đấu tranh sinh học

5. ĐẤU TRANH SINH HỌC
1. Khái niệm và lịch sử đấu tranh sinh học
1.1. Định nghĩa: Đấu tranh sinh học là dùng các sinh vật để khống chế các sinh vật hại và rộng hơn là dùng các sinh vật và sản phẩm của chúng để kìm hãm sinh vật hại, làm cho nó giảm số lượng hoặc độc tính đối với sinh vật mục tiêu.
1.2. Ưu nhược điểm của đấu tranh sinh học
1.2.1. Ưu điểm
An toàn với môi trường và nông sản
Hiệu quả cao
Việc hình thành tính kháng của dịch hại chậm hoặc ít
Nhiều tác nhân và sản phẩm sinh học có tác dụng mạnh và nhanh
1.2.2. Nhược điểm
Tác động thường chậm nên không có khả năng dập dịch
Nghiên cứu và nhân nuôi cần trang thiết bị và kinh phí cao
Sản phẩm sinh học thường chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường. Quy trình áp dụng khắt khe, đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ nhất định.
1.3. Các biện pháp đấu tranh sinh học
Biện pháp cổ điển: Nhập nội và thuần hoá một loài thiên địch để khống chế một loài dịch hại khác.
Biện pháp tăng cường: Nâng cao hoạt động của thiên địch thông qua nuôi thả thiên địch để chúng kìm hãm dịch hại tại chỗ hoặc ngoại lai bao gồm:
+ Lây nhiễm sớm là thả thiên địch sớm để chúng phát triển quần thể và thế hệ sau có đủ số lượng kìm hãm thành công dịch hại.
+ Thả tràn ngập là việc thả với số lượng lớn thiên địch để chúng kìm hãm quần thể thiên địch
Biện pháp bảo tồn là nghiên cứu tạo điều kiện thuận lợi về nơi cư trú, dinh dưỡng ... cho thiên địch bản địa phát huy tiềm năng sinh học khống chế dịch hại.
Ngoài việc sử dụng thiên địch, các tác nhân sinh học (gen) như trong lai tạo các giống kháng chuyển gen đang được sử dụng rộng rãi. #
2. Lịch sử đấu tranh sinh học
2.1. Lịch sử ĐTSH thế giới
2.1.1. Trước thế kỷ 18
Người Ai Cập thuần hoá mèo hoang. Người Trung Quốc đã biết dùng kiến vàng trong vườn cam quýt
Đồng thời cũng trong thời gian này người ta đã biết bọ rùa trong việc hạn chế rệp muội.
Đến năm 1685 Martin Lister đã ghi nhận là ong cự chui từ sâu ong non bộ cánh vảy là kết quả của ong cái đã đẻ trứng vào sâu non.
2.1.2. Thế kỷ 18
Sách báo thế kỷ 18 đã có nhiều tài liệu công bố về côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi. như Gedert, Reaumur, Darwin... Reaumur là người đầu tiên khuyến cáo biện pháp đấu tranh sinh học
Linnaeus 1752 cho rằng có thể thu các loài bắt mồi để trừ sâu
Đối với cỏ dại năm 1795 Ấn Độ đã nhập loài côn trùng Dactylopius ceylonicus từ Brazil để trừ xương rồng
2.1.3. Thế kỷ 19
Năm 1824 Cist đã nghiên cứu bệnh của Sùng do nấm Cordyceps gây ra, năm 1826 Kirby đã viết chương “bệnh côn trùng” trong cuốn “ Đại cương về côn trùng”.
Agostino Bassi đã giải thích bệnh bạch cương do nấm Beauveria bassiana ở tằm năm 1835.
Trong thế kỷ 19 đã có nhiều công trình nghiên cứu về phân loại, sinh học và sinh thái các thiên địch của sâu hại.
Năm 1840 ở Pháp Boisgiraud đã sử dụng bọ cánh cứng bắt mồi loài Calosoma sycophanta để trừ sâu róm Porthetria dispar hại bạch dương.
Năm 1874 người ta đã nhập nội bọ rùa 11 chấm từ nước Anh vào New Zealand;
Đối với cỏ dại năm 1855 Fitch đã đề xuất nhập nội côn trùng chuyên tính để phòng chống cỏ dại. Cuối thế kỷ đã có nhưng nghiên cứu dùng nấm để trừ cỏ dại.
Đối với chuột năm 1892 Loeffler đã phân lập được vi khuẩn Bacillus typhimurium và ông đã nghiên cứu vi khuẩn này để trừ chuột.
2.1.4. Thế kỷ 20
Đối với sâu hại: Nhiều loài thiên địch đã được nhập nội từ Nhật Bản và châu Âu vào Mỹ từ 1905-1914 và 1922-1923. Đã thả 40 loài và đã có 9 loài ký sinh và 2 loài bắt mồi được thuần hoá.
Đối với cỏ dại: Năm 1902 Koebele đã nhập nội côn trùng hại hoa và quả cây cỏ Lantana camara từ Mexico đến Hawai
Đối với vi khuẩn từ năm 1911-1917 D’Herelle đã nghiên cứu vi khuẩn Coccobacillus acridiorum để trừ châu chấu Schistocera paranensis.
Năm 1911 Berliner ở Thuringia (Đức) đã phân lập được sâu non loài Ephestia keuhniella đã chết và đặt tên là Bacillus thuringiensis.
Đối với vật gây bệnh cây: Năm 1908 Porter đã chứng minh được rằng các hoạt động của vi sinh vật gây bệnh cây có thể ức chế bằng các sản phẩm trao đổi chất của nó.
Năm 1955 Wood và Tveit đã đưa ra 3 cơ chế đối kháng giữa vi sinh vật là cạnh tranh, kháng sinh và tiêu diệt nhau
2.2. Đấu tranh sinh học ở Việt Nam
Trước kia nông dân đã biết dùng kiến vàng để trừ sâu hại trong vườn cam quýt (thế kỷ 4).
Biện pháp đấu tranh sinh học ở nước ta mới chỉ từ thập niên 1970.
Đã đạt được một số thành tựu, các nghiên cứu tập trung vào 2 hướng:
Bảo vệ duy trì và phát triển quần thể thiên địch có sẵn.
Bổ sung thiên địch vào sinh quần cây trồng nông lâm nghiệp.
2.2.1. Bảo vệ duy trì và phát triển quần thể thiên địch có sẵn
Đây là biện pháp rẻ tiền nhưng đòi hỏi hiểu biết về hệ sinh thái nông nghiệp
2.2.2. Điều tra thành phần thiên địch của dịch hại
Nghiên cứu thành phần thiên địch của sâu hại theo phân loại tự nhiên nhu họ Bọ rùa, họ ong đã được nghiên cứu khá đầy đủ về thành phần loài.
Nghiên cứu thành phần thiên địch theo cây trồng. Đã nghiên cứu thành phần thiên địch trên cây lúa, đậu tương, bông, rau thập tự, ngô, cây ăn quả , chè, cà phê...
Đã điều tra được 14 bộ côn trùng, nhện, nấm, vius với 63 họ, 259 giống, 461 loài. Trong đó có 9 bộ côn trùng, 2 bộ nấm, 1 bộ vius, 1 bộ tuyến trùng thiên địch
2.2.3. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của côn trùng phổ biến
Đã nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái của các loài thiên địch như ong, dế nhảy, bọ chân chạy, bọ rùa, bọ xít bắt mồi, ruồi ăn rệp, nhện xói vân đinh ba, nhện linh miêu...
2.2.4. Đánh giá vai trò của thiên địch trong hạn chế số lượng sâu hại
Đã có những nghiên cứu vai trò của thiên địch trong hạn chế sâu hại lúa
Ngoài ra còn một số nghiên cứu vai trò của thiên địch đối với sâu hại bông và trên cây đậu tương, cây rau, cây ăn quả...
2.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện sinh thái đến thiên địch
Phần lớn các nghiên cứu tập trung vào đánh giá ảnh hưởng của thuốc hoá học đối với thiên địch của sâu hại, lúa, bông, rau thập tự...
kết quả cho thấy thuốc sâu đều ảnh hưởng hưởng đến số lượng thiên địch tự nhiên.
Đã có những nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện canh tác đén thiên địch trên lúa, bông... cũng có một số ít nghiên cứu về nơi cư trú, chu chuyển của thiên địch khi không có cây trồng trên đồng ruộng.
2.2.7. Nhập nội, thuần hoá thiên địch để trừ dịch hại ngoại lai
Năm 1996 FAO đã tài trợ cho chi cục bảo vệ thực vật Lâm Đồng nhập nội ong ký sinh Diadegma semiclausum từ Malaisia để trừ sâu tơ.
Năm 1995-1997 được ACIAR tài trợ Viện BVTV đa nhập nội 3 tác nhân sinh học để trừ cây trinh nữ, 2 tác nhân trừ cây bèo tây.
Đó là sâu đục thân, bọ đục hạt (trừ Trinh nữ), bọ vòi voi đục củ bèo, sâu đục cọng bèo.
Viện đã xin phép thả các loài này để trừ cây trinh nữ và bèo tây. Hiện nay đã tạo lập và tạo lập quần thể tại nơi thả.
2.2.8. Di chuyển thiên địch trong cùng khu phân bố của loài
Kiến vàng Oecophylla smaragdina là thiên địch phổ biến các vườn cây ăn quả, tuy nhiên một số vườn còn thiếu vắng.
Nông dân đã áp dụng mọi biện pháp để từ nơi có đến nơi không có.
2.2.8. Nhân thả thiên địch để trừ dịch hại
Nhân thả các ký sinh sâu hại: thả ong mắt đỏ để trừ trứng sâu hại như sâu cuốn lá nhỏ, sâu đục thân 2 chấm, sâu đục than ngô, đục thân mía, sâu tơ.
Sử dụng chế phẩm sinh học từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis để trừ sâu hại.
Ở nước ta việc nghiên cứu theo 2 hướng: Nhập nội chế phẩm và sản xuất trong nước.
Hiện nay Việt Nam đã sản xuất được chế phẩm Bt để trừ sâu tơ, sâu xanh, sâu cuốn lá nhỏ có hiệu lực cao.
Sử dụng nấm trừ sâu hại: Giữa thập niên 70 Trường đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu sử dụng nấm Beauveria bassiana để trừ sâu róm thông.
Đầu thập niên 90 Viện bảo vệ thực vật đã nghiên cứu nấm Beauveria và Metarhizium để trừ rầy nâu, sâu xanh...
Sử dụng virus để trừ sâu: Từ những năm 80 các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào nhóm NPV.
Viện Bảo vệ thực vật và Trung tâm bông Nha Hố đã xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm NPV của sâu xanh, sâu khoang, sâu keo da láng, sâu róm hại thông
Nghiên cứu sinh vật đối kháng: Năm 1987 Bộ môn Bệnh cây Viện BVTV đã nghiên cứu nấm Trichoderma, sau đó Trường đại học NN1 cũng đã nghiên cứu.
Đến năm 1990 đã phân lập được nguồn nấm Trichoderma bản địa, nghiên cứu cơ chế đối kháng, điều kiện ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của nấm
Nghiên cứu vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy để trừ chuột: Từ năm 1994 Viện BVTV đã bắt đầu nghiên cứu sản xuất bả chuột sinh học từ vi khuẩn Salmonella enteridis chủng isachenko.
Vi khuẩn trừ cỏ dại: Từ năm 1996 viện BVTV đã hợp tác với Viện NCNN bang New South Wale (úc) nghiên cứu nấm trừ cỏ lồng vực trên lúa. Đã phân lập nấm Exserohilum monoceras và nghiên cứu ảnh hưởng của đk ngoại cảnh đối với nấm trên.
2.3. Các tổ chức đấu tranh sinh học
Tổ chức quốc tế về đấu tranh sinh học động vật và thực vật hại (Internation Organization for Biological Control of noxious animals and plants IOBC)
Mục tiêu: Thúc đẩy sự phát triển biện pháp đấu tranh sinh học và sử dụng nó trong các chương trình quản lý tổng hợp.
Lịch sử phát triển: Tổ chức Quốc tế về biện pháp đấu tranh sinh học (IOBC) là tổ chức mang tính quốc tế đã được thành lập cách đây 50 năm.
1. Năm 1948 tại Stockhom đã hình thành một ý tưởng mang tính quốc tế.
2. Liên đoàn quốc tế về khoa học IUBS (International Union of Biological Sciences) quyết định thành lập Uỷ ban quốc tế về biện pháp đấu tranh sinh học CILB (Commission Internationale de Lutte Biologique) tại Menton.

3. 1955 IUBS đã phê duyệt CILB.
4. 1956 phiên hop chính thức đầu tiên của CILB tại Antibes, Pháp.
5. 1965 CILB “Uỷ ban” thành “Tổ chức” và từ đó có tên là “Tổ chức quốc tế về biện pháp đấu tranh sinh học đối với động thực vật hại” (International Oganiration of Biological control of Noxious Animal and Plant (IOBC).
6. 1969 được sự hậu thuẫn của IUBS, đã đạt được thoả thuận thành lập một tổ chức hợp nhất giữa IOBC và tổ chức Tư vấn quốc tế về biện pháp đấu tranh sinh học (IACBC) thành IOBC. Tiếp tục xuất bản tạp chí “Entomophaga” tạp chí chính thức của IOBC mới.
7. 1971 chính thức thành lập IOBC toàn cầu kế tục IOBC trước đây.
Mạng lưới IOBC toàn cầu hiện nay
IOBC điều phối mọi hoạt động biện pháp đấu tranh sinh học mang tính toàn cầu chia theo 6 khu vực: Châu Á, châu Phi, Đông Âu, Tây Âu, Bắc Mỹ và Nam Mỹ. IOBC có 9 nhóm làm việc là:
Nhân nuôi chân đốt và quản lý chất lượng.
Biên pháp sinh học đối với rệp muội (Aphids) và rệp cánh (Coccids).
Biện pháp sinh học đối với cỏ Lào Chromolaena odonata (siam weed).
Biện pháp sinh học đối với sâu tơ Plutela.
Biện pháp sinh học đối với bèo Nhật Bản (Water hyacinth).
Ký sinh trứng (Parasitoids).
Ruồi hại quả kinh tế quan trọng.
Ostrinia và sâu khác trên ngô.
Sinh vật chuyển gen trong IPM và BPSH.
3. Kẻ thù tự nhiên của dịch hại
3.1. Các tác nhân gây bệnh côn trùng và vi sinh vật đối kháng
Côn trùng thường bị chết bởi các loại bệnh khác nhau do nhiều loài vi sinh vật gây ra nhưng chủ yếu là vi khuẩn, nấm và virus chiếm tới 80 - 90%.
Nó làm chết nhiều cá thể trong cùng một đợt, làm chấm dứt sự sinh sản hàng loạt và đã hạn chế sự lây lan của các lứa sâu.
Triệu chứng bệnh côn trùng:
- Những thay đổi bên ngoài của côn trùng bị mắc bệnh gọi là triệu chứng bệnh.
- Triệu chứng bệnh đặc trung nhất là thay đổ về sự vận động của côn trùng.
Khi côn trùng bị bệnh, cơ thể dần dần bị phá huỷ, từng phần, lúc đầu chậm chạp, sau ngừng hẳn năm im tại chỗ và chết.
Quá trình lây nhiễm và nguyên nhân gây bệnh:
- Với bệnh vi khuẩn thì chúng lan truyền bằng đường ruột qua thức ăn,
- Do nấm thì chủ yếu qua tiếp xúc trực tiếp với nhau hay qua trung gian truyền bệnh.
Nguyên nhân gây bệnh vi sinh vật trên côn trùng:
- Vi sinh vật phải có mặt trong mọi trường hợp của bệnh ở côn trùng và có thể phân lập dòng thuần chủng các vi sinh vật đó trên môi trường nhân tạo.
- Khi dùng dạng vi sinh vật thuần khiết để gây bệnh nhân tạo thì có thể gây loại bệnh tương tự.
- Phải chứng minh được sự có mặt của vi sinh vật trong cơ thể côn trùng thí nghiệm, nghĩa là khi thử lại hoạt lực sinh học của vi sinh vật đó trên côn trùng trong điều kiện thích hợp thì vi sinh vật đó tái xuất hiện trở lại.
- Muốn vi sinh vật xâm nhập vào ký chủ trở thành VSV gây bệnh thì chúng phải có tác động về mặt hoá học hay cơ học lên ký chủ và gây bệnh cho ký chủ.
3.1.1. Nhóm vi rus côn trùng
3.1.1.1. Khái quát về vi rus côn trùng
Vius gây bệnh cho côn trùng chỉ có khả năng sống, sinh sản trong các mô, tế bào sống, không thể nuôi cấy trong môi trường nhân tạo. @
Virus có đặc điểm nổi bật là tính chuyên hoá hẹp, chỉ gây bệnh cho côn trùng và chỉ nhiễm ở những mô nhất định của vật chủ.
Vurus côn trùng có thể tạo thành thể vùi như NPV, CPV, GV, EPV hoặc không tạo thành thể vùi như Iridovirus, Densovirus, Baculovirus trần.
Đến thập kỷ 1980 người ta đã phân lập, mô tả được hơn 700 bệnh virus từ hơn 800 loài côn trùng thuộc nhiều bộ khác nhau.
Hiện nay các virus được xếp thành 7 họ là: Baculoviridae, Reoviridae, Iridoviridae, Poxviridae, Parvoviridae, Picaviridae và Rhabdoviridae. Hai họ là Baculoviridae và Reoviridae có nhiều loài là những tác nhân có triển vọng
Tuy nhiên các vi rus côn trùng chủ yếu thuộc các nhóm Nuclear Polyheadrosis Virus/NPV, Grannulosis Virus/GV, Cytoplasmic Polyheadrosis Virus/CPV.
Nhóm NPV, thuộc họ Baculoviridae, có thể vùi là khối đa diện
- Sâu bị bệnh do NPV trở lên ít hoạt động, ngừng ăn, mầu sắc sáng hơn sâu khoẻ. Cơ thể sâu trở lên căng phồng, trương phù chứa toàn nước, khi tác động cơ giới vào thì chúng dễ bị vỡ, giải phóng dịch virus. Sâu bị bệnh này khi chết đều treo ngược lên cây.
- Nhóm NPV ký sinh trong tế bào hạ bì, thể mỡ, khí quản, huyết tương và biểu mô ruột giữa. Nhóm NPV có tính chuyên hoá cao, NPV của loài côn trùng nào thì chỉ gây bệnh cho loài đó.
Nhóm GV: Gồm các virus thuộc họ Baculoviridae, có thể vùi là dạng hạt, còn gọi là virus hạt. Mỗi thể vùi chỉ chứa 1 virion hình que.
- Sâu bị bệnh thường biểu hiện còi, chậm lớn, cơ thể phân đốt rõ ràng, tầng biểu bì cơ thể trở lên sáng mầu, đôi khi phớt hồng, huyết tương mầu trắng sữa.
Nhóm CPV: thuộc họ Reoviridae có thể vùi là khối đa diện và chúng ký sinh trong chất dịch tế bào biểu mô ruột giữa của côn trùng
- Sâu bị chết do CPV thường chậm lớn, đôi khi đầu quá to so với cơ thể. Màu sắc cơ thể giai đoạn cuối trở lên có màu sáng giống như phấn trắng, đặc biệt ở mặt bụng. Sâu bị bệnh thường tạo thành khối u trên cơ thể.
- Nhóm CPV ký sinh trong chất dịch tế bào ở các tế bào biểu mô ruột giữa của côn trùng.
Bảng 1. Những virus được nghiên cứu trừ sâu hại.
3.1.1.3. Vai trò của virus côn trùng
Ở miền Bắc Việt Nam chúng phát sinh gây bệnh cho côn trùng từ tháng 4 – 9 hàng năm. Sâu đo xanh. Ở miền Nam virus NPV gây chết tự nhiên trên sâu xanh
3.1.1.4. Đặc điểm ứng dụng
Chế phẩm từ virus có tác dụng đường ruột. Các thể virus trần hoặc thể vùi cùng thức ăn xâm nhập vào cơ thể côn trùng. Tại ruột, dưới tác động của dịch tiêu hoá, thể vùi bị hoà tan và giải phóng các virion.
Qua biểu mô ruột giữa virion xâm nhập qua mạch máu, đi tới các tế bào, chúng xâm nhập vào bên trong tế bào để sinh sản và gây bệnh cho sâu hại.
Chế phẩm virus dễ mất hoạt tính dưới tác động của sóng ngắn và tia cực tím.
Để sử dụng chế phẩm virus có hiệu quả cần lưu ý một số điểm sau:
Phun đều chế phẩm virus lên bộ phận cây ưa thích của loài côn trùng
Phun vào buổi chiều mát để hạn chế ảnh hưởng tia cực tím, bước sóng ngắn.
Có thể trộn thêm một số phụ gia như sữa bột, sữa lọc béo, nước rỉ đường, dầu thực vật và than hoạt tính nhằm giảm giảm tác động sấu của ánh nắng mặt trời với chế phẩm.
Nên sử dụng chủng virus địa phương để sản xuất chế phẩm, sẽ làm tăng khả năng thích ứng của virus với điều kiện ngoại cảnh.
Có thể hỗn hợp vài loại virus với nhau hoặc hỗn hợp Bt để khắc phục phổ tác dụng hẹp của chế phẩm.
Có thể sử dụng chế phẩm virus côn trùng để trừ côn trùng theo 2 cách:
+ Phun chế phẩm nhằm cung cấp nguồn bệnh ban đầu để tích luỹ trên đồng ruộng.
+ Phun tràn ngập như dùng thuốc hoá học để trừ sâu
Không sử dụng chế phẩm trong điều kiện nhiệt độ thấp, vì thời gian ủ bệnh sâu hại kéo dài nên vẫn phá hoại được.
3.1.2. Nhóm vi khuẩn
3.1.2.1. Vi khuẩn gây bệnh côn trùng
Giữa thế kỷ 19, Louis Pasteur (1822 – 1895) nghiên cứu bệnh gai trên tằm đã phát hiện ra vi khuẩn đặt tên là Bacillus bombyces có “nhân sáng” trong tế bào. @
Đây chính là các tinh thể độc có bản chất protein của loài vi khuẩn này với tên gọi chính xác Bacillus thuringiensis.
3.1.2.2. Đặc điểm chung vi khuẩn gây hại côn trùng
Gồm các giống hình thành bào tử như Bacillus, Clotridium và các giống không hình thành bào tử như Pseudomonas, Streptococcus
Kích thước 1 – 2 μm, nặng 1 – 2 pg (picogam hay 1/triệu gam) chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi.
Hình dạng: Đối với giống Bacillus trực khuẩn hình que sinh bào tử, hiếu khí hoặc hiếu khí không bắt buộc
Giống Pseudomonas hình que với 1 hay 1 chùm lông roi ở 1 đầu,
Giống serratia hình que ngắn, tạo sắc tố mầu đỏ tía sẫm không tan trong cồn.
3.1.2.3. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis
Hình thái bào tử: Hình que 3 - 6 x 0,8-0,9μm, gram dương, đứng riêng rẽ hay thành chuỗi, xung quanh cơ thể có tiêm mao dài 6 – 8 μm.
Trưởng thành mỗi tế bào có 1 bào tử hình trứng và 1 tinh thể độc hình quả trám.
3.1.2.4. Độc tố của vi khuẩn Bacillus thuringiensis
Dựa vào cơ chế tác động xác định 4 loại độc tố là:
a. Nội độc tố δ endotoxin, gọi là tinh thể độc/Crystan - cry I, cry II, cry III, cry IV. Cry I chuyên tính bộ cánh vảy, cry II bộ cánh vảy, bộ 2 cánh, cry III bộ cánh cứng, cry IV bộ 2 cánh.
Tinh thể độc có kích thước lớn 1μm x 0,5 μm, chiếm 30% khối lượng khô của vi khuẩn.
Tinh thể có hình như hai kim tự tháp úp vào nhau, trên bề mặt có các luống nổi lên cách nhau 29 nm.
Tinh thể bền vững với nhiệt độ cao so với dạng hoà tan, ở 650C sau 1 giờ vẫn còn hoạt tính trong khi dạng khác đã mất hoạt tính.
Tinh thể độc là một tiền độc tố, được hoạt hoá trong ruột côn trùng hình thành nên các phân tử độc tố.
Vi khuẩn hoạt động tốt ở nhiệt độ 300C, 150C trở xuống không hình thành bào tử. Khi bào tử và tinh thể hình thành thì thành tế bào sẽ bị phân huỷ.
Tác động của tinh thể lên côn trùng là làm tê liệt đường ruột và xoang miệng.
Sau khi ăn tinh thể 1 - 7 giờ côn trùng sẽ liệt toàn thân. Sau ăn 1 phút tinh thể đã xuất hiện tại thượng bì ruột giữa. Một số tế bào bị tách rời, biến hình, các chất bên trong chảy ra ngoài màng. Làm tăng tính thẩm thấu kali, sự tăng k+ trong máu và bạch huyết là nguyên nhân tê liệt đường ruột và toàn thân sâu. LD50 với tằm, bướm cái từ 0,6 – 5 μg/g sâu.
Tác động của tinh thể phụ thuộc nhiều yếu tố, khi ăn vào ruột giữa nếu PH >7 tinh thể sẽ vỡ ra làm nhiễm độc máu.
Các động vật có vú không bị ngộ độc khi ăn phải tinh thể là do chất pepsin trong ruột hoạt động thích hợp khi PH = 2 đã làm mất tính độc của tinh thể.
b. Ngoại độc tố α exotoxin còn được gọi là phospholipaza. Thực chất đây là một loại men liên quan đến sự phân huỷ phospholipit dẫn đến côn trùng chết. Cho đến nay tác động của độc tố này là rất ít ngoài nhóm ong Tenthredinidae do có độ PH thích hợp.
c. Ngoại độc tố β exotoxin ngoại độc tố bền nhiệt. chúng có khối lượng phân tử thấp (707-850). Sau 15 phút ở nhiệt độ 1200C vẫn còn hoạt tính.
Chúng tác động lên côn trùng làm cản trở việc tổng hợp ARN thông tin. Chúng còn có tác động công hưởng với nội độc tố phá huỷ biểu bì ruột giữa, chúng nhanh chóng xâm nhiễm vào huyết tương và máu đi đến các cơ quan làm thay đổi quá trình trao đổi chất làm côn trùng chóng chết.
d. Ngoại độc tố γ exotoxin còn gọi là độc tố tan trong nước, chúng có khối lượng phân tử từ 200-2000, có một số axit amin tự do, tan trong nước, mẫn cảm với ánh sáng và đặc biệt mất hoạt lực trong 15 phút ở nhiệt độ 600C trở lên.
Đến nay Bt được sử dụng rộng rãi để phòng chống sâu hại do ưu điểm có hoạt lực trừ sâu cao, dễ sử dụng và an toàn nông phẩm.
Tuy nhiên vẫn còn có những nhược điểm sau:
- Kém bền vững so với thuốc trừ sâu hoá học dưới tác động của môi trường.
- Giảm hoạt tính trong nước và môi trường hữu cơ do bị hấp phụ.
- Có sự gia tăng đáng kể tính kháng Bt của sâu hại.
3.1.2.5. Sản xuất chế phẩm Bt
Có 2 phương pháp sản xuất chế phẩm Bt
a. Lên men xốp: Công nghệ này ít được sử dụng do hiệu quả thấp và trong sản xuất thường hay gặp sự nhiễm tạp.
Trong công nghệ cần sử dụng các hạt rắn với yêu không hấp thụ dinh dưỡng.
Người ta cũng có thể sử dụng các loại hạt làm nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn như cám, lúa mì, bột ngô...
b. Lên men chìm: Hiệu quả cao và có thể sản xuất lượng sinh khối lớn theo yêu cầu. Các yếu tố quan trọng trong công nghệ bao gồm:
- Chọn lọc chủng Bt chuẩn có các protein độc tố đặc chủng có hoạt tính cao để nhân, căn cứ vào tuýp huyết thanh.
- Chọn môi trường phù hợp để tạo ra nhiều bào tử và tinh thể độc nhất. Để giảm giá thành người ta thường dùng các phụ phẩm nông nghiệp, công nghiệp để chế biến.
Bảng 2. Thành phần môi trường lên men được sử dụng để sản xuất Bt
Ở Việt Nam sản xuất Bt đã được thực hiện tại một số cơ sở như Viện công nghiệp thực phẩm, Công ty Vi sinh thành phố Hồ Chí Minh... từ năm 1989-1996 theo phương pháp lên men chìm.
Cần quan tâm một số yếu tố sau:
Chế độ thông gió 0,5 - 0,6 m3 môi trường/1m3 không khí, nhiệt độ 29 - 300C. Tránh thoái hoá giống sau lên men 10 - 15 lần cần thay chủng Bt mới.
Đánh giá kết quả thông qua:
+ Mật độ bào tử, số lượng tinh thể δ endotoxin biểu thị bằng đơn vị quốc tế IU theo tiêu chuẩn E-61của Viện Pastuer (Pháp) đạt 16000 IU hoặc 32000 IU hoặc tiêu chuẩn Việt Nam 3 - 10 tỷ bào tử /1g chế phẩm.
+ PH 7 – 7,5.
+ Hiệu lực diệt sâu 70 - 90% sau 7 ngày.
+ Bảo quản được trong 12 tháng.
Đối với dạng lỏng khi kết thúc quá trình lên men, đem hỗn hợp với chất phụ gia, chất bám dính, chất chống thối để tạo chế phẩm.
- Chế phẩm sau khi tách có độ ẩm 85% và hiệu xuất 100 kg/m3 dịch nuôi cấy với lượng bào tử 20.109/g.
Đối với dạng khô sản phẩm được tách nhờ máy ly tâm, làm khô bằng đông lạnh hoặc sấy khô trong máy ly tâm vắt sau đó trộn với phụ gia như bột, lactoza, thạch tín, cao lanh...
đóng gói, hàm lượng chất khô tiêu chuẩn đạt 7 - 10%.
3.1.3. Nấm ký sinh côn trùng
3.1.3.1. Đặc điểm hình thái và cơ chế tác động lên côn trùng
a. Nấm bạch cương Beauveria bassiana (Bb) Bào tử trần, hình cầu hoặc hình trứng 1-1,5 x 3-3,5μm.
Tế bào sinh bào tử trần đơn phát sinh từ sợi dinh dưỡng có cuống phình to. @
Trong quá trình phát triển, nấm tiết ra độc tố gọi Beauvericin làm côn trùng chết.
Độc tố này được tổng hợp năm 1969.
Công thức hoá học C45H37O9N3 (N-metyl L-phenylalanin-D-α hydroxy-izovaleryl), là loại depxipeptid vòng có điểm sôi 93-940C.
Cơ chế tác động: Khi gặp phải côn trùng chúng sẽ nảy mầm, mọc thành sợi xuyên qua vỏ kitin và phát triển trong cơ thể làm tiêu hao các tế bào bạch huyết và cuối cùng côn trùng bị chết, trên cơ thể phủ kín lớp phấn trắng. @
- Khi bị chết cơ thể côn trùng cứng lại, các bào tử tiếp tục phát tán trong không khí.
- Trên nguồn thức ăn nấm sinh ra các men thuỷ phân thành các chất đơn phân tử rồi đồng hoá.
- Việc phân giải vỏ kitin được tiến hành ngay khi nấm xâm nhập trên côn trùng, sau đó là phân giải protein và lipid ở các mô bên trong.
Phương pháp nuôi cấy chìm được gọi là phương pháp ưu việt hiện nay.
- Nhiệt độ thích hợp 25-300C, ẩm độ tương đối là 80-90%, ánh sáng yếu, cần lượng oxy thích hợp, PH từ 5,5-6.
Các loại nấm trừ bệnh ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm.
Ngoài côn trùng, Bb còn tấn công trên nhiều loài nhện nhỏ hại cây trồng thuộc giống Tetranychus, Tarsonemus...
b. Nấm lục cương Metarhizium anisopliae (Ma)
Bào tử trần hình que 3,5 x 6,4 x 7,2 μm màu lục xám đến xanh lục. Khuẩn lạc có màu xanh, đôi chỗ có màu xanh hồng.
Có 2 dạng bào tử là bào tử lớn Metarhizium anisopliae var. major có kích thước 10-14μm và bào tử nhỏ Metarhizium anisopliae var. anisopliae kích thước 3,5-5,0 μm.
Có khoảng trên 200 loài côn trùng mẫn cảm với loài nấm này đặc biệt là bộ cánh cứng.
Độc tố của nấm là destuxin A, B, C, D. Độc tố destuxin A (C29H47O7N5), B (C30H51O7N5). Chúng có điểm sôi 1880C-2340C.
Sau khi rơi vào bề mặt côn trùng, sau 24 giờ nấm sẽ mọc sợi nấm xuyên qua vỏ côn trùng, phát triển thành các nhánh chằng chịt trong cơ thể.
Trong quá trình phát triển chúng tiết ra độc tố A và B là chất độc làm côn trùng chết. Ma có mặt trong môi trường sống không khí, đất, các phụ phẩm...
Môi trường phù hợp nhiệt độ 24-250C, pH 6-7,4.
Có thể phân lập Ma từ côn trùng chết với triệu chứng điển hình là có lớp nấm màu xanh trên bề mặt cơ thể, trong đất...
3.1.3.2. Nghiên cứu ứng dụng
Nghiên cứu ứng dụng nấm kí sinh côn trùng đã được tiến hành hơn 100 năm.
Ở Bắc Mỹ đã phát hiện 175 loài côn trùng bị nấm Bb tấn công.
Ở Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan... hướng sử dụng nấm côn trùng đối với sâu hại trong đất.
Ở Việt Nam từ những năm 1990, Viện Bảo vệ thực vật, Đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu thu thập, tuyển chọn, nhân và bảo quản các chủng nấm để sản xuất thuốc trừ sâu. Đã có ghi nhận 31 loài côn trùng bị Bb và 40 loài công trùng bị Ma tấn công.
Hiện nay Việt Nam dã hoàn thiện công nghệ sản xuất quy mô 20-30 kg/ngày.
Hai sản phẩm là Boverin và Mat được sử dụng để trừ các loài sâu đo, xanh, châu chấu, sâu róm thông, bọ dừa, bọ hung, sâu xanh bông, mối...
Loài Bb có thể nhân theo phương pháp đơn giản áp dụng tại hộ gia đình trên môi trường đặc cám + trấu + ngô sử dụng trong phòng chống bọ hà đạt kết quả cao.
3.1.4. Vi khuẩn và nấm đối kháng
Trên thế giới đã có nhiều kết quả nghiên cứu về sử dụng các sinh vật đối kháng trong phòng chống bệnh hại cây trồng, đặc biệt là nhóm bệnh hại có nguồn gốc trong đất
3.1.4.1.Nhóm vi khuẩn
3.1.4.1.1. Vai trò của vi khuẩn đối kháng
Các loài vi khuẩn đối kháng đều thuộc hệ VSV sống ở vùng rễ cây và sống hoại sinh.
Các loài VKĐK có thể bảo vệ cây trồng. chống lại các VSV gây bệnh.
Cơ chế tác động của vi khuẩn đối kháng
- VKĐK có khả năng cạnh tranh với nguyên tố dinh dưỡng sắt.
- VKĐK có thể sản sinh ra cyanide làm tăng tính chống chịu của cây, sản sinh ra chất kích thích sinh trưởng và có khả năng phân giải độc tố do VSV gây bệnh gây ra.
- VKĐK có khả năng cạnh tranh, chiếm chỗ rất thuận lợi ở vùng rễ của cây trồng.
3.1.4.1.2. Đặc điểm ứng dụng
a. Nhân nuôi vi khuẩn và sản xuất chế phẩm VKĐK
Nhân nuôi vi khuẩn
Có nhiều loại môi trường nhân tạo để nuôi cấy VKĐK, trong đó có 2 loại phổ biến sau:
- Nuôi cấy trong môi trường nhân tạo trong thời gian 24-48 giờ, nhiệt độ 30-320C VK sẽ phát triển nhanh tạo ra sinh khối lớn VK thuần khiết, mật độ có thể đạt 109 tế bào VK (cfu)/ml dung dịch.
Sản xuất và bảo quản chế phẩm đối kháng
- VK sau khi nhân nuôi được sinh khối lớn trên môi trường chọn lọc King’s B, có thể trộn với bột tan theo tỷ lệ thích hợp rồi hong khô tự nhiên hoặc dưới ánh sáng tán xạ hoặc sấy ở nhiệt độ thấp (30-350C) để tạo thành chế phẩm có mật độ vi khuẩn từ 106 - 107 cfu/g cơ chất.
Sau đó đóng gói, bảo quản trong điều kiện khô thoáng, nhiệt độ 15 – 200C để sử dụng phòng chống tác nhân gây bệnh có nguồn gốc trong đất
33.1.4.2. Nhóm nấm
3.1.4.2.1. Vai trò của nhóm nấm đối kháng (NĐK)
Đều là những loài có nguồn gốc từ đất, đó là các loài nấm sống hoại sinh trong đất ở vùng rễ cây, nấm tiết ra kháng sinh tác dụng ức chế, kìm hãm và tiêu diệt nấm bệnh.
Khi NĐK có mặt ở vùng rễ trước nấm bệnh, nó sinh sản và chiếm chỗ của nấm bệnh.
Cơ chế ký sinh đối kháng là:
- Hiện tượng “giao thoa sợi nấm” nơi tiếp xúc giữa 2 nấm sợi nấm đối kháng quấn chặt sợi nấm bệnh, sau đó sảy ra hiện tượng thuỷ phân vách sợi nấm bệnh, nhờ đó NĐK xâm nhập vào trong sợi nấm, phá vỡ tế bào và tiêu diệt nấm bệnh.
- Cơ chế tác động của các loài NĐK, nó có thể sản sinh ra một số chất kháng sinh Gliotoxin, Trichodermaviridin, Dermadin, Cyclosporin, Alamethicin... chất kháng sinh do NĐK sản sinh ra kìm hãm, ức chế quá trình sinh trưởng của sợi nấm, sự xâm nhiễm kí sinh và có thể tiêu diệt nấm bệnh.
Những loài nấm được sử dụng
3.1.4.2.2. Đặc điểm ứng dụng
a. Nhân nuôi và sản xuất chế phẩm nấm đối kháng
Nhân nuôi nấm đối kháng
- Các loại nấm đối kháng cần được nuôi cấy trên môi trường nhân tạo, thường dùng là PGA và PDA.
- Nấm phải thuần chủng, trong môi trường nhiệt độ thích hợp 28 - 300C và vô trùng.
Sau 5 - 7 ngày nuôi cấy, nấm có thể phát triển tốt và có thể sử dụng làm nguồn nuôi nhân tạo.
Nhân nuôi sản xuất nấm đối kháng
- Môi trường tự nhiên để nuôi cấy NĐK thường dùng là trấu, cám (cám gạo, bột ngô), được khử trùng trong điều kiện 1,5 atm, 1210C trong 40 - 45 phút.

- Dùng NĐK đã nuôi cấy thuần trên môi trường nhân tạo để làm nguồn nuôi cấy trên môi trường tự nhiên.
+ Có thể dùng khay nhựa hoặc tôn, hoặc trong túi nilon.
+ Đặt môi trường cấy trong điều kiện nhiệt độ 28 - 300C.
+ Sau 5-7 ngày NĐK cho lượng bào tử đạt tối đa, mật độ có thể đạt tới 1-2 x 109 bào tử/g cơ chất.
- Sản xuất chế phẩm nấm đối kháng:
+ Nấm được nhân nuôi tạo sinh khối trong môi trường tự nhiên, trộn với bột tan (bột đá pH = 7) với tỷ lệ thích hợp, đạt mật độ 106 - 107 bào tử/g cơ chất.
+ Chế phẩm NĐK được hong khô trong điều kiện tự nhiên, nhiệt độ thích hợp 30 - 350C.
+ Tiến hành đóng gói và bảo quản nấm trong điều kiện khô, thoáng nhiệt độ trung bình thấp (20-250C).
b. Ứng dụng phòng trừ bệnh nấm hại cây trồng
Dùng NĐK phòng trừ bệnh nấm hại vùng rễ cây trồng cạn, mật độ 105-106 bào tử nấm/ml dịch bào tử, đưa vào vùng rễ sớm trước khi gieo trồng.
Dùng NĐK để trừ các loại bệnh phổ biến như lở cổ rễ, thối rễ, héo vàng, héo rũ gốc mốc trắng, tiêm hạch, thối hạch...trên các loại cây trồng nông nghiệp.
c. Một số phương pháp xử lý được áp dụng
- Xử lý hạt giống trước khi gieo trồng: Ngâm hạt, củ (hoặc nhúng rê) trong chế phẩm trong 25 - 30 phút trước khi gieo trồng.
- Bón sớm vào đất trước khi gieo trồng: Bón chế phẩm NĐK vào đất, nấm có mặt ở vùng rễ sớm chiếm chỗ, canh tranh với nấm bệnh.
Nấm có thể sản sinh ra kháng sinh, chất này kìm hãm sự phát triển của sợi nấm, sự nảy mầm của bào tử hoặc kìm hãm việc hình thánh hạch nấm.
- Phun chế phẩm lên cây: Phương pháp này ít được sử dụng, tuy nhiên để phòng trừ bệnh khô vằn hại lúa ngô thì biện pháp này mang lại hiệu quả cao hơn. (danh lục xem trang 128 - 131 BPSHBVTV 2007).
3.2. Nhóm côn trùng
3.2.1. Khái quát chung về côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi
3.2.1.1. Côn trùng ký sinh
Là các loài CT ký sinh trên sâu hại, đây là dạng quan hệ lợi một chiều.
Ký sinh trong BVTV có những đặc điểm sau:
- Trưởng thành cái của loài ký sinh tìm vật chủ để đẻ trứng, ấu trùng ký sinh không tự tìm vật chủ.
- Trong quá trình phát dục mỗi cá thể ký sinh thường chỉ liên quan đến một cá thể vật chủ.
- Hầu hết có biến thái hoàn toàn, chỉ pha ấu trùng có kiểu sống ký sinh, pha trưởng thành sống tự do.
Tuỳ theo tính chuyên hoá mà có thể phân biệt thành nhiều nhóm khác nhau:
- Theo vị trí sống:
+ Ký sinh trong (nội kí sinh) là quá trình phát triển của nó sảy ra bên trong vật chủ như ong kén trắng Apanteles, ong ký sinh nhộng...
+ Ký sinh ngoài là quá trình phát triển xảy ra trên bề mặt vật chủ như ong Bracon kí sinh bộ cánh vảy, ong kiến ký sinh trên lưng rầy nâu, rầy lưng trắng...
- Theo pha phát dục: Mỗi loài ký sinh đều có thể ký sinh trên một pha như ký sinh trứng, kí sinh sâu non, kí sinh nhộng, kí sinh trưởng thành.
- Theo số lượng cá thể: Gồm ký sinh đơn là chỉ 1 cá thể ký sinh hoàn thành phát dục được trong 1 cá thể vật chủ (ong kén đèn lồng, ong kén trắng đơn...);
Kí sinh tập thể là có nhiều cá thể ký sinh của cùng 1 loài hoàn thành phát dục trong 1 cá thể vật chủ như ong Goniozus hanoiensis.
Đa ký sinh là có nhiều cá thể cùng hoàn thành phát dục trong 1 vật chủ nhưng chúng thuộc nhiều loài khác nhau.
- Theo mối quan hệ đối với vật chủ và giữa các loài kí sinh với nhau:
+ Kí sinh bậc 1 là những loài thoả mãn đúng và đủ khái niệm về kí sinh. VD ong Telenomus dignus, Trichogramma chilonis.
+ Kí sinh bậc 2 là những loài kí sinh trên những loài kí sinh bậc 1 như ong Trichomalopis apanteloctena ký sinh trên ong Apateles cypris.
+ Kí sinh bậc 3 là những loài kí sinh trên kí sinh bậc 2 như ong Tetrastichus coerulescens kí sinh ong Habrocytus thyridopterigis.
3.2.1.2. Côn trùng bắt mồi
Là loài côn trùng này săn bắt loài côn trùng khác làm thức ăn và làm vật mồi chết trong thời gian ngắn. Côn trùng bắt mồi có thể là miệng nhai hay miệng chich hút. Chúng có đặc điểm:
- Phải tự tìm kiếm thức ăn, săn bắt con mồi để làm thức ăn.
- Gây ra cái chết cho con mồi trong một thời gian ngắn.
- Để hoàn thành phát dục, mỗi cá thể con mồi phải cần tiêu diệt nhiều con mồi.
- Các loài bắt mồi có hai kiểu bắt mồi là nhai nghiền con mồi nhờ miệng nhai, hút dịch dinh dưỡng từ con mồi nhờ kiểu miệng chích hút.
Theo sự thích nghi của pha phát dục với kiểu sống bắt mồi chia ra các nhóm:
- Nhóm 1 gồm các loài có kiểu sống bắt mồi ở pha trưởng thành và ấu trùng như bọ rùa, bọ xít ăn sâu, nhện lớn bắt mồi...
- Nhóm 2 là các loài chỉ bắt mồi ở pha ấu trùng như họ ruồi ăn rệp, họ ruồi bạc...
- Nhóm 3 gồm các loài có kiểu sống bắt mồi chỉ khi ở pha trưởng thành. Nhóm này số lượng loài không nhiều như ong kiến Formicidae và một số loài cánh cứng ngắn...
3.2.2. Danh lục côn trùng kí sinh và bắt mồi
Côn trùng kí sinh có ở hơn 80 họ của 5 bộ côn trùng, có ý nghĩa là các bộ cánh màng và bộ 2 cánh.
Côn trùng kí sinh có trong 189 họ thuộc 16 bộ côn trùng.
Có bộ có tất cả các loài đều sống kiểu bắt mồi như bộ bọ ngựa, chuồn chuồn, cánh mạch.
Một số họ có tất cả các loài đều bắt mồi như họ Reduviida, Asilidae, Anthocoridae...Nhưng quan trọng nhất là các loài bắt mầu thuộc bộ cánh nửa, cánh cứng, cánh mạch, hai cánh. Một số loài được sử dụng nhiều
3.2.3. Vai trò của côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi
3.2.4. Đặc điểm ứng dụng
Khi ứng dụng bất kỳ loài côn trùng ký sinh hay bắt mồi nào để phòng chống côn trùng hại cũng cần lưu ý một số điểm sau:
- Cần sử dụng những chủng địa phương của các loài cần sử dụng để nhân nuôi nhằm nâng cao khả năng thích ứng của chúng khi thả vào sinh quần nông lâm nghiệp.
- Cần dự báo được tình hình phát sinh phát triển của loài côn trùng hại để có kế hoạch mua, sản xuất thiên địch với loài sâu hại đó.
Kế hoạch sao cho không cần bảo quản thiên địch quá dài trong nhiệt độ thấp. Sau nuôi thiên địch nếu không sử dụng phải bảo quản ở nhiệt độ thấp, thời gian bảo quản càng dài càng làm giảm hiệu quả.
- Khi nhân nuôi trong điều kiện nhân tạo càng dài thì thiên địch càng bị thoái hoá, giảm hiệu quả khống chế sâu hại. Vì vậy cần định kỳ phục tráng nguồn thiên địch để nhân nuôi lượng lớn.

- Thả thiên địch tránh các thời gian nóng nhất trong ngày, thường vào buổi sáng và buổi chiều mát.
- Không thả thiên địch trước khi có gió mạnh, mưa.
- Tuỳ đối tượng thiên địch mà chọn pha phát dục để thả vào sinh quần cho phù hợp. Đối với bọ mắt vàng Chrrysopa carnea thì sử dụng ấu trùng tuổi 2 để thả, ong mắt đỏ được sử dụng pha nhộng (trong trứng ký chủ) sắp vũ hoá để thả...
- Các thiên địch khi nhân nuôi lượng lớn trong điều kiện nhân tạo đem ra thả theo 2 cách:
+ Thả tràn ngập là sử dụng một lượng lớn thiên địch để thả vào sinh quần nông nghiệp nơi có đối tượng sâu hại cần phòng chống. Cần thả lượng thiên địch nhiều hơn cần thiết để nhằm áp đảo dịch hại.
+ Thả bổ sung để tự tích luỹ là cách thả thiên địch theo định kỳ với số lượng cá thể thiên địch không nhiều trong mỗi lần thả.
Việc bổ sung để tích luỹ được tiến hành vào đầu vụ gieo trồng khi mật độ lài côn trùng hại đạt muắc thấp đủ để làm thức ăn cho loài thiên địch.