Một nghiên cứu mới do các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm chung MARA-CABI về an toàn sinh học Trung Quốc dẫn đầu đã phát hiện ra thời điểm tối ưu để áp dụng thuốc trừ sâu sinh học an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn để chống lại loài châu chấu di cư phương Đông.

Bản đồ các khu vực nghiên cứu (Dagang và Dongying) trên bờ biển phía Đông Trung Quốc. Tín dụng: Biên giới trong sinh lý học (2023). DOI: 10.3389/fphys.2023.1110998

Locusta migratoria manilensis được coi là một trong những loài gây hại nguy hiểm nhất đe dọa sản xuất cây trồng và an ninh lương thực ở Trung Quốc. Cây trồng có nguy cơ bao gồm ngô, lúa và đậu phộng. Đồng cỏ cũng có thể bị hư hại nghiêm trọng.

Mặc dù không có đợt bùng phát lớn nào trong những năm gần đây, nhưng vẫn có quần thể châu chấu di cư phương Đông với mật độ cao ở vùng đầm lầy của các tỉnh Cát Lâm, Sơn Tây và Sơn Đông, đe dọa sản xuất lương thực và hệ sinh thái của khu vực.

Tiến sĩ Hongmei Li, tác giả chính và Nhà khoa học cao cấp tại CABI ở Trung Quốc, cùng với các nhà khoa học đồng nghiệp bao gồm những người đến từ Trung tâm Dịch vụ và Khuyến nông Công nghệ Nông nghiệp Quốc gia, Bắc Kinh, Đại học Chiết Giang và Đại học Cordoba, Tây Ban Nha, cho rằng nhiệt độ cơ thể của châu chấu là chìa khóa cho hiệu quả của thuốc trừ sâu sinh học.

Mô hình nhiệt độ cơ thể châu chấu trong ngày (màu đỏ) và nhiệt độ mặt đất (màu xanh) ở hai khu vực nghiên cứu: Dagang (trái) và Dongying (phải). Trong mỗi giờ, đồ thị biểu thị giá trị trung bình (đường) và khoảng tin cậy (tức là sai số chuẩn). Tín dụng: Biên giới trong sinh lý học (2023). DOI: 10.3389/fphys.2023.1110998

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng nấm gây bệnh côn trùng (EPF) được quảng bá rộng rãi để giảm lượng thuốc trừ sâu có hại hơn được sử dụng để xử lý châu chấu di cư phương Đông nhưng chúng có xu hướng hoạt động tốt hơn đối với côn trùng có nhiệt độ cơ thể thấp hơn.

Tiến sĩ Hongmei Li và các nhà khoa học cho rằng nên áp dụng thuốc trừ sâu sinh học cho châu chấu non vào lúc bình minh hoặc hoàng hôn vì chúng có xu hướng có nhiệt độ thấp hơn thích hợp hơn cho sự phát triển của EPF—do đó giảm thiểu nguy cơ bùng phát châu chấu.

Tiến sĩ Hongmei Li cho biết: “Các kỹ thuật quản lý dịch hại hiện tại sẽ được hưởng lợi từ việc hiểu được nhịp điệu hành vi của sâu bệnh mục tiêu và nhiệt độ cơ thể của nó, một khía cạnh quan trọng chưa được nghiên cứu kỹ và có khả năng hạn chế hiệu quả của thuốc trừ sâu sinh học trong điều kiện tự nhiên”.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Frontiers in Physiology nhằm tìm hiểu mô hình hành vi ở các giai đoạn khác nhau của rầy và trưởng thành của châu chấu di cư phương Đông cũng như các yếu tố môi trường điều chỉnh nhiệt độ cơ thể của chúng thông qua quan sát thực địa.

Việc lấy mẫu chuyên sâu tại hai vùng chăn nuôi chính ở Trung Quốc đã được thực hiện. Điều này bao gồm việc ghi lại nhiệt độ cơ thể ngày và đêm của 953 con châu chấu cũng như các đặc điểm hình thái của chúng (giai đoạn, giới tính và kích thước) cũng như môi trường sống vi mô của chúng.

Tiến sĩ Hongmei Li cho biết thêm: “Kết quả cho thấy châu chấu thích mặt đất làm môi trường sống phụ cho hoạt động chính của chúng, đặc biệt là đối với châu chấu.

"Trâu trưởng thành có xu hướng di chuyển lên trên tán sậy vào hai thời điểm cao điểm là 10 giờ sáng đến 11 giờ sáng và 2 giờ chiều đến 3 giờ chiều. Nhiệt độ cơ thể châu chấu vào ban ngày tăng theo giai đoạn phát triển và kích thước, trong khi mô hình ngược lại xảy ra vào ban đêm.

"Nấm gây bệnh côn trùng sẽ hiệu quả hơn nếu nhiệt độ cơ thể của loài gây hại mục tiêu nằm trong phạm vi thích hợp, không quá cao hoặc quá thấp.

"Do đó, việc áp dụng thuốc trừ sâu sinh học nên tập trung vào châu chấu non - phun thuốc vào buổi sáng hoặc lúc chạng vạng khi châu chấu có nhiệt độ cơ thể thấp hơn."

Các nhà khoa học kết luận bằng cách nhấn mạnh rằng dữ liệu thực tế về các loài gây hại mà họ đã xác định được trong tương lai cũng có thể hỗ trợ các công nghệ tiên tiến được sử dụng để giải quyết các loài gây hại cây trồng. Điều này bao gồm quan sát trái đất và các ứng dụng dựa trên nông nghiệp khác.