Thiên địch
Kiểm soát sinh học hay kiểm soát bằng sinh vật, còn gọi là thiên địch là một phương pháp kiểm soát dịch hại, cho dù là động vật gây hại như côn trùng và ve, cỏ dại, hoặc mầm bệnh ảnh hưởng đến động vật hoặc thực vật bằng cách sử dụng các sinh vật khác.[1] Nó tùy vào sự săn mồi, ký sinh, ăn thực vật, hoặc các cơ chế tự nhiên khác, nhưng thường cũng bao gồm vai trò quản lý tích cực của con người. Nó có thể là một thành phần quan trọng của các chương trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Động vật không xương sống và các sinh vật đa bào khác được các cơ quan chức năng ở Mỹ đăng ký là tác nhân kiểm soát sinh học[2] và châu Âu rất khác so với vi sinh vật, vốn được đăng ký là thuốc trừ sâu sinh học.[3]
Có ba chiến lược cơ bản trong kiểm soát sinh học: cổ điển (nhập khẩu), trong đó thiên địch của dịch hại được đưa vào với hy vọng kiểm soát được dịch hại; cảm ứng (tăng cường), trong đó một quần thể lớn thiên địch được đưa vào để kiểm soát dịch hại nhanh chóng; và cấy giống (bảo tồn), trong đó các biện pháp được thực hiện để duy trì thiên địch thông qua việc tái thiết lập thường xuyên.[4]
Thiên địch của côn trùng đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế mật độ của các loài gây hại tiềm tàng. Các tác nhân kiểm soát sinh học như vậy bao gồm Động vật ăn thịt, Ký sinh trùng, Mầm bệnh và Đối thủ cạnh tranh. Các tác nhân kiểm soát sinh học bệnh thực vật thường được gọi là tác nhân đối kháng. Các tác nhân kiểm soát sinh học cỏ dại bao gồm động vật ăn hạt, Động vật ăn cỏ và tác nhân gây bệnh thực vật.
Kiểm soát sinh học có thể gây ra tác dụng phụ đối với đa dạng sinh học thông qua việc tấn công các loài không phải mục tiêu bằng bất kỳ cơ chế nào nêu trên, đặc biệt là khi một loài được đưa vào mà không hiểu rõ về những hậu quả có thể xảy ra.
Lịch sử
Thuật ngữ "kiểm soát sinh học" lần đầu tiên được Harry Scott Smith sử dụng tại cuộc họp năm 1919 của Chi nhánh Sườn Thái Bình Dương thuộc Hiệp hội Côn trùng học Kinh tế Hoa Kỳ, tại Riverside, California.[5] Phương pháp này được nhà côn trùng học Paul H. DeBach (1914–1993) sử dụng rộng rãi hơn sau khi ông dành cả đời nghiên cứu về sâu hại cây họ cam quýt.[6][7] Tuy nhiên, phương pháp này đã được sử dụng từ nhiều thế kỷ trước. Báo cáo đầu tiên về việc sử dụng một loài côn trùng để kiểm soát côn trùng gây hại xuất hiện từ "Nanfang Caomu Zhuang" (南方草木狀 Các loài thực vật vùng phía Nam) (Bản mẫu:Circa), được cho là của nhà thực vật học "Ji Han" (嵇含, 263–307) thuộc triều đại Jin (265-420), trong đó có đề cập rằng "Người Giao chỉ bán kiến và tổ của chúng gắn trên cành cây, trông giống như những chiếc phong bì bông mỏng, con kiến màu vàng đỏ to hơn bình thường. Nếu không có những con kiến này, các loại trái cây họ cam quýt ở miền Nam sẽ bị côn trùng phá hoại nghiêm trọng."[8] Loại kiến được sử dụng được gọi là kiến huang gan (huang = vàng, gan = cam) (Oecophylla smaragdina). Phương pháp này sau đó được Ling Biao Lu Yi ghi chép lại (cuối thời Đường hoặc đầu thời Ngũ Đại), trong Ji Le Pian của Zhuang Jisu (thời Tống), trong Sách Trồng Cây của Yu Zhen Mu (thời Minh), trong sách Quang Đông Hành Vũ (thế kỷ 17), Lingnan của Wu Zhen Fang (thời Thanh), trong Nanyue Miscellanies của Li Diao Yuan, và những người khác.[8]
Các kỹ thuật kiểm soát sinh học như chúng ta biết ngày nay bắt đầu xuất hiện vào những năm 1870. Trong thập kỷ này, tại Hoa Kỳ, nhà côn trùng học bang Missouri, C. V. Riley và nhà côn trùng học bang Illinois, W. LeBaron, đã bắt đầu phân phối lại các loài ký sinh trong phạm vi tiểu bang để kiểm soát sâu hại cây trồng. Chuyến hàng quốc tế đầu tiên vận chuyển côn trùng làm tác nhân kiểm soát sinh học được thực hiện bởi Charles V. Riley vào năm 1873, vận chuyển đến Pháp loài ve ăn thịt Tyroglyphus phylloxera để giúp chống lại rệp hại nho (Daktulosphaira vitifoliae) đang tàn phá cây nho ở Pháp. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã khởi xướng nghiên cứu về kiểm soát sinh học cổ điển sau khi thành lập Phân ban Côn trùng học vào năm 1881, với C. V. Riley làm Trưởng phân ban. Lần nhập khẩu ong ký sinh đầu tiên vào Hoa Kỳ là loài ong ký sinh Cotesia glomerata vào năm 1883–1884, được nhập khẩu từ châu Âu để kiểm soát loài bướm trắng bắp cải Pieris rapae xâm lấn. Vào năm 1888–1889, bọ rùa Novius cardinalis được du nhập từ Úc đến California để kiểm soát rệp bông Icerya purchasi. Điều này đã trở thành một vấn đề lớn đối với ngành công nghiệp trồng cam quýt mới phát triển ở California, nhưng đến cuối năm 1889, quần thể rệp bông đã giảm đáng kể. Thành công lớn này đã dẫn đến việc du nhập thêm nhiều loài côn trùng có lợi vào Hoa Kỳ.[9][10]
Năm 1905, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ khởi xướng chương trình kiểm soát sinh học quy mô lớn đầu tiên, cử các nhà côn trùng học đến châu Âu và Nhật Bản để tìm kiếm thiên địch của sâu bướm Lymantria dispar dispar và sâu bướm Euproctis chrysorrhoea, những loài gây hại xâm lấn cây cối và bụi rậm. Kết quả là, chín loài ký sinh (ong đơn độc) của sâu bướm Lymantria dispar, bảy loài của sâu bướm Euproctis chrysorrhoea và hai loài thiên địch của cả hai loại sâu bướm đã được thiết lập ở Hoa Kỳ. Mặc dù sâu bướm Lymantria dispar không được kiểm soát hoàn toàn bởi các thiên địch này, nhưng tần suất, thời gian và mức độ nghiêm trọng của các đợt bùng phát đã giảm và chương trình được coi là thành công. Chương trình này cũng dẫn đến sự phát triển của nhiều khái niệm, nguyên tắc và quy trình để thực hiện các chương trình kiểm soát sinh học.[9][10][11]
Opuntia được du nhập vào Queensland, Úc như một loại cây cảnh, bắt đầu từ năm 1788. Chúng nhanh chóng lan rộng, bao phủ hơn 25 triệu hecta của Úc vào năm 1920, tăng thêm 1 triệu hecta mỗi năm. Việc đào bới, đốt cháy và nghiền nát đều tỏ ra không hiệu quả. Hai tác nhân kiểm soát đã được đưa vào để giúp kiểm soát sự lây lan của cây, đó là bướm đêm Cactoblastis cactorum và rệp Dactylopius. Từ năm 1926 đến năm 1931, hàng chục triệu trứng bướm đêm xương rồng đã được phân phát khắp Queensland với thành công lớn, và đến năm 1932, hầu hết các khu vực trồng xương rồng gai đã bị tiêu diệt.[12]
Trường hợp đầu tiên được ghi nhận về nỗ lực kiểm soát sinh học cổ điển ở Canada liên quan đến loài ong ký sinh Trichogramma minutum. Các cá thể được William Saunders bắt ở bang New York và thả vào các khu vườn ở Ontario năm 1882, ông là một nhà hóa học được đào tạo bài bản và là Giám đốc đầu tiên của Trang trại Thực nghiệm Liên bang, để kiểm soát sâu đục quả lý chua xâm lấn Nematus ribesii. Từ năm 1884 đến năm 1908, nhà côn trùng học đầu tiên của Liên bang, James Fletcher, tiếp tục đưa vào các loài ký sinh và mầm bệnh khác để kiểm soát sâu hại ở Canada.[13]
Chiến lược
Có ba chiến lược kiểm soát dịch hại sinh học cơ bản: nhập khẩu, tăng cường và bảo tồn.[14]
Nhập khẩu
.jpg){kind=link}
Nhập khẩu hoặc kiểm soát sinh học cổ điển là việc đưa các loài thiên địch của dịch hại đến một địa điểm mới nơi chúng không sinh sống tự nhiên. Những trường hợp ban đầu thường không chính thức và không dựa trên nghiên cứu; một số loài được du nhập sau đó lại trở thành dịch hại nghiêm trọng.[15]
Alternanthera philoxeroides được du nhập vào Hoa Kỳ từ Nam Mỹ. Nó bén rễ ở vùng nước nông, gây cản trở giao thông đường thủy, tưới tiêu và kiểm soát lũ lụt. Bọ cánh cứng ăn cỏ cá sấu (Agasicles hygrophila) và hai loài kiểm soát sinh học khác đã được thả ở Florida, làm giảm đáng kể diện tích đất bị loài cây này bao phủ.[16] Một loại cỏ dại thủy sinh khác, cây xô thơm khổng lồ (Salvinia molesta), là một loài gây hại nghiêm trọng, bao phủ các tuyến đường thủy, làm giảm lưu lượng nước và gây hại cho các loài bản địa. Việc kiểm soát bằng bọ cánh cứng ăn xô thơm (Cyrtobagous salviniae) và bướm đục thân xô thơm (Samea multiplicalis) có hiệu quả ở những vùng khí hậu ấm áp.[17][18] và ở Zimbabwe, tỷ lệ kiểm soát cỏ dại đạt 99% trong vòng hai năm.[19]
Tranh cãi
Phương pháp tăng cường bao gồm việc thả thêm các thiên địch tự nhiên có mặt trong một khu vực cụ thể, nhằm thúc đẩy quần thể thiên địch tự nhiên ở đó. Trong phương pháp thả giống, một số lượng nhỏ tác nhân kiểm soát được thả định kỳ để chúng sinh sản, với hy vọng thiết lập sự kiểm soát lâu dài và do đó giữ cho dịch hại ở mức thấp, mang tính phòng ngừa hơn là chữa trị. Ngược lại, trong phương pháp thả ồ ạt, một số lượng lớn được thả với hy vọng nhanh chóng làm giảm quần thể dịch hại gây hại, khắc phục vấn đề đã phát sinh. Phương pháp tăng cường có thể hiệu quả, nhưng không đảm bảo thành công và phụ thuộc vào các chi tiết cụ thể của sự tương tác giữa từng loại dịch hại và tác nhân kiểm soát.[20]
Bảo tồn
Bảo tồn các thiên địch hiện có trong môi trường là phương pháp thứ ba trong kiểm soát dịch hại sinh học.[21] Các thiên địch đã thích nghi với môi trường sống và với loài gây hại mục tiêu, và việc bảo tồn chúng có thể đơn giản và tiết kiệm chi phí, chẳng hạn như khi trồng các loại cây lấy mật ở ven ruộng lúa. Những cây này cung cấp mật hoa để hỗ trợ các loài ký sinh và thiên địch của rầy nâu và đã được chứng minh là rất hiệu quả (giảm mật độ sâu hại từ 10 đến thậm chí 100 lần) đến mức nông dân phun ít hơn 70% thuốc trừ sâu và năng suất tăng 5%.[22] Tương tự, người ta cũng tìm thấy các loài thiên địch của rệp vừng trong các bụi cỏ mọc ven hàng rào ruộng ở Anh, nhưng chúng lan quá chậm nên không thể đến được trung tâm ruộng. Biện pháp kiểm soát được cải thiện bằng cách trồng một dải cỏ rộng một mét ở trung tâm ruộng, cho phép các loài thiên địch của rệp vừng trú đông ở đó.[21]
Tham khảo
Trang Bản mẫu:Tham khảo/styles.css không có nội dung.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ a ă Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
- ^ a ă Coulson, J. R.; Vail, P. V.; Dix M.E.; Nordlund, D.A.; Kauffman, W.C.; Eds. 2000. 110 years of biological control research and development in the United States Department of Agriculture: 1883–1993. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service. pages=3–11
- ^ a ă Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
- ^ Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ a ă Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
- ^ Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
Đọc thêm
Tổng quan
- Wiedenmann, R. (2000). Introduction to Biological Control Bản mẫu:Webarchive. Midwest Institute for Biological Control, Illinois.
- Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
- Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
- Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
- Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Citation/CS1”.
Tác động đến đa dạng sinh học bản địa
- Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
- Weeden, C. R.; Shelton, A. M.; Hoffman, M. P. Biological Control: A Guide to Natural Enemies in North America.
- Cane toad: a case study. 2003.
- Humphrey, J. and Hyatt. 2004. CSIRO Australian Animal Health Laboratory. Biological Control of the Cane Toad Bufo marinus in Australia
- Bản mẫu:Chú thích tập san học thuật
- Johnson, M. 2000. Nature and Scope of Biological Control. Biological Control of Pests.
Tác động kinh tế
Liên kết ngoài
Bản mẫu:Navbox Bản mẫu:Côn trùng trong nuôi trồng
Bản mẫu:Chân trang nông nghiệp
Bản mẫu:Portal bar Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Authority control”.