NGHIÊN cứu HIỆU QUẢ của BIỆN PHÁP SINH học PHÒNG TRỪ DỊCH hại CAM CAO PHONG, hòa BÌNH

Cây có múi (cam, quýt, chanh, bưởi) là một trong những cây ăn quả đặc sản ở Việt Nam với giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao, được trồng rộng khắp các vùng sinh thái trong cả nước. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2017), tổng diện tích đất trồng cây có múi ở Việt Nam đã lên đến 369 nghìn ha và đạt sản lượng 1.855.700 tấn, tăng 3,11 lần về diện tích và 1,79 lần về sản lượng so với năm 2015, cho doanh thu hàng trăm tỷ đồng (Báo cáo thống kê, Bộ NN và PTNT, 2017). Trong đó, vùng Trung du miền núi phía Bắc là khu vực đứng thứ hai cả nước về diện tích và sản lượng cây có múi. Cùng với huyện Hàm Yên (Tuyên Quang) và huyện Bắc Quang (Hà Giang), huyện Cao Phong (Hòa Bình) là một trong 3 vùng sản xuất cam lớn nhất ở miền Bắc và đã được cấp chứng nhận chỉ dẫn địa lý “Cam Cao Phong” năm 2014. Tính đến tháng 6 năm 2018, diện tích đất trồng cam toàn huyện là 3.015 ha, gấp 5,4 lần năm 2010 và 1,7 lần so với năm 2014 và chiếm hơn 30% diện tích đất trồng cam quýt toàn tỉnh, cho năng suất trung bình 2535 tấnha và đạt sản lượng 35.000 tấnnăm, mang lại lợi nhuận kinh tế 500600 triệu đồnghanăm (Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Hòa Bình, 2017). Sau nhiều năm mở rộng quy mô diện tích với mức đầu tư thâm canh cao, việc lạm dụng các loại hóa chất nông nghiệp tại vùng trồng cam Cao Phong, Hòa Bình đã gây thoái hóa chất lượng đất và gia tăng tình trạng sâu bệnh hại, hệ quả là người dân phải chặt bỏ vườn cam cũ, tái canh vườn cam mới. Tuy nhiên, khi mầm bệnh sẵn có trong đất cũng như sức khỏe của đất ngày càng xấu dẫn đến nhiều rủi ro ở các vườn tái canh chu kỳ 2 và chu kỳ 3. Tuyến trùng ký sinh thực vật được đánh giá là một trong những bệnh hại nghiêm trọng nhất, gây tình trạng bệnh “chết chậmdecline”, làm giảm năng suất và hiệu quả kinh tế trong sản xuất cam (Vũ Khắc Nhượng, 2004). Nguyễn Vũ Thanh (2002) đã ghi nhận có 34 loài tuyến trùng thực vật ký sinh trên cây cam ngọt tại các vườn trồng cam ở Việt Nam, tuy nhiên loài gây hại phổ biến và nghiêm trọng nhất là loài Tylenchulus semipenetrans. Trịnh Quang Pháp và cs (2016) đã ghi nhận có 9 loài tuyến trùng ký sinh trên cây cam ở Cao Phong, Hòa Bình, trong đó loài T. semipenetrans có tần suất xuất hiện (74,4%) và tỷ lệ phần trăm về số lượng cá thể (96,34%) là cao nhất. Theo Thomas Nischwitz (2018), loài này có thể gây hại đến 5060% diện tích đất trồng cam ở California và Florida, trên 90% ở Texas, Arizona nước Mỹ, làm giảm 50% năng suất cam thu hoạch. Các loài tuyến trùng thực vật có thể tồn tại lâu dài trong đất kể cả khi không có cây chủ và gia tăng số lượng một cách nhanh chóng khi gặp điều kiện thuận lợi. Hiện nay, sử dụng thuốc hóa học vẫn là phương pháp chủ yếu để phòng trừ tuyến trùng gây hại trên cây cam, tuy nhiên phương pháp này tiềm ẩn nhiều rủi ro đến sức khỏe con người, môi trường và hệ sinh thái. Chính vì vậy, ứng dụng các biện pháp sinh học trong phòng trừ tuyến trùng được xem là hướng phát triển bền vững và tốt nhất do có chi phí thấp, thân thiện với môi trường, tác động ổn định lâu dài và có thể hạn chế nguồn bệnh đất. Một số nhóm VSV vùng rễ như Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Streptomyces, Trichoderma, Paecilomyces và AMF được xác định có khả năng kiểm soát tuyến trùng thực vật (AbdElgawad và cs, 2018; Khan, Williams, Nevalainen, 2004; Lê Thị Mai Linh và cs, 2015; Sikora Kiewnick, 2006; Trương Thanh Thảo và cs, 2019). Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu cụ thể nào về tác động của một số chế phẩm sinh học để phòng trừ tuyến trùng thực vật trong đất trồng cam Cao Phong, Hòa Bình. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu hiệu quả của biện pháp sinh học phòng trừ dịch hại cam Cao Phong, Hòa Bình” được đặt ra nhằm cung cấp cơ sở khoa học và làm tiền đề ứng dụng hợp lý các loại chế phẩm sinh học trong phòng trừ tuyến trùng ký sinh thực vật gây hại vùng rễ cây cam, góp phần bảo vệ đất và phát triển bền vững nghề trồng cam tại vùng trồng cam huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Trịnh Quang Pháp

TS Trần Thị Tuyết Thu

Hà Nội - 2019

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC i

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 3

1.1.1 Đặc điểm tự nhiên của huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình 3

1.1.2 Tình hình sản xuất cam ở huyện Cao Phong 4

1.2 Tổng quan về bệnh hại cây cam 6

1.2.1 Nguồn gốc, phân bố, đặc điểm sinh học và giá trị của cây cam 6

1.2.2 Một số loại bệnh hại trên cây cam 7

1.3 Biện pháp sinh học trong phòng trừ bệnh hại cây cam 16

1.3.1 Ký sinh trên tác nhân gây bệnh 18

1.3.2 Sản sinh ra hoạt chất kháng sinh 18

1.3.3 Sản sinh các enzym thủy phân 19

1.3.4 Thúc đẩy tăng trưởng thực vật 19

1.3.5 Biện pháp cải tạo đất 20

1.4 Tình hình nghiên cứu tuyến trùng ký sinh thực vật ở Việt Nam 21

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 25

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 25

2.2 Nội dung nghiên cứu 25

2.3 Phương pháp nghiên cứu 25

2.3.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu, thông tin 25

2.3.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa và lấy mẫu nghiên cứu 25

2.3.3 Phương pháp phân tích tuyến trùng 27

2.3.4 Phương pháp phân tích một số tính chất đất 29

2.3.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm 30

2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 33

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Tình hình bệnh hại trên cây cam tại Cao Phong, Hòa Bình 34

3.1.1 Một số loại bệnh hại trên cây cam tại Cao Phong, Hòa Bình 34

3.1.2 Tuyến trùng ký sinh trong đất vùng rễ cam ở Cao Phong, Hòa Bình 38

3.1.3 Biểu hiện thoái hóa chất lượng đất trồng cam ở Cao Phong, Hòa Bình 46

3.2 Hiệu quả phòng trừ tuyến trùng T semipenetrans của một số chế phẩm sinh học 49

3.2.1 Hiệu quả phòng trừ tuyến trùng T semipenetrans của chế phẩm EM và Chitosan-Super trong điều kiện phòng thí nghiệm 49

3.2.2 Hiệu quả phòng trừ tuyến trùng T semipenetrans của một số chế phẩm sinh học trong điều kiện nhà lưới 52

3.2.3 Đề xuất biện pháp phòng trừ và kiểm soát tuyến trùng trong đất trồng cam 58

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 73

LỜI CAM ĐOAN

Học viên xin cam đoan toàn bộ kết quả trong luận văn này là công trình nghiên cứu của học viên, các số liệu nghiên cứu được trình bày một cách chính xác và trung thực Toàn bộ số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn

là học viên trực tiếp tham gia thực hiện, đồng thời nhận được sự hỗ trợ về toàn bộ kinh phí và làm việc cùng nhóm nghiên cứu của đề tài QG 16.19 do TS Trần Thị Tuyết Thu làm chủ trì Các số liệu của các tác giả khác được sử dụng đã có trích dẫn rõ ràng

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Học viên

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, học viên xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Tài nguyên và Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN và các anh chị trong phòng Tuyến trùng học, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

đã giảng dạy, chỉ bảo và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập, nghiên

cứu và tiến hành thí nghiệm để hoàn thành luận văn theo đúng thời gian quy định

Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc nhất tới giáo viên hướng dẫn

TS Trịnh Quang Pháp - Cán bộ phòng Tuyến trùng học, Viện Sinh thái và Tài

nguyên Sinh vật và TS Trần Thị Tuyết Thu - Giảng viên Bộ môn Tài nguyên và Môi

trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã tận tình hướng dẫn và những đóng góp quý báu để học viên có thể hoàn thành luận văn

Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đã nhận được sự hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của các hộ gia đình trồng cam trên địa bàn huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình, đặc biệt là gia đình chị Lê Thị Hoằng-chủ vườn cam ở đồi 69, khu đội Tân Phong, huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình, để học viên có thể thu thập các thông tin liên quan đến luận văn

Trân trọng cảm ơn đề tài QG 16.19 đã hỗ trợ toàn bộ kinh phí giúp học viên hoàn thành luận văn

Cuối cùng học viên xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè, những người đã luôn động viên, giúp đỡ cả về vật chất và tinh thần trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó!

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Học viên

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Cơ cấu và thời vụ thu hoạch các giống cam quýt ở Hòa Bình 5

Bảng 2.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu trong đất 29

Bảng 2.2 Một số tính chất hóa học của đất trước khi bố trí thí nghiệm 32

Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm trong điều kiện nhà lưới 32

Bảng 3.1 Mức độ phổ biến và các loại thuốc BVTV để phòng trừ bệnh hại trên cây cam tại huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình 35

Bảng 3.2 Thành phần tuyến trùng ký sinh thực vật trong đất trồng cam ở 38

Bảng 3.3 Mật độ (cá thể/250g đất) và tần suất xuất hiện (%) của các giống tuyến trùng ký sinh trong đất trồng cam ở huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình 42

Bảng 3.4 Một số tính chất hóa học đất trồng cam ở Cao Phong, Hòa Bình 47

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của chế phẩm EM đến tỷ lệ chết (%) của T semipenetrans 49

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của chế phẩm Chitosan-Super đến tỷ lệ chết (%) của T semipenetrans 49

Bảng 3.7 Mật độ T semipenetrans trong rễ và đất sau 3 tháng 52

Bảng 3.8 Một số thông số về hình thái cây bưởi nghiên cứu trong điều kiện nhà lưới 56

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Diện tích và sản lượng cam, quýt ở huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình 5

Hình 1.2 Phân bố của bệnh loét trên cây có múi trên thế giới 13

Hình 1.3 Vòng đời của tuyến trùng T semipenetrans ký sinh trên rễ cây cam 16

Hình 1.4 Cơ chế phòng trừ các tác nhân gây hại của VSV hữu ích 17

Hình 2.1 Sơ đồ khu vực lấy mẫu nghiên cứu tại Cao Phong, tỉnh Hòa Bình (a), và hình ảnh vườn cam nghiên cứu (b) 26

Hình 2.2 Quy trình phân tích tuyến trùng trong đất 28

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình thử nghiệm chế phẩm sinh học trong phòng thí nghiệm 31 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình thử nghiệm chế phẩm sinh học trong chậu thí nghiệm 33

Hình 3.1 Hình ảnh 6 bệnh hại phổ biến được ghi nhận ở các vườn trồng cam tại huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình 34

Hình 3.2 Cơ cấu sử dụng hóa chất BVTV ở Cao Phong, Hòa Bình 38

Hình 3.3 Tình hình sử dụng hóa chất chứa Cu ở Cao Phong, Hòa Bình 38

Hình 3.4 Triệu chứng của tuyến trùng T semipenetrans gây hại trên rễ cam 43

Hình 3.5 Tần suất xuất hiện (%) của các giống tuyến trùng ký sinh trong đất trồng cam Cao Phong, Hòa Bình theo thời gian (2016-2018) 45

Hình 3.6 Ảnh chụp kính hiển vi tuyến trùng T semipenetrans còn sống (a) và chết do tác động của chế phẩm Chitosan-Super sau 24h (b) và 48h (c) 51

Hình 3.7 Mật độ tuyến trùng T semipentrans trong đất (3A) và trong rễ (3B) 54

Hình 3.8 Tuyến trùng T semipenetrans ký sinh trên rễ cây bưởi 55

Hình 3.9 Một số thông số về hình thái cây bưởi nghiên cứu trong điều kiện nhà lưới 57

MỞ ĐẦU

Cây có múi (cam, quýt, chanh, bưởi) là một trong những cây ăn quả đặc sản

ở Việt Nam với giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao, được trồng rộng khắp các vùng sinh thái trong cả nước Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2017), tổng diện tích đất trồng cây có múi ở Việt Nam đã lên đến 369 nghìn ha và đạt sản lượng 1.855.700 tấn, tăng 3,11 lần về diện tích và 1,79 lần về sản lượng so với năm 2015, cho doanh thu hàng trăm tỷ đồng (Báo cáo thống kê, Bộ NN và PTNT, 2017) Trong đó, vùng Trung du miền núi phía Bắc là khu vực đứng thứ hai cả nước về diện tích và sản lượng cây có múi Cùng với huyện Hàm Yên (Tuyên Quang) và huyện Bắc Quang (Hà Giang), huyện Cao Phong (Hòa Bình) là một trong 3 vùng sản xuất cam lớn nhất ở miền Bắc và đã được cấp chứng nhận chỉ dẫn địa lý “Cam Cao Phong” năm 2014 Tính đến tháng 6 năm 2018, diện tích đất trồng cam toàn huyện là 3.015 ha, gấp 5,4 lần năm 2010 và 1,7 lần so với năm 2014 và chiếm hơn 30% diện tích đất trồng cam quýt toàn tỉnh, cho năng suất trung bình 25-35 tấn/ha

và đạt sản lượng 35.000 tấn/năm, mang lại lợi nhuận kinh tế 500-600 triệu đồng/ha/năm (Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Hòa Bình, 2017)

Sau nhiều năm mở rộng quy mô diện tích với mức đầu tư thâm canh cao, việc lạm dụng các loại hóa chất nông nghiệp tại vùng trồng cam Cao Phong, Hòa Bình đã gây thoái hóa chất lượng đất và gia tăng tình trạng sâu bệnh hại, hệ quả là người dân phải chặt bỏ vườn cam cũ, tái canh vườn cam mới Tuy nhiên, khi mầm bệnh sẵn có trong đất cũng như sức khỏe của đất ngày càng xấu dẫn đến nhiều rủi ro

ở các vườn tái canh chu kỳ 2 và chu kỳ 3 Tuyến trùng ký sinh thực vật được đánh giá là một trong những bệnh hại nghiêm trọng nhất, gây tình trạng bệnh “chết chậm-decline”, làm giảm năng suất và hiệu quả kinh tế trong sản xuất cam (Vũ Khắc Nhượng, 2004) Nguyễn Vũ Thanh (2002) đã ghi nhận có 34 loài tuyến trùng thực vật ký sinh trên cây cam ngọt tại các vườn trồng cam ở Việt Nam, tuy nhiên loài

gây hại phổ biến và nghiêm trọng nhất là loài Tylenchulus semipenetrans Trịnh

Quang Pháp và cs (2016) đã ghi nhận có 9 loài tuyến trùng ký sinh trên cây cam ở

Cao Phong, Hòa Bình, trong đó loài T semipenetrans có tần suất xuất hiện (74,4%)

và tỷ lệ phần trăm về số lượng cá thể (96,34%) là cao nhất Theo Thomas & Nischwitz (2018), loài này có thể gây hại đến 50-60% diện tích đất trồng cam ở California và Florida, trên 90% ở Texas, Arizona nước Mỹ, làm giảm 50% năng suất cam thu hoạch Các loài tuyến trùng thực vật có thể tồn tại lâu dài trong đất kể

cả khi không có cây chủ và gia tăng số lượng một cách nhanh chóng khi gặp điều kiện thuận lợi Hiện nay, sử dụng thuốc hóa học vẫn là phương pháp chủ yếu để phòng trừ tuyến trùng gây hại trên cây cam, tuy nhiên phương pháp này tiềm ẩn nhiều rủi ro đến sức khỏe con người, môi trường và hệ sinh thái Chính vì vậy, ứng dụng các biện pháp sinh học trong phòng trừ tuyến trùng được xem là hướng phát triển bền vững và tốt nhất do có chi phí thấp, thân thiện với môi trường, tác động ổn định lâu dài và có thể hạn chế nguồn bệnh đất Một số nhóm VSV vùng rễ như

Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Streptomyces, Trichoderma, Paecilomyces và AMF được xác định có khả năng kiểm soát tuyến trùng thực vật (Abd-Elgawad và

cs, 2018; Khan, Williams, & Nevalainen, 2004; Lê Thị Mai Linh và cs, 2015; Sikora & Kiewnick, 2006; Trương Thanh Thảo và cs, 2019) Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu cụ thể nào về tác động của một số chế phẩm sinh học

để phòng trừ tuyến trùng thực vật trong đất trồng cam Cao Phong, Hòa Bình Chính

vì vậy, đề tài “Nghiên cứu hiệu quả của biện pháp sinh học phòng trừ dịch hại

cam Cao Phong, Hòa Bình” được đặt ra nhằm cung cấp cơ sở khoa học và làm tiền

đề ứng dụng hợp lý các loại chế phẩm sinh học trong phòng trừ tuyến trùng ký sinh thực vật gây hại vùng rễ cây cam, góp phần bảo vệ đất và phát triển bền vững nghề trồng cam tại vùng trồng cam huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm:

1 Xác định được tình trạng bệnh hại trên cây cam tại Cao Phong, Hòa Bình;

2 Xác định được thành phần các nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật và một

số biểu hiện thoái hóa chất lượng đất trồng cam ở Cao Phong, Hòa Bình;

3 Đánh giá được hiệu quả của một số chế phẩm sinh học trong phòng trừ

tuyến trùng T semipenetrans ở điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới và đề xuất

giải pháp sử dụng hiệu quả chế phẩm trong phòng trừ dịch hại cam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.1.1 Đặc điểm tự nhiên của huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình

Cao Phong là một huyện miền múi của tỉnh Hòa Bình, có vị trí địa lý, điều kiện khí hậu-thủy văn, địa chất-thổ nhưỡng phù hợp cho sự phát triển của cây cam Vùng trồng cam Cao Phong nằm trên trục được quốc lộ 16 giáp với các huyện Kim Bôi, Tân Lạc, Đà Bắc và huyện Lạc Sơn, thuận lợi cho việc vận chuyển và tiêu thụ hàng hóa cam thương phẩm

Nhìn chung, địa hình của huyện tương đối phức tạp bị chia cắt bởi các suối nhỏ, đồi núi xen kẽ gồm 3 vùng chính: Vùng núi cao, vùng giữa và vùng hồ Sông

Đà Địa hình đa dạng tạo điều kiện thuận lợi trong đa dạng hóa cây trồng, phát triển sản xuất nông - lâm nghiệp, đặc biệt địa hình đồi bát úp thuận lợi trồng các loại cây

ăn quả, cây nông lâm nghiệp, chăn nuôi gia súc và nuôi trồng thủy sản

Đất trồng cam Cao Phong có độ phì cao, tầng đất dày và trung bình, gồm nhiều nhóm đất khác nhau, trong đó có 9 đơn vị đất chủ yếu là: Đất nâu vàng, đất

đỏ vàng, đất nâu đỏ, đất đỏ nâu trên đá vôi (đất vùng đồi núi), đất phù sa không được bồi, đất phù sa được bồi, đất phù sa, đất phù sa feralit biến chất do không được cải tạo, đất dốc tụ (vùng đất ruộng)

Huyện Cao Phong nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng và mưa nhiều, khí hậu mát mẻ và độ ẩm cao thích hợp cho sự phát triển của cây cam Do vị trí địa lý, đặc điểm địa hình phức tạp nên khí hậu của huyện Cao Phong có nét đặc thù riêng là có mùa đông lạnh hơn các huyện khác trong tỉnh từ 2-3oC Nhiệt độ trung bình của huyện Cao Phong từ 22 đến 24oC Lượng mưa trung bình hàng năm khá cao, từ 1.800-2.200mm, trong đó 70-85% lượng mưa cả năm tập trung vào tháng 5 đến tháng 10, nên mùa đông thường thiếu nước Độ ẩm không khí của Cao Phong vào khoảng 81-84% Cao Phong có mạng lưới sông, suối phân bố tương đối đều Nằm trong vùng thượng lưu của hồ thủy điện Hòa Bình, trên địa bàn huyện có những nhánh suối của Sông Đà với các con

suối chính là: Suối Cái, suối Vàng, suối Bưng, suối Trăng, suối Văn, … tạo thành

hệ thống suối trải đều trên địa bàn huyện Ngoài ra trên địa bàn huyện còn có một vùng ngập của hồ Sông Đà ở phía Tây Bắc huyện và một số hồ thủy lợi như hồ Đắc Tra, hồ Lãi, Với những điều kiện tự nhiên như vậy cho thấy huyện Cao Phong rất thích hợp cho sản xuất cây cam, đặc biệt là khu vực thị trấn Cao Phong với địa hình đồi núi thấp (Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Hòa Bình, 2017)

Trong giai đoạn 201-2015, cơ cấu kinh tế huyện Cao Phong chuyển dịch đúng hướng, các nguồn lực xã hội được phát huy, góp phần thúc đẩy nhanh các ngành phát triển, thu nhập bình quân đầu người đạt 27 triệu đồng/người/năm (tăng 112,5% so với mục tiêu đặt ra) Cao Phong tích cực chuyển đổi cơ cấu cây trồng theo hướng sản xuất hàng hóa với 02 cây trồng chủ lực là cây có múi và cây mía Hiện tại có 75% diện tích đất canh tác của huyện cho thu nhập bình quân đạt giá trị 200 triệu đồng/ha Nhiều trang trại và hộ dân thu nhập từ trồng cam, quýt đạt giá trị trên 500 triệu/ha; một số hộ điển hình thu nhập từ cam đạt từ 1 tỷ đến trên 7 tỷ đồng

1.1.2 Tình hình sản xuất cam ở huyện Cao Phong

Với lợi thế về điều kiện tiểu khí hậu, thổ nhưỡng phù hợp, diện tích cây ăn quả trên địa bàn tỉnh Hòa Bình ngày càng tăng, bước đầu hình thành những vùng sản xuất mang tính hàng hóa, tạo thu nhập cao, ổn định cho người dân Do các chính sách hỗ trợ phát triển sản xuất cây ăn quả của tỉnh, diện tích cây có múi trên địa bàn tỉnh Hòa Bình đang có xu hướng tăng nhanh trong những năm gần đây Diện tích cây có múi trên địa bàn tỉnh năm 2016 đạt 5.145 ha (diện tích kinh doanh trên 2.000 ha), năm 2017 khoảng 6.300 ha, trong đó, diện tích cam là 3.600 ha, bưởi 2.700 ha và năm 2019 đã tăng lên gần 9.000 ha Riêng tại Cao Phong, diện tích cây

ăn quả có múi toàn huyện năm 2017 là 2.835 ha với sản lượng 33.000 tấn và 2018

đã tăng lên 3.015 ha, cho sản lượng 35.000 tấn, mang lại doanh thu hàng trăm tỷ đồng (Hình 1.1) (Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Hòa Bình, 2018)

Hình 1.1 Diện tích và sản lượng cam, quýt ở huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình

Năm 2014, Cục Sở hữu Trí tuệ cấp giấy chứng nhận “Thương hiệu chỉ dẫn địa lý” cho 4 giống có năng suất và chất lượng ổn định là CS1, Xã Đoài lùn, Xã Đoài cao và cam Canh được trồng trên địa bàn huyện Cao Phong (gồm thị trấn Cao Phong, xã Tây Phong, Bắc Phong, Dũng Phong, Thu Phong) giúp nâng cao giá trị của quả cam trên thị trường, từ đó làm tăng thu nhập của các hộ gia đình Ước tính giá trị thu nhập đối với cây có múi của Cao Phong thuộc nhóm cao của tỉnh, đạt trên

550 triệu đồng/ha), giúp nhiều gia đình thoát nghèo vươn lên làm giàu Các giống cam được trồng phổ biến trên địa bàn tỉnh Hòa Bình như sau:

Bảng 1.1 Cơ cấu và thời vụ thu hoạch các giống cam quýt ở Hòa Bình

Chín sớm: Cam CS1, Quýt Ôn

28.000

Chính vụ: Cam Xã Đoài, Vân

Du, quýt Hà Giang 45 Tháng 10 - tháng 12

Theo Nguyễn Thị Phương Loan và cs (2016), việc phát triển trồng cam ở Cao Phong đang đi theo đúng hướng kinh tế, thị trường Sự đa dạng hóa các giống cam trồng tại Cao Phong đã giúp đáp ứng tốt hơn nhu cầu người tiêu dùng, kéo dài mùa vụ, tăng mức tiêu thụ và lợi nhuận (Nguyễn Thị Phương Loan và cs, 2016) Việc mở rộng diện tích trồng cam góp phần tạo thêm việc làm, tăng thu nhập cho người nông dân Tuy nhiên, theo xu hướng đầu tư thâm canh cao để thu lợi lớn, các loại hóa chất BVTV được sử dụng “tùy ý chủ vườn” đã làm cho đất ngày càng bị suy thoái, sức chống chịu của cây suy giảm, gia tăng tình trạng sâu hại và bệnh dịch Bên cạnh đó, với sự tăng nhanh về diện tích đất trồng cam trên cả nước đã tạo nên nhiều thách thức về thị trường tiêu thụ và giảm sâu về giá thành so với thời điểm những năm trước

1.2 Tổng quan về bệnh hại cây cam

1.2.1 Nguồn gốc, phân bố, đặc điểm sinh học và giá trị của cây cam

Cây cam (Citrus sinensis) thuộc họ cây có múi (Rutaceae), được trồng phổ

biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, có nguồn gốc từ Đông Nam Á và Nam Thái Bình Dương Cây cam là loài cây thân gỗ, chu kỳ sống từ 15 đến 20 năm, thời

kỳ kinh doanh của cây cam có thể kéo dài từ 10-15 năm nếu được chăm sóc tốt Cây sinh trưởng và phát triển tốt ở điều kiện nhiệt độ từ 23,9oC đến 27oC, ngừng hoạt động sinh lý sinh hóa ở nhiệt độ 35-37oC và khi nhiệt độ giảm xuống từ - 8,8oC đến

- 11oC thì cây chết Cam là loài cây ưa ẩm phụ thuộc vào từng thời kỳ sinh trưởng

và phát triển của cây Cây cam ưa đất phù sa, xốp, nhẹ, nhiều mùn, thoáng khí, hàm lượng oxy từ 1,2-1,5%, giữ ẩm và thoát nước tốt, tầng đất dày trên 1 m, có mực nước ngầm sâu lớn hơn 1m đến 1,5m, hàm lượng các chất dinh dưỡng N, P, K, Ca, Mg,… đạt từ trung bình khá trở lên (Bose & Mitra, 1990; Đỗ Đình Ca, 2014)

Sản xuất quả có múi trên thế giới ngày càng tăng do giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao, đóng vai trò quan trọng trong công cuộc xóa đói giảm nghèo, giải quyết được nhiều việc làm cho người lao động, chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp, thúc đẩy phát triển kinh tế Cây có múi được trồng ở trên 125 quốc gia trên toàn thế giới, chủ yếu ở các quốc gia gồm Trung Quốc, Brazil, Mỹ, Mexico, Ấn Độ, Tây

Ban Nha, Italy, Iran, Ai Cập và Thổ Nhĩ Kỳ (Spaull và cs, 2017) Tổng sản lượng quả có múi trên thế giới lên đến 147,60 triệu tấn, đem lại doanh thu hàng trăm tỷ USD, trong đó cam chiếm 50% tổng sản lượng (FAO, 2017)

Quả cam được sử dụng rộng rãi vì có hàm lượng dinh dưỡng cao, cung cấp vitamin C (40-90 mg/100g quả tươi), K, Ca, Mg, folacin, thiamin, niacin Ngoài ra, trong thịt quả chứa 6-12% đường, các loại axit hữu cơ (0,4-12%), các chất chống oxy hóa và các chất hữu ích khác làm giảm nguy cơ ung thư, các bệnh mãn tính như viêm khớp, béo phì, các bệnh về tim mạch, đẩy nhanh quá trình liền sẹo, bổ trợ cho hệ thần kinh nên được sử dụng nhiều trong y học Vỏ được sử dụng làm mứt, kẹo, thuốc và hương liệu Hoa, lá và quả cam có thể được sử dụng để thu tinh dầu dùng trong công nghiệp, y học và mỹ phẩm (Etebu & Nwauzoma, 2014; Đào Thanh Vân và cs, 2003)

Bên cạnh đó, trồng cam có vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường và phát triển du lịch sinh thái Các vùng trồng cam ở miền đồi núi, trung du có tác dụng che phủ bảo vệ đất, chống xói mòn, sạt lở, phủ xanh đất trống đồi trọc và có tác dụng lưu trữ nước mưa, tạo nước ngầm và hạn chế mưa lũ cho các vùng đồng bằng, đóng vai trò như rừng phòng hộ và làm đẹp cảnh quan thu hút đông đảo khách

du lịch đến thăm quan, chụp ảnh, mua hàng hóa

1.2.2 Một số loại bệnh hại trên cây cam

Trong ngành nông nghiệp, bệnh cây là nguyên nhân chính làm suy giảm năng suất, từ đó gây thiệt hại nền kinh tế của quốc gia Các tác nhân gây bệnh thực vật có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến cây trồng, làm thiệt hại kinh tế ước tính khoảng 40 tỷ USD trên toàn thế giới (Syed và cs, 2018) Cây có múi có thể bị tấn công bởi trên 150 tác nhân gây bệnh, trong đó các loại bệnh gây ra bởi nấm, sinh vật nhân sơ, tuyến trùng, virus có tiềm năng nhất làm thu hẹp sản lượng các vườn cam, từ đó làm ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất và chất lượng của cam thương phẩm (Gopal và cs, 2014)

1.2.2.1 Bệnh do nấm

Nấm gây hại là một trong những yếu tố giới hạn chính đối với sản xuất cây

có múi trên toàn thế giới ở tất cả các giai đoạn phát triển của cây, làm giảm năng

suất sau thu hoạch đến 25% (Bahri và cs, 2019) Một số bệnh hại nghiêm trọng trên cây cam do nấm gây ra bao gồm bệnh trên thân, lá và cành cam như bệnh thán thư, ghẻ sẹo, vết dầu loang, phấn trắng và các bệnh gây thối rễ

Dựa vào mức độ ảnh hưởng đến kinh tế, nấm Colletotrichum được xếp vào

danh sách một trong 10 nhĩm nấm ký sinh thực vật nghiêm trọng nhất trên thế giới, gây nguy hại đến hầu hết các loại cây trồng (Dean và cs, 2012) Nấm

Colletotrichum gloeosporioides là nguyên nhân chính gây bệnh thán thư

(Anthracnose) trên cây cĩ múi, làm giảm đáng kể năng suất và hiệu quả kinh tế Bệnh được mơ tả lần đầu tiên ở Bồ Đào Nha, sau đĩ đến các quốc gia Địa Trung Hải khác như Ý, Tây Ban Nha, Serbia, Montenegro và Tunisia, một số nước ở châu

Á, châu Phi, Mỹ La-tinh (Bahri và cs, 2019) Cĩ 3 loại bệnh thán thư trên cây cĩ múi bao gồm thán thư làm rụng hoa, thán thư trên chanh và thán thư sau thu hoạch (Nguyễn Văn Nga và Cao Văn Chí, 2003) Bệnh thán thư làm rụng hoa xảy ra trên tất cả các giống cây cĩ múi và gây thiệt hại nghiêm trọng Trên lá cĩ vết bệnh màu vàng nâu, hơi trịn, bệnh nặng vết bệnh lớn dần, cĩ nhiều vịng trịn đồng tâm, xung quanh cĩ viền nâu đậm, ở giữa màu vàng nhạt, bề mặt cĩ những chấm đen nhỏ li ti

là các ổ nấm Nhiều vết bệnh liên kết làm lá bị cháy, rụng sớm Các đốm bệnh cĩ màu nâu cam trên cánh hoa, làm rụng hoa để lại cuống, đài hoa Xuất hiện đốm trịn nhỏ vàng nhạt trên trái, vỏ sần sùi, hơi lõm, nặng thì quả bị nứt, chảy nhựa, thối, cành non héo khơ Nấm gây bệnh cĩ thể dễ dàng lan truyền từ cây bệnh sang cây khỏe nhờ mưa, giĩ và cơn trùng

Bệnh ghẻ sẹo (Citrus scab) trên cây cĩ múi do nấm Elsinoë fawcettii và E australis, trong đĩ nấm túi E fawcettii là tác nhân phổ biến ở trên thế giới bao gồm

cả Việt Nam (Gopal và cs, 2014) Bệnh cĩ phân bố ở rất nhiều nước trên thế giới (ngoại trừ châu Âu), nơi cĩ điều kiện thời tiết phù hợp bao gồm thời tiết nĩng ẩm lượng mưa tương đối cao, đất ẩm và thấp, các cây mọc sát nhau và thiếu ánh sáng

Ở những khu vực cĩ khí hậu khơ và lượng mưa hàng năm thấp (<1300 mm) thì bệnh ghẻ sẹo khơng phải là vấn đề đáng quan ngại Bệnh gây hại trên lá, quả và cành cĩ những nốt nổi gồ ghề màu nâu Mặt dưới lá cĩ những vết trịn nhơ màu

vàng rơm, nâu nhạt, nhiều vết liên kết lại thành từng mảng lớn làm lá bị nhăn nheo, biến dạng, mặt trên của lá có những nốt ghẻ nhỏ cao hơn bề mặt lá, cành non và quả

có vết bệnh tương tự Do lá cây bị biến dạng làm ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của cây, từ đó làm cây sinh trưởng và phát triển kém, cằn cỗi; cây non có thể bị lùn nếu nhiễm bệnh nặng

Đốm dầu (Greasy Spot) là bệnh phổ biến trên cây có múi trồng ở vùng nhiệt

đới và cận nhiệt do nấm Mycoshaerella citri gây ra Các bào tử nấm xâm nhập vào

mô cây thông qua khí khổng ở mặt dưới của lá Sau khi xâm nhập, nấm phát triển chậm trong vòng một vài tháng làm tế bào sưng lên rồi vỡ ra Triệu chứng ban đầu

là những đốm trong nhỏ ở mặt dưới của lá sau đó chuyển sang màu vàng đến nâu sẫm sau đó chuyển đen Các đốm bệnh này phát triển rộng hơn chúng có màu nâu sáng, bóng và hơi khô, bệnh nặng làm rụng lá do diệp lục không phát triển, từ đó gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây Bệnh thường xảy ra trong mùa mưa, đặc biệt là cuối mùa mưa và khi cây ở giai đoạn lá non, bào tử nấm phát tán nhờ mưa và gió Mặc dù bệnh không làm ảnh hưởng đến chất lượng quả, nhưng trên vỏ quả xuất hiện nhiều vết dầu loang, làm tăng tỷ lệ quả bị loại do không đạt yêu cầu về thẩm mỹ từ 5-10% mỗi năm (Mondal & Timmer, 2006)

Bệnh phấn trắng (Powdery mildew) xuất hiện ở tất cả các giống cây có múi, trong đó giống dễ bị nhiễm bệnh gồm cam ngọt và quýt Bệnh phát triển mạnh trong điều kiện thời tiết có độ ẩm cao, mưa nhiều, thiếu ánh nắng, phổ biến ở một số vùng của châu Á bao gồm Đông Nam Á, Trung và Nam Mỹ, Uganda, Israel, Cộng hòa

Honduras và Antigua Bệnh do nấm Oidium tingitanium và Oidium citri gây hại

trên cành lộc non, lá, hoa và quả non (Baiswar và cs, 2015) Trên bề mặt các bộ phận của cây bị bệnh xuất hiện những đám phấn màu trắng, lá non chuyển sang màu xanh xám nhạt, lá và chồi bị biến dạng, chồi non có thể khô héo và chết Cây bị nhiễm bệnh nặng làm rụng lá, chết cành, hoa và quả non bị rụng sớm, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng của cây, tăng các chi phí để quản

lý bệnh hại Ở Việt Nam, bệnh phấn trắng có thể làm giảm năng suất đến 80% ở những vườn quýt không được kiểm soát (Ray, 2017) Bệnh này lây lan rất nhanh

thông qua mưa, gió, các công cụ lao động và con người, đặc biệt là do quá trình vận chuyển các vật liệu sử dụng trong canh tác cam

Hệ thống rễ cây có múi dễ bị tấn công bởi các loại nấm có phát sinh từ đất hoặc những sinh vật tương tự nấm Trong đó, bệnh thối rễ phổ biến và quan trọng

nhất gây ra bởi các chi Pythium và Phytophthora thuộc lớp Oomycetes trong giới Chromista Phytophthora là một loài ký sinh tương tự nấm nhưng không phải nấm

thực sự (Oomycetes là một nhóm VSV nhân thực, sản sinh ra các sợi nấm không vách ngăn, liên quan chặt chẽ với tảo nâu và tảo cát), phát triển mạnh ở những vùng

đất ẩm và nước tự do gần rễ cây Có trên 100 loài thuộc chi Phytophthora gây hại cho thực vật, trong đó loài P parasitica và P citricola là những loài gây bệnh chính

ở các vùng trồng cây có múi trên thế giới (Goulin và cs, 2019) Chúng xâm nhiễm vào rễ cây thông qua các vết thương và vết nứt trên vỏ rễ và phần gốc cây, cách mặt đất khoảng 20-30 cm trở xuống cổ rễ và phần rễ Bệnh này xảy ra chủ yếu trên cây trưởng thành Giai đoạn đầu, bệnh mới phát sinh ở vị trí bị tổn thương và có hiện tượng chảy nhựa (chảy gôm) Ở phần gỗ bị xâm nhiễm có màu xám và nhìn thấy những mạch sợi đen hoặc nâu chạy dọc theo thớ gỗ Ở mức độ nhẹ, cây bị vàng úa, sinh trưởng kém, một phần hệ thống rễ bị thối Nếu bị nặng, lớp vỏ ngoài bị thối rữa giống như bị luộc nước sôi và rất dễ bị tuột khỏi thân cây, phần gỗ bên trong có màu đen xám, cây có thể bị chết nhanh chóng Bệnh chảy gôm có mặt ở tất cả các vùng trồng cam trên thế giới và làm giảm từ 10 đến 30% năng suất hàng năm (Mounde và cs, 2009) Theo Tian và cs (2018), ở những cây cam nhiễm nấm

Phytophthora parasitica, chiều cao cây, đường kính thân, số lượng lá, sinh khối

thân và rễ giảm đáng kể (Tian và cs, 2018) Ở những quả bị bệnh (thường những quả gần mặt đất), sau khi thu hoạch, quả bị nhiễm bệnh có thể làm nhiễm sang những quả bình thường trong quá trình bảo quản và vận chuyển (Dreistadt, 2012)

Bệnh thối rễ khô ở cây có múi đã được báo cáo ở nhiều khu vực trên thế giới bao gồm châu Á, Úc, California (Mỹ) và Nam Phi Nhiều loại nấm đã được phân

lập từ vùng rễ cây bị ảnh hưởng bởi bệnh thối rễ khô, bao gồm cả Coprinus micaceus và Diaporthe citri, nhưng Fusarium spp có mặt phổ biến với nhiều mầm

bệnh khác nhau Cây bưởi bị nhiễm F solani trên gốc ghép cam chua mọc ở

Mission, Texas cho thấy các triệu chứng nghiêm trọng của bệnh héo, chết chậm, héo lá và rụng lá, rễ bị đổi màu và hoại tử rễ, thân chuyển màu tím và sự tàn lụi của tán cây Các cây cam con trên gốc ghép không có khả năng chống lại sự xâm nhiễm

của nấm F solani (Kunta và cs, 2015) Nấm Fusarium là một trong những nguyên

nhân chính gây bệnh chết chậm trên cây có múi Chúng có thể tồn tại trong đất trong một thời gian dài mặc dù không có thực vật chủ Sau khi nảy mầm và ký sinh trên rễ cây chủ, nấm xâm nhập vào hệ thống mạch dẫn và thông qua mạch gỗ chúng

có thể nhanh chóng xâm chiếm vật chủ do đó kích thích các triệu chứng đặc trưng (Roncero và cs, 2003) Ở Việt Nam, có nhiều nghiên cứu đã chứng minh tác nhân

gây bệnh vàng lá, rụng lá (thối rễ) của cây cam Ngọt (Citrus sinensis) và quít Tiều (Citrus reticulata), cam Soàn (C sinensis), chanh Tàu (C lemon), bưởi (C maxima)

và cây chanh Volka (C volkameriana) là do nấm Fusarium solani và Phytophthora palmivora (Nguyễn Văn Hòa và cs, 2013; Dương Minh và cs, 2003)

1.2.2.2 Bệnh do vi khuẩn

Các bệnh do vi khuẩn gây ra mối đe dọa thường trực đối với canh tác cây

có múi, tác động tiêu cực đến kinh tế ở các khu vực trồng cam trên thế giới Trong

đó, các bệnh vàng lá Greening và bệnh loét gây suy giảm năng suất đáng kể (Mendoca và cs, 2017)

Bệnh vàng lá Greening (Huanglongbing) gây hại phổ biến nhất trên cây cam, được tìm thấy tại các vườn cây có múi ở hơn 40 quốc gia trên toàn thế giới bao gồm

cả Việt Nam Bệnh được báo cáo lần đầu tiên năm 1919 ở Trung Quốc, sau đó lan rộng ra các khu vực Đông Nam Á, Ấn Độ, Nam Phi, châu Mỹ Bệnh gây ra do vi

khuẩn Gram âm thuộc nhóm α-Proteobacteria, gồm 3 loài chính là Asiaticus, Africanus và Americanus Bệnh phụ thuộc vào điều kiện môi trường và vectơ truyền bệnh, trong đó loài Asiaticus (Liberobacter asiaticus) gây hại chủ yếu ở khu vực châu Á, loài Africanus (Liberobacter africanus) gây hại ở Nam Phi và Americanus (Liberobacter americanus) gây hại ở các quốc gia Nam Mỹ (Iftikhar và cs, 2016)

Vi khuẩn này kí sinh trên mạch rây và tấn công hệ thống mạch dẫn, gây cản trở và

làm giảm đáng kể khả năng vận chuyển nước và dinh dưỡng của cây cam Rầy

chổng cánh (Diaphorina citri) là một trong những vecto truyền bệnh vàng lá

Greening, vì vậy những khu vực nào có điều kiện thích hợp cho loài này phát triển thì bệnh sẽ lây lan một cách nhanh chóng (Iftikhar và cs, 2016) Triệu chứng điển hình của bệnh bao gồm: lá có kích thước nhỏ hơn, biến vàng, gân lá xanh, tán lá không đều, cành khô, cây ra hoa nhiều và ra quả trái vụ nhưng dễ rụng; quả nhỏ, chai, lệch tâm, hạt thui đen, không phát triển; hệ thống rễ bị thối nhiều Trung bình, bệnh này có thể làm giảm năng suất từ 30% đến 100%, giảm vòng đời của cây cam xuống còn 7-10 năm phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của bệnh (Iftikhar và cs, 2016) Bệnh vàng lá Greening được đánh giá là bệnh gây ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến ngành trồng cam quýt ở Florida, ước tính lên đến vài tỷ USD (Bhargava & Srivastava, 2013)

Vi khuẩn Xanthomonas citri là nguyên nhân chính gây bệnh loét (Citrus

canker) ở các vườn cam trên thế giới, đặc biệt là ở châu Á (Villamizar & Caicedo, 2019) Bệnh này có nguồn gốc từ các khu vực nhiệt đới ở châu Á và lây lan đến các vùng khác thông qua ghép cây Trong thập kỷ qua, bệnh đã phát triển một cách nhanh chóng và đã tìm thấy ở trên 30 quốc gia ở Châu Á, các đảo thuộc Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương, Nam Mỹ và Đông Nam Hoa Kỳ (Hình 1.2) (Das, 2002; Gottwald và cs, 2002) Trên 98% khu vực trồng cây có múi ở Florida, Mỹ đã được ghi nhận có sự xuất hiện của bệnh loét, làm ảnh hưởng đến gần 17 nghìn cây cam Từ năm 1995 đến 2005, Chính phủ tại đây phải chi trên 1,3 tỷ USD để phòng trừ và khắc phục hậu quả do bệnh loét gây ra (Goleman và cs, 2009) Bệnh cũng đã gây thiệt hại khoảng 70 triệu USD ở riêng Queensland, Australia (Gambley và cs, 2009) Bệnh loét gây hại nặng tất cả thời kỳ sinh trưởng của cây cam quýt nếu không được phòng trừ tốt Triệu chứng của bệnh bao gồm: trên mặt lá xuất hiện vết bệnh màu nâu, lốm đốm hoặc dày đặc, viền lá vàng sáng; trên cành có các đám sần sùi như ghẻ lở màu vàng hoặc nâu, nếu nhiều vết bệnh có thể bị khô và chết Bệnh tấn công quả từ lúc còn nhỏ, gây hỏng vỏ, nứt, chảy nhựa, vàng trái, chai thịt quả, bệnh nặng làm rụng quả

Hình 1.2 Phân bố của bệnh loét trên cây có múi trên thế giới (Gottwald và cs, 2002) 1.2.2.4 Bệnh do tuyến trùng

Tuyến trùng (Nematodes) là những động vật không xương sống thuộc ngành giun tròn, được đánh giá là một trong các nhóm động vật đa dạng và phong phú nhất trên hành tinh do giới hạn sinh thái rộng Cho đến nay, trên 28.000 loài tuyến trùng đã được mô tả, trong đó có khoảng 4.105 loài tuyến trùng ký sinh thực vật (Hugot và cs, 2001; Khan, 2015) Trong lĩnh vực sâu bệnh hại, tuyến trùng được đánh giá là một trong 3 nhóm đối tượng gây hại quan trong ở thực vật cùng với sâu bệnh và VSV gây bệnh (Nguyễn Ngọc Châu, 2003) Mức thiệt hại trung bình hàng năm do tuyến trùng ký sinh thực vật làm mất năng suất lên đến 12,3% tương đương

157 tỷ USD (Mhatre và cs, 2019)

Tuyến trùng ký sinh thực vật được biết đến là một trong những nguyên nhân gây bệnh chết chậm trên các loại cây ăn quả, cây công nghiệp lâu năm (Spaull và cs, 2017) Tuyến trùng có mặt trong tất cả các loại đất ở các khu vực trồng cây có múi trên toàn thế giới, làm giảm năng suất từ 30-50% ở các vườn cam chanh (Duncan, 2018) Cho đến nay, trên thế giới đã ghi nhận có ít nhất 21 giống tuyến trùng ký

sinh trên cây có múi bao gồm Tylenchulus, Radopholus, Pratylenchus,

Meloidogyne, Xiphinema, Rotylenchulus, Helicotylenchus, Criconemella, Discocriconemella, Trichodorus, Paratrichodorus, Hemicycliophora, Calcosia, Hemicriconemoides, Belonolaimus, Tylenchorhynchus, Longidorella, Scutellonema, Hoplolaimus, Aphelenchus và Diphtherophora (Duncan, 2018; Edongali & El-

Majberi, 1988; Eisvand và cs, 2019; Spaull và cs, 2017; Nguyễn Vũ Thanh, 2002; Thomas & Nischwitz, 2018; Verdejo-Lucas & McKenry, 2004) Tùy thuộc vào mức

độ gây hại của tuyến trùng mà cây biểu hiện ra các triệu chứng khác nhau Tác động lớn nhất của tuyến trùng ký sinh thực vật đến cây có múi là làm giảm kích thước quả, dẫn đến giảm giá thành sản phẩm Kích thước lá cây giảm, có màu vàng giống triệu chứng thiếu kẽm, giảm số lượng lá cây, tán cây mỏng Rễ của những cây bị nhiễm bệnh thường bị khô, có chấm đen trên rễ, có thể có khối lượng nặng hơn so với rễ cây khỏe mạnh, đôi khi có lớp nhày trên rễ do màng gelatin của tuyến trùng cái trên bề mặt rễ (Spaull và cs, 2017)

Trong số các loài tuyến trùng ký sinh trên cây cam, Tylenchulus semipenetrans là loài gây hại phổ biến và nghiêm trọng nhất, lên đến 90% diện tích

đất trồng cam ở Texas, Arizona nước Mỹ, làm giảm năng suất tới 50%, có những vùng ở California và Florida lên đến 50-60% (Thomas & Nischwitz, 2018) Cohn (1972) đã ước tính thiệt hại của cam quýt trên toàn thế giới do tuyến trùng

T semipenetrans là 8,7-12,2% (Cohn, 1972) Theo nghiên cứu của Baines và Clarke sau 18 tháng, cây cam Valencia bị nhiễm tuyến trùng T semipenetrans có đường kính

thân nhỏ hơn 35% so với cây bình thường, cam Campbell Valencia phát triển trên gốc cam ngọt Koetheni có kích thước tán chỉ bằng một nửa so với cây được kiểm soát tuyến trùng (Baines và cs, 1948)

Ngưỡng gây ảnh hưởng đến thực vật chủ của tuyến trùng phụ thuộc vào một

số yếu tố bao gồm loại đất, gốc ghép, các bệnh khác và các biện pháp quản lý

Ngưỡng gây hại của tuyến trùng T semipenetrans đến các vườn cam là 10.000 cá

thể J2/250 g đất hoặc 1.000 cá thể cái/10g rễ tươi (Ray, 2017; Spaull và cs, 2017) Quá trình bùng phát thành dịch do tuyến trùng ký sinh tại vùng rễ gây bệnh thối rễ ở cây, tăng nguy cơ xâm lấn của các loài nấm bệnh khác, giảm sự hút thu dinh dưỡng làm cây còi cọc, chết dần hàng loạt Khi ký sinh trên cây chủ, tuyến trùng đã tạo các

vết thương trên rễ cây mở đường cho nấm, vi khuẩn và các tác nhân gây bệnh khác

xâm nhập Sự có mặt của cả nấm Fusarium semitectum, Fusarium oxyporum và Fusarium solani làm tăng mức độ gây hại của tuyến trùng T semipenetrans đối với

cây cam (Nguyễn Ngọc Châu, 2003; Safdar và cs, 2013)

Đặc điểm sinh học của loài tuyến trùng T semipenetrans

Cơ thể con cái chưa trưởng thành của loài T semipenetrans có dạng giun

thuôn dài, vùng môi tròn tù, không phân biệt đường viền cơ thể, kim hút có chiều dài từ 12-15µm, vulva nằm gần phía đuôi với thành dày, lỗ bài tiết nằm phía trước vulva ở vị trí 76-84% chiều dài cơ thể, mút đuôi tròn tù Cơ thể con cái trưởng thành phình to không cân đối, lỗ bài tiết nằm vị trí 80-85% chiều dài cơ thể Con đực cơ thể có dạng hình giun thuôn dài, không có vùng bên, thực quản và kim hút tiêu giảm, diều sau tách biệt với lỗ ruột, lỗ bài tiết nằm phía sau cơ thể, cánh đuôi không có (Nguyễn Ngọc Châu, 2003)

Vòng đời của tuyến trùng T semipenetrans bao gồm 6 giai đoạn: trứng, 4

giai đoạn ấu trùng (J1-J4) và trưởng thành (Hình 1.3) Quá trình nở trứng thường liên quan chặt chẽ với các chất tiết ra từ thực vật Con cái trưởng thành đẻ trứng vào một túi gelatin tạo thành bọc trứng bao bọc phần bên ngoài của cơ thể con cái Ấu trùng tuổi 1 phát triển trong trứng và nở ra ngoài do sự kích thích của các chất tiết ra

từ rễ thực vật là ấu trùng tuổi 2 Chúng trải qua 3 lần lột xác trong đất và trở thành con trưởng thành non Khi gặp vật chủ, con cái non xâm nhập phần trước cơ thể vào

mô ngoài của rễ để dinh dưỡng và phình rộng ra phía sau cơ thể, cơ thể có dạng hình quả lê (Spaull và cs, 2017)

Các yếu tố trong môi trường đều có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến

sự phân bố và phát triển của tuyến trùng Tuyến trùng T semipenetrans phát triển

thuận lợi trong điều kiện nhiệt độ 25-29oC, độ ẩm khoảng 43%, đất có thành phần

cơ giới nhẹ (tỷ lệ cát:limon:sét là 48:35:17), độ chua của đất ≈ 7, ở độ sâu từ 0-15

cm (Nguyễn Ngọc Châu, 2003; Ardakani và cs, 2014) Bên cạnh đó, tích lũy các độc chất, thừa hoặc thiếu dinh dưỡng, suy thoái đất, mức độ đa dạng sinh học đất đều ảnh hưởng đến mật độ của tuyến trùng

Hình 1.3 Vòng đời của tuyến trùng T semipenetrans ký sinh trên rễ cây cam

(Spaull và cs, 2017)

1.3 Biện pháp sinh học trong phòng trừ bệnh hại cây cam

Các loại sâu và bệnh hại cây cam là nguyên nhân chính gây suy giảm nghiêm trọng năng suất và chất lượng cam thương phẩm, việc lạm dụng các loại hóa chất BVTV, đặc biệt là nhóm thuốc diệt nấm, trong phòng và điều trị bệnh cây đã diễn ra rất phổ biến Hậu quả là một lượng lớn các loại hóa chất dư thừa tích lũy trong đất, làm thoái hóa đất, giảm sức chống chịu của cây, gia tăng tình trạng sâu và bệnh dịch, tăng nguy cơ kháng thuốc của các loài gây hại, tiêu diệt các nhóm VSV có ích, làm hủy hoại môi trường, sức khỏe con người và hệ sinh thái Theo báo cáo của FAO-WHO và Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (2002), hầu hết các loại thực phẩm bao gồm cả hoa quả, rau, thịt gia cầm và các sản phẩm từ sữa đều chứa các hợp chất hữu cơ ô nhiễm khó phân hủy (POPs) (Schafer & Kegley, 2002)

Do những tác động tiêu cực của các hóa chất nông nghiệp, việc ứng dụng các phương pháp ít độc hại trong việc kiểm soát sâu bệnh hại, tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng phát triển cần được quan tâm nghiên cứu

Trong số các phương pháp thay thế, biện pháp sinh học là hướng phát triển bền vững và tốt nhất để phòng trừ bệnh hại và bảo vệ cây trồng do chi phí thấp, thân

thiện với môi trường, có tác động ổn định lâu dài và có thể hạn chế nguồn bệnh nhất

là bệnh có nguồn gốc từ đất Trong đó, các nhóm vi khuẩn liên quan đến thực vật được sử dụng như những tác nhân để phòng trừ sinh học, có khả năng làm giảm hoặc ức chế các quần thể gây hại như vi khuẩn, nấm và tuyến trùng, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của thực vật như là những phân bón sinh học Một số nhóm VSV vùng rễ được ghi nhận có thể kiểm soát bệnh hại gồm các vi khuẩn thuộc chi

Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Streptomyces và nấm Trichoderma, Paeciclomyces, Glomus,… (Abd-Elgawad và cs, 2010; Aboutorabi, 2018; Khan và

cs, 2004; Lê Thị Mai Linh và cs, 2015; Sikora & Kiewnick, 2006; Trương Thanh Thảo và cs, 2019) Dựa vào cơ chế tác động đến mầm bệnh, VSV đối kháng có thể được chia làm các nhóm: (1) Ký sinh trên tác nhân gây bệnh; (2) Sản sinh ra hoạt chất kháng sinh và (3) Sản sinh ra các enzym thủy phân Bên cạnh đó, các nhóm VSV hữu ích có thể giúp cây chống chịu lại với bệnh hại bằng cách thúc đẩy sự tăng trưởng của thực vật thông việc kích thích cơ chế tự bảo vệ của thực vật, sản xuất ra các phytohormone và huy động dinh dưỡng cho cây trồng (Hình 1.4)

Hình 1.4 Cơ chế phòng trừ các tác nhân gây hại của VSV hữu ích

1.3.1 Ký sinh trên tác nhân gây bệnh

Một số nhóm VSV được sử dụng như tác nhân phòng trừ sinh học triển vọng

do có khả năng ký sinh trực tiếp trên mầm bệnh Vi khuẩn Pasteuria penetrans ký sinh bắt buộc ở một số loài tuyến trùng thực vật như Meloidogyne spp và Pratylenchus spp., do đó làm giảm mật độ tuyến trùng Nấm Paecilomyces spp

được đánh giá cao về khả năng kiểm soát tuyến trùng do khả năng ký sinh trực tiếp lên trứng, ấu trùng và con cái Nấm phát triển thúc đẩy hình thành mạng lưới sợi nấm cùng với gelatin làm trứng và tuyến trùng bị mắc trên mạng lưới hoặc bị nhấn chìm Đồng thời, các sợi nấm có thể xâm nhập vào trong trứng và phá hủy các giai

đoạn phát triển phôi ở giai đoạn sớm (Ajrami, 2016) Nấm Oidium spp gây bệnh

phấn trắng trên nhiều cây trồng có thể bị ký sinh bởi một số loài VSV đối kháng

như Acremonium alternatum, Acrodontium crateriforme, Ampelomyces quisqualis, Cladosporium oxysporum và Gliocladium virens (Aboutorabi, 2018)

1.3.2 Sản sinh ra hoạt chất kháng sinh

Kháng sinh là các hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp được sản sinh bởi VSV, đóng vai trò quan trọng trong phòng trừ một số loài dịch hại bằng cách cạnh tranh hoặc ký sinh (Raguchander và cs, 2011) Một số nhóm vi khuẩn vùng rễ được báo cáo có thể sản xuất ra các kháng sinh để tiêu diệt các sinh vật gây hại, giúp tạo môi

trường thuận lợi để cây phát triển tốt hơn Trong đó, Pseudomonas spp và Bacillus

spp là những đại diện điển hình được xác định sản sinh ra các chất chuyển hóa thứ cấp kháng nấm và vi khuẩn như iturin A, surffactin, phenazines, pyrrolnitrin, 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG) và pyoluteorin (Aboutorabi, 2018; Rahman và cs, 2018) Theo Li và cs (2007), có khoảng 230 hoạt chất đã được phân lập từ trên 270 loài nấm gây bất hoạt tuyến trùng bao gồm alkaloit, hợp chất peptit, terpenoid, macrolit, heterocycle oxy,… (Li và cs, 2007) Theo Abd-Elgawad và cs (2010), vi khuẩn

Pseudomonas fluorescence và Bacillus subtilis làm giảm quần thể nấm Fusarium spp

và mật độ ấu trùng T semipenetrans trong đất trồng cam ở Ai Cập, đồng thời giúp tăng

năng suất (trên 90 kg/cây) hơn so với việc sử dụng thuốc hóa học Kocide và Carbofuran (80-85 kg/cây) (Abd-Elgawad và cs, 2010) Theo Siddiqui và Mahmood

(2001), sử dụng Azospirillium, Azotobacter, Rhizobium và nấm rễ Glomus sp làm giảm đáng kể sần rễ do tuyến trùng Meloidogyne javanica gây ra (Siddiqui & Mahmood, 2001) Hai loại thuốc kháng sinh sản xuất từ nấm L squarrosulus có tác dụng ức chế nấm R lignosus và Mucor ramanninus (Mensah và cs, 2018)

1.3.3 Sản sinh các enzym thủy phân

Một trong những cơ chế giúp VSV tiêu diệt tác nhân gây bệnh là sản sinh ra các enzym thủy phân như chitinase, peroxidase, phenylalanine ammonia lyase, dehydrogenase, lipase, β-glucanase, protease và phospholipase Thành phần hóa học của thành tế bào vi khuẩn và nấm rất phức tạp bao gồm nhiều hợp chất khác nhau như peptidoglycan, polisaccarit, protein, lipoprotein, axit tecoic, lipoit, … Do đó, khi các đối kháng sản sinh enzym thủy phân sẽ phá hủy thành tế bào của vi khuẩn

và nấm, dẫn đến làm giảm số lượng của các tác nhân gây bệnh cây trồng Nấm

Trichoderma, Streptomyces và Paecilomyces tiết ra các enzym thủy phân hòa tan

thành tế bào của nấm, vi khuẩn và tuyến trùng, đồng thời ký sinh trực tiếp lên mầm bệnh (Ajrami, 2016; Syed và cs, 2018) Theo Insunza và cs (2002), 3 loài vi khuẩn

Stenotrophomonas maltophilia, Bacillus mycoides và Pseudomonas sp làm giảm quần thể tuyến trùng Trichodorus lên đến 56 – 74% do có khả năng sản sinh ra các enzym thủy phân và HCN (Insunza và cs, 2002) Dịch bào tử nấm Paecilomyces có

chứa các enzym thủy phân như chitinase và protease gây chết 99% ấu trùng

M incognita chỉ sau 2 ngày gây nhiễm (Abd-Elgawad và cs, 2010; Kader, 2008)

1.3.4 Thúc đẩy tăng trưởng thực vật

Rất nhiều loài vi khuẩn nội kí sinh, vi khuẩn sống tự do trong vùng rễ thực vật sử dụng các chất dinh dưỡng giải phóng từ cây chủ, và tiết ra các phytohormone

và siderophore, giúp thúc đẩy tăng trưởng thực vật Sự tương tác gián tiếp giữa vi khuẩn và thực vật làm tăng nguồn cung cấp dinh dưỡng cho sự phát triển của cây trồng, như cố định Nitơ khí quyển hoặc hòa tan photpho trong đất Vì vậy, thực vật phát triển một cách khỏe mạnh và tăng khả năng chống chịu của cây trồng đối với các stress môi trường, trong đó bao gồm cả các tác nhân gây bệnh

Các phytohormone sản sinh bởi nhóm vi khuẩn vùng rễ thúc đẩy tăng trưởng thực vật (PGPR-Plant growth promoting rhizobacteria) như auxin, axit axetic indole (IAA), gibberellin, cytokinin và một số hợp chất khác đóng vai trò quan trọng tương tác giữa vi khuẩn-thực vật, kích thích sự phân chia và kéo dài tế bào, phát triển mô,

từ đó ảnh hưởng tích cực đến sự phát triển và năng suất thực vật Theo báo cáo của

Ruanpanun và cs (2010), phytohormone sản xuất bởi xạ khuẩn Streptomyces sp làm giảm tỷ lệ nở trứng của tuyến trùng Meloidogyne incognita lên đến 33,1% và tăng

tỷ lệ chết của ấu trùng lên 82% so với đối chứng (Ruanpanun và cs, 2010)

Thực vật cần được cung cấp đầy đủ các dinh dưỡng thiết yếu để đảm bảo sự phát triển bình thường Tuy nhiên, các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng chủ yếu tồn tại ở dạng khó hòa tan mà cây trồng không thể sử dụng trực tiếp được

Do đó, sự hiện diện của các nhóm vi khuẩn giúp cố định Nitơ, hòa tan các khoáng chất đóng vai trò rất quan trọng đối với dinh dưỡng thực vật, ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật và hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu Một số vi khuẩn thuộc các chi

Paenibacillus, Bacillus và Pseudomonas vừa thúc đẩy tăng trưởng thực vật, vừa

làm giảm quần thể tuyến trùng trong vùng rễ (Mhatre và cs, 2019) Nấm rễ AMF có vai trò quan trọng đặc biệt đối với đời sống của cây chủ, đồng thời giúp hình thành liên kết và bảo vệ cấu trúc đất Mạng lưới hệ sợi nấm phát triển từ trong tế bào rễ của cây chủ kéo dài ra phía ngoài rễ ít nhất là 12 cm giúp mở rộng vùng tiếp xúc của rễ thực vật ra xa, ước tính tổng chiều dài hệ sợi nấm có thể lên đến 40-160 cm/g đất Do đó, AMF giúp cây chủ tăng cường khả năng hút nước và các chất dinh dưỡng khoáng, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu khi gặp điều kiện bất lợi như khô hạn hoặc độc chất, đồng thời giúp tăng khả năng chống chịu của cây đối với tuyến trùng (Hol & Cook, 2005; Ortas, 2012; Wu và cs, 2013)

1.3.5 Biện pháp cải tạo đất

Bên cạnh việc sử dụng trực tiếp các chủng VSV để phòng trừ các loại bệnh cây, các biện pháp cải tạo đất tạo môi trường thuận lợi cho thực vật các nhóm sinh vật đối kháng phát triển cũng được áp dụng phổ biến để phòng trừ bệnh hại phát sinh từ đất

Cải tạo đất bằng cách sử dụng các vật liệu hữu cơ như tàn dư thực vật, phân xanh, phân chuồng, … giúp bổ sung một lượng đáng kể các nhóm VSV vào trong đất, tạo điều kiện tăng cường hòa tan các chất dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng Sử

dụng phân chuồng ủ hoai mục làm giảm mật độ tuyến trùng Meloidogyne incognita

trong đất trồng hồ tiêu từ 45-60% so với đối chứng (Nguyễn Ngọc Châu, 2003) Theo Campell và cs (1994), bổ sung chất hữu cơ vào đất giúp kiểm soát bệnh thối rễ do

Thielaviopsis basicola gây ra (Campbell, 1994) Bổ sung một số chất thải có nguồn

gốc sinh học như chitin có thể kích thích các VSV phân hủy chitin, từ đó làm giảm giảm số lượng tuyến trùng (El-Sayed & Mahdy, 2015; Patel & Goyal, 2017)

1.4 Tình hình nghiên cứu tuyến trùng ký sinh thực vật ở Việt Nam

Nghiên cứu về tuyến trùng ở Việt Nam mới chỉ chính thức bắt đầu từ những năm 1970 ở một số trường đại học và trung tâm nghiên cứu như Trường Đại học Quốc gia, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh Vật, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Viện Bảo vệ Thực vật (Nguyễn Ngọc Châu, 2003) Các nghiên cứu tập trung vào xác định mức độ đa dạng về thành phần loài tuyến trùng thực vật và mức độ gây hại của chúng trên các loại cây trồng chính như lúa, ngô, cà phê, hồ tiêu, cây thuốc, rau màu Cho đến nay đã ghi nhận có 250 loài tuyến trùng ký sinh cây trồng ở Việt Nam, trong đó một số giống được xác định là ký sinh gây hại phổ biến trên nhiều

loại cây trồng như Meloidogyne, Pratylenchus, Radopholus, Rotylenchus, Helicotylenchus, Ditylenchus và Hirschamanniella (Nguyễn Ngọc Châu, 2003;

Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh, 1993) Theo Vũ Anh Tú và cs (2014) đã ghi nhận có 11 giống tuyến trùng thực vật ký sinh trong rễ và đất trồng cà phê

Easao ở tỉnh Gia Lai, trong đó giống gây hại chính là Meloidogyne spp và Pratylenchus spp (Vũ Anh Tú và cs, 2014) Nguyễn Hữu Tiền và cs (2013) đã ghi

nhận có 13 loài tuyến trùng ký sinh trên cây dược liệu ở Đông Triều, Quảng Ninh

Các nhóm tuyến trùng gây hại phổ biến và nghiêm trọng gồm Meloidogyne spp., Pratylenchus coffeae, P brachyurus, Helicotylenchus dihystera và R reniformis

(Nguyễn Hữu Tiền và cs, 2015) Những nghiên cứu về tuyến trùng trên cây có múi vẫn còn rất hạn chế Năm 1983, Nguyễn Bá Khương đã phát hiện 8 giống tuyến

trùng ký sinh trên cây cam (Khuong, 1983) Đến năm 2002, Nguyễn Vũ Thanh ghi

nhận có 34 loài tuyến trùng trên cây cam ngọt (Citrus sinensis), trong đó các loài Tylenchulus semipenetrans, Pratylenchus spp., Meloidogyne spp., và Xiphinema

spp là những mối nguy hiểm thật sự đối với sản xuất cam (Nguyễn Vũ Thanh, 2002) Mức độ gây hại của loài này đối với cây chủ tăng lên khi có mặt các mầm

bệnh khác như Cylindrocladium crotalariae, Fusarium spp., Verticillium spp

(Nguyễn Ngọc Châu, 2003)

Đối với một số cây trồng như cà phê, hồ tiêu, cây dược liệu, … tuyến trùng

ký sinh thực vật là mối đe dọa nghiệm trọng Vì vậy, cần phải đưa ra các biện pháp

để phòng trừ tuyến trùng, làm giảm thiểu tác hại của chúng gây ra đối với cây chủ

Do những tác động tiêu cực của các biện pháp hóa học đến an toàn thực phẩm, sức khỏe con người và chất lượng môi trường, các biện pháp thay thể đã được tập trung nghiên cứu và phát triển Nhờ khả năng sản sinh ra các độc tố, một số loại cây trồng

và cây hoang dại được sử dụng làm thuốc thảo mộc trong phòng trừ tuyến trùng Các chế phẩm HBJ và LBJ sản xuất từ bột quả cà bột lá cây sầu đâu rừng có thể phòng trừ tuyến trùng từ 75-98% (Nguyễn Ngọc Châu, 2003; Nguyễn Ngọc Châu

và Nguyễn Vũ Thanh, 1993) Ở nồng độ 2%, thuốc thảo mộc Sông Lam chiết xuất

từ vỏ mãng cầu xiêm làm giảm mật độ của các giống tuyến trùng Meloidogyne, Pratylenchus, Paratrichodorus, Rotylenchus, Hemicriconemoides và

Tylenchorhynchus từ 85-95% sau 7 ngày xử lý (Nguyễn Ngọc Châu và Trịnh Quang

Pháp, 2005) Tuy nhiên, việc sử dụng các loại thuốc thảo mộc có hiệu lực thấp, nguồn nguyên liệu hạn chế, giá thành cao, do đó khả năng áp dụng còn hạn chế

Sử dụng các vi sinh vật đối kháng có nguồn gốc từ đất như nấm, vi khuẩn và

xạ khuẩn được xem như là phương pháp phòng trừ tuyến trùng có triển vọng và tiềm năng áp dụng vào thực tế cao Một số kết quả điều tra bước đầu cho thấy có

trên 20 loài tuyến trùng trong tự nhiên bị nhiễm vi khuẩn Pasteuria penetrans Loài này làm giảm mật độ quần thể tuyến trùng Meloidogyne trong chậu đến 99% trong 3

tuần (Nguyễn Ngọc Châu, 2003) Theo Nguyễn Văn Dũng và cs (2016), sử dụng 2

chế phẩm K-18 và SH-BV1 có thành phần gồm thảo mộc, enzym thủy phân và các loài nấm đối kháng làm giảm mật độ tuyến trùng hại cà rốt ở Hải Dương và Lâm Đồng từ 68-78% (Nguyễn Văn Dũng và cs, 2016) Lê Thị Mai Linh và cs (2017) đã

nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn Lysobacter antibioticus đến tuyến trùng sần rễ Melodogyne incognita trong điều kiện phòng thí nghiệm Dịch chiết vi khuẩn

L antibioticus làm giảm số lượng tuyến trùng M incognita từ 32,1% đến 53,3% sau

120 theo dõi Trong khi đó, kháng sinh 4-HYDROXYLPHENYLACETIC

(4-HPAA) sản sinh trong quá trình nhân nuôi vi khuẩn L antibioticus ảnh hưởng rất lớn đối với tuyến trùng M incognita, tỷ lệ nở trứng chỉ đạt 11,8% và tỷ lệ chết của

ấu trùng đạt trên 90% ở nồng độ 2,5 mg/ml (Lê Thị Mai Linh và cs, 2017) Enzym chitinase được sản sinh ra từ hàng loạt các loài sinh vật bao gồm nấm, vi khuẩn, virus, xạ khuẩn, côn trùng, động và thực vật Khả năng phòng trừ tuyến trùng của enzym này đã được chứng minh bởi các nghiên cứu trong và ngoài nước Theo

Nguyễn Thị Duyên (2019), các nấm Paecilomyces sp và Lentinus squarrosulus sản sinh ra enzym chitinase làm giảm mật độ của tuyến trùng Pratylenchus penetrans và Meloidogyne incognita trong điều kiện phòng thí nghiệm lên đến 94% sau 168h

quan sát Như vậy, việc sử dụng các chất chiết từ sinh vật đối kháng có tiềm năng thương mại hóa do khả năng phòng trừ tốt (Nguyễn Thị Duyên, 2019)

Ngoài ra, có thể sử dụng các nhóm VSV hữu ích trong đất để thúc đẩy tăng trưởng thực vật, từ đó tăng sức chống chịu của cây đối với tuyến trùng Chế phẩm

EM được đưa vào Việt Nam từ năm 1997, nhiều cơ sở sản xuất, nghiên cứu và thử nghiệm ứng dụng trong nhiều lĩnh vực Trong chế phẩm EM bao gồm tập hợp các VSV kỵ khí và hiếu khí, chúng tạo ra một hệ thống vi sinh thái, cộng sinh với nhau,

có tác dụng hỗ trợ lẫn nhau, thúc đẩy sự phát triển của thực vật Sử dụng chế phẩm EMINA cho cây khoai tây làm tăng năng suất từ 4,8 đến 22,2%, giảm bệnh vàng lá

do nấm Fusarium sp (Nguyễn Quang Thạch, 2010) Mối quan hệ cộng sinh của loài

AMF với thực vật chủ đóng vai trò quan trọng giúp cây trồng phát triển thuận lợi Nguyễn Thị Kim Liên và cs (2012) đã phân lập được 16 loài AMF ở mẫu đất và rễ

cam ở vùng trồng cam tại Quỳ Hợp, Nghệ An thuộc 6 chi 6 chi Acaulospora,

Entrophospora, Glomus, Sclerocystic, Glomites và Gigaspora (Nguyễn Thị Kim

Liên và cs, 2012)

Như vậy, nghiên cứu tuyến trùng ký sinh thực vật ở Việt Nam chủ yếu chỉ

dừng lại ở việc xác định thành phần loài Đã có những nghiên cứu để phòng trừ

tuyến trùng thực vật, tuy nhiên tập trung nghiên cứu vào giống gây hại cho nhiều

loại cây trồng như Meloidogyne spp và Pratylenchus spp Những nghiên cứu về

tuyến trùng ký sinh trên cây cam vẫn còn rất hạn chế và được thực hiện từ khá lâu

trước đây (từ năm 2002) Bên cạnh đó, vẫn chưa có nghiên cứu nào về phòng trừ

tuyến trùng T semipenetrans – loài gây hại chủ yếu cho các vườn cây có múi

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Tuyến trùng thực vật ký sinh trong vùng rễ cây cam được trồng tại vùng

trồng cam Cao Phong, Hòa Bình, trong đó tập trung vào loài T semipenetrans

- Đất nghiên cứu là đất xám Feralit (Ferralic Acrisols), có độ dày tầng đất trung bình 1,5 đến trên 2 m

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu: Các vườn trồng cam có thời gian canh tác từ 1 đến 20

năm nằm trên địa bàn huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình Khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, có mùa đông lạnh, nhiệt độ trung bình 23,5oC, độ ẩm tương đối trung bình 85% Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.700 mm

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 1 năm 2016 đến hết tháng 12 năm 2019

2.2 Nội dung nghiên cứu

1) Điều tra tình trạng bệnh hại cam ở các vườn trồng cam tại huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình;

2) Nghiên cứu xác định thành thành phần tuyến trùng ký sinh thực vật và một

số tính chất cơ bản của đất để làm cơ sở xác định biểu hiện thoái hóa chất lượng đất trồng cam tại vùng nghiên cứu;

3) Nghiên cứu hiệu quả của một số chế phẩm sinh học trong phòng trừ tuyến

trùng T semipenetrans ở điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới nhằm đề xuất

được loại chế phẩm sinh học và nồng độ tối ưu để phòng trừ tuyến trùng

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu, thông tin

Các tài liệu, thông tin được thu thập, tổng hợp và xử lý từ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước, qua sách, báo cáo, tạp chí khoa học có uy tín

2.3.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa và lấy mẫu nghiên cứu

Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Phỏng vấn trực tiếp các chủ vườn cam để thu thập thông tin về lịch sử hoạt động canh tác, các loại sâu bệnh hại và biện

pháp phòng trừ, các loại hóa chất BVTV sử dụng tại các vườn cam điều tra (Phiếu điều tra được trình bày trong phụ lục 1) Điều tra mức độ phổ biến và tỷ lệ bệnh hại trên cây cam theo phương pháp nghiên cứu Bảo vệ thực vật Tập 1 (Đặng Vũ Thị Thanh và Hà Minh Trung, 1997) Các triệu chứng bệnh được thu thập gồm; vàng lá (greening), loét cam, ghẻ sẹo, phấn trắng, thán thư, thối đầu trái, chảy gôm, tàn lụi, lở

cổ rễ, thối rễ trên toàn bộ diện tích vườn điều tra (Nhận diện triệu chứng bệnh theo tài liệu của Nguyễn Văn Nga và Cao Văn Chí, 2013)

Tỷ lệ bệnh (%) = Số cây bị bệnh

Tổng số cây điều tra ×100 Đánh giá mức độ phổ biến của bệnh theo thang 4 cấp sau (Lê Mai Nhất, 2014):

+ < 10% tổng số cây bị bệnh +++ > 25 – 50% tổng số cây bị bệnh ++ 11 - 25% tổng số cây bị bệnh ++++ > 50% tổng số cây bị bệnh Phương pháp lấy mẫu đất: Các mẫu đất được lấy theo phương pháp hỗn hợp,

ở mỗi gốc cam chọn 4 điểm cách đều nhau theo phương hình chiếu tán, bán kính cách gốc từ 1 đến 1,5 m tùy thuộc vào đường kính tán thực của mỗi cây Gạt xác thực vật ở bên trên đất bề mặt quanh vùng rễ (5 cm), tiến hành lấy mẫu đất ở độ sâu

từ 0 - 20 cm (nơi tập trung 80% rễ hút) Các mẫu đất được bảo quản trong túi nilon

có ghi đầy đủ thông tin về thời gian, địa điểm lấy mẫu Riêng mẫu đất dùng để phân tích tuyến trùng được bảo quản trong điều kiện lạnh (5 - 10oC) cho đến khi phân tích, tránh tác động trực tiếp của ánh nắng mặt trời (Nguyễn Ngọc Châu, 2003)

Hình 2.1 Sơ đồ khu vực lấy mẫu nghiên cứu tại Cao Phong, tỉnh Hòa Bình (a), và

hình ảnh vườn cam nghiên cứu (b)

(b)

2.3.3 Phương pháp phân tích tuyến trùng

Xác định thành phần và số lượng tuyến trùng ký sinh thực vật trong mẫu đất

và mẫu rễ được thực hiện tại Phòng Tuyến trùng, Viện Sinh thái và Tài Nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tách lọc tuyến trùng trong đất: Tuyến trùng trong đất được tách lọc bằng

phương pháp lọc tĩnh của Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh (1992) trên cơ

sở cải biên phương pháp lọc rây của Cobb (1918) (Nguyễn Ngọc Châu, 2003): Cân 250g đất cho vào xô nhựa chứa 2 lít nước, bóp vụn và khuấy đều Sử dụng rây lọc thô để loại bỏ sỏi nhỏ, cặn đất và rác hữu cơ Gạn lọc dung dịch đất có chứa tuyến trùng nhiều lần để loại bỏ hết các cấp hạt lớn, chỉ còn lại dịch tuyến trùng ở dạng huyền phù Sau đó, dịch tuyến trùng được lọc qua rây lọc có đường kính lỗ 40 μm, rửa bằng nước sạch, thu tuyến trùng phía trên rây lọc vào rây lọc tĩnh có kích thước

lỗ rây 63 μm Đặt rây lọc tĩnh vào đĩa petri nhựa 90 mm, điều chỉnh lượng nước cho phù hợp Sau khi lọc để lắng 48 giờ thu được dung dịch nước lắng trong đĩa petri để quan sát và đếm số lượng tuyến trùng thu được

Đếm số lượng tuyến trùng: Sau khi tách lọc, dung dịch chứa tuyến trùng

được đếm và tính số lượng trong đĩa đếm và đồng hồ đếm dưới kính hiển vi soi nổi Zeiss Nếu mẫu có ít tuyến trùng (<500 cá thể), đếm toàn bộ các cá thể trong đĩa Mẫu có 500-2.000 cá thể, sau khi lắc nhẹ cho dung dịch dàn đều, đếm số lượng tuyến trùng ở các ô theo đường chéo đĩa, sau đó nhân với tổng số ô trong đĩa Trong trường hợp mẫu có quá nhiều tuyến trùng, pha loãng mẫu trước khi đếm số lượng tuyến trùng

Cố định tuyến trùng: Tuyến trùng thu được được cố định bằng nhiệt ở nước

nóng từ 50 – 60oC, sau đó chuyển sang lọ nhựa và bảo quản trong dung dịch TAF (Nguyễn Ngọc Châu, 2003)

Làm trong tuyến trùng và lên tiêu bản cố định tuyến trùng: Để phục vụ cho

việc nghiên cứu lâu dài cần tiến hành xử lý và làm tiêu bản cố định tuyến trùng Trước khi xử lý mất nước cho mẫu tuyến trùng thì cố định tuyến trùng trong thời gian từ 4 - 5 ngày trong dung dịch TAF, sau đó cho vào glycerin theo phương pháp

bay hơi của Seinhorst: Gắp tuyến trùng đã được cố định sang đĩa thủy tinh lõm chứa dung dịch I (gồm cồn 96o, glycerin và nước cất với tỷ lệ 20:1:79) Đĩa thủy tinh được đậy nắp và đặt trong bình cồn 96oC, đặt bình cồn trong tủ ấm 40oC trong tối thiểu 12 giờ Sau đó, chuyển đĩa thủy tinh ra khỏi bình cồn, vẫn giữ trong tủ ấm và

mở 1/3 nắp đậy, bổ sung thêm dung dịch II (gồm cồn 96o và glycerin với tỷ lệ 95:5) với tần suất 3 giờ/lần, thực hiện trong 24 giờ Sau đó tiến hành lên tiêu bản cố định: Dùng ống đồng để khoang các vòng parafilm trên lam kính (Ф ≈ 10 mm), nhỏ 1 giọt glycerin ở giữa vòng parafilm, gắp tuyến trùng đã được làm trong vào giữa giọt parafilm, sắp xếp các cá thể tuyến trùng để đảm bảo không các thể nào xếp chồng lên nhau Đậy lamen, đặt lam kính trên thanh nhôm và đốt trên đèn cồn đến khi lamen gắn trên lam kính (Nguyễn Ngọc Châu, 2003)

Phân loại tuyến trùng: Tuyến trùng sau khi lên tiêu bản được đo vẽ trên kính

hiển vi ZEISS Primor Star và phân loại theo tài liệu của Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh (2000) và Siddiqi (2000)

Nhuộm tuyến trùng trên rễ thực vật: 5g mẫu rễ được nhuộm theo phương

pháp nhuộm tuyến trùng trong mô thực vật của Nguyễn Ngọc Châu (2003), sử dụng dung dịch axit fuchsin Tuyến trùng ký sinh trên rễ thực vật sau khi được nhuộm bắt màu đỏ còn mô thực vật không bắt màu và có thể dễ dàng quan sát tuyến trùng dưới kính hiển vi soi nổi độ phóng đại 40X (Nguyễn Ngọc Châu, 2003)

Hình 2.2 Quy trình phân tích tuyến trùng trong đất

2.3.4 Phương pháp phân tích một số tính chất đất

Một số tính chất đất nghiên cứu được phân tích tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Tài nguyên và Môi trường đất, Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Mẫu đất sau khi xử lý sơ bộ (phơi khô không khí và đồng nhất qua rây

1 mm) được sử dụng để xác định một số tính chất cơ bản của đất (Bảng 2.1)

Bảng 2.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu trong đất (Lê Văn Khoa và cs, 2001)

1 pHKCl

Tỷ lệ đất:KCl 1N là 1:2,5 Lắc 15 phút với tốc độ 150 vòng/phút, để yên 2 giờ và đo pH với máy pH meter Starer 3000, Ohaus, Mỹ

Phá mẫu bằng hỗn hợn dung dịch H2SO4 và HClO4, sau

đó xác định phốt pho theo so màu xanh molipđen trên máy so màu quang điện L-VIS-400

5 K2O ts

Phá mẫu bằng hỗn hợp dung dịch H2SO4 và HClO4, sau

đó xác định kali trong dung dịch bằng máy ICP-OES (PE 7300 V-ICP Perkin Elmer)

2+,

Mg2+

(meq/100 g đất) Phương pháp chuẩn độ trilon B

7 Cl

-(mg/kg đất)

2.3.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được thực hiện tại phòng Tuyến trùng học, viện Sinh Thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Mục đích của thí nghiệm: Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của một số chế

phẩm sinh học (Chitosan-Super, AMF, EM, AT+Ketomium) trong phòng trừ tuyến

trùng T semipenetrans

Vật liệu nghiên cứu

- Tuyến trùng Tylenchulus semipenetrans sử dụng trong thí nghiệm được phân

lập từ đất trồng cam theo phương pháp của Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh (1992) trên cơ sở cải biên phương pháp lọc rây của Cobb (1918)

- Đất sử dụng trong thí nghiệm là đất xám Feralit được lấy tại vườn trồng giống cam Xã Đoài 17 năm (chính là vườn lấy đất để thu mẫu tuyến trùng) trên địa bàn thị trấn Cao Phong, huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình Sau đó, đất mang về trường ĐHKHTN để xử lý trước khi trồng cây thí nghiệm bằng cách hấp khử trùng

ở 121ºC, trong 1 giờ để loại bỏ sinh vật trong đất

- Cây thí nghiệm được ươm từ hạt bưởi, giống bưởi đỏ Hòa Bình là giống cây bản địa khỏe mạnh chuyên được sử dụng làm gốc ghép các mắt cam, quýt trồng phổ biến ở Cao Phong Cây bưởi được ươm trong các bầu đất đã được khử trùng đến khi phát triển bộ rễ ổn định, chiều cao thân 13±1,4 cm, chiều rộng lá 23±5,8 mm (6 tháng) thì tiến hành gây nhiễm tuyến trùng

- Bốn loại chế phẩm sinh học đang được sử dụng phổ biến ở vùng trồng cam tại huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình, bao gồm:

+ Chế phẩm AMF chứa bào tử nấm rễ cộng sinh với họ cam quýt và một

số VSV đặc thù, được sản xuất tại Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, mật độ 109 bào tử/g chế phẩm

+ Chế phẩm EM (Viện Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc Gia Hà Nội) có

thành phần gồm Bacillus sp., Pseudomonas sp., Trichoderma harzianum và một số

sinh vật hữu hiệu khác Mật độ tế bào 109 CFU/ml chế phẩm

+ Chế phẩm Chitosan Super: Công ty cổ phần Jia Non-Biotech (VN) Trong chế phẩm có chứa chitosan và enzym chitinase

+ Chế phẩm AT+Ketomium (Viện Di truyền Nông nghiệp): Trong chế phẩm

chứa tổ hợp của 22 chủng Chaetomium Mật độ tế bào 1,5x106 CFU/ml chế phẩm

Thí nghiệm 1: Thí nghiệm đánh giá khả năng tiêu diệt tuyến trùng

T semipenetrans của chế phẩm EM và Chitosan-Super trong điều kiện phòng thí

nghiệm dựa theo phương pháp được mô tả bởi Pau và cs (Pau và cs, 2012) có hiệu chỉnh Hai loại chế phẩm AMF và AT+Ketomium không tiến hành thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm do các chủng VSV cần được bổ sung vào đất với thời gian đủ dài mới xâm nhiễm vào vùng rễ và sản sinh ra các hoạt chất sinh học để kiểm soát tuyến trùng

Thí nghiệm được tiến hành theo 5 công thức tương ứng với 5 nồng độ chế phẩm khác nhau Đối với chế phẩm EM, mật độ tế bào thử nghiệm là 1,5×105; 3×105; 6×105; 9×105; 1,2×106 (CFU/ml); nồng độ Chitosan-Super là 1, 2, 4, 6 và 8 (%) Bổ sung chế phẩm ở các nồng độ khác nhau vào đĩa petri đường kính 35 mm có chứa

200 ấu trùng T semipenetrans Theo dõi tỷ lệ chết của ấu trùng sau 24, 48, 72 và 96

(giờ) bằng kính hiển vi soi nổi Carl Zeiss Duy trì nhiệt độ của các CTTN trong tủ định ôn ở t = 25ºC Công thức đối chứng sử dụng nước cất vô trùng, mỗi CTTN lặp lại 3 lần

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình thử nghiệm chế phẩm sinh học trong phòng thí nghiệm