nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (ralstonia solanacearum smith) hại khoai tây tại quảng ninh và biện pháp sinh học phòng trừ bệnh

- Phương pháp nghiên cứu: Điều tra tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây theo phương pháp điều tra của Cục Bảo vệ thực vật 1995 và Viện Bảo vệ thực vật 1997; Nghiên cứu một số đ

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐẶNG NÔNG GIANG

NGHIÊN CỨU BỆNH HÉO XANH VI KHUẨN

(RALSTONIA SOLANACEARUM SMITH) HẠI KHOAI TÂY

TẠI QUẢNG NINH VÀ BIỆN PHÁP SINH HỌC

PHÒNG TRỪ BỆNH

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Tấn Dũng

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo

vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Đặng Nông Giang

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Tấn Dũng người đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Ban Giám đốc, cán bộ viên chức Trung tâm khoa học và sản xuất lâm nông nghiệp Quảng Ninh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Đặng Nông Giang

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục từ viêt tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục hình viii

Danh mục đồ thị ix

Thesis Abstract xii

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 3

1.2.1 Mục đích 3

1.2.2 Yêu cầu 3

1.3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 3

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

Phần 2 Tổng quan tài liệu nghiên cứu 5

2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 5

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 13

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 19

3.1 Địa điểm nghiên cứu 19

3.2 Thời gian nghiên cứu 19

3.3 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 19

3.3.1 Đối tượng nghiên cứu 19

3.3.2 Vật liệu nghiên cứu 19

3.4 Nội dung nghiên cứu 20

3.4.1 Điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây tại Quảng Ninh 20

3.4.2 Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn Ralstonia solanacearum trên môi trường nhân tạo 20

3.4.3 Nghiên cứu tính gây bệnh, tính độc của vi khuẩn gây bệnh héo xanh khoai tây 20

3.4.4 Khảo sát hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây bằng vi khuẩn Bacillus subtilis và chế phẩm sinh học BT15 21

3.5 Phương pháp nghiên cứu 21

3.5.1 Phương pháp điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn ngoài đồng ruộng 21

3.5.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 23

3.5.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn trong điều kiện chậu vại và ngoài đồng ruộng 26

3.5.4 Phương pháp xử lý số liệu 28

Phần 4 Kết quả và thảo luận 29

4.1 Tình hình gây hại của bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây tại Quảng Ninh 29

4.1.1 Tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại cây khoai tây trong vụ Đông 2014 và vụ Xuân 2015 30

4.1.2 Điều tra sự phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây ở vụ xuân 2015 tại Quảng Ninh 33

4.2 Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn Ralstonia solanacearum trên môi trường nhân tạo 51

4.2.1 Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các mẫu phân lập vi khuẩn R solanacearum hại khoai tây vụ xuân 2015 tại Quảng Ninh 53

4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum 54

4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi đến sự phát triển của các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstoniasolanacearum trên môi trường nhân tạo 55

4.3 Nghiên cứu tính gây bệnh của mẫu phân lập vi khuẩn héo xanh hại khoai tây 56

4.3.1 Lây nhiễm bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây 56

4.3.2 Lây nhiễm bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây cà chua và cây cà tím 58

4.4 Khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây bằng vi khuẩn đối kháng và chế phẩm sinh học BT15 60

4.4.1 Khảo sát khả năng ức chế của vi khuẩn đối kháng Bacillus subtilis với mẫu phân lập vi khuẩn gây bệnh héo xanh hại khoai tây trên môi trường nhân tạo 60

4.4.2 Khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây bằng chế phẩm sinh học BT15 trong điều kiện chậu vại 61

4.4.3 Khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn bằng chế phẩm sinh học BT15 ngoài đồng ruộng 64

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 67

5.1 Kết luận 67

5.2 Kiến nghị 68

Tài liệu tham khảo 69

Phụ lục 74

HXVK Héo xanh vi khuẩn

ICM Quản lý cây trồng tổng hợp

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Kết quả điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây vụ đông năm

2014 tại Quảng Ninh 30 Bảng 4.2 Kết quả điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây vụ xuân năm

2015 tại Quảng Ninh 32 Bảng 4.3 Ảnh hưởng của giống khoai tây đến sự phát sinh phát triển của bệnh

héo xanh vi khuẩn ở vụ xuân năm 2015 tại Quảng Yên - Quảng Ninh 34 Bảng 4.4 Ảnh hưởng của giống khoai tây đến sự phát sinh phát triển của bệnh

héo xanh vi khuẩn ở vụ xuân năm 2015 tại Bình Liêu - Quảng Ninh 35 Bảng 4.5 Ảnh hưởng của địa thế đất đến sự phát sinh phát triển bệnh héo xanh vi

khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại Quảng Yên – Quảng Ninh 37 Bảng 4.6 Ảnh hưởng của địa thế đất đến sự phát sinh phát triển bệnh héo xanh vi

khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân 2015 tại Bình Liêu - Quảng Ninh 39 Bảng 4.7 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sự phát sinh phát triển bệnh héo xanh vi

khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại Quảng Yên - Quảng Ninh 41 Bảng 4.8 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sự phát sinh phát triển bệnh héo xanh vi

khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại Bình Liêu – Quảng Ninh 42 Bảng 4.9 Ảnh hưởng của công thức luân canh đến sự phát sinh phát triển bệnh

héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân 2015 tại Quảng Yên – Quảng Ninh 45 Bảng 4.10 Ảnh hưởng của công thức luân canh đến sự phát sinh phát triển bệnh héo

xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại Bình Liêu – Quảng Ninh 46 Bảng 4.11 Ảnh hưởng của lượng bón phân đạm urê đến bệnh héo xanh vi khuẩn

trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân 2015 tại Quảng Yên – Q.Ninh 48 Bảng 4.12 Ảnh hưởng của lượng bón phân đạm urê đến sự phát sinh phát triển bệnh

héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại Bình Liêu – Quảng Ninh 50

Bảng 4.13 Danh mục các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum trên cây

khoai tây vụ xuân 2015 tại một số vùng ở Quảng Ninh 52 Bảng 4.14 Khảo sát đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các mẫu phân lập vi khuẩn

Ralstonia solanacearum trên môi trường nhân tạo 53 Bảng 4.15 Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của các mẫu

phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum 55

Bảng 4.16 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của các mẫu phân lập vi

khuẩn Ralstonia solanacearum trên môi trường PSA 56

Bảng 4.17 Kết quả lây nhiễm bệnh từ mẫu phân lập bệnh héo xanh vi khuẩn trên 2

giống khoai tây trong điều kiện chậu vại vụ đông năm 2015 57 Bảng 4.18 Kết quả lây nhiễm bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây cà chua và cây cà tím 58

Bảng 4.19 Hiệu lực ức chế của vi khuẩn đối kháng Bacillus subtilis với mẫu phân lập

vi khuẩn Ralstonia solanacearum trên môi trường nhân tạo 60

Bảng 4.20 Khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai

tây Atlantic bằng chế phẩm sinh học BT15 trong điều kiện chậu vại 62 Bảng 4.21 Khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai

tây Solara bằng chế phẩm sinh học BT15 trong điều kiện chậu vại 63 Bảng 4.22 Khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai

Atlantic tây bằng chế phẩm sinh học BT15 ngoài đồng ruộng 64 Bảng 4.23 Khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai

Solara tây bằng chế phẩm sinh học BT15 ngoài đồng ruộng 65

môi trường PSA 52 Hình 4.4 Cấy truyền mẫu phân lập gây bệnh héo xanh vi khuẩn 52

Hình 4.5 Đặc điểm hình thái khuẩn lạc mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia

solanacearum trên môi trường PSA 54 Hình 4.6 Lây nhiễm nhân tạo bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây 58 Hình 4.7 Lây nhiễm nhân tạo bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây cà chua và cây cà tím 59

Hình 4.8 Khảo sát khả năng ức chế vi khuẩn Ralstonia solanacearum với mẫu

phân lập QN41 bằng vi khuẩn đối kháng - Bacillus subtilis trên môi

trường PSA 61 Hình 4.9 Thí nghiệm khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh HXVK trong điều kiện

chậu vại 64 Hình 4.10 Thí nghiệm khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại

khoai tây bằng chế phẩm sinh học BT15 ngoài đồng ruộng 66

DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 4.1 Ảnh hưởng của giống khoai tây đến sự phát sinh phát triển của bệnh

héo xanh vi khuẩn ở vụ xuân năm 2015 tại Quảng Yên - Quảng Ninh 34

Đồ thị 4.2 Ảnh hưởng của giống khoai tây đến sự phát sinh phát triển của bệnh

héo xanh vi khuẩn ở vụ xuân năm 2015 tại Bình Liêu - Quảng Ninh 36

Đồ thị: 4.3 Ảnh hưởng của địa thế đất đến sự phát sinh phát triển bệnh héo xanh

vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại Quảng

Đồ thị 4.4 Ảnh hưởng của địa thế đất đến sự phát sinh phát triển bệnh héo xanh vi

khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân tại Bình Liêu - Quảng Ninh 39

Đồ thị 4.5 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sự phát sinh phát triển bệnh héo

xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại

Đồ thị 4.6 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sự phát sinh phát triển bệnh héo

xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại

Đồ thị 4.7 Ảnh hưởng của công thức luân canh đến bệnh héo xanh vi khuẩn trên

giống khoai tây Atlantic vụ xuân 2015 tại Quảng Yên – Q Ninh 45

Đồ thị 4.8 Ảnh hưởng của công thức luân canh đến sự phát sinh phát triển bệnh

héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại

Đồ thị 4.9 Ảnh hưởng của lượng bón phân đạm urê đến sự phát sinh phát triển

bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân 2015 tại

Đồ thị 4.10 Ảnh hưởng của lượng bón phân đạm urê đến bệnh héo xanh vi khuẩn

trên giống khoai tây Atlantic vụ xuân năm 2015 tại Bình Liêu –

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Đặng Nông Giang

Tên Luận văn: Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum Smith)

hại khoai tây tại Quảng Ninh và biện pháp sinh học phòng trừ bệnh

Phương pháp nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu : Điều tra tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây (R

solanacearum ) tại Quảng Ninh; Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn (R

solanacearum) gây bệnh héo xanh khoai tây thu thập tại Quảng Ninh; Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây bằng sử dụng vi khuẩn đối kháng

và chế phẩm sinh học BT15

- Vật liệu nghiên cứu: Giống khoai tây Atlantic và giống Solara, các mẫu bệnh héo xanh

vi khuẩn trên khoai tây; Vi khuẩn Bacilus subtilis, chế phẩm sinh học BT15

- Phương pháp nghiên cứu: Điều tra tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây theo phương pháp điều tra của Cục Bảo vệ thực vật (1995) và Viện Bảo vệ thực vật (1997); Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên khoai tây trong phòng thí nghiệm theo phương pháp của Kelman (1954); Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn trong phòng thí nghiệm, nhà lưới và ngoài đồng ruộng

khuẩn Bacillus subtilis trong thí nghiệm đánh giá khả năng ức chế mẫu phân lập vi khuẩn

héo xanh QN41 trên môi trường nhân tạo cho thấy vi khuẩn Bacillus subtilis có khă năng ức chế vi khuẩn gây bệnh héo xanh QN41 (Ralstonia solanacearum)

Sử dụng chế phẩm sinh học BT15 (trong thành phần có vi khuẩn Bacillus subtilis)

để phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây tại nhà lưới cho thấy hiệu lực phòng trừ đạt cao nhất trên giống Atlantic là 71,43% và trên giống Soalra là 75% Sử dụng chế phẩm sinh học BT15 để phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây ngoài đồng ruộng, kết quả cho thấy hiệu lực phòng trừ đạt cao nhất trên giống Atlantic là 56,23% và trên giống Soalra là 62,5%

THESIS ABSTRACT Master candidate: Dang Nong Giang

Thesis title: Study on bacterial wilt of potatoes (Ralstonia solanacearum Smith) in

Quang Ninh and biological control

Major: Plant Protection Code: 60 62 01 12

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)

Research Objectives

To survey reality of bacterial wilt of potatoes in Quang Ninh and evaluation effective of biological control

Materials and Methods

- Research contents : Field surveys of bacterial wilt (R solanacearum) from potato fields in Quang Ninh; Studies on biological characterizations of R solanacearum

collected in Quang Ninh; Evaluation of controlling bacterial wilt on potatoes in Quang

Ninh by using antagonistic bacteria (Bacilus subtilis) and bioproducts such as BT15

- Materials: Potato variesties (Atlantic and Solara), samples of bacterial wilt collected in

Quang Ninh; B subtilis, bioproduct of BT15

- Methods: Field surveys of bacterial wilt disease based on methods of Department of Plant Protection (1995) and Plant Protection Research Institute (1997); Biological

characterizations of R solanacearum were studied based on method of Kelman (1954);

Evaluation of control of bacterial wilt on potatoes in vitro, greenhouse and in the field

Main findings and conclusions

Field survey showed that disease incidence of potato bacterial wilt ranged from 3,5%

to 7,5% in spring season of 2015 in Quang Ninh

Samples of bacterial wilt were collected from both potato verieties Atlantic and Solara The disease incidence of Atlantic variety was 7,5% in Binh Lieu The isolate QN41

collected in Binh Lieu was selected for further experiments in laboratory In this study, one available antagonistic bacterium was used, B subtilis, to investigate its ability of inhibition against growth of identified R solanacearum isolate QN41 The results showed that inhibitory efficacy of the antagonistic bacterium (B subtilis) against R

solanacearum isolate QN41

The use of BT15, a bioproduct containing Bacillus subtilis, was shown to reduce

disease incidence The effective of control was 71,43% (variety Atlantic) and 75% (variety Solara) Furthermore, by using bioproduct of BT15 was applied to control bacterial wilt disease of potato in the field The results showed that BT15 could reduce the disease incidence Effective control was 56,23% (variety Atlantic) and 62,5% (variety Solara)

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) là một trong những loại cây lương

thực quan trọng thứ 4 trên thế giới sau lúa mì, ngô, lúa nước Khoai tây là cây trồng cạn, ưa lạnh, trải qua quá trình chọn lọc và thuần hóa hiện nay khoai tây có thể được trồng ở các vùng khí hậu khác nhau bao gồm các vùng ôn đới, cận nhiệt đới và nhiệt đới với các điều kiện sinh thái nông nghiệp khác nhau từ đồng bằng đến vùng núi cao Trên thế giới hiện nay có khoảng 1 tỷ người sử dụng khoai tây làm nguồn lương thực chính với sản lượng 386 triệu tấn, các nước sản xuất và tiêu thụ khoai tây lớn trên thế giới là Trung Quốc, Nga, Ấn Độ, Mỹ Khoai tây là cây trồng chủ chốt về phương diện an toàn lương thực khi mà dân số thế giới ngày càng tăng (Trung tâm KN Quốc gia, tháng 1/2015)

Ở Việt Nam, trong 5 năm từ năm 2009 đến 2013 diện tích trồng khoai tây khoảng 35 nghìn ha, trong đó diện tích trồng khoai tây các tỉnh phí Bắc đạt khoảng 20 nghìn ha Vùng có diện tích trồng khoai tây lớn và ổn định nhất là đồng bằng sông Hồng với diện tích khoảng trên 12 nghìn ha Hiện nay năng suất khoai tây trung bình của Việt Nam còn thấp rất nhiều so với thế giới, năm 2013 năng suất trung bình đạt 12,7-13,2 tấn/ha trong đó năm 2013 trên thế giới năng suất bình quân đạt 18,9 tấn/ha Một trong những nguyên nhân dẫn đến diện tích trồng không tăng và năng suất thấp là do thiếu nguồn củ giống chất lượng tốt (giống sạch bệnh), sâu bệnh gây hại làm giảm năng suất (Trung tâm KN Quốc gia, tháng 1/2015)

Tại Quảng Ninh, trong những năm gần đây diện tích trồng khoai tây trung

bình đạt khoảng 350 - 400ha/năm, năng suất bình quân đạt 10,5-13 tấn/ha Diện tích trồng khoai tây tại Quảng Ninh hàng năm còn khiêm tốn và năng suất mới đạt được bằng mức trung bình so với cả nước Tuy nhiên, Quảng Ninh lại là một tỉnh có tiềm năng phát triển sản xuất khoai tây, do còn nhiều diện tích đất trồng cây nông nghiệp trên vùng núi cao, có khu du lịch và ngành công nghiệp khai thác than khoáng sản phát triển đây sẽ là một thị trường tiềm năng cho tiêu thụ và phát triển sản xuất khoai tây Khoai tây cũng là một trong những loại cây trồng bị nhiều loại sâu bệnh tấn công và gây hại Sâu bệnh hại đã làm thiệt hại đáng kể về năng suất cũng như giá trị thương phẩm của củ khoai tây Sâu bệnh từ nguồn

khoai giống còn gây ảnh hưởng và thiệt hại cho cả chuỗi giá trị sản xuất, điều này làm cho các tổ chức cá nhân sản xuất giống và khoai thương phẩm không thể không chú ý đến công tác bảo vệ thực vật, sản xuất giống khoai tây sạch bệnh Một trong những loại bệnh hại nghiêm trọng và phổ biến hiện nay trên cây khoai tây nói riêng và các cây họ cà nói chung là bệnh héo xanh vi khuẩn do vi

khuẩn Ralstonia solanacearum gây ra, bệnh hại làm cây chết, dẫn đến mất năng

suất và sản lượng Quan trọng hơn nữa là nguồn bệnh có thể tồn tại trong đất, trong củ giống đến tận vụ trồng sau bệnh tiếp tục phát sinh, phát triển và gây hại Bệnh không chỉ hại trên khoai tây mà còn hại trên một số cây trồng khác gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho sản xuất nông nghiệp Cây khoai tây cũng như một số cây trồng khác khi bệnh HXVK xâm nhiễm và gây hại thì hiệu quả phòng trừ bệnh là không cao, chỉ có thể hạn chế nguồn bệnh để tránh lây lan sang các cây khỏe và tránh lây lan sang các vùng trồng khác Biện pháp sử dụng thuốc hóa học phòng trừ bệnh hiệu quả đạt chưa cao nên chưa được xem là một giải pháp tốt cho định hướng phòng trừ bệnh Hiện nay đã có những nghiên cứu trong công tác phòng chống bệnh HXVK hại khoai tây và một số cây trồng khác theo hướng phòng trừ sinh học an toàn cho sức khỏe người sử dụng và bảo vệ môi trường trong sản xuất nông nghiệp nông thôn

Cây khoai tây là một trong những cây trồng được tỉnh Quảng Ninh quy hoạch thành vùng sản xuất tập trung và xây dựng mô hình sản xuất hàng hóa tại các huyện, thị: Thị xã Đông Triều, Thị xã Quảng Yên, huyện Đầm Hà và Huyện Bình Liêu Hàng năm diện tích trồng của toàn tỉnh khoảng 300 - 350ha trong đó chủ yếu tập trung ở các vùng trồng của các huyện thị nói trên Năng suất và sản lượng khoai tây tại Quảng Ninh ở mức trung bình thấp so với các tỉnh đồng bằng Sông Hồng (11-12 tấn/ha) Trong quá trình canh tác, hiện nay trên địa bàn các vùng trồng khoai tây tại Quảng Ninh bị sâu bệnh gây hại khá nhiều, làm giảm năng suất và mất sản lượng đáng kể Một trong những bệnh gây hại nghiêm trọng trên cây khoai tây là bệnh HXVK, tại Quảng Ninh có những năm bệnh gây hại nặng đến giảm năng suất, sản lượng 40-50%, đối với vùng nhân giống bị mất trắng, không thu được sản phẩm để làm giống gây thiệt hại về giá trị kinh tế lớn cho nông hộ trồng khoai tây Nhằm góp phần vào việc cải thiện các kỹ thuật canh tác, cũng như tăng năng suất chất lượng

và giá trị kinh tế trên cây khoai tây Xuất phát từ vấn đề thực tiễn khó khăn trong sản xuất khoai tây tại Quảng Ninh hiện nay, chúng tôi tiến hành nghiên cứu

đề tài:

“Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum Smith)

hại khoai tây tại Quảng Ninh và biện pháp sinh học phòng trừ bệnh”

1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của loài R solanacearum gây

bệnh héo xanh khoai tây trên môi trường nhân tạo

- Nghiên cứu tính gây bệnh, tính độc của các mẫu phân lập vi khuẩn gây bệnh héo xanh khoai tây

- Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại khoai tây bằng vi sinh vật đối kháng

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

- Đề tài được tiến hành từ tháng 1 năm 2015 đến hết tháng 12 năm 2015

- Điều tra hiện trạng, đánh giá tình hình gây hại của bệnh HXVK hại khoai tây tại Quảng Ninh

- Nghiên cứu đặc điểm sinh học của vi khuẩn R solanacearum gây bệnh

héo xanh trên cây khoai tây tại Quảng Ninh

- Nghiên cứu một số yếu tố sinh thái và kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến quá trình phát sinh, phát triển bệnh HXVK trên cây khoai tây tại Quảng Ninh

- Thử nghiệm phòng trừ bệnh HXVK hại khoai tây bằng sử dụng chế

phẩm BT15 (Bacillus subtilis; Bacillus lichennifomic; Sacharomyces cerevisiae; Lactobacillus plantarum)

1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

- Từ kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là một nguồn tài liệu tham khảo, dẫn liệu quan trọng để xây dựng một quy trình canh tác cây khoai tây phù hợp với điều kiện sản xuất tại tỉnh Quảng Ninh

- Kết quả nghiên cứu sẽ là nguồn tài liệu tham khảo để đánh giá tác

động hiện trạng bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum từ đó ứng

dụng biện pháp khắc phục, hạn chế bệnh để đảm bảo năng suất cũng như chất lượng khoai tây

- Kết quả nghiên cứu về một số đặc điểm sinh học, sinh thái học và kỹ thuật canh tác sẽ là một căn cứ có tính khoa học để ứng dụng trong phòng trừ bệnh trên cây khoai tây cũng như một số cây trồng cạn khác tại Quảng Ninh

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC

Bệnh héo xanh do vi khuẩn gây ra là một trong những loại bệnh hại cây trồng nguy hiểm trên thế giới Bệnh gây hại nghiêm trọng trên các cây họ cà đặc biệt là trên cây khoai tây, bệnh làm giảm năng suất, chất lượng khoai tây Vi khuẩn gây bệnh héo xanh được Smith nghiên cứu vào năm 1896 và đặt tên là

Pseudomonas solanacearum, sau đó 100 năm tác giả Yabuuchi đã nghiên cứu và

đề nghị chuyển tên là Ralstonia solanacearum Bệnh HXVK do loài Ralstonia solanacearum gây ra hại trên nhiều loại cây trồng, làm giảm năng suất, chất lượng, gây thiệt hại về kinh tế, làm giảm đến 70 giá trị kinh tế trên cây khoai tây (Sinha, 1986) Bệnh HXVK thích hợp với nhiều điều kiên khí hậu, có khả năng phân bố rộng, bệnh gây hại nghiêm trọng ở các vùng nhiệt đới, á nhiệt đới và những vùng có khí hậu nóng ẩm (Hayward, 1991; Kelman, 1997) Tại Trung Quốc, bệnh HXVK gây hại trên nhiều loại cây trồng và phân bố rộng rãi không chỉ có trên các cây họ cà như: cà chua, cây cà, khoai tây, thuốc lá, gừng mà còn

gây hại phổ biến trên các cây thân gỗ như ôliu (Olea europoeo), cây dâu (Morus alba ) (He, 1986) Bệnh héo xanh do vi khuẩn R solanacearum Smith gây ra đã

gây hại nghiêm trọng cho ngành công nghiệp sản xuất khoai tây ở Malawi do làm giảm năng suất và chất lượng bảo quản của củ sau khi thu hoạch Mức độ nhiễm bệnh của vi khuẩn gây bệnh héo xanh được đánh giá là cao hơn 25% so với các loại vi khuẩn khác (Kagona, 2008)

* Phổ ký chủ của vi khuẩn gây bệnh héo xanh (R solanacearum)

Loài vi khuẩn R solanacearum gây bệnh cho gần 450 loài cây trồng thuộc 50 họ bao gồm cây trồng, cây cảnh và cỏ dại Vi khuẩn gây bệnh HXVK R solanacearum là loài ký sinh đa thực, có thể gây hại trên: khoai tây, cà chua, lạc,

thuốc lá,… và cây vừng, cỏ dại R solanacearum phân bố rộng trên toàn thế giới

từ vùng nhiệt đới đến vùng ôn đới (Châu Á, Bắc Á) Đây là vi khuẩn gây bệnh tồn tại trong đất và lây lan qua nước Vi khuẩn gây bệnh thuộc race 3, biovar 2, phylotype IIB và sequevar 1 (2) có nguồn gốc từ vùng cao nguyên nhiệt đới, phân bố rộng rãi trên khắp thế giới trừ Canada và Mỹ Một trong những cây ký chủ chính của loài vi khuẩn gây hại này là cây khoai tây và cà chua Ngoài ra vi khuẩn còn gây bệnh trên các loài vật chủ khác như hạt tiêu, thuốc lá, cây phong

lữ và cỏ dại (Patrice, 2009)

* Sự tồn tại của vi khuẩn gây bệnh héo xanh (R solanacearum)

Vi khuẩn có thể tồn tại lâu dài trong đất, trong tàn dư cây bệnh và trên cỏ dại Nhiều công trình của các tác giả trước đây đã công bố cho thấy sự tồn tại của vi

khuẩn R solanacearum bị ảnh hưởng rất lớn bởi điều kiện môi trường như: nhiệt độ

và độ ẩm đất (Persley, 1986) Trong điều kiện nhiệt độ thấp (<40C) mật độ vi khuẩn giảm nhanh chóng nhưng vi khuẩn vẫn có thể tồn tại và thường ở trạng thái tiềm ẩn

Trong môi trường tự nhiên, vi khuẩn R solanacearum biovar 3 race 2 có thể sống

sót qua mùa đông trong cỏ dại thủy sinh, trong các phần sót lại của cây trên đồng ruộng hoặc trong vùng đất quanh rễ của các cây ký chủ (Patrice, 2008)

* Con đường lây lan của vi khuẩn gây bệnh héo xanh (R solanacearum)

Vi khuẩn R solanacearum là tác nhân gây bệnh tồn tại trong đất, vi

khuẩn này có thể tồn tại và phân tán trong một thời gian dài trong đất hoặc nước bị nhiễm khuẩn Vi khuẩn thường lây nhiễm thông qua rễ cây khoai tây (thông qua các vết thương hoặc tại các điểm xuất hiện của rễ bên) Các sinh vật trong đất có thể gây ra tổn thương cho rễ cây và tạo điều kiện cho sự xâm

nhập của vi khuẩn R solanacearum vào cây Trong một số trường hợp, vi

khuẩn từ cây bị nhiễm bệnh có thể lây lan qua các cây chưa bị nhiễm bệnh qua

nước tưới Vi khuẩn R solanacearum có thể tồn tại trong nhiều ngày thậm chí

nhiều năm trong củ giống khoai tây bị nhiễm bệnh Từ những nguồn bệnh đó,

vi khuẩn có thể lây lan từ những ruộng bị nhiễm bệnh đến các ruộng chưa bị nhiễm bệnh qua đất dính trên nông cụ, nước tưới hay do mưa

* Một số đặc điểm sinh hóa của vi khuẩn gây bệnh héo xanh (R solanacearum)

Đã có một số nghiên cứu và công bố về đặc điểm sinh hóa chính của vi

khuẩn R solanacearum, đã cho thấy: Vi khuẩn không hóa lỏng gelatin, thủy phân tinh bột, không có khả năng tạo indol và không sử dụng arginin; Ngược lại R solanacearum có khả năng tạo ra H2S khử nitrat, có khả năng thủy phân tween 80,

có phản ứng oxidaza và catalaza, urê, pectin, ôxi hóa acetat, malonat và gluconat

Vi khuẩn R solanacearum là vi khuẩn hiếu khí, không hình thành bào tử và có khả

năng tổng hợp poly-β-hydroxybutyrat như là nguồn các bon dự trữ Nó có thể tổng

hợp sắc tố khuếch tán màu nâu trên môi trường thạch có chứa Tyrozin Loài R solanacearum có thể khử nitrat thành nitrit và tạo ra khí nhưng không thể thủy phân tinh bột, hóa lỏng yếu hoặc không hóa lỏng gelatin Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển trong khoảng từ 250C - 350C (He and Hua, 1983)

Tính độc của vi khuẩn có mối quan hệ với hình thái khuẩn lạc và các

race tổng hợp độc tố polysaccharid ngoại bào Các biovar đột biến của R solanacearum có thể được phát hiện dễ dàng khi chúng được cấy vạch trên môi trường thạch TZC (2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride) sau 36-48 giờ (Kelman, 1954) Những đột biến có tính độc hoặc không có tính độc thường hình thành các khuẩn lạc nhỏ hình chai có một quầng xẫm nổi bật Các chủng độc thường hình thành những khuẩn lạc màu trắng, thể nhầy lỏng, khoanh tròn mực với màu phớt hồng ở tâm Khả năng tổng hợp chất nhầy polysaccharide

là một thuộc tính chung của tất cả các chủng phân lập R solanacearum có tính

độc Tuy nhiên sự tương quan giữa khả năng tổng hợp chất nhầy và tính độc của vi khuẩn rất phức tạp

Cho đến nay đã có nhiều tác giả công bố kết quả nghiên cứu về race của

loài R solanacearum Người ta đã phát hiện và công bố 5 race khác nhau trên cơ

sở phân biệt về phạm vi ký chủ, phân bố địa lý và khả năng tồn tại ở những môi trường khác nhau Dựa vào khả năng sử dụng, oxy hóa nguồn cacbon của 3 loại rượu mạch vòng (hexose alcohol) là manitol, sorbitol, dulcitol và 3 loại đường là

lactoza, maltoza, cellobioza (Hua et al., 1984) đã nghiên cứu và phân loại vi khuẩn đến biovar (thứ sinh học) Theo các tác giả, loài R solanacearum có 5

biovar gây bệnh HXVK đó là:

- Biovar 1: Không có phản ứng ôxy hóa hai nhóm đường và nhóm rượu

- Biovar 2: Chỉ ôxy hóa nhóm đường và không ôxy hóa nhóm rượu

- Biovar 3: Có phản ứng ôxy hóa cả nhóm đường và nhóm rượu

- Biovar 4: Chỉ có phản ứng ôxy hóa nhóm rượu

- Biovar 5: Chỉ ôxy hóa lactoza, maltoza, cellobioza và manitol mà không ôxy hóa sorbitol và dulcitol

Vi khuẩn R solanacearum có phổ ký chủ rộng, tồn tại lâu trong tàn dư

thực vật và trong đất Hơn nữa vi khuẩn có tính đa dạng với nhiều race, biovar và các dòng có tính độc khác nhau, các biến thể tùy theo điều kiện tự nhiên, môi trường nên phòng chống gặp rất nhiều khó khăn Theo Hayward (1994) cho biết

để phòng chống bệnh HXVK theo phương pháp phòng trừ tổng hợp được hiệu quả, cần thiết phải biết về trạng thái của cây (giai đoạn và hiện trạng sinh trưởng của cây), race và biovar của vi khuẩn có mặt tại khu vực, các biovar và biến thể (pathotype) của vi khuẩn và các phương thức lan truyền Trong các kết quả công

bố của nhiều tác giả cho đến nay, để phòng trừ bệnh, không có một phương pháp riêng rẽ nào đem lại hiệu quả Vấn đề được đặt ra là cần kết hợp tổng hợp và đồng bộ các biện pháp như chọn và dùng giống kháng bệnh, sử dụng các biện pháp phòng trừ sinh học, biện pháp canh tác, (Kelman, 1997)

* Biện pháp chọn tạo giống chống chịu bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây

Trên cây khoai tây, việc nghiên cứu chọn tạo và đưa vào sản xuất giống kháng bệnh là biện pháp có hiệu quả trong phòng chống bệnh Một số dòng, giống đã được chọn, tạo và đưa vào sản xuất như: BP88068-3; BP-881665;

BP88074-1 (Alice et al., 1997) Hiện nay, ngân hàng gen của Trung tâm khoai

tây Quốc tế (CIP) có tới hàng trăm dòng, giống khoai tây có nguồn gen phong phú theo hướng chống chịu khác nhau cho từng vùng và từng quốc gia khác nhau (Kloos and Fernandez, 1986) CIP bắt đầu thực hiện chương trình chọn giống kháng bệnh HXVK từ năm 1967 Chương trình chọn giống khoai tây kháng bệnh HXVK của CIP vẫn tiếp tục cho đến ngày nay và hiện nay đã có 5 loài khoai tây

hoang dại kháng bệnh HXVK như: S phureja, S choense, S raphanifolium, S microdontum , S parsipilum và hàng loạt các dòng, giống có tên đầu là BR MS

LT, một số giống địa phương như: Achat (Brazil), Ontario, Snowchip, Sequeria (Úc), Domoni (Fiji), kháng bệnh HXVK (Schimiediche, 1985)

Ở Brazil đã lai loài S phureja, S choense, S microdontum và đã chọn được

18 tổ hợp lai với tên đầu là 38, Sau 4 năm các dòng đó cho năng suất cao, kháng bệnh HXVK và chất lượng tốt làm vật liệu cho lai tạo cho CIP (Lopes and Buso 1991) và đã chọn ra hàng trăm dòng, giống kháng bệnh HXVK

Trong chương trình chọn giống chống chịu bệnh HXVK thì kỹ thuật di truyền gen đã mở ra hướng phát triển mới và thành công nhất, số lượng lớn gen chống chịu đã được chuyển vào cây khoai tây với mức chống chịu bệnh HXVK cao

(Schimeidiche et al., 1988) Trước hết đây là phương pháp sử dụng đơn gen hoặc

với một nhóm gen nhỏ chuyển vào các giống khoai tây, sau đó có thể thu được

giống chống chịu với vài loại vi khuẩn như HXVK, thối ướt do Ewinia carotovora

Bằng hướng này có thể tái tổ hợp ADN trong chọn giống khoai tây, kỹ thuật di truyền gen này có thể còn tiếp tục phát triển và thu được nhiều thành công trong công tác chọn giống chống chịu bệnh HXVK (Scott and Wilcockson, 1982)

* Biện pháp canh tác trong phòng chống bệnh HXVK hại khoai tây

Luân canh cây trồng, thay đổi ký chủ là ký chủ của R solanacearum với

những cây trồng không phải là ký chủ của vi khuẩn này là một trong những giải pháp quan trọng giúp giảm mật độ vi khuẩn trong đất và hạn chế tối đa nguồn bệnh

từ các tàn dư thực vật vụ trước Một trong các cây trồng được coi là cây không phải là ký chủ và làm giảm tỷ lệ bệnh đáng kể đó là cây lúa Những cây chủ ký sinh của vi khuẩn gây bệnh héo xanh là những cây thuộc họ cà (khoai tây, cà chua,

cà tím và ớt chuông) Những cây không mẫn cảm với bệnh héo xanh như ngũ cốc (ngô, lúa mỳ, cây kê), cải bắp, đậu, bầu bí, hành tây, tỏi tây, hành củ, cà rốt được

sử dụng như các loại cây trồng luân canh để phòng ngừa và tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh héo xanh Vi khuẩn gây bệnh héo xanh không có khả năng sống ký sinh trên

rễ của những cây trồng này do đó quần thể vi khuẩn sẽ không thể phát triển hoặc

số lượng giảm đi rõ rệt Bằng phương pháp này đất bị nhiễm bệnh dần dần được cải tạo đến sạch bệnh sau một vài vụ mùa trồng luân canh các cây miễn nhiễm với

vi khuẩn gây bệnh héo xanh Đối với những ruộng có tỉ lệ cây bị nhiễm bệnh dưới 20% số cây trồng thì phải trồng luân canh ít nhất với 2 loài cây miễn nhiễm với vi khuẩn gây bệnh Còn đối với những ruộng có tỉ lệ cây bị nhiễm bệnh trên 20% số cây trồng thì phải trồng luân canh với hơn 3 loài cây miễn nhiễm với vi khuẩn gây

bệnh trở lên (Priou et al., 2009)

Ở Ấn Độ, trong năm 5 thực hiện công thức luân canh: khoai tây - lúa mì - đậu lupin - ngô - khoai tây và khoai tây - lúa mì - khoai tây - ngô - khoai tây đã đem lại hiệu quả là làm giảm tỷ lệ nhiễm bệnh héo xanh trên khoai tây từ 80,1% xuống còn 6,3% và 7,5% Biện pháp xen canh cũng đem lại hiệu quả trong phòng chống bệnh HXVK Xen canh giữa khoai tây với ngô hoặc đậu cô ve đã làm giảm tỷ lệ nhiễm bệnh héo xanh trên khoai tây

Để giảm thiểu tác hại của bệnh HXVK, việc trồng khoai tây phải phối hợp các biện pháp canh tác như: luân canh, chọn địa điểm, thời vụ trồng, sử dụng đất sạch bệnh, giống xác nhận sạch bệnh, dụng cụ lao động đã được tiệt trùng và dùng nước sạch để tưới cho cây trồng Luân canh khoai tây với lúa nước ở vùng đồng bằng nhiệt đới và những cây trồng khác như ngô, mía, lúa mạch đều có tác dụng phòng ngừa bệnh phát triển

* Biện pháp sinh học trong phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây:

Trong phòng chống bệnh HXVK do loài R solanacearum gây ra thì việc

sử dụng một số vi sinh vật đối kháng như: B subtilis, B polymyxa, P fluorescens , P cepacia và P gladioli là có khả quan và triển vọng Theo kết quả nghiên cứu của Aspiras et al (1986) cho biết khi xử lý đất bị nhiễm R solanacearum bằng vi khuẩn đối kháng B polymyxa và P fluorescens trên ruộng

cà chua, khoai tây, kết quả cho thấy: ở công thức đối chứng (không xử lý) tỷ lệ cây chết ở mức 100% trong khi đó ở công thức thí nghiệm tỷ lệ cây chết ở mức

từ 10 - 40%

Theo tác giả Lwin et al (2006) cho biết những chủng vi sinh vật đối kháng

có triển vọng đã được phân lập và đánh giá trong thí nghiệm và thực nghiệm như

là một tác nhân kiềm chế sinh học cho bệnh gây héo cây Tất cả các tác nhân kiềm chế sinh học được thử nghiệm đã cho kết quả giảm thiểu bệnh héo cây với các mức

độ khác nhau Trong tất cả các tác nhân kiềm chế sinh học đã được phân tích, vi sinh vật hữu hiệu (EM) có hiệu quả tức thời, trong khi đó mức độ ức chế của các vi sinh vật khác có sự khác biệt phụ thuộc vào thời gian sử dụng

Phương pháp kiểm soát sinh học dựa trên các vi sinh vật đối kháng với vi

khuẩn R solanacearum đã cho những kết quả đầy hứa hẹn ở quy mô thử nghiệm

nhỏ, nhưng vẫn cần nghiên cứu sâu hơn để áp dụng trên quy mô đồng ruộng (Patrice, 2008)

Việc sử dụng biện pháp sinh học để kiểm soát bệnh HXVK là rất có triển vọng và để cho triển vọng này trở thành thực tiễn thì việc cần làm là phải biến các tác nhân sinh học có thể hạn chế bệnh trong điều kiện nhân tạo (phòng thí nghiệm, nhà kính) như hiện nay thành các chế phẩm sinh học dễ sử dụng cho

nông dân trong tương lai (Mehan et al., 1994)

* Biện pháp phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây bằng hóa học

Biện pháp dùng hóa chất bảo vệ thực vật phòng chống bệnh HXVK hại

khoai tây được cho là ít có hiệu quả trong phòng chống R solanacearum do vi

khuẩn này có nguồn gốc từ đất xâm nhiễm gây bệnh và sinh sản trong hệ thống

bó mạch của cây khoai tây Xử lý đất bằng các loại thuốc xông hơi ít có tác dụng

hạn chế bệnh (Murakoshi et al., 1984)

Dùng các chế phẩm kháng sinh được coi là biện pháp có triển vọng, thay thế thuốc hóa học do thuốc kháng sinh được hấp phụ tốt, chuyển dịch trong mạch dẫn, trong mô cây dễ dàng Tuy nhiên dùng kháng sinh dễ tạo ra các dạng/chủng

vi khuẩn mới kháng thuốc Hơn nữa thuốc kháng sinh có giá thành cao cũng là một trở ngại cho việc ứng dụng rộng rãi Nhiều tác giả khác cũng công bố các kết quả góp phần chứng minh luận điểm rằng dùng hóa chất phòng chống bệnh

HXVK có hiệu quả thấp (Prior et al., 1997) Theo Hartman et al (1994) đã

nghiên cứu việc xử lý đất bằng một số loại muối như KNO3, NaNO3, NaCl và

KCl với nồng độ 1% theo khối lượng cũng thấy mật độ vi khuẩn R solanacearum ở trong đất giảm đáng kể tới mức không thể phân lập được nữa ở 4-25 ngày sau xử lý Theo Agrios (1997) cho rằng có thể xử lý bằng protein hoặc

glycoprotein chiết suất từ vi khuẩn P solanacearum, lipid chiết suất từ nấm Phytopthora infestans hoặc polysaccharide từ nấm để kích kháng cho cây trồng

Để phòng chống bệnh HXVK hại khopai tây cho hiệu quả cao, trong thực

tế sản xuất thường phải áp dụng tổng hợp nhiều biện pháp như đã nêu ở trên Đặc biệt là kết hợp giữa biện pháp canh tác (luân canh, sử dụng hạt giống khỏe không

có mầm bệnh, vệ sinh đồng ruộng, ngâm nước ruộng 15 ngày trước khi gieo, cày

ải, làm cỏ, chăm bón hợp lý, ) với biện pháp sử dụng giống có khả năng chống chịu bệnh HXVK

* Biện pháp tổng hợp phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây Theo Priou et al (2000) để kiểm soát và tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh héo

xanh, các biện pháp chính là sử dụng hạt giống khỏe, giống có tính kháng, trồng

trong đất sạch không nhiễm vi khuẩn R solanacearum, luân canh với cây không

phải là ký chủ, sử dụng giống ít mẫn cảm và các biện pháp kỹ thuật canh tác và

vệ sinh đồng ruộng (loại bỏ cây khoai tây bị bệnh, loại bỏ củ khoai bị thối, làm

cỏ, khử trùng dụng cụ máy móc, tưới nước không bị nhiễm nguồn bệnh, luân canh với cây trồng không phải là ký chủ nhất là với cây lúa nước, phòng trừ tuyến trùng), áp dụng biện pháp kiểm dịch thực vật

Khoai tây là một trong những cây trồng được coi là nguyên liệu phục vụ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm quan trọng bậc nhất ở Mali và là cây phù hợp với hệ thống canh tác cũng như thói quen sử dụng thực phẩm tại Mali Một trong những khó khăn trong sản xuất khoai tây tại Mali là do bệnh héo xanh vi

khuẩn (R solanacearum) gây ra, bệnh đã gây thiệt hại lớn đến sản xuất Nhằm

quản lý bệnh héo xanh vi khuẩn gây hại khoai tây mang lại hiệu quả (Jacobsen et al., 2007) đã tiến hành đánh giá các phương pháp kiểm soát tích hợp để sản xuất

củ giống khoai tây chất lượng cao và không bị nhiễm bệnh ở Mali Kết quả bước

đầu xác định được race và biovar của vi khuẩn R solanacearum gây bệnh héo

xanh khoai tây ở Mali là race 1, biovar 3

Nghiên cứu bệnh HXVK trên cây khoai tây, theo Patrice (2008) cho biết việc

kiểm soát vi khuẩn R solanacearum thường được thực hiện bằng cách trồng các

giống khoai tây kháng bệnh, sử dụng các loại thuốc kháng sinh (streptomycine, ampicilline, tetracycline và penicilline) đã cho những hiệu quả nhất định trong

việc giảm sự lây nhiễm của vi khuẩn R.solanacearum trên đồng ruộng Tác giả cho rằng phương pháp canh tác là lựa chọn tốt nhất để kiểm soát vi khuẩn R solanacearum Trong vùng có sự tồn tại của vi khuẩn, những phương pháp canh tác (sử dụng củ giống sạch bệnh, luân canh với cây trồng không phải là ký chủ, xen canh, kiểm soát cỏ dại và quần thể vi sinh vật trong đất, trồng trên ruộng sạch bệnh, lựa chọn thời gian trồng thích hợp, cày sâu để loại bỏ phần thừa của cây trong mùa trước, có biện pháp thoát nước thích hợp) đã được chứng minh có hiệu quả kiểm soát bệnh trong một số điều kiện nhất định Các phương pháp xử

lý hóa chất và xử lý đất như xông hơi khử trùng đất, bột tẩy trắng, thay đổi độ pH của đất, xử lý nhiệt bằng ánh nắng mặt trời, kích thích sức đề kháng của cây trồng hoặc đất có khả năng ức chế vi khuẩn đã được chứng minh làm giảm quần thể vi khuẩn hoặc mức độ ảnh hưởng của bệnh trong các thử nghiệm quy mô nhỏ Việc kiểm soát ruộng có khả năng bị bệnh bao gồm đất, nước tưới, rác thải

là rất quan trọng để phát hiện sớm và diệt trừ vi khuẩn R solanacearum

Theo kết quả nghiên cứu của Priou et al (2000) khi nghiên cứu về bệnh HXVK hại khoai tây và biện pháp phòng trừ tổng hợp cho rằng vi khuẩn R solanacearum là tác nhân gây bệnh Sự lây lan mạnh của bệnh héo xanh ra toàn thế giới là do nguồn giống có chứa mầm bệnh trong giai đoạn củ giống đang ủ bệnh Bệnh héo xanh là tác nhân đứng thứ hai gây giảm năng suất và sản lượng của khoai tây trong vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Để kiểm soát và phòng trừ bệnh HXVK, yếu tố quan trọng là sử dụng củ giống sạch bệnh, dùng giống chống chịu với bệnh HXVK, trồng cây trên ruộng không bị nhiễm bệnh, luân canh với những cây không phải là vật chủ, áp dụng những biện pháp canh tác (vệ sinh đồng ruộng và cây trồng, quản lý giun đất, loại bỏ thân cây khoai tây bị bệnh, củ khoai bị thối, làm cỏ, khử trùng nông cụ, không tưới nước bị ô nhiễm, cày ải đất

rồi phơi nắng,…) Tác giả Priou đã đưa ra biện pháp phòng chống bệnh héo xanh trên khoai tây như sau: Đối với những ruộng đang trồng khoai tây cần làm sạch, loại bỏ các củ bị thối hỏng, xác định nguyên nhân củ bị thối hỏng, luộc chín cho súc vật ăn hoặc tiêu hủy khi phát hiện củ bị nhiễm bệnh héo xanh Phương pháp hữu hiệu để phòng ngừa bệnh héo xanh do vi khuẩn là: sử dụng

củ giống sạch bệnh, khử trùng, rửa sạch nông cụ, mỗi thửa ruộng cần có hệ thống thoát nước thải, nước tưới cũng như nước mưa riêng biệt Những cây bị mắc bệnh cần được nhổ bỏ tận rễ ngay khi cây có triệu chứng của bệnh để ngừa bệnh lây lan rộng Khi loại bỏ cây bị mắc bệnh cần loại bỏ toàn bộ củ, vùng đất xung quanh Việc làm cỏ cũng rất cần thiết vì nhiều loại vi khuẩn tồn tại trong rất nhiều loài cỏ Trong quá trình thu hoạch những củ thừa, thối sót lại trên ruộng cần phải thu lại cho súc vật ăn hoặc chôn cách xa nguồn nước tưới Trong quá trình chăm sóc chỉ nên xới đất và vun gốc trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng của cây Sau khi làm ruộng tất cả nông cụ, giầy dép cần phải được rửa sạch, khử trùng để tránh sự truyền nhiễm của bệnh Nước tưới từ những ruộng mắc bệnh cần phải được gom riêng và tránh tràn qua các ruộng chưa nhiễm bệnh lân cận Tất cả các biện pháp quản lý trên cần được thực hiện thường

xuyên trong mỗi mùa vụ (Priou et al., 2009)

2.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

* Triệu chứng và phạm vi ký chủ bệnh héo xanh vi khuẩn

Năm 1989 tác giả Hà Minh Trung và cộng sự khi nghiên cứu bệnh HXVK trên các giống khoai tây nhập nội đã chỉ ra rằng triệu chứng bệnh chết xanh của

khoai tây trên đồng ruộng là nguyên nhân do Pseudomonas solanacearum gây ra,

tác giả cũng cho rằng loại bỏ những củ giống bị sây xát sẽ góp phần hạn chế sự nhiễm và lây lan bệnh trên đồng ruộng

Khi nghiên cứu về phạm vi ký chủ của loài R solanacearum Smith tác giả Đoàn Thị Thanh và cộng sự (1995) cho rằng vi khuẩn R solanacearum

không những gây hại trên cây khoai tây mà còn ký sinh và gây hại trên cây cà chua, thuốc lá, lạc, cây cà Tác giả còn cho rằng đây là loài vi khuẩn đa thực,

có phạm vi ký chủ rộng, trong đó gây hại chủ yếu trên các cây trồng thuộc họ

Cà (Solanaceae), họ Đậu (Leguminosae)

Nghiên cứu về tính phổ biến của bệnh HXVK trên cây trồng cạn, tác giả

Đỗ Tấn Dũng (1995) cho rằng bệnh HXVK phát sinh, phát triển và gây hại

nghiêm trọng trên cây cà chua, khoai tây, lạc Trên cây thuốc lá tỷ lệ nhiễm bệnh

do R solanacearum gây ra có phần nhẹ hơn Tác giả đã cho biết những kết quả

nghiên cứu ban đầu về bệnh HXVK hại cây cà chua, đặc tính sinh học của vi khuẩn gây bệnh, phương pháp chẩn đoán nhanh và một số biện pháp phòng chống ban đầu trên một số cây trồng cạn như lạc, thuốc lá, cà chua, v.v

Tác giả Lê Lương Tề (1997) đã nghiên cứu về triệu chứng của bệnh héo xanh, đặc tính sinh học và quy luật phát sinh phát triển của bệnh và một số

hướng phòng trừ Tác giả đã nêu ra phạm vi ký chủ của loài vi khuẩn R solanacearum trên cây cà chua, khoai tây, lạc, thuốc lá, cây cà, vừng, ớt và đay

* Nòi sinh học (biovar) vi khuẩn gây bệnh héo xanh (R solanacearum)

Theo tác giả Nguyễn Thị Yến (2002) trong khi nghiên cứu thành phần nòi, biovar vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên cây trồng cạn đã cho kết quả: các isolates

vi khuẩn héo xanh thu thập được từ các vùng trồng cà chua, khoai tây ở miền Bắc Việt Nam chủ yếu thuộc biovar 3 Các isolates thu thập trên lạc chủ yếu thuộc biovar 3 và 4, các biovar 3 và 4 đều gây bệnh trên cà chua, khoai tây, thuốc lá và

cà pháo

Trong quá trình nghiên cứu bệnh HXVK hại cà chua và một số cây rau màu vụ thu đông - xuân hè năm 2007 - 2008 ở Ninh Bình, Đỗ Tấn Dũng (2009) cho biết: Bệnh HXVK phát sinh gây hại trên các cây rau màu khác nhau ở cùng thời điểm điều tra, mức độ nhiễm bệnh trên từng cây trồng cũng khác nhau Tỷ lệ bệnh biến động trên 3 cây trồng trong điều tra tương ứng là: cây cà pháo (6,5 - 9,8%), cây lạc (3,4 - 5,3%) và cây khoai tây là (0,7 - 3,1%) Tác giả cho biết tác nhân gây ra bệnh HXVK cây cà chua, cà pháo, lạc, khoai tây ở Ninh Bình do loài

vi khuẩn R solanacearum, chúng thuộc chủng sinh lý 1 (race 1), nòi sinh học 3

(biovar 3) Các dòng vi khuẩn gây bệnh héo xanh phân lập từ các cây ký chủ đều

có khả năng lây bệnh chéo cho nhau, mức độ nhiễm bệnh khác nhau, điều đó thể hiện tính độc, tính gây bệnh giữa các dòng vi khuẩn cũng khác nhau

* Đa dạng di truyền của vi khuẩn gây bệnh héo xanh (R solanacearum) Khi nghiên cứu về đa dạng ADN genome các chủng vi khuẩn (R solanacearum) gây bệnh héo xanh cây lạc bằng kỹ thuật RADP, tác giả Đinh Thị Phòng (2008) cho biết: vi khuẩn gây bệnh có phạm vi ký chủ rộng, ngoài lạc còn gây bệnh cho cà chua, cà tím, khoai tây, thuốc lá, vừng,… Vì vậy, việc phòng trừ bệnh và chọn tạo giống kháng bệnh gặp rất nhiều khó khăn Tác giả cùng cộng sự

đã phân tích sự đa dạng genome của các chủng vi khuẩn R solanacearum gây

bệnh héo xanh cây lạc bằng kỹ thuật RADP để làm cơ sở khoa học cho việc xác định nhận dạng độc tính của các nòi gây bệnh ở một số địa phương khác nhau để tìm ra các giải pháp phòng trừ thích hợp

* Sử dụng giống chống chịu bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây

Trong các biện pháp phòng chống bệnh HXVK thì chọn giống kháng được coi là những giải pháp có nhiều ưu điểm Chiến lược chọn tạo giống kháng bệnh ở nước ta đã được nghiên cứu và ứng dụng trên cây lương thực đã được áp dụng từ lâu, nhất là lúa, ngô Chương trình chọn tạo giống khoai tây trong đó chọn tạo giống chống chịu các bệnh nghiêm trọng ở miền Bắc Việt Nam là virus, HXVK, mốc sương Giống khoai tây vụ sớm có năng suất cao, chịu nóng và kháng bệnh HXVK đã được bắt đầu nghiên cứu từ năm 1985, tác giả Phạm Xuân Tùng đã tiến hành lai các tổ hợp khoai tây nhằm tạo ra các tổ hợp có khả năng chống chịu bệnh HXVK được di truyền từ bố hoặc mẹ (Phạm Xuân Tùng, 1995) Trong quá trình thử, khảo nghiệm, đánh giá chọn giống kháng bệnh HXVK, Đoàn Thị Thanh (1998) đã cho biết: từ 140 dòng giống khoai tây ban đầu, tác giả đã xác định được các giống KT2, KT3, KT8, Nicola và VT2 cho năng suất cao và ổn định ở các vùng sinh thái, tỷ lệ nhiễm bệnh thấp

Năm 2004 - 2007, Trung tâm khoa học và sản xuất lâm nông nghiệp đã thực hiện dự án: “Tiếp nhận chuyển giao công nghệ sản xuất giống khoai tây sạch bệnh, năng suất, chất lượng cao tại Quảng Ninh” Đây là một nhiệm vụ KHCN được thực hiện trên cây khoai tây lần đầu tiên tại Quảng Ninh, kết quả thực hiện dự án cho thấy tầm quan trọng của việc sản xuất giống khoai tây sạch bệnh có ý nghĩa to lớn như thế nào đối với người nông dân trong sản xuất khoai tây và đặc biệt là sản xuất giống khoai tây sạch bệnh trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh Sản xuất giống khoai tây sạch bệnh đã tạo đà cho những năm tiếp theo phát triển sản xuất khoai tây ăn tươi và phục vụ chế biến trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh (Báo cáo tổng kết dự án, 2008)

Năm 2009 - 2011 Trung tâm khoa học và sản xuất lâm nông nghiệp Quảng Ninh đã phối hợp với Trung tâm nghiên cứu và phát triển cây có củ (Viện Cây Lương thực và cây Thực phẩm – Thanh Trì, Hà Nội) thực hiện đề tài “Hoàn thiện quy trình phục tráng và sản xuất giống sạch bệnh một số giống khoai tây có giá trị kinh tế cao do Việt Nam chọn tạo”, kết quả thực hiện đề tài nghiên cứu đã

hoàn thiện được quy trình sản xuất giống khoai tây sạch bệnh, trong đó đã đáp ứng được yêu cầu nhiệm vụ đề ra, cụ thể mức độ sạch bệnh HXVK cho từng cấp giống: Siêu nguyên chủng, nguyên chủng và xác nhận lần lượt là: 0%; 0% và 0,5% (Báo cáo tổng kết dự án, 2012)

Nguyễn Tất Thắng (2012) các giống khoai tây thể hiện tính chống chịu với bệnh HXVK gồm KT3, VT2, Mariella Có thể sử dụng các giống khoai tây

có khả năng chống chịu với bệnh HXVK như trên để đưa vào trồng trong sản xuất ở những vùng có áp lực bệnh HXVK cao

* Biện pháp canh tác trong phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây

Kết quả nghiên cứu của Trương Văn Hộ (2004) về ảnh hưởng của biện pháp luân canh đến bệnh HXVK hại khoai tây cho biết: Luân canh khoai tây giữa hai vụ lúa có tác dụng cải tạo đất, hạn chế đáng kể bệnh HXVK Đất được cải thiện cả về lý tính và hóa tính Trồng khoai tây làm cho đất lúa thoáng khí, tơi xốp, tăng độ phì đáng kể Hạn chế một số sâu, bệnh, cỏ dại cho lúa và cho chính khoai tây Một số vùng thấy rằng luân canh lúa với khoai tây làm cho lúa đạt năng suất cao và ổn định, dễ đạt 12 tấn thóc/ ha/ năm, trong đó lúa xuân đạt 6 - 7 tấn/ ha

Tác giả Đỗ Tấn Dũng (2009) khi nghiên cứu bệnh HXVK hại cà chua và một số cây rau màu vụ thu đông - xuân hè năm 2007 - 2008 ở Ninh Bình cho biết: Kết quả khảo sát bước đầu cho thấy chế độ luân canh cây cà chua với lúa nước hoặc các cây không phải là ký chủ của bệnh đã có tác dụng hạn chế sự phát sinh gây hại của bệnh HXVK ngoài đồng ruộng Khi luân canh cây cà chua với lúa nước hay những cây trồng cạn không phải là ký chủ của bệnh thì mức độ nhiễm bệnh HXVK sẽ giảm đi một cách đáng kể Tỷ lệ bệnh HXVK hại cà chua giao động từ 8,0 - 8,4% khi luân canh cà chua với lúa nước và mức độ nhiễm bệnh HXVK khá nghiêm trọng ở những chân ruộng luân canh cà chua với cây trồng cạn khác hoặc trồng lại trên chân đất đã trồng cà chua vụ trước, tỷ lệ bệnh giao động từ 13,8 - 19,6%

Theo Nguyễn Tất Thắng (2012) bệnh héo xanh vi khuẩn do loài R solanacearum Smith là một loại bệnh gây hại phổ biến trên cây lạc và cây khoai tây ở vùng Hà Nội và phụ cận Tác giả cho biết tỷ lệ nhiễm bệnh HXVK hại cây khoai tây trung bình dao động từ 2,93 - 5,33%; Tác giả đã xác định được biovar 3

và 4 thuộc race 1 (chủng sinh lý 1) từ các mẫu phân lập của loài vi khuẩn R solanacearum gây bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây ở một số tỉnh vùng Hà Nội và phụ cận (Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Nam Định) Trong đó phổ biến nhất là biovar 3 có độc tính cao Biện pháp kết hợp luân canh cây khoai tây với lúa nước, ngô, đậu tương, khoai lang (hoặc những cây không phải là ký chủ của bệnh HXVK) đã có tác dụng làm giảm đáng kể tỷ lệ bệnh HXVK trên đồng ruộng Bệnh HXVK phát sinh và gây hại nhẹ nhất ở chân đất có luân canh với lúa nước, tỷ lệ bệnh dao động từ từ 2,4 - 2,93% trên khoai tây; còn ở chân đất vụ trước trồng cà chua thì bệnh HXVK có xu thế phát sinh gây hại tăng lên, tỷ lệ bệnh HXVK hại trên khoai tây từ 4,53 - 5,07%

* Biện pháp sinh học trong phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây

Theo Nguyễn Thị Hồng Hải (2006) khi nghiên cứu đặc điểm sinh học và ứng dụng vi khuẩn nội sinh thực vật trong phòng trừ bệnh héo xanh cây trồng: từ

12 mẫu cây họ cà, hành, ớt thuộc các vùng sinh thái khác nhau đã phân lập được

16 chủng vi khuẩn nội sinh với các đặc điểm hình thái khác nhau Tám trong số

16 chủng đó thể hiện hoạt tính đối kháng cao với vi khuẩn gây bệnh héo xanh R solanacearum trong điều kiện invitro Tám chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng vi

khuẩn gây bệnh héo xanh CI1-5, CI1-6, CI1-7, CI4-1, CI4-4, NA3, NA4 và NA16 đều có thể tồn tại và phát triển trong mô rễ cây vừng với mật độ cao (từ

104 - 106 tế bào/gam sinh khối rễ tươi) và ổn định trong một thời gian dài (sau

25 ngày lây nhiễm) Đây là những chủng rất có triển vọng ứng dụng trong phòng trừ sinh học bệnh héo xanh cây trồng Dựa vào một số các đặc điểm sinh học cơ

bản: 3 chủng CI4-1, CI4-4 và NA16 thuộc chi Bacillus, hai chủng CI1-6, CI1-7 thuộc chi Agrobacterium, hai chủng còn lại NA3 và NA4 tương tự như chi Pseudomonas theo khả năng phát quang trên môi trường KB và sinh tổng hợp oxidaza và catalaza ngoại bào

Theo Nguyễn Tất Thắng (2012) sử dụng chế phẩm vi sinh vật đối kháng

B subtilis bằng phương pháp ngâm củ khoai tây trước khi trồng, kết hợp với phun chất kích kháng Chitosan đã cho hiệu quả cao trong phòng trừ bệnh HXVK hại cây khoai tây Hiệu quả phòng trừ bệnh HXVK hại cây khoai tây ngoài đồng ruộng sau 14 ngày đạt đạt 68,2%

* Biện pháp hóa học trong phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây

Theo Đỗ Tấn Dũng (1999) trong quá trình khảo sát hiệu lực của một số loại thuốc hóa học trong phòng trừ bệnh HXVK hại cà chua cho thấy: phòng trừ bệnh HXVK đang là một vấn đề khó khăn, hiệu quả phòng trừ thấp Thuốc Streptomycine 200ppm có hiệu lực phòng trừ bệnh cao nhất (82,18%), thuốc Validacin 0,3% có hiệu lực phòng trừ là 36,47%; còn thuốc BenlatC 0,3% và Boocđô 1% gần như không có khả năng hạn chế sự phát triển của bệnh, hiệu lực phòng trừ thấp từ 2,73 - 4,71% Tuy nhiên trong một số trường hợp cần thiết vẫn

có thể sử dụng thuốc Streptomycine 200ppm, Validacin 0,3% để phun phòng trừ nhằm hạn chế sự phát sinh phát triển và gây hại của bệnh HXVK

Chu Văn Chuông (2005) trong quá trình nghiên cứu bệnh HXVK hại cà chua ở một số tỉnh đồng bằng sông Hồng và biện pháp phòng chống, tác giả cho biết: chất kích kháng Exin 4.5HP hầu như không có tác dụng trực tiếp ức chế vi

khuẩn R solanacearum ở điều kiện trong phòng thí nghiệm; còn thuốc Batocide

có hiệu lực ức chế vi khuẩn ngay ở nồng độ 0,1%, ở nồng độ 0,2% không quan sát thấy khuẩn lạc của vi khuẩn và hiệu lực ức chế của thuốc đạt 100%

* Biện pháp quản lý tổng hợp bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Đĩnh (2001) trong quá trình thực hiện biện pháp quản lý cây trồng tổng hợp (ICM) đã xây dựng được quy trình ICM trên cây khoai tây tại đồng bằng sông Hồng Quy trình ICM gồm 6 bước: xác định thuận lợi khó khăn trong sản xuất và tiêu thụ khoai tây, tuyên truyền nâng cao giác ngộ, tổ chức nhằm sở thích về ICM, huấn luyện nông dân

về ICM, thí nghiệm do nông dân quản lý, thăm quan đầu bờ, hội thảo, đánh giá

và nhân rộng Áp dụng quy trình quản lý tổng hợp đối với bệnh héo xanh như: trồng giống khỏe, sử dụng phân chuồng hoai mục, luân canh với lúa nước, bón phân cân đối, đã mang lại kết quả tốt Tỷ lệ cây bị bệnh héo xanh năm thứ 3 giảm

so với đối chứng từ 45 - 58% Năng suất khoai tây của các hộ ICM cao hơn của các hộ đối chứng từ 13,4 - 36,8% Quy trình đã áp dụng thành công trong sản xuất tại 4 tỉnh sản xuất nhiều khoai tây (Hà Tây, Nam Định, Thái Bình và Hà Nội) và có khả năng áp dụng cho cây trồng khác

Ngoài ra một số biện pháp phòng trừ như: thu dọn tàn dư cây bị bệnh, vệ sinh đồng ruộng cũng bước đầu được nghiên cứu, thử nghiệm Tuy nhiên hiệu quả của việc sử dụng các biện pháp này còn thấp, chưa ổn định và chưa được áp dụng nhiều trong sản xuất

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

- Địa điểm nghiên cứu:

Bộ môn Bệnh cây - Khoa Nông học- Học Viện Nông nghiệp Việt Nam Các vùng trồng khoai tây: Xã Bình Khê TX Đông Triều, Phường Minh Thành TX Quảng Yên, Xã Bằng Cả huyện Hoành Bồ, Xã Tình Húc huyện Bình Liêu thuộc tỉnh Quảng Ninh

Các thí nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm tổng hợp thuộc

Trung tâm khoa học và sản xuất lâm nông nghiệp Quảng Ninh

3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 11/2014 tới tháng 12/2015

3.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

3.3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đề tài nghiên cứu bệnh HXVK hại trên cây khoai tây tại Quảng Ninh

3.3.2 Vật liệu nghiên cứu

- Mẫu bệnh héo xanh vi khuẩn của cây khoai tây

- Cây kí chủ: Khoai tây (giống Atlantic – nguồn gốc Mỹ; giống Solara – nguồn gốc Đức), cà chua (Việt Nam), cà tím (Việt Nam)

- Đất cát pha (tầng canh tác) hấp khử trùng ở nhiệt độ 1210C; 1,5at trong thời gian 45 phút, trấu hun

- Chế phẩm sinh học BT15: Bacillus subtilis; Bacillus lichennifomic; Sacharomyces cerevisiae; Lactobacillus plantarum dạng dung dịch, mật độ tế bào 108 CFU/ml (Các chủng vi sinh vật được nuôi cấy, sản xuất thành dạng chế phẩm sinh học BT15 tại phòng thí nghiệm Tổng hợp thuộc Trung tâm khoa học

và sản xuất lâm nông nghiệp Quảng Ninh)

- Một số dụng cụ trang thiết bị thiết yếu khác phục vụ cho nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Tổng hợp thuộc Trung tâm khoa học và sản xuất lâm nông nghiệp Quảng Ninh

- Các dụng cụ, trang thiết bị cần thiết phục vụ cho việc nghiên cứu: que cấy, hộp Petri, pipet, đèn cồn, ống nghiệm, khay, chậu vại nhựa, …

3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

3.4.1 Điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây tại Quảng Ninh

Điều tra ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái và kỹ thuật canh tác đến sự phát sinh phát triển của bệnh HXVK hại khoai tây tại một số vùng trồng thuộc các huyện, thị xã trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

- Điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây tại Quảng Ninh:

Điều tra tình hình chung của bệnh héo xanh vi khuẩn hại trên cây khoai tây tại Quảng Ninh ở vụ đông năm 2014 và vụ xuân năm 2015

- Điều tra sự phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây khoai tây

ở vụ xuân 2015 tại Quảng Ninh:

+) Điều tra ảnh hưởng của giống khoai tây đến sự phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn

+) Điều tra ảnh hưởng của địa thế đất đến sự phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic

+) Điều tra ảnh hưởng của mật độ đến sự phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic

+) Điều tra ảnh hưởng của công thức luân canh đến sự phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic

+) Điều tra ảnh hưởng của lượng bón phân đạm urê đến sự phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn trên giống khoai tây Atlantic

3.4.2 Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn Ralstonia solanacearum

trên môi trường nhân tạo

- Nuôi cấy các mẫu phân lập vi khuẩn gây bệnh héo xanh khoai tây trên môi

trường: PSA, PGA

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát trển của các mẫu phân lập

vi khuẩn héo xanh khoai tây

3.4.3 Nghiên cứu tính gây bệnh, tính độc của vi khuẩn gây bệnh héo xanh khoai tây

- Lây bệnh trở lại trên cây khoai tây theo quy tắc Koch

- Lây nhiễm bệnh chéo trên một số cây ký chủ như: cà chua, cà tím, trong điều kiện chậu vại

3.4.4 Khảo sát hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây

bằng vi khuẩn Bacillus subtilis và chế phẩm sinh học BT15

Thử nghiệm phòng trừ bệnh HXVK hại khoai tây bằng vi khuẩn đối kháng -

B.subtilis và chế phẩm sinh học BT15 (Bacillus subtilis; Bacillus lichennifomic; Sacharomyces cerevisiae; Lactobacilus plantarum)

- Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn B.subtilis trên môi trường

3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.5.1 Phương pháp điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn ngoài đồng ruộng

3.5.1.1 Chẩn đoán và nhận biết héo xanh vi khuẩn trên đồng ruộng

- Chẩn đoán nhanh bệnh: Để chẩn đoán nhanh bệnh HXVK, người ta cắt đoạn gốc thân cây bị bệnh, nhúng vào cốc nước sạch, sau một vài phút nếu thấy dịch trắng sữa chảy ra ở trong cốc và đầu lát cắt, kết luận rằng: mẫu cây bị bệnh HXVK Quan sát triệu chứng cây héo, khi cắt ngang thân có màu nâu, thâm đen tiến hành cắt đoạn thân cây bệnh dài 3-5cm, đặt trong cốc nước sạch sau vài phút nếu quan sát thấy dịch vi khuẩn màu trắng sữa tiết ra trên đầu vết cắt và trong cốc

nước thì đó là do bệnh do vi khuẩn héo xanh R solanacearum Smith gây ra

3.5.1.2 Điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây ngoài đồng ruộng

* Điều tra tình hình chung của bệnh HXVK hại trên cây khoai tây tại Quảng Ninh:

- Điều tra thực trạng bệnh HXVK ngoài đồng ruộng theo phương pháp điều tra của Cục bảo vệ thực vật (1995), Viện BVTV (1997) Tại các ruộng, các điểm được chọn, điều tra theo phương pháp 5 điểm chéo góc, mỗi điểm 50 cây, điều tra 3 ruộng, 3 lần nhắc lại, chân đất vàn cao và vàn thấp, mật độ trồng từ 4 củ/m2 đến 6 củ/m2 Dựa vào triệu chứng điển hình của bệnh HXVK trên đồng ruộng để đánh giá mức độ bị nhiễm bệnh

- Thời gian điều tra được tiến hành vào vụ đông năm 2014 và vụ xuân năm 2015

- Chỉ tiêu theo dõi:

* Điều tra tình hình phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn hại trên cây khoai tây vụ xuân năm 2015 tại Quảng Ninh:

- Phương pháp điều tra:

+) Điều tra theo phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng của của Cục bảo vệ thực vật (1995), Viện BVTV (1997)

+) Các thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh RCB +) Tiến hành: Chúng tôi tiến hành bố trí trồng và theo dõi tại thị xã Quảng Yên và huyện Bình Liêu trên 2 giống khoai tây Atlantic và giống Solara Diện tích công thức thí nghiệm là 360m2, nhắc lại 3 lần Bố trí thí nghiệm theo các công thức, mỗi công thức điều tra cố định 5 điểm trên đường thẳng chéo góc, mỗi điểm điều tra 50 cây, điều tra định kỳ 7 ngày/ lần Dựa vào triệu chứng điển hình của bệnh HXVK trên đồng ruộng để đánh giá tỷ lệ bệnh

Kỹ thuật trồng trọt được thực hiện theo “Kỹ thuật sản xuất khoai tây” của Cục Trồng trọt năm 2009

Chỉ tiêu theo dõi: Tỷ lệ bệnh (%)

Bố trí thí nghiệm theo dõi, đánh giá mức độ gây hại của bệnh HXVK trên cây khoai tây thông qua các biện pháp kỹ thuật canh tác như sau:

- Ảnh hưởng của giống đến bệnh HXVK hại khoai tây

Thí nghiệm được bố trí 2 công thức, trên 2 giống khoai tây:

+) Công thức 1: Giống Atlantic

+) Công thức 2: Giống Solara

- Ảnh hưởng của địa thế đất đến bệnh HXVK hại khoai tây

Thí nghiệm được bố trí 3 công thức:

+) Công thức 1: Chân đất vàn thấp

+) Công thức 2: Chân đất vàn

+) Công thức 3: Chân đất vàn cao

- Ảnh hưởng của mật độ trồng đến bệnh HXVK hại khoai tây

Thí nghiệm được bố trí 3 công thức:

+) Công thức 1: Mật độ trồng 4 củ/m2

+) Công thức 2: Mật độ trồng 6 củ/m2

+) Công thức 3: Mật độ trồng 8 củ/m2

- Ảnh hưởng của chế độ luân canh đến bệnh HXVK hại khoai tây

Thí nghiệm được bố trí 3 công thức:

+) Công thức 1: Lúa - Lúa - Khoai tây

+) Công thức 2: Lúa - Rau màu - Khoai tây (Rau màu: rau ăn lá, bí, dưa chuột) +) Công thức 3: Lúa - Lạc - Khoai tây

- Ảnh hưởng của lượng bón phân đạm urê đến bệnh HXVK hại khoai tây +) Công thức 1: Phân chuồng 700kg; phân đạm urê 10kg; phân lân super 15kg; phân kali 8kg

+) Công thức 2: Phân chuồng 700kg; phân đạm urê 12kg; phân lân super 15kg; phân kali 8kg

+) Công thức 3: Phân chuồng 700kg; phân đạm urê 14kg; phân lân super 15kg; phân kali 8kg

3.5.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

3.5.2.1 Phương pháp phân lập và nuôi cấy vi khuẩn

- Phân lập vi khuẩn: Dùng que cấy đã khử trùng trên ngọn lửa đèn cồn, lấy một vòng dịch trên bề mặt cắt của thân cây hoặc củ khoai tây đã nhiễm bệnh, sau

đó cấy trên môi trường PSA và PGA Nuôi trong điều kiện nhiệt độ 280C, theo dõi

sự phát triển của vi khuẩn sau 24, 48 giờ

- Môi trường phân ly nuôi cấy vi khuẩn R solanacearum:

+) Môi trường PSA (Peptone - Sacarose - Agar) (Hayward, A.C, 1960)

+) Môi trường PGA (Potato - Glucose - Agar)

Agar: 15g; Nước cất: 1.000ml;

Các ống dịch vi khuẩn này được bảo quản ở 250C để sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo

- Thành phần môi trường nuôi cấy VKĐK- B.subtilis và chế phẩm BT15:

+) Môi trường thạch thường:

+) Môi trường Hansen:

+) Môi trường MRS:

Cao nấm men: 5 g; CH3COONa: 5 g; (NH4)3C6H5O7: 2g;

Các thành phần môi trường nuôi cấy được pha theo công thức như trên, chia vào các ống nghiệm, sau đó được hấp trong nồi khử trùng ở nhiệt độ 1210C; 1,5 atm, trong thời gian 25 phút Thực hiện thí nghiệm trên đĩa petri môi trường được

đỗ ra đĩa, để nguội

3.5.2.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học của các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum

Nghiên cứu vi khuẩn R solanacearum trong điều kiện nuôi cấy invitro:

Cấy các mẫu phân lập vi khuẩn trên môi trường: PSA, PGA đặt trong điều kiện nhiệt độ 280C

- Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các mẫu phân lập vi

khuẩn R solanacearum

- Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của

các mẫu phân lập vi khuẩn R solanacearum

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của các mẫu phân

lập vi khuẩn R solanacearum

- Bố trí thí nghiệm : Thí nghiệm gồm 2 công thức, các công thức được thực hiện trên hai môi trường là PSA và PGA, mỗi công thức nhắc lại 3 lần , mỗi lần nhắc lại 3 đĩa pettri

Phương pháp tiến hành: Chuẩn bị mẫu phân lập vi khuẩn QN41 phân lập

từ cây khoai tây trên giống Atlantic tại huyện Bình Liêu và các đĩa Petri chứa các môi trường PSA, PGA hòa vi khuẩn thuần trong nước vô trùng thành dịch (mật

độ tế bào 108 CFU/ml), dùng pipet hút 0,1ml dịch vi khuẩn láng đều lên bề mặt môi trường Đặt đĩa môi trường đã láng dịch vi khuẩn trong tủ định ôn ở 28°C Nuôi cấy vi khuẩn trong điều kiện nhiệt độ 28°C

Quan sát hình thái, số lượng, màu sắc, bề mặt khuẩn lạc, đường kính khuẩn lạc sau 24, 48 và 72 giờ nuôi cấy

3.5.2.3 Thí nghiệm khảo sát khả năng phòng trừ vi khuẩn Ralstonia solanacearum trên môi trường nhân tạo

Phương pháp tiến hành: chuẩn bị hộp Petri chứa môi trường PSA (pH=7) với lượng 15ml môi trường/ đĩa petri Hòa vi khuẩn mẫu phân lập bệnh héo xanh thuần trong nước vô trùng thành dịch (mật độ bào tử 108 CFU/ ml), dùng pipet hút 0,1ml dịch vi khuẩn trang đều lên bề mặt môi trường; dùng giấy lọc hình tròn

(đã được hấp vô trùng), đường kính 5mm nhúng vào dịch B subtilis với mật độ

đĩa môi trường Thí nghiệm được đặt trong tủ định ôn ở điều kiện nuôi 280C.Nguồn vi khuẩn gây bệnh héo xanh được sử dụng trong thí nghiệm là mẫu phân lập QN41 được lấy tại Tình Húc - Bình Liêu - Quảng Ninh

Thí nghiệm được tiến hành với 4 công thức, mỗi công thức 3 đĩa, nhắc lại 3 lần

- Thí nghiệm sử dụng vi khuẩn đối kháng B subtilis, mật độ tế bào 108

CFU/ml được pha ở nồng độ 10%; 20%; 30%

CT1 (đối chứng): Giấy lọc thấm nước vô trùng

CT2: Giấy lọc thấm B subtilis 10%

- Thí nghiệm lây bệnh nhân tạo trên khoai tây (theo quy tắc Koch):

+ Tiến hành trồng củ khoai tây vào các chậu có chứa đất canh tác (đất được hấp ở 1210C; 1,5 atm trong 45 phút), đến khi cây có 3 - 5 lá thật thì tiến hành lây bệnh Từ nguồn vi khuẩn đã được phân lập, sử dụng để lây bệnh nhân tạo trên khoai tây Nguồn vi khuẩn được với mật độ bào tử 108cfu/1ml, tiến hành lây bệnh nhân tạo bằng phương pháp tiêm nách lá (dùng xilanh tiêm vào nách lá thứ 3-4) Mỗi công thức nhắc lại 3 lần, mỗi lần nhắc lại 30 cây

+ Chỉ tiêu: Theo dõi số cây bị bệnh, tính tỷ lệ bệnh (%) sau 7, 14, 21, 28 ngày lây nhiễm

3.5.3.2 Thí nghiệm khảo sát khả năng phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn trong điều kiện chậu vại tại nhà lưới

Phương pháp tiến hành:

Thí nghiệm được bố trí gồm 4 công thức trên giống khoai tây Atlantic và Solara Mỗi công thức nhắc lại 3 lần, mỗi lần nhắc lại 30 cây (1 củ/chậu nhựa 18cm x 22cm) Củ giống khoai tây được ngâm trong dung dịch chế phẩm sinh

học BT15, dung dịch mẫu phân lập vi khuẩn R solanacearum với thời gian là 30

phút (khi củ khoai tây đã nảy mầm) Dung dịch chế phẩm sinh học BT15 và dung dịch mẫu phân lập vi khuẩn gây bệnh héo xanh được sử dụng ở mật độ tế bào 108CFU/ml Giá thể trồng chậu vại là đất tầng canh tác và trấu hun với tỷ lệ 1 : 1 được hấp khử trùng ở nhiệt độ 1210C; 1,5 atm trong 45 phút

- Kỹ thuật trồng trọt theo “Kỹ thuật sản xuất khoai tây” (2009) của Cục Trồng trọt

Thí nghiệm được bố trí với 4 công thức, cụ thể:

+) CT1 (đối chứng): Ngâm củ khoai tây trong 300ml dung dịch mẫu phân

lập vi khuẩn R solanacearum – QN41

+) CT2: Ngâm củ khoai tây vào 300ml dung dịch chế phẩm sinh học BT15,

sau khi củ khoai tây nảy mầm lên mặt đất thì tưới 300ml dịch vi khuẩn R solanacearum

+) CT3: Ngâm củ khoai tây đồng thời vào 300ml dung dịch vi khuẩn R solanacearum và 300ml dung dịch chế phẩm sinh học BT15, sau đó trồng

+) CT4: Ngâm củ khoai tây trong 300 ml dung dịch vi khuẩn R solanacearum, sau khi củ khoai tây nảy mầm lên mặt đất thì tưới 300ml dịch chế phẩm sinh học BT15

Thời gian ngâm củ khoai tây trong các dịch vi khuẩn R solanacearum và

dịch chế phẩm sinh học BT15 là 30 phút, mỗi bình ngâm 10 củ

Chỉ tiêu: Theo dõi số cây bị bệnh, tính tỷ lệ bệnh (%) sau 7, 14, 21, 28 ngày lây nhiễm

3.5.3.3 Thí nghiệm khảo sát khả năng phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây bằng chế phẩm sinh học BT15 trong điều kiện ngoài đồng ruộng

- Thí nghiệm được bố trí trên giống khoai tây Atlantic và Solara ở vụ đông

năm 2015 tại Quảng Yên - Quảng Ninh

- Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, tiến hành với 3 công thức, mỗi công thức nhắc lại 3 lần, diện tích ô thí nghiệm ở mỗi lần nhắc lại

là 8m2 (48 cây) Thí nghiệm sử dụng mẫu phân lập vi khuẩn gây bệnh héo xanh

R solanacearum – QN41

- Kỹ thuật trồng trọt theo “Kỹ thuật sản xuất khoai tây” (2009) của Cục Trồng trọt

Các công thức được bố trí thí nghiệm như sau:

+) CT1 (đối chứng): Tưới 300ml dịch vi khuẩn R solanacearum (mật độ tế

bào 108 CFU/ml) cho 1 cây, sau 10 ngày tưới 300ml nước lã

+) CT2: Tưới 300ml dịch vi khuẩn R solanacearum cho 1 cây, sau 10 ngày

tưới 200ml chế phẩm sinh học BT15 (mật độ tế bào 108 CFU/ml)

+) CT3: Tưới 300ml dịch vi khuẩn R solanacearum cho 1 cây, sau 10 ngày

tưới 300ml chế phẩm sinh học BT15 (mật độ tế bào 108 CFU/ml)