Phân lập và tuyển chọn nấm nội sinh để tăng cường khả năng kháng bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp. gây hại cây keo tai tượng tại tỉnh Thái Nguyên

Để góp phần quản lý dịch bệnh hại Keo tai tượng Acacia mangium có hiệu quả dựa trên cơ sở tuyển chọn giống thuộc các dòng vô tính, trong khuôn khổ của một luận văn tốt nghiệp tôi đã tiế

- -

LÊ MINH HẢI

Tên đề tài:

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN NẤM NỘI SINH ĐỂ TĂNG CƯỜNG

KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH CHẾT HÉO DO NẤM CERATOCYSTIS SP

GÂY HẠI CÂY KEO TAI TƯỢNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Lâm nghiệp Khoa : Lâm nghiệp Khóa học : 2012 - 2016

Thái Nguyên - 2016

- -

LÊ MINH HẢI

Tên đề tài:

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN NẤM NỘI SINH ĐỂ TĂNG CƯỜNG

KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH CHẾT HÉO DO NẤM CERATOCYSTIS SP

GÂY HẠI CÂY KEO TAI TƯỢNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Lâm nghiệp

Khóa học : 2012 - 2016 Giảng viên hướng dẫn : ThS Trần Thị Thanh Tâm

Thái Nguyên - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi Các kết quả và số liệu kết quả trong suốt quá trình nghiên cứu tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam hoàn toàn trung thực, chưa công bố kết quả Nếu có sai sót gì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

Đồng ý cho bảo vệ kết quả trước

Hội đồng khoa học

ThS Trần Thị Thanh Tâm

Người viết cam đoan

Lê Minh Hải

Xác nhận của giáo viên phản biện Giáo viên chấm phản biện xác nhận sinh viên đã sửa sai sót

sau khi hội đồng chấm yêu cầu

( ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Để bài báo cáo khoá luận của tôi đạt kết quả tốt như ngày hôm nay Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn tới các anh, chị của Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam cùng toàn thể giáo viên trong khoa lâm nghiệp trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên lời chúc sức khoẻ, lời chào trân trọng, lời cảm ơn sâu sắc nhất Đặc biệt nhất anh Nguyễn Minh Chí cán bộ Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, cô Trần Thị Thanh Tâm người trực tiếp hướng dẫn tôi, đã cho tôi cách nhìn nhận và cơ hội tiếp xúc với môi trường làm việc năng động, chuyên nghiệp, tiếp xúc với nhiều trang thiết bị hiện đại

Thời gian có hạn cũng như kinh nghiệm của tôi còn hạn chế cho nên bài khoá luận của tôi không tránh khỏi những thiếu xót Tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để tôi có điều kiện sửa đổi

bổ sung để hoàn thành khoá luận hoàn chỉnh hơn

Một lần nữa, Tôi xin chân thành cảm ơn

Thái Nguyên, ngày 29 tháng 5 năm 2016

Sinh viên

Lê Minh Hải

DANH LỤC BẢNG

Trang

Bảng 4.1 Kết quả phân lập nấm nội sinh ở lá cây Keo tai tượng 31Bảng 4.2 Kết quả phân lập nấm nội sinh ở cành cây Keo tai tượng 32Bảng 4.3: Kết quả đánh giá hiệu lực kháng bệnh của các chủng nấm nội

sinh 34

DANH LỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 4.1: Chủng nấm N25L2 35

Hình 4.2: Sợi nấm chủng N25L2 35

Hình 4.3: Sợi nấm chủng N25L2 36

Hình 4.4 Ức chế nấm bệnh Ceratocystis 36

Hình 4.5: Chủng nấm N28C8 37

Hình 4.6 : Sợi nấm chủng N28C8 37

Hình 4.7: Ức chế nấm bệnh Ceratocystis sp 37

Hình 4.8: Sợ nấm N28C8 37

Hình 4.9: Chủng nấm N31R8 38

Hình 4.10: Ức chế nấm bệnh Ceratocystis sp 38

Hình 4.11: Sợi nấm chủng N31R8 38

Hình 4.12: Sợi nấm chủng N31R8 38

DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

PDA Potato dextrose agar

SIDA-SAREC Tổ chức của Thụy Điển

PAM (Programme Alimentaire Mondial) Chương trình lương

thực Thế Giới FAO Tổ chức Liên Hợp Quốc về lương thực và nông nghiệp

½ PDA A half potato dextrose agar

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Ý nghĩa 3

1.3.1 Ý nghĩa khoa học: 3

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn: 3

PHẦN 2: TỔNG QUAN 4

2.1 Cơ sở khoa học 4

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 4

2.2.1 Tình hình nghiên cứu về Keo tai tượng 4

2.2.2 Tình hình nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh 5

2.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 7

2.3.1 Tình hình nghiên cứu về bệnh hại Keo trên thế giới 7

2.3.2 Tình hình nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh trên Thế giới 10

2.4 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu 14

2.4.1 Điều kiện tự nhiên 14

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 26

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 26

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 26

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 26

3.3 Nội dung nghiên cứu 26

3.3.1 Phân lập các chủng vi sinh vật nội sinh trên cây Keo tai tượng 26

3.3.2 Đánh giá hiệu lực kháng nấm gây bệnh của các chủng nấm nội sinh và đặc điểm của một số chủng có hiệu lực cao 27

3.4 Phương pháp nghiên cứu 27

3.4.1 Phương pháp thu thập mẫu 27

3.4.2 Phương pháp phân lập nấm nội sinh Keo tai tượng 27

3.4.3 Phương pháp đánh giá hiệu lực kháng nấm Ceratocystis sp gây bệnh chết héo của các chủng vi sinh vật nội sinh 28

3.5 Đề xuất các biện pháp phòng trừ 30

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31

4.1 Kết quả phân lập và tổng hợp các chủng vi sinh vật nội sinh của 12 cây Keo tai tượng 31

4.1.1 Phân lập vi sinh vật nội sinh lá Keo tai tượng 31

4.1.2 Phân lập vi sinh vật nôi sinh cành cây Keo tai tượng 32

4.1.3 Phân lập vi sinh vật nôi sinh rễ cây Keo tai tượng 33

4.2 Kết quả đánh giá hiệu lực kháng bệnh của các chủng vi sinh vật nội sinh và đặc điểm một số chủng có hiệu lực cao 33

4.2.1 Kết quả đánh giá hiệu lực kháng bệnh của các chủng vi sinh vật nội sinh 33

4.2.2 Mô tả đặc điểm một số chủng vi sinh vật có hiệu lực cao 35

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Tồn tại - Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

để đóng đồ gia dụng, làm nhà, ván dăm, làm bột giấy… Trong những năm gần đây, diện tích rừng trồng Keo tai tượng chiếm một tỷ trọng lớn trong tổng diện tích rừng trồng của Việt Nam Theo Cục Lâm nghiệp (2006) diện tích rừng trồng Keo tai tượng tại các vùng Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Duyên Hải miền Trung đã đạt trên 600.000 ha (Phạm Quang Thu, 2006)

Tuy nhiên trước sự gia tăng nhanh về diện tích, rừng trồng loài keo đã xuất hiện nhiều loại bệnh hại gây khó khăn không nhỏ cho người sảm xuất tại nhiều địa phương trong cả nước Điển hình tại một số nơi như Bầu Bàng, Bình Dương đã xác định một số dòng keo lai đã bị mắc bệnh phấn hồng (Pink disease) với tỷ lệ và mức độ bị bệnh khá cao, gây nhiều thiệt hại cho sản xuất Tại Đạ Tẻh, tỉnh Lâm Đồng, trong tổng diện tích hơn 400 ha đã có 118,5 ha bị bệnh với tỷ lệ từ 7 đến 59 % trong đó có một số diện tích bị hại rất nặng Tỷ

lệ bị bệnh nặng nhất ở Ngọc Tụ, Ngọc Hồi, Kon Tum lên đến 90% cây bị chết ngọn Do đó việc áp dụng biện pháp hóa học để phòng trừ bệnh cho rừng trồng là không khả thi khi diện tích rừng trồng lớn và gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái

Thái Nguyên là một tỉnh ở vùng Đông Bắc Việt Nam, tỉnh Thái Nguyên với diện tích 3.562.82 km2 Với nhiều dãy núi cao chạy theo hướng Bắc-Nam thấp dần xuống phía Nam, đất đồi núi chiếm tỷ lệ cao 48.4% diện tích tự nhiên, với độ cao trên 200m, đất núi thích hợp cho phát triển lâm nghiệp Trong toàn bộ quỹ đất, đất đã sử dụng 246.513 ha (chiếm 69.22% diện tích tự nhiên) và đất chưa sử dụng 1.714 ha phù hợp cho sản xuất nông nghiệp, 41.250 ha có khả năng sản xuất lâm nghiệp

Keo tai tượng được trồng hầu hết ở các huyện trong tỉnh như Định Hoá, Đồng Hỷ, Đại Từ, Phú Lương…

Xu hướng hiện nay trên Thế giới cũng như ở Việt Nam là công tác chọn giống, lai tạo, tuyển chọn loài, xuất xứ, gia đình và các dòng chống chịu tốt có khả năng kháng bệnh cao đang là hướng đi mới, phát triển bền vững trong công tác quản lý dịch bệnh hại ở rừng trồng

Để góp phần quản lý dịch bệnh hại Keo tai tượng (Acacia mangium) có

hiệu quả dựa trên cơ sở tuyển chọn giống thuộc các dòng vô tính, trong khuôn khổ của một luận văn tốt nghiệp tôi đã tiến hành nghiên cứu về chủng loại các

vi sinh vật nội sinh có hoạt tính đối kháng với nấm gây bệnh trên các cây chủ

Từ nghiên cứu đó làm sáng tỏ vai trò của vi sinh vật nội sinh trong việc bảo

vệ cây chủ từ sự xâm nhiễm của sinh vật gây bệnh đồng thời tuyển chọn ra các dòng vô tính Keo tai tượng có khả năng kháng bệnh thông qua tính kích kháng của các vi sinh vật nội sinh Trên cơ sở đó tôi đã tiến hành thực hiện đề

tài: “Phân lập và tuyển chọn nấm nội sinh để tăng cường khả năng kháng

bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp gây hại cây keo tai tượng tại tỉnh Thái Nguyên“

1.2 Mục tiêu

- Phân lập được chủng nấm nội sinh trên cây Keo tai tượng ở các độ tuổi khác nhau và trên các bộ phận khác nhau của cây (rễ, thân, lá)

- Đánh giá được khả năng ức chế nấm gây bệnh của các chủng nấm nội sinh

- Tuyển chọn được các chủng nấm nội sinh có khả năng kháng bệnh

chết héo do nấm Ceratocystis sp gây ra

- Mô tả được đặc điểm của các chủng nấm nội sinh có hiệu lực ức chế nấm gây bệnh mạnh

1.3 Ý nghĩa

1.3.1 Ý nghĩa khoa học:

Tìm ra được các chủng nấm nội sinh kháng bệnh chết héo do Ceratocystis

sp mạnh nhất

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn:

Qúa trình nghiên cứu này góp phần vào việc giảm thiểu việc sử dụng

thuốc hóa học trong việc phòng, trừ bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp

gây ra Qua đó giảm thiểu mức độ gây ô nhiễm, hủy hoại môi trường sinh thái

từ việc sử dụng thuốc hóa học gây ra

PHẦN 2 TỔNG QUAN

2.1 Cơ sở khoa học

Gần đây một số rừng trồng Keo trọng điểm: Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Duyên Hải miền Trung đã xuất hiện những cây bị chết héo từ trên ngọn xuống hay gọi là chết ngược, bệnh rất khó phát hiện trong giai đoạn đầu Các mẫu bệnh đã được Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng Viện Khoa học Lâm nghiệp giám định nguyên nhân là do nấm

Ceratocystis sp gây ra

Vậy phải làm gì để phòng trừ bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp

mà không phải dùng thuốc hóa học, giảm thiểu ô nhiễm môi trường chúng ta

sẽ cùng nhau làm sáng tỏ câu hỏi này

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

2.2.1 Tình hình nghiên cứu về Keo tai tượng

Keo tai tượng còn có tên khác là Keo lá to, Keo mỡ, tên khoa học

Acacia mangium Keo tai tượng là loài cây sinh trưởng nhanh, thuộc nhóm gỗ

lớn, có chiều cao đạt tới 30 m Với trục thân thẳng tới trên ½ chiều cao cây, song ít thấy cây có đường kính trên 60 cm Đây là loài cây tái sinh nhanh của rừng nhiệt đới Lá giả rất rộng bản, rộng tới 5 - 10 cm và dài tới 25 cm, lá có màu lục sẫm thường có 4 hoặc 3 đường gân

Là loài cây cố định đạm, tạo cộng sinh ở rễ với nấm Thelephora, tán lá dày nên Keo tai tượng có tác dụng che phủ đất và cải tạo đất tốt

Trong số các loài keo, Keo tai tượng có hình dáng thân tròn, thẳng, rất phù hợp làm gỗ xẻ phục vụ đồ gia dụng Gỗ của chúng có khối lượng riêng trung bình khoảng 586kg/m3, thích hợp cho sản xuất gỗ dán, ván dăm, làm nguyên liệu giấy và cả gỗ xẻ Theo Bộ Nông Nghiệp và phát triển nông thôn (2003)

Keo tai tượng đã được tiến hành trồng từ những năm 1980, một loạt các loài keo đã được nhập khẩu phục vụ các khảo nghiệm loài, xuất xứ và được tiến hành trên nhiều vùng sinh thái Nguồn hạt giống chủ yếu do các dự án và

tổ chức quốc tế tài trợ như các dự án của FAO, PAM, SIDA, SAREC, CSIRO…Keo tai tượng đã được gây trồng trên diện rộng trong cả nước và cho kết quả khả quan ở nhiều vùng sinh thái Giai đoạn từ 1990 - 1995: Chủ yếu là khảo nghiệm loài và xuất xứ trên các vùng sinh thái trên cả nước bao gồm : Vùng Trung tâm, vùng đồng bằng sông Hồng, vùng Bắc Trung Bộ, vùng Đông Nam Bộ, Vùng Tây Nam Bộ (Nguyễn Minh Chí, 2007)

2.2.2 Tình hình nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh

Việc nghiên cứu vi sinh vật nội sinh cũng đã được rất nhiều nhà khoa học trong nước nghiên cứu và áp dụng trong việc phòng trừ các bệnh gây hại đối với cây trồng Riêng đối với cây lâm nghiệp thì đây cũng là hướng nghiên cứu còn khá mới tuy nhiên cũng đã có những nghiên cứu làm cơ sở cho những nghiên cứu sau này

Nguyễn Lân Dũng và cộng sự đã sử dụng xạ khuẩn để phòng chống

bệnh thối cổ rễ cây thông con ở vườn ươm do nấm Fusarium oxysporum gây

ra [1]

Vũ Văn Định nghiên cứu về vi khuẩn nội sinh trong cây keo lai có vai

trò kháng bệnh đốm lá khô cành ngọn do nấm Colletotrichum gloeosporioides gây ra Kết quả, tác giả đã phân lập được 30 chủng vi khuẩn, thì có 10 chủng

vi khuẩn có hoạt tính kháng nấm bệnh trong đó có 6 chủng vi khuẩn có hiệu lực cao (B01, B02, B03, P01, X01, X02) nằm ở các mẫu keo lai không bị bệnh [2]

Phạm Văn Mạch trong công trình nghiên cứu của mình đã sử dụng các

chủng Tricoderma spp., xạ khuẩn Streptomyces spp để phòng chống bệnh

thối cổ rễ cây thông con vườn ươm Tuy nhiên những nghiên cứu này mới

dừng lại ở những thí nghiệm các chủng nấm và xạ khuẩn đều được phân lập

từ đất (Phạm Văn Mạch, 1991) [6]

Nguyễn Thị Thuý Nga, Phạm Quang Thu (2009) đã phân lập được 30 chủng vi sinh vật có khả năng phân giải lân và tuyển chọn được 15 chủng có hiệu lực phân giải lân rất cao đường kính vòng phân giải lân cao nhất (> 22 mm) Trong đó có 3 chủng P1.1, P1.4, PGLRH3 sinh trưởng tốt nhất trên môi trường nước chiết khoai tây có bổ sung một số nguyên tố khoáng, có thể ứng dụng 3 chủng này để sản xuất phân bón vi sinh hỗn hợp

Nguyễn Thị Thuý Nga (2010) đã phân lập được 25 chủng vi sinh vật có khả năng phân giải xenlulo trong đó có 10 chủng hiệu lực mạnh đường kính vòng phân giải >15 mm và 5 chủng hiệu lực rất mạnh đường kính vòng phân giải > 20mm Trong 5 chủng đó có 2 chủng ĐT2 và ĐV2 đường kính >25

mm, có thể ứng dụng 2 chủng này để sản xuất phân bón vi sinh hỗn hợp

Nguyễn Thị Thuý Nga, Phạm Quang Thu đã tìm ra 5 chủng vi khuẩn (P7,

P5, P8, P14, P17) có khả năng đối kháng với nấm bệnh, là cơ sở bước đầu phát triển phương pháp phòng trừ bệnh hại cây rừng bằng chế phẩm sinh học [6]

Nguyễn Hoàng Nghĩa, Phạm Quang Thu đã xác định vai trò của vi khuẩn nội sinh trong cơ chế kháng bệnh loét thân, cành do nấm

Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Sacc gây bệnh hại đối với keo lai [4]

Phạm Quang Thu sử dụng vi sinh vật nội sinh thực vật có khả năng ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh cây rừng đã được nghiên cứu ở Việt Nam

từ năm 2002, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu khả năng tương tác của các vi sinh vật có khả năng ức chế sinh vật gây bệnh với các loài sinh vật đặc thù khác nhau như vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật kích thích sinh trưởng, vi sinh vật cố định đạm hội sinh và cộng sinh, vi sinh vật đối kháng với nấm gây bệnh để tạo ra chế phẩm hỗn hợp được gọi là “phân vi sinh chức năng” Phân vi sinh chức năng này đã được nghiên cứu và sản xuất thử cho từng đối

tượng cây trồng như: cây Bông, cây Đậu, cây Cà chua, cây Điều và một số cây khác như cây Keo, cây Thông nhựa, Thông mã vĩ [8]

Phạm Quang Thu, Trần Thanh Trăng đã phân lập và tuyển chọn vi khuẩn đối kháng với nấm gây bệnh cây thông con ở vườn ươm, với 12 loài cây dùng làm mẫu để phân lập vi khuẩn đã phân lập được 70 chủng vi khuẩn khác nhau và đã tuyển chọn được 11 chủng vi khuẩn có hiệu lực đối kháng

với nấm gây bệnh thối cổ rễ Fusarium oxysporum [11]

Như vậy việc sử dụng vi sinh vật để phòng trừ bệnh cây trồng đặc biệt đối với cây trồng rừng như keo, bạch đàn ở Việt Nam cũng đã được nghiên cứu và áp dụng sản xuất trong hệ thống các biện pháp phòng trừ tổng hợp Việc phân lập, tuyển chọn chủng có hiệu lực cao và sử dụng chúng trong phòng trừ bệnh cây đặc biệt là các loài cây để trồng rừng như Keo và Bạch đàn bước đầu đã đem lại hiệu quả cao về kinh tế và bền vững với môi trường

2.3 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

2.3.1 Tình hình nghiên cứu về bệnh hại Keo trên thế giới

Keo tai tượng (Acacia mangium Wild) có nguồn gốc từ Australia,

Papua New Guinea và Indonesia rồi đã trở thành một loài cây được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới Từ những năm 1980, các lô hạt giống thu hái ở vùng nguyên sản đã được gửi tới 90 nước trên thế giới Trong đó Philippin, Malaysia, Thái lan, Indonesia, Ấn Độ, Bangladesh, Trung Quốc và Việt Nam Chúng có sức sinh trưởng nhanh, trên điều kiện lập địa ở Sabah - Malaysia sau 10 - 13 năm cây đạt chiều cao 20 - 25m và đường kính 20 - 30cm, tăng trưởng bình quân ở đây là 44m3/ha/năm và cũng ở Sabah trong một khảo nghiệm ở tuổi 4, xuất xứ tốt nhất đạt chiều cao 20,17m và đường

kính 14,4cm [5]

Keo tai tượng được đưa vào trồng ở Trung Quốc từ những năm 1960, tới năm 1997 có khoảng 200.000ha keo được trồng ở phía Nam Trung Quốc

gồm 4 tỉnh là Hải Nam, Quảng Đông, Quảng Tây và Vân Nam, tốc độ trồng rừng hàng năm khoảng 20.000ha/năm Cho đến năm 2008 có 179 xuất xứ và

469 gia đình thuộc 21 loài keo được khảo nghiệm ở miền Nam Trung Quốc với tổng diện tích là 130ha, Keo tai tượng là một trong ba loài keo đã được đưa vào trồng rừng trên diện rộng nhằm cung cấp gỗ Dựa vào sinh trưởng và dạng thân chọn được các xuất xứ có triển vọng là Abergowie (Qld), Claudie River (Qld), Oriomo (PNG) Trung Quốc đã xây dựng được 40ha rừng giống, vườn giống tại Quảng Đông và Hải Nam, bao gồm cả vườn giống thế hệ 1 và 1,5 Theo ước tính, các rừng giống và vườn giống này có thể cung cấp khoảng 1.000kg hạt giống/năm [5]

Keo được đưa vào khảo nghiệm và gây trồng ở Philipin từ những năm

1980 Trong đó Keo tai tượng được đánh giá là rất có triển vọng, năng suất của rừng trồng 10 tuổi đạt tới 32m3/ha/năm ở Tal ogon Qua khảo nghiệm đã xác định được 4 xuất xứ tốt nhất là Kini, Bensbach, Wipim (PNG), Claudie River (Qld) [ 5]

Tính đến cuối năm 1990, diện tích rừng trồng Keo tai tượng ở Sabah - Malaysia khoảng 14.000 ha Kết quả khảo nghiệm xuất xứ 6 tuổi cho thấy 3 xuất xứ có triển vọng là Western Province (PNG), Claudie River (Qld) với D1.3 = 19,1cm và Olive River (Qld) với giá trị tương ứng là 18,7cm Còn ở khảo nghiệm xuất xứ 5 tuổi xác định được 3 xuất xứ tốt nhất là Broken Pole Creke (Qld), Abergowrie (Qld), và Olive River (Qld)

Papua New Guinea từ năm 1950, có khoảng 60.000ha rừng trồng các loài keo, trong đó Keo tai tượng chiếm khoảng 15 - 16% Sinh trưởng chiều cao vút ngọn của Keo tai tượng trên các lập địa tốt đạt 5m/năm trong 2,5 năm đầu.[3]

Việc trồng Keo tai tượng trên quy mô công nghiệp đã được triển khai ở Indonesia từ đầu những năm 1980, đến năm 1990 đã có xấp xỉ 38.000ha rừng trồng Keo tai tượng cung cấp gỗ nguyên liệu giấy và gỗ xẻ

Bệnh cây rừng đã bắt đầu được nghiên cứu trêm 150 năm nay là môn nghiên cứu khoa học có cống hiến rất lớn trong thực tiễn Ở thập kỉ 50 của thế

kỉ XX, nhiều nhà bệnh cây đã tập chung làm việc xác định loài, mô tả nguyên nhân, điều kiện phát sinh và phát triển của bệnh Điển hình như Royger L (1953) đã nghiên cứu các bệnh hại cây rừng được mô tả trong cuốn sách bệnh cây rừng ở các nước nhiệt đới (Phytopathologie des pays chauds) Trong đó

có một số bệnh hai lá của thông, keo, bạch đàn Năm 1961 John Boyce xuất bản sách bệnh cây rừng

Theo Roger L (1954) đã nghiên cứu một số bệnh hại trên cây keo Cây keo khô héo làm lá rụng và tàn lụi từ trên xuống dưới (chết ngược) do

loài nấm hại lá Glomerella cingulata, đó là nguyên nhân chủ yếu của sự thiệt

hại với loài Keo tai tượng trong vườn giống ở Papua New Guinea (FAO, 1981) Tại Malaysia, theo nghiên cứu của Lee (1993) loài nấm này còn gây hại với các loài keo khác

Trong thực tế có một số nấm bệnh đã được phân lập từ một số loài keo

Đó là Glomerrella cingulata gây bệnh đốm lá ở A.simsii; Uromycladium

robinsonii gây bệnh gỉ sắt ở lá già loài A.melanoxylon; Oidium sp có trên các

loài A.mangium và A.auriculiformis ở Trung Quốc nhưng loài A.confusa (Đài

Loan) tương tự lại không bị

Nhiều công trình nghiêm cứu đã được ra đời không chỉ ở cây keo mà còn ở nhiều loài cây trồng khác nữa như: Dudley N.S và cộng sự năm 2005 đã

công bố kết quả nghiên cứu về chọn giống kháng bệnh đối với Acasia koa Các gia đình Acacia koa được gây nhiễm với nấm gây bệnh héo rũ Fusarium

oxysporum f Sp koac Kết quả cho thấy tính mẫn cảm với nấm gây bệnh rất

khác nhau giữa các gia đình khảo nghiệm Nghiên cứu lâu hơn và nhiều hơn

cả là về bệnh và tác hại của bệnh ở một số loài Thông Tuyển chùng

(Nematode) thông là loại đặc biệt nguy hiểm, bắt đầu từ Nhật Bản, qua Hoa

Kì, Hàn Quốc, Trung Quốc và nay đã tới nước ta

Từ những năm 1976, Pitketh đã phát hiện ra nấm Cylindrocladium

quinqueseplatun trên cây non họ sim tại Oxtraylia Nhà nghiên cứu nổi tiếng

về Bạch đàn ở Viện nghiên cứu Lâm nghiệp Karela (Ấn Độ) là TS Sharma trong các năm 1982, 1985 đã cùng các đồng nghiệp thông báo về bệnh hại

Bạch đàn và loài nấm hại Cylindrocladium trên Bạch đàn ở Ấn Độ Các

nghiên cứu ở Oxtraylia của Bolland et at 1985 và ở Bradin của Alfenas et at 1997; Junghans 1999 đều là thông báo về bệnh hại Bạch Đàn Như vậy

đã có nhiều loại nấm gây hại đến lá và thân trên rừng trồng và các nghiên cứu

về chọn giống kháng bệnh đã bắt đầu triển khai

Song song với trồng khảo nghiệm các nhà khoa học Oxtraylia đã tiến hành đánh giá bệnh hại các giống/dòng cây vùng sinh thái Bang Tasmania, Victoria và Queenland để chọn ra các giống/dòng Keo vừa sinh trưởng nhanh, vừa có tính kháng bệnh của Mohammed 2003 và Glen 2001 Kết quả cho thấy

1 số dòng Keo lai và Keo lá tràm có sinh trưởng nhanh trên một số vùng nhưng khả năng kháng bệnh là hoàn toàn khác nhau Như vậy trên thế giới các nhà Khoa học đã nghiên cứu loài Keo lá tràm vừa sinh trưởng nhanh vừa

có tính kháng bệnh Đây cũng là xu hướng mà rất nhiều quốc gia trên thế giới

đã và đang hướng tới

Năm 2002 – 2004 tại Indonexia nghiên cứu về bệnh rỗng ruột các loài Keo lá tràm, Keo tai tượng Caroline Mohammed cho rằng mức độ mẫn cảm đối với nấm gây bệnh rỗng ruột thể hiện ở mức độ xuất xứ đối với các loài Keo Tác giả và cộng sự đã xây dựng một số khu khảo nghiệm nhằm giúp Indonexia trong chiến lược chọn giống chống chịu bệnh rỗng ruột ở Keo lá tràm và Keo tai tượng

2.3.2 Tình hình nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh trên Thế giới

Vi sinh vật nội sinh là những vi sinh vật sống trong mô của cây chủ, không gây bệnh cho cây và thiết lập mối quan hệ hai bên cùng có lợi Một số

vi sinh vật nội sinh sản sinh ra các hợp chất hoá học nằm trong mô tế bào của cây chủ để ngăn cản sự tấn công của các động vật ăn cỏ; một số chủng vi sinh vật nội sinh khác giúp cây chủ tăng cường khả năng chịu hạn, và rất nhiều các vai trò khác vi sinh vật nội sinh mang lại cho cây chủ Và ngược lại vi sinh vật nội sinh nhận được nguồn dinh dưỡng dồi dào, môi trường sống ổn định

mà cây chủ tạo ra Riêng với khuẩn nội sinh Chanway C.P năm 1996 cũng

cho rằng vi khuẩn nội sinh thúc đẩy quá trình sinh trưởng của cây chủ vì đã tạo ra một hàng rào kiểm soát sinh học bằng việc tiêu diệt trực tiếp các mầm bệnh xâm nhiễm vào cây chủ hoặc tạo thành một hệ thống ngăn chặn sự xâm nhiễm của mầm bệnh

Trên Thế giới cũng đã có rất nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu về

vi khuẩn và đặc biệt là vi khuẩn sống nội sinh trong mô của thực vật Phần lớn các loài vi khuẩn nội sinh có hoạt tính sinh học, tạo ra chất kháng sinh quan trọng để ngăn chặn sự xâm nhập của sinh vật gây bệnh gây ra đối với cây chủ, trong đó có cây lâm nghiệp và nông nghiệp Vì vậy, việc nghiên cứu

sử dụng các chủng vi khuẩn nội sinh để bảo vệ cây trồng là vấn đề rất quan trọng và đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm

Năm 1955 trên thế giới chỉ tìm ra được 500 chất kháng sinh thì 20 năm sau, năm 1975 đã tìm ra được 5.000 chất kháng sinh Hiện nay nói chung trên thế giới đã biết được hơn 13.000 chất kháng sinh được sản xuất từ thiên nhiên (Berdy, 1984) Sau đây là một số công trình nghiên cứu tiêu biểu về vi khuẩn nội sinh có khả năng sản sinh ra chất kháng sinh trong quá trình trao đổi chất được dùng để phòng trừ bệnh hại cây trồng

Chanway (1996) tiến hành phân lập và định danh các loài vi khuẩn

sống ở trong mô của thực vật của 2 loài thông: thông (Pinus radiata) và thông

đỏ (Thuija plicata)

Jinwi Kim (2000) tách chất ức chế B-lactamase từ vi khuẩn sống trong

mô thực vật Tác giả đã phân lập và tuyển chọn vi khuẩn sống trong mô của

25 loài thực vật khác nhau và phân lập được 600 chủng vi khuẩn Trong đó đã tìm ra được 10 chủng có hiệu lực cao, đó là KJ3, Z3, PQ, RV2, HL2, CL21, PG5, GB5, GB18, AS3, S21 có khả năng chống lại hoạt động của nấm

Candida albicans, trong đó lựa chọn được 2 chủng vi khuẩn Z3, RV2 có khả

năng sinh ra chất kháng sinh -lactamase Chủng vi khuẩn Z3 được lựa chọn

để sản xuất với quy mô lớn Chủng Z3 được phân lập từ rễ của cây gừng

chống lại nấm C albicans, nhưng không chống lại được nấm Aspergillus và nấm Fusarium

Ceratocystis sp là những loài nấm gây hại nguy hiểm cho nhiều loại

cây, là nguyên nhân gây bệnh thối rễ, gốc, loét thân cành và gây thối quả trên

nhiều loại cây trồng nhiệt đới (Kile, 1993) [12] Đặc biệt là loài Ceratocystis

fimbriata Ellis và Halst sensu lato gây chết hàng loạt Bạch đàn ở cộng hòa

Công Gô và Braxin (Roux et at, 2000); cây cà phê (Coffea sp.) ở Clombia và

Venezuela (Marin et at, 2003, Pontis, 1951) Đây cũng là loài gây bệnh trên cây xoài ở Braxin (Ploetz, 2003; Ribeiro, 1970; Viegas, 1960) và là một trong những loài gây nguy nhất trong nghành nông nghiệp Nam Mỹ Ở Indonesia

Ceratocystis spp lần đầu tiên được ghi nhận khi Ceratocystis fimbriata và

được công bố vào năm 1990 trên cây cà phê (Coffea arabica) ở đảo Java

(Zimmerman, 1990) Sau đó nhiều loài Ceratocystis đã được tìm thấy trên nhiều cây khác nhau trên nhiều hòn đảo khác ở Indonesia Gần đây nhất phát

hiện thêm 5 loài nấm đó là loài C Inquinans, C Sumatrana, C.microbasis, C

Manginecans và C Acaciivora (Tarigan et at, 2010 a và b)

Như vậy việc sử dụng vi sinh vật nội sinh để phòng trừ bệnh cây ở trên thế giới đã nghiên cứu, áp dụng trong sản xuất và đã đạt được hiệu quả cao Các nhà khoa học đã tìm thấy một số loài vi khuẩn nội sinh có hoạt tính sinh

học cao, tạo ra chất kháng sinh quan trọng để ngăn chặn sự xâm nhập của sinh vật gây bệnh gây ra đối với cây chủ, trong đó có cây lâm nghiệp, nông nghiệp

và cây ăn quả Bằng phương pháp sinh học này đã làm giảm bớt tác động xấu đến môi trường, bởi hiện nay con người đang sử dụng rất nhiều chất hoá học

để phòng trừ bệnh cây và côn trùng gây hại

Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái Nông lâm nghiệp, bao gồm các nhóm chính sau: nhóm VSV đất cố định nitơ tự do cung cấp cho cây trồng và dinh dưỡng khoáng cho đất, nhóm VSV tạo ra chất kích thích sinh trưởng thực vật IAA cho cây, nhóm VSV phân giải các hợp chất phốt phát khó tan thành dễ tan, nhóm VSV đối kháng với nấm gây bệnh Qua những kết quả nghiên cứu về hiệu quả sử dụng chế phẩm vi sinh vật ở Việt Nam và nước ngoài cho thấy, phân bón hữu cơ vi sinh có tác dụng tốt đến sự sinh trưởng, phát triển, năng suất cây trồng, giảm giá thành, nâng cao hiệu quả trồng trọt và cải tạo môi trường đất canh tác Tuy nhiên, theo các chuyên gia, nghiên cứu triển khai chế phẩm sinh học phục vụ nông nghiệp ở nước ta còn hạn chế do các cơ sở thực nghiệm về công nghệ sinh học còn nhỏ hẹp, tản mạn, số lượng ít ỏi, hầu hết các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm hay sản xuất thử cho các mô hình chứ ít được thương mại hóa Ngoài ra, các sản phẩm hiện đang lưu hành ngoài thị trường chưa đảm bảo về mật độ và hoạt lực của chủng vi sinh do VSV là những tế bào sống cần có điều kiện thích hợp về chất mang, điều kiện ngoại cảnh Các chế phẩm VSV chưa được chọn lọc và tập hợp nhiều chủng VSV có ích, không những thế các chủng VSV hầu hết chỉ có 1 công dụng nhất định Mặc dù vậy các chế phẩm VSV ở nước ta chủ yếu phục vụ cho phát triển cây Nông nghiệp và cây ăn quả Để phát triển cây Lâm nghiệp và cải tạo đất thoái hoá Lâm nghiệp là cần thiết và quan trọng trong việc phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường

và đặc biệt là phát triển nghề rừng Để đáp ứng yêu cầu trên cần sản xuất chế phẩm VSV đa chủng gồm nấm nội sinh với cây Keo tai tượng, phân lập và tuyển chọn những vi sinh vật nội sinh cây Keo tai tượng có khả năng đối

kháng vi sinh vật gây bệnh chết héo do nấm Cratocystis sp Chế phẩm vi sinh

vật đa chủng nhằm tăng sinh trưởng và hạn chế bệnh của cây Keo tai tượng, đáp ứng được nhu cầu tạo ra những cây con chất lượng cao cho công tác trồng

rừng, tạo rừng Keo sinh trưởng phát triển tốt ít bị sâu bệnh hại

2.4 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu

2.4.1 Điều kiện tự nhiên

2.4.1.1 Vị trí địa lý

Thái Nguyên là tỉnh miền núi thuộc vùng Trung du - Miền núi Bắc bộ Tọa

độ địa lý nằm 20020’ đến 22025’ vĩ độ Bắc; 105025’ đến 106016’ kinh độ Đông

 Phía Nam giáp Thủ đô Hà Nội

 Phía Bắc giáp Bắc Kạn

Phía Đông giáp các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang

 Phía Tây giáp các tỉnh Tuyên Quang, Phú Thọ

Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 3526,2 km2 dân số trung bình đến 31/12/2009 là 1.127.430 nghìn người Thái Nguyên là một trong những trung tâm kinh tế, văn hóa, giao dục y tế của Việt Nam nói chung, của vùng trung

du miền Đông Bắc nói riêng Đây là một trong những vùng chè nổi tiếng của

cả nước, một trung tâm công nghiệp gang thép của phía bắc, cửa ngõ giao lưu kinh tế - xã hội giữa trung du miền núi với đồng bằng Bắc Bộ Sự giao lưu được thực hiện thông qua hệ thống đường bộ, đường sắt, đường sông hình dẻ quạt mà thành phố Thái Nguyên là đầu nút Thái Nguyên là nơi tụ hội các nên văn hoá dân tộc, đầu mối của các hoạt động văn hoá, giáo dục của vùng núi phía Bắc rộng lớn Với 6 trường Đại Học, trên 20 trường cao đẳng, trung học chuyên nghiệp, công nhân kỹ thuật Thái Nguyên xứng đáng là trung tâm văn hóa, nghiên cứu khoa học và giáo dục - đào tạo của các tỉnh miền núi phía Bắc Vị trí địa lý của tỉnh đã tạo điều kiện thuận lợi trong việc mở rộng giao lưu kinh tế với các tỉnh, thành phố trong vùng, trong cả nước cũng như với nước ngoài trong thời kỳ hội nhập và phát triển kinh tế

2.4.1.2 Địa hình

Thái Nguyên có địa hình đặc trưng là đồi núi xen kẽ với ruộng thấp, chủ yếu là núi đá vôi và đồi dạng bát úp Thái Nguyên có độ cao trung bình so với mặt biển khoảng 200 – 300m, thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông Tỉnh Thái Nguyên được bao bọc bởi các dãy núi cao Bắc Sơn, Ngân Sơn và Tam Đảo Đỉnh cao nhất thuộc dãy Tam Đảo có độ cao 1592m - Về kiểu địa hình được chia thành 3 vùng rõ rệt:

+ Vùng địa hình vùng núi: Bao gồm nhiều dẫy núi cao ở phía Bắc chạy theo hướng Bắc – Nam và Tây Bắc – Đông Nam Các dãy núi kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam Vùng này tập trung ở các huyện Đại Từ, Định Hóa và một phần của huyện Phú Lương Đây là vùng có địa hình cao chia cắt phức tạp do quá trình castơ phát triển mạnh, có độ cao từ 500 -1000m, độ dốc thường từ 25-35 độ

+ Vùng địa hình đồi cao, núi thấp: là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi cao phía Bắc và vùng đồi gò đồng bằng phía Nam, chạy dọc theo sông Cầu và đường quốc lộ 3 thuộc huyện Đồng Hỷ, Nam Đại Từ và Nam Phú Lương Địa hình gồm các dãy núi thấp đan chéo với các dải đồi cao tạo thành các bậc thềm lớn và nhiều thung lũng Độ cao trung bình từ 100-300m, độ dốc thường

từ 15-25 độ

+ Vùng địa hình nhiều ruộng ít đồi: Bao gồm vùng đồi thấp và đồng bằng phía Nam tỉnh Địa hình tương đối bằng, xen giữa các đồi bát úp dốc thoải là các khu đất bằng Vùng này tập trung ở các huyện Phú Bình, Phổ Yên, thị xã Sông Công và thành phố Thái Nguyên và một phần phía Nam huyện Đồng Hỷ, Phú Lương Độ cao trung bình từ 30-50m, độ dốc thường

xói mòn mạnh một khi mất cân bằng sinh thái Do tính đa dạng của nền địa chất và địa hình đã tạo ra nhiều loại đất có các đặc điểm đặc trưng khác nhau Dưới đây là một số loại đất chính của tỉnh:

Đất phù sa: Diện tích 19.448 ha, chiếm 5,49% diện tích tự nhiên Loại đất này phân bố tập trung chủ yếu dọc Sông Cầu, Sông Công và các sông suối trên địa bàn tỉnh, trong đó có 3.961 ha đất phù sa được bồi hằng năm ven sông thuộc huyện Phổ Yên, Đồng Hỷ, thị xã Sông Công và thành phố Thái Nguyên Đất phù sa của tỉnh thường có thành phần cơ giới trung bình, đất ít chua, hàm lượng dinh dưỡng khá, rất thích hợp cho phát triển các loại cây trồng nông nghiệp, đặc biệt là cây trồng ngắn ngày (lúa, ngô, đậu đỗ, rau mầu)

Đất bạc màu: Diện tích chỉ có 4.331 ha, chiếm 1,22% diện tích tự nhiên Loại đất này phân bố ở các huyện phía nam tỉnh Đất bằng hiện đã được sử dụng vào sản xuất nông nghiệp

Đất dốc tụ: diện tích 18.411 ha, chiếm 5,20% diện tích tự nhiên Loại đất này được hình thành và phát triển trên sản phẩm rửa trôi và lắng đọng của tất cả các loại đất ở các chân sườn thoải mái hoặc khe dốc, nên thường có độ phì khác nhau và phân tán trên địa bàn các huyện trong tỉnh Đây là loại đất rất thích hợp với trồng ngô, đậu đỗ và các loại cây công nghiệp ngắn ngày

Đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa: diện tích 4.380 ha, chiếm 1,24 % diện tích tự nhiên Loại đất này phân bố phân tán ở hầu khắp các thung lũng trên địa bàn các huyện trong tỉnh, hiện đã được sử dụng trồng lúa và một số cây trồng ngắn ngày khác

Đất đỏ vàng trên phiến thạch sét: diện tích 136.880 ha, chiếm 38,65% diện tích tự nhiên, đây là loại đất có diện tích lớn nhất Phân bố tập trung thành các vùng lớn thuộc các huyện Phú Lương, Võ Nhai, Đồng Hỷ, Đại Từ, Định Hóa Đất có thành phần cơ giới từ thịt trung bình đến thịt nặng, cấu trúc dạng cục, ngập nước lâu ngày sẽ có quá trình glây hóa mạnh Trên loại đất