Khảo sát khả năng đối kháng của nấm trichoderma spp với các nấmgây bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu

Trichoderma là một loại vi nấm hoại sinh trong đất có khả năng đối kháng các vi nấm gây bệnh thực vật với phổ tác động rộng, thông qua ba cơ chế bao gồm ký sinh, tiết ra kháng sinh và en

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA NẤM

Trichoderma spp VỚI CÁC NẤM GÂY BỆNH PHỔ BIẾN

TRÊN CÂY HỒ TIÊU

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN THỊ HAI Sinh viên thực hiện : TRẦN HÀ PHƯƠNG HẢO MSSV: 1211100073 Lớp: 12DSH02

Sinh ngày 26 tháng 10 năm 1994 tại tỉnh Tiền Giang

Quê quán: Xã Tân Lập 1 – huyện Tân Phước – tỉnh Tiền Giang

MSSV: 1211100073

Lớp: 12DSH02

Trường Đại học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

Tôi xin cam đoan:

- Đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các

số liệu thực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn

- Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của riêng tôi, không sao chép

theo bất cứ đồ án tương tự nào

- Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu

trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo

- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tôi xin hoàn toàn

chịu trách nhiệm

Tp.HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2016

Sinh viên

TRẦN HÀ PHƯƠNG HẢO

TP.HCM, được sự chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô, đặc biệt là quý thầy

cô khoa Môi Trường – Công Nghệ Sinh Học đã truyền đạt cho tôi những kiến thức về

lý thuyết và thực hành trong suốt thời gian học tập Và trong thời gian thực hiện đồ án tại Công Ty TNHH Điền Trang, tôi có nhiều cơ hội áp dụng kiến thức học ở trường vào môi trường thực tế ở công ty, đồng thời học hỏi được nhiều kinh nghiệm làm việc của các anh chị tại công ty

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Công ty TNHH Điền Trang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho để tôi có thể thực hiện đề tài tốt nghiệp tại công ty Em cảm ơn các anh, chị ở phòng Nghiên cứu và Phát triển của Công ty TNHH Điền Trang

đã hỗ trợ, chia sẽ và giúp đỡ cho em trong thời gian thực hiện đề tài

Em xin chân thành cám ơn Tiến sĩ Nguyễn Thị Hai, người đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo và tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, nơi là chỗ dựa vững chắc cho con trong suốt thời gian học tập

Trong quá trình viết luận văn báo cáo, do kiến thức còn hạn hẹp nên không tránh khỏi những thiếu sót trong cách hiểu và những lỗi trình bày, tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và Ban lãnh đạo nhà trường, các anh chị trong công ty để giúp bài báo cáo tốt nghiệp của tôi đạt kết quả tốt hơn

Tp.HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2016

Sinh viên

TRẦN HÀ PHƯƠNG HẢO

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC B ẢNG vi

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Tình hình nghiên cứu 2

3 Mục đích nghiên cứu 3

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Các kết quả đạt được của đề tài 3

7 Kết cấu của Đồ án Tốt nghiệp 4

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Tổng quan về cây hồ tiêu 5

1.1.1 Nguồn g ốc và phân bố cây hồ tiêu 5

1.1.2 Phân bố địa lý 5

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ hồ tiêu 6

1.1.3.1 Tình hình sản xuất 6

1.1.3.2 Tình hình tiêu thụ 9

1.1.4 Tình hình nghiên cứu dịch hại cây hồ tiêu ở Thế giới và Việt Nam 11

1.1.4.1 Thế Giới 11

1.1.4.2 Ở Việt Nam 12

1.2 Một số nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu 14

1.2.1 Nấm Phytophthora spp 14

1.2.1.1 Đặc điểm sinh học của nấm Phytophthora spp 14

1.2.1.2 Vòng đời 15

1.2.1.3 Phytophthora gây bệnh trên cây hồ tiêu 16

1.2.2 Nấm Fusarium spp 18

1.2.2.1 Đặc điểm sinh học của nấm Fusarium spp 18

1.2.2.2 Vòng đời 20

1.2.2.3 Fusarium gây bệnh trên cây hồ tiêu 21

1.2.3 Nấm Colletotrichum spp 23

1.2.3.1 Đặc điểm sinh học của nấm Colletotrichum spp 23

1.2.3.2 Vòng đời 25

1.2.3.3 Colletotrichum gây bệnh trên cây hồ tiêu 26

1.3 Biện pháp sinh học trong quản lý bệnh hại cây trồng 27

1.3.1 Lịch sử biện pháp sinh học 27

1.3.1.1 Thế giới 27

1.3.1.2 Việt Nam 28

1.3.2 Khái niệm 28

1.3.3 Ưu và nhược điểm của biện pháp sinh học trong nông nghiệp 28

1.3.3.1 Ưu điểm 28

1.3.3.2 Nhược điểm 29

1.3.4 Các ứng dụng sinh học trong quản lý bệnh hại trên cây hồ tiêu 29

1.4 Nấm Trichoderma spp trong quản lý bệnh cây trồng 31

1.4.1 Nấm Trichoderma spp 31

1.4.1.1 Phân loại 31

1.4.1.2 Sự phân bố của nấm Trichoderma spp 31

1.4.1.3 Đặc điểm hình thái 32

1.4.1.4 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa, sinh học 33

1.4.1.5 Cơ chế đối kháng nấm gây bệnh cây trồng 34

1.4.2 Ứng dụng trong nông nghiệp của nấ m Trichoderma 38

1.4.2.1 Khả năng kiểm soát bệnh cây 38

1.4.2.2 Kích thích sự tăng trưởng của cây trồng 39

1.4.2.3 Khả năng phân huỷ cellulose, phân giải lân chậm tan 40

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 41

2.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 41

2.2 Vật liệu 41

2.2.1 Nguồn g ốc nấm đối kháng, nấm gây bệnh 41

2.2.1.1 Nấm đối kháng 41

2.2.1.2 Nấm gây bệnh 41

2.2.2 Trang thiết bị và hóa chất sử dụng 41

2.2.3 Môi trường nuôi cấy 41

2.3 Phương pháp nghiên cứu 42

2.3.1 Phương pháp thu mẫu 42

2.3.1.1 Thu mẫu đất (Theo TCVN 4046 – 85) 42

2.3.1.2 Thu mẫu bệnh 42

2.3.2 Phân lậpTrichoderma spp và nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu 44

2.3.2.1 Phân lập nấm Trichoderma spp trong đất 44

2.3.2.2 Phân lập nấm Phytophthora gây bệnh chết nhanh trên cây hồ tiêu 45

2.3.2.3 Phân lập nấm Fusarium gây bệnh chết chậm trên cây hồ tiêu 46

2.3.2.4 Phân lập nấm Colletotrichum gây bệnh thán thư trên cây hồ tiêu 47

2.3.3 Phương pháp quan sát hình thái sợi nấm 48

2.3.4 Xác định hoạt tính cellulose: Phương pháp khuếch tán trên thạch 49

2.3.5 Xác định khả năng đối kháng 49

2.3.6 Đánh giá khả năng đối kháng của nấm Trichoderma spp đối với nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu 50

2.3.6.1 Đánh giá tính đối kháng của nấm Trichoderma spp đối với nấm Phytophthora sp (phân lập trong mẫu đất trồng tiêu) 50

2.3.6.2 Đánh giá tính đối kháng của nấm Trichoderma spp đối với nấm

Fusarium sp (phân lập từ rễ cây tiêu bị bệnh chết chậm) 51

2.3.6.3 Đánh giá tính đối kháng của nấm Trichoderma spp đối với nấm Colletotrichum sp (phân lập từ lá cây hồ tiêu bị bệnh thán thư) 51

2.3.7 Phương pháp phân tích số liệu 51

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52

3.1 Kết quả phân lập nấm Trichoderma spp 52

3.2 Kết quả phân lập nấm bệnh 55

3.2.1 Kết quả phân lập nấm Phytophthora sp 55

3.2.2 Kết quả phân lập nấm Fusarium sp 56

3.2.3 Kết quả phân lập nấm Colletotrichum sp 57

3.3 Khảo sát khả năng sinh enzyme cellulase của các chủng Trichoderma 61

3.4 Đánh giá khả năng đối kháng Trichoderma spp với nấm bệnh đã được phân lập 63

3.4.1 Khảo sát khả năng sinh trưởng của các chủng Trichoderma spp 63

3.4.2 Trichoderma spp đối kháng với nấm Phytophthora sp gây bệnh chết nhanh trên cây hồ tiêu 67

3.4.3 Trichoderma spp đối kháng với nấm Fusarium sp gây bệnh chết chậm trên cây hồ tiêu 72

3.4.4 Trichoderma spp đối kháng với nấm Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên cây tiêu 77

3.4.5 Tổng hợp khả năng đối kháng của các Trichoderma spp với 3 nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu 83

KẾT LUẬN 85

KIẾN NGHỊ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHỤ LỤC 1 1

PHỤ LỤC 2 10

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

VPA: Hiệp Hội hồ tiêu Việt Nam

IAA: Acid indolacetic

EU: Liên minh châu Âu (European Union)

USD: Đô la Mỹ (United States dollar)

ITC: Trung tâm thương mại quốc tế

CABI: Tổ chức phi lợi nhuận

PDA: Potato Dextro Agar

CMC: Carboxy methyl cellulose

DRBC: Dichoran Rose Bengal Chloramphenicol

WA: Water agar

NPK: Nitơ photpho kali (Ure – lân – kali)

ĐK: Đối kháng

ĐC: Đối chứng

NSC: Ngày sau cấy

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng hồ tiêu năm 2014 7

Bảng 1.2: Giá tổng hợp của tiêu đen và tiêu tr ắng (Đơn vị: USD) 10

Bảng 1.3: Tần suất xuất hiện sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu tại ba vùng điều tra 12

Bảng 3.1: Mật số nấm Trichoderma trong đất Bình Phước 52

Bảng 3.2: Số chủng Trichoderma bắt ra ở mỗi vườn 52

Bảng 3.3: Các chủng Trichoderma spp phân lập từ các mẫu đất tỉnh Bình Phước 54

Bảng 3.4: Bán kính t ản nấm Trichoderma spp sau các ngày nuôi cấy 64

Bảng 3.5: Tỷ lệ (%) đối kháng Trichoderma spp đối với Phytophthora sp 68

Bảng 3.6: Tỷ lệ (%) đối kháng Trichoderma spp đối với Fusarium sp 73

Bảng 3.7: Tỷ lệ (%) đối kháng Trichoderma spp đối với Colletotrichum sp 78

Bảng 3.8: Tỉ lệ đối kháng (%) của các chủng Trichoderma với Phytophthora sp sau 3 NSC và Fusarium sp., Colletotrichum sp sau 7 NSC 83

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1.1: Tăng trưởng về số lượng hồ tiêu ở Đông Nam Ávà các quốc gia khác 8

Biểu đồ 1.2: Nhập khẩu hồ tiêu của 28 quốc gia EU từ một số nước Đông Nam Á 11

giai đoạn 2010 – 2014 (đơn vị: USD) 11

Biểu đồ 3.1 Đường kính phân giải cellulose của các chủng Trichoderma spp 61

Biểu đồ 3.2: Tỷ lệ (%) đối kháng Trichoderma spp với Phytophthora sp 5 NSC 70

Biểu đồ 3.3: Tỷ lệ (%) đối kháng Trichoderma spp với Fusarium sp 7 NSC 75

Biểu đồ 3.4: Tỷ lệ (%) đối kháng Trichoderma spp với Colletotrichum sp 7NSC 80

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Bản đồ phân bố các vùng trồng tiêu tại Việt Nam 6

Hình 1.2: Các s ản phẩm của cây hồ tiêu 9

Hình 1.3: Chu kì sống của Phytophthora 15

Hình 1.4: Triệu chứng của bệnh chết nhanh trên cây hồ tiêu 16

Hình 1.5: Thiệt hại của bệnh chết nhanh 18

Hình 1.6: Fusarium gây cây héo rủ và các loại bào tử 20

Hình 1.7: Triệu chứng của bệnh chết chậm trên cây hồ tiêu 22

Hình 1.8: Thiệt hại của bệnh chết chậm 23

Hình 1.9: Cọng mang bào tử đính và bào tử đính của nấm Colletotrichum 24

Hình 1.10: Triệu chứng của bệnh thán thư trên cây hồ tiêu 26

Hình 1.11: Thiệt hại do nấm Colletotrichum gây ra 27

Hình 1.12: Nấm Trichoderma mọc trong tự nhiên 32

Hình 1.13: Khuẩn lạc của nấm Trichoderma Harzianum 32

Hình 1.14: Vách tế bào Rhizoctonia solani bị enzyme của Trichoderma chọc thủng 35

Hình 1.15: Nấm Trichoderma (vàng) ký sinh trên nấm Pythium (xanh) 36

Hình 1.16: Sự phát triển rễ cây giữa việc sử dụngvà không s ử dụng Trichoderma 39

Hình 1.17: Gia tăng sản lượng ớt với hạt giống xử lý và không xử lý Trichoderma 39

Hình 2.1: Thu mẫu đất 42

Hình 2.2: Thu mẫu lá tiêu bệnh thán thư 43

Hình 2.3: Lấy mẫu rễ tiêu có triệu chứng bệnh chết chậm 43

Hình 2.3: Bẫy nấm Phytophthora bằng cánh hoa hồng 46

Hình 2.4: Rễ tiêu có triệu chứng bệnh chết chậm 47

Hình 3.1: Nấm Trichoderma trên môi trường DRBC sau 3 ngày 52

Hình 3.2: Hình thái đại thể và vi thể của nấm Trichoderma sp phân lập từ đất 53

Hình 3.3: Cánh hoa hồng bị chuyển màu và đ ặt trên môi trường WA 55

Hình 3.4: Nấm Phytophthora sp trên trường PDA 55

Hình 3.5: Bào tử và các du động bào tử của Phytophthora sp dưới hính hiển vi 56

Hình 3.6: Nấm Fusarium sp trên môi trường WA 56

Hình 3.7: Nấm Fusarium sp trên môi trường PDA 57

Hình 3.8: Đại bào tử và các tiểu bào tử của nấm Fusarium sp 57

Hình 3.9: Tơ nấm Colletotrichum sp phát triển từ mẫu lá bệnh 58

Hình 3.10: Nấm Colletotrichum sp trên môi trường PDA 58

Hình 3.11: Bào tử nấm Colletotrichum sp 59

Hình 3.12: Khả năng phân giải cellulose của các chủng Trichoderma spp 62

Hình 3.13: Hình thái chủng nấm Trichoderma sp phát triển qua các ngày 63

Hình 3.14: Các chủng Trichoderma có khả năng phủ kín đĩa sau 4 ngày nuôi cấy 66

Hình 3.15: Trichoderma sp đối kháng với Phytophthora sp theo dõi qua các ngày 67

Hình 3.16: Các chủng Trichoderma có khả năng đối kháng cao với Phytophthora sp và đĩa nấm Phytophthora sp sau 7 ngày nuôi cấy 71

Hình 3.17: Nấm Trichoderma sp đối kháng với Fusarium sp theo dõi qua các ngày 72 Hình 3.18: Chủng Trichoderma spp có khả năng đối kháng cao với nấm Fusarium sp và đĩa nấm bệnh Fusarium sp sau 7 ngày nuôi cấy 76

Hình 3.19: Nấm Trichoderma sp đối kháng với nấm Colletotrichum sp 77

Hình 3.20: Khuẩn ty Trichoderma sp quấn chặt lấy khuẩn ty Colletotrichum sp 81

Hình 3.21: Các chủng Trichoderma có khả năng đối kháng cao với Colletotrichum sp sau 7 ngày nuôi cấy và đĩa nấm bệnh Colletotrichum sp sau 5 ngày nuôi cấy 82

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hồ tiêu là một trong những loại cây công nghiệp xuất khẩu chủ lực của nước ta Sản lượng xuất khẩu hồ tiêu hằng năm đứng hàng đầu thế giới Theo Hiệp hội hồ tiêu Việt Nam (VPA), sản lượng hồ tiêu trong tháng 11 năm 2015 của cả nước xấp xỉ khoảng 124.000 tấn, kim ngạch đạt gần 1,2 tỷ, tăng 2,8 % giá trị so với năm 2014 Do giá trị xuất khẩu cao nên diện tích trồng tiêu ngày càng tăng Trong đó, Bình Phước dẫn đầu cả nước về diện tích và sản lượng, tổng diện tích trồng tiêu trên toàn tỉnh là 13.000 ha và cho sản lượng trên 30.000 tấn/năm Để đạt được năng suất cao, nhiều hộ nông dân đã bón quá nhiều phân vô cơ đến mức báo động: 1200 kg N, 1230 kg P2O5 và

1425 kg K2O/ha, vượt 4 - 5 lần khuyến cáo phân bón cho cây tiêu (Đỗ Trung Bình, 2013) Hệ quả không chỉ nông dân phải mất nhiều tiền vào phân bón hóa học mà hệ sinh vật đất và chất lượng đất cũng bị tàn phá nghiêm trọng

Đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng trong đất bị mất cân đối, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao, nguồn bệnh tích lũy trong đất càng nhiều dẫn đến phát sinh một số dịch hại không dự báo trước, việc trồng trọt về sau ngày càng khó khăn hơn Trong những năm gần đây hiện tượng chết nhanh và chết chậm trên cây tiêu diễn

ra khá phổ biến ở nhiều vùng với tỷ lệ cây bệnh từ 10 – 15 % Thậm chí, có nhiều vườn

có tỷ lệ thiệt hại lên đến 80 – 90 % (Lê Văn Trịnh, 2009) Bệnh đã gây thiệt hại nặng hàng trăm hecta hồ tiêu trong tỉnh Bình Phước Trước tình hình đó, các biện pháp sinh học được xem là giải pháp giúp giảm lượng phân bón, tăng năng suất cây trồng và thân thiện với môi trường

Hiện nay, theo định hướng phát triển nền nông nghiệp bền vững, có giá trị xuất khẩu cao, việc tăng cường sử dụng những chế phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong

canh tác cây trồng đang được chú trọng Chế phẩm nấm Trichoderma được ứng dụng

phổ biến vì chi phí thấp, cách sử dụng đơn giản và quan trọng nhất là hiệu quả đem lại

cao Trichoderma là một loại vi nấm hoại sinh trong đất có khả năng đối kháng các vi

nấm gây bệnh thực vật với phổ tác động rộng, thông qua ba cơ chế bao gồm ký sinh, tiết ra kháng sinh và enzyme phân hủy vách tế bào của nấm bệnh (Nguyễn Văn Đĩnh

và cộng sự, 2007), đặc biệt là không gây hại cho con người và thân thiện với môi trường

Xuất phát từ những yêu cầu trên, việc phân lập các chủng nấm Trichoderma ở trong đất, có khả năng đối kháng tốt với các nấm Phytophthora, Fusarium,

Colletotrichum, làm nguồn vật liệu để sản xuất chế phẩm nấm Trichoderma là lý do mà

em chọn đề tài: ―Khảo sát khả năng đối kháng của nấm Trichoderma spp với các nấm

gây bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu‖

2 Tình hình nghiên cứu

Nguyễn Ngọc Phúc năm 2005, đã tiến hành khảo sát mật độ Trichoderma trong

đất và mối liên hệ của chúng với các yếu tố môi trường như: pH, độ ẩm, hàm lượng

Mg, Ca,… Từ đó, phân lập các chủng Trichoderma có khả năng đối kháng mạnh với

các nấm bệnh

Đỗ Thu Hà và Lê Tố Nga (2015) phân lập các chủng nấm trong đất tại Đà Nẵng

và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng đối kháng tốt với chủng nấm Fusarium,

Colletotrichum gây bệnh trên cây ớt, lên men xốp tạo chế phẩm sinh học

Phạm Thị Thiên (2014) đã khảo sát khả năng kết hợp một số chủng Bacillus có khả năng cố định đạm, hòa tan lân và sinh IAA với nấm Trichoderma sp để kiểm soát sinh học nấm Pythium sp và Fusarium sp gây bệnh trên cây hồ tiêu

Trần Kim Loan và cộng sự (2008) thuộc viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam,

với chế phẩm sinh học Trichoderma (Tricho – VN) phòng trừ bệnh do nấm

Phytophthora gây ra trên cây hồ tiêu

 Nước ngoài

S Goswami và cộng sự (2015) các chủng Trichoderma được phân lập từ đất của

vườn chè ở Ấn Độ được đánh giá khả năng đối kháng chống lại mầm bệnh trên cây

trà, chủ yếu là nấm Pestalotia theae và Fusarium solani

Mausam Verma và cộng sự (2007), 18 chủng Trichoderma từ đất của các vùng

khác nhau ở Ấn Độ được phân tích về khả năng kiểm soát sinh học chống lại bệnh bạc

lá khoai môn, mầm bệnh chính là Phytophthora colocasiae

3 Mục đích nghiên cứu

Tìm ra các chủng nấm Trichoderma spp có khả năng đối kháng với nấm bệnh

Phytophthora sp., Fusarium sp và Colletotrichum sp., làm cơ sở cho việc sử dụng

trong phòng trừ nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Phân lập một số chủng Trichoderma spp trong đất trồng tiêu tại một số vườn

thuộc tỉnh Bình Phước

Phân lập các nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu: Phytophthora sp gây bệnh chết nhanh, Fusarium sp gây bệnh chết chậm và Colletotrichum sp gây bệnh thán thư Khảo sát đối kháng của nấm Trichoderma spp phân lập được trong đất với các nấm Phytophthora sp., Fusarium sp và Colletotrichum sp gây bệnh phổ biến trên cây

hồ tiêu trong điều kiện phòng thí nghiệm

5 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng các phương pháp thường quy trong nghiên cứu khoa học

6 Các kết quả đạt được của đề tài

Dựa hình thái đại thể, hình thái vi thể và tốc độ tăng trưởng, người thực hiện đề

tài đã phân lập được 34 chủng Trichoderma khác nhau hoàn toàn từ các mẫu đất ở tỉnh

Bình Phước

Phân lập được 3 chủng nấm gây bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu là Phytophthora sp., Fusarium sp và Colletotrichum sp từ đất và các mẫu bệnh

Trong số 34 chủng Trichoderma spp có 8 chủng đối kháng 100 % với

Phytophthora sp., 3 chủng đối kháng 100 % với Fusarium sp và 18 chủng có khả năng

đối kháng 100 % với Colletotrichum sp Chủng BP2_B.2 có khả năng đối kháng cao

với cả 3 chủng nấm bệnh chỉ sau 3 ngày nuôi cấy

Khảo sát sinh enzyme cellulase, chủng BP3_03.4 có hoạt tính enzyme rất mạnh Ứng dụng tốt trong phân hủy các hữu cơ, dùng làm compost

7 Kết cấu của Đồ án Tốt nghiệp

“Khảo sát khả năng đối kháng của nấm Trichoderma spp với các nấm gây bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu”, có tất cả 3 chương gồm:

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU: Giới thiệu tổng quan về nguồn gốc, phân

bố, tình hình sản xuất, tiêu thụ và thực trạng canh tác cây hồ tiêu ở Việt Nam Qua đó, trình bày các đặc điểm sinh học cũng như triệu chứng, thiệt hại của một số nấm bệnh

phổ biến trên cây hồ tiêu như nấm Phytophthora spp., nấm Fusarium spp., nấm

Colletotrichum spp Từ đó, đưa ra các kết quả nghiên cứu và ứng dụng của các biện

pháp sinh học trong nông nghiệp, nổi bật là nấm Trichoderma spp trong quản lý bệnh

hại trên cây hồ tiêu, cụ thể như khả năng phân hủy chất hữu cơ hay những cơ chế đối

kháng với nấm bệnh cây trồng

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP: Trình bày về vật liệu và phương

pháp nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu bao gồm phần trình bày về thời gian và địa điểm tiến hành đề tài, nguồn gốc nấm đối kháng, nấm gây bệnh Phương pháp nghiên cứu

tập trung ở phần thu mẫu, phân lập nấm Trichoderma spp và nấm bệnh, cũng như đánh giá khả năng đối kháng của nấm Trichoderma spp đối với nấm bệnh bằng

phương pháp sử lý số liệu thống kê SAS

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Trình bày kết quả phân lập nấm

Trichoderma spp và nấm bệnh Qua đó, đánh giá khả năng đối kháng của nấm

Trichoderma với nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu đã được phân lập

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 Tổng quan về cây hồ tiêu

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố cây hồ tiêu [22]

Cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) thuộc họ Piperaceae, là một loại dây leo thân gỗ

lâu năm Có nguồn gốc từ bang Tây Ghats (Ấn Độ), được trồng cách nay khoảng 6.000 năm (Sasikumar và cộng sự, 1999; Ravindran và cộng sự, 2000) Hạt tiêu đen là một loại gia vị phổ biến được sử dụng để tăng hương vị cho nhiều loại món ăn trên toàn thế giới Ở Ấn Độ, hồ tiêu được mệnh danh là ―Vua của các loại gia vị‖

Ở Việt Nam, cây hồ tiêu mọc hoang được tìm thấy từ trước thế kỷ XVI, nhưng đến thế kỷ XVII mới được trồng Đến cuối thế kỷ XIX, hồ tiêu được trồng với diện tích tương đối khá lớn ở Phú Quốc, Hòn Chồng và Hà Tiên (Kiên Giang), chủ yếu do người Hoa gốc ở đảo Hải Nam theo Mạc Cửu di cư vào Hà Tiên Cũng trong khoảng thời gian này và đầu thế kỷ XX, cây hồ tiêu theo chân các chủ đồn điền người Pháp phát triển lên vùng Bình Long, Bà Rịa - Vũng Tàu, Quảng Trị và Quảng Nam

1.1.2 Phân bố địa lý

Hồ tiêu là loại cây đặc trưng ở vùng nhiệt đới, thích hợp trong điều kiện mưa

C, nhiệt độ đất ở độ sâu 30 cm trong khoảng

25 - 28oC Hồ tiêu là cây ưa bóng trong giai đoạn cây con, ánh sáng tán xạ thích hợp cho yêu cầu sinh trưởng, phát dục và phân hoá mầm hoa Giai đoạn tiêu ra hoa đậu quả, nuôi quả đến khi quả chín, cây tiêu cần nhiều ánh sáng Việc có đủ ánh sáng trong giai đoạn nuôi quả giúp giảm rụng quả non và tăng dung trọng hạt tiêu [66]

Hồ tiêu thường được trồng nhiều ở những vùng có khí hậu nóng, ẩm như: Ấn

Độ, Hải Nam (Trung Quốc), Indonesia, Malaysia, Sri Lanka, Thái Lan, Ngoài các vùng này, hồ tiêu còn được trồng phổ biến ở Brazil và Madagascar Ở Việt Nam, tiêu được trồng chủ yếu ở vùng Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Kiên Giang (Phú Quốc)

Hình 1.1: Bản đồ phân bố các vùng trồng tiêu tại Việt Nam

(Nguồn: Syngenta, Kỹ thuật canh tác hồ tiêu)

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ hồ tiêu

1.1.3.1 Tình hình sản xuất

Vào thế kỷ XVII, cây hồ tiêu đã trở thành cây công nghiệp có nhiều tiềm năng và triển vọng không những của nông nghiệp Việt Nam mà của cả thế giới Sự phát triển ngoạn mục này bắt đầu từ những năm 1983 - 1990, khi giá hồ tiêu trên thị trường thế giới tăng cao Diện tích trồng tiêu của Việt Nam đã liên tục tăng và đạt gần 9.200 ha, từ

400 ha vào những năm 1970 Với tốc độ tăng bình quân năm 1996 là 27,29 %, diện tích canh tác của Việt Nam đã vượt mức 50.000 ha vào năm 2004 Trong hơn 5 năm trở lại đây, từ cuối năm 2008 đến nay khi giá tiêu tăng gấp đôi các năm trước và đến

năm 2011 giá tiêu đã đạt mức kỷ luật 5,500 - 5,800 USD/tấn đối với tiêu đen và 8,000 – 8,500 USD/tấn tiêu trắng, đã gia tăng diện tích trồng tiêu lên nhanh chóng [11] Tăng nhanh từ 60.000 ha năm 2013, tăng lên 85.000 ha năm 2014, tăng kho ảng 25.000 ha gần bằng 41,7% Năm 2015 mặc dù chưa có thống kê đầy đủ, nhưng dự báo diện tích

hồ tiêu cả nước đã vượt con số 100.000 ha (Theo số liệu Hiệp Hội hồ tiêu Việt Nam, 2015)

Tây Nguyên là vùng trồng tiêu lớn nhất của cả nước với tổng diện tích năm 2014

là 43.938,9 ha Đông Nam Bộ có 34.285,6 ha Còn lại là các tỉnh Duyên Hải Nam Trung Bộ có 3.022,9 ha, Bắc Trung Bộ có 3.599,3 ha, Đồng bằng Sông Cửu Long có

744,2 ha (Theo số liệu Tổng Cục Thống kê Hiệp Hội hồ tiêu Việt Nam, 2015)

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng hồ tiêu năm 2014

Tỉnh

Tổng diện tích (Ha)

Trồng mới (Ha)

Diện tích thu hoạch (Ha)

Năng suất (Tạ/Ha)

Sản lƣợng (Tấn)

Tổng cộng 85.591 13.927,5 58.526,6 25,9 151.760,8

Duyên hải Nam

Trung Bộ 3.022,9 508,1 2.249,0 15,1 3.393,2 Tây Nguyên 43.938,9 8.200,5 26.422,2 31,4 83.076,0

Đông

Nam Bộ 34.285,6 4.871,5 26.344,3 23,2 61.047,9 Đồng bằng

Năng suất hồ tiêu của Việt Nam có sự khác biệt giữa các vùng trồng tiêu Năm suất bình quân của cả nước năm 2006 đạt 21,19 tạ/ha, năm 2014 đạt đến 25,9 tạ/ha Vùng Tây Nguyên có năng suất bình quân cao nhất 31,4 tạ/ha (năm 2014), trong khi

đó các tỉnh Bắc Trung Bộ chỉ có 9,2 tạ/ha, bằng 29,3% của các tỉnh Tây Nguyên Các tỉnh có năng suất cao như: Gia Lai đạt 39,4 tạ/ha, Đắk Lắk đạt 30,7 tạ/ha, Bình Phước 28,7 tạ/ha và Kiên Giang đạt 26 tạ/ha (Theo số liệu Tổng Cục Thống kê Hiệp Hội hồ tiêu Việt Nam, 2015) Dựa vào các số liệu thống kê cho thấy những năm gần đây hồ tiêu được phát triển khá nhanh ở Việt Nam, nhất là các tỉnh ở Tây Nguyên và Đông Nam Bộ

Biểu đồ 1.1: Tăng trưởng về số lượng hồ tiêu ở khu vực Đông Nam Á

và các quốc gia khác

(Nguồn: Nedspice, năm 2014)

Trong định hướng phát triển ngành hồ tiêu Việt Nam, Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp

và Phát triển Nông thôn vừa phê duyệt Quy hoạch phát triển Ngành hồ tiêu Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 nhằm tăng năng suất và giá trị ngành hồ tiêu đáp ứng nhu cầu thị trường, đặc biệt là thị trường xuất khẩu; khai thác lợi thế về đất

đai, nguồn nước, khí hậu, thời tiết để phát triển hồ tiêu theo hướng sản xuất hàng hóa, tập trung, hiệu quả và bền vững Mục tiêu của quy hoạch là phấn đấu đến năm 2020, tầm nhìn 2030 diện tích trồng hồ tiêu cả nước duy trì ổn định ở mức 50.000 ha, năng suất đạt 30 tạ/ha, sản lượng đạt 140.000 tấn và sản phẩm tiêu chất lượng cao đạt 90 % (Quyết định 1442 về quy hoạch phát triển Ngành hồ tiêu Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn 2030 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ngày 27/06/2014)

1.1.3.2 Tình hình tiêu thụ

Hình 1.2: Các sản phẩm của cây hồ tiêu

Hồ tiêu là một trong những loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế và giá trị xuất khẩu cao Trên thị trường thế giới, các sản phẩm hồ tiêu được giao dịch ở các dạng: tiêu đen, tiêu trắng, tiêu xanh và dầu nhựa tiêu [39]

Từ năm 2003, Việt Nam đã bắt đầu xuất khẩu tiêu trắng, tuy vậy lượng tiêu trắng xuất khẩu chiếm tỷ trọng không đáng kể Số lượng tiêu trắng xuất khẩu hàng năm tăng

lên, chất lượng tiêu trắng ngày càng được nâng cao đáp ứng nhu cầu khách hàng của thị trường thế giới Việc gia tăng mặt hàng xuất khẩu tiêu trắng đã làm tăng đáng kể giá trị xuất khẩu hồ tiêu của nước ta [39]

Bảng 1.2: Giá tổng hợp của tiêu đen và tiêu trắng (Đơn vị: USD)

(Nguồn: Cục Xúc tiến Thương mại, tháng 7/2015)

Từ năm 1999, Việt Nam trở thành nước sản xuất tiêu lớn thứ 3 thế giới chỉ sau

Ấn Độ và Indonesia và là nước xuất khẩu hạt tiêu lớn thứ 2 thế giới sau Indonesia Và hiện nay, Việt Nam đứng đầu thế giới về sản lượng xuất khẩu hồ tiêu, chiếm tới 50 % sản lượng xuất khẩu của toàn thế giới Hồ tiêu Việt Nam hiện được xuất khẩu tới gần

80 quốc gia và các vùng lãnh thổ Đặc biệt là xuất khẩu các loạt hàng chất lượng cao vào Mỹ, Nhật và các nước EU ngày càng tăng [19]

Biểu đồ 1.2: Nhập khẩu hồ tiêu của 28 quốc gia EU từ một số nước Đông Nam Á

giai đoạn 2010 – 2014 (đơn vị: USD)

(Nguồn: Trung tâm thương mại quốc tế ITC, tháng 10/2015)

1.1.4 Tình hình nghiên cứu dịch hại trên cây hồ tiêu ở Thế giới và Việt Nam

1.1.4.1 Thế Giới [16]

Bọ ăn lá, Longitarsus nigripennis là sâu hại nghiêm trọng nhất trên tiêu ở Ấn Độ

và phạm vi ảnh hưởng của nó là 20 – 30 % ở vùng đồng bằng của Malabar (bắc Kerala)

và 5 – 10 % ở Wynad và Travancore (nam Kerala)

Rệp vảy, Lepidosaphes piperis là côn trùng gây hại chủ yếu trên tiêu ở vùng cao Một số loài khác được ghi nhận trên tiêu ở Ấn Độ, Lepidosaphes piperis và

Aspidiotus destructor

Chín loài rệp sáp có tên lần lượt là Icerya sp., I aegyptiaca, Planococcus sp., P

citri, P minor, Ferrisia virgate, Pseudococcus sp., P longispinus và P orchidicola

được ghi nhận gây hại trên tiêu Rệp sáp thường gây hại trên những bộ phận non của cây tiêu như chồi non, lá non, quả non, thường không quan sát được triệu chứng gây

hại rõ ràng trên vườn; Tuy nhiên, sự gây hại nghiêm trọng của P longispinus trên chồi non làm héo cây con trong vườn ươm Planococcus sp gây hại các bộ phận dưới đất

làm biến vàng dẫn đến chết những dây tiêu non trên đồng và trong vườn ươm

Bọ cánh cứng ăn lá được ghi nhận trên tiêu gồm Neculla pollinaria, Pagria

costatipennis, Hermaeophaga sp và Lanka sp ở Kerala và Tegyrius sp ở Karnataka, Eugnathus curvus và Myllocerus sp tất cả những loài này thường ăn lá non tạo thành

những lỗ nhỏ

1.1.4.2 Ở Việt Nam [16], [17], [24]

Bảng 1.3: Tần suất xuất hiện sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu tại ba vùng điều tra

Dịch hại Tần suất xuất hiện (%) Mức độ

gây hại Đông Nam Bộ Tây Nguyên Quảng Trị

(Nguồn: Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp miền Nam, năm 2016)

Nguyên nhân làm giảm năng suất, diện tích và chất lượng hồ tiêu của nước ta hiện nay chủ yếu là nấm bệnh và sâu hại Theo CABI có khoảng 44 loài dịch hại trên cây hồ tiêu, riêng Việt Nam theo nghiên cứu của Diệp Hồ Tùng và cộng sự (1999) có 22 loài sâu bệnh hại tiêu ở Phú Quốc

Hồ Ngọc Thành đã tiến hành nghiên cứu xác định tác nhân gây bệnh chết nhanh

hồ tiêu ở Xuân Lộc - Đồng Nai là do nấm Phytophthora spp gây ra Ông phân lập từ

cây hồ tiêu bị bệnh và lây bệnh nhân tạo cho tiêu trong vườn ươm, tiêu sản xuất thì cả hai trường hợp đều bị chết nhanh sau 7 – 9 ngày

Theo Nguyễn Ngọc Châu (1995) thì thành phần bệnh hại hồ tiêu ở Tân Lâm - Quảng Trị có tới 65 loài, trong đó tuyến trùng 49 loài, nấm bệnh 7 loài Trong số 49

loài tuyến trùng ký sinh có 4 loài ký sinh gây hại nặng trên cây hồ tiêu là Meloidogyne

incognita gây sần rễ có khả năng gây thành dịch trên diện rộng, Radophlus reniformis

gây đen nụ, Xyphenema amenicanum mang virus gây vàng lá tiêu, Pratrichodorus

nanus mang virus gây bệnh xắn lá tiêu Trong 7 loài nấm bệnh, gây bệnh chủ yếu là

thán thư (Collectotrichum goeosprioides), đen lá (Lasiodiplodia theobromae), thối rễ (Fusarium solani)

Theo Nguyễn Vĩnh Trường và cộng sự (2001) khi phân tích mẫu đất bị bệnh chết nhanh ở Tân Lâm - Quảng trị và Long Khánh - Đồng Nai xác định nấm gây chết héo là

Phytophthora capsicii

Một số nghiên cứu về tuyến trùng hại rễ hồ tiêu của Vũ Thị Nga (2003) ở Bình

Long cũng cho thấy các giống Meloidogyne encognita, Criconemoides sp.,

Helicotylenchus sp., Tylencherhynchus sp đều có tỷ lệ xuất hiện 100 % trong các mẫu

đất phân lập

Theo Nguyễn Thị Chắt (2001) dịch hại chính trên cây hồ tiêu tại Phú Yên, Bình

Phước và Bà Rịa – Vũng Tàu gồm: mối Coptotermes sp., rầy nâu Toxoptera sp., rệp sáp giả một cặp đuôi ngắn Pseudococcus sp., rệp sáp giả vằn Ferrisia virgate, ruồi trắng Aleyrodicus sp., bọ đầu dài Lophobaris sp., Diconocoris sp và Meloidogyne sp

Nhìn chung tình hình bệnh hại hồ tiêu ở Việt Nam cũng có diễn bến tương tự trong khu vực và thế giới, đôi lúc còn phức tạp hơn Đó là những khó khăn, thách thức đòi hỏi chúng ta phải có những nghiên cứu chắc chắn và xây dựng được một chiến lược

về phòng trừ bệnh hại hồ tiêu có hiệu quả

1.2 Một số nấm bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu

1.2.1 Nấm Phytophthora spp

1.2.1.1 Đặc điểm sinh học của nấm Phytophthora spp [46]

Theo A Drenth và B Sendall (2004) có thể xác định một số loài Phytophthora

thông qua các đặc điểm hình thái: túi bào tử, bào tử áo (chlamydospores) và sự trương phồng của sợi nấm, tạo tiếp hợp tử và sinh sản hữu tính là dị tản hoặc đồng tản:

 Túi bào tử:

o Hình thái (hình dạng, kích thước, tỷ lệ chiều dài: chiều rộng), các túi bào

tử thời kỳ già yếu (phát tán nang bào tử)

o Chiều dài cuống trên túi bào tử

o Sự phát triển của các túi bào tử

o Nhánh của cuống túi bào tử mà trên đó túi bào tử được sinh ra

Một số loài Phytophthora tạo ra túi bào tử trên các bề mặt của môi trường thạch

Tuy nhiên, nhiều loài cần phải được nuôi cấy trong môi trường nước, dung dịch muối khoáng hoặc dịch pha loãng được chiết từ đất trước khi chúng tạo ra các túi bào tử

Điều quan trọng là nấm Phytophthora tạo ra các túi bào tử rất phụ thuộc vào ánh sáng

 Bào tử áo (chlamydospores) và sự trương phồng của sợi nấm

Bào tử áo là bào tử vách dày có chức năng như một bào tử nghỉ Chúng có thể là một sợi đốt (hình thành giữa các sợi nấm) hoặc ở tận cùng (đầu của sợi nấm) Chúng khác nhau từ sự trương phồng của sợi nấm Các hình thái của bào tử áo không khác biệt nhiều giữa loài và do đó các bào tử rất ít sử dụng trong việc xác định loài Tuy

nhiên, sự hiện diện (P palmivora) hay không có (P heveae) bào tử áo có thể dễ dàng

xác định loài

 Sinh sản hữu tính

Khoảng một nửa số loài Phytophthora là đồng tản (homothallic) chúng sản xuất

bộ phận sinh sản đực, bộ phận sinh sản cái và bào tử động trên cùng một môi trường

Số còn lại là dị tản (heterothallic) Dạng dị tản tạo ra túi giao tử (túi giao tử đực và túi

noãn) chỉ khi có sự hiện diện của một dòng phân lập mọc đối trên cùng môi trường Việc xác định loài nấm thuộc nhóm đồng tản hay dị tản phụ thuộc vào túi bào tử đực của chúng là amphigynuos (túi giao tử đực nằm quanh thân túi noãn) hay paragynuos (túi giao tử đực nằm tiếp theo túi noãn)

Hình 1.3: Chu kì sống của Phytophthora

(Nguồn: SI-AMMOUR, năm 2002)

Khi Phytophthora được nuôi cấy trong môi trường thích hợp, khuẩn ty

(Mycelium) phát triển rất nhanh Dưới điều kiện ẩm ướt chúng tạo ra những bào tử vô tính được gọi là túi bào tử (Sporangia) hoặc túi bào tử động (Zoosporangia) Túi bào tử này nảy mầm trong môi trường nước hoặc khi nhiệt độ môi trường giảm Chúng phóng thích ra những bào tử động (Zoospores) với hệ lông roi không đều nhau (Heterokont flagella) Những bào tử động sau khi được phóng thích sẽ bơi lội hàng giờ liền và cuối cùng ngừng bơi lội để cuộn tròn hay kết kén Sau một thời gian chúng hình thành vách

tế bào Ở giai đoạn này, bào tử được gọi là kén hay nang (Cyst) Bào tử áo (Chlamydospore) ở dạng hình cầu hay oval, là một cấu trúc nghỉ vô tính Cấu trúc hữu tính bao gồm túi giao tử đực (Antheridium – bộ phận sinh sản đực) và túi noãn

(Oogonium - bộ phận sinh sản cái) Quá trình giảm phân hình thành nên túi giao tử đực

và túi noãn Đây chỉ là giai đoạn đơn bội trong vòng đời của Phytophthora Giai đoạn

lưỡng bội đóng vai trò quyết định trong suốt chu kì sống của chúng Các vòi thụ tinh từ túi giao tử đực sẽ thoát vị đưa nhân của giao tử đực vào noãn Hợp tử sau khi được thụ tinh sẽ nảy mầm ở điều kiện thích hợp tùy thuộc vào sự kết hợp của trứng với một hay

nhiều ống giao tử đực Giống Phytophthora bao gồm một số loài nấm dị tản (Heterothallic) (có hai kiểu lai A1 và A2) chẳng hạn như P infestans Số còn lại là những loài nấm đồng tản (Homothallic) bao gồm cả P sojae hoặc P porri

1.2.1.3 Phytophthora gây bệnh trên cây hồ tiêu

 Triệu chứng

Hình 1.4: Triệu chứng của bệnh chết nhanh trên cây hồ tiêu

Nấm Phytophthora tồn tại trong đất dạng ngủ vào mùa khô và bắt đầu hoạt động

nhiều trong mùa mưa khi ẩm độ đất tăng lên Bệnh có 2 giai đoạn tồn tại là trong không khí và trong đất:

Nấm tồn tại trong không khí gây bệnh trên lá, thân và hoa Bệnh xuất hiện trên lá non, mọc gần mặt đất với triệu chứng xuất hiện như: đốm màu nâu đen, sau đó lây lan nhanh chóng, rồi lan khắp hết lá Những đốm trên lá có đặc điểm đáng chú ý là có lớp

tơ ở mép vết bệnh Lá bị bệnh sẽ rụng sớm Thêm vào đó, nấm gây bệnh tấn công phần thân non và gây thối thân Khi thân hoặc nhánh xuất hiện triệu chứng nhiễm bệnh, tán

lá phía trên chuyển sang màu vàng và đôi khi biểu hiện ―héo lá‖ Bệnh gây hại trên lá, dẫn đến rụng lá với các mức độ khác nhau, trên các nhánh khác nhau, tùy theo mức độ gây hại của bệnh Tuy nhiên, sự nhiễm bệnh trên lá không làm chết cây Bệnh làm cây giảm sức đề kháng

Khi mùa mưa bắt đầu, ẩm độ đất tăng lên, hệ thống rễ phát triển mạnh, những rễ

tơ dễ bị xâm nhiễm Bào tử nấm trong đất xâm nhập vào cây qua rễ tơ, sau đó lây lan sang rễ chính, cuối cùng là vùng cổ rễ, hoặc vùng gốc cây Dựa vào mức độ xâm nhiễm của bệnh, cây sẽ biểu hiện thông qua nhiều triệu chứng khác nhau như: tán lá chuyển vàng, gãy thân ở các đốt, héo và rụng lá Khi bệnh xuất hiện ở phần gốc cây, toàn bộ cây sẽ tàn lụi và làm chết cây vì thế nông dân gọi bệnh này là bệnh chết nhanh Bệnh lây lan dần sang các cây bên cạnh và dẫn đến chết cây hàng loạt

Theo số liệu tổng hợp của Chi cục Trồng trọt – Bảo vệ Thực vật Bình Phước (Trung tâm Bảo vệ Thực vật, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn), hồ tiêu toàn

tỉnh hiện có 11.600 ha, tăng hơn 1.000 ha so năm 2013 Tuy nhiên diện tích tiêu chết vì

bệnh đang tăng nhanh Bệnh chết nhanh được coi là bệnh nan y với cây tiêu đang gia

tăng so với năm 2013 Cụ thể, đến ngày 15/9, bệnh chết nhanh có 347 ha Đứng đầu là thị xã Bình Long với 238 ha nhiễm bệnh chết nhanh (159 ha nhẹ và 79 ha mức trung bình) Bệnh chết nhanh chỉ sau 2 tuần là chết nọc do nấm tấn công bộ rễ làm cây héo nhanh, người trồng tiêu không thể cứu chữa dẫn đến thiệt hại cả vườn

Hình 1.5: Thiệt hại của bệnh chết nhanh [38]

1.2.2 Nấm Fusarium spp

1.2.2.1 Đặc điểm sinh học của nấm Fusarium spp

Nấm Fusarium thuộc lớp nấm bất toàn (Deuteromycetes) [14] Fusarium gồm

nhiều loài khác nhau, gây nhiều loại bệnh trên cây trồng Tuy nhiên, nhiều loài nấm

Fusarium là nấm hoại sinh sống phổ biến trong đất Fusarium là nguyên nhân chính

của bệnh chết chậm trên cây hồ tiêu

Hệ sợi nấm lan toả khắp mô mạch và lấp kín mạch gỗ Lấp kín mạch gỗ sẽ cản

trở quá trình vận chuyển nước làm héo cây, Fusarium spp cũng sản xuất một số chất

độc tiết vào mạch dẫn cây chủ làm héo rũ Hệ sợi nấm phân nhánh, có vách ngăn, sợi nấm thường không màu, chuyển màu nâu khi già Cơ thể dinh dưỡng dạng sợi đa bào, phân nhánh phức tạp, giữa các vách ngăn có lỗ nhỏ ở giữa Trong tế bào có một hoặc nhiều nhân Vách tế bào bằng chitin, glucan [17]

Nhiệt độ thích hợp cho nấm phát triển là 25 – 30oC Nấm Fusarium phát triển

nhanh trên môi trường PDA và hình thành tản nấm có hình dạng tơi xốp, lan rộng trên môi trường nuôi cấy Mặt trên của tản nấm có màu trắng, vàng cam hoặc tím hồng Mặt dưới không màu, vàng cam hay màu nâu

có thể chịu đựng những điều kiện bất lợi trong một thời gian khá dài Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng sẽ nảy mầm và phát triển thành sợi nấm mới [17]

Ở các loài Fusarium có 2 loại: đại bào tử và tiểu bào tử

Đại bào tử được hình thành từ thể bình trên cuống bào tử có nhánh hay không có

nhánh [17] Đại bào tử lớn có kích thước 3 – 8 µm x 11 - 70 μm Hầu hết các loài

Fusarium, đại bào tử có từ 3 - 7 vách ngăn, tuy nhiên có nhiều loài có từ 1 - 3 vách

ngăn (F dimerum, F dlamini, F poae) hoặc nhiều hơn 7 vách ngăn (F

decemcellulare, F coccophilum) [17] Đại bào tử có hình lưỡi liềm

Tiểu bào tử có kích thước 2 – 4 µm x 4 - 8 μm, được hình thành từ cuống bào tử phân sinh phân nhánh hoặc không phân nhánh, mọc trực tiếp từ sợi nấm hoặc tụ lại

thành dạng bọc giả trên đầu cành hoặc hình thành dạng chuỗi [45] Bào tử có 0 - 1 vách ngăn (đặc biệt có loài có 2 - 3 vách ngăn) Bào tử có nhiều hình dạng khác nhau như: hình cầu, hình liềm, hình trứng, hình chùy [51]

Hình 1.6: Fusarium gây cây héo rủ (A), và các loại bào tử : đại bào tử đính (C), tiểu

bào tử đính (D), (Phialide = thể bình , mycelium = khuẩn ty) (B), terminal

chlamydospore = bào tử vách dày hoàn chỉnh (E) [2]

1.2.2.2 Vòng đời [57]

Vòng đời của Fusarium bắt đầu với giai đoạn hoại sinh khi nấm tồn tại trong đất

ở dạng bào tử hậu Bào tử hậu không hoạt động cho đến khi được kích thích nảy mầm bằng cách sử dụng chất dinh dưỡng từ đỉnh sinh trưởng của các rễ tơ của cây Sau khi nảy mầm, tản nấm phát triển và bào tử được hình thành trong 6 - 8 giờ, bào tử hậu trong 2 - 3 ngày Sau khi xâm nhập vào các tế bào biểu bì của cây ký chủ, nấm tiếp tục xâm nhập vào bên trong rễ của cây và sự phát triển của bệnh thấm qua mạch trong Trong các giai đoạn của bệnh, các loại nấm phát triển trong các hệ thống mạch sau đó

là các tế bào nhu mô lân cận, sản xuất với số lượng lớn các bào tử và bào tử hậu Các

tác nhân gây bệnh tồn tại trong mảnh vỡ cây bệnh trong đất như sợi nấm và trong tất cả các bào tử của nó, nhưng hầu hết thường là bào tử hậu

1.2.2.3 Fusarium gây bệnh trên cây hồ tiêu

Cây tiêu có biểu hiện sinh trưởng chậm, lá úa vàng Lá, hoa, các đốt và trái cũng rụng dần từ dưới gốc lên ngọn Cây bị bệnh kém phát triển, năng suất thấp, bộ rễ cây thường bị thối Quan sát thấy trên rễ có nhiều mụn u sưng, vết thâm đen Gốc thân, cổ

rễ bị thâm đen, thối khô Các bó mạch bên trong bị chuyển màu thâm đen

Do bộ rễ bị tổn thương, quá trình thoát nước, vận chuyển muối khoáng bị gián đoạn nên cây mới bị bệnh có biểu hiện sinh trưởng kém, lá bị vàng và rụng dần, cây còn nhỏ có thể bị chết khô hoàn toàn Trường hợp cây tiêu bị bệnh nhẹ thì dây tiêu không chết nhưng sinh trưởng không bình thường và cằn cỗi Khi bệnh nặng, toàn bộ gốc thân cây bệnh có các vết nâu đen, dần dần vết bệnh lan rộng làm thối lớp vỏ gốc,

bó mạch của thân cây hóa nâu gốc, sau đó cây chết khô Thời gian từ khi có biểu hiện

bị bệnh đến khi chết có thể kéo dài cả năm Bệnh làm chết cả khóm hoặc chỉ chết 1 - 2 dây

Hình 1.7: Triệu chứng của bệnh chết chậm trên cây hồ tiêu

 Thiệt hại

Theo Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh (1991) cho biết ở tất cả các vùng trồng tiêu của Việt Nam đều gặp những vườn tiêu chết toàn bộ, chỉ còn trơ lại cây nọc, gây thiệt hại rất lớn Bệnh làm chết cả tiêu kiến thiết cơ bản và tiêu kinh doanh Có 10 – 30 % diện tích tiêu bị hại nặng không có khả năng cho thu hoạch Một số vùng trồng tiêu lâu năm ở Phú Quốc, Quảng Trị và Quảng Bình bệnh này phát triển mạnh tạo thành dịch lớn, gây thiệt hại nặng nề và đe dọa ngành sản xuất tiêu ở đây [33]

Theo số liệu tổng hợp của Chi cục Trồng trọt – Bảo vệ Thực vật (Trung tâm Bảo

vệ Thực vật, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) ở tỉnh Bình Phước năm 2014,

bệnh chết chậm gây hại 774 ha, trong đó mức độ nhẹ 556 ha, mức độ trung bình 218

ha Trong đó, đứng đầu là thị xã Bình Long với 650 ha bị nhiễm bệnh chết chậm, trong

đó 447 ha ở mức độ nhẹ, 203 ha mức trung bình Cây tiêu sinh trưởng kém nhưng không làm tiêu chết ngay mà giảm năng suất

Hình 1.8: Thiệt hại của bệnh chết chậm [30]

1.2.3 Nấm Colletotrichum spp

1.2.3.1 Đặc điểm sinh học của nấm Colletotrichum spp

Phân loại các loài nấm Colletotrichum chủ yếu dựa vào các đặc điểm điển hình

của hình thái khuẩn lạc, tản nấm, hình dạng, kích thước bào tử, lông gai và giác bám

Nấm Colletotrichum thuộc bộ nấm đĩa dài (Molanconiales) của lớp nấm bất toàn

(Deuteromycetes) Đặc điểm của lớp nấm này là sợi nấm có vách ngăn và dịch trong suốt [40]

Ở giai đoạn sinh sản hữu tính, Colletotrichum thuộc lớp nấm nang Ascomycete

có tên là Glomerella cũng cho ra dạng bào tử đơn bào Ở giai đoạn sinh sản vô tính, bào tử đính đơn bào có dạng hình thoi, hình liềm hoặc hình trụ, không màu và đôi khi

có giọt dịch bên trong bào tử [32]

Bào tử túi hình trụ hoặc hình chùy, kích thước 35 – 80 µm x 8 – 14 µm [32] Bào tử phân sinh hình thành trên cành bào tử ngắn, hẹp, trong suốt, đầu hơi tù, đỉnh

tròn, không có vách ngăn, kích thước từ 9 – 24 µm x 3 – 6 µm [41] Bào tử nảy mầm

và hình thành giám bám màu nâu, hình ovan, kích thước 6 – 20 µm x 4 - 12 µm [32]

Theo Đinh Thị Mỹ Lệ (2005) những loài có dạng bào tử hình liềm thì rất dễ phân biệt, những loài có dạng bào tử hình trụ thì có thể dễ bị nhầm lẫn Tuy nhiên, sự xác định các loài nấm có bào tử dạng thẳng có thể phức tạp bởi vì bào tử của các loài nấm có dạng thẳng rất giống nhau về hình thái nhưng những đặc điểm của khuẩn lạc thì rất đa dạng [32]

Đa số khuẩn lạc nấm Colletotrichum có dạng hình tròn, mép rìa của khuẩn lạc

có dạng mép rìa tròn hoặc mép rìa gợn sóng Trên môi trường PDA, tản nấm có màu trắng xám nhạt đến màu xám đậm Khuẩn lạc phát triển bằng phẳng hoặc có sự phân tầng

Hình 1.9: Cọng mang bào tử đính và bào tử đính của nấm Colletotrichum (Seta =

cuống bào tử, germtubes = ống mầm, hyphae stroma = khuẩn ty dinh dưỡng, conidium

(dia) = bào tử đính, conidiophore = cọng mang bào tử đính [2]

Theo Lê Hoàng Lệ Thủy (2004) thì Barnet và cộng sự (1998) mô tả ổ nấm

Colletotrichum có dạng đĩa đài tròn hoặc dạng gối, có gai cứng ở mép rìa đĩa đài và

giữa ổ nấm, có sáp sẫm màu, nhọn ở đầu và có vách ngăn (Phạm Văn Kim, 2002), đĩa cành thuôn về phía đỉnh, phồng nhẹ ở phần gốc, kích thước chiều dài khoảng 500 µm, đường kính 4 – 8 µm, có từ 1 – 4 vách ngăn (CABI, 2003) [32]

Nấm có thể sinh trưởng ở nhiệt độ 4oC nhưng nhiệt độ thích hợp nhất cho nấm phát triển là tử 25 – 29oC và độ ẩm cao, trong điều kiện này nấm gây hại nghiêm trọng cho cây trồng

1.2.3.2 Vòng đời [55]

 Chu kỳ sinh sản vô tính

Đĩa đài của nấm Colletotrichum trên cây bị nhiễm bệnh tạo ra bào tử, bào tử phát

tán nhờ gió, cũng có thể lây lan bởi mưa, nước mưa văn lên các cây khác Khi bào tử tiếp xúc với cây chủ, nó thâm nhập vách tế bào Một khi bên trong cây chủ, nấm

Colletotrichum sinh trưởng và phát triển hệ sợi nấm Các triệu chứng của nhiễm nấm Colletotrichum xuất hiện khi hệ sợi nấm phát triển xuyên qua bề mặt vết thương bộ

phân ký chủ và sản xuất các đĩa dài

 Chu kỳ sinh sản hữu tính

Colletotrichum có hình thức sinh sản đặc biệt tạo ra các sợi nấm riêng biệt thay vì

một hệ sợi nấm Các sợi nấm riêng lẽ này là một hình thức sinh sản hữu tính của

Colletotrichum Hai sợi nấm riêng lẽ khác nhau của Colletotrichum dính vào với nhau

và tạo ra một bào tử mới thông qua sinh sản hữu tính Bào tử này được gọi là một ascospore (bào tử nang), và nó có thể tồn tại trong môi trường trong một thời gian rất dài Sinh sản hữu tính tạo ra con đa dạng di truyền và đa dạng di truyền này sẽ giúp

Colletotrichum tồn tại trong điều kiện và môi trường khác nhau

1.2.3.3 Colletotrichum gây bệnh trên cây hồ tiêu

Nấm tồn tại trong đất, không khí và xác bã thực vật Bệnh phát triển nhiều trong điều kiện vườn tiêu chăm sóc kém, thiếu phân bón, tưới nước không đều trong mùa khô

Đầu tiêu lá xuất hiện những đốm lớn màu vàng nhạt, sau đó chuyển thành màu nâu rồi đậm dần thành màu đen, rìa vết bệnh có quầng đen Hình dạng của những đốm này không nhất định Khi vết bệnh già, ở rìa vết bệnh sẽ xuất hiện những quầng sáng màu vàng ngăn cách phần mô khỏe mạnh và mô đã nhiễm bệnh Bệnh gây hại ở đầu hoặc mép lá, sau đó lan rộng dần, làm lá khô đen và rụng

Bệnh thường xuất hiện quanh năm nhưng nhiều nhất là vào mùa mưa Nếu không xử lý kịp thời, bệnh có thể lây lan qua gié bông, gié quả làm bông và quả bị khô đen Hoặc gây hại trên thân nhánh làm tháo đốt, khô cành Bệnh cũng có thể bùng phát kèm theo khi tiêu bị bệnh chết nhanh

Hình 1.10: Triệu chứng của bệnh thán thư trên cây hồ tiêu [43]

 Thiệt hại

Vườn tiêu bị nấm thán thư tấn công làm các gié tiêu bị rụng, bệnh làm quả mới tượng bị khô và lép, còn các đốt thân thì thường ngắn lại, cây tiêu cằn cỗi ra bông ít, chùm bông ngắn, tỉ lệ đậu trái thấp, giảm năng suất và sản lượng Khả năng lây lan của nấm bệnh thán thư nhanh, diện rộng

Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, nhiều vườn tiêu đang trong giai đoạn ra hoa, kết trái bị rụng bông và trái non rất nhiều, có vườn rụng tới 70 - 80% Nguyên nhân là chủ yếu là thời tiết diễn biến thất thường, thiếu dinh dưỡng, bệnh thán thư, …

Hình 1.11: Thiệt hại do nấm Colletotrichum gây ra

1.3 Biện pháp sinh học trong quản lý bệnh hại cây trồng

1.3.1 Lịch sử biện pháp sinh học

1.3.1.1 Thế giới

Trước thế kỷ 18, Người Trung Quốc đã biết dùng kiến vàng trong vườn cam quýt,

bọ rùa trong việc hạn chế rệp muội

Đến năm 1685, Martin Lister đã ghi nhận là ong cự chui từ sâu ong non bộ cánh vảy là kết quả của ong cái đã đẻ trứng vào sâu non

Sách báo thế kỷ 18 đã có nhiều tài liệu công bố về côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi như Gedert, Reaumur, Darwin,… Reaumur là người đầu tiên khuyến cáo biện pháp sinh học

Trong thế kỷ 19, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phân loại, sinh học và sinh thái các thiên địch của sâu hại

Năm 1908, Porter đã chứng minh được rằng các hoạt động của vi sinh vật gây bệnh cây trồng có thể ức chế bằng các sản phẩm trao đổi chất của nó Wood và Tveit

năm 1955 đã đưa ra 3 cơ chế đối kháng giữa vi sinh vật là cạnh tranh, kháng sinh và tiêu diệt nhau

1.3.1.2 Việt Nam

Trước kia, nông dân đã biết dùng kiến vàng để trừ sâu hại trong vườn cam quýt

Từ thập niên 1970, Biện pháp sinh học ở nước ta mới đã đạt được một số thành tựu, các nghiên cứu tập trung vào 2 hướng:

 Bảo vệ duy trì và phát triển quần thể thiên địch có sẵn

 Bổ sung thiên địch vào sinh quần cây trồng nông lâm nghiệp

1.3.2 Khái niệm

Theo Nguyễn Văn Đĩnh và cộng sự (2004), Biện pháp sinh học là dùng các sinh vật để khống chế hay tiêu diệt các sinh vật hại, rộng hơn là dùng các sinh vật, sản phẩm của chúng để kìm hãm sinh vật hại, làm cho chúng giảm số lượng và độc tính, không gây hại với các loại sinh vật có ích an, toàn với sức khỏe con người và môi trường

1.3.3 Ưu và nhược điểm của biện pháp sinh học trong nông nghiệp

Phóng thích thiên địch tốn ít thời gian hơn phun thuốc và không gây mùi khó chịu như sử dụng thuốc hóa học, nhất là trong nhà kính nóng ẩm Việc phóng thích thiên địch được tiến hành ngay sau khi gieo trồng, nông dân có thể kiểm tra sự thành công của biện pháp này chỉ cần một vài lần kiểm tra sau đó nhưng đối với biện pháp hoá học cần sự kiểm ta thường xuyên trong suốt vụ