại trên diện tích 332,941ha. Ở các tỉnh phía Bắc, rầy nâu luôn là đối
tượng nguy hiểm gây hại trực tiếp trên lúa và là mối nguy hiểm tiềm ẩn tham

gia truyền bệnh vi rút LXL, diện tích bị hại năm 2010 là 708.131ha, nhiễm
nặng là 95.893ha (Cục BVTV, 2012) [4].
Sử dụng thuốc hóa học vẫn là sự lựa chọn hàng đầu trong các biện pháp
phòng chống rầy nâu hiện nay. Thực tế cho thấy biện pháp này mang lại hiệu


2

quả phòng chống rầy nâu cao và dập tắt nhanh sự bùng phát dịch ở quy mô
lớn. Tuy nhiên, diện tích bị rầy nâu phá hại tăng sẽ kéo theo lượng thuốc
BVTV dùng phòng chống rầy nâu tăng lên (Nguyễn Thị Me và cs., 2002)
[27]. Việc tăng số lượng thuốc BVTV để phòng chống rầy nâu dẫn đến nguy
cơ gia tăng khả năng kháng thuốc của rầy nâu và tính kháng chéo giữa các
loại thuốc. Ngoài ra, thời gian cơ cấu mùa vụ giữa các vùng khác nhau, kết
hợp với khả năng di cư của rầy nâu là một trong những yếu tố làm tăng nguy
cơ kháng thuốc của rầy nâu.
Một trong những nguyên nhân làm nhiều loại thuốc sử dụng phòng
chống rầy nâu không đạt hiệu quả cao như trước là do rầy nâu đã hình thành
và gia tăng khả năng kháng thuốc. Khi rầy nâu đã kháng thuốc, sẽ gây ra
nhiều khó khăn cho công tác quản lý rầy nâu trong sản xuất lúa.
Việc nghiên cứu, theo dõi diễn biến tính kháng của rầy nâu đối với các
loại thuốc BVTV sử dụng phổ biến phòng chống rầy nâu hiện nay trở nên cấp
thiết, cần thực hiện có tính hệ thống và liên tục trong nhiều năm. Từ đó, làm
cơ sở đề xuất các giải pháp nhằm hạn chế sự hình thành và phát triển tính
kháng thuốc của rầy nâu.
Xuất phát từ những luận điểm nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu tính kháng thuốc của quần thể rầy nâu (Nilaparvata lugens
Stal) hại lúa ở một số vùng trồng lúa tại Việt Nam”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định hiện trạng sử dụng thuốc BVTV và tính kháng thuốc của các

quần thể rầy nâu ở một số tỉnh trồng lúa, làm cơ sở khoa học đề xuất giải pháp
quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp dẫn liệu về mức độ kháng và sự phát triển tính kháng thuốc


3

BVTV của rầy nâu đối với một số hoạt chất tại một số tỉnh góp phần đề xuất
và lựa chọn sử dụng các thuốc phòng chống rầy nâu hiệu quả.
- Cung cấp dẫn liệu về ảnh hưởng của hoạt chất imidacloprid, nitenpyram
đến một số đặc điểm sinh học của rầy nâu và độ độc của một số hoạt chất thuốc
đối với bọ xít mù xanh là kẻ thù tự nhiên quan trọng của rầy nâu.

3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài góp phần áp dụng các giải pháp sử dụng thuốc, giống lúa kháng
để phòng chống rầy nâu đạt hiệu quả, từ đó giảm thiểu tính kháng thuốc của
rầy nâu trong sản xuất.
-

Luận án là tài liệu tham khảo tin cậy, cung cấp các dẫn liệu khoa học

cho tập huấn chuyên môn về quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
4.1. Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài
Tính kháng của các quần thể rầy nâu Nilaparvata lugens tại một số tỉnh
trồng lúa điển hình: Hưng Yên, Nam Định, Nghệ An, Phú Yên và An Giang
đối với một số hoạt chất thuốc BVTV sử dụng trong phòng chống rầy nâu.
4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Mức độ kháng thuốc của các quần thể rầy nâu tại một số tỉnh trồng lúa
điển hình: Hưng Yên, Nam Định, Nghệ An, Phú Yên và An Giang.
của

Ảnh hưởng của hoạt chất thuốc hóa học đến đặc điểm sinh học

của

Nghiên cứu đề xuất chiến lược quản lý tính kháng thuốc BVTV

rầy nâu.

rầy nâu.
5.

Những đóng góp mới của đề tài
nâu

Bổ sung dẫn liệu khoa học mới về mức độ kháng thuốc của rầy


đối với một số hoạt chất thuốc thuộc nhóm Neonicotinoid, Carbamate, điều
hòa sinh trưởng, Pyridine azomethine, Sulfloximines.


4

-

Cung cấp dẫn liệu khoa học mới về ảnh hưởng của thuốc BVTV đến

một số đặc điểm sinh vật học, ảnh hưởng của giống lúa đến sự phát triển tính
kháng thuốc của rầy nâu và độ độc của thuốc đối với bọ xít mù xanh.
-

Đề xuất được một số biện pháp phòng chống rầy nâu đạt hiệu quả và

giảm tính kháng thuốc của rầy nâu.


5

Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Rầy nâu đã được ghi nhận tại hầu hết các nước trồng lúa như Ấn Độ,
Campuchia, Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc… Đây là loài côn trùng có khả
năng sinh sản cao, dễ phát triển thành các quần thể mới (Lưu Thị Ngọc
Huyền, 2003) [12]. Chúng là một trong những đối tượng gây hại nghiêm trọng
nhất trên lúa ở Châu Á, chích hút dinh dưỡng của cây lúa gây hiện tượng cháy
rầy, đồng thời còn là vector truyền một số bệnh vi rút nguy hiểm như bệnh lúa
vàng lùn và bệnh lúa lùn xoắn lá. Hiện nay, sử dụng biện pháp hóa học vẫn là
lựa chọn quan trọng để quản lý rầy nâu trong sản xuất lúa. Tuy nhiên, việc sử
dụng thuốc không hợp lý là một trong những nguyên nhân hình thành và phát
triển tính kháng thuốc của rầy nâu.
Tính kháng thuốc của rầy nâu khác nhau ở nhiều vùng địa lý,với mùa
vụ và hệ thống canh tác không giống nhau. Sự thay đổi, phát triển tính kháng
thuốc của rầy nâu rất phức tạp, phụ thuộc vào điều kiện canh tác của các vùng
trồng lúa. Các hoạt động sản xuất của con người có tác động rất lớn đến tính
kháng thuốc của rầy nâu trên đồng ruộng. Vì vậy, tính kháng thuốc của rầy

nâu thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng vùng trồng lúa. Rầy nâu
có thể đã kháng với thuốc ở vùng này nhưng chưa chắc đã kháng với thuốc ở
vùng kia. Những nghiên cứu về tính kháng thuốc của rầy nâu ở quốc gia này
cũng chưa chắc phù hợp với quốc gia khác và những biện pháp phòng chống,
quản lý tính kháng thuốc của rầy nâu hiệu quả ở nước này chưa chắc đã có thể
áp dụng cho nước khác.
Ngoài ra, sự đa dạng về chủng loại thuốc sử dụng phòng chống rầy nâu,
mạng lưới lưu thông rộng rãi, làm cho công tác quản lý thuốc gặp nhiều khó
khăn. Việc gia tăng sử dụng thuốc và sử dụng thuốc không đúng để phòng


6

chống rầy nâu đã làm thay đổi tính kháng thuốc của rầy nâu.
Mặt khác, những hiểu biết về tính kháng thuốc của rầy nâu là cơ sở
khoa học để đề xuất giải pháp hạn chế tính kháng thuốc của rầy nâu.
Những điểm nêu trên là cơ sở khoa học của đề tài luận án.
1.2. Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu đến côn trùng
Tính kháng thuốc có nghĩa là một số cá thể của một quần thể có khả năng
chống chịu được khi tiếp xúc với chất độc hóa học và các cá thể này phát triển
rộng ra. Khi cá thể đó đã trở thành một số lượng lớn các cá thể của quần thể và
tính chống thuốc được tiếp diễn sang những thế hệ sau, dù có hay không tiếp xúc
với chất độc thì quần thể đó đã trở thành kháng thuốc (Rudd, 1970) [83].

Tính kháng chéo: là hiện tượng khi một loài côn trùng nào đó không
những kháng với các hợp chất thuốc được sử dụng liên tục qua nhiều thế hệ
mà còn kháng được một hay nhiều hợp chất thuốc khác khi dòng kháng đó
chưa hề tiếp xúc (Nina, 2001) [75]. Có hai trường hợp kháng chéo: tính kháng
chéo cùng nhóm là côn trùng có khả năng kháng được các loại thuốc trừ sâu
cùng nhóm với loại thuốc côn trùng đã kháng được. Tính kháng chéo khác

nhóm là côn trùng có khả năng kháng được thuốc không cùng nhóm thuốc
côn trùng đã kháng dù chưa tiếp xúc.
Mỗi loại hoạt chất thuốc trừ sâu có cách tác động đến côn trùng khác
nhau, thông thường cơ chế tác động của thuốc có thể chia ra như sau:
-

Nhóm Neonicotinoid: Tăng cường hoạt tính của các enzim

monoxygenase phụ thuộc cytochrome P450 (cytochrome P450-dependent
monoxy-genases) có tác động ức chế, cản trở sự vận chuyển ion (chủ yếu Cl -)
của Gamma Amino Butyric Acid (GABA) ngay đỉnh mối nối luồng thần kinh
(synap) với nhau. Thụ thể nicotinic acetylcholine (nAChR) tác động tê liệt
thần kinh.
Nhóm Phenyl pyrazoles: Có tác động ức chế, cản trở sự vận
chuyển


7

ion (chủ yếu Cl-) của Gamma Amino Butyric Acid (GABA) ngay đỉnh mối
nối luồng thần kinh (synap) với nhau làm rối loạn phản ứng chức năng của hệ
thần kinh trung ương dẫn đến côn trùng chết.
-

Nhóm pyrethroid: Tác động lên hệ thần kinh, cản trở sự vận chuyển

của ion (chủ yếu Na+ và K+) theo sợi trục, qua màng, làm mất điện thế khiến
cho thần kinh bị tê liệt. Tăng cường hoạt tính của enzim Glutathione Stransferase.
-

Nhóm Organophosphate và carbamate: Tác động ức chế hoạt tính của

Acetylcholinesterase (AchE) và Carboxyesterase (CarE) làm tê liệt quá trình
dẫn truyền thần kinh nơi mối nối luồng thần kinh (khoang synap) với nhau.
Vai trò chủ yếu của enzim AChE là kiểm soát sự truyền các xung động thần
kinh từ sợi thần kinh tới cơ và các tế bào tuyến, các tế bào thần kinh khác ở
hạch và não.
-

Nhóm Pyridine azomethine: Cơ chế tác động gây ngán ăn ở côn trùng

bằng cách tăng thời gian không tìm thấy thức ăn và ức chế ăn libe dẫn đến
chết vì đói.
-

Nhóm Nereistoxin: Thuốc có tác động làm phong tỏa khả năng

nhận
xung động thần kinh ở hậu Xinap.
-

Nhóm điều tiết sinh trưởng, chống lột xác: Ức chế sự tổng hợp chitin

trong quá trình lột xác, xảy ra nhờ enzim Chitin-UDPN-acetyl glycoaminyl
transferase, khiến côn trùng không lột xác được mà chết.
-

Nhóm thế hệ mới: Tác động ức chế, cản trở sự vận chuyển của ion

(chủ yếu là Cl-) của Gamma Amino Butyric Acid (GABA) ngay đỉnh mối nối

luồng thần kinh (khoang synap).
1.3. Cơ chế kháng thuốc của rầy nâu
Giảm khả năng thẩm thấu của thuốc trừ sâu qua lớp biểu bì hay là lớp
da ngoài. Sự thay đổi cấu trúc lipit, sáp và protein trong cutin làm gia tăng kết


8

cấu biểu bì, từ đó hạn chế quá trình xâm nhập của thuốc vào bên trong cơ thể
(Lê Trường, 1985; Heong et al., 2011) [35], [58].
Hình thành những tập tính mới nhằm ngăn hoặc hạn chế sự tiếp xúc của
thuốc với côn trùng. Sau nhiều thế hệ, côn trùng đã hình thành những chủng
mới có khả năng lẩn tránh tiếp xúc với thuốc (Lê Trường, 1985) [35].
Cơ chế kháng thông qua trao đổi chất: là cơ chế tăng cường giải độc
hoặc làm bất hoạt hóa độc tố của thuốc thông qua việc tăng cường hoạt động
của các enzim giải độc đặc hiệu. Trong đó, ba nhóm enzim cơ bản: esterase,
cytochrom P450, glutathione S- transferases, hoạt động của các enzim này
tăng lên trong quá trình trao đổi chất sẽ làm ảnh hưởng đến tính kháng thuốc
của rầy nâu.
+

Esterase: Hầu hết cơ chế của esterase là carboxylesterase. Nòi rầy

nâu kháng nhóm thuốc Cacbamate có men carboxylesterase cao hơn so với
nòi mẫn cảm. Biểu hiện gene esterase ở nòi kháng thuốc lân hữu cơ cao hơn 3
+

7 lần so với nòi mẫn cảm (Endo et al., 1988) [48].
Cytochrome P450: Hàm lượng enzim cytochrome P450 của nòi rầy

nâu kháng hoạt chất imidacloprid cao hơn nhiều so với nòi rầy nâu mẫn cảm
(Wen et al., 2009) [91].
+

Glutathione S-transferases (GSTs): Tăng hàm lượng men GSTs trong

nòi rầy nâu kháng nhóm thuốc gốc cúc tổng hợp so với nòi rầy nâu mẫn cảm
(Vontas et al., 2001) [88].
Cơ chế kháng thông qua đột biến di truyền: là cơ chế mà các gene trong
cơ quan thụ động hoặc các điểm hoạt động của men bị thay đổi hoặc đột biến.
Đột biến di truyền trong gene nôm của các nòi, dẫn đến gia tăng khả năng
nhân, biểu hiện hoặc làm thay đổi trình tự của các nhóm gene có chức năng
làm giảm độc tố của thuốc.
Ngoài ra, đột biến gây nên sự thay đổi một hoặc vài amino axit, kết quả