HIỆU QUẢ của các BIỆN PHÁP xử lý đất đối với VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM và KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU BỆNH THỐI củ của một số GIỐNG GỪNG TRONG điều KIỆN NGOÀI ĐỒNG

NGUYỄN TRUNG DƯƠNG HUỲNH BÍCH THỦY HIỆU QUẢ CỦA CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ ĐẤT ĐỐI VỚI VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU BỆNH THỐI CỦ CỦA MỘT SỐ GIỐNG GỪNG TRONG ĐIỀU K

NGUYỄN TRUNG DƯƠNG HUỲNH BÍCH THỦY

HIỆU QUẢ CỦA CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ ĐẤT ĐỐI VỚI VI

KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM VÀ KHẢ

NĂNG CHỐNG CHỊU BỆNH THỐI CỦ CỦA

MỘT SỐ GIỐNG GỪNG TRONG ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Cần Thơ, 2012

Luận văn tốt nghiệp Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Tên đề tài:

HIỆU QUẢ CỦA BIỆN PHÁP XỬ LÝ ĐẤT ĐỐI VỚI VI

KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM VÀ KHẢ

NĂNG CHỐNG CHỊU BỆNH THỐI CỦ CỦA

MỘT SỐ GIỐNG GỪNG TRONG ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Ts Trần Vũ Phến Nguyễn Trung Dương 3083791

Huỳnh Bích Thủy 3083828

Lớp: BVTV K34

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Cần Thơ, 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Chứng nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo vệ Thực vật với đề tài:

HIỆU QUẢ CỦA CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ ĐẤT ĐỐI VỚI VI

KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM VÀ KHẢ NĂNG

CHỐNG CHỊU BỆNH THỐI CỦ CỦA MỘT SỐ GIỐNG

GỪNG TRONG ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG

Do sinh viên Nguyễn Trung Dương và Huỳnh Bích Thủy thực hiện

Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày tháng năm 2012 Cán bộ hướng dẫn

Ts Trần Vũ Phến

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Bảo Vệ Thực Vật với tên:

HIỆU QUẢ CỦA CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ ĐẤT ĐỐI VỚI VI

KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM VÀ KHẢ NĂNG

CHỐNG CHỊU BỆNH THỐI CỦ CỦA MỘT SỐ GIỐNG

GỪNG TRONG ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG

Do sinh viên Nguyễn Trung Dương và Huỳnh Bích Thủy thực hiện và bảo vệ trước hội đồng

Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:

Luận văn tốt nghiệp hội đồng đánh giá ở mức:

Chủ tịch Hội Đồng

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN

Họ và tên: Nguyễn Trung Dương

Năm sinh: 21/09/1990

Nơi sinh: huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang

Họ và tên cha: Nguyễn Anh Dũng

Họ và tên mẹ: Nguyễn Thị Mai

Quê quán: xã Vọng Đông, huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang

Quá trình học tập:

1996 – 2001: học tiểu học tại trường tiểu học A Vọng Đông, Thoại Sơn, An Giang

2001 – 2005: học THCS tại trường THCS Vọng Đông, Thoại Sơn, An giang

2005 – 2008: học THPT tại trường THPT chuyên Thoại Ngọc Hầu, Long Xuyên, An Giang

2008 – 2012: học đại học tại trường đại học Cần Thơ, ngành Bảo vệ Thực Vật khóa 34, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng

Họ và tên: Huỳnh Bích Thủy

Năm sinh: 10/05/1990

Nơi sinh: huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang

Họ và tên cha: Huỳnh Văn Phiến

Họ và tên mẹ: Võ Thị Lệ

Quê quán: xã Lê Trì, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang

Quá trình học tập:

1996 – 2001: học tiểu học tại trường tiểu học A Lê Trì, Tri Tôn, An Giang

2001 – 2005: học THCS tại trường THCS Ba Chúc, Tri Tôn, An giang

2005 – 2008: học THPT tại trường THPT Ba Chúc, Tri Tôn, An Giang

2008 – 2012: học đại học tại trường đại học Cần Thơ, ngành Bảo vệ Thực Vật khóa 34, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng

Anh Trần Văn Nhã, chị Trần Thị Thúy Ái, anh Việt, chị Thoa và các anh chị trong bộ môn Bảo vệ Thực vật đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt thí nghiệm Thành thật cảm ơn,

Các bạn lớp Bảo vệ Thực vật khóa 34 đã giúp đỡ chúng tôi trong thời gian thực hiện đề tài

Trân trọng!

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, các số liệu kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp này là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào trước đây

Người thực hiện

Nguyễn Trung Dương Huỳnh Bích Thủy

1.3.1 Sử dụng vi khuẩn vùng rễ để quản lý mầm bệnh trong đất 13

3.1.1 Tình hình phát triển của cây dưới ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh 31

3.2 HIỆU QUẢ CỦA CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ ĐẤT ĐỐI VỚI VI

KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU

CỦA CÁC GIỐNG GỪNG ĐỐI VỚI BỆNH THỐI CỦ DO VI KHUẨN

3.2.1 Hiệu quả của các biện pháp xử lý đất đối với vi khuẩn

3.2.2 Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đất đến sự nẩy mầm của

3.2.3 Khả năng tăng trưởng của các giống gừng dưới các điều kiện

3.2.4 Khả năng chống chịu với bệnh thối củ của các giống gừng

3.2.7 Khảo sát đặc tính sinh trưởng và khả năng chống chịu bệnh

Bảng Tên bảng Trang

1.1 Mật số vi khuẩn R solanacearum và pH ở các biện pháp xử lý đất tại các

thời điểm khác nhau trong điều kiện phòng (300C)

3.4 Chiều cao cây của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 60 NSKT

39

3.5 Chiều cao cây của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 90 NSKT

40

3.6 Chiều cao cây của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 120 NSKT

41

3.7 Chiều cao cây của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 150 NSKT

42

3.8 Chiều cao cây của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 180 NSKT

43

3.9 Đường kính thân của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 60 NSKT

44

3.10 Đường kính thân của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 90 NSKT

45

3.11 Đường kính thân của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 120 NSKT

46

3.12 Đường kính thân của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 150 NSKT

47

3.13 Đường kính thân của các giống gừng dưới các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 180 NSKT

48

3.14 Tỷ lệ bệnh (%) của các giống gừng trong các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 120 NSKT

50

3.15 Tỷ lệ bệnh (%) của các giống gừng trong các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 150 NSKT

51

3.16 Tỷ lệ bệnh (%) của các giống gừng trong các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 180 NSKT

53

3.17 Chỉ số bệnh (%) của các giống gừng trong các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 120 NSKT

54

3.18 Chỉ số bệnh (%) của các giống gừng trong các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 150 NSKT

55

3.19 Chỉ số bệnh (%) của các giống gừng trong các điều kiện áp lực bệnh khác

nhau ở thời điểm 180 NSKT

56

DANH SÁCH HÌNH

3.2 Diễn biến mật số vi khuẩn vùng rễ ở các nghiệm thức từ thời điểm tưới

bổ sung khi áp lực bệnh cao (120 NSKT) đến cuối vụ (180 NSKT)

35

3.3 Các giống gừng trong điều kiện áp lực bệnh trung bình ở thời điểm 150

NSKT

52 3.4 Cây gừng ở nghiệm thức xử lý đất bằng vi khuẩn vùng rễ tại thời điểm

3.9 Gừng cấy mô tại thời điểm 3 tháng sau khi trồng ngoài đồng (Ba

Chúc-Tri Tôn-An Giang)

63

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

R solanacearum Ralstonia solanasearum

Nguyễn Trung Dương và Huỳnh Bích Thủy (2012), “Hiệu quả của các biện pháp

xử lý đất đối với vi khuẩn Ralstonia solanacearum và khả năng chống chịu

bệnh thối củ của một số giống gừng trong điều kiện ngoài đồng” Luận văn tốt

nghiệp Kỹ sư Bảo vệ Thực vật, Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, Đại học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn Ts Trần Vũ Phến

TÓM LƯỢC

Đề tài “Hiệu quả của các biện pháp xử lý đất đối với vi khuẩn Ralstonia

solanacearum và khả năng chống chịu bệnh thối củ của một số giống gừng

trong điều kiện ngoài đồng” được thực hiện ngoài đồng tại thị trấn Ba Chúc, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang, với mục tiêu chọn ra được biện pháp xử lý đất có hiệu quả làm giảm áp lực bệnh tốt nhất, đồng thời trong điều kiện áp lực bệnh thấp

sẽ chọn ra một giống gừng có khả năng chống chịu bệnh tốt

Thí nghiệm gồm hai nhân tố: nhân tố chính Giống có 3 mức độ là 3 giống: gừng Tàu gốc Chợ Gạo, Tiền Giang; gừng Tàu gốc U Minh, Kiên Giang và gừng Nồi

Long An lần lượt được ký hiệu là (V1, V2, V3) và nhân tố phụ Biện pháp xử lý đất

có 4 cách xử lý: Xử lý với calcium hypochlorite Ca(ClO)2 (Clorin); Xử lý với vi khuẩn vùng rễ; Xử lý kết hợp vôi + urê; Đối chứng, theo ý kiến nông dân lần lượt được ký hiệu là (T1, T2, T3, T4) Thí nghiệm được bố trí theo thể thức lô phụ, 3 lần lặp lại Sau khi bố trí thí nghiệm ruộng được chăm sóc kỹ, bón phân theo quy trình sau: Bón lót 25 tấn phân chuồng và 50 kg P2O5; Thời điểm 40 ngày sau khi trồng bón 37,5 kg N và 25 kg K2O/ha và bón thúc đợt cuối 37,5 kg N và 25 kg K2O/ha vào thời điểm 90 ngày sau khi trồng

Kết quả thí nghiệm cho thấy biện pháp xử lý hom giống kết hợp bổ sung vào đất huyền phù vi khuẩn vùng rễ là có hiệu quả kiểm soát bệnh thối củ tốt nhất: hiệu quả kiểm soát bệnh kéo dài đến thời điểm 180 ngày sau khi trồng (NSKT), bệnh gần như không xuất hiện vào giai đoại 150 NSKT, đến 180 NSKT tỷ lệ bệnh 22,22% so với đối chứng cùng thời điểm là 80,00% Ngoài ra, còn giúp tăng khả năng nẩy mầm, sức sinh trưởng và năng suất của cây gừng Còn về khả năng chống chịu với bệnh héo xanh thối củ thì trong 3 giống thí nghiệm, giống gừng Nồi-Long An là có khả năng chống chịu bệnh tốt nhất: bệnh chậm xuất hiện, đến thời điểm 150 NSKT

mới xuất hiện bệnh, thời gian xuất hiện bệnh chậm hơn các giống còn lại là 30 ngày

và mức độ bệnh thấp trong các điều kiện áp lực bệnh khác nhau (tỷ lệ bệnh là 3,33% trong điều kiện áp lực bệnh thấp, 40,00% trong điều kiện áp lực bệnh cao ở thời điểm cuối vụ) Đồng thời có khả năng tăng trưởng mạnh trong điều kiện áp lực bệnh thấp, tiếp tục tăng trưởng chiều cao dưới điều kiện áp lực bệnh trung bình, cao trong khi giống V1 và V2 đã chết hoàn toàn do bệnh ở thời điểm 150 NSKT dưới điều kiện áp lực bệnh cao và 180 NSKT dưới điều kiện áp lực bệnh trung bình

MỞ ĐẦU

Cây gừng có tên khoa học là Zingiber officinale Rosc., là một loại cây trồng lấy củ

(thân ngầm), củ gừng ngoài việc làm gia vị còn được dùng làm kẹo, mứt, thuốc trị bệnh (Mai Văn Quyền và ctv., 2007),…do vậy, cây gừng có giá trị hơn hẳn các loại cây gia vị quan trọng khác trên thế giới (Kambaska và Santilata, 2009)

Thời gian gần đây giá gừng tăng cao (10.000đ-15.000đ)/kg, kèm theo đó gừng là loại cây cho năng suất cao, ổn định 3-5 tấn/1000 m2, thị trường tiêu thụ lại có yêu cầu sản lượng lớn cho nên cây gừng trở thành loại cây trồng mang lại giá trị kinh tế cao Chính vì thế mà diện tích đất trồng gừng của cả nước nói chung và ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) nói riêng ngày một tăng cao, ở nhiều nơi gừng trở thành loại cây trồng chủ lực Song song với sự gia tăng diện tích đất trồng gừng thì dịch hại trên những ruộng gừng không ngừng bộc phát gây thiệt hại nghiêm trọng Đặc biệt là bệnh thối củ, một bệnh quan trọng ở các ruộng gừng trên thế giới, có thể gây thiệt hại 100% năng suất (Kumar và Sarma, 2004), ở Việt Nam, bệnh đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến nhiều vùng trồng gừng đặc biệt là ĐBSCL (Nguyễn Thị Nghiêm, 2006)

Bệnh héo xanh thối củ gừng do vi khuẩn Ralstonia solanacearum (có nhiều race và

biovar khác nhau) nên mầm bệnh có ký chủ rất rộng, gây hại trên 44 họ và hơn 200 loài thực vật khác nhau (như cà chua, khoai tây, chuối, thuốc lá, ớt, gừng,…), bao gồm cả một số loài cỏ dại (CABI, 2007), có khả năng bán ký sinh và hoại sinh (Momol và Pernezny, 2006) Hiện nay chưa có biện pháp quản lý bệnh hiệu quả, không có loại thuốc đặc trị hữu hiệu (Trần Thị Ba, 2006) do mầm bệnh lưu tồn hữu hiệu trong đất (Đỗ Tấn Dũng, 2004) và cũng chưa chọn tạo được giống gừng nào kháng thật sự với bệnh do vi khuẩn này gây ra (Champoiseau và ctv., 2009) Vì vậy

để trồng gừng thì nông dân thường phải “đổi đất” đã trồng loại cây khác trong nhiều năm hoặc đã trồng vài vụ lúa trước đó mà để đổi được đất thì nông dân phải bù chênh lệch khá cao (Đỗ Văn Chúng, 2011) nên vùng canh tác gừng thường không

ổn định Do đó, việc tìm được biện pháp quản lý bệnh hiệu quả và tuyển chọn ra

giống gừng có sức chống chịu tốt nhất đối với bệnh thối củ do vi khuẩn Ralstonia

solanacearum là hết sức cấp bách đối với những địa phương có diện tích trồng gừng

lớn

Từ đó đề tài “Hiệu quả của các biện pháp xử lý đất đối với vi khuẩn Ralstonia

solanacearum và khả năng chống chịu bệnh thối củ của một số giống gừng

trong điều kiện ngoài đồng” thực hiện nhằm mục tiêu: Tìm được một biện pháp

xử lý đất có hiệu quả làm giảm áp lực bệnh tốt nhất đồng thời trong đều kiện áp lực bệnh thấp sẽ chọn ra được một giống gừng có khả năng chống chịu tốt với bệnh thối

củ do vi khuẩn R solanacearum gây ra

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 CÂY GỪNG

1.1.1 Phân loại và phân bố

Tên tiếng anh: Ginger Tên khoa học: Zingiber officinale Rosc

Họ: Zingiberaceae Bộ: Zingiberales

Từ trung tâm khởi nguyên là Ấn độ, ngày nay thì gừng đã có mặt ở nhiều quốc gia nhiệt đới trên thế giới: Bangladesh, Trung Quốc, Indonesia, Thái Lan, Camerom,…(CABI, 2007)

Ở Việt Nam, cây gừng được trồng từ rất sớm (thế kỷ thứ 2 trước công nguyên) Hiện nay thì gừng có mặt ở mọi nơi, tùy vào đặc điểm sinh thái ở từng vùng mà có những giống gừng mang những đặc điểm sinh học khác nhau để thích nghi với điều kiện sống tại nơi đó: các giống gừng củ to (gừng trâu) được trồng ở các vùng núi thấp như Cao Bằng, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Bắc Cạn, Tuyên Quang; giống “gừng gié” có màu hồng tía ở phần non củ được trồng ở các vùng núi cao như Hà Giang,

Sa Pa (Lào Cai) do chịu được cái lạnh của mùa đông kéo dài; còn loại “gừng gié”

có củ màu vàng ngà thì được trồng phổ biến ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và phía Nam ( Đỗ Huy Bích và ctv., 2004)

1.1.2 Giá trị dinh dưỡng và công dụng

Thành Phần: trong 100 g gừng khô có chứa: 10 g nước, 10-20 g protein, 10 g chất

béo, 40-60 g carbohydrate, 2-10 g chất sơ và 6 g tro Thân và rễ gừng chứa 1-3% dầu gừng, có giống lên tới 6% Dầu gừng thành phần chủ yếu là anpha-camphen, beta-phelandren, một cacbua là zingiberen, một rượu sesquitecpen,…Ngoài ra, nó còn chứa các chất nhựa dầu (5%), chất béo (3,7%), tinh bột và các chất cay như: zingeron, zingerola và shogaola (Võ Văn Chi, 2005), ở Ấn Độ, dầu gừng được dùng

để áo hạt giống vì kháng nấm, khuẩn mạnh (CABI, 2007)

Công dụng: được dùng làm gia vị cho các món ăn hằng ngày, kẹo mứt; ngoài ra,

còn được dùng để bào chế thuốc trị bệnh vì có tính chất dược lý (ức chế thần kinh trung ương, làm giảm vận động tự nhiên, hạ nhiệt, giảm đau, giảm ho, chống co

thắt, chống nôn, chống loét đường tiêu hoá, kích thích tiết nước bọt, kích thích tiêu hoá, chống viêm và có tác dụng cường tim) (Võ Văn Chi, 2005)

1.1.3 Đặc điểm sinh học và sinh thái

Gừng là cây đa niên có dạng thân thảo, mọc thành bụi, cây trưởng thành mang

12-15 lá có thể cao từ 50-100 cm, tùy theo đất có nơi cao 12-150 cm Gừng phát triển thân ngầm ở dưới đất, thân ngầm phình to chứa dưỡng chất gọi là củ gừng, củ thường ăn cạn và phát triển bất định theo chiều ngang, có màu đỏ hay hơi vàng (CABI, 2007), xung quanh có các rễ tơ, có nhiều đốt, mỗi đốt có mầm ngủ, khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ đâm chồi thành cây gừng mới (thân giả) Củ và rễ chỉ phát triển tập trung ở lớp đất mặt (sâu 0 -15 cm) Phần phía trên mặt đất là thân giả và lá Thân giả được hình thành do các bẹ lá ôm sát vào nhau (Bùi Thanh Hà và ctv., 2004) Lá màu xanh đậm, dài 15-20 cm, rộng 2 cm, mọc cách, lá trơn, không có cuống, hình mũi mác, mặt bóng nhẵn, mép lá không có răng cưa, gân giữa hơi trắng nhạt, vò có mùi thơm Hoa gừng thường có màu đỏ, trục hoa mọc từ gốc (củ), dài khoảng 20 cm, hoa tự tạo thành bông, mọc sát nhau, hoa dài khoảng 5 cm, rộng khoảng 2-3 cm, lá bắc hình trứng mép lưng màu vàng hơi nhạt, mép cánh hoa màu tím, nhị hoa cũng màu tím (Võ Văn Chi và Dương Đức Tiến, 1978) Sự ra hoa phụ thuộc vào từng giống gừng, có giống rất ít khi ra hoa, có giống lại ra hoa trong mỗi chu kỳ sống Các giống gừng trồng tại Malaysia rất hiếm khi ra hoa (CABI, 2007) Ở nước ta gừng thường được trồng vào mùa xuân và sẽ ra hoa trong mùa hạ và mùa thu (Võ Văn Chi, 2005)

Gừng là loại cây thích hợp với điều kiện: đất thoát nước tốt như sét pha cát, đỏ pha sét hoặc sét pha đá ong (Srinivasan và ctv., 2008) Khí hậu ấm, ẩm ướt, pH trung tính 6-7, lượng mưa 2.500-3.000 mm/năm Gừng là cây thích nước nhưng chịu úng kém, phát triển mạnh trên đất có nhiều mùn, nhu cầu dinh dưỡng rất cao đặc biệt là đạm và kali

1.1.4 Kỹ thuật trồng

Chuẩn bị đất

Chọn đất: màu mỡ, giàu hữu cơ, thoát nước tốt, chủ động được nước tưới, tầng đất

mặt dày

Làm đất: đất được cày sâu 25-30 cm để giúp bộ rễ mở rộng và tăng tỷ lệ hấp thu

dưỡng chất (Ravindran và Babu, 2005) sau đó lên liếp cao 20-25 cm rộng 1,2-1,5 m (Mai Văn Quyền và ctv., 2007)

Mùa vụ

Ở nước ta gừng được gieo trồng từ tháng 1, 2 đến tháng 4, 5 dương lịch và thu hoạch vào tháng 10, 11, 12 Thời gian sinh trưởng trung bình 8 tháng, tuỳ loại giống (Mai Hoàng Thạch và Nguyễn Công Vinh, 2003)

Chọn giống

Chọn gừng giống có chất lượng tốt không nhiễm mầm bệnh Quan trọng nhất là kích thước mắt mầm, có 3 loại:

+ Loại to: mắt mầm dài hơn 2 cm và đường kính từ 0,8-1 cm

+ Loại trung bình: mắt mầm dài từ 1-2cm đường kính khoảng 1cm

+ Loại nhỏ: mắt mầm ngắn hơn 1cm và đường kính từ 0,5-0,7cm

Kích thước mắt mầm có ảnh hưởng đến năng suất (Zhao và Xu, 1992): mắt mầm to thì phát triển mạnh ở giai đoạn đầu sau chậm lại do lá nhỏ hiệu suất quang tổng hợp thấp nên tạo lượng củ ít (năng suất thấp) Còn đối với giống gừng có mắt mầm vừa

và nhỏ thì ngược lại Kích thước mắt mầm hợp lý là: dài 0,5-2 cm, đường kính 0,5-1

cm (Trần Văn Nhã, 2011)

Phân bón

Phân bón được sử dụng vào 3 thời điểm (Srinivasan và ctv., 2008):

+ Trước trồng: 25-30 tấn phân chuồng hoặc phân hữu cơ và 50 kg P2O5/ha + Ở 40 ngày sau khi trồng: bón 37,5 kg N và 25 kg K2O/ha

+ Ở 90 ngày sau khi trồng: bón 37,5 kg N và 25 kg K2O/ha

Theo Mai Hoàng Thạch và Nguyễn Công Vinh (2003), phân bón cho gừng gồm

5-10 tấn/ha phân chuồng, phân NPK/ha theo tỷ lệ N: P2O5: K2O là 80-80-100

Làm cỏ và vun gốc

Cỏ được làm 2-3 lần/vụ và được làm trước khi bón phân Việc đắp bồi thêm đất cho gừng có tác dụng tránh hiện tượng củ lộ ra trên bề mặt gây giảm phẩm chất và đảm bảo đủ lượng đất cho sự phát triển của củ Đắp thêm đất được thực hiện 2 lần/vụ vào thời điểm 40 và 90 ngày sau khi trồng và đắp sau khi bón phân (Srinivasan và ctv., 2009)

Thu hoạch

Tuỳ vào mục đích sử dụng mà gừng thường được thu hoạch vào các thời điểm khác nhau tiêu thụ nội địa dùng ăn tươi 5-8 tháng sau khi trồng, hoặc 10 tháng đối với gừng xuất khẩu (Mai Văn Quyền và ctv., 2007), đối với gừng làm thực phẩm bắt đầu thu hoạch khi các lá bắt đầu ngã vàng, chồi bắt đầu rụi dần, vỏ củ ngã sang màu xám Nếu thu hoạch muộn thì xơ sẽ nhiều không thích hợp ăn tươi, làm thực phẩm nhưng làm thuốc thì rất tốt Sau khi thu hoạch củ được rửa sạch đất và phơi ráo trong ngày (Srinivasan và ctv., 2009; Mai Văn Quyền và ctv., 2007)

Về mặt năng suất thì gừng là loại cây trồng cho năng suất cao, tuỳ vào điều kiện canh tác và thời điểm thu hoạch (Ravindran và Babu, 2005) Năng suất gừng nếu được chăm sóc tốt thì khoảng 15-20 tần/ha, trên đất tốt khoảng 25-30 tấn/ha (Mai Văn Quyền và ctv., 2007) Cá biệt một số giống gừng ở Ấn Độ đạt 40 tấn/ha (Ravindran và Babu, 2005), ở An Giang một số giống gừng nếu được chăm sóc tốt

có thể đạt 50-60 tấn/ha

1.1.5 Một số bệnh hại phổ biến trên cây gừng

Một số bệnh quan trọng trên cây gừng: héo xanh do vi khuẩn R solanacearum, héo vàng do nấm Fusarium oxysporum f sp zingiberi, bệnh thối nhũn do vi khuẩn

Erwinia carotovora, đốm lá do nấm Phyllosticta zingiberi, thối rễ do nấm Pythium

spp., thối gốc thân do nấm Sclerotium rolfsii, khi tồn trử trong kho vựa củ gừng còn

bị nhiều loại nấm khác tấn công như Penicillium sp., Rhizopus sp., và Fusarium sp

(Srinivasan và ctv., 2008) Ngoài ra trên gừng còn có một số loại bệnh khác như

khảm do virus, bướu rễ do tuyến trùng Meloidogine sp., thối rễ do Radopholus sp

Chồi lớn bất thường do Phytoplasma (Ravindran và Babu, 2005), thối củ do nấm

Rhizoctonia solani

Trong các bệnh trên thì bệnh héo xanh hay thối củ do vi khuẩn R solanacearum là

gây thiệt hại nghiêm trọng nhất đến các ruộng gừng trên thới giới (Kumar và Sarma, 2004) và Việt Nam (Nguyễn Thị Nghiêm, 2006), có thể thất thu đến 100% năng suất (Kumar và Sarma, 2004)

1.1.6 Một số nghiên cứu về chọn giống gừng

Kết quả khảo sát đặc tính tăng trưởng và năng suất của 10 giống gừng địa phương

và nhập nội của Nguyễn Minh Chí (2011), cho thấy, giống gừng trâu Lạng Sơn thể hiện đặc tính tăng trưởng mạnh hơn so với các giống khác Các giống gừng Trung Quốc-Cần Thơ, gừng tàu-Long Mỹ Hậu Giang, gừng nồi-Long An thì tăng trưởng khá Bên cạnh đó, gừng tạ-Lạng Sơn, gừng trâu-Lạng Sơn, gừng tạ-Hưng Yên là các giống có khả năng nẩy chồi mạnh trung bình từ 49-76 chồi/bao nhiều gấp 3 lần

so với giống gừng Trung Quốc-Cần Thơ Nhìn chung các giống có số lá từ 15-21 lá/cây và cao nhất là giống gừng Nồi-Long An.Về mặt năng suất thì giống gừng Trung Quốc-Cần Thơ cho năng suất cao nhất (1,46kg/bao) Các giống gừng cho năng suất khá như giống gừng Nồi-Long An (1,2kg/bao), gừng Long Hưng-Sóc Trăng (1,1kg/bao), gừng Chợ Gạo-Tiền Giang (0.95kg/bao)

Qua khảo sát khả năng chống chịu bệnh của 10 giống gừng, Huỳnh Văn Nghi (2011), ghi nhận các giống gừng Trung Quốc-Cần Thơ, gừng tàu-Sóc Trăng, gừng tàu.Long Mỹ-Hậu Giang, gừng Nồi-Long An (Gn-LA), gừng long Hưng-Sóc Trăng (GLH-ST) có khả năng chống chịu bệnh, trong đó giống gừng Trung Quốc-Cần Thơ (GTQ-CT) có khả năng chống chịu bệnh héo vàng thối củ tốt nhất Bên cạnh đó, tính chống chịu bệnh héo vàng thối củ của các giống GTQ-CT, gừng Tri Tôn-Sóc Trăng (GTT-ST) và gừng tàu.Long Mỹ-Hậu Giang (Gta LM-HG) có cơ chế liên quan đến sự gia tăng hoạt tính của enzyme phenylalanine amonia lyase (PAL) và peroxidase (PO) Hoạt tính của enzyme PAL biểu hiện cao ở các giống gừng Các giống có biểu hiện chống chịu bệnh (GTQ-CT, Gn-LA, GTT-ST và Gtau.LM-HG)

có hoạt tính ở nghiệm thức chủng bệnh cao hơn so với đối chứng không chủng

bệnh Hoạt tính của enzyme PO biến động khác nhau giữa các giống gừng Các giống Gtau.LM-HG, GTQ-CT, GTT-ST và GLH-ST có sự gia tăng hoạt tính ở nghiệm thức chủng bệnh cao hơn so với đối chứng không chủng bệnh

1.2 BỆNH THỐI CỦ GỪNG DO VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM

1.2.1 Phân Bố

Bệnh thường xuất hiên ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, vùng có nhiệt độ ổn định đồng thời vi khuẩn có phổ ký chủ rất rộng nên bệnh xuất hiện ở rất nhiều nơi trên thế giới: Trung Quốc, Ấn Độ, Hawaii, Philippines, Nhật Bản và nhiều nước trồng gừng khác (Kumar và ctv., 2004)

1.2.2 Triệu Chứng Bệnh

Cây nhiễm bệnh xuất hiện các triệu chứng héo rũ vào buổi trưa nắng, chiều tươi lại Giai đoạn sau, lá chuyển sang màu vàng duỗi thẳng ra, về sau tất cả các lá đều bị ảnh hưởng Lá dưới vàng trước, thân bị nhũn nước và đứt khỏi củ Mô dẫn nước sẫm màu, củ sậm màu hơn và xuất hiện các vùng nhũn nước với dịch khuẩn màu trắng sữa Chất dịch ứa ra từ mặt cắt của củ (Nguyễn Thị Nghiêm, 2006)

Bệnh thường tấn công vào phần non của củ dưới mặt đất, sau đó mới biểu hiện triệu chứng ở phần trên của cây (thân, lá) và phần già của củ do đó nên bệnh khó có thể phát hiện sớm (Trần Văn Hoà và ctv., 2000) Để giúp cho việc chuẩn đoán bệnh ngoài đồng dễ dàng hơn thì ta có một phương pháp: dùng dao cắt một lát cắt ngang phần gốc thân cây gừng, sau đó cho lát cắt đó vào một cốc nước trong suốt áp sát vào tường và quan sát nếu là bệnh thối củ do vi khuẩn thì sẽ thấy một dòng dịch trắng đục (dịch khuẩn) ứa ra từ lát cắt (Olson, 2005)

1.2.3 Tác Nhân

Bệnh thối củ cây gừng (Zingiber officinale Rosc.) là do vi khuẩn Ralstonia

solanacearum gây ra (Vũ Triệu Mân, 2007)

Theo Tahat và Sijam (2010), vi khuẩn gây bệnh thối củ gừng là R Solanecearum

race 4 Ở châu Á, Hawaii thì bệnh chủ yếu do một số chủng thuộc nồi sinh học (biovar) 3 Ở QueensLand thì bệnh được xác định chủ yếu là do vi khuẩn thuộc 2

race 3 và 4 gây ra với triệu chứng khác nhau rõ rệt: tốc độ phát triển bệnh của vi khuẩn thuộc race 3 chậm hơn rất nhiều so với race 4 (Pegg và Stirling, 2010)

Vi khuẩn thuộc ngành Proteobacteria, lớp Betaproteobacteria, bộ Burkholderiales,

họ Ralstoniaceae (CABI, 2007) Vi khuẩn có hình que, vi khuẩn gram âm, hai đầu hơi tròn, kích thước trong khoảng 0,9-2 x 0,5-0,8 μm, chuyển động nhờ lông roi (1-

3 roi) Trên môi trường Kelman (1954) khuẩn lạc màu trắng kem nhẵn bóng, nhờn (vi khuẩn có tính độc gây bệnh), nếu khuẩn lạc chuyển sang kiểu khuẩn lạc nâu, nhăn nheo là isolat vi khuẩn mất tính độc (nhược độc) Để phát hiện dòng vi khuẩn

có tính độc thường dùng môi trường TZC, trên môi trường này isolat vi khuẩn có tính độc sẽ có khuẩn lạc ở giữa màu hồng rìa trắng

Vi khuẩn có khả năng phân giải làm lỏng gelatin, tạo H2S, có dòng có khả năng khử nitrate, không thủy phân được tinh bột, esculin Khi thủy phân một số loại đường, hợp chất carbon,…tạo ra axít ( Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

1.2.4 Cây ký chủ

Vi khuẩn R solanacearum có ký chủ rất rộng, gây hại trên 44 họ và hơn 200 loài

thực vật khác nhau (như cà chua, khoai tây, chuối, thuốc lá, ớt, gừng,…), bao gồm

cả một số loài cỏ dại (CABI, 2007), trong đó có khoảng 450 loài cây có giá trị kinh

tế cao (Swanson và ctv., 2005) R solanacearum là một loại vi khuẩn đa dạng về

hình thái, di truyền nên gây hại được trên nhiều loại thực vật khác nhau, dựa vào

phổ ký chủ mà người ta phân vi khuẩn R solanacearum thành 5 race, 5 biovars dựa

vào đặc điểm sinh hoá (Vũ Triệu Mân, 2007)

+ Race 1 (biovars 1, 3, và 4): gây bệnh cho nhiều loại cây trồng, bao gồm cà chua, thuốc lá và đậu phộng, nhiệt độ tối ưu cao (35-370C)

+ Race 2 (biovars 1 và 3): lây nhiễm chuối, chuối sợi (Heliconia) và các cây khác trong họ Musaceae, nhiệt độ tối ưu cao (35-37 0C)

+ Race 3 (biovar 2): gây hại các khu vực vùng cao mát mẻ, vùng nhiệt đới và gây héo trầm trọng trong khoai tây, cà chua, và phong lữ, nhiệt độ tối ưu thấp (270C) + Race 4: gây hại chuyên tính trên cây gừng

+ Race 5: gây hại dâu tằm

Trong đó thì R solanacearum race 4 gây héo cho nhiều cây họ gừng nhất: gừng ăn (Zingiber officinale), mioga (Z mioga), nghệ (Curcuma longa), siamtulip (C

alismatifolia), alpinia (Alpinia spp.), cây riềng (Kaempheria galanga), gừng vàng

(Hedychium flavescens), gừng trắng (H coronarium) và ngãi tiên Gardner (H

gardenarium) Ngoài ra, gừng hồng (Alpinia purpurata), gừng đỏ lily (Hedychium coccineum), nghệ trắng (Curcuma zedoaria), globba (Globba spp.), gừng gió

(Zingiber zerumbet) cũng rất nhạy cảm với vi khuẩn R solanacearum race 4 (Paret

và ctv., 2008)

Do sự đa dạng về đặc tính di truyền, sinh học và khả năng biến đổi kiểu gen thích

ứng với cây ký chủ của vi khuẩn R solanacearum nên phổ ký chủ của chúng ngày

càng mở rộng (Genin, 2010) Những năm gần đây liên tục có nhiều bài báo cáo về

ký chủ mới của vi khuẩn: cây họ bầu bí (Wicker và ctv., 2007), cây ngải cavana

(Artemisia pallens) và cây tía tô (Coleus forskohlii) (Chandrashekara và

Prasannakumar, 2010)

1.2.5 Quá trình xâm nhiễm của mầm bệnh

Đầu tiên vi khuẩn tồn tại trong đất sẽ xâm nhiễm vào cây qua các vết xây xát, côn trùng chích hút, nơi rễ non đâm ra, vết hút chích của tuyến trùng,…ngoài ra, vi khuẩn cũng có thể xâm nhiễm qua các cửa ngõ tự nhiên (Nguyễn Văn Viên và Đỗ Tấn Dũng, 2003) Sau khi xâm nhập vào rễ, vi khuẩn lan tới các bó mạch dẫn xylem (mạch gỗ), sinh sản phát triển ở đó Vi khuẩn sinh sản ra các men pectinase và cellulase để phân hủy mô, sinh ra các độc tố ở dạng exopolysaccarit (EPS) và lipopolysaccarit (LPS) làm tắt mạch dẫn cản trở sự vận chuyển nước và nhựa trong cây, dẫn tới cây héo nhanh (trích dẫn bởi Vũ Triệu Mân, 2007)

1.2.6 Điều kiện phát sinh và phát triển bệnh

Tốc độ lây lan của bệnh tuỳ thuộc vào điều kiện nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho bệnh phát triển là 24-350C, ở 100C thì ít thấy bệnh (Swanepol, 1990)

Độ ẩm đất cũng ảnh hưởng tới khả năng nhân mật số và lưu tồn của vi khuẩn (Nesmith và Jenkins, 1985), ẩm độ đất cao, tưới ngập rãnh là điều kiện tốt cho bệnh xâm nhiễm phát triển mạnh, lan truyền dễ dàng (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân,

1999) Lượng mưa lớn cũng là điều kiện tốt cho bệnh phát triển, lượng mưa trong

vụ >3000 mm thì bệnh gây hại rất nặng (CABI, 2007)

Ngoài ra, sa cấu đất cũng ảnh hưởng đến sự phát triển bệnh: trên đất cát pha, thịt nhẹ, đất đã nhiễm khuẩn, bệnh phát triển nhanh chóng (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999) Chế độ phân bón cũng ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của bệnh đặc biệt là phân đạm, nếu bón nhiều đạm, không cân đối với lân và kali thì bệnh sẽ phát triển nhiều và gây hại nặng về sau (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

1.2.7 Sự lan truyền của mầm bệnh

Bệnh do vi khuẩn R solanacearum lan truyền từ cây này sang cây khác bằng nhiều

con đường như: nước tưới, nước mưa, gió bụi và các dụng cụ làm đất, chăm sóc

cây, nước mặt bị nhiễm R solanacearum cũng là một yếu tố quan trọng cho sự lây

nhiễm bệnh (Wenneker và ctv., 1999) Bên cạnh đó các loại tuyến trùng trong đất cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc lan truyền bệnh và tạo vết thương cho vi khuẩn xâm nhập (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999), có sự tương tác hỗ trợ giữa

tuyến trùng bướu rễ Meloidogyne incognita và bệnh héo xanh do vi khuẩn, cường

độ của bệnh héo xanh do vi khuẩn trên cà chua tăng lên khi số lượng tuyến trùng bướu rễ gia tăng đông lên (Ravindran và Babu, 2005)

1.2.8 Sự lưu tồn của mầm bệnh

Theo Ravindran và Babu (2005), thì vi khuẩn R solanacearum có thể tồn tại trong

rễ cây gừng ở mật số thấp mà không ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của cây cũng như không hề biểu hiện triệu chứng héo

Vi khuẩn R solanacearum lưu tồn rất lâu trong đất trồng gừng, gây nhiều trở ngại

cho việc trồng gừng với áp lực bệnh cao trong các vụ sau Đất bị nhiễm bệnh bỏ hoang trong nhiều năm nhưng khi trồng lại vẫn xuất hiện bệnh Một số khó khăn rất lớn là mầm bệnh có thể tồn tại trong cỏ dại và vùng rễ của các cây trồng không phải

là kí chủ của chúng (Paret và ctv., 2009)

Ở trong đất vi khuẩn có thể bảo tồn sức sống rất lâu dài 6-7 tháng hoặc 5-6 năm tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ, ẩm độ, loại đất, các yếu tố sinh vật và các yếu tố khác (Lê Lương Tề Và Vũ Triệu Mân, 1999)

Theo Nguyễn Văn Viên và Đỗ Tấn Dũng (2003) thì nguồn bệnh có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau Vi khuẩn có thể sống trong đất, trong tàn dư cây bệnh, trong vật liệu giống nhiễm bệnh, trong các kí chủ phụ họ cà, họ đậu, (khoai tây, thuốc

lá, ớt, vừng, gừng, đậu tương ) và cỏ dại

1.2.9 Một số biện pháp phòng, trị bệnh

Theo CABI (2007), việc kiểm soát bệnh héo xanh là rất khó vì chúng có kí chủ rất rộng Do đó thuốc hóa học gần như không có hiệu quả, kể cả thuốc kháng sinh (streptomycin, ampicillin, tetracycline và penicilin) cũng đã được thử nhưng vẫn chưa cho tác dụng tốt thậm chí còn làm tăng khả năng gây hại của vi khuẩn

Theo Nguyễn Văn Viên và Đỗ Tấn Dũng (2003) vi khuẩn gây bệnh là loài kí sinh

đa thực với nhiều chủng nòi khác nhau, phân bố rộng, lan truyền trên đồng ruộng bằng nhiều con đường khác nhau Vì vậy để phòng bệnh có hiệu quả, hạn chế sự phát sinh và tác hại của chúng thì cần phải áp dụng các biện pháp phòng trừ tổng hợp như: chọn giống khỏe, luân canh với cây trồng không phải là kí chủ của mầm bệnh, vệ sinh đồng ruộng tốt, bón phân cân đối kết hợp với phân hữu cơ Theo Janse (1996), cần theo dõi phát hiện bệnh sớm để nhanh chống cách ly tránh lây lan trên ruộng và không sử dụng nước mặt để tưới cho cây

Có thể áp dụng một số biện pháp ngừa bệnh như: xử lý củ gừng với khí nóng ở

50oC trong 30 phút có thể làm giảm khả năng lây nhiễm bệnh trên củ trước khi trồng (Tsang và Shintaku, 1998) Theo Nguyễn Văn Viên và Đỗ Tấn Dũng (2003), luân canh với lúa nước hai vụ (2 lúa–1 màu) có thể hạn chế được bệnh héo xanh do

R solanacearum gây ra Lên liếp cao, bón thêm rơm rác mục làm tăng độ tơi xốp và

thoát nước tốt trong những ngày mưa nhiều, mật độ gieo trồng hợp lý cũng tránh được bệnh (Trần Văn Hòa và ctv., 2000) Trong trường hợp ruộng đã xuất hiện bệnh thì có thể phun trị bệnh bằng một số loại thuốc sau: CopperZinC 85WP hay COC 85WP tưới xuống đất nơi bụi gừng vừa nhổ lên Bên cạnh đó có thể dùng một trong các loại thuốc sau để tưới xung quanh bụi gừng bị bệnh như: Kasuran 50WP, New Kasuran 16,6WP, Kasumin 2L, Starner 20WP, với liều lượng 50-100cc (g)/10lít, tưới 7-10 ngày/lần (Trần Văn Hòa và ctv., 2000)

1.3 CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ MẦM BỆNH CÓ NGUỒN GỐC TỪ ĐẤT

1.3.1 Dùng vi khuẩn vùng rễ trong quản lý mầm bệnh trong đất

1.3.1.1 Vi khuẩn ngoại vi rễ

Vi khuẩn định cư ở nhiều vùng của rễ non, đây là nơi có nhiều hốc sinh thái thích hợp mà những vi khuẩn thuộc các chi như Arthrobacter, Azotobacter, Bacillus và Pseudomonas có thể phát triển Những vi khuẩn này có khả năng ngăn chặn vi sinh vật có hại Nhiều báo cáo cho thấy tác động có lợi của vi khuẩn vùng rễ lên sự tăng trưởng của cây là do chúng có khả năng kiềm chế hay chiếm chỗ của mầm bệnh (Lambert và ctv., 1987)

1.3.1.2 Vi khuẩn nội sinh rễ

Vi khuẩn vùng rễ thường là các vi khuẩn sống tự do, nhưng trong đó có một số loài

có thể xâm nhập vào mô cây sống mà không làm cây biểu hiện triệu chứng bị xâm nhiễm, được gọi là các vi khuẩn nội sinh rễ (endophytes) và để thâm nhập vào rễ, trước hết chúng phải là những vi khuẩn vùng rễ (Antoun và Prévost, 2005)

Vi khuẩn nội sinh thực vật là vi khuẩn tồn tại bên trong mô thực vật và không gây hại cho kí chủ Vi khuẩn nội sinh thực vật có khả năng tạo một ổ sinh thái giống như ổ sinh thái của vi khuẩn gây bệnh Đây là một đặc điểm để xử lý vi khuẩn vào hạt hoặc rễ của cây trước khi trồng (Kado, 1992)

1.3.1.3 Tác động của vi khuẩn vùng rễ đối với cây trồng và mầm bệnh

 Kích thích sự phát triển của cây trồng

Khi không có mầm bệnh thì vi khuẩn vùng rễ có tác dụng kích thích cây trồng phát

triển nên được gọi là vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (Van Loon,

2007) Tùy thuộc vào từng cơ chế khác nhau, các chi vi khuẩn có thể kích thích tăng trưởng cây trồng theo các cách sau:

 Tiết ra các chất kích thích tăng trưởng thực vật (Phytostimulators)

Khi không có mầm bệnh xuất hiện, một số vi khuẩn sinh ra chất kích thích sinh trưởng cây trồng Auxin là chất kích thích sinh trưởng cây trồng được biết rõ nhất

hiện nay Ngoài ra, một số hormones khác cũng như các chất bay hơi và pyrrolquinoline quinone (PQQ) cũng có tác dụng kích thích tăng trưởng cây trồng.Tryptophan là tiền chất tổng hợp auxin và thường được tiết ra từ dịch rễ Nồng độ của tryptophan trong dịch rễ tùy thuộc vào từng loại cây (Kamilova và ctv., 2006)

Việc xử lý hạt bằng auxin tiết ra từ vi khuẩn P fluorescens WCS365 không cho kết

quả tốt trong việc kích thích sự phát triển trọng lượng rễ, thân của cây dưa chuột, ớt,

cà chua, nhưng lại giúp tăng đáng kể trọng lượng củ của cây củ cải Nồng độ tryptophan ở cây củ cải tạo ra cao gấp 9 lần so với cây dưa chuột, ớt, cà chua

(Kamilova và ctv., 2006) Vi khuẩn Azotobacter paspali phân lập từ cỏ ở vùng cận

nhiệt đới, giúp tăng sự phát triển ở thực vật 1 và 2 lá mầm Một số thí nghiệm cho

thấy khi bổ sung nitơ vào đất, Azotobacter paspali giúp cây giúp kích thích cây tăng

trưởng bằng cách tạo ra IAA, gibberellin và cytokinin (Okon và ctv., 1998)

Vi khuẩn tạo ra siderophore giúp kích thích cây trồng tăng trưởng một cách gián tiếp thông qua việc cô lập và sử dụng lượng sắt giới hạn có trong vùng rễ, đặc biệt trong đất trung tính và đất kiềm, làm giảm lượng sắt hữu dụng cho sự tăng trưởng của mầm bệnh (Rao, 1999) Trong đất sắt (Fe) khá phong phú ở dưới dạng sắt oxide kết tinh, vô định hình và khoáng có Fe khác Khi hòa tan các dạng khoáng này sẽ cho ra hai dạng sắt hòa tan là Fe2+ và Fe3+ mà cây và vi sinh vật có thể sử dụng được Sự hòa tan này phụ thuộc vào điện thế oxy hóa-khử của đất (soil redox potential) và pH Dưới điều kiện thoáng khí (oxidizing) ở pH trung tính-kiềm, Fe hiện diện chủ yếu dưới dạng sắt Fe(III), Fe(OH)3, thường không hòa tan (Lindsay

và Schwab, 1982).Trong khi đó các sinh vật rất nhạy cảm với sự thiếu sắt nên siderophore cơ bản được tiết ra từ vi khuẩn, nấm và cây một lá mầm để chống lại tình trạng thiếu Fe (Ratledge và Dover, 2000)

 Giảm stress của cây (stress controllers)

Vi khuẩn vùng rễ có thể tạo ra enzyme 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase giúp cây trồng phát triển bằng cách làm giảm nồng độ ethylene Vi khuẩn phân hủy tiền chất của ethylene là 1-aminocyclopropane-1-carboxylate thành 2-xobutanoate và NH3 Nhiều hình thức stress khác của cây như: tác động của vi

khuẩn gây bệnh, một số hydrocarbons, một số kim loại (Ca2+, Ni2+) và một số loại muối thì được ACC deaminase ngăn ngừa hoặc giảm đi (Glick và ctv., 2007)

 Tác dụng như 1 loại phân bón sinh học (Biofertilizers)

Vi khuẩn giúp cây trồng hấp thu dinh dưỡng tốt Vi khuẩn cố định đạm như

Rhizobium và Bradyrhizobium có thể hình thành nốt sần trên rễ của cây họ đậu như

đậu nành, đậu Hà Lan, đậu phộng và cỏ linh lăng, chúng cố định nitơ tự do thành dạng đạm amonia, đây là nguồn đạm mà cây trồng có thể sử dụng được (Spaink và

ctv., 1998)

Trong môi trường có hàm lượng lân hòa tan thấp làm cây chậm phát triển Nhiều vi sinh vật có khả năng kích thích tăng trưởng cây trồng bằng cách phân giải lân không hữu dụng trong đất, ngăn ngừa quá trình cố định lân (Gyaneshwar và ctv., 2002) Các vi khuẩn vùng rễ thuộc chi Pseudomonas, Enterobacter và Bacillus có khả năng kích thích tăng trưởng cây trồng bằng cách giúp tạo ra các lân hữu dụng (Canbolat

và ctv., 2006; Pandey và ctv., 2006; Vassilev và ctv., 2006)

 Vi khuẩn vùng rễ - tác nhân phòng trừ sinh học bệnh cây

 Phòng trừ sinh học

Biện pháp sinh học trong phòng trị bệnh cây là điều khiển môi trường, cây trồng và

vi sinh vật đối kháng một cách thích hợp, để tạo nên một cách cân bằng sinh học cần thiết, giúp giảm mật số của mầm bệnh xuống ngưỡng gây hại Nhờ đó, bệnh của cây trồng chỉ xuất hiện ở mức độ nhẹ, không gây ảnh hưởng quan trọng về mặt kinh

tế (Phạm Văn Kim, 2000) Phòng trừ sinh học không chỉ làm tăng năng suất cây trồng, ngăn chặn bệnh mà còn tránh ô nhiễm môi trường Điều quan trọng là phát triển các phương pháp đánh giá tương tác của các vi sinh vật đối kháng với mầm bệnh và kết hợp các vi sinh vật đó đế quản lý bệnh tốt (Lugtenberg và Kamilova, 2009)

Hoạt động kiểm soát bệnh thực vật do vi sinh vật là một quá trình lâu dài, phức tạp không chỉ liên quan đến vi khuẩn kiểm soát bệnh, tác nhân gây bệnh và cây trồng,

mà còn có các vi khuẩn bản địa, hệ sinh thái đất như giun tròn, động vật nguyên sinh và giá thể trồng cây như đất hoặc các khoáng chất bón cho cây trồng (Haas và

Defago, 2005) Vì thế, mà hiệu quả của các sản phẩm sinh học không phải lúc nào cũng cao khi áp dụng ngoài đồng (Copping, 2004) Tuy nhiên, nếu hiểu cơ chế của phòng trừ sinh học thì chúng ta sẽ cải thiện được hiệu quả của các biện pháp phòng trừ sinh học

 Một số cơ chế phòng trừ sinh học bệnh cây của vi khuẩn vùng rễ

Sự đối kháng

Vi khuẩn có thể tiết ra các kháng sinh để tiêu diệt mầm bệnh Một vi khuẩn được sử dụng trong phòng trừ sinh học thì nó không chỉ tổng hợp và phóng thích các kháng sinh, mà còn có thể cạnh tranh được với các sinh vật khác về chất dinh dưỡng từ rễ

và chỗ ở tại vùng rễ để cung cấp các kháng sinh cho toàn bộ hệ thống rễ Woeng và ctv., 2000) Ngoài ra, vi khuẩn phải có đủ số lượng để chống lại các vi sinh vật cạnh tranh khác (Jousset và ctv., 2006) và có thể sản xuất kháng sinh ở bất

(Chim-A-cứ chổnào mà nó định vị trên bề mặt rễ (Pliego và ctv., 2008)

Kháng sinh được xác định trong các vi khuẩn gram âm có biểu hiện đối kháng thường là các hợp chất như HCN; phenazines, trong đó chủ yếu là phenazine-1- carboxylic acid và phenazine-1-carboxamide 2,4-diacetyl phloroglucinol (PHL); pyoluteorine và pyrrolnitrine

Bắt mồi và kí sinh

Bắt mồi và kí sinh, là cơ chế chính được sử dụng bởi một số loài nấm Trichoderma

spp., dựa trên sự tiết các enzyme phá hủy thành tế bào nấm Tuy nhiên, ở vi khuẩn

cơ chế này không hoàn toàn được xác định (Lugtenberg và Kamilova, 2009)

Kích thích tính kháng bệnh của cây trồng (kích kháng)

Sự tương tác của một số vi khuẩn và rễ cây có thể làm cho cây kháng được một số

vi khuẩn, nấm và virus gây bệnh Hiện tượng này được gọi là kích thích tính kháng bệnh của cây trồng (induced systemic resistance - ISR) (Lugtenberg và Kamilova, 2009) ISR thì phụ thuộc vào acid jasmonic và ethylene để gây ra tín hiệu trong cây trồng (Van Loon, 2007) Nhiều thành phần của vi khuẩn có thể kích thích tạo ISR, như LPS, roi và siderophores

Khi nuôi chung các dòng vi khuẩn với nấm gây bệnh trong môi trường với nồng độ sắt thấp, cho thấy các dòng vi khuẩn có thể sản xuất ra siderophore để lấy sắt hữu dụng (Fe3+) Vi khuẩn tạo ra nhiều mối quan hệ siderophores và Fe3+ trong vùng rễ cây trồng, có thể ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh khi nồng độ Fe3+ trong vùng rễ thấp, đặc biệt trong đất acid có hàm lượng Fe3+ hữu dụng ít (Schippers và ctv., 1987)

Canh tranh dinh dưỡng và chổ ở

Trong nhiều thập kỷ gần đây, sự cạnh tranh dinh dưỡng và chổ ở giữa vi khuẩn có lợi với mầm bệnh ở vùng rễ được xem như là cơ chế của phòng trừ sinh học, nhưng chưa có nhiều thí nghiệm để kiểm chứng Theo Kamilova và ctv (2005), cho rằng nếu cơ chế này tồn tại như là một tác nhân sinh học, nó có thể được áp dụng rộng rãi Ngoài ra trong phòng trừ sinh học bệnh do nấm, vi khuẩn đối kháng còn can thiệp vào sự tồn tại, hoạt động, nẩy mầm và hình thành bào tử của mầm bệnh

Làm nhiễu các tín hiệu của mầm bệnh

Theo Bassler (1999), nhiều loài vi khuẩn chỉ gây bệnh khi đạt mật số cao và cảm nhận tín hiệu N-acyl homoserine lactones (AHLs) trong môi trường Do đó, việc làm nhiễu đi các tín hiệu này cũng là một cơ chế ứng dụng trong phòng trừ sinh học (Lin và ctv., 2003)

Một số vấn đề của phòng trừ sinh

Để tăng hiệu quả trong kiểm soát dịch bệnh, có thể sử dụng 2 hoặc nhiều cơ chế khác nhau của phòng trừ sinh học Tuy nhiên, theo các kết quả nghiên cứu cho thấy làm như thế không hẳn sẽ cho kết quả tốt hơn, có thể là do số lượng của mỗi loại vi khuẩn trên rễ bị giảm dưới ngưỡng cần thiết để có thể kiểm soát được bệnh (Lugtenberg và Kamilova, 2009)

Việc áp dụng các vi khuẩn vùng rễ ra đồng ruộng thường gặp những trở ngại vì vi khuẩn có sẵn trong đất có thể cạnh tranh với các chủng vi khuẩn được đưa vào và tạo các yếu tố khác nhau có thể làm giảm tác động có lợi của các dòng vi khuẩn (Lugtenberg và Kamilova, 2009; Nelson,2004)

1.3.2 Một số nghiên cứu về sử dụng vi khuẩn vùng rễ quản lý bệnh trên cây

trồng

Quản lý bệnh bằng biện pháp hoá học đã cho bộc lộ rõ nhược điểm: không có hiệu

quả hoặc hiệu quả rất thấp, lại ô nhiễm môi trường (Grimault và ctv., 1993; CABI,

2007) Do đó, các biện pháp sinh học trong quản lý bệnh hại trên cây trồng được quan tâm hàng đầu và ứng dụng vi sinh vật vùng rễ là một trong những giải pháp quản lý bệnh hại bền vững Trên thế giới, ngày càng có nhiều sản phẩm từ vi sinh vật vùng rễ được ứng dụng thành công trong sản xuất nông nghiệp

Ở Việt Nam, trường Đại Học Cần Thơ đã tuyển chọn ra được 2 mẫu vi khuẩn:

Pseudomonas cepacia TG17, Bacillus sp.TG19 có khả năng đối kháng mạnh với

nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa, với bán kính vòng vô khuẩn lần

lượt là 16,5 mm và 14,5 mm Ứng dụng trên lúa: phun 2 loại vi khuẩn này + ¼ liều Validacin 3 lần, vào giai đoạn 45 ngày sau gieo, các lần sau cách lần trước 1 tuần Kết quả cho thấy hiệu quả kiểm soát bệnh đốm vằn của nghiệm thức trên tương đương với nghiệm thức đối chứng là phun đủ liều Validacin (Phạm Văn Kim, 2000)

Những nghiên cứu trong nhà kính ở Thái Lan đã cho thấy vi khuẩn nội sinh Bacillus

có khả năng kích thích tính kháng ISR (kháng lưu dẫn) (Jetiyanon và Kloepper, 2002) Kết quả nghiên cứu với bốn hệ thống mầm bệnh và cây kí chủ khác nhau:

gồm cà chua (Lycopecium esculentum Mill) và Ralstonia solanacearum, ớt sừng trâu (Capsicum annuum var acuminatum) và Colletotrichum gloeosporioides, cải

bẹ xanh (Brassica chinensis var parachinensis) và Rhizoctonia solani, dưa leo (Cucumis sativus L.) với CMVt, cho thấy rằng là tính kháng ISR trong cây ký chủ

đã được gợi lên bởi những vi khuẩn nội sinh này trong điều kiện nhiệt đới và để bảo

vệ cây chống lại nhiều mầm bệnh thì việc sử dụng kết hợp 2 chủng vi khuẩn sẽ hiệu quả hơn so với chỉ sử dụng một chủng vi khuẩn độc lập (Kloepper và ctv., 2004)

Sản phẩm Yield Shield với thành phần hoạt chất là nội bào tử của Bacillus pumilus,

chủng GB34 đã được đăng kí tại Mỹ vào năm 2003 để phòng trị bệnh trên đậu nành

Theo Võ Minh Luân (2007), chủng B pumilus T4 cũng kích thích tạo ISR chống lại

bệnh trên dưa leo do vi khuẩn Erwinia tracheiphila, cũng như bệnh do nấm

Rhizoctonia và Fusarium

BioYield với thành phần hoạt chất là 2 chủng vi khuẩn Bacillus bao gồm: B

amyloliquefaciens GB99 và B subtilis GB122, 17 được khuyến cáo dùng để kích

kháng trên cây cà chua, ớt, cải bắp, cải bông, dưa leo, dưa hấu nhằm chống lại tác nhân gây bệnh và kích thích tăng trưởng (Trần Văn Nhã, 2007)

Chủng vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens vào rễ cây cà chua 20 ngày tuổi (vi

khuẩn được chủng trước đó 7 ngày), 4 tuần sau xử lý cho thấy bệnh héo xanh do vi

khuẩn R solanacearum bị ức chế và chiều cao cây gia tăng rõ rệt so với đối chứng

(Park và ctv., 2006)

Chủng Pseudomonas fluorescens (B16 và VK58) và một chủng vi khuẩn Bacillus

subtilis (B.16) rất có triển vọng trong kiểm soát bệnh héo xanh cà chua do vi khuẩn

R solanacearum gây ra (Doan, 2006) Ứng dụng 3 chủng vi khuẩn này tại Hà Nội

cho thấy chủng vi khuẩn B.16 kiểm soát bệnh hiệu quả nhất trong nhà lưới lẫn ngoài đồng; ngoài ra chủng vi khuẩn này còn giúp gia tăng năng suất: cà chua tăng 3,3 đến 4,1 tấn/ha, đậu phộng tăng 0,7-0,94 tấn/ha

Các chủng vi khuẩn vùng rễ thuộc chi Bacillus như Tbt1.18et, Tbt1.17.1.1e và T4.6t đều có khả năng kiểm soát bệnh héo xanh trên cà chua trong điều kiện ngoài đồng, đồng thời còn giúp cây gia tăng chiều cao, trọng lượng thân, rễ và năng suất (Duy Văn Ai, 2008)

Theo Lucy và ctv (2004) thì các chủng vi khuẩn vùng rễ Bacillus amyliquefacines IN937, Bacillus pumilis INR7, SE34; Bacillus subtilis GB03 và Bacillus cereus C4

tuy không có khả năng kiểm soát mầm bệnh trên cà chua, ớt trong điều kiện ngoài đồng nhưng giúp cây sinh trưởng mạnh hơn như gia tăng năng suất, diện tích lá, trọng lượng rễ…

Bacillus có khả năng sản xuất lipopeptide hoạt động chống lại Xanthomonas campestris pv campestris (Monteiro và ctv., 2005)

Một số chủng vi khuẩn thuộc Bacillus spp., Pseudomonas fluorescens và xạ

khuẩn có khả năng kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh héo xanh, đạt

hiệu quả giảm bệnh từ 52-79% và giúp tăng năng suất cây khoai tây trồng trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng từ 49-90% (Shekhawat và ctv., 1993)

1.3.3 Các Biện Pháp Hoá Học

Các hoá chất sử dụng khử trùng đất thường có tính chất bay hơi để xông hơi vào đất hoặc hoà tan vào nước trong đất sau đó lan ra nhằm mục đích tiêu diệt mầm bệnh trong đất như là: chloropicrin, methyl bromide, dazomet, metam sodium,…tuy nhiên cũng diệt cả những loài có ích (Agrios, 2005)

 Vôi và Urê

Sử dụng các biện pháp xử lý đất ngoài đồng đã được nghiên cứu để quản lý bệnh

héo xanh do vi khuẩn R solanacearum trên khoai tây (Elphinstone và Aley, 1993)

Còn trên cà chua thì nghiên cứu chỉ dừng lại trong điều kiện phòng thí nghiệm hoặc nhà kính (Chang và Hsu, 1988)

Urê có công thức hóa học là CO(NH2)2 sau khi trộn vào đất sẽ giải phóng NH4+ và

NH3 do quá trình amon hoá từ NH4+, sau đó NH3 tiếp tục biến đổi thành NO2 đây là chất rất độc cho vi khuẩn và nấm khi pH 5-7, còn khi pH đất > 9, thì NH3 và NH4+ độc cao đối với nấm và vi khuẩn trong đất (Tsao and Oster, 1981; Sequeira, 1963)

Xử lý đất với vôi + urê với tỷ lệ 0,5;5 kg/10 m2 kết hợp che màng phủ xông hơi, sau

3 tuần đất gần như không còn sự hiện diện của mầm bệnh (Vudhivanich, 2002)

Kết quả nghiên cứu của Michel (1997) cho thấy nghiệm thức xử lý đất: urê + caO

(200 kg N + 5000 kg) có hiệu quả kiểm soát vi khuẩn R solanacearum tốt nhất (sau

4 tuần xử lý mật số vi khuẩn là 0) Việc kết hợp 2 thành phần vôi, urê sẽ mang lại hiệu quả kiểm soát cao hơn từng thành phần riêng lẻ, tuy nhiên xử lý đất bằng CaO riêng lẻ thì cũng mang lại hiệu quả kiểm soát tốt hơn so với đối chứng (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Mật số vi khuẩn R solanacearum và pH ở các biện pháp xử lý đất tại

các thời điểm khác nhau trong điều kiện phòng tăng trưởng, nhiệt độ 30 0 C

Thời Điểm Lấy Mẫu

Xử Lý

2 Tuần Sau Xử Lý

Số liệu đã được chuyển sang log10[x+1] trước khi xử lý thống kê

Thaveechai và ctv (1997) xử lý đất với urê 428 kg/ha + vôi 5 tấn/ha để quản lý bệnh héo xanh do vi khuẩn R solanacearum trên cây cà chua trong điều kiện nhà

kính, kết quả tại thời điểm 21 ngày sau khi trồng số cây còn sống ở nghiệm thức xử

lý là 63% trong khi ở nghiệm thức đối chứng không xử lý chỉ có 6,7%

Clorin

Xử lý đất bằng Clorin có ký hiệu hóa học là Ca(ClO)2 với liều lượng 25 kg/ha để

kiểm soát bệnh héo xanh do vi khuẩn R solanacearum gây ra trên cà chua trong

điều kiện nhà kính và ngoài đồng đều cho thấy tỉ lệ bệnh giảm lần lượt là 66,96% và 71,87% so với đối chứng không xử lý lần lượt là 76,94% và 88,99% Mật số vi

khuẩn R solanacearum cũng giảm so với đối chứng, chỉ còn 3,01 và 2,06 log cfu/g

đất tại thời điểm 120 ngày (Dhital và ctv., 1997)

Kết quả nghiên cứu về hiệu quả của các biện pháp xử lý đất đến bệnh héo xanh do

vi khuẩn R solanacearum trên cây khoai tây trong điều kiện nhà kính ở Khumaltar,

Nepal cho thấy tất cả các nghiệm thức xử lý đất như (1) urê 428 kg/ha + Vôi 5 tấn/ha; (2) urê 214 kg/ha + vôi 2,5 tấn/ha; (3) clorin (SBP) 25 kg/ha; (4) SBP 12 kg/ha; (5) urê 428 kg/ha + vôi 5 tấn/ha + SBP 12 kg/ha; (6) urê 214 kg/ha + vôi 2,5 tấn/ha + SBP 12 kg/ha đều giúp kiểm soát được bệnh Trong đó, hiệu quả cao nhất

là 2 nghiệm thức: (3) và (5) (Dhital và ctv., 1997) Một thí nghiệm tương tự được thực hiện ngoài đồng cho thấy nghiệm thức (3) có hiệu quả kiễm soát bệnh cao nhất với tỉ lệ bệnh 12,25% so với đới chứng không xử lý 45,32%

Sự kết hợp 2 chất 1,3-dichloropropene (1,3-D) và chloropicrin (Pic) trong xử lý đất

đã được nghiên cứu rộng rãi trên khắp thế giới để kiểm soát mầm bệnh nấm và tuyến trùng Tuy nhiên, muốn phát huy hiệu quả tốt thì phải tăng việc phun thuốc cỏ (Noling và Gilreath, 2001)

Một nghiên cứu của Santos và Gilreath (2005), năng suất dâu tây ở nghiệm thức xử

lý hoá chất khử trùng đất dimethyl disulfide (DMDS) + Pic với tỷ lệ về thể tích là 1:1, liều lượng 250:250 kg/ha cao hơn hẳn so với nghiệm thức đối chứng không xử

lý

López-Aranda và ctv (2009), đánh giá hiệu quả của biện pháp xông hơi đất bằng các hoá chất, cho biết : (1) MBr + chloropicrin (Pic) (50:50, phần trăm về thể tích (v/v)) liều lượng 400 kg/ha; (2) 1,3-dichloropropene (1,3-D) + Pic (65:35, v/v) liều lượng 300 kg/ha; (3) Pic 300 kg/ha; (5) dimethyl disulfide (DMDS) + Pic (50:50, v/v) liều lượng 500 kg/ha; (5) propylene oxide liều lượng 550 kg/ha; (7) dazomet liều lượng 400 kg/ha; (7) calcium cyanamide (Ca-cyanamide) liều lượng 700 kg/ha,

cho kết quả là: 4 nghiệm thức (1), (2), (3), (5) đều có sản lượng dâu tây lớn hơn đối chứng, ngoài ra còn giúp tăng sức sinh trưởng, phát triển của cây Nguyên nhân của việc này là do sự kiểm soát tốt mầm bệnh trong đất của các hoá chất xông hơi

GAM-Sorb: phân bón kết hợp giữ ẩm (sản phẩm của TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ BỨC XẠ)

Thành phần: Tinh bột, Polyacrylate, Kali,

Công dụng: tiết kiệm 30-50% lượng nước tưới và điều hòa ẩm độ đất Sản phẩm có

nguồn gốc từ tinh bột biến tính, nên có thể tự phân hủy tạo chất mùn làm đất tơi xốp, tăng quá trình trao đổi khí trong đất

Cách dùng: Rãi đều trên mặt ruộng sau đó tiến hành cày đất vùi sâu khoảng 12-15

cm là tốt nhất Liều lượng sử dụng khoảng 40-60 kg/ha