HỆ SINH THÁI NN-CÔNG NGHỆ SINH THÁI

TRUNG TÂM BẢO VỆ THỰC VẬT PHÍA NAM

THÁNG 8 NĂM 2012

Heä sinh thaùi?

• Bao goàm taát caû nhöõng loaøi sinh vaät soáng trong töông quan beàn vöõng vôùi caùc yeáu toá moâi tröôøng taïi moät nôi naoø ñoù.Tuyø theo sinh caûnh chia heä sinh thaí:

• Heä sinh thaí noâng nghieäp (Agro-Ecosystem)

• Heä sinh thaùi röøng • Heä sinh thaùi bieån...

Ñaëc ñieåm heä sinh thaùi noâng nghieäp

• 1. Khoâng töï nhieân, duy trì naêng löôïng do con ngöôøi cung caáp

• 2. Caùc caây troàng hieän dieän ôû maät soá baoù ñoäng

• 3. Gioáng caây troàng ñöôïc choïn loïc ra töø trong töï nhieân, nhöng ñaõ ñöôïc bieán ñoåi ñeå cho naêng suaát cao neân khoâng coù khaû naêng töï toàn

• 4. Caùc kyõ thuaät thaâm canh veà laâu daøi seõ coù taùc duïng nghòch vôùi söï beàn vöõng cuûa heä sinh thaùi

• 5. Heä sinh thaùi NN ñaõ taïo ra nhieàu loã hoûng deã bò dòch haïi taán coâng

Positives (“yang”)N/c sinh thái học,

Giống khángCông nghệ sinh thái

Tập huấn IPM Hệ thống dich vụ sinh thái

Positives (“yang”)N/c sinh thái học,

Giống khángCông nghệ sinh thái

Tập huấn IPM Hệ thống dich vụ sinh thái

Mặt tích cực và tiêu cực trong quản lý dịch hại trong hệ sinh thái

Negatives (“yin”)Sử dụng thuốc BVTV quá mức

và không cần thiết.Thiếu sự đa dạng sinh học

Đẩy mạnh sử dụng thuốc hóa học

Negatives (“yin”)Sử dụng thuốc BVTV quá mức

và không cần thiết.Thiếu sự đa dạng sinh học

Đẩy mạnh sử dụng thuốc hóa học

BalanceChính sách, cấu trúc môi trường xã hội

Chi trả cho việc phục vụ cải thiện môi trường Chính sách ủng hộ môi trường xanhĐiều chỉnh ngăn ngừa việc lạm dụng

BalanceChính sách, cấu trúc môi trường xã hội

Chi trả cho việc phục vụ cải thiện môi trường Chính sách ủng hộ môi trường xanhĐiều chỉnh ngăn ngừa việc lạm dụng

Các yếu tố thúc đẩy mặt tiêu cực hiện nay

PositivesN/c HST

Giống khángCN ST,

Tập huấn IPMGiảm thuốc hóa học

Dịch vụ sinh thái

NegativesĐẩy mạnh việc sử dụng thuốc hóa học với nhiều hình thức.

Chính phủ trợ giá thuốc Giá thuốc thấp, Lạm dụng thuốc

Cấu trúc hệ thống có lợi cho mặc tiêu cựcHệ thống quản lý điều tiết thuốc hóa học không tương xứng Người làm chính sách không tiếp cận khái niệm dịch vụ HST

Thiếu mô hình hoạt động của nền NN bền vững Chấp nhận việc sử dụng thuốc và đi đến lạm dụng

Các hoạt động trong hệ sinh thái-vai trò của thiên dịch

Các họat động trong hệ sinh thái ruộng lúa

Lúa

Rầy nâuSâu

cuốn lá Bọ xít hôi

Ong ký sinh

Kiến ba khoang

Nhện

Sâu đục thân

Chim én Cóc ?

Chuồn chuồn

Tầng 1

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 4

Chuổi và Mạng thức ăn

Chất hữu cơ

Côn trùng họai sinh

• Chất hữu cơ trong đất

và vai trò của động vật phân hủy

• Muỗi nước: Chironomidae, Diptera

LÚA

“Trùn đỏ” sống ở đáy ăn chất hữu cơ đang phân hủy

Thiêu thân (Baetidae, Ephemeroptera)cũng phân hũy chất hữu cơ

Điên điển nhỏ1-2 mm, ăn lăngquăng (Dytiscidae,Coleoptera)

Ruồi bắt mồi (Empididae, Diptera): dài 4-5 mm

Boatman nhỏ 1-2 mm, ăn rong rêu (Corixidae, Hemiptera)

Cân bằng sinh học của sâu cuốn lá lúa

Bọ xítBắt mồi

Sâu cuốn lá lúa

Nhện các lọai

Bọ rùa

Chuồn chuồn

Nấm

Ong ký sinh

Ruồi ký sinh

Ong ký sinh

Dế cây

Ong ký sinh

Ong ký sinh

Ong ký sinhNematode

Lúa

Rầy nâuSâu

cuốn lá Bọ xít hôi

Ong ký sinh

Kiến ba khoang

Nhện

Sâu đục thân

Chim én Cóc ?

Chuồn chuồn

Tầng 1

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 4Thuốc

sâu

Lúa

Sâu cuốn lá Bọ xít hôi

Kiến ba khoang

Sâu đục thân

Chim én Cóc ?

Chuồn chuồn

Tầng 1

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 4 RNâuDi cư

Vai trò của thiên địch đối với sâu hại

Tái bộc phát (resurgence)

Gây hại kinh tế

Sâu hại Thiên địch

Ngưỡng hành độngPhun thuốc sớm

Phun thuốc đúng

Thiên địch (Natural Enemies)

Thiên địch trên ruộng lúa

• Nhóm ký sinh - Parasitoid

• Nhóm bắt mồi ăn thịt - Predator

• Nhóm gây bệnh – Pathogens (fungus, virus diseases)

• Thiên địch ký sinh (parasitoids):1. Nhỏ, yếu, chậm nên không bắt được mồi,

– nhưng có khả năng ký sinh ở giai đoạn ấu trùng trong con mồi,

– còn giai đọan trưởng thành sống tự do bên ngòai, thường ăn mật và phấn hoa.

2. Thường chuyên tính về con ký chủ.

3. Do đó, rất hữu hiệu nhưng dễ biến mất trong hệ sinh thái khi hết con mồi, cần nuôi thả bỗ xung.

Ký sinh

• Hoàn thành một phần vòng đời bên trong ký chủ

• Giết chết ký chủ

• Ký sinh ở giai đoạn non (trứng, ấu trùng)

• Thành trùng sống tự do

Ký sinh trứng

Ong đen (Telenomus rowani )(Hymenoptera-Scelionidae)

• Ký sinh trứng sâu đục thân màu vàng và màu trắng• Một ký sinh phát triển trong một trứng• Một ong đẻ 20-40 trứng

Ong xanh (Tetrastichus schoenobii )(Hymenoptera-Eulophidae)

• Ký sinh trứng sâu đục thân màu vàng và màu trắng• Một ký sinh phát triển trong một trứng

Telenomus cyrus ký sinh trứng bọ xít đen(Hymenoptera-Scelionidae)

Ong Gonatocerus spp.(Hymenoptera-Mymaridae)

• Ký sinh trứng sâu cuốn lá nhỏ và rầy thân• Đẻ trung bình 8 trứng/ngày• Trứng bị ký sinh: màu vàng nâu, nâu đỏ• Trứng không ký sinh: trắng

Ong Anagrus flaveolus(Hymenoptera-Mymaridae)

Ký sinh trứng sâu cuốn lá và rầy thânđẻ trung bình 20-40 trứng

Ong ký sinh trứng rầy (Oligosita naias)(Hymenoptera-Trichogrammatidae)

Ong Trichogramma japonicum(Hymenoptera-Trichogrammatidae)

Ký sinh sâu đục thân màu vàng và màu trắngđẻ trên 40 trứng

Ong Copidosomopsis nacoleiae(Hymenoptera-Encyrtidae )

Ký sinh trứng sâu cuốn lá nhỏ

Ký sinh sâu non

Amauromorpha accepta(Hymenoptera-Ichneumonidae )

Ký sinh sâu non: đục thân màu vàng và màu trắng

Itoplectis narangae(Hymenoptera-Ichneumonidae )

Ký sinh sâu non: đục thân sọc nâu, màu hồng, sâu đo xanh

Macrocentrus philippinensis(Hymenoptera-Braconidae )

Ký sinh sâu non sâu cuốn lá

Ong vàng (Xanthopimpla flavolineata)(Hymenoptera-Ichneumonidae )

Ký sinh sâu đục thân

Temelucha philippinensis(Hymenoptera-Ichneumonidae )

Ký sinh sâu đục thân và sâu cuốn lá

Stenobracon nicevillei(Hymenoptera-Braconidae )

Ký sinh sâu đục thân màu vàng và màu hồng

Cotesia flavipes(Hymenoptera-Braconidae )

Ký sinh sâu đục thân và sâu đo xanh

Ong đen đùi to (Brachymeria excarinata)(Hymenoptera-Chalcididae )

Ký sinh sâu cuốn lá

Ký sinh rầy lá và rầy thân

Ruồi đầu to (Halictophagus spectrus)(Order Strepsiptera - Halictophagidae)

Ký sinh rầy lá

Ong Kiến (Haplogonatopus apicalis)(Hymenoptera-Dryinidae)

Ký sinh rầy nâu

Ruồi đầu to (Tomosvaryella subvirescens)(Diptera-Pipunculidae)

Ký sinh rầy lá

Ruồi (Pipunculus mutillatus)(Diptera-Pipunculidae)

Ký sinh rầy lá

Vai trò của thiên địch

• Thiên địch bắt mồi (predators):1. Lớn, khỏe, nhanh để bắt được mồi

2. Đa thực và ăn nhiều con mồi cùng lúc, kể cả mật hoa và phấn hoa cho một số lòai (bọ rùa, ruồi syrphid ăn rầy mềm…)

3. Dễ hiện diện

thường xuyên trong

hệ sinh thái

Nhện Lycosa (Lycosa pseudoannulata)(Order Araneae –Lycosidae)

Ăn bướm sâu đục thân, bướm sâu cuốn lá, sâu cuốn lá, rầy, ruồi đục lá (5-15 con mồi/ngày)

Nhện Linh miêu (Oxyopes javanus)(Araneae – Oxyopidae)

Ăn bướm, ruồi đục lá, rầy lá rầy thân(2-3 bướm/ngày)

Nhện lưới (Argiope catenulata)(Araneae - Araneidae)

Ăn bướm, rầy, châu chấu...

Nhện chân dài (Tetragnatha maxillosa)(Araneae –Tetragnathidae)

Ăn bướm sâu đục thân, sâu cuốn lá,

rầy lá và rầy thân

Bọ Rùa (Micraspis hirashimai)(Coleoptera – Coccinellidae)

Ăn ầu trùng rầy, sâu non mới nở, trứng trần(5-10 con/ngày)

Bọ Rùa (Harmonia octomaculata )(Coleoptera – Coccinellidae)

Ăn ầu trùng rầy, sâu non mới nở, trứng trần(5-10 con/ngày)

Bọ xít mù xanh (Cyrtorhinus lividipennis)(Hemiptera – Miridae)

Ăn trứng và ấu trùng rầy lá, rầy thân(7-10 trứng hoặc 1-5 rầy/ngày)

Kiến Ba Khoang (Ophionea nigrofasciata)(Coleoptera – Carabidae)

Ăn sâu cuốn lá và rầy nâu(3-5 con/ngày)

Kiến 3 khoang (Paederus fuscipes)(Coleoptera-Staphylinidae)

Ăn rầy, trứng, bướm nhỏ (2-4 con/ngày)

Ăn rầy cám (4-7 rầy/ngày)

Bọ xít nước ăn thịt (Microvelia douglasi)(Hemiptera-Veliidae)

Bọ xít gọng vó (Limnogonus fossarum)(Hemiptera-Gerridae)

Ăn rầy, bướm, sâu(5-10 con/ngày)

Dế nhảy- Anaxipha longipennis(Orthoptera-Grylliidae)

Ăn trứng sâu đục thân, sâu cuốn lá, sâu keo, ruồi đục lá, ấu trùng rầy

Muồm muỗm (Conocephalus longipennis)(Orthoptera-Tettigoniidae)

Ăn trứng bọ xít bôi, trứng sâu đục thân, ấu trùng rầy(3-4 ổ trứng/ngày)

Chuồn chuồn kim (Agriocnemis femina femina)(Odonata-Coenagrionidae)

Ăn rầy và bướm

Bọ đuôi kìm(Euborellia stalli)

Ăn ấu trùng sâu đục thân, sâu cuốn lá(20-30 con/ngày)

Order Dermaptera – earwigs (predator)

Family Chelisochidae

Cerci

Bọ ngựa (Mantis) (Mantodea- Mantidae)

Ăn nhiều loại côn trùng

Nguồn bệnh

• Nấm• Vi khuẩn• Virus• Tuyến trùng

Nấm Trắng: Beauveria bassiana

Rầy, sâu đục thân, sâu cuốn lá, bọ xít hôi, bọ xít đen, cào cào...

Nấm Xanh: Metarhizium anisopliae

Nấm bột xanh kí sinh

Nấm tua (Hirsutella citriformis)

Metarhizium anisopliaeHirsutella citriformis

Nấm bột (Nomuraea rileyi)

Ký sinh sâu đục thân, sâu cuốn lá, sâu keo

NUCLEAR POLYHEDROSIS VIRUSES (NPV)(Baculovirus:Baculoviridae)

Sâu keo

NEMATODE(Nematoda:Mermithidae)

Sâu đục thân

Virus kí sinh

Phòng trừ sinh học1).Ometar (Viện Nghiên Cứu Lúa ĐBSCL)2).Nấm Xanh (Cty Sinh Thành)

Nấm xanh ly trích từ

chế phẩm Ometar

Nấm xanh ly trích từ chế phẩm Bemetent

Nấm Trắng ly trích từ chế phẩm Bemetent

Nấm Tím ly trích từ chế phẩm Bemetent

Nuôi cấy nấm từ

rầy nâu

Mấm mọc trên môi trường nuôi cấy

(nguồn Trần Văn Hai – CTU)

• Nấm Xanh: Metarhizium anisopliae

• Nấm Trắng: Beauveria bassiana

• Nấm Tím: Paecilomyces sp.

Đừng lạm dụng thuốc hóa học!

DỊCH VỤ SINH THÁI -CÔNG NGHỆ SINH THÁI

• DỊCH VỤ SINH THÁI: Là trung tâm, tương tác qua lại với:

• DỊCH VỤ VĂN HÓA (Kiến thức/Trình độ, Nghệ thuật, Xác định và Quyết định vấn đề.

• DỊCH VỤ QUY LUẬT (Tác nhân thụ phấn cây trồng, Phòng trừ sinh học)

• DỊCH VỤ CUNG ỨNG (Sản phẩm nuôi/trồng, Chu trình dinh dưỡng, Nước)

Kỹ thuật sinh thái, lý thuyết và ứng dụng

Lý thuyếtvề sinh thái

Ứng dụngSinh thái học

Kỹ thuật sinh thái

Thiết kế HST nông nghiệp

Evolutionarybiology

Systems theory

Populationecology Monitoring

Impactassessment

Resourcemanagement

After Gurr et al 2004

Biodiversity, Ecological Engineering & Resilience to Pests

Ecological Engineering techniques

Genetic biodiversityHabitat biodiversity

Species Space Time

Species Biodiversity Parasitoids, Predators

Ecosystem ServicesPest invasion resistance, Pest and disease regulationPollination

Rationalizing pesticide useReduction, pro environment products, timing

Ecosystem functionsPollination, parasitism, predation KL. Heong, 2010

Biodiversity, ecosystem functioning, and ecosystem services

BiodiversityNumber of species

AbundanceCompositionInteractions

Ecosystem Functions

Ecosystem ServicesProvisioning services•Food, fuel, fiber•Genetic resources•Fresh water

Supporting services•Primary production•Provision of habitats•Nutrient and water cycling•Soil formation and retention

Cultural services•Spiritual and religious values•Education and inspiration•Recreation and aesthetic values

Regulating services•Invasion resistance•Pollination•Pest and disease regulation•Climate regulation•Natural hazard protection•Water purificationKL. Heong, 2010

Relationship between different strands of Ecosystem Services and Ecological Engineering. CS: Cultural Services, PS: Provisioning

Services, RS: Regulating Services.

IdentityKnowledgeAesthetics

CS

BiocontrolPollination

RS

Ecological Engineering

Appreciation ofnatural mechanisms

Food and dietWork patternsCultural costs

Attitudes towards landLand use patterns, traditions, habits

Economic gains

Nutrient and water flowsLand-use intensity

Perception ofnatural mechanismsLandscape quality

ProductivityNutrient and water

flows

Nutrient cyclingWater provisionCrop production

PS

Josef Settele, 2011

1994 (No spray insecticide at the early stage)

2001 (3 R & 3 G)

2009 (1 must do & 5 Reductions)

2011 (Eco-Eng)

Design workshop

• Pre-Post farmer’s interview (KAP)• Posters for communication of “Eco-En”

Trung tâm Bảo vệ thực vật – phía Nam,Long Định, Châu Thành, Tiền Giang • Địa chỉ liên hệ: Trung tâm Bảo vệ thực vật – phía Nam,

Long Định, Châu Thành, Tiền Giang

Thoai Giang – Thoai Son Autumn-Winter 2010

Some flower species were grown

Ong ký sinh trứng Rầy

Trứng rầy bị ong Anagrus sp. ký sinh

Vĩnh Khánh – Thoại Sơn Đông Xuân 2010-2011

Designing for demo. “Eco-Eng”

Pano Poster Leaflet

Banroll

“Công nghệ sinh thái” được thực hiện dựa trên cơ sở:

Question No.

00010203040506070809101112131415

A. “IPM” + “3 Giảm – 3 Tăng” + “Gieo sạ đồng loạt né Rầy” + Trồng hoa trên bờ ruộng dẫn dụ thiên địch.

B. Chỉ trồng hoa trên bờ ruộng.

C. Trồng hoa trên bờ ruộng và sử dụng thuốc trừ sâu khi cần thiết.

D. Trồng hoa trên bờ ruộng và sử dụng thuốc trừ sâu gốc thảo mộc khi cần thiết.

Question No.

00010203040506070809101112131415“Công nghệ sinh thái” đượcđịnh nghĩa như sau:

A. Không sử dụng thuốc trừ sâu sớm ở giai đoạn đầu của cây lúa .

B. Chỉ trồng hoa trên bờ ruộng!

C. Kết hợp giữa “IPM” và “Gieo sạ đồng loạt né Rầy”.

D. Sự phát họa về xã hội của con người theo hướng môi trường tự nhiên của nó để cả hai cùng có lợi .

Con nào sau đây không phải là côn trùng có ích?

Question No.

00010203040506070809101112131415

A. Bọ rùa.

B. Nhện ăn mồi.

C. Chuồn chuồn.

D. Tất cả chúng đều là côn trùng có ích.

Kieán thöùc laø söùc maïnh !

Business @ the Speed of Thought: Using a Digital Nervous System

Bill Gates (1999)

Söùc maïnh khoâng trôû thaønh kieán thöùc coù

ñöôïc nhöng töø

kieán thöùc coù theå chia seû ñöôïc thaønh söùc maïnh

KIEÁN THÖÙC (Knowledge)

THANK YOU VERY MUCH!

Làm lúa liên tục 145 vụ, năng suất vẫn ổn định nếu quản lý việc thâm canh tốt

Nguồn: Hồ Văn Chiến, 8/7/2012

145 vụ

N khác nhau cho

các thời vụ khác nhau

Hình chụp tại ruộng thí nghiệm của IRRI

Nguồn: Hồ Văn Chiến, 8/7/2012

Kết luận

Năng suất

Oviposition of WBPH induces ovicidal reaction in rice plant

Dead WBPH eggs

Ovicidal activity induced by oviposition of WBPH

• On Japanese rice varieties, ovipositional lesion often turn brawn and watery. Ovicidal substance, benzyl benzoate is produced in such lesions and more than 80% WBPH eggs die.

Healthy WBPH eggs

Seino et al. (1996) Appl. Entomol. Zool.

o

o

Benzyl benzoateo

o

Benzyl benzoateo

o

Cây trồng tự bảo vệ với động vật ăn cỏ, nấm bệnh - Dùng hóa chất

thông tin để gọi thiên địch !

Gai to hoặc gai nhỏ

Hóa chất xua đuổi hoặc thông tin cho thiên địch như Kairone

Cây trồng

Lông trên bề mặt thân hoặc lá

Hàng rào tổng hợp (wax, lignin, resins, silica…. )

Qúa đau!

Không tương thích với cây kháng (R)

Sự lan truyền qua các phần khác của cây

Gia tăng sự ngăn chận của cây (Induced defenses of plant)

• Đối với bệnh với phản ứng siêu nhạy cảm (Hypersensitive reaction) (HR)

Hypersensitive Reaction

Vách tế bào

Tế bào thần kinh

Sự lan truyền bị ức chế

Có sự tương thích với cây mẫn cảm

(S)

Bệnh cây

Côn trùng

Sự lây nhiễm

Động vật ăn cỏ

Cây trồng

• Phản ứng siêu nhạy (Hypersensitive reaction (HR))

Gia tăng sự ngăn chặn của cây (Induced defenses of plant)

Cây trồng

• Induced resistance

• Hypersensitive reaction (HR)

Bệnh cây

Côn trùng

Tăng cường sự kháng của cây

Sự

kh

án

g, h

ay

trợ g

iúp

qu

a k

ý

sin

hEnzyme ức chế

Tạo ra chất kháng sinh

Alkaloids

Tăng cường hệ thống kháng (System Acquired Resistance)

Kích kháng tại chỗ (Local Acquired Resistance) (LAR)

Vết thương tăng cường hệ thống kháng, Tiết hóa chất thông tin…

Rice Plants

Leaf Sheath

Leaf Blade

Rice Blast

Bacterial blight

inoculation

WBPH

infestation

Effect of restricted infestation (leaf sheath only) of WBPH to rice plants on disease incidence

WBPH infestation induces resistance to rice blast disease in rice plants

infesteduninfested 0

10

20

30

40

50

WBPH infestation

No.

of

S-l

esio

ns

/ pla

nt

a

b

WBPH infestation

infested uninfested

Kanno & Fujita (2003) Entomol. exp. appl.

Rice plants were infested with WBPH (10 pairs/2day/plant) and sprayed with conidial suspension of rice blast fungus.

3 weeks after inoculation

WBPH infestation induces resistance to bacterial blight disease in rice plants

infe

sted

unin

feste

d

WB

PH

infe

statio

n

WBPH infestation

0

20

40

60

80

100

120

infested uninfestedle

ngt

h o

f b

ligh

t (m

m)

/ lea

f b

a

Rice plants were infested with WBPH (10 pairs/2days/plant) and inoculated with Xanthomonas oryzae pv. Oryzae by clip method.

2 weeks after inoculation

This resistance is induced not only locally, but also systemically (whole-plant).

0

10

20

30

40

50

60

len

gth

of

blig

ht

(mm

) /

leaf

infesteduninfestedWBPH infestation (on leaf sheath)

a

b

Bacterial Blight

infesteduninfested0

5

10

15

20

25

No.

of

S-l

esio

ns /

p

lan

t

a

b

WBPH infestation (on leaf sheath)

Rice Blast

Effect of restricted infestation (leaf sheath only) of WBPH to rice plants on disease

incidence

0

20

40

60

80

100

120

140

Lesio

n len

gth

(m

m)

／le

af

a

a

b b

WBPHreleasedunrelease

d insecticideapplied not

applied

0

5

10

15

20

25

30

35

No.

of

S-l

esio

ns /

p

lan

t

b b

a

a

WBPH

released unreleased insecticide

applied not applied

Field test : WBPH release induces disease resistance;

Insecticide application decreases WBPH and

promote incidence of rice diseases

Rice Blast Bacterial Blight

Decrease of

WBPH

Decrease of

WBPH

Satoh et al. (2005) Jpn. J. Appl. Entomol. Zool.

Accumulation of major phytoalexins in rice plants

after WBPH infestation

O

H

H

O

OH

Momilactone A

OCH3O

OH O

OH

Sakuranetin

Phytoalexin: low-molecular-weight antimicrobial compounds that are synthesized and accumulated in

plants after pathogen infection

*ED50 against ； ・ spore germination of M. grisea : 15 ppm ・ germ tube growth of M. grisea : 5

ppm