bài giảng vi sinh vật hại nông sản sau thu hoạch

Chúng là các vật thể sống vì vậy sau thu hoạch quá trình sinh lí như hô hấp và thoát hơi nước vẫn còn duy trì - Vi sinh vật hại nông sản sau thu hoạch bao gồm các loại nấm, vi khuẩn, …

Vi sinh vật hại Nông sản

sau thu hoạch

POSTHARVEST DISEASE

PGS.TS.Ngô Bích Hảo

Bộ môn Bệnh cây

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC

- Tên môn học : Vi sinh vật hại Nông sản sau thu hoạch (phần bệnh

cây)

- Lý thuyết 9 tiết, thực hành 3 tiết

- Giảng viên môn học : PGS.TS Ngô Bích Hảo

- Giáo viên hướng dẫn thực hành : Th.s Nguyễn Thanh Hồng

- Bộ môn phụ trách : Bệnh cây

- Mục tiêu môn học: Sinh viên nắm được các kiến thức cơ bản về mối quan hệ giữa tác nhân gây bệnh và nông sản sau thu hoạch Kiểm tra, giám định bệnh hại nông sản STH và biện pháp phòng trừ bệnh hại nông sản sau thu hoạch phục vụ sản xuất, chế biến, quản lí và kinh doanh nông sản

hưởng của điều kiện ngoại cảnh)

- Nấm hại nông sản sau thu hoạch

- Vi khuẩn hại nông sản sau thu hoạch

• Các biện pháp phòng trừ bệnh hại nông sản

STH

Tài liệu tham khảo

1 Lê Lương Tề Bệnh cây Nông nghiệp NXB NN 2007

2 Ngô Bích Hảo 2008 Bài giảng bệnh hại nông sản

sau thu hoạch

3 Mathur & Olga, 1998 Seed health testing methods for detecting fungi

4 Trần Minh Tâm 1986 Giáo trình Bảo quản chế biến Nông sản NXB NN

5 Kulwant Singh, Jens C et all An Illustrated Manual

on Identification of some seed-borne Aspergilli,

Fusaria, Penicillia and their Mycotoxins.

Chương I: Giới thiệu môn học Vi sinh vật

hại nông sản sau thu hoạch

1 Một số khái niệm chung

- Nông sản sau thu hoạch bao gồm các loại sản

phẩm cây trồng dưới dạng thân lá, rễ, củ, quả, hạt Chúng là các vật thể sống vì vậy sau thu hoạch quá trình sinh lí như hô hấp và thoát hơi nước vẫn còn duy trì

- Vi sinh vật hại nông sản sau thu hoạch bao gồm

các loại nấm, vi khuẩn, … chúng sử dụng nông sản làm nguồn thức ăn làm giảm chất lượng nông sản trong quá trình bảo quản, tồn trữ

Kích thước của các tác nhân gây bệnh cây so với tế bào cây trồng

1 Một số khái niệm chung

• Vi sinh vật hoại sinh: là các loại vi sinh vật chỉ có thể

phát triển và sử dụng nguồn thức ăn từ các tế bào cây đã chết mà không có khả năng kí sinh, sống ở

mô tế bào còn sống

• Vi sinh vật bán hoại sinh: Là các vi sinh vật chủ yếu

sống trên các tế bào cây trong giai đoạn ngủ nghỉ

như hạt quả hoặc đã suy nhược và chết, nhưng

trong những điều kiện cho phép chúng có thể kí

sinh gây bệnh trên tế bào cây còn sống như nấm

mốc, nấm Aspergillus, Penicillium, Botrytis…

Nấm mốc Penicillium hại nông sản STH

Thối ướt khoai tây do vi khuẩn Erwinia

1 Một số khái niệm chung

• Vi sinh vật bán kí sinh: Là các loại VSV sống kí sinh

trên tế bào sống của cây là chủ yếu để sinh trưởng

và sinh sản vô tính nhưng trong điều kiện nhất định chúng vẫn có khả năng sống , tồn tại trên tàn dư cây trồng Ví dụ nấm Túi

• Kí sinh chuyên tính: Là các loại kí sinh bắt buộc, chỉ

có khả năng sử dụng các vật chất hữu cơ sẵn có

trong tế bào cây còn sống mà không thể phát triển kí sinh trên các tế bào cây đã chết Ví dụ nấm sương mai gây hại cà chua khoai tây

Đốm vòng cà chua (Alternaria solani)

Đốm Vi khuẩn trên rau quả

1 Một số khái niệm chung

• Chất lượng là những nét đặc trưng cho biết đó là sản

phẩm gì, hay mức độ thơm ngon hoặc tính ưu việt được

mô tả bởi người tiêu thụ, do đó từ này không có một

định nghĩa khách quan và nhất định

• Đời sống tồn kho (shelf-life) là giai đoạn sau khi tồn trữ

trong suốt quá trình sản phẩm được giữ ở nhiệt độ và độ

ẩm tương đối bình thường mà không làm mất giá trị

thương phẩm của chúng

• Độ chín là giai đoạn phát triển mà lúc đó sản phẩm đã

hoàn tất sự sinh trưởng tự nhiên của chúng và sẵn sàng cho thu hoạch

2 Vai trò của quá trình bảo quản đối với chất

lượng nông sản sau thu hoạch

Do điều kiện nước ta là nước nông nghiệp nhiệt đới nên:

• Quanh năm luôn có sản phẩm thu hoạch, đòi hỏi

phải bảo quản chế biến để nhằm nâng cao chất

lượng sản phẩm

• Các loại dịch hại cây trồng và nông sản sau thu

hoạch phát triển quanh năm

2 Vai trò của quá trình bảo quản đối với chất

lượng nông sản sau thu hoạch

• Việc đảm bảo và nâng cao chất lượng nông sản có ý

nghĩa rất to lớn, nhiệm vụ của sản xuất không chỉ

hoàn thành về mặt số lượng mà còn phải đảm bảo các chỉ tiêu về chất lượng.

• Để thu tăng được 1% năng suất ngoài đồng ruộng

trên một diện tích lớn là một điều hết sức khó khăn, nhưng sau khi thu hoạch về nếu không bảo quản tốt thì nông sản phẩm sẽ bị hao hụt rất lớn cả về số

lượng lẫn chất lượng

2 Vai trò của quá trình bảo quản đối với chất

lượng nông sản sau thu hoạch

• Trong quá trình sản xuất, chất lượng nông sản phẩm

chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố môi trường, điều kiện kĩ thuật canh tác, kĩ thuật thu hái vận chuyển

• Trong quá trình bảo quản cất giữ, sơ chế, nông sản

phẩm lại luôn chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi

trường mà biến đổi chất lượng, gây nên những tổn thất đáng tiếc, ảnh hưởng không ít đến thu nhập

kinh tế quốc dân

2 Vai trò của quá trình bảo quản đối với chất lượng nông sản sau thu hoạch

• Chất lượng nông sản phẩm tốt sẽ kéo dài thời gian

sử dụng và giảm bớt sự chi tiêu của Nhà nước, hạ thấp được mức thiệt hại có thể xảy ra

• Việc đảm bảo hạt giống có chất lượng cao đóng góp

vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp

• Việc đảm bảo nông sản phẩm tốt sẽ cung cấp cho

công nghiệp chế biến nguyên liệu tốt để sản xuất ra nhiều hàng hoá phục vụ trong nước và xuất khẩu, tăng thu nhập quốc dân và nâng cao đời sống

3 Thiệt hại nông sản sau thu hoạch

trên thế giới

• Theo thống kê của liên hiệp quốc, mỗi năm trung

bình thiệt hại của thế giới về lương thực chiếm từ 15 – 20% tính ra tới 130 tỷ đô la, đủ nuôi được 200 triệu người trong 1 năm.

• Theo bộ nông nghiệp Mỹ cho biết hàng năm thiệt hại

tới 300 triệu đô la Còn ở các nước khác như ở Đức hàng năm thiệt hại 80 triệu mác, ở Nhật là 31 triệu

yên 1 năm.

• Theo tài liệu điều tra của FAO (Tổ chức lương thực

và nông nghiệp Liên hiệp quốc) hàng năm trên thế giới có tới 6 – 10% số lương thực bảo quản trong

kho bị tổn thất, riêng các nước có trình độ bảo quản thấp và khí hậu nhiệt đới, sự thiệt hại lên tới 20%.

3.2 Thiệt hại nông sản sau thu hoạch

ở nước ta

• Ở nước ta tính trung bình đối với các loại hạt, tổn thất sau

thu hoạch là 10%, đối với cây có củ là 10 – 20%,còn với rau quả là 10 – 30% Hàng năm trung bình thiệt hại 15%, tính ra hàng vạn tấn lương thực có thể đủ nuôi sống hàng triệu người

• Năm 1995, sản lượng lúa ước chừng 22 triệu 858 tấn hao

hụt với 10% cũng chiếm tới 2,3 triệu tấn tương đương với

350 – 360 triệu USD

• Các loại cây có củ mức hao hụt là 20%, với sản lượng

2,005 triệu tấn khoai lang, 722.000 tấn khoai tây và 3,112 triệu tấn sắn (khoai mỳ), thì hàng năm chúng ta mất đi

khoảng 1,15 triệu tấn, tương đương với 80 triệu USD.

• Đối với ngô, số hao hụt hàng năm có thể lên đến 100.000

tấn tương đương với 13 – 14 triệu USD Đó là chưa tính

đến những hao hụt mất mát của các loại rau quả, đậu đỗ, cũng như các loại nông sản khác.

Sự phát triển của n ấm vi khuẩn

Sự phát triển của côn trùng Quá trình tự bốc nóng

Sự phá hoại của chuột

Sự phá hoại của chim

CƠ HỌC

Sự chấn thương, vỡ nát

Sự rơi vãi Tình trạng đổ

SỰ HAO HỤT VỀ CHẤT LƯỢNG

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nông

sản sau thu hoạch

• Yêú tố phi sinh vật: bao gồm các yếu tố môi trường

như ẩm độ, nhiệt độ không khí, thành phần khí

quyển và các điều kiện kĩ thuật canh tác, độ chín thu hoạch, điều kiện thu hái, chuyên chở, bảo quản vật dụng chứa đựng, kho bảo quản…

• Yếu tố sinh vật: bao gồm sự tác động của các loại vi

sinh vật như nấm, vi khuẩn hoặc các loại côn trùng

và động vật hại nông sản như sâu, mọt , gián, nhện , tuyến trùng, chim , chuột… và con người

4.1 Yếu tố phi sinh vật

• Nhiệt độ

Là yếu tố có tính chất quyết định đến thời gian bảo quản và chất lượng NS

- Nhiệt độ thấp làm giảm quá trình trao đổi chất, giảm cường độ hô hấp và làm chậm quá trình sản xuất Ethylen của

nông sản Nhiệt độ thấp làm giảm sự

mất nước của rau quả

4.1 Yếu tố phi sinh vật

- Hoạt động sống của các loại VSV trên NS phụ

thuộc vào điều kiện nhiệt độ, nhiệt độ tăng hoạt

động sống của VSV tăng, sự gây hại tăng thời gian

BQ ngắn Nhiệt độ thấp hoạt động sống của các loại

vi sinh vật bị ức chế vì vậy thời gian bảo quản tăng Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản thấp cũng cần có giới hạn vì nhiệt độ bảo quản thấp đối với rau quả tươi

sẽ bị tổn thương lạnh, rau quả biến màu và sau khi chuyển ra nhiệt độ bình thường sẽ bị nhũn không còn giá trị trên thi trường

• Nhiệt độ

4.1 Yêú tố phi sinh vật

• Ẩm độ không khí

Thấp hạn chế được hoạt động sống của các loại vi sinh vật gây hại nông sản, thích hợp cho việc bảo

quản các loại hạt ngũ cốc, nhưng đối với rau hoa

quả tươi ẩm độ không khí thấp sẽ gây ra hiện tượng mất nước nhanh dẫn đến rối loạn các hoạt động

sống Sự mất nước còn làm hoạt hóa các men

polyphenoloxydaza và peoxydaza làm cho rau quả bị biến màu nâu rất nhanh.

Âm độ không khí cao hạn chế sự mất nước, ức chế một phần quá trình hô hấp của quả song lại dẫn đến hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt rau quả tạo điều kiện cho vi sinh vật gây hại phát triển

Thành phần khí quyển trong

môi trường bảo quản

Thành phần KK có liên quan mật thiết với quá trình

hô hấp Hàm lương khí O2 trong môi trường bảo quản càng cao thì cường độ hô hấp của quả càng lớn Ngược lại khi hàm lượng O2 giảm thì hô hấp hiếu khí sẽ chuyển sang hô hấp yếm khí

Hàm lượng CO2 cao có thể hạn chế được quá trình

hô hấp và hạn chế được hoạt động của các loại vi sinh vật Tuy nhiên hàm lượng CO2 quá cao sẽ làm rối loạn quá trình sống của quả và tăng giá thành bảo quản.

Ví dụ: Bảo quản táo quả tươi

• Quả táo bảo quản ở 0 o C chín chậm hơn 7-10 lần so với bảo quản ở 20 o C

• Trong điều kiện lạnh quả táo duy trì được độ

cứng và hàm lượng axit của quả, màu sắc, độ ngọt và mùi thơm của quả

• Độ ẩm 92% tránh được sự mất nước của quả táo trong điều kiện lạnh tuy nhiên cần hạn chế đọng nước để hạn chế nấm vi khuẩn phát triển

• Kiểm soát không khí (thông thường O2

2-3%/CO2 2-5%) và kiểu ULO (Ultra low oxygen O2<2%/CO2 1-3%

Các yếu tố canh tác kĩ thuật trong

quá trình trồng trọt

Tưới tiêu, bón phân, độ chín khi thu hoạch là các

yếu tố chính quyết định thời gian có thể tồn trữ của sản phẩm

Biện pháp thu hoạch, quyết định mức độ tổn thương

do cơ học của nông sản

Các biện pháp xử lí và bảo quản sau thu hoạch đóng vai trò quan trọng vì trong giai đoạn này nếu làm tốt

có thể bảo vệ được chất lượng ngược lại có thể làm cho sản phẩm dễ bị hư hỏng vì tác động của môi

trường vàcác lọai vi sinh vật tấn công gây hại

4.2 Yếu tố sinh vật

• Bao gồm sự tác động của các loại vi sinh vật như

nấm, vi khuẩn hoặc các loại côn trùng và động vật hại nông sản như sâu, mọt , gián, nhện , tuyến trùng, chim , chuột… và con người.

• Các loại trái cây tươi, rau hoa quả và hạt là sinh vật

sống bản thân chúng còn xảy ra quá trình hư hỏng

về mặt sinh học và vật lí do quá trình hô hấp và mất nước do tiêu thụ khí O2 trong không khí, nhả ra khí CO2 và thoát hơi nước Dưới điều kiện không khí

bình thường, sự hô hấp hiếu khí chiếm ưu thế, khi

đó có sự oxy hóa đường gluco theo phương trình sau:

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 – 6 CO 2 + 6 H 2 O + năng lượng

Theo A K Thompson, 1996 các thiệt hại đối với ngành

sản xuất rau quả là bởi các lý do sau

• Thiếu sự hướng dẫn cụ thể cho nông dân về thời

điểm chín phù hợp cho thu hoạch

• Sản xuất còn thô sơ

• Chuyên chở còn thô sơ, không có bao gói

• Bao gói chưa bảo đảm để bảo vệ nông sản

• Thiếu sự kiểm soát về ôn ẩm độ trong bảo quản

• Không có biện pháp sử lý cần thiết sau thu hoạch

• Sử dụng thuốc hóa học không bảo đảm

• Giá cả thấp trên các thị trường bán lẻ không cho đủ

cho chi phí đóng gói trong quá trình chuyên chở

4.3 Tổn thất nông sản sau thu hoạch

do vi sinh vật gây ra 4.3.1 Thiệt hại về sản lượng

loại nông sản trên thế giới là khoảng 10-20%, trong

đó sản phẩm rau, hoa quả tươi tổn thất ở các nước phát triển là 25% và 50% ở các nước đang phát triển

Phần lớn các thất thoát này là do thối hỏng bởi các vi sinh vật gây ra đặc biệt là do nấm và vi khuẩn

Sự thối hỏng này làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến

số lượng và chất lượng nông sản sau thu hoạch

(CABI 2002)

Thiệt hai về lương thực và cây có sợi bởi các loại sinh vât hại ước tinh khoảng một nửa sản lượng trên toàn thế giới (Pimental & cs 1978)

Thiệt hại của nụng sản tại cỏc nước đang phỏt

triển (Anon, 1978 US NRC)

Cây Thiệt hại ớc tinh % Cây Thiệt hại ớc tinh %

Táo 14 Sà lách 62

Cây có múi 20-95 Suplơ 49

Chuối 20-80 Khoai tây 5-40

Đu đủ 40-100 Hành 16-35

Nho 27 Cà rốt 44

Sắn 10-25 Cà chua 5-50

Chuối sợi 35-100 Khoai sọ 10-50

Khoai lang 35-45 Cải bắp 37

Những bệnh quan trọng có ý nghĩa kinh tế truyền qua

hạt giống một số cây trồng chính

C©y trång Nguyªn nh©n g©y bÖnh Tªn bÖnh

Alternaria porri Thèi Hµnh, tái

Botrytis acalda Thèi x¸m, chÕt c©y con

Alternaria brasicae §èm vßng

A brassicicola §èm ®en

Peronospora parasitica S ¬ng mai

Sclerotinia sclerotiorum Thèi h¹ch

C¶i b¾p

Xanthomonas campestris pv campestris Thèi ®en

Colletotrichum capsici Thèi qu¶, th¸n th

Ot

X campestris pv vesicatoria §èm vikhuÈn th©n,l¸, qu¶

D ua hÊu Fusarium oxysporum HÐo rò

Glomerella lagenaria Th¸n th

Pseudomonas pseudocaligenes

subsp citrulli

parasitica Thèi n©u

Macrophomina phaseolina Thèi ®en

Peronospora manshurica S ¬ng mai

Phomopsis longicolla Thèi h¹t

P syringe pv glycinea Thèi vi khuÈn

X campestris pv glycines Thèi vi khuÈn

Glomerella gossypii Th¸n th

M phaseolina Thèi rÔ, thèi th©n

B«ng

X campestris pv malvacearum Gi¸c ban b«ng

Botrytis cinerea Thèi x¸m

Phytophthora infestans S ¬ng mai

Bipolaris oryzae Tiªm löa

Curvularia §èm n©u

Gibberella fujikuroi Lóa von

P glumae Thèi ®en h¹t

Tilletia barclayna Than ®en Lóa

Ustilaginoidea virens Hoa cóc

Alternaria sesami Thèi Võng

M phaseolina Thèi ®en

Cµ Phomopsis vexans Thèi qu¶

M phaseolina Thèi ®en

§Ëu

X campestris pv, vignicola Thèi vi khuÈn

Acremonium strictum Thèi h¹t

4.3.2 Thiệt hại về

chất lương nông sản

• Vi sinh vật gây hại không chỉ làm giảm sản lượng nông sản do

thối hỏng mà chúng còn làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng nông sản Hàm lượng các chất đường, đạm, chất béo, vitamin

ở nông sản nhiễm bệnh giảm đáng kể so với nông sản không

bị nhiễm bệnh

• Rất nhiều loại hạt khi bị nhiễm bệnh hàm lượng chất dinh dưỡng giảm đáng kể

VD Hạt đậu tương bị nhiễm bệnh do nấm Fusarium và Phomopsis

thường có hàm lượng dầu giảm, gốc axit béo tự do tăng

Hạt lúa nhiễm A padwickii hàm lượng carbohydrate giảm

Hạt lạc, vừng nhiễm bệnh nấm thường có hàm lượng dầu giảm, chất lượng dầu kém

4.3.2 Thiệt hại về chất lương nông sản

• Các loại hạt củ quả khi bị nấm hoặc vi khuẩn tấn công thường bị biến màu, hoặc hình thành các vết đốm làm ảnh hưởng đến giá trị thương phẩm của chúng Ngoài giá trị dinh dưỡng hạt nhiễm bệnh thường bị biến màu, giảm trọng lượng và kích thước của các hạt tinh bột

Ví dụ: Than đen hạt lúa, mốc hồng ngô, thán thư chuối

Một số loại nấm và vi khuẩn còn gây thối các loại nông sản có chứa nhiều nước như rau, củ quả

Ví dụ: Thối xám nho, thán thư xoài, mốc xanh, mốc lục cam chanh, thối nhũn cải bắp, thối ướt khoai tây, thối đen ruột mía…