Nghiên cứu khả năng ứng dụng một số chủng nấm ký sinh trong phòng chống rầy nâu hại lúa tại thái bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNTVIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHÍ THỊ THU HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG NẤM KÝ SINH TRONG PHÒNG CHỐNG RẦY NÂU HẠI LÚA T

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHÍ THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG NẤM KÝ SINH TRONG PHÒNG CHỐNG RẦY NÂU

HẠI LÚA TẠI THÁI BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI, 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS PHẠM THỊ VƯỢNG

HÀ NỘI, 2013

LỜI CẢM ƠN

Qua một thời gian nỗ lực học tập và nghiên cứu, tới nay tôi ựã hoàn thành luận văn

thạc sĩ: ỘNghiên cứu khả năng ứng dụng một số chủng nấm ký sinh trong phòng trừ rầy

nâu hại lúa tại Thái BìnhỢ Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, tôi ựã nhận ựược

sự dạy bảo tận tình của các thầy cô, ựồng thời cũng nhận ựược sự giúp ựỡ và ựộng viên của các ựồng nghiệp, gia ựình và bạn bè

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban đào tạo sau ựại học, Viện Bảo vệ thực vật, Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam ựã ựào tạo và tạo ựiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu ựề tài luận văn này

đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Phạm Thị Vượng, người ựã tận tâm truyền ựạt kiến thức cho tôi và hơn cả thầy là tấm gương về lòng say mê nghiên cứu khoa học Thầy ựã truyền ựạt cho tôi tắnh chắnh xác, nghiêm túc trong nghiên cứu khoa học cũng như tinh thần trách nhiệm với những công việc mình làm

Tôi xin chân thành cảm ơn các anh, chị em trong Nhóm nghiên cứu Nấm côn trùng của Trung tâm đấu tranh sinh học, cùng các ựồng nghiệp nơi tôi công tác và bạn bè, ựã ựộng viên và giúp ựỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu nặng tới những người thân trong gia ựình

ựã giúp ựỡ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập

Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2013

Tác giả

Phắ Thị Thu Hà

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, không trùng lặp và chưa từng ñược sử dụng cho một báo cáo luận văn, chưa sử dụng bảo vệ học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho tôi thực hiện luận văn này ñã ñược cảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2013

Tác giả

Phí Thị Thu Hà

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải nghĩa

sinh rầy nâu thu thập từ Hà Nội

sinh rầy nâu thu thập từ Thái Bình

thu thập từ Thái Bình

thu thập từ Hà Nội

MỤC LỤC

MỞ ðẦU 0

1 Tính cấp thiết của ñề tài. 14

2 Mục ñích và yêu cầu 15

2.1 Mục ñích 15

2.2 Yêu cầu 15

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 15

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài 16

4.1 ðối tượng 16

4.2 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài 16

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 17

1 1 Nghiên cứu ngoài nước 17

1.1.1 Nghiên cứu về rầy nâu và thiên ñịch của rầy nâu hại lúa. 17

1.1.2 Nghiên cứu về nấm côn trùng trong ñấu tranh sinh học 18

1.1.3 Thành phần nấm ký sinh rầy nâu 20

1.1.4. Nghiên cứu về nấm Metarhizium anisopliae 22

1.1.5 Nghiên cứu về nấm Paecilomyces javanicus 24

1.1.6 Các nghiên cứu sản xuất nấm côn trùng 28

1.1.7 Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng ñến phát triển của nấm. 30

1.1.8 Cơ chế tác ñộng. 31

1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam. 32

1.2.1 Nghiên cứu về rầy nâu 32

1.2.2 Nghiên cứu về kẻ thù tự nhiên của rầy nâu 33

1.2.3.Nghiên cứu ứng dụng nấm Metarhizium anisopliae trong BVTV 34

1.2.4.Nghiên cứu ứng dụng nấm Paecilomyces javanicus trong BVTV 36

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.1 Vật liệu, ñịa ñiểm, và thời gian nghiên cứu 38

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu 38

2.1.2 địa ựiểm và thời gian nghiên cứu 38

2.2 Nội dung nghiên cứu 38

2.2.1 Diễn biến mật ựộ của rầy nâu hại lúa tại Thái Bình 38

2.2.2 điều tra, thu thập thành phần nấm ký sinh rầy hại lúa tại các tiểu vùng sinh thái của tỉnh Thái Bình. 39

2.2.3 Tuyển chọn một số chủng nấm ký sinh rầy nâu hại lúa tại Thái Bình. 39

2.2.4 Kỹ thuật nhân sinh khối nấm côn trùng 39

2.2.5 đánh giá hiệu quả phòng chống rầy nâu hại lúa của một số chế phẩm nấm sản xuất từ các chủng nấm ựược lưạ chọn. 39

2.3 Phương pháp nghiên cứu 40

2.3.1 Diễn biến mật ựộ rầy nâu hại lúa tại Thái Bình. 40

2.3.2 điều tra, thu thập và ựịnh danh nguồn nấm ký sinh tự nhiên trên rầy nâu

hại lúa tại Thái Bình. 40

2.3.2.1 điều tra, thu thập nguồn mẫu nấm ký sinh tự nhiên trên rầy hại lúa40

2.3.2.2 Phân lập, tạo dòng thuần và ựịnh loại theo ựặc ựiểm hình thái các

nguồn nấm ựã thu thập ựược 41

2.3.2.3.định danh ựến loài dòng nấm ký sinh rầy hại trên lúa bằng công nghệ sinh học 42

2.3.3 Tuyển chọn một số chủng nấm ký sinh rầy nâu hại lúa tại Thái Bình. 44

2.3.3.1.Tách ựơn bào tử tạo dòng thuần nấm P javanicus và nấm M anisopliae

44

2.3.3.2 đánh giá tuyển chọn các nguồn nấm ựã phân lập ựược 45

2.3.3.3..Xác ựịnh ựặc ựiểm hình thái, sinh học của các chủng nấm P javanicus

và M anisopliae. 45

2.3.3.4 Xác ựịnh ngưỡng nhiệt ựộ thắch hợp ựể nấm P javanicus và nấm M anisopliae phát triển 45 2.3.3.5 đánh giá hiệu lực ký sinh trở lại trên rầy nâu của nấm P javanicus 46

2.3.4 Kỹ thuật nhân sinh khối nấm côn trùng 46

2.3.4.1 Xác ựịnh môi trường thắch hợp nuôi cấy nhân giống nấm P javanicus.46

2.3.4.2 Xác ựịnh môi trường sản xuất M anisopliae nấm P.javanicus. 47

2.3.4.3 Xác ựịnh số lượng bào tử trên buồng ựếm hồng cầu: 47

2.3.5 đánh giá hiệu quả phòng chống rầy hại lúa của chế phẩm nấm côn trùng sản xuất từ các chủng ựược lựa chọn. 48

2.3.5.1 đánh giá hiệu lực trừ rầy của chế phẩm nấm Paecilomyces javanicus và Metarhizium anisopliae trong ựiều kiện nhà lưới. 48

2.3.5.2 đánh giá mức ựộ mẫn cảm của các tuổi rầy ựối với chế phẩm nấm Paecilomyces javanicus trong ựiều kiện nhà lưới. 48

2.3.5.3 đánh giá nồng ựộ phun hợp lý chế phẩm nấm P javanicus và M.anisopliae trừ rầy nâu 49

2.3.5.4 đánh giá hiệu lực trừ rầy nâu của chế phẩm nấm P javanicus và M.anisopliae trong ựiều kiện ựồng ruộng 50

2.3.5.5 đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm sinh học P javanicus và M.anisopliae ựối với một số thiên ựịch chủ yếu của rầy nâu trên ựồng ruộng51 2.3.4 Xử lý số liệu 51

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 52

3.1 Diễn biến mật ựộ rầy nâu trên lúa tại Thái Bình 52

3.1.1 Vụ xuân 2012 tại Tây Sơn Ờ Tiền Hải - Thái Bình 52

3.1.2 Vụ mùa 2012 tại Tây Sơn Ờ Tiền Hải - Thái Bình 53

3.2.Thành phần nấm ký sinh rầy nâu hại lúa tại Thái Bình 55

3.2.1 điều tra thu thập thành phần nấm ký sinh tự nhiên trên rầy nâu hại lúa.55 3.2.2 Tỷ lệ nấm ký sinh tự nhiên rầy nâu hại lúa tại Thái Bình 58

3.3 Tuyển chọn chủng nấm ký sinh rầy nâu 59

3.3.1.Kết quả tuyển chọn chủng Ma2-TB nấm M anisopliae. 59

3.3.1.1.Hiệu lực trừ rầy nâu của chủng Ma2-TB 60

3.3.1.2.đặc ựiểm hình thái chủng Ma2-TB nấm M anisoplie 61

3.3.2 Kết quả tuyển chọn chủng PaeR2 61

3.3.2.1 đặc ựiểm phân loại học của chủng nấm PaeR2 49

3.3.2.2.đặc ựiểm hình thái chủng PaeR2 nấm Paecilomyces javanicus 50

3.3.2.3.Hiệu lực trừ rầy nâu hại lúa của chủng PaeR2 nấm Paecilomyces

javanicus 51

3.3.2.4.Kết quả ñánh giá hiệu lực ký sinh trở lại trên rầy nâu hại lúa của chủng nấm Paecilomyces javanicus – chủng PaeR2 trong nhà lưới viện Bảo vệ thực vật ……… 65

3.4 Kết quả nhân sinh khối nấm ký sinh côn trùng 66

3.4.1 Môi trường dinh dưỡng sản xuất giống cấp 1 66

3.4.1.1. Nấm Paecilomyces javanicus chủng PaeR2 66

3.4.1.2. Nấm Metarhizium anisopliae chủng Ma2-TB 66

3.4.2 Môi trường sản xuất giống cấp 2 và nhân sinh khối. 67

3.4.2.1. Nấm Paecilomyces javanicus chủng PaeR2 67

3.4.2.2.Kết quả nhân sinh khối chủng Ma2-TB nấm Metarhizium anisopliae.68 3.4.3 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến sinh trưởng và phát triển của nấm. 70

3.4.3.1.Nấm P javanicus Chủng PaeR2. 70

3.4.3.2. Nấm Metarhizium anisopliae chủng Ma2-TB .71

3.4.4.Quy trình sản xuất nấm Paecilomyces javanicus và nấm Metarhizium anisopliae tại viện bảo vệ thực vật. 72

3.5. Hiệu lực trừ rầy nâu hại lúa của một số chế phẩm sản xuất từ chủng nấm ñược lựa chọn 72

3.5.1.Hiệu lực trừ rầy nâu của chế phẩm P javanicus và chế phẩm M anisopliae trong ñiều kiện nhà lưới 72

3.5.2.Hiệu lực trừ rầy nâu của chủng PaeR2 nấm Paecilomyces javanicus ở các tuổi khác nhau 74

3.5.3.Hiệu lực trừ rầy của chế phẩm nấm Paecilomyces javanicus chủng PaeR2 ở các nồng ñộ khác nhau: 76

3.5.4 Liều lượng sử dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae (chủng MA2-TB) ngoài ñồng ruộng 77

3.5.5.Hiệu lực trừ rầy trên ñồng ruộng của chế phẩm nấm P javanicus (PaeR2) và nấm M anisopliae (chủng Ma2-TB): 78

3.5.6.Xây dựng mô hình ñánh giá khả năng sử dụng chế phẩm nấm M

anisopliae phòng trừ rầy nâu hại lúa. 80

3.5.6.1 Kết quả mô hình sử dụng nấm M anisopliae trong vụ xuân. 81

3.5.6.2 Kết quả mô sử dụng nấm M anisopliae trong vụ mùa. 82

3.5.7.Ảnh hưởng của chế phẩm nấm M anisopliae ñối với một số thiên ñịch chủ yếu của rầy nâu trên ñồng ruộng 84

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 88

1 Kết luận 88

2 ðề nghị 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

Bảng 3.6: Hiệu lực trừ rầy nâu của chủng Ma2-TB nấm M anisopliae trong

ñiều kiện nhà lưới (Viện Bảo vệ thực vật) 60

Bảng 3.7: Hiệu lực (%) trừ rầy nâu sau khi phun chủng PaeR2

nấmP.javanicus 51 Bảng 3.8: Tỷ lệ ký sinh trở lại rầy nâu bởi nấm P.javanicus - PaeR2 sau phun

10 ngày (Nhà lưới Viện Bảo vệ thực vật – 2013) 52

Bảng 3.9: ðường kính khuẩn lạc nấm P javanicus (PaeR2) phát triển trên môi

trường PDA và SDAY (Viện BVTV, 2013) 66

Bảng 3.10: ðường kính khuẩn lạc nấm M.anisopliae (Ma2-TB) phát triển trên

môi trường PDA và SDAY (Viện BVTV, 2013) 67

Bảng 3.11 Số lượng bào tử nấm P javanicus (PaeR2) sau 10 ngày nhân sinh

khối trên môi trường nhân sinh khối khác nhau (Viện BVTV, 2012) 67

Bảng 3.12: Số lượng bào tử chủng Ma2-TB sau 14 ngày nuôi cấy trên các môi trường khác nhau (Viện Bảo vệ thực vật, 2012) 69

Bảng 3.13: Khả năng phát triển sinh khối chủng nấm Ma2-TB trên môi trường gạo hấp (Viện BVTV, 2012) 70

Bảng 3.14: Khả năng phát triển của nấm P javanicus (PaeR2) ở nhiệt ñộ khác

nhau trên môi trường PDA (Viện Bảo vệ thực vật 2013) 71

Bảng 3.15: Số lượng bào tử chủng nấm Ma2-TB Metarhizium anisopliae sau 14

ngày nuôi cấy ở các mức nhiệt ñộ khác nhau (Viện Bảo vệ thực vật 2013) 71

Bảng 3.16: Hiệu lực phòng trừ rầy nâu của chế phẩm nấm P javanicus và nấm

M anisopliae (nhà lưới Viện BVTV - 2012) 74

Bảng 3.17: Hiệu lực trừ rầy của chủng PaeR2 nấm P javanicus ở các tuổi khác

nhau (Viện BVTV-2013) 75

Bảng 3.18: Hiệu quả phòng trừ rầy nâu của chế phẩm nấm PaeR2 - P

javanicus với các liều lượng khác nhau (Nhà lưới Viện BVTV - 2013) 76

Bảng 3.19: Hiệu quả phòng trừ rầy hại lúa của chế phẩm nấm Ma2-TB ở các liều lượng khác nhau (Tây Sơn – Tiền Hải – Thái Bình, Vụ Mùa 2012) 77

Bảng 3.20: Hiệu quả phòng trừ rầy hại lúa của chế phẩm nấm P javanicus và nấm

M anisopliae trên ñồng ruộng (Tây Sơn – Tiền Hải – Thái Bình, Vụ Mùa 2012)79

Bảng 3.21: Diễn biến mật ñộ rầy tổng số trong mô hình tại Tây Sơn – Tiền Hải

- Thái Bình (Vụ Xuân 2012) 81

Bảng 3.22: Diễn biến mật ñộ rầy tổng số trong mô hình tại Tây Sơn – Tiền Hải

- Thái Bình (Vụ Mùa 2012) 83

Bảng 3.23: Tỷ lệ rầynâu trưởng thành và sâu ñục thân lúa bị ký sinh bởi nấm

M.anisopliae trong và ngoài mô hình (Tây Sơn, Tiền Hải, Thái Bình, Vụ mùa -

2012) 84

Bảng 3.24: Diễn biến thiên ñịch tổng số trong và ngoài mô hình tại Tây Sơn – Tiền Hải - Thái Bình (Vụ Mùa 2012) 86

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cây phân loại các loài Paecilomyces spp dựa vào trình tự (ITS) và

5.8S rDNA (ITS1-5.8S-ITS2) (Nguồn Peter W Inglis và Myrian S T., 2006)28

Hình 1.2: Quá trình xâm nhiễm của nấm M Anisopliae vào cơ thể côn trùng

Hình 3.4: Rầy nâu bị ký sinh tự nhiên bởi nấm P javanicus thu thập tại Tây

Sơn, Tiền Hải, Thái Bình, 2012 57

Hình 3.5: Cành bào tử và bào tử nấm P javanicus thu thập tại Tây Sơn, Tiền

Hình 3.10: Rầy nâu bị ký sinh tự nhiên bởi nấm M flavoride thu thập trên rầy tại Vũ

An, Kiến Xương, Thái Bình, 2012 57

Hình 3.11: Bào tử nấm M flavoride thu trên rầy tại Vũ An, Kiến Xương, Thái

Bình, 2012 (x 400 lần) 57

Hình 3.12: Khuẩn lạc nấm M flavoride thu trên rầy tại Vũ An, Kiến Xương,

Thái Bình, 2012 57

Hình 3.13: Rầy nâu bị ký sinh tự nhiên bởi nấm Hirsutella citriformis thu thập

trên lúa tại Vũ An, Kiến Xương, Thái Bình, 2012 58

Hình 3.14: Khuẩn lạc nấm Hirsutella citriformis thu thập trên lúa tại Vũ An,

Kiến Xương, Thái Bình, 2012 58

Hình 3.15: Bào tử chủng Ma2-TB nấm M anisoplie 61

Hình 3.16: Cành bào tử chủng Ma2-TB nấm M anisoplie 61

Hình 3.17: Khuẩn lạc M janisoplie chủng Ma2-TB trên môi trường PDA tại

25 0 C sau 7 ngày 48 Hình 3.18: Cây phát sinh chủng loại của chủng S01 với các loài có mối quan hệ

họ hàng gần gũi dựa vào phân tích trình tự gen ADN vùng ITS, Mariannaea elegans làm nhóm ngoài 1

Hình 3.19: Cành bào tử, thể bình, và bào tử chủng PaeR2 nấm P javanicus 1

Hình 3.20: Khuẩn lạc P javanicus chủng PaeR2 trên môi trường PDA tại 250 C sau 7 ngày……… 50

Hình 3.21: Chủng PaeR2 (trái) và chủng PaeR1 (phải) nấm P.javanicus phát

triển trên môi trường cám gạo sau 10 ngày 50 Hình 3.22 Rầy nâu chết do chủng PaeR2 mọc lại nấm sau phun 10 ngày. 1

Hình 3.23: Khuẩn lạc chủng PaeR2 nấm P javanicus trên môi trường PDA tại

25 0 C sau 7 ngày……… 53

Hình 3.24: Khuẩn lạc chủng Ma2-TB nấm lạc M janisoplie trên môi trường

PDA tại 25 0 C sau 5 ngày……… 53

Hình 3.25: Giống cấp 2 cho sản xuất chế phẩm nấm P javanicus (chủng

Hình 3.30: Khuẩn lạc P javanicus chủng PaeR2 trên môi trường PDA tại 250 C sau 7 ngày……… 58 Hình 3.31: Rầy nâu nhiễm và chết do chủng nấm Ma2-TB sau phun 11 ngày (Viện BVTV 2012) 1

Hình 3.32 Rầy nâu tuổi 2 bị ký sinh bởi chủng PaeR2 nấm P javanicus sau

Hình 3.35: Chia lô ruộng thử nghiệm ñánh giá nồng ñộ sử dụng nấm

M.anisopliae chủng Ma2-TB (Tây Sơn – Tiền Hải – Thái Bình, Vụ Mùa

2012) 1

Hình 3.36: Pha và phun chế phẩm nấm Paecilomyces javanicus sản xuất từ

chủng PaeR2 (Tiền Hải – Thái Bình, Vụ Mùa 2012) 79

Hình 3.37: Pha và phun chế phẩm nấm M anisopliae sản xuất từ chủng

Ma2-TB (Tiền Hải – Thái Bình, Vụ Mùa 2012) 80

Hình 3.38: Mô hình thí nghiệm sử dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae

MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Rầy nâu (Nilaparvata lugens Stăl) là một trong những loài sâu hại lúa quan

trọng tại Việt Nam và nhiều nước trên thế giới Ngoài tác hại làm giảm sinh trưởng, phát triển và năng suất của lúa, rầy nâu còn là môi giới truyền nhiều loại vi rút gây bệnh nguy hiểm như bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá (Ching-Chung Chen, 1984) [38]

Theo thống kê của Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) thiệt hại do rầy nâu và virus lan truyền qua rầy hàng năm lên tới 300 triệu USD tại các nước trong khu vực châu Á như Bangladesh, Brunei, Trung Quốc, Fiji, Ấn ựộ, Indonesia, Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaysia, Nepal, Papua New Guinea, Philippines, Solomon Islands, Sri Lanka, đài Loan, Thái Lan, và Việt Nam (V.A Dyck at el, 1979) [113]

Thái bình là một tỉnh ven biển, có diện tắch trồng lúa hàng năm trên 165.000

ha Những năm gần ựây, do thay ựổi cơ cấu giống, ựầu tư thâm canh cao và biến ựổi khắ hậu nên rầy nâu liên tục bùng phát và gây hại trên diện rộng ựe dọa ựến an ninh lương thực của tỉnh Từ vụ mùa năm 2009 ựến năm 2010 trên ựịa bàn tỉnh xuất hiện bệnh lùn xoắn lá, lùn sọc ựen ựã làm hàng ngàn ha lúa của nông dân tỉnh Thái Bình

bị thiệt hại Cho ựến nay, nguy cơ bùng phát rầy nâu và phát tán các bệnh virus lúa vẫn hiện hữu và là một vấn ựề nan giải cho sản xuất lúa của Thái Bình

Phòng chống rầy nâu hiện nay chủ yếu dựa vào thuốc hóa học, theo cục Bảo

vệ thực vật, ựã có ựến 585 Sản phẩm thương mại ựược ựăng ký sử dụng phòng chống rầy nâu tại Việt Nam (Thông tư 21/2013/TT-BNNPTNT) [20] Kết quả ựiều tra nông dân cho thấy Số lượng thuốc phun và số lần phun thuốc trừ rầy tại các vùng trọng ựiểm lúa ựều cao hơn khuyến cáo Có những nơi phun tới 4-5 lần/vụ, với liều lượng năm sau cao hơn năm trước Việc phun thuốc hóa học như vậy ựã làm phát sinh nhiều biotype rầy mới (Claridge MF, at el 1980)[37] và gia tăng tắnh kháng thuốc của rầy (Nagata T., at el, 1979 [80], Nguyễn Thị Me và cộng sự,

2001)[12]

Trong tự nhiên, rầy nâu hại lúa thường hay bị một số loài nấm ký sinh gây

chết như: Metarhizium sp (Jin S F., at el 2008)[62], Paecilomyces sp (Jeanne M

M I, at el 1986)[61] Beauveria bassiana (Rombach, M C at el 1986)[96],

Hirsutella sp (Gillespie A T 1986)[48] Việc nghiên cứu ứng dụng các loại nấm

ký sinh tự nhiên này phòng chống sâu hại cây trồng ñược ñánh giá là một hướng ñi khả quan trong bối cảnh hóa chất trừ sâu ñang bộc lộ nhiều quan ngại về vấn ñề môi trường (Khan et al, 2012)[66]

Tiếp nối hướng nghiên cứu của các tác giả ñi trước nhằm khai thác nguồn nấm sẵn có trong tự nhiên của vùng sinh thái ñể ứng dụng trong sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học phòng chống rầy hại lúa góp phần giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu ñộc hại trong sản xuất lúa tại Thái Bình nói riêng và Việt Nam nói chung,

chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Nghiên cứu khả năng ứng dụng một số chủng nấm ký sinh trong phòng chống rầy nâu hại lúa tại Thái Bình”

2 Mục ñích và yêu cầu

2.1 Mục ñích

Xác ñịnh thành phần và vai trò của nấm ký sinh tự nhiên trên rầy nâu hại lúa tại Thái Bình Tuyển chọn và sản xuất các chủng nấm có hiệu lực trừ rầy cao và ứng dụng trong phòng trừ rầy nâu hại lúa tại Thái Bình

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

ðề tài ñã bổ sung những dẫn liệu khoa học về thành phần nấm ký sinh tự nhiên trên rầy nâu hại lúa tại Thái Bình, ñồng thời ñánh giá khả năng nhân sinh khối

của 2 loài nấm Paecilomyces javanicus và Metarhizium anisopliae phục vụ công tác

phòng chống rầy nâu trong sản xuất lúa an toàn theo hướng sinh học, hạn chế sử dụng thuốc hóa học ñộc hại, bảo vệ môi trường trong sản xuất lúa tại Việt Nam

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài

4.1 ðối tượng

- Rầy nâu (Nilaparvata lugens Stål): Rầy ñược thu thập trên lúa tại Kiến

Xương - Tây Sơn, Tiền Hải, Thái Bình Rầy nâu này ñược sử dụng ñể nghiên cứu tuyển chọn và ñánh giá hiệu lực các chủng nấm trong ñiều kiện nhà lưới viện Bảo

vệ thực vật

- Nấm ký sinh côn trùng: Nấm ký sinh ñược thu thập trên quần thể rầy nâu

hại lúa tại Thái Bình

4.2 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài

- Thu thập xác ñịnh thành phần loài nấm ký sinh tự nhiên rầy nâu hại lúa tại Thái Bình

- Xác ñịnh quy luật phát sinh rầy nâu hại lúa tại tiểu vùng khí hậu sinh thái của Thái Bình

- Tuyển chọn nhân nuôi và sản xuất chế phẩm trừ rầy từ các chủng nấm

PaeR2 và Ma2-TB của nấm P javanicus và M anisopliae

- Ứng dụng chế phẩm nấm sản xuất từ P javanicus và M anisopliae trong

phòng chống rầy tại Thái Bình

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1 1 Nghiên cứu ngoài nước

1.1.1 Nghiên cứu về rầy nâu và thiên ựịch của rầy nâu hại lúa

Rầy nâu (Nilaparvata lugens Stăl) thuộc giống Nilaparvata, họ Delphacidae,

bộ Homoptera, ựã ựược ghi nhận tại hầu hết các nước có trồng lúa trên thế giới Trước những năm 1960 rầy nâu chỉ là ựối tượng dịch hại thứ yếu thường xuyên xuất hiện trên lúa Với sự khởi ựầu cuộc Ộcách mạng xanhỢ với việc sử dụng giống IR8, phân hóa học và thuốc trừ sâu vô cơ trong sản xuất lúa thì rầy nâu, từ một loài dịch hại không thường xuyên ựã ựột nhiên trở thành dịch hại nguy hiểm và thường xuyên ựe dọa an ninh lượng thực của nhiều quốc gia vùng đông Nam Á (Dale G Bottrell, 2012)[41] Vào những năm 1970, trước sự phát triển và gây hại ngày càng thường xuyên của rầy nâu, viện lúa quốc tế IRRI ựã bắt ựầu khởi ựộng hàng loạt các hội nghị, chương trình nghiên cứu và hành ựộng nhằm phòng chống sự bùng phát của rầy nâu Các nỗ lực hành ựộng cũng ựã hình thành giống lúa chống chịu rầy như IR 26, IR 36, IR 64, khuyến khắch nông dân giảm phân bón vô cơ và số lần phun thuốc hóa học, tăng cường sử dụng thuốc sinh học và bảo vệ ký sinh thiên ựịch tự nhiên của sâu hạiẦvv

Rầy nâu, ngoài việc chắch hút dịch dẫn ựến giảm năng suất lúa chúng còn là môi giới truyền một số loại virus gây bệnh lúa đây cũng là 1 vấn ựề nổi cộm trong sản xuất lúa của một số nước vùng ựông nam á Khá nhiều loại virus ựược ựề cập

trong các nghiên cứu song quan trọng nhất là Rice ragged stunt virus (Hirao J, at el 1987)[54] gây Bệnh lùn xoắn lá , và Rice grassy stunt virus (Rivera CT, 1996)[92]

gây bệnh lúa cỏ Các kết quả nghiên cứu trên 28 tỉnh trồng lúa phắa nam chỉ ra 8 tỉnh có tỷ lệ rầy mang virus RGSV cao hơn 50%, và 9 tỉnh có tỷ rầy mang cả 2 virus RGSV và RRSV cao hơn 30% (Pepito Q at el, 2009)[85]

Các tài liệu nghiên cứu của IRRI về kẻ thù tự nhiên của sâu hại trên lúa bao gồm côn trùng, nhện và vi sinh vật ựươc Shui-Chen Chiu ựề cập tới 79 loài với 42 loài

ký sinh và gây bệnh rầy nâu (34 loài côn trùng, 1 nematode, và 7 loài vi sinh vật),

37 loài bắt mồi ăn thịt (21 loài côn trùng và 16 loài nhện) Nghiên cứu cũng chỉ

ra 19 loài ong ký sinh pha trứng, 23 loài côn trùng và vi sinh vật ký sinh và gây bệnh ở pha ấu trùng và trưởng thành của rầy nâu (Shui-Chen Chiu, 1979)[106] Tại Ấn ðộ (viện lúa Tamil Nadu), Các nghiên cứu của S Jayakumar (S Jayakumar, 2010)[99] về quần thể nhện bắt mồi trên lúa cho thấy 5 ñối tượng:

Lycosa pseudoannulata, Callitrichia formosana, Tetragnatha javanas, Argiope catenulata và Plexippus sp có vai trò quản lý và trấn áp quần thể rầy nâu trên lúa

1.1.2 Nghiên cứu về nấm côn trùng trong ñấu tranh sinh học

Nấm côn trùng là một trong những loài vi sinh vật khá phổ biến trong tự nhiên, chúng ký sinh gây bệnh và dẫn ñến cái chết của côn trùng (Roberts, D.W 1981)[94] ðiều này có thể nhận biết ñược khi chúng ta thi thoảng bắt gặp một số côn trùng bị chết trên ñồng ruộng với cơ thể cứng ñơ ñược bao phủ bởi 1 lớp sợi nấm bông, cùng bào tử rất nhỏ, nhẹ dễ dàng phát tán trong không khí khi có tác ñộng cơ giới (Aguda RM)[25] Chúng ta cũng có thể bắt gặp một số ghi nhận về những ñợt dịch côn trùng bùng phát tàn phá hoa màu và sau ñó chết hàng loạt do sự phát triển của 1 nấm côn trùng nào ñó (Carruthers, R.I, 1987)[36]

Trong y học cổ truyền nấm côn trùng ñược biết ñến bới một số loại như: Nấm bạch cương, ñông trùng hạ thảo (Md Asaduzzaman Khan,2010) [78] sử dụng làm thuốc phòng chống bệnh cho người Ngoài ra, ñối với những người làm nghề nuôi tằm thì nấm côn trùng cũng không phải là ñối tượng xa lạ mà lại là một loại bệnh cần phòng chống dưới cái tên bệnh Muscadine Có tới hơn 10 loại nấm gây ra

bệnh Muscadine như: Beauveria brongniartti, Beauveria bassiana, Metarhizium

anisopliae, Aspergillus sp., Hirsutella necatrix, Isaria javanica, Nomuraea rileyi, Sterigmatocystis japonica, Sporosporella uvella, Isaria fumosoroseus, Paecilomyces fumosoroseus (Lu Yup-Lian, 1991)[69] Ngay từ năm 1815,

Agostino Bassi ñã có mô tả tỷ mỷ về bệnh Muscardin trắng (Beauveria bassiana)

trên tằm dâu và ñầu thế kỷ 19, Glaser (Glaser, R W, 1926)[50] cũng nghiên cứu

bệnh Muscardin xanh do nấm Metarhizium anisopliae, gây ra và biện pháp phòng

trừ

Từ các kết quả nghiên cứu ban ñầu về nấm côn trùng trong y học cổ truyền, người ta bắt ñầu mở rộng phạm vi nghiên cứu sử dụng nấm cho nhiều mục ñích khác nhau (R.J Milner, 1987)[89] Người ñi tiên phong trong lĩnh vực sử dụng nấm

có ích trong ñấu tranh sinh học chính là nhà khoa học người Nga Ilya Ilich

Mechnikov (1884) Ông cùng người học trò của mình là nhà côn trùng học Isac Krasirsik, ñã tiến hành sản xuất bào tử nấm M anisopliae, trộn với ñất bột tung ra ñồng ñể diệt sâu non và trưởng thành bọ ñầu dài hại củ cải ñường (Bothinoderes

punctiventris) Hiệu quả gây chết của nấm ñối với bọ ñầu dài ñạt ñến 55- 80% sau

10-14 ngày

Cho tới nay, nấm côn trùng ñược ñánh giá có 1 vai trò nhất ñịnh trong tiêu diệt và quản lý số lượng quần thể nhiều loài côn trùng (Goettel MS, 2005)[51] và xem như 1 tác nhân sinh học có giá trị trong phòng chống sâu hại cây trồng Năm

1988, Samson R A (Samson R A 1988)[101] ñã cho ra 1 ấn phẩm có ý nghĩa là tập Atlas nấm côn trùng, trên cơ sở tài liệu này, chúng ta có thể nhìn ñược bức tranh toàn cảnh của nấm côn trùng 1 cách ñơn giản, dễ hiểu và có giá trị ứng dụng trong ñấu tranh sinh học bảo vệ cây trồng Theo các tài liệu của Roberts W Donald (Roberts W Donald, 1989)[95] có khoảng 700 loài nấm ký sinh côn trung thuộc 100 genus khác nhau và ñược bảo quản, lưu trữ tại bộ sưu tập nấm côn trùng thuộc ñại học Cornel, trụ sở New York

Việc sử dụng nấm côn trùng có khả năng diệt một cách có chọn lọc các loại côn trùng trong phòng chống sâu hại cây trồng còn có 1 lợi thế ñặc biệt so với thuốc hóa học là không gây ñộc hại cho người, ñộng vật, thiên ñịch và cây trồng Chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh có nguồn gốc nấm không phá vỡ cân bằng hệ sinh thái, không gây ô nhiễm môi trường sống, bảo vệ an toàn cho người sử dụng Tuy nhiên một số côn trùng nuôi

như ong, cũng sẽ bị ảnh hưởng Ball B.V nghiên cứu tác ñộng của nấm Metarhizium

flavoviride ñến ong mật Apis mellifera, kết quả cho thấy với liều dùng trừ sâu thông

thường có 8% ong bị chết, nếu sử dụng dầu pha chế phẩm thì tỷ lệ này là 11% (Ball, B.V., at el 1994) [30]

Cho ñến nay, hơn 24 chế phẩm sinh học trừ côn trùng có nguồn gốc từ nấm

Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana, Beauveria brongniartii, Verticillium lecanii, ñược ñăng ký dưới tên Mycotal, Vertalec của Hà Lan, Bio-Path, Bio-Blast,

CornGuard, Mycotrol GH, Mycotrol WP, Naturalis-L, PFR-97 và Laginex của Mỹ; Biogreen và Melocont của Úc; Metaquino từ Brazil; Cobican từ Venezuela; Ostrinil

từ Pháp, Conidia từ Colombia; Pae-Sin từ Mexico (Burges, H D.1998)[34]

1.1.3 Thành phần nấm ký sinh rầy nâu

Theo các công trình nghiên cứu trên thế giới ñã nhận ñịnh nấm gây bệnh côn trùng là một nhân tố hữu dụng trong hệ thống quản lý sâu hại tổng hợp, ñặc biệt là những vùng nhiệt ñới ẩm Cũng theo tác giả Gillespie A T (1986) thì tiểu khí hậu trong hệ sinh thái ruộng lúa, ñặc biệt là phần thân lúa nơi rầy nâu, rầy lưng trắng gây hại có ñộ ẩm cao rất thuận lợi cho sự phát triển của các loài nấm ký sinh gây bệnh và tiêu diệt chúng

Có khá nhiều tài liệu ñề cập ñến các loài nấm ký sinh rầy nâu trong và ngoài nước Trong các tài liệu của Rombach, M.C chỉ ra 12 loài nấm ký sinh rầy nâu (Rombach, M C., 1987)[98] bao gồm:

• Nấm Metarhizium anisopliae: Các nghiên cứu của K.D.Z Samuels

(K.D.Z Samuels, 1989)[64] sử dụng chỉ số LT50 ñể ñánh giá 24 chủng của nấm

Metarhizium anisopliae Hoạt tính của các chủng nấm biến ñộng từ 5 ngày (hiệu lực

cao) ñến 14 ngày (Hiệu lực thấp/không có hoạt tính) Các chỉ số về quá trình nẩy mầm, tốc ñộ phát triển, khả năng hình thành bào tử, khả năng sản xuất enzyme ngoại bào cũng như các ñặc ñiểm của bào tử cũng là chỉ số chọn lọc chủng Tác giả Shao-Feng Jin (Shao-Feng Jin at el 2008) [103] ñã thu thập, phân lập và ñánh giá

hiệu lực của 35 chủng nấm M anisopliae trên rầy nâu hại lúa tuổi 3 Kết quả cho

thấy 2 chủng ARSEF456 và RSEF576 có nguồn gốc từ Philippines tiêu diệt ñược

>50% rầy nâu

• Nấm Metarhizium flavoviride: Kết quả nghiên cứu của LI Mao-Ye ñã

tuyển chọn ñược chủng Mf82 nấm Metarhizium flavoviride có tỷ lệ gây chết rầy

nâu ñạt 83,5% sau 10 ngày và có giá trị LT50 ñạt 4.65 ngày (LI Mao-Ye, 2012)[68] Các nghiên cứu tại Philippines và quần ñảo Solomon của Kết quả của Rombach,

M.C cũng nghi nhận vai trò của nấm M flavoviride trong ký sinh rầy nâu hại lúa

(Rombach, M.C, 1986)[97]

Ớ Nấm Beauveria bassiana : Các nghiên cứu về nấm B bassiana ựược một

số tác giả ựề cập trong ấn phẩm của viện lúa IRRI như Hoàng Mạnh Thắng, Aguda,

R M (Aguda, R M 1984)[26] vv Tại Trung Quốc, Ting-Ting Song ựã nghiên

cứu tuyển chọn nấm Beauveria bassiana ựạt hiệu quả 45Ờ62% phòng trừ ấu trùng

tuổi 3 rầy nâu hại lúa (Ting-Ting Song; 2011)[112] Các nghi nhận của Chu, Y.I., (Chu, Y.I., 1981)[40] tại đài Loan và R.P Srivastava (R.P Srivastava, 1978 [90];

Ambetghar,V 1996)[27] tại Ấn độ cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng của nấm B

bassiana trong quản lý rầy nâu hại lúa

Ớ Nấm Nomuraea rileyi: Là 1 loại nấm cũng ựược Ignoffo (Ignoffo

C.M,1981)[58] ựề cập một cách chi tiết như 1 tác nhân có tiềm năng sản xuất thuốc

trừ sâu sinh học Hongke L (Hongke L 1985)[55] cũng nghi nhân nấm N rileyi ký

sinh có hiệu quả trên rầy hại lúa

Ớ Nấm Hirsutella citriformis: Nghiên cứu của R M Aguda tại viện lúa

quốc tế IRRI chỉ ra nấm H citriformis là một trong 4 loại nấm ký sinh hiệu quả

trên rầy nâu hại lúa (R M Aguda, 1988)[87]

Ớ Nấm Paecilomyces farinosus: Nghiên cứu của Kuruvilla, S tại Ấn độ ựã

ựề cập ựến việc sử dụng nấm P farinosus phòng trừ nhiều loài côn trùng gây hại

cây trồng trong ựó có rầy nâu (Kuruvilla, S 1980)[67] Một số tác giả khác ựã ựề

cập ựến việc sản xuất chế phẩm nấm P farinosus bằng quá trình lên men chìm

(Anne M Humphreys, 1990)[29] Tác giả Gisbert Zimmermann, tại viện nghiên cứu ựấu tranh sinh học Darmstadt, đức trong ấn phẩm của mình cũng ựề cập ựến

nấm P farinosus và tiềm năng ứng dụng của chúng Gisbert Zimmermann (2008)[49]

Ớ Nấm Fusarium sp.: Tại trường ựại học Tamil Nadu, Ấn độ, tác giả M

Balasubramanian ựã phân lập ựược loài Fusarium oxysporium ký sinh có khả năng

gây chết 67,3 % ấu trùng và 40% trưởng thành rầy nâu (M Balasubramanian at el

1983)[72]

• Nấm Cephalosporium sp.: Loài nấm Cephalosporium lecanii cũng ñược

ghi nhận ký sinh rầy nâu với tỷ lệ chết 75,9 ñối với ấu trùng và 52,7% với trưởng thành (M Balasubramanian at el 1983)[72]

• Nấm Entomophthora sphaerosperma: Nghiên cứu của Shimazu, M (Shimazu M, 1979)[104] tại Fukuoka, Nhật Bản cho thấy nấm E sphaerosperma là

một nhân tố ký sinh rầy nâu có hiệu quả Kết quả cũng chỉ ra nấm phát triển và hình thành bào tử trong phạm vi 15-250C và trên rầy trường thành mạnh hơn trên ấu trùng Ở nhiệt ñộ thấp, quá trình ký sinh thuận lợi và cho tỷ lệ chết cao hơn so với nhiệt ñộ cao

• Nấm Entomophthora fumosa: Nghiên cứu của Samal, P tại viện lúa

quốc tế Cuttack, Ấn ñộ ñã nghi nhận quần thể rầy nâu bị hại bởi nấm E fumosa

trong ñiều kiện ẩm ñộ 80% và nhiệt ñộ 25,6-32,60C (Samal, P 1978)[100]

• Nấm Erynia delphacis: ðây là 1 loài nấm ñược nhiều các nhà khoa học

của Nhật Bản Hori, S phát hiện năm 1906 (Hori, S., 1906)[56] và xuất hiện nhiều trong các nghiên cứu của trường ñại học Kyushu (Esaki, T., at el 1936)[43] Hiện

nấm có nhiều tên gọi khác nhau như Entomophthora delphaxini Hori (Shiniazu, M., 1976)[105] Pandora delphacis Humber hay Zoophthora delphacis Các nghiên

cứu của Matsui Takehiko tại vùng biển Thái Bình Dương cũng ghi nhận nấm

E.delphacis trong quần thể rầy di cư (Matsui Takehiko, 1998)[76]

• Nấm Conidiobolus coronatus: Các nghiên cứu của Okada, T (Okada, T

1971)[83] ñã phân lập từ rầy nâu hại lúa tại Nhật Bản Nấm phát triển tốt trên môi trường Sabouraud dextrose agar và có tiềm năng ứng dụng trừ rầy nâu và một số loại sâu hại lúa khác Các nghiên cứu tại Philippines của Gabriel, B.P (Gabriel, B.P., 1968)[47] và Dyck, V.A (Dyck, V.A., at el, 1977)[42] cũng ñánh giá cao vai

trò của nấm C coronatus trong ñấu tranh sinh học trừ rầy nâu hại lúa

1.1.4

Nghiên cứu về nấm Metarhizium anisopliae

Nấm Metarhizium anisopliae, còn ñược biết ñến dưới 1 tên cũ khác là

Entomophthora anisopliae, khá phổ biến trong ñất và ñược Elie Metchnikoff năm

1979 sử dụng như 1 tác nhân sinh học phòng chống bọ cánh cứng hại hạt lúa

mỳ Anisoplia austriac và sau ñó là sâu hại củ cải ñường (Cleonus punctiventris)

M anisopliae là thành viên của nhóm nấm Hyphomycetes có sinh bào tử và ñôi

khi ñược gọi là muscardine xanh ñược ghi nhận ký sinh tới 200 loài côn trùng và ñộng vật thân khớp thuộc 50 họ khác nhau (Roberts D W, 1992)[93] Mặc dù nấm

M anisopliae không lây nhiễm và có ñộc tính cho người và ñộng vật máu nóng,

nhưng các bào tử của nấm có thể gây dị ứng với một số người mẫn cảm khi hít phải

Sợi nấm nấm M anisopliae và bào tử lúc ñầu có màu trắng, sau chuyển

sang màu xanh, sợi nấm rộng 3-4µm, bên trong tế bào có nhiều vách ngăn ngang,

có nhiều giọt mỡ Cành bào tử phân sinh mọc trên ñám sợi dày ñặc, thẳng hoặc hơi cong, màu lục nhạt, khi già kéo dài ra, mảnh, có màu xám nhạt, phần ngọn hình thành một lớp dày gồm các thể bình hình zigzag Cuống ñính bào tử ngắn, bào tử trần, có màu xanh lục, hình cổ chai, hình trụ, hình que, kích thước khoảng 3,5-6,4µm, thường ñứng riêng rẽ hoặc kết thành chuỗi hoặc dính kết vào nhau tạo thành lớp phấn màu lục

Trên ñối tượng bọ hung hại cây trồng, R N Raid ñã thu thập và phân lập

ñược chủng MA-LS từ nấm Metarhizium anisoplia có khả năng gây chết tới 92%

với sâu non tuổi 3 của loài Ligyrus subtropicus B (R N Raid at el, 1992)[88]

Phòng chống châu châu bằng nấm Metarhizium cũng ñược nhiều nghiên cứu

trong và ngoài nước ñề cập Tại Australia, Richard Milner (Richard Milner,

2000)[91] sử dụng 18 chủng nấm Metarhizium phòng chống 2 loài châu chấu

Phaulacridium vittatumand và Chortoicetes terminifera Kết quả thử nghiệm cho

thấy chủng FI-985 cho hiệu quả cao nhất và ñạt 75-90% hiệu lực tại liều dung 2-7 x

1012 bào tử /ha Magalhaes B P ñã sử dụng nấm M.anisopliae var acridum trừ

châu chấu Rhammatocerus schistocercoides tại Brazil cho kết quả là tỷ lệ chết 88%

sau 14 ngày phun với lượng bào tử 1 x 10¹³ bào tử/ lít (2 lít/ha) (Magalhaes B.P.,2000)[75]

1.1.5 Nghiên cứu về nấm Paecilomyces javanicus

Theo hệ thống phân loại thuộc lớp nấm bất toàn thì chi nấm Paecilomyces

thuộc họ Moniliaceae, bộ nấm bông Monilales, lớp nấm bất toàn Hyphomycetes và thuộc ngành phụ Nấm bất toàn Deuteromycotina

Nấm Paecilomyces javanicus ñược ghi nhận lần ñầu tiên bởi Friederichs & Bally–Meded dưới tên Spicaria javanica vào năm 1923 trên sâu non bộ cánh vẩy,

ñó sau Brown A.H.S ñưa vào chi Paecilomyces và ñặt tên là Paecilomyces

javanicus năm 1957 (Brown, A.H.S và Smith, G 1957) Năm 2005, nấm P javanicus ñược ñổi tên thành Isaria javanica (Bally) Samson & Hywel-Jones

(Luangsa-ard JJ at el.,2005)[70] và ñược chấp nhận sử dụng chính thức Tuy nhiên

danh pháp Paecilomyces javanicus vẫn là tên nấm ñược sử dụng phổ biến trong

nhiều tài liệu khoa học hiện nay

Một số ñặc ñiểm hình thái nấm Paecilomyces javanicus ñược Samson R A

ñề cập khi mọc trên Malt-Agar như: Mầu sắc khuẩn lạc ban ñầu trắng sau chuyển màu kem rồi thành màu tím xám, ñường kính khuẩn lạc ñạt trên 3 cm sau 14 ngày nuôi cấy trong ñiều kiện 250C Sợi nấm mịn, ngăn vách, trong suốt ñường kính 0,5-2,2 µm; Cành bào tử mọc ra trực tiếp từ sợi nấm có thể dài ñến 50 µm; Trên cành bào tử hình thành các ñiểm sinh thể bình, tại mỗi ñiểm có khoảng 2-3 thể bình có kích thước 8-14 x 2-2,8 µm và thuôn nhọn tại ñỉnh; Bào tử ñính ñược hình thành tại ñỉnh của thể bình và có hình trụ, ñôi khi hình thoi, mịn, trong suốt, kích thước 3,2-5,6×1,6-2,8 µm (Brown, A.H.S và Smith, G 1957 [33]

Các loài nấm ký sinh côn trùng trong chi nấm Paecilomyces ñược sử dụng rộng rãi trong phòng trừ sinh học ñó là Paecilomyces fumosoroseus; Paecilomyces lilacinus, (M S Tigano-Milani 1995)[71], Paecilomyces amoeneroseus, Paecilomyces

cateniannulatuas, Paecilomyces cateniobliquus, Paecilomyces cicadae, Paecilomyces coleopterorus, Paecilomyces farinosus, Paecilomyces fumosoroseus, Paecilomyces

ghanensis, Paecilomyces javanicus và Paecilomyces tenuipes (J Jennifer

Luangsa-Ard, 2005)[59]

Nấm Paecilomyces javanicus ñã ñược nhiều tác giả nghiên cứu phân lập từ côn trùng và ứng dụng trong ñấu tranh sinh học bảo vệ cây trồng như: Sâu tơ

Plutella xyllostella (Yin Fei at el, 2010)[117]; rệp muôi Hyalopterus pruni Geoffroy

và Aphis pomi De (Hasan, at el., 2012)[53]; sâu khoang Spodoptera litura F (Hu Q

B At el, 2007)[57]; sâu róm Lonomia oblique Walker (Spacht A., 2009)[108]; bọ

phấn trắng Bemisia argentifolii (Wraight S.P at el, 1998)[115]; Bemisia tabaci G

và Trialeurodes vaporariorum W (Ana Clara Scorsetti at el., 2008)[28] rầy chổng cánh Diaphorina citri K (Yueping Yang at el, 2006)[118]; sâu ño Lymantria dispar

(Mitsuaki Shimazu, 2010)[79]; và mối hại cây trồng công trình xây dựng (Thomas

Chouvenc at el, 2011)[111]

Theo sự mô tả ñặc ñiểm các loài trong chi Paecilomyces của tác giả Samson

thì có một số nhóm loài có hình thái rất giống nhau Mặt khác khi nuôi cấy trên môi trường nhân tạo, nấm có một số thay ñổi về mặt hình thái tuỳ thuộc vào những ñiều kiện và môi trường nuôi cấy khác nhau Vì vậy ñể ñịnh danh các loài nấm này bằng hình thái là rất khó khăn, ñôi khi mang tính chủ quan Do vậy ñã có nhiều công

trình nghiên cứu phân tích gen của các các loài nấm Paecilomyces giống nhau về

mặt hình thái ða số công trình nghiên cứu ñã sử dụng kỹ thuật sinh học ñể giải trình tự của ARN ribosoma (rDNA) ñể xác ñịnh quan hệ di truyền của các loài nấm

Paecilomyces spp (Oborník et al, 2001)[82]

Trong các ñoạn gen của rDNA, vùng ITS ñược sử dụng rộng rãi ñể ñịnh loài nấm Năm 2006 tại Bzazil nhóm tác giả Peter W I ñã tiến hành sử dụng kỹ thuật rDNA-ITS sequencing ñể phân tích quan hệ di truyền của một số loài nấm

Paecilomyces (Bảng 1.2)

Bảng 1.1: Các chủng nấm ñịnh danh bằng kỹ thuật giải trình tự ñoạn gen ITS1- 5.8S- ITS2 DNA (Peter W I at el., 2006)[86]

N.anemenoides IMI214110 Trong ñất Australia 1974

N rileyi CG129 Anticarsia gemmatalis Brazil (DF) 1988

P farinosus CG199 Lymantria dispar USA 1986

P fumosoroseus ARSEF1576 Monophadnus sp Italy 1984

P fumosoroseus CG170 Pseudococcus sp USA (Florida) 1990

P fumosoroseus CG196 Diptera,Tachnindae Poland 1983

P fumosoroseus CG204 Bemisia sp Mexico 1990

P fumosoroseus CG325 Nilaparvata lugens Philippines 1985

P fumosoroseus CG335 Trong ñất Brazil (MT) 1990

P fumosoroseus CG741 Lagria villosa Brazil (GO) 1982

P marquandii ARSEF3047 Trong ñất Mali

P marquandii IMI2233 Meloidogyne sp India

P leycettanus IMI178525

P penicillatus IMI186962 Mushroom Belgium

Paecilomyces sp CG177 Meloidogyne sp Brazil (PA) 1988

P variotti FRR3797 Trong ñất Brazil

T leycettanus FRR3525

T viridis ARSEF807

P lilacinus CG265 Trong ñất Brazil (TO) 1991 A

P lilacinus CG301 Coleoptera Brazil (RJ) 1985 A

P lilacinus CG348 Trong ñất Brazil (GO) 1991 A

P fumosoroseus CG123 Spaethiella sp Brazil (AM) 1987 B

P fumosoroseus CG197 Pyrrhalta luteola France 1983 B

P fumosoroseus CG397 Bemisia tabaci USA (Florida) 1992 B

P fumosoroseus CG404 Bemisia tabaci Nepal 1992 B

Paecilomyces sp CG499 Coleoptera Brazil (DF) 1995 B

P amoeneroseus CBS738.73 Coleoptera Ghana 1973 C

P amoeneroseus CG162 Lagria villosa Brazil (GO) 1989 C

P amoeneroseus CG163 Lagria villosa Brazil (GO) 1989 C

P fumosoroseus CG302 Lagria villosa Brazil (GO) 1982 C

P fumosoroseus ARSEF1005 Bombyx mori Japan 1998 D

P fumosoroseus ARSEF1506 Pyrrhalta luteola France 1983 D

P fumosoroseus ARSEF1644 Musca domestica France 1984 D

P fumosoroseus ARSEF1645 Musca domestica France D

P fumosoroseus ARSEF2679 Popillia japonica Portugal D

P fumosoroseus ARSEF2745 Trong ñất Philippines D

P fumosoroseus ARSEF2749 Plutella xylostella Philippines D

P fumosoroseus ARSEF887 Diptera France D

P tenuipes ARSEF2491 Spodopterafrugiperda Mexico E

P tenuipes IMI180610 Lepidoptera Netherlands E

P lilacinus CG36 Deois flavopicta Brazil (DF) 1992 F

P lilacinus CG189 Trong ñất Brazil (GO) 1991 F

P lilacinus CG267 Trong ñất Brazil (GO) 1991 F

P lilacinus CG275 Trong ñất Brazil (MA) 1991 F

P lilacinus CG299 Trong ñất USA (Florida) 1990 F

P lilacinus CG190 Trong ñất Brazil (RS) 1990 G

P lilacinus CG271 Trong ñất Brazil (GO) 1991 G

Hình 1.1: Cây phân loại các loài Paecilomyces spp dựa vào trình tự (ITS) và

5.8S rDNA (ITS1-5.8S-ITS2) (Nguồn Peter W Inglis và Myrian S T., 2006) 1.1.6 Các nghiên cứu sản xuất nấm côn trùng

Hiện nay có 2 công nghệ chính ñược sử dụng rộng rãi ñể nhân sinh khối nấm

ñó là công nghệ lên men chìm và công nghệ lên men xốp Mỗi công nghệ có những lợi thế khác nhau tùy vào quy mô sản xuất, ñiều kiện trang thiết bị, nguồn nguyên liệu sẵn có và yêu cầu sản phẩm ñầu ra Với công nghệ sản xuất lên men xốp, do sử dụng ít trang thiết bị, nhiều nhân lực, sản xuất thủ công nên phụ chỉ phù hợp sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng sản phẩm thấp Với công nghệ lên men chìm, ñòi hỏi trang thiết bị hiện ñại, ñầu tư lớn nên có thể sản xuất quy mô công nghiệp và cho chất lượng sản phẩm tốt và ñồng ñều

ðến ñầu thế kỷ 20 ñã có nhiều công trình nghiên cứu sản xuất và ứng dụng nấm có ích ñể phòng trừ sâu hại cây trồng Các công trình tập trung nghiên cứu khả năng nhân nuôi nấm và ñã xác ñịnh ñược môi trường thích hợp ñể nhân sinh khối

một số chủng nấm như Cordyceps norvegica, Euprocties phacorhoca,

Entomophthorales sp Ở thời kỳ ñó thì thành tựu này là một tiến bộ rất to lớn Nó

giúp vạch ra phương hướng sử dụng vi sinh vật ñể ñấu tranh với côn trùng hại trên quy mô lớn Sau giai ñoạn này các thí nghiệm về nhân sinh khối và sử dụng nấm ký sinh ñể ñấu tranh sinh học với các loại sâu hại ñã ñược bổ xung và hoàn thiện hơn bởi các nhà khoa học người Nga như: V P Pospelov (1932), L V Chesnova (1959), v.v Cũng trong khoảng thời gian này, tại Mỹ, Edward Steinhaus (1944) là người ñầu tiên thành lập phòng thí nghiệm về bệnh lý học côn trùng thuộc trường ðại học tổng hợp Califonia

Trong những thập kỷ 60 ñến 80 của thể kỷ trước, việc nghiên cứu nuôi cấy các nấm ký sinh gây bệnh cho côn trùng hại ñã ñược phát triển rất mạnh mẽ Các công trình ñã tập trung nghiên cứu rất tỷ mỷ về phương pháp ñể nhân giống, các môi trường dinh dưỡng, các thiết bị nuôi cấy, phương pháp thu bào tử từ sinh khối nấm, tạo chế phẩm sinh học và sử dụng chúng ñể phòng trừ sâu hại trên ñồng ruộng (Ferron P., 1978)[46]

Tác giả Ma J ñã thử nghiệm với gạo và ngô bổ sung 0,2% pepton và nhân

sinh khối theo phương pháp lên men xốp ñể sản xuất nấm Paecilomyces javanicus

Kết quả thu ñược tới 8,72 x 1012 bào tử/kg chế phẩm (Ma J at el, 2007)[74]

Trên môi trường có Agar, Kamp AM ñã nghiên cứu sản xuất 3 loại nấm côn

trùng M anisopliae, B bassiana và Verticillium lecanii quy mô bán công nghiệp Kết quả cho thấy nấm trùng M anisopliae, B bassiana phát triển tốt ở bề mặt 2 mm

trên môi trường có bổ sung khoai tây (Kamp AM, 2002)[65]

Fernando ñã ñề cập ñến công nghệ sản xuất nấm M.anisopliae và P

fumosoroseus trong môi trường dịch thể với nồng ñộ Carbon từ 8-36 g/lít và tỷ lệ

C:N từ 10:1, 30:1 và 50:1 Kết quả nghiên cứu cho thấy 2 loại nấm sinh bào tử tốt

nhất ở nồng ñộ Cacbon 36 g/l và tỷ lệ C:N là 10:1 với nấm Paecilomyces ñạt 6,9–

9,7 × 108 bào tử/ ml sau 4 ngày và nấm B bassiana ñạt 12,2 × 108 bào tử/ ml sau 7 ngày (Fernando E.Vega, 2003)[45]

Một số nghiên cứu sản xuất chế phẩm theo công nghệ lên men chìm của nhà

khoa học C W Mecoy ñã sản xuất nấm Hirsutella thompsonii (nấm tua) bằng

phương pháp nuôi cấy chìm tạo chế phẩm với hiệu suất trung bình ñạt 400g/bình bằng 33g/lít sau 96 giờ nuôi cấy (McCoy, C.W., 1972)[77] Tiếp ñó Rombach M C

ñã sản xuất chế phẩm B bassiana trên môi trường với thành phần saccharose 2,5%,

và dịch chiết nấm men 2,5% thu ñược chế phẩm ñạt 7,4×107 bào tử/ml Dùng chế phẩm với liều lượng 2,5 - 5x1012/ha (20-40 lít dịch huyền phù từ môi trường lên men) ñể xử lý cho 1 ha lúa ñể phòng trừ sâu hại lúa

Công nghệ lên men xốp thu nhận ñược chế phẩm nấm dạng ñính bào tử (conidiospore), ổn ñịnh và bền vững hơn dạng bào tử chồi (Plastospore) Mặt khác, công nghệ này không ñòi hỏi trang thiết bị lớn, vì vậy công nghệ này ñã ñược quan tâm nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi tại một số nước ñang phát triển (Thet Thet Mar, at el, 2012)[110] Các nghiên cứu của tác giả Basto Cruz, BP ñã xác ñịnh có

thể sản xuất khối lượng lớn bào tử ñính (conidiospore) nấm Metarhizium anisopliae

bằng môi trường gạo ñánh bóng, trong ñiều kiện 280C Nấm M anisopliae phát

triển trên môi trường gạo sinh lượng bào tử sinh ra nhiều gấp 3 lần và thời gian hình

thành bào tử cũng nhanh hơn so với môi trường ñậu tương ngâm (Basto Cruz at el 1985)[31]

Tại Mexico Saul Tlecuitl-Beristain sử dụng môi trường là gạo và bột mỳ có

bổ sung Oxy ñạt ñến 26% O2 (ñiều kiện thông thường nồng ñộ Oxy ñạt 21%) trong

sản xuất chế phẩm từ nấm M anisopliae var lepidiotum Kết quả cho thấy quá trình

hình thành bào tử cao nhất vào 156 giờ sau cấy và ñạt 4.25 x 107 bào tử/cm2, cao hơn 100% so với ñối chứng Lượng bào tử thu ñược theo phương pháp sản xuất có

bổ sung Oxy này cũng ñạt 1.12 x 107 bào tử/gram chế phẩm và cao gấp 2,6 lần so với ñối chứng (Saul Tlecuitl-Beristain, 2010)[102]

Gần ñây, các nhà khoa học thuộc trường ñại học Singhania, Ấn ðộ ñã phát

triển phương pháp lên men 2 pha rắn và lỏng ñể sản xuất chế phẩm nấm M

anisopliae và B bassiana sử dụng cơ chất là gạo (Yadav Seema, at el, 2013)[116]

Ngoài ra, công nghệ này có thể tận dụng ñược sản phẩm phụ của nông nghiệp và công nghiệp chế biến mà vẫn cho sản phẩm có chất lượng tốt (K Sahayaraj, at el, 2008)[63]

1.1.7 Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng ñến phát triển của nấm

H Enrique Cabanillas nghiên cứu tác ñộng của nhiệt ñộ ñến sinh

trưởng và phát triển của nấm Isaria s p ( c h ủ n g A R S E F 7 0 2 8 ) trên môi

trường SDAY (Sabouraud D e x t r o s e a Agar with Yeast extract) và SMA (Sabouraud Maltose Agar) Nấm phát triển mạnh nhất ở 300C với tốc ñộ tăng trưởng ñường kính khuẩn lạc trong vòng 14 ngày trên môi trường SDAY: 4,1 mm/ngày; môi trường SMA: 3,1 mm/ngày Ở nhiệt ñộ 250C, nấm phát triển ở mức ñộ trung bình, với tốc ñộ tăng trưởng trên môi trường S D A Y : 3 , 4

m m / n g à y , S M A : 2 , 7 m m / n g à y V ớ i n h i ệ t ñ ộ 2 00C , n ấ m p h á t t r i ể n

c h ậ m v à c h ỉ ñ ạ t t ố c ñ ộ t ă n g t r ư ở n g 1.9 mm/ngày trên SDAY và

1 8 m m / n g à y trên SMA Qua nhiệt ñộ 350C, nấm không thể phát triển ñược (H Enrique Cabanillas at el, 2009)[52]

Walstad J D (Walstad J D, at el, 1970)[114] nghiên cứu tác ñộng của nhiệt

ñộ ñến hoạt tính sinh học của bào tử nấm trong bảo quản Kết quả cho thấy ở nhiệt

ñộ 8oC các bào tử của 2 nấm M anisopliae và B bassiana có thể giữ ñược khả năng

sống trong vòng 12 tháng, trong ñiều kiện nhiệt ñộ bình thường, bào tử chỉ có thể duy trì khả năng nẩy mầm trong phạm vi 2,5 tháng và có hoạt tính sinh học cao trong thời gian 15 ngày ñầu bảo quản

1.1.8 Cơ chế tác ñộng

Rầy nâu chỉ bị nhiễm khi có sự tiếp xúc với bào tử thường phân bố một cách thụ ñộng theo gió Sau khi bám ñược vào cơ thể rầy nâu, gặp ñiều kiện thuận lợi, bào tử sẽ bắt ñầu nẩy mầm và hình thành ống bào tử cùng với enzym chitinase ñể phân giải lớp vỏ cuticle của rầy và với áp suất của ống mầm ñể chui vào khoang cơ thể Cũng có khi ống bào tử chui qua các lỗ thông hơi và xâm nhập vào cơ thể côn trùng Quá trình này mất 8-16 giờ tùy theo nhiệt và ẩm ñộ môi trường Sự xâm nhập của bào tử nấm vào côn trùng cũng có thể diễn ra qua ñường hô hấp, theo cách này thì sự nẩy mầm của bào tử sẽ dễ dàng hơn (M C Rombach, at el 1988)[73]

Sau khi xâm nhiễm qua lớp vỏ cuticle (gồm 3 lớp: Epicuticle, Procuticle và Epidermis), nấm sẽ hình thành 1 thể có hình dạng nấm men ñược gọi là Blastospore

ñể phát tán trong máu ñi khắp các khoang cơ thể (Hình 1.2) Trong quá trình phát triển sợi nấm tiết ra phức hệ enzym phân huỷ protein, lipit, kitin của côn trùng

(Schrank A, at el, 2010)[107] Các enzyme ñó là exoproteases, endoproteases

Hình 1.2: Quá trình xâm nhiễm của nấm M

Anisopliae vào cơ thể côn trùng (M C

Rombach, at el 1988) [73]

(Bidochka MJ, at el 1990)[32] esterases, lipase, chitinases (Fang W, at el 2009)[44]

và chitobiases (St Leger, R J 1993)[109]

Ngoài ra, nấm M anisopliae sản xuất ra một số ngoại ñộc tố với bản chất hóa

học là destruxin A (C30H51O7N5) và destruxin B (C29H47O7N5) và Boverixin (C45H57O9N3) gây hiện tượng tê liệt thần kinh, phá huỷ quá trình hô hấp, làm cho côn trùng có những thay ñổi về bệnh lý và chết sau 3-14 ngày tùy thuộc vào loài và kích cỡ côn trùng (Pedras MS, at el, 2002)[84] Sau khi côn trùng chết, sợi nấm vẫn tiếp tục sinh trưởng phát triển bằng nguồn dinh dưỡng trong trên xác của vật chủ, vì ñây là nguồn cơ chất giàu hữu cơ Sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng sẽ nhanh chóng thay thế chỗ của các tế bào bị teo lại Kết quả là côn trùng vẫn giữ nguyên hình dạng và cơ thể cứng ñơ với khối sợi nấm chằng chịt ở bên trong Bào

tử sẽ ñược sản sinh trên bề mặt của côn trùng chết, ñể rồi phát tán ra không khí sẵn sàng lây nhiễm cho côn trùng khác

Quá trình ký sinh của nấm phụ thuộc nhiều vào các vi khí hậu môi trường xung quanh và có thể phát triển trong phạm vi từ 15-35 °C, tối thích khoảng 25-

300C với thời gian chiếu sáng 8-10 giờ mỗi ngày và ñộ ẩm tương ñối RH > 90 % (C Luz, at el, 1997) [35]

1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về rầy nâu

Ở Việt Nam, rầy nâu ñã ñược ghi nhận như một loài sâu hại lúa quan trọng

từ những năm 1931-1932 (Chiu, 1979)[39] Nhưng cũng chỉ trong khoảng 30 năm trở lại ñây chúng mới trở thành ñối tượng dịch hại chủ yếu và thường xuyên ở nhiều vùng Theo tài liệu ñã ghi nhận ñược ở phía Bắc thì năm 1969, rầy nâu ñã phá hại mạnh ở Thái bình và một số tỉnh Trung bộ Những năm sau ñó (1971-1974) rầy nâu ñã phát triển ở nhiều vùng thuộc duyên hải Trung bộ và ñồng bằng Bắc bộ Diện tích bị rầy nâu gây hại năm 1974 lên tới 97.860 ha Trong những năm 1976-

1978, các ñợt dịch rầy nâu ñã liên tiếp xẩy ra ở các tỉnh Bắc bộ và ven biển miền Trung Trong hai năm 1977-1978 rầy nâu ñã phá hại trên diện tích khoảng một triệu ha ở các tỉnh phía Bắc, làm giảm năng suất 30-50%, nhiều nơi bị mất trắng,

thiệt hại lên tới khoảng một triệu tấn thóc Năm 2007, theo số liệu của IRRI, diện tích lúa bị hại của Việt Nam do rầy nâu là 572.419 ha (J.L.A Catindig, 2009)[60]

Vụ mùa năm 2009, diện tích lúa bị hại bởi rầy và bệnh virus tại 18 tỉnh phía Bắc Việt Nam ñã lên trên 42.000 ha lúa và nhiều diện tích cháy rầy ñã kéo theo sự thiếu ñói của nhiều hộ gia ñình (Ngô Vĩnh Viễn, 2009) [6]

Trong những năm gần ñây, khi Việt Nam- nước xuất khẩu gạo hàng thứ hai thế giới công bố sẽ gia tăng sản lượng lúa gạo và xuất khẩu hơn 2,4 triệu tấn năm

2011 thì Thái Lan-nước xuất khẩu gạo hàng ñầu thế giới lại bị tụt giảm về sản lượng Mà nguyên nhân chính của sự tụt giảm này là do rầy nâu gây ra (Nguyễn Hữu Huân, 2011)[7]

Tại viện Bảo vệ thực vật, Trần Huy Thọ (Trần Huy Thọ, 1989)[21] ñã ñề cập

ñến ñặc ñiểm sinh học sinh thái của rầy nâu Nilaparvata lugens Stal ở ñồng bằng,

Trung du, Bắc bộ Tác giả cũng ñã nghiên cứu về biến ñộng quần thể rầy nâu trên ruộng lúa tại vùng Hà Nội (Trần Huy Thọ, 1992)[22] Tác giả Hà Minh Trung (Hà Minh Trung, 1985) [2] ñã ñề cập ñến một số loại bệnh trên lúa truyền qua rầy nâu

Rầy nâu kháng thuốc là một trong những vấn ñề nan giải trong thực tế sản xuất lúa, vấn ñề này ñược rất nhiều tác giả trong nước ñề cập Tại ñồng bằng sông cửu long, Lương Minh Châu ghi nhận tính kháng của rầy nâu với một số loại thuốc: imidacloprid 10WP, imidacloprid 700WG, buprofezin 10WP, fipronil 5SC, etofenprox 10EC (Lương Minh Châu, 2007)[5] Tại các tỉnh phía bắc, kết quả ñánh giá tính kháng thuốc của Lê Thị Kim Oanh cho thấy 100% quần thể rầy nâu kháng với hoạt chất Fenobucarb; 57,14 % quần thể rầy nâu kháng cao với hoạt chất Imidacloprid; Có 28,57% quần thể rầy nâu kháng với hoạt chất Fipronil Trong 2 năm nghiên cứu (2009-2010) tác giả cũng chỉ ta tính kháng thuốc của rầy ngày càng gia tăng qua các năm như: Hoạt chất Fenobucarb mức ñộ gia tăng tính kháng tăng 6,67 lần, Imidacloprid 4,12 lần và ñặc biệt hoạt chất Fipronil có mức ñộ gia tăng tính kháng cao tăng là 9,28 lần (Lê Thị Kim Oanh và cộng sự, 2011) [3]

1.2.2 Nghiên cứu về kẻ thù tự nhiên của rầy nâu

Ở Việt Nam, thiên ñịch của rầy nâu ñược Phạm Văn Lầm ñề cập khá ñầy ñủ trong ấn phẩm : “Tài nguyên thiên ñịch của sâu hại– Nghiên cứu và ứng dụng”

thông qua quá trình thu thập, ñiều tra tại nhiều tỉnh trồng lúa trong cả nước từ

1978-2002 Tác giả thu thập và ñịnh danh ñược 82 loài thiên ñịch của rầy nâu thuộc

11 bộ của lớp côn trùng, lớp hình nhện, nấm bất toàn và tuyến trùng Các loài thiên ñịch của rầy nâu ñã phát hiện ñược tập trung nhiều nhất ở bộ cánh cứng

(Coleoptera) với 28 loài (chiếm 34,1% tồng số loài) Nhiều thứ 2 về số lượng loài là

bộ nhện lớn bắt mồi (Araneae) với 18 loài (chiếm 23,1% tổng số loài) Bộ cánh nửa

(Hemiptera) và bộ cánh màng (Hymenoptera) tương ứng ñã phát hiện ñược 13 và

12 loài (hay 15,9 và 14,6% tổng số loài) Các bộ khác, mỗi bộ mới chỉ phát hiện

ñược từ 1 ñến 3 loài (Phạm Văn Lầm, 2002) [18]

1.2.3 Nghiên cứu ứng dụng nấm Metarhizium anisopliae trong BVTV

Ở Viêt Nam, một số tác giả Nguyễn Lân Dũng (Nguyễn Lân Dũng, 1981)[8]; Bùi Xuân ðồng (Bùi Xuân ðồng và cộng sự, 2000) [1] ñã ñề cập ñến tổng quan nghiên cứu ứng dụng có ích trong bảo vệ thực vật cũng như công nghệ sinh học nông nghiệp

Từ năm 1992, Phạm Thị Thùy ñã phân lập, nuôi cấy và thử nghiệm các

chủng thuộc 3 loài B bassiana, M anisopliae và M flavoride ñể phòng trừ cho một

số loài sâu hại cây nông, lâm nghiệp như châu chấu, rầy nâu, sâu ño xanh, sâu

khoang bằng phương pháp phun trực tiếp Metarhizium trên ñồng ruộng

Các nghiên cứu tuyển chọn và sản xuất thử nghiệm chế phẩm nấm B

bassiana, M anisopliae trừ rầy nâu ñã ñược Phạm Thị Thuỳ ñề cập ñến từ những

năm 1990 Kết quả nghiên cứu và sản xuất của tác giả chỉ ra tiềm năng ứng dụng của 2 loài nấm này trong sản xuất chế phẩm nấm trừ rầy nâu và sâu ño xanh hại ñay tại vùng ðồng bằng sông Hồng (Phạm Thị Thuỳ và CS, 1993)[17]

Trong các nghiên cứu thuộc chương trình KC-04-12 Phạm Thị Thùy ñã mở

rộng phạm vi ứng dụng của nấm M anisopliae và B.bassiana trong việc quản lý sâu

hại cây ăn trái và bọ cánh cứng hại dừa tại Cần Thơ và Tiền Giang Hiệu quả của

nấm Metarhizium trừ bọ hại dừa ñạt 63,63%-81,42% (Phạm Thị Thùy, 2004)[15]

Công nghệ sản xuất nấm côn trùng cũng ựược ựề cập trong các nghiên cứu của phòng nghiên cứu Nấm côn trùng, thuộc trung tâm đấu tranh sinh học, viện

Bảo vệ thực vật Lần lượt các sản phẩm nấm M.anisoplia, B.bassiana ựã ra ựời từ

những năm 1990 và ngày càng ựược hoàn thiện trên cơ sở công nghệ lên men háo khắ trên giá thể rắn Một trong những nghiên cứu ựể nâng cao chất lượng chế phẩm

là tập trung cải tiến môi trường sản xuất Sản phẩm nấm M anisoplia sản xuất ra

ựược ứng dụng nhiều ựể phòng trừ bọ hung ựen hại mắa tại một số tỉnh miền trung (Phạm Thị Thùy và cộng sự, 2005)[16]

Thông qua chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước, KC 04-12 ựược

tiến hành từ 2000-2004, Các tác giả ựã nghiên cứu thu thập, phân lập 19 chủng M

anisopliae trên Rầy nâu tại Bến Tre, Tiền Giang; Bọ xắt tại Thành phố Hồ Chắ

Minh; Châu chấu tại Rạch Giá, Kiên Giang; Bọ hại dừa tại Phú Quốc, Kiên Giang,

Bọ xắt ựen tại Hà Nam Sâu ựo xanh tại Hưng Yên; Sùng hại mắa tại Hà Nội; Bọ hại dừa Bến Tre, Phú Yên; .vv Các chủng ựược thu thập và tuyển chọn ựều là những nguồn giống hữu ắch cho sản xuất chế phẩm nấm côn trùng (Nguyễn Văn Tuất và cộng sự, 2004) [13]

để phòng trừ châu chấu tại Nam đàn Ờ Nghệ An và Phủ Cừ - Hưng Yên, chế

phẩm nấm M anisopliae ựã ựạt hiệu quả thử nghiệm trong phòng chết 100% ựối với

trưởng thành sau 7 ngày, trên ựồng ruộng tỷ lệ này ựạt trên 70% (Phạm Văn Nhạ

2004)[19]

Trong năm 2009, Trung tâm đấu tranh sinh học - Viện Bảo vệ thực vật ựã tiến

hành sản xuất ựược 500 kg chế phẩm nấm M anisopliae ựể sử dụng phòng trừ

ngoài ựồng ruộng tại các tỉnh ựồng bằng Bắc Bộ như Nam định, Hải Phòng, Vĩnh Phúc và các tỉnh miền Trung như Nghệ An, Phú Yên Lê Văn Trịnh tập trung

nghiên cứu việc sử dụng nấm M.anisopliae ựể phòng trừ rầy nâu hại lúa vùng đồng

bằng Bắc bộ Kết quả cũng chỉ ra việc sử dụng chế phẩm sinh học nấm côn trùng này vừa ựạt hiệu quả phòng trừ vừa mang lại nhiều lợi ắch về mặt môi trường sinh thái Hiệu lực trừ rầy trong trên diện rộng tại Vĩnh Phúc ựạt 63,59% sau 2 lần phun

chế phẩm nấm M anisopliae và ựạt gần 70% khi phun 3 lần với liều lượng 30

kg/ha/ñợt, tương ñương với 2 lần phun thuốc Bassa 0,1% ðặc biệt, hiệu quả của chế phẩm kéo dài tới 30 - 39 ngày sau khi phun (Lê Văn Trịnh và cộng sự, 2009)[4] Tại ñồng bằng Sông cửu long, Nguyễn Thị Lộc ñã ñề cập cụ thể các nghiên cứu

tuyển chọn các chủng OM3-STO và OM1-R nấm M anisopliae, chủng OM2-SDO nấm B bassiana, cũng như công nghệ sản xuất và ứng dụng chế phẩm nấm ñể

phòng trừ rầy nâu hại lúa, và một số sâu hại cây trồng khác (Nguyễn Thị Lộc, 2009

[11]) Kết quả ñánh giá hiệu lực trên sâu tơ Plutella xylostella (L.) hại rau màu cho

hiệu lực 73,2% (OM3-STO), 68,2 % (OM2-SDO) và 66,7 % (OM1-R) sau 5 ngày thí nghiệm (Nguyen Thi Loc, at el, 2007)[81]

Một số chế phẩm sinh học của nấm Metarhizium ñang ñược sử dụng rộng rãi như:

M.a (OM2–B) ñã ñược ñưa vào danh mục thuốc bảo vệ thực vật với tên thương mại

là Ometar, ñược phép sử dụng ở Việt Nam theo Quyết ñịnh số 63/2003/Qð-BNN ngày 27/05/2003 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Chế phẩm M.a (OM2-B) có hiệu lực rất cao ñối với các loài bọ cánh cứng, rầy, bọ xít hại cây trồng và có hiệu lực tương ñối khá ñối với cào cào, mối và một số sâu ăn lá khác Sau khi phun 7 ngày, hiệu lực diệt trừ bọ cánh cứng hại dừa của M.a (OM2-B) ñạt 68-89%, hiệu lực diệt trừ các loài rầy ñạt 73,5-91,5% và hiệu lực trừ bọ xít ñạt 73-88% Chế phẩm nấm xanh có hiệu lực bền lâu và kéo dài tới hàng tháng sau khi phun Chế phẩm M.a (OM2-B) còn có hiệu lực ổn ñịnh ñối với sâu hại sau 8 tháng bảo quản ở nhiệt ñộ, ẩm

ñộ bình thường

Chế phẩm nấm xanh M.a (OM2-B) không gây ảnh hưởng xấu tới thiên ñịch của sâu hại, con người, gia súc và môi trường, ñã ñược ứng dụng trên 650 ha cây trồng (lúa, ngô, lạc, cây ăn trái, nho, trà) và 7.000 cây dừa Theo kết quả ghi nhận ñược từ các ñịa phương thì chế phẩm này ñã ñạt hiệu quả cao trong việc quản lý các loài sâu - rầy hại lúa, sâu - rầy hại trà, mối và các loài sâu hại cây ăn trái, khi ứng dụng vào các

mô hình sản xuất lúa sạch, trà sạch, nho sạch và trái cây an toàn tại ðồng bằng sông Cửu Long

1.2.4 Nghiên cứu ứng dụng nấm Paecilomyces javanicus trong BVTV

Từ năm 2011 ñến nay, nhóm nghiên cứu Nấm có ích thuộc Trung tâm ñấu

tranh sinh học ñã thu thập và khởi xướng nghiên cứu nấm Paecilomyces javanicus

tại một số tỉnh ðồng Bằng Bắc Bộ Trong các nghiên cứu của Trần Văn Huy (Trần Văn Huy, 2012)[23], lần ñầu tiên tại Việt Nam tác giả ñã ñề cập ñến ñặc ñiểm hình

thái và khả năng ký sinh của nấm P javanicus trên rầy nâu và rầy lưng trắng hại lúa

tại vùng Hà Nội và phụ cận Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra tiềm năng ứng dụng

của nấm P javanicus trong phòng chống rầy nâu

Song song với các nghiên cứu của Trần Văn Huy, trong phạm vi chương trình nghiên cứu của 1 ñề tài phối hợp với sở Khoa học công nghệ tỉnh Thái Bình

chúng tôi ñã và ñang triển khai các nghiên cứu về nấm P javanicus thu thập từ Thái

Bình và ñánh giá tiềm năng ứng dụng trong quản lý rầy nâu trên ñồng ruộng tại các tỉnh ðồng bằng Bắc Bộ

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu, ựịa ựiểm, và thời gian nghiên cứu

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu

- Nguồn nấm ký sinh: Nấm ký sinh rầy nâu thu thập trên quần thể rầy nâu tại

vùng trồng lúa nước tại huyện Kiến Xương và Tiền Hải, tỉnh Thái Bình

- Côn trùng: Nguồn rầy nâu Nilaparvata lugens ựể thử hiệu lực sinh học của

nấm ựược thu thập tại Tiền Hải, Thái Bình và nuôi trên lúa giống TN1 trong nhà lưới Viện BVTV ựảm bảo ựồng ựều và sạch bệnh

- Dụng cụ ựiều tra, thu thập mẫu: Kắnh lúp cầm tay, dụng cụ lấy mẫu, ống

tuyp, khay ựiều tra, túi nilon, ống nghiệm, bình phun thuốc, dụng cụ nuôi rầy vv

- Vật liệu phân lập: kắnh hiển vi, nồi hấp khử trùng, ựĩa petri, que cấy, tủ

ựịnh ôn, buồng ựếm hồng cầu, vv

- Vật liệu sản xuất nấm: Nồi hấp, buồng cấy, máy nghiền, tủ ựịnh ôn vv

- Nguyên vật liệu tiêu hao: Hóa chất, Agar, nước cất, dụng cụ phục vụ thắ

nghiệm

2.1.2 địa ựiểm và thời gian nghiên cứu

+ địa ựiểm:

- Các thắ nghiệm trong phòng và nhà lưới thực hiện tại Viện Bảo vệ thực vật,

đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội

- Các thắ nghiệm ngoài ựồng ựược tiến hành tại Thái Bình

+ Thời gian:

Luận văn ựược thực hiện theo ựề tài ỘNghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học nấm Metarhizium anisopliae trong quản lý bền vững một số loại rầy môi giới truyền bệnh virus hại lúa tại Thái BìnhỢ của sở Khoa học Công nghệ Thái Bình cấp cho viện Bảo vệ thực vật, từ 2011-2013 Học viên ựã tham gia thực hiện và ựược phép của tập thể cán bộ tham gia sử dụng 1 phần kết quả của ựề tài vào luận văn

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Diễn biến mật ựộ của rầy nâu hại lúa tại Thái Bình