Điều tra, phân lập nấm đạo ôn Pyricularia oryzae Cav. gây hại trên một số giống lúa ở Thừa Thiên Huế và kiểm tra tính gây bệnh

Một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng trên là do sự xuất hiện thường xuyên những thay đổi di truyền của nấm gây bệnh hình thành nên những dạng tính độc mới.. Về phân lập và kiểm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ MINH TRÍ

ĐIỀU TRA, PHÂN LẬP NẤM ĐẠO ÔN

PYRICULARIA ORYZAE CAV GÂY HẠI TRÊN

MỘT SỐ GIỐNG LÚA Ở THỪA THIÊN HUẾ

VÀ KIỂM TRA TÍNH GÂY BỆNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Mã số: 862.01.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS TRẦN THỊ THU HÀ

NĂM 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu, biểu đồ và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đều đã được cảm ơn và các thông tin tham khảo, trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ tác giả

và nguồn gốc./

Thừa Thiên Huế, ngày 15 tháng 8 năm 2018

Học viên thực hiện

Lê Minh Trí

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo và các cán bộ đồng nghiệp trong Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật tỉnh Thừa Thiên Huế Đồng cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Nông Học-trường Đại học Nông lâm Huế, cùng toàn thể quý thầy cô giáo đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành khóa luận này Tôi xin chân thành cảm ơn các bà con nông dân tại xã Quảng Công, Hương Phong, Phú Lương đã tận tình giúp đỡ cung cấp thông tin và tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài

Xin gửi tấm lòng tri ân tới những người thân yêu trong gia đình tôi, là những người truyền nhiệt huyết, luôn dành cho tôi sự quan tâm, động viên lớn lao để tôi yên tâm công tác cũng như học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn./

Thừa Thiên Huế, ngày 15 tháng 8 năm 2018

Học viên thực hiện

Lê Minh Trí

TÓM TẮT

Bệnh đạo ôn là một trong những bệnh hại chính trên cây lúa vì phân bố rộng và tác hại nghiêm trọng (Viện Bảo Vệ Thực Vật,1983), (OU SH,1985) Bệnh đạo ôn do

nấm Pyricularia oryzae Cav gây ra, bệnh gây hại nghiêm trọng trên cả lá và cổ bông,

mức độ tác hại của bệnh liên quan đến nhiều yếu tố như giống lúa, thời kỳ sinh trưởng

của cây lúa, chế độ canh tác, mùa vụ, phân bón, thời tiết, Bệnh gây hại trên lá làm cho

bộ lá bị lụi, khô cháy, trổ kém, nấm xâm nhập vào cổ bông, cổ gié làm cho bông gãy, hạt bị lép, lửng, làm giảm nghiêm trọng đến năng suất, thậm chí không cho thu hoạch

Nấm Pyricularia oryzae Cav tồn tại rất nhiều nòi sinh lý khác nhau trong cùng một

vùng sinh thái, mỗi vùng sinh thái, tồn tại một số chủng nhất định và có mức độ gây hại khác nhau Đối với hầu hết những diện tích trồng lúa trên thế giới, việc quản lý bệnh đạo

ôn đều dựa vào sự du nhập thường xuyên của những giống lúa trồng kháng bệnh mới

Tuy nhiên, tính kháng bệnh của các giống lúa không kéo dài hơn hai hoặc ba năm Một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng trên là do sự xuất hiện thường xuyên những thay đổi di truyền của nấm gây bệnh hình thành nên những dạng tính độc mới

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu cơ cấu giống lúa của 3 vùng Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương trong vụ Đông Xuân 2017-2018 tại tỉnh Thừa Thiên Huế cho thấy cơ cấu giống lúa tương đối đa dạng, nhưng giống Khang dân chiếm diện tích lớn (> 60%), các giống khác chiếm tỷ lệ còn lại Điều tra diễn biến bệnh đạo ôn trên các giống cho thấy: giống Nếp bị bệnh đạo ôn lá gây hại trung bình, tuy nhiên đạo ôn cổ bông lại không gây hại trên giống này Giống Xi23 ở Quảng Công vừa nhiễm nặng đạo ôn lá và đạo ôn cổ bông Các giống còn lại bệnh đạo ôn gây hại ở mức độ nhẹ Trên cùng một vùng, bệnh đạo ôn có thể gây hại nặng trên lá nhưng lại không gây hại trên cổ bông Điều đó chứng tỏ rằng các chủng nấm gây hại trên lá và trên cổ bông không giống nhau Tình hình sử dụng thuốc của người nông dân không theo nguyên tắc “4 đúng” Điều này dẫn đến hiện tượng quen thuốc ở các chủng nấm đạo ôn làm phát sinh các nòi mới, chủng mới

Về phân lập và kiểm tra tính gây bệnh: Chúng tôi đã thu thập tổng cộng 188 mẫu bệnh đạo ôn hại lúa (trong đó gồm 131 mẫu đạo ôn lá và 57 mẫu đạo ôn cổ bông)

và đã phân lập được 82 mẫu nấm đạo ôn, trong đó (60 mẫu nấm đạo ôn lá và 22 chủng nấm đạo ôn cổ bông) tại 3 vùng nghiên cứu Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương Các mẫu đã được phân lập và định danh nấm đạo ôn gây hại bằng phương pháp hình thái Kiểm tra tính gây bệnh của các chủng nấm đạo ôn của 3 vùng Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương để đánh giá khả năng kháng bệnh đạo ôn của các giống lúa Xi23, Nếp, Khang Dân và đánh giá tính độc và tính không độc của các

chủng nấm tại 3 vùng nghiên cứu đối với các giống này bằng phương pháp lây bệnh nhân tạo

Về khả năng kháng của các giống, kết qủa cho thấy giống Xi23 mẫn cảm với tất

cả các chủng nấm đạo ôn của Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương Giống Khang dân có biểu hiện kháng với các chủng nấm đạo ôn của Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương Giống Nếp kháng với chủng nấm đạo ôn của Hương Phong nhưng lại bị nhiễm bệnh bởi các chủng nấm đạo ôn của Quảng Công và Phú Lương

Về tính độc và không độc của các chủng nấm bệnh đạo ôn ở Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương, kết qủa cho thấy các chủng nấm đạo ôn của Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương đều có biểu hiện tính độc đối với giống Xi23

Chủng nấm đạo ôn của Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương có biểu hiện không độc với giống Khang dân Chủng nấm đạo ôn của Hương Phong có biểu hiện không độc với giống Nếp nhưng các chủng nấm đạo ôn của Quảng Công và Phú Lương lại biểu hiện độc với giống Nếp

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC v

DANH MỤC VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH xi

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 2

3 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 2

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 3

1.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam 5

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 8

1.2.1 Trên thế giới 8

1.2.2 Ở Việt nam 19

CHƯƠNG 2 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 25

2.1.1 Phạm vi nghiên cứu 25

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 25

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 25

2.3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.3.1 Vật liệu nghiên cứu 26

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 26

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 34

2.4 TÌNH HÌNH THỜI TIẾT VỤ ĐÔNG XUÂN NĂM 2017-2018 TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 34

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 ĐIỀU TRA CƠ CẤU CÁC GIỐNG LÚA TẠI 3 VÙNG QUẢNG CÔNG, HƯƠNG PHONG, PHÚ LƯƠNG 37

3.2 ĐIỀU TRA DIỄN BIẾN BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN 06 GIỐNG LÚA TẠI 3 VÙNG QUẢNG CÔNG, HƯƠNG PHONG, PHÚ LƯƠNG 40

3.2.1 Diễn biến bệnh đạo ôn trên lá 40

3.2.2 Diễn biến bệnh đạo ôn cổ bông 43

3.3 ĐIỀU TRA TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THUỐC HOÁ HỌC PHÒNG TRỪ BỆNH ĐẠO ÔN LÚA TẠI 3 VÙNG QUẢNG CÔNG, HƯƠNG PHONG, PHÚ LƯƠNG 46

3.4 KẾT QUẢ THU THẬP VÀ PHÂN LẬP NẤM ĐẠO ÔN 52

3.4.1 Thu mẫu và phân lập các chủng nấm đạo ôn lá 52

3.4.2 Thu mẫu và phân lập các chủng nấm đạo ôn cổ bông 56

3.5 KIỂM TRA TÍNH GÂY BỆNH CỦA NẤM ĐẠO ÔN BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÂY BỆNH NHÂN TẠO 57

3.5.1 Lây bệnh nhân tạo bằng bào tử nấm Pyricularia oryzae phân lập tại Quảng Công (QC02) 58

3.5.2 Lây bệnh nhân tạo bằng bào tử nấm Pyricularia oryzae phân lập tại Hương Phong (HP28) 58

3.5.3 Lây bệnh nhân tạo bằng bào tử nấm Pyricularia oryzae phân lập tại Phú Lương (PL15) 59

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

4.1 KẾT LUẬN 62

4.1.1 Điều tra tình hình quản lý bệnh đạo ôn hại lúa vụ Đông Xuân 2017-2018 tại 3 vùng nghiên cứu 62

4.1.2 Thu thập mẫu bệnh đạo ôn trên 6 giống lúa tại 3 vùng, phân lập và làm thuần

nấm .62

4.1.3 Kiểm tra tính gây bệnh của các chủng nấm đạo ôn bằng phương pháp lây bệnh nhân tạo .62

4.2 ĐỀ NGHỊ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC 67

DANH MỤC VIẾT TẮT

HTX : Hợp tác xã FAO : Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp quốc tế ĐVT : Đơn vị tính

P oryea : Pyricularia oryzae Cav

KD : Giống lúa Khang dân BT7 : Giống lúa Bắc thơm 7

WA : Môi trường nước cất PDA : Môi trường thạch khoai tây BVTV : Bảo vệ thực vật

WP : Wettable Powder

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của toàn thế giới từ giai đoạn 2006 đến

2016 3

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất lúa của một số quốc gia trên thế giới năm 2014 4

Bảng 1.3 Tình hình xuất khẩu và dự trữ gạo của một số nước trên thế giới từ năm 2010-2011 5

Bảng 1.4 Tình hình sản xuất lúa của Việt Nam qua các năm 6

Bảng 1.5 Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam qua các năm 8

Bảng 2.1 Địa điểm và các giống lúa nghiên cứu 25

Bảng 2.2 Các chủng nấm được sử dụng để lây nhiễm nhân tạo 33

Bảng 2.3 Khí hậu thời tiết vụ Đông Xuân 2017-2018 của tỉnh Thừa Thiên Huế 34

Bảng 3.1 Cơ cấu các giống lúa tại Quảng Công, Hương Phong, Phú Lương 37

Bảng 3.2 Diễn biến bệnh đạo ôn lá trên 06 giống lúa ở Quảng Công, Hương Phong, Phú Lương 40

Bảng 3.3 Đường cong tiến triển bệnh đạo ôn trên lá của các giống lúa ở Quảng Công, Hương Phong, Phú Lương (AUDPC) 41

Bảng 3.4 Diễn biến bệnh đạo ôn cổ bông trên 06 giống lúa ở Quảng Công, Hương Phong, Phú Lương 43

Bảng 3.5 Đường cong tiến triển bệnh đạo ôn cổ bôngcủa các giống lúa ở Quảng Công, Hương Phong, Phú Lương (AUDPC) 44

Bảng 3.6 Loại thuốc người nông dân thường sử dụng để phun phòng trừ bệnh đạo ôn tại 3 vùng .46

Bảng 3.7 Loại thuốc thường được sử dụng để phòng trừ đạo ôn tại mỗi vùng 47

Bảng 3.8 Số lần phun trung bình mỗi giống lúa trên vụ đông xuân 2017-2018 48

Bảng 3.9 Liều lượng phun các hoạt chất phòng trừ bệnh đạo ôn 2017 – 2018 49

Bảng 3.10 Các quyết định sử dụng thuốc BVTV phòng trừ đạo ôn 50

Bảng 3.11 Thời điểm phun thuốc trong ngày tại 3 vùng 51

Bảng 3.12 Kết quả thu thập và phân lập các mẫu bệnh đạo ôn trên lá 53

Bảng 3.13 Kết quả thu thập và phân lập các mẫu bệnh đạo ôn trên cổ bông 56

Bảng 3.14 Đường kính vết bệnh trên các giống lúa lây bệnh nhân tạo bằng bào tử nấm

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Quy trình cấy đơn bào tử và thao tác lựa chọn bào tử đúng cách .30

Hình 2.2 Vết bệnh đạo ôn điển hình trên lá, cổ bông 32

Hình 2.3 Mẫu bệnh đạo ôn để ẩm trong vòng 2-3 ngày 32

Hình 2.4 Soi mẫu dưới kính hiển vi để kiểm tra bào tử 32

Hình 2.5 Cấy đơn bào tử bằng phương pháp pha loãng 33

Hình 3.1 Tản nấm, bào tử phân sinh của nấm Pyricularia oryzae 53

Hình 3.2 Thu thập mẫu bệnh đạo ôn trên lá tại Hương Phong 54

Hình 3.3 Tản nấm nấm đạo ôn trên lá của giống Nếp tại Hương Phong 54

Hình 3.4 Bào tử nấm đạo ôn lá chụp tại phòng thí nghiệm của Chi cục TT và BVTV Thừa Thiên Huế 54

Hình 3.5 Tảng nấm đạo ôn phân lập được trên giống lúa BT7 ở Phú Lương 55

Hình 3.6 Tảng nấm thu được trên giống Nếp tại Hương Phong 55

Hình 3.7 Tảng nấm đạo ôn thu được trên giống lúa Xi23 tại Quảng Công 55

Hình 3.8 Mẫu bệnh, tảng nấm đạo ôn cổ bông và bào tử phân sinh 57

Hình 3.9 Lây nhiễm nhân tạo bằng phương pháp phun bào tử nấm 60

Hình 3.10 Các giống lúa trước (trái) và sau khi lây bệnh nhân tạo (phải) 61

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực lâu đời nhất, phổ biến nhất Trên

thế giới, về mặt diện tích gieo trồng, lúa đứng thứ hai sau lúa mì, về tổng sản lượng lúa đứng thứ ba sau lúa mì và ngô Lúa được trồng ở 112 nước, là lương thực của hơn 54% dân số thế giới Ở một số nước như Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, Nhật Bản, Việt Nam, lúa là cây lương thực chính (Ngô Anh Đào và các cộng sự,1997) Về giá trị kinh tế, lúa gạo là mặt hàng xuất khẩu của một số nước, do lúa gạo là cây lương thực có giá trị dinh dưỡng cao (Nguyễn Công Minh và các cộng sự, 2005), (Đinh Văn Lữ,1978)

Ở Việt Nam lúa gạo là cây lương thực quan trọng bậc nhất hiện nay Theo báo cáo của Bộ Công Thương lượng gạo xuất khẩu năm 2017 đạt 5,86 triệu tấn tăng 1,05 triệu tấn so với năm 2016 Trong những năm gần đây Việt Nam đã có nhiều thành tựu trong sản xuất nông nghiệp, nhiều tiến bộ khoa học về giống, cơ cấu sản xuất, biện pháp canh tác, được áp dụng vào sản xuất đã góp phần quan trọng nâng cao năng suất lúa gạo Tuy nhiên, do tác động của biến đổi khí hậu nên những năm gần đây tình hình sinh vật gây hại diễn biến ngày càng phức tạp, thường xuyên và đe dọa đến năng suất và sản lượng lúa gạo

Bệnh đạo ôn là một trong những bệnh hại chính của lúa vì phân bố rộng và tác hại nghiêm trọng (Viện Bảo Vệ Thực Vật,1983), (OU SH,1985) Bệnh đạo ôn do nấm

Pyricularia oryzae Cav gây ra, bệnh gây hại nghiêm trọng trên cả lá và cổ bông, mức

độ tác hại của bệnh liên quan đến nhiều yếu tố như giống lúa, thời kỳ sinh trưởng của cây lúa, chế độ canh tác, mùa vụ, phân bón, thời tiết, Bệnh gây hại trên lá làm cho bộ

lá bị lụi, khô cháy, trổ kém, nấm xâm nhập vào cổ bông, cổ gié làm cho bông gãy, hạt

bị lép, lửng, làm giảm nghiêm trọng đến năng suất, thậm chí không cho thu hoạch

Nấm Pyricularia oryzae Cav tồn tại rất nhiều nòi sinh lý khác nhau trong cùng một

vùng sinh thái, mỗi vùng sinh thái, tồn tại một số chủng nhất định và có mức độ gây hại khác nhau Đối với hầu hết những diện tích trồng lúa trên thế giới, việc quản lý bệnh đạo ôn đều dựa vào sự du nhập thường xuyên của những giống lúa trồng kháng bệnh mới Tuy nhiên, tính kháng bệnh của các giống lúa không kéo dài hơn hai hoặc

ba năm Một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng trên là do sự xuất hiện thường xuyên những thay đổi di truyền của nấm gây bệnh hình thành nên những dạng tính độc mới (Xia JQ, Correll JC, Lee FN, Marchetti MA, Rhoads DD, 1993)

Tỉnh Thừa Thiên Huế với điều kiện nóng ẩm, mưa nhiều, nắng mưa xen kẽ rất thuận lợi cho sâu bệnh phát sinh gây hại Đặc biệt nghiêm trọng là bệnh đạo ôn đã tấn công mạnh trên các giống lúa được trồng trong vụ Đông Xuân Bệnh làm giảm năng

suất và phẩm chất lúa ảnh hưởng lớn tới tình hình sản xuất và đời sống của người dân trên địa bàn

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Điều tra, phân lập

nấm đạo ôn Pyricularia oryzae Cav gây hại trên một số giống lúa ở Thừa Thiên Huế và kiểm tra tính gây bệnh”

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Điều tra tình hình quản lý bệnh đạo ôn, phân lập và kiểm tra tính gây bệnh của các chủng nấm đạo ôn trên một số giống lúa của tỉnh Thừa Thiên Huế

3 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu cơ cấu các giống lúa, tình hình gây hại của bệnh đạo ôn và tình hình sử dụng thuốc hóa học phòng trừ bệnh đạo ôn trên các giống lúa chủ lực trồng ở 3 vùng Quảng Công, Hương Phong, Phú Lương tỉnh Thừa Thiên Huế

- Thu thập mẫu bệnh, phân lập, làm thuần nấm bệnh đạo ôn gây hại trên các giống lúa ở tỉnh Thừa Thiên Huế

- Kiểm tra tính gây bệnh của các chủng nấm đạo ôn và đánh giá tính kháng bệnh của một số giống lúa ở tỉnh Thừa Thiên Huế bằng phương pháp lây bệnh nhân tạo

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4.1 Ý nghĩa khoa học

- Đề tài nghiên cứu sẽ góp phần cung cấp những dữ liệu về tình hình bệnh đạo

ôn trên một số giống lúa ở tỉnh Thừa thiên Huế

- Đề tài tạo hướng chuyên sâu về việc nghiên cứu nấm Pyricularia oryzae Cav

gây hại trên cây lúa

- Kết quả phân lập các chủng nấm đạo ôn Pyricularia oryzae Cav tại các vùng

nghiên cứu để thực hiện lây bệnh nhân tạo nhằm đánh giá khả năng kháng bệnh đạo ôn của một số giống lúa và kiểm tra tính độc và không độc của các chủng nấm tại các vùng nghiên cứu đối với các giống lúa nhằm bố trí cơ cấu giống lúa và có biện pháp quản lý phòng trừ bệnh đạo ôn hợp lý, hiệu quả

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới

Theo thống kê của tổ chức lương thực thế giới FAO (2015), cây lúa chiếm một

vị trí quan trọng trên Thế giới, đặc biệt là ở khu vực Châu Á Hiện có 114 nước trên thế giới trồng lúa, nhưng chỉ 18 nước có diện tích sản xuất lớn hơn 1.000.000 ha và đều tập trung ở Châu Á, bao gồm Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Myanmar, Việt Nam, Philippines, Đồng thời với việc gia tăng về diện tích thì năng suất lúa cũng không ngừng tăng nhanh nhờ việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật trong chọn giống và thâm canh, năng suất bình quân trên thế giới đã tăng thêm khoảng 1,4 tấn/ha trong vòng 24 năm từ năm 1961 đến 1985, đặc biệt sau cuộc cách mạng xanh của thế giới vào những năm 1965-1970, với sự ra đời của các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, không cảm quang, mà tiêu biểu là giống lúa IR5, IR8

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của toàn thế giới từ giai đoạn 2006

đến 2016

Sản lượng (triệu tấn)

Diện tích trồng lúa ở châu Á dẫn đầu về thế giới, nhưng năng suất lúa vẫn chưa cao so với các khu vực khác Từ năm 1990 đến nay, năng suất lúa thế giới vẫn liên tục tăng và đạt 4,6 tấn/ha năm 2016 Mặc dù năng suất lúa ở các nước Châu Á còn thấp, nhưng do có diện tích sản xuất lớn nên Châu Á vẫn là khu vực đóng góp lúa gạo chủ yếu và quan trọng trên thế giới (trên 90%) Dựa trên số liệu từ bảng 1.1 trên ta thấy rằng:

Từ năm 2006 đến nay, diện tích sản xuất lúa tăng theo mỗi năm, đây là hệ quả của cuộc khủng hoảng lương thực toàn cầu buộc các nhà nước phải chú tâm đảm bảo

an ninh lương thực bằng cách trồng lúa

Về năng suất, nhờ những tiến bộ khoa học kỹ thuật cũng như công tác chọn tạo giống mới, năng suất lúa từ năm 2006 đến năm 2016 liên tục tăng từ 41,21 tạ/ha lên 46,00 tạ/ha

Về sản lượng, nhìn chung trong 10 năm từ năm 2006 đến năm 2016 thì sản lượng lúa vẫn tăng đều mỗi năm , năm 2016 tăng 8,3 triệu tấn so với năm 2015 và tăng 107,08 triệu tấn so với năm 2006

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất lúa của một số quốc gia trên thế giới năm 2014

(nghìn ha)

Năng suất (kg/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

Thông qua bảng 1.2 ta thấy Ấn Độ có diện tích trồng lúa lớn nhất nhưng sản lượng không đứng đầu, điều này chứng tỏ việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật của Ấn Độ còn nhiều hạn chế Khiến năng suất và sản lượng lúa ở đây thấp

Trung Quốc có diện tích trồng lúa ở vị trí số 2 nhưng sản lượng lại dẫn đầu do năng suất khá cao Ai Cập là nước có năng suất cao nhất khẳng định những tiến bộ vượt trội của họ trong việc vận dụng các phương pháp canh tác công nghệ cao

Bảng 1.3 Tình hình xuất khẩu và dự trữ gạo của một số nước trên thế giới từ năm

2010-2011

ĐVT: triệu tấn

Quốc gia

Năm 2010 Năm 2011 Năm 2010 Năm 2011 Năm 2011

(Nguồn: FAO & USDA, 2011)

Trong những thập niên gần đây do áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến có hiệu quả vào nông nghiệp do nên sản lượng lúa trên thế giới có mức tăng trưởng đáng kể

Tuy nhiên, với tốc độ tăng dân số như hiện nay và nhất là các nước đang phát triển thì cần nghiên cứu để nâng cao năng suất và sản lượng hơn nữa mới đảm bảo nhu cầu

lương thực của thế giới

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam

Việt Nam là nước có truyền thống trồng lúa lâu đời với nền văn minh lúa nước

có trên 4.000 năm lịch sử Nước ta nằm trong vùng địa lý - được xem như là khởi

nguyên của cây lúa, chạy dài từ chân núi Hi Mã Lạp Sơn cho đến bờ biển Đông, nằm trên kinh tuyến 15 và giữa vĩ độ 80’B – 230’B được chia thành 7 vùng sinh thái nông nghiệp (miền núi phía Bắc, đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam bộ, đồng bằng sông Cửu Long) Lúa gạo là nguồn thức ăn căn bản của dân tộc Việt Nam Cây lúa có thể sinh sống và thích nghi trong nhiều điều kiện khác nhau mà không phải loài cây lương thực nào cũng có thể có những tính trạng vô cùng đa dạng như vậy Lúa gạo cung cấp nguồn lương thực chủ yếu, tạo việc làm cho hàng triệu người, đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế, xã hội và chính trị trong lịch sử phát triển đất nước Trong quá trình sản xuất lúa đã hình thành nên 2 vùng sản xuất rộng lớn đó là vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long

Trước năm 1945, diện tích trồng lúa của cả nước chỉ đạt 4,73 triệu ha, năng suất bình quân là 13 tạ/ha Hiện nay, với những tiến bộ kỹ thuật vượt bậc trong nông nghiệp, người dân đã được tiếp cận với các phương thức sản xuất tiên tiến nên họ đã mạnh dạn áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, dùng các giống lúa mới, các giống lúa ưu thế lai, các giống lúa cao sản, các giống lúa thích nghi với điều kiện đặc biệt của từng vùng, các giống lúa chất lượng đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, … kết hợp đầu tư thâm canh cao, hợp lý Nhờ vậy, ngành trồng lúa nước ta đã có bước nhảy vọt về năng suất, sản lượng và giá trị kinh tế Cho đến nay sản lượng lương thực của chúng ta đạt 43,6 triệu tấn và giá trị xuất khẩu gạo đạt 6.754 nghìn tấn đã thu về 3.250 triệu USD

Bảng 1.4 Tình hình sản xuất lúa của Việt Nam qua các năm

Chỉ tiêu Năm

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Kết quả ở bảng 1.4 cho thấy, từ năm 2006 đến nay, diện tích gieo trồng, năng suất, sản lượng tăng đều mỗi năm, năm 2006 diện tích 7,32 triệu ha, năng suất 4,89 tấn/ha và sản lượng 35,8 triệu tấn, thì đến năm 2016 diện tích 7,79 triệu ha, năng suất đạt 56 tấn/ha, sản lượng 43,6 triệu tấn Sở dĩ năng suất và sản lượng tăng lên chính là nhờ việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất như: Sử dụng các giống lúa mới có năng suất, chất lượng, ít sâu bệnh, kỹ thuật bón phân hợp lý, đầu tư thâm canh tốt,

Theo kết quả Do điều kiện thuận lợi về thị trường và thời tiết nên sản lượng lúa

cả năm 2010 đã đạt mức cao kỷ lục từ trước tới nay là 39,9 triệu tấn Theo ngành Nông Nghiệp năm 2010, Việt Nam đạt gần 40 triệu tấn lúa, về đích trước 5 năm (theo kế hoạch của Chính phủ, năm 2015 mới đạt 40 triệu tấn) So với năm 2000 thì sản lượng lúa cả nước năm 2010 tăng 22,7%, tương đương với mức tăng 7,4 triệu tấn

Qua thống kê từ năm 2006-2015, sản lượng xuất khẩu gạo của chúng ta có biến động và tăng đều trong các năm, nhưng nhìn chung thì sản lượng xuất khẩu gạo giữa các năm vẫn biến động không lớn, thể hiện ở bảng 1.5 Năm 2007, sản lượng xuất khẩu đạt 3,729 nghìn tấn thấp nhất trong các năm, tuy nhiên giá trị thu lại đạt 726 triệu USD vẫn cao hơn so với năm 2006 và năm 2008 Năm 2010 được đánh giá là năm sản xuất, dự trữ và xử lý thông tin tốt, thông tin kịp thời để đưa lại một năm xuất khẩu gạo Việt Nam từ 4,059 nghìn tấn trong năm 2009 tăng lên đến 5,250 nghìn tấn trong năm

2010 Theo phân tích thì kim ngạch xuất khẩu năm này đạt mức khả quan do đóng góp

từ tăng cả giá và lượng trước sự phục hồi phần nào của kinh tế thế giới so với năm

2009 Do đó giá trị xuất khẩu gạo năm 2010 cao hơn 33,36% so với năm 2009 Năm

2015, sản lượng xuất khẩu đạt 6,754 nghìn tấn đạt cao nhất trong 10 năm từ năm 2006 -2015 và thu về 3.250 triệu USD

Vì lúa gạo là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam Nó không chỉ mang lại nguồn thu ngoại tệ cho đất nước mà còn mang lại đời sống ấm no hơn cho người dân Trước kia, việc tiêu thụ khó khăn người nông dân chịu thiệt đủ đường thậm chí “bỏ ruộng treo ao” thì nay, sau khi đưa ra những rào cản bắt buộc đối với hoạt động xuất khẩu gạo, các chính sách được áp dụng linh hoạt người dân tích cực sản xuất và việc tiêu thụ thuận lợi hơn

Bảng 1.5 Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam qua các năm

Chỉ tiêu Năm

Sản lượng (Nghìn tấn)

Giá trị (Triệu USD)

(Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam, 2016)

Để đáp ứng nhu cầu xuất khẩu và tăng giá trị trên đơn vị diện tích thì song song với việc tăng năng suất là chúng ta phải tăng phẩm chất gạo để đủ sức cạnh tranh với thị trường gạo trên thế giới Năm 2012 được định hình sẽ là năm xuất khẩu gạo chuyển biến mạnh về lượng và chất, cơ chế điều hành chính sách linh động để gắn kết thị trường trong nước và thế giới Tiếp theo những năm kế tiếp sản lượng và giá trị của tình hình xuất khẩu của Việt Nam ngày càng tăng Lúa gạo của Việt Nam tiếp tục hứa hẹn những mùa vàng bội thu

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.2.1 Trên thế giới

Bệnh đạo ôn là một trong những bệnh phổ biến và gây hại có ý nghĩa kinh tế nhất ở các nước trồng lúa trên thế giới Bệnh được phát hiện đầu tiên ở Italia năm

1560, sau đó là ở Trung Quốc năm 1637, Nhật Bản năm 1760, Mỹ năm 1906 và Ấn

Độ năm 1913, đây là bệnh có phạm vi phân bố rộng, có mặt ở hơn 80 quốc gia trồng lúa nước trên thế giới, Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề (2001) Ở Nhật Bản, số

liệu từ năm 1953-1960 cho thấy sản lượng thất thu hàng năm từ 1,4-7,3%, trung bình

là 2,98% Tính riêng trong năm 1960, thất thu do bệnh cháy lá chiếm 24,8% trong tổng thất thu do sâu bệnh, bão lụt, Đối với bệnh thối cổ bông, người ta ước tính

cứ 10% gié bị nhiễm bệnh thì năng suất thất thu 6% và tỷ lệ hạt kém phẩm chất gia tăng 5%

Năm 1991 tổ chức Rockefeller phát hiện ra 3,8% diện tích đất lúa ở Đông Nam

Á bị ảnh hưởng bởi đạo ôn, gây ra thiệt hại năng suất 3,1 kg/ha dẫn đến thiệt hại sản lượng tính giá trị lên đến 14,3 triệu USD Indonesia cho thấy là trong suốt mùa trồng

từ tháng 10-1999 đến tháng 3-2000, bệnh đạo ôn lây nhiễm 15.000 ha qua 60% số tỉnh trong quần đảo Nam Dương

Quá trình lan truyền của bệnh đạo ôn ngày càng rộng, phổ biến ở hầu hết các châu lục có diện tích trồng lúa Đó là kết quả của quá trình du nhập các giống lúa từ các vùng sinh thái khác nhau, giữa các nước trên thế giới trong lịch sử phát triển nghề trồng lúa

Bệnh đạo ôn được phát hiện rất sớm ở các nước Ở Trung Quốc (1963), Nhật Bản (1976), Italia (1828), Mỹ (1906) và Ấn Độ (1913) đã phát hiện thấy có sự xuất hiện của bệnh này Sau đó bệnh cũng được phát hiện ở một số vùng của Bắc Mỹ, Nam

Mỹ, quần đảo Antin, Bungari, Rumani, Bồ Đào Nha, Nga, (Lê Lương Tề,1998)

1.2.1.1 Tác nhân gây bệnh

Ở giai đoạn vô tính, nấm gây bệnh đạo ôn có tên là Pyricularia oryzae Cav.,

thuộc họ Moniliaceae, bộ Moniliales, lớp Hyphomycetes, ngành phụ Nấm bất toàn

Deuteromycotina Barnett và Hunter (1998), Pyricularia grisea v à Pyricularia oryzae đã được ghi nhận trên nhiều họ thực vật, tuy nhiên các nghiên cứu ớ mức phân

tử đã chứng minh không chỉ có một loài Pyricularia trong số các mẫu được phân lập

từ các cây họ Hòa bản Theo Kato và ctv (2000) dựa trên tính chất gây bệnh, khả năng phối hợp và sự đa hình của chiều dài đoạn cắt giới hạn (restriction fragment length

olymorphisms), hai loài Pyricularia oryzae và Pyricularia grisea được phân biệt Qua

phân tích trình tự chuỗi của ba gen actin, beta-tubulin và calmodulin, các mẫu phân

lập của Magnaporthe từ lúa và cỏ hòa bản trồng khác được mô tả là M oryzae, phân biệt với M grisea, được phân lập từ cỏ túc Digitaria, như vậy loài gây bệnh trên lúa đã được đề nghị là Pyricularia oryzae Couch và Kohn (2002), Hirata (2007)

Nấm gây bệnh đạo ôn có giai đoạn sinh sản hữu tính là Magnaporthe oryzae Couch và Kohn (2002), Kirk và ctv (2008); họ Magnaporthaceae, bộ Diaporthales, lớp nấm túi (Ascomycetes) Nấm gây bệnh đạo ôn là nấm rất dễ biến dị, có khả năng

tạo ra rất nhiều nòi gây bệnh Giữa các địa phương khác nhau hay giữa các mùa vụ trong cùng một địa phương, do có sự khác nhau về giống canh tác, điều kiện môi trường, nòi gây bệnh cũng sẽ khác nhau Hơn nữa, từ một vết bệnh hay thậm chí từ

một bào tử đính, khi nuôi cấy, thì ở các thế hệ sau người ta thấy nấm lại là hỗn hợp nhiều nòi gây bệnh khác nhau

Có nhiều nguyên nhân làm nấm thay đổi độc tính gây bệnh (nòi gây bệnh)

Chủ yếu là do các tế bào của bào tử, sợi nấm và đĩa bám có nhân mang những đặc tính di truyền khác nhau (heterocaryotic) Đa nhân cũng là nguyên nhân gây biến dị, người ta thấy hầu hết các tế bào là đơn nhân, nhưng ở một số dòng có 13-20% tế bào lại đa nhân, chứa 2-6 nhân và người ta cũng đã quan sát được sự bào phối và di chuyển của nhân Ngoài ra, do sự bào phối của các tế bào ở các sợi khuẩn ty khác nhau, nhân có thể di chuyển và phối hợp tạo thành nhân lưỡng bội dị hợp tử (2n có đặc tính gene khác nhau) và khi nhân này phân cắt sẽ tạo ra hai nhân đơn có đặc tính di truyền khác nhau

Ngoài các nguyên nhân trên, sự thay đổi liên tục số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào của bào tử và của khuẩn ty, do sự liên kết, phân cắt không đồng bộ và

sự trễ pha trong quá trình phân cắt nhân, có lẽ là những yếu tố quan trọng nhất

Người ta thấy độ lớn và tần số thay đổi số nhiễm sắc thể phù hợp với khả năng biến

dị độc tính, nhu cầu dinh dưỡng và các hoạt động sinh lý khác, cũng như là các đặc điểm nuôi cấy Các kỹ thuật về gene sau này còn cho thấy biến dị còn là do sự thay đổi vị trí gene (tranposition) hay sự lập lại (cassette model) và sự lai giống (interconversion) của các gene bên trong các nhiễm sắc thể Nhóm giải mã gen nấm gây bệnh đạo ôn do Ralph Dean thuộc ĐH Bắc Carolina (Mỹ) đứng đầu đã tiến hành

giải mã gen của loại nấm trên cách đây 7 năm Kết quả là họ xác định Magnaporthe grisea có hơn 11.000 gen và tiết ra gần 800 protein để xâm nhập và lây nhiễm sang

lúa Quan trọng hơn cả là bộ gen tiết lộ nấm sử dụng một loại thụ thể mới để phân biệt lúa với các thực vật khác Những thụ thể này nằm trên bào tử của nấm (bào tử được phát tán nhờ gió) Theo nhóm nghiên cứu, nhận dạng các thụ thể này là một bước tiến lớn trên chặng đường chống bệnh đạo ôn

1.2.1.2 Đặc điểm sinh học, sinh thái của bệnh đạo ôn

Theo Wilson và Talbot (2009) sự xâm nhiễm bắt đầu khi bào tử tiếp xúc và bám chặt được trên biểu bì mặt lá lúa Lúa còn nhỏ, mô non nhạy cảm với sự xâm nhiễm hơn so với cây lớn và mô đã già Bào tử nảy mầm khi có lớp nước tự do hay

ẩm độ không khí bão hòa Ou (1985) Thời gian nảy mầm khoảng 30 phút, đĩa áp thành lập trong khoảng 4-8 giờ, và vòi xâm nhiễm thành lập khoảng 24 giờ sau khi tiếp xúc với bề mặt ký chủ Sau xâm nhiễm, khuẩn ty phân nhánh trong mô bệnh và

di chuyển trong mô theo cầu liên bào Vết bệnh xuất hiện vào khoảng 72-96 giờ sau khi xâm nhiễm Nấm sinh bào tử và khuẩn ty tốt nhất ở 28

0

C, ẩm độ tương đối không khí ở ≥ 93% Một vết bệnh điển hình có thể sinh 2.000-6.000 bào tử/ngày, trong thời gian 14 ngày, cao điểm ở ngày thứ 3-8 từ khi lộ vết bệnh, Ou (1985)

Theo Barkdale (1961) và Kato (1974) bệnh đạo ôn thường dễ phát sinh phát triển thành dịch trong điều kiện thời tiết môi trường thuận lợi Các kết quả nghiên cứu cho thấy các yếu tố khí hậu thời tiết có ảnh hưởng rất quan trọng đến sự phát sinh phát triển của bào tử nấm

Chu kỳ gây bệnh được tính từ khi bào tử nảy mầm, xâm nhiễm vào bên trong tế bào lá lúa, gây hại sau đó thể hiện vết bệnh ra ngoài và sau cùng là phóng thích bào tử trở lại hoàn thành một chu kỳ gây bệnh Thời kỳ bào tử nảy mầm, xâm nhiễm vào bên trong tế bào đến khi thể hiện vết bệnh ra ngoài, người ta gọi là thời gian ủ bệnh

Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng có ảnh hưởng nhiều đối với

nấm Pyricularia oryzae Cav và sự phát sinh bệnh đạo ôn Các kết quả nghiên cứu đều kết luận, nấm Pyricularia oryzae Cav sinh trưởng thích hợp ở nhiệt độ 24-28

0

C Sau khi bào tử nảy mầm

là quá trình xâm nhiễm, quá trình này diễn ra nhanh hay chậm chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện nhiệt độ Ở nhiệt độ 32

C quá trình xâm nhiễm hoàn tất trong 6 giờ, Hashioka (1965)

Nhiệt độ còn ảnh hưởng trực tiếp tới thời gian ủ bệnh Thời kỳ ủ bệnh biến động từ 4-18 ngày tùy theo điều kiện nhiệt độ, nếu ở 9-11

cơ bùng phát dịch bệnh rất cao Cùng với yếu tố nhiệt độ, ẩm độ không khí cũng là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của sợi nấm, đặc biệt là ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm và xâm nhiễm của bào tử nấm Bào tử nấm nảy mầm rất thuận lợi trong điều kiện ẩm độ không khí cao hoặc trên mặt lá lúa có các giọt nước đọng,

ẩm độ không khí < 80% sẽ cản trở quá trình nảy mầm của bào tử Hirata và ctv (2007) Theo Kato (1979) khi ẩm độ không khí cao làm cho mặt lá lúa bị ướt, nếu thời gian lá lúa bị ướt kéo dài 12-15 giờ thì sự xâm nhập của nấm vào mô lá sẽ tăng hơn 30% Theo Kuribayashi và Ichikawa (1952) ẩm độ không khí trên 90% kéo

dài 10 giờ hoặc dài hơn là điều kiện thích hợp cho sự phát tán của bào tử nấm Sương

mù, ẩm độ không khí, lượng phân đạm cao và ẩm độ đất thấp có ảnh hưởng rõ rệt nhất trên sự phát sinh phát triển của bệnh đạo ôn lúa Nhiệt độ không khí và ẩm độ ban đêm ở vùng châu Á nhiệt đới nói chung, thường ở phạm vi tối hảo cho sự phát triển của bệnh (21-25

0

C, ≥ 98%) Tính cảm nhiễm với bệnh có tương quan nghịch với ẩm độ của đất, có lẽ do ở điều kiện ẩm độ đất thấp, mức độ silic hóa của biểu bì lá thích hợp hơn cho sự xâm nhiễm của nấm

Theo Leaver và ctv (1947) những nghiên cứu về ảnh hưởng của dinh dưỡng đến nấm gây bệnh đạo ôn cho thấy một số acid amin rất cần thiết cho nấm sinh trưởng và phát triển như Biotin, Thiamine Theo kết quả nghiên cứu của Otani (1952) cho thấy KNO3, NaNO3, axit aspartic và asparagine có tác dụng kích thích sinh trưởng của sợi nấm

1.2.1.3 Các nòi gây bệnh của nấm Pyricularia oryzae

Năm 1950 công tác nghiên cứu về các nòi gây bệnh đạo ôn được đẩy mạnh ở Nhật, khi một vài giống như Futaba được tạo ra do lai giống và được biết là có tính chống chịu đã tới 10 năm, đột nhiên đã trở nên rất cảm bệnh Năm 1960, đã chọn 10 giống phân biệt: 2 giống nhiệt đới, 4 giống Trung Quốc và 4 giống Nhật Bản; đã giám định 13 nòi gây bệnh và phân loại chúng thành 3 nhóm gọi là T, C và N

Sự biến động, tính đa dạng di truyền, sự phân bố của quần thể nấm ở các vùng

địa lý khác nhau, mối quan hệ giữa ký sinh và ký chủ của nấm Pyricularia grisea đã

được nghiên cứu ở nhiều quốc gia trên thế giới như Nhật, Philippines, Mỹ, Pháp, Thái Lan, Hàn Quốc, Ấn Độ, Brasil, Trung Quốc và Việt Nam

Ở USA, thông báo đầu tiên về các nòi gây bệnh khác nhau là của Latterell và CTV (1954) Trong các nghiên cứu tiếp tục với các isolate bổ sung từ USA, các nước châu Á và châu Mỹ La tinh đã xác định được 15 nòi (Latterell, Tullis và Collier, 1960) Nòi 16 được bổ sung sau này (Atkin, 1962) (Viện Bảo Vệ Thực Vật,1993)

Các nghiên cứu về nòi gây bệnh ở Đài Loan được bắt đầu vào giữa năm 1950

Đã sử dụng 16 giống phân biệt và giám định được 19 nòi (Hung và Chien, 1961; Chien

và Lin, 1965)

Ở Triều Tiên (Ahn và Chung, 1962; Lee và Matsumoto, 1966), Philippin (Bandong và Ou, 1966; IRRI, 1967) và Ấn Độ (Padmanabhan, 1956) đã xác định được nhiều nòi gây bệnh, mỗi nước đều sử dụng các giống khác nhau để giám định nòi

Các công trình nghiên cứu tiếp tục đã và đang tiến hành làm tăng thêm số lượng các nòi biết được trong mỗi nước 1967 Nhật Bản có 16 nòi (Hirano) và Đài Loan 27 nòi (Chien) Ở Philippin đã giám định được 116 nòi (IRRI, 1968) Matsumoto và CTV (1969) đã thí nghiệm 327 isolate của 13 nước và tìm thấy 34 nòi

Năm 1963 Nhật và USA đã nỗ lực hợp tác trong việc xây dựng một bộ giống phân biệt quốc tế Trong 3 năm hợp tác nghiên cứu, hàng trăm isolate thu thập từ USA, Nhật đã được thí nghiệm rộng rãi trên 39 giống phân biệt, đã được sử dụng rộng rãi ở Nhật, USA

và Đài Loan Cuối cùng đã chọn được 8 giống và 32 nhóm nòi đặc trưng, dựa trên các isolate được khảo sát Các nòi đó được gọi là nòi quốc tế, các nhóm nòi được biểu thị bằng ký hiệu IA, IB, , IH, tiếp theo ký hiệu nhóm là số biểu thị cho nòi (Atkins và CTV, 1967) Để tránh nhầm lẫn, người ta đã kiến nghị tiêu chuẩn hoá việc đánh số của các nòi quốc tế (IRRI, 1967; Ling và Ou, 1969) (Viện Bảo Vệ Thực Vật,1983)

Theo Agrios (2005), Consolo và ctv ( 2008) và Ou (1979) nấm bệnh xuất hiện với nhiều nòi gây bệnh, mang các gen độc khác nhau Nhiều gen kháng chính với nấm bệnh đã được xác định và đưa vào các giống lúa khác nhau, nhằm quản lý bệnh, tuy nhiên mỗi gen kháng nhanh chóng (chỉ trong 2-3 năm) mất hiệu lực do sự xuất hiện của các nòi mới của mầm bệnh và giống kháng trở nên nhiễm bệnh, hoặc không thể tiếp tục sử dụng cho các vùng có dịch bệnh Nguyên nhân mất tính kháng của giống

có thể do sự thay đổi nhanh về tính độc của quần thể mầm bệnh, việc sử dụng chưa hợp lý các gen kháng ở cây lúa, hoặc kết hợp của hai Mặt khác, sự thay đổi về tính độc của mầm bệnh trên nhiều giống lúa có liên quan đến sự thay đổi về mặt di truyền dẫn đến sự phân ly các dòng của mầm bệnh, Zeigler và ctv (1995) Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy các quần thể phát triển từ một vết bệnh và từ một bào tử cũng có khác biệt nhau về tính chất gây bệnh và bao gồm nhiều nòi khi xác định với các bộ giống định nòi Ở một số chủng có 13-20% tế bào chứa 2-6 nhân, sự di chuyển nhân qua cầu liên bào được ghi nhận, và hiện tượng tái tổ hợp có thể xảy ra

Hầu như sau khi nảy mầm, bào tử luôn có một giai đoạn đa nhân và các thay đổi di truyền có thể xảy ra trong giai đoạn này Đột biến ngẫu phát với tần số có thể lên đến 8-12%, cũng là nguyên nhân phổ biến làm cho một chủng nấm trở nên độc với giống lúa mà trước đó có phản ứng kháng với chủng này Bên cạnh các yếu tố môi trường, tần số đột biến phụ thuộc chủ yếu vào kiểu gen của giống lúa canh tác;

giống kháng ngang có tần số thấp, trong khi giống kháng dọc có tần số cao hơn, Ezuka (1979) Mặt khác theo Kozaka (1979), các nhân tố tế bào chất hoặc các nhiễm sắc thể phụ cũng có thể là nguyên nhân làm cho quần thể nấm biến đổi Ở

Pyricularia oryzae, sinh sản vô tính luôn ưu thế trong điều kiện ngoài đồng

ruộng, tuy nhiên, trong tự nhiên có xảy ra hiện tượng tái tổ hợp giới tính đối ứng, các tái tổ hợp có tính thích ứng sẽ hình thành các nòi phức hợp hơn về tính độc và nhờ

đó chúng tấn công, gây hại được trên hệ gen của cây chủ đa dòng, Noguchi (2007)

1.2.1.4 Sự tương tác giữa nấm bệnh và cây ký chủ

Theo Talbot (2003) nấm Pyricularia oryzae là nấm ký sinh, trong tương tác

với ký chủ thường bao gồm hai giai đoạn ký sinh và hoại sinh trên tế bào cây chủ Ở giai đoạn đầu của quá trình xâm nhiễm nấm sống theo kiểu ký sinh, khuẩn ty có thể

phát triển nội và ngoại bào mà không làm thiệt hại tế bào Theo Wilson và Talbot

(2009), để thích ứng với môi trường sống trong cây, Pyricularia oryzae tạo ra

những enzym cần thiết để sử dụng dinh dưỡng từ mô cây Cấu trúc dinh dưỡng của nấm trong giai đoạn này là những tế bào phân nhánh, phồng lên, thích ứng cho việc lấy dinh dưỡng từ tế bào sống của cây và có chức năng giống như vòi hút của nấm ký sinh bắt buộc

Theo Xu và ctv (2007) giai đoạn hoại sinh, vào cuối tiến trình xâm nhiễm, nấm có kiểu dinh dưỡng gần với dạng hoại sinh và tạo ra nhiều hợp chất độc cho cây như pyriculol, pyriculariol, pyriculone và các chất chuyển hóa dẫn xuất từ pyriculol khác, làm chết tế bào và sau đó vết thương xuất hiện

1.2.1.5 Quản lý bệnh đạo ôn

Theo Gnanamanickam (2009) bệnh đạo ôn có thể được kiểm soát bằng thuốc trừ nấm, sử dụng giống kháng và các biện pháp canh tác hợp lý, bên cạnh đó các biện pháp phòng trừ sinh học ngày càng được chú ý

Sử dụng giống kháng là một chọn lựa dễ thực hiện và kinh tế nhất, nên mặc

dù tính kháng bệnh của giống dễ bị mất do nấm hình thành nòi sinh lý mới nhanh, biện pháp vẫn tiếp tục được quan tâm, với nhiều cách tiếp cận mới nhằm tìm ra giống có tính kháng bền vững hơn

1.2.1.6 Cơ chế kháng bệnh của cây trồng

Tính kháng hoặc nhiễm bệnh của cây trồng tùy thuộc vào đặc tính di truyền của cây trồng Các đặc tính di truyền này giúp cho cây có những cơ chế kháng bệnh khác nhau Xét về khía cạnh cách kháng bệnh của cây trồng chúng ta có hai cơ chế kháng bệnh: kháng bệnh chủ động và kháng bệnh thụ động

Kháng bệnh thụ động là do cấu tạo cơ thể của cây có đặc tính làm cho mầm bệnh không tấn công được hoặc không gây hại được cho cây ấy Các cấu tạo này do bẫm sinh đã có sẵn từ khi sinh ra, dù có hoặc không có sự hiện diện của mầm bệnh

Kháng bệnh chủ động là khi cây bị mầm bệnh tấn công sẽ sản sinh ra các cơ chế chống lại với mầm bệnh Trong tình trạng không có mầm bệnh, các cơ chế này không có sẵn trong cây hoặc có nhưng với mức rất kém không đủ để chống lại với mầm bệnh Chỉ khi có sự hiện diện của mầm bệnh, cơ chế này mới được tăng cường đến mức đủ chống lại với mầm bệnh, Phạm Văn Kim (2000)

1.2.1.7 Tính kháng tạo được

Tính kháng tạo được là một trạng thái sinh lý của cây với khả năng phòng thủ được tăng cường nhờ được kích hoạt bởi các kích thích môi trường đặc biệt

Nhờ khả năng phòng thủ được tăng cường này mà cây có thể chống lại được sự tấn công tiếp theo của các tác nhân gây bệnh Tính kháng tạo được mang tính phổ rộng, chống lại được nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng, côn trùng Như vậy có thể thấy tính kháng tạo được chỉ hình thành sau khi được kích thích bởi nguồn kích hoạt (elicitor) Dựa vào bản chất của nguồn kích hoạt và đường hướng dẫn truyền tín hiệu, tính kháng tạo được có thể được chia làm 2 loại chính là là tính kháng tập nhiễm hệ thống SAR và tính kháng hệ thống tạo được ISR

Tính kích kháng bệnh lưu dẫn (Systemic Acquired Resistance: SAR) SAR là một phản ứng miễn dịch tổng quát tăng cường cảm ứng được, lưu dẫn và bền với nhiều tác nhân gây bệnh khi cây đang ở trạng thái được kích thích do

sự xâm nhiễm giới hạn ban đầu hoặc xử lý với chất mồi Tín hiệu kháng được hình thành do tác nhân kích kháng (inducer), sẽ dịch chuyển đến những phần khác của cây, ở đây sự hoạt hóa của bộ gen PR sẽ tạo ra các protein có liên quan đến sự phát sinh bệnh (pathogenesis-related proteins: PR) có hoạt tính kháng vi sinh vật, giúp cây kháng lại mầm bệnh xâm nhiễm sau đó, Conrath (2001) và Métraux và ctv (2002) Đây là dạng kháng bệnh chủ động và sự kích thích để tạo ra được gọi tắt là kích kháng Sự hoạt hóa SAR cần được gợi bởi vết hoại tử tại chỗ qua phản ứng siêu nhạy cảm, phụ thuộc vào sự dẫn truyền tín hiệu salicylic acid và sự biểu hiện lưu dẫn của bộ gen PR, Sticher và ctv (1997), Van Loon và ctv (2006)

Tính kháng lưu dẫn cảm ứng (Induced Systemic Resistance=ISR) Theo Van Loon và ctv (1998) ISR được cảm ứng do một số chủng của vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (Plant Growth Promoting Rhizobacteria=PGPR), không có sự hình thành vết hoại tử tại chỗ, phụ thuộc vào tín hiệu ethylene và jasmonic acid, và thường không đi cùng với sự biểu hiện của các gen PR

Theo Hammerschmidt (2007) tuy có sự khác nhau về cơ chế và sự dẫn truyền tín hiệu, nhưng SAR và ISR đều giúp hình thành tính kháng bệnh phổ rộng

Để tính kích kháng được biểu hiện, cây phải có các gen cần thiết để phát hiện nhanh mầm bệnh để thể hiện hiệu quả kháng và chất kích kháng phải hoạt hóa được một

số phản ứng phòng vệ một cách trực tiếp và duy trì cây ở trạng thái "mồi", để cây nhạy cảm và biểu hiện nhanh nhiều phản ứng phòng vệ khi bị xâm nhiễm

1.2.1.8 Cơ chế kích kháng bệnh lưu dẫn

Theo Lyon (2007), biểu hiện trạng thái kích kháng trong cây là kết quả cuối cùng của quá trình tương tác phức tạp giữa cây (mang thụ thể) và tác nhân kích kháng (chất mồi không chuyên biệt) thích hợp, có sự hoạt hóa và tham gia của nhiều con đường truyền tín hiệu dẫn đến biểu hiện tính kháng và làm cho các mô khỏe duy trì ở trạng thái sẵn sàng phản ứng lại sự xâm nhiễm sau đó

Theo Garcion (2007), Sticher và ctv (1997) biểu hiện kích kháng do nhiều cơ nguyên, có thể bao gồm các biến đổi làm vững chắc vách tế bào, phản ứng tự chết của mô cây, tổng hợp các hợp chất có tác động kháng khuẩn như phytoalexin, các PR

và các enzym có liên quan đến tiến trình oxy hóa khử

Sự làm vững chắc vách tế bào

Ở thực vật, lớp cutin và vách tế bào là thành phần quan trọng của tính kháng nền Sự tăng cường thêm về mặt cấu trúc và sinh hóa, giúp cây kháng hiệu quả hơn với mầm bệnh

Sự tạo papillae : Papillae có cấu tạo phức tạp, là sự kết tụ tại chỗ của callose, lignin, hợp chất extensin, defensin, và các dạng oxygen hoạt động và cả PR, EL Reafaei (1977) Trong hầu hết trường hợp bất tương hợp, sự xâm nhiễm của nấm bệnh thường không thành công cho thấy vai trò của hàng rào phòng vệ đầu tiên này, Collinge (2009)

Sự lignin hóa: Lignin được tạo ra qua phản ứng trùng hợp khử hydro ngẫu nhiên các tiền chất tạo ra từ con đường phenylpropanoid, mà enzym xúc tác chính là phenylalanine ammonia-lyase (PAL) Vách tế bào được lignin hóa kháng với lực cơ học do đĩa áp của nấm; ít bị tác ñộng do enzym phân giải, nên ngăn sự cung cấp dưỡng liệu cho mầm bệnh, như trong trường hợp phản ứng kháng với nấm gây bệnh

đạo ôn Pyricularia oryzae Điều này, trực tiếp làm ngưng sự phát triển của tác nhân

gây bệnh hoặc làm chậm tiến trình xâm nhiễm, cho phép cây đủ thời gian để hoạt hóa các cơ chế phòng vệ khác Ezuka (1979)

Phản ứng siêu nhạy (Hypersensitive reaction HR)

Là phản ứng tự chết nhanh chóng của các tế bào bị xâm nhiễm HR thường được kiểm soát theo tương tác gen đối gen (gene-for-gene), được khởi phát khi gen không độc avr của mầm bệnh mã hóa phân tử chất mồi (elicitor), được nhận ra trực tiếp hoặc gián tiếp bởi thụ thể (receptor) ngoại hoặc nội bào mã hóa bởi gen kháng

R tương ứng của cây chủ, Agrios (2005), HR làm giới hạn sự phát triển của mầm bệnh trong vùng đã bị nhiễm và ngăn sự phát triển xa hơn của mầm bệnh dinh dưỡng hữu sinh, Greenberg J.T (1997) Theo Ou (1985) Ở giống lúa kháng bệnh đạo ôn, HR là cơ chế kháng phổ biến Sự chết tế bào còn liên hệ với tính kích kháng lưu dẫn

Protein liên quan đến sự phát sinh bệnh Theo Sels và ctv (2008) khái niệm chung Protein có liên quan đến sự gây bệnh (Pathogenesis related proteins, PR) là các protein thực vật, trọng lượng phân

tử khoảng 5-75 kDa tùy theo loại, bình thường không hoặc chỉ hiện diện ở nồng độ rất thấp trong mô khỏe, nhưng sẽ được tích tụ ở mức cao hơn khi ở trạng thái bệnh lý

hay trạng thái tương tự, trong ít nhất hai hệ thống cây chủ-mầm bệnh Van Loon (2006) Theo Van Loon(1999) tình trạng bệnh lý liên quan đến sự xâm nhiễm trực tiếp của mầm bệnh; các tình trạng có liên quan đến bệnh lý thì không do xâm nhiễm hoặc hoại tử do độc tố PR được cảm ứng do hóa chất là cơ sở cho việc nghiên cứu

và ứng dụng tác nhân kích kháng là hóa chất

Trong cây, PR hiện diện trong nhiều bộ phận của cây, nhất là trong lá, với hàm lượng có thể lên đến 5-10% protein tổng số trong lá Hầu hết PR-protein có tính acid, ngoại bào, thường được cảm ứng do mầm bệnh

Hầu hết PR có tính kháng vi sinh vật in vitro nhờ vào hoạt tính thủy phân vách tế bào, hoặc trực tiếp gây độc Trong cây, protein gian bào tích tụ giữ vai trò như lớp phòng vệ đầu tiên ñối với mầm bệnh tấn công Các PR không bào(enzym phân giải) là tuyến phòng vệ thứ hai

Kết quả nhiều nghiên cứu cho thấy có sự liên hệ chặt chẽ giữa chức năng của

PR và tính kháng bệnh của cây Khi bị nhiễm bệnh, PR hoặc mRNA của chúng tích

tụ nhiều và đạt mức tối đa nhanh hơn trong cây kháng so với cây nhiễm bệnh

Nhiều nghiên cứu trên các hệ thống cây chủ-mầm bệnh khác nhau cũng có ghi nhận tương tự Wang và ctv (2007) Trong cây kháng bệnh tự nhiên, PR cũng thường có sẵn trong cây ở mức cao Biểu hiện gen PR giúp cây chuyển gen gia tăng tính kháng bệnh Cây lúa biểu hiện gen PR-5,kháng với bệnh do R solani Sự tích tụ nhanh (trong vòng 24 giờ) mRNA của các gen phòng vệ, PR-1, β-glucanase, và chitinase trong cây mang gen Pi-ta, cho thấy là cây lúa phản ứng nhanh với sự xâm nhiễm

của Pyricularia oryzae PR trong cây kích kháng được biểu hiện tại chỗ và lưu dẫn,

và được xem như dấu hiệu của tính kích kháng lưu dẫn SAR Các gen PR còn được gọi là gen SAR G e n SAR và bộ gen PR đi cùng được cảm ứng bởi mầm bệnh, cũng như bởi hóa chất, theo con đường dẫn truyền tín hiệu phụ thuộc salicylic acid

Tuy nhiên, bản chất và mức độ biểu hiện của PR thay đổi giữa các loài thực vật Jia

và ctv (2009)

Sự cảm ứng và điều hòa biểu hiện của PR

PR trong cây được mã hóa bởi một họ đa gen nhỏ Thụ thể của chất cảm ứng PR được cho là nằm ở màng tế bào Các tín hiệu thứ cấp trong cảm ứng PR, bao gồm SA, jasmonic acid và ethylene Sự tác động lẫn nhau giữa các con đường dẫn truyền tín hiệu qua trung gian chất mang thông tin thứ cấp này cũng ñã ñược chứng minh, Pieterse và ctv (2009)

Chất cảm ứng tạo PR thường có nguồn gốc sinh học Các phân mảnh của glucan và chitin từ vách tế bào nấm, các glycoprotein, peptide từ nấm và protein thuộc họ elicitin; sản phẩm protein của gen không độc sản sinh từ nấm và vi khuẩn,

Staskawicz và ctv (1999); các enzym phân giải vách tế bào như polygalacturonase, cũng cảm ứng tích tụ PR, chúng được xem là các chất mồi nội sinh

Một số hóa chất như salicylic acid, polyacrylicacid , fatty acid, muối vô cơ, các kích thích vật lý (sự tổn thương, bức xạ UV-B, nhiệt độ, thiếu hoặc thừa nước, ), các chất điều hòa sinh trưởng thực vật Kúc (2006), các dạng oxygen hoạt động ROS, Schultheiss và ctv (2003) cũng được ghi nhận là cảm ứng tạo PR

Ngoài ra, sự tổng hợp PR có thể được khởi phát do các kích thích nội sinh liên quan đến và được điều hòa theo sự phát triển của cây

Sự dẫn truyền tín hiệu cảm ứng PR Mặc dù đến nay vẫn chưa rõ bản chất của tín hiệu di chuyển trong SAR, nhưng ethylene ñược chứng minh là cần thiết để tạo ra, phóng thích hoặc vận chuyển tín hiệu di động đến các mô ở khoảng cách xa Khi tín hiệu di chuyển đến,

mô bắt đầu tạo ra SA, và cảm ứng tạo các PR ở đây Phản ứng HR làm biểu hiện mạnh các gen phòng vệ và SAR Nhiều đột biến cpr (constitutively expressing PR) cũng là các đột biến giả thương tổn (lesion mimics) đều biểu hiện PR và SAR

Trong HR, không chỉ SA tăng, mà ngay trước đó còn có sự tăng hoạt động tổng hợp

và ngoại sinh Gen PR-1 thường được cảm ứng do mầm bệnh hoặc SA, thường được xem như một chỉ thị cho sự kích hoạt phản ứng SAR của cây Buchel (1999)

PR-1 được cho là có vai trò trong tính kháng virus hoặc sự di chuyển của virus trong cây Hoạt tính kháng nấm trực tiếp của PR-1 được chứng minh in vitro qua tác động ức chế sự nẩy mầm của động bào tử nấm Phythopthora infestans, và in vivo qua hiệu quả giúp cây giảm bệnh Các PR-1 có điểm đẳng điện khác nhau cũng

có tính kháng nấm khác nhau, Van Loon (1997)

Theo Jwa và ctv (2006) trên cây lúa, có đến 39 gen kiểu PR-1 (ở Arabidopsis

là 22) PR1 kiềm tính (OsPR1b) được ghi nhận trong phản ứng với bệnh đạo ôn và

xử lý với jasmonic acid PR1 có tính acid (OsPR1a) 17 kDa, ghi nhận trong cây lúa nhiễm bệnh đốm vằn, xử lý với JA Gen OsPR1a và OsPR1b, được điều hòa bởi sự thương tổn, JA, SA, H2O2, và sự xâm nhiễm của n ấm Pyricularia oryzae Sự cảm ứng PR-1do Pyricularia oryzae thường được ghi nhận vào 24 giờ sau khi lây

bệnh Sự tích tụ nhanh RNA của PR-1trong phản ứng kháng cho thấy PR-1có vai trò

tích cực trong tính kháng với Pyricularia oryzae, Wang và ctv (2007)

PR-2 protein:

Họ PR-2, gồm các β-glucosidase (β-glucan endohydrolase), bao gồm β-1,3- glucanase (E.C 3.2.1.39) và β-1,3-1,4-glucanase (EC 3.2.1.73), phong phú và phân

bố rộng rải ở thực vật có hạt, chúng được thành lập và tiết ra ở bên trong vách tế bào

và gian bào, dưới nhiều đồng dạng, khác nhau về kích thước, điểm đẳng điện, cấu trúc cơ bản, định vị trong tế bào, và chịu sự điều hòa khác nhau β-1,3-glucanase xúc tác phản ứng thủy phân dạng endo của liên kết 1,3-β-D-glucosidic trong các hợp chất β-1,3-glucan (thành phần cấu tạo của vách tế bào nấm), nên có vai trò trong phản ứng của cây ñối với mầm bệnh, cũng như trong nhiều tiến trình sinh lý khác nhau ở cây, Simmons (1994)

Vai trò và hoạt tính của β-1,3-glucanase trong kích kháng β-1,3-glucanase có tác ñộng làm phân giải vách tế bào nhiều loại nấm in vitro ở nồng độ rất thấp (khoảng 50 µg/ml) và in vivo qua biểu hiện tính kháng bệnh của các cây biểu hiện gen PR-2 Lây nhiễm với Peronospora tabacina hoặc với TMV tạo kích kháng lưu dẫn chống lại bệnh do P tabacina và làm tăng tổng hoạt tính β-1,3-glucanase trong cây so với đối chứng từ lúc lây bệnh đến 4 ngày sau

Trong cây kích kháng ghi nhận có 4 đồng dạng của β-1,3-glucanase, hoạt tính của G1 và G2 cao hơn so với đối chứng ở giai đoạn đầu sau lây bệnh; hoạt tính G3 tương tự giữa trước và sau lây bệnh, nên không có vai trò trong tính kháng, Gachomo và ctv (2003)

Trên lúa, đã ghi nhận 13 gen mã hóa β-glucanase, mRNA của OsGns1 khi biểu hiện mạnh trong cây lúa chuyển gen, giúp tăng tính kháng bệnh đạo ôn do

Pyricularia oryzae Trong cây lúa được kích kháng với chitosan (1.000mg/lít),

hoạt tính β-1,3-glucanase tăng cao nhất vào 72 giờ và 168 giờ, gấp 2-3 lần so với

đối chứng sau khi lây bệnh với nấm Pyricularia oryzae

1.2.2 Ở Việt nam

1.2.2.1 Những thiệt hại do bệnh đạo ôn gây nên

Ở nước ta, Vincens (người Pháp) đã phát hiện bệnh ở Nam Bộ vào năm 1921

Năm 1951, Roger (người Pháp) đã xác định sự xuất hiện và gây hại của bệnh ở vùng Bắc Bộ Hiện nay, bệnh đạo ôn hại lúa đã phát sinh phá hoại nghiêm trọng nhiều nơi ở miền Bắc nước ta như Hải Phòng, Thái Nguyên, Ninh Bình, Bắc Giang,

Hà Đông Vụ Đông Xuân 1991-1992 ở miền Bắc diện tích lúa bị bệnh đạo ôn lá là 292.0000 ha, trong đó có tới 241.000 ha bị đạo ôn cổ bông Ở miền Nam, diện tích

bị bệnh đạo ôn năm 1992 là 165.000 ha, Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề (2001)

Trong những năm 1955-1961 bệnh đã phát sinh phá hại nghiêm trọng nhiều nơi

ở miền Bắc nước ta như Hải Phòng, Thái Nguyên, Ninh Bình, Bắc Giang, Hà Đông

Vụ đông xuân 1991 – 1992 ở miền Bắc diện tích lúa bị bệnh đạo ôn lá là 29.2000 ha trong đó có tới 21.4000 ha bị đạo ôn cổ bông Ở miền Nam diện tích bị bệnh đạo ôn năm 1992 là 165.000 ha Năm 1956, một trong những khu vực trồng lúa cạn ở Nông trường Đồng giao (Hà Nam Ninh cũ) bệnh đạo ôn đã xuất hiện làm chết lụi 200 ha lúa

Sau đó bệnh gây hại nghiêm trọng ở Hải Dương, Hà Sơn Bình, Thái Bình, Hà Nội, Hải Phòng và nhiều vùng khác

Bệnh phổ biến và có khả năng lây lan rất nhanh toàn miền Bắc Nếu riêng vụ Đông Xuân năm 1979 có đến 15.000 ha lúa bị đạo ôn thì năm 1981 diện tích bị bệnh lên đến 40.000 ha, 1982 có trên 80.000 ha và năm 1985 có đến 160.000 ha Vụ Đông Xuân 1994-1995 dịch đạo ôn phát triển trên diện tích rộng lớn lên đến 500.000 ha trên toàn quốc, riêng hai tỉnh Nam Hà và Thái Bình đã phải dùng đến 250 tấn thuốc hóa học để trừ bệnh (Lê Lương Tề, 1998), (Hoàng Đức Tuệ, 2003)

Ở Đ ồng bằng sông Cửu Long bệnh đạo ôn được ghi nhận phát triển thành dịch từ những năm 1978 tại huyện Thạnh Trị (Sóc Trăng), liên tiếp trong những năm 1980-1982, dịch bệnh lại phát triển ở các tỉnh Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Đồng Tháp và An Giang trên một số giống như NN3A, NN7A, MTL32, MTL36 thiệt hại về năng suất khoảng 40%, năm 1984 dịch bệnh lại bộc phát trên diện rộng với 77.000 ha Đến năm 1991-1992 bệnh lại tái phát tại các tỉnh Long An, Tiền giang, Hậu Giang khoảng 10.000 ha bị thiệt hại trên các giống IR9729, OM90-2, KSB55,

IR 64, IR13240-108(MTL58) và LĐ439 Năm 1995, giống IR50404, OM 269 và một số giống khác bị nhiễm hầu hết ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long với hơn 200.000 ha Mức thiệt hại chung ước tính từ 10-15%, Phạm văn Dư (1977-1979)

Năm 2002 diện tích nhiễm bệnh đạo ôn lá của cả nước là 208.399 ha, trong

đó diện tích nhiễm nặng là 3.915 ha Ở các tỉnh phía bắc, bệnh phát sinh cục bộ và gây hại chủ yếu trên lúa Đông xuân trên các giống IR17494, IR38, IR1820 Tại các tỉnh Miền Nam diện tích nhiễm là 169.138 ha, trong đó diện tích nhiễm nặng là 1.084 ha Diện tích nhiễm bệnh đạo ôn cổ bông của cả nước là 42.684 ha, trong đó diện tích nhiễm nặng là 1.067 ha, Cục Bảo vệ thực vật (2003) Năm 2012 diện tích nhiễm bệnh đạo ôn lá của cả nước là 294.130 ha, tăng 21% so với năm 2011, diện tích nhiễm nặng 11.400 ha, tăng 118% so với năm 2011, diện tích mất trắng 8

ha Bệnh tăng mạnh tại các tỉnh phía Bắc, có 54.700 ha bị nhiễm bệnh, tăng 131%

so với năm 2011, trong đó có 4.238 ha bị nhiễm bệnh nặng, tăng 228% so với năm

2011 Bệnh đạo ôn cổ bông diện tích nhiễm 72.282 ha, tăng 40% so với năm

2011, trong đó diện tích nhiễm nặng 1.699 ha, tăng 156% so với năm 2011 Bệnh gây hại chủ yếu trên lúa tại các địa phương bị nhiễm đạo ôn lá nặng

Khí hậu miền Trung, trong đó có tỉnh Thừa Thiên Huế, với đặc điểm nhiệt độ thấp và độ ẩm cao, rất thích hợp cho loài nấm gây bệnh đạo ôn ở lúa phát triển mạnh

Hàng năm, ở đây bệnh đạo ôn chiếm tỷ lệ cao nhất so với các loại bệnh khác Người ta cũng đã thống kê được tình hình bệnh đạo ôn hại lúa tại tỉnh Thừa Thiên Huế ở các vụ mùa Đông Xuân như: diện tích nhiễm bệnh chiếm đến 10.583 ha (1997-1998), 9.780

ha (1998-1999), 12.430 ha (1999-2000), 10.770 ha (2000-2001) và 7.583 ha 2002) (Hoàng Đức Tuệ, 2003)

(2001-1.2.2.2 Ảnh hưởng của giống lúa đến bệnh đạo ôn

Thông thường các giống lúa cao sản ngắn ngày khi được phóng thích đưa vào sản xuất đại trà thì đã được các nhà khoa học lai tạo, tuyển chọn để cây lúa có khả năng ít nhiều mang gen có thể kháng hay chống chịu lại bệnh đạo ôn Trồng các giống lúa nhiễm bệnh khi gặp điều kiện thời tiết thuận lợi cho nầm bệnh, áp lực nguồn bệnh trong khu vực cao thì cây lúa dễ bị “xụp mặt” cháy rụi nhanh rồi chết

Ngược lại, nếu trồng giống lúa kháng bệnh kết hợp với việc áp dụng IPM thì cây lúa

sẽ đứng vững và tiếp tục cho năng suất Khả năng kháng lại bệnh của giống lúa chỉ

có thể tồn tại trong một thời gian nhất ñịnh do con nấm gây bệnh đạo ôn thường xuyên thay đổi "tính chất gây bệnh" để phù hợp với "con bệnh" Do đó, bà con nên thay đổi giống mới sau một thời gian canh tác Ngoài ra, "tính chất gây bệnh" của các con nấm cũng thay đổi theo khu vực; thường được các nhà khoa học gọi là "nòi hay dòng nấm địa phương" Tại Sóc Trăng có 4 nòi, Tiền Giang 3 nòi, Vĩnh Long

có 2 nòi (Teraoka và Phạm Văn Kim, 2002)

Ngoài các yếu tố khí hậu thời tiết, đất đai và phân bón, đặc tính của giống có ảnh hưởng rất lớn tới mức độ phát triển của bệnh trên đồng ruộng Những giống nhiễm bệnh nặng (giống mẫn cảm) không những là điểm bệnh phát sinh ban đầu

mà còn là điều kiện cho bệnh dễ dàng lây lan hàng loạt, hình thành nên dịch bệnh trên đồng ruộng Đặc tính chống bệnh của cây lúa tăng khi tỷ lệ SiO2/N tăng Giống lúa chống bệnh chứa nhiều polyphenol hơn ở giống nhiễm bệnh Trong giống lúa chống bệnh sẽ sản sinh ra hàm lượng lớn hợp chất Phytoalexin có tác dụng ngăn cản sự phát triển của nấm trong cây Tính chống bệnh của cây lúa do 23 gen kháng đạo ôn đã được phát hiện và đồng thời còn phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của giống

Ở Việt Nam, xác định trên bộ giống chỉ thị nòi quốc tế đã thấy sự xuất hiện của nhiều nhóm nòi đạo ôn ký hiệu là IB, IC, ID, IE, IF và IG phân bố từ Quảng Nam-Đà Nẵng đến các tỉnh đồng bằng bắc bộ và cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến xác định các gen chống chịu các tác động bất lợi của môi trường, gen kháng bệnh Việc ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử để nghiên cứu, xác định và phân lập gen nói chung đã được tiến hành trong những năm gần đây và bước đầu đã đạt được các kết quả khả quan như: thành công trong tạo dòng lúa kháng bệnh đạo ôn và có chất

lượng gạo tốt bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn và kỹ thuật PCR (Phan Thị Bảy và

cs, 2004); sau đó nhóm tác giả này cũng đã tiến hành đánh giá tính kháng bệnh đạo ôn

ở một số dòng lúa dựa vào các chỉ thị phân tử STS (Sequence Tagged Site) và gây bệnh nhân tạo trong nhà kính (2005) Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã thành công trong ứng dụng GIS (Geographic information system) trong việc dự báo và quản lý bệnh đạo ôn lá trên vụ lúa Đông Xuân 2007-2008 tại Châu Thành tỉnh An Giang (Nguyễn Phú Dũng, 2009)

1.2.2.3 Quản lý bệnh đạo ôn lúa

Bệnh đạo ôn là loại bệnh gây hại nghiêm trọng, dễ phát triển nhanh trên diện rộng Vì vậy, muốn phòng trừ đạt hiệu quả cao cần làm tốt công tác dự tính dự báo bệnh, điều tra theo dõi và phân tích các điều kiện liên quan tới sự phát sinh của bệnh như: vị trí tồn tại của nguồn bệnh, diễn biến yếu tố khí hậu thời tiết, tình hình sinh trưởng của cây, điều kiện đất đai, phân bón và cơ cấu giống lúa, Dọn sạch tàn dư rơm rạ và cây cỏ dại mang bệnh ở trên đồng ruộng Bón phân NPK hợp lý, đúng giai đoạn, không bón đạm tập trung vào thời kỳ lúa dễ nhiễm bệnh Khi có bệnh xuất hiện phải tạm ngừng bón thúc đạm và tiến hành phun thuốc phòng trừ

Tăng cường sử dụng giống lúa chống chịu bệnh có nhiều gen kháng trong cơ cấu giống ở những vùng bệnh thường hay xảy ra và ở mức độ gây hại nặng Cần kiểm tra

lô hạt giống, nếu nhiễm bệnh ở hạt cần xử lý hạt giống tiêu diệt nguồn bệnh bằng nước nóng 54

Bệnh đạo ôn hay còn gọi là bệnh cháy lá do nấm Pyricularia oryzae gây ra

Không giống như những năm trước, bệnh đạo ôn chỉ gây hại nặng trong vụ Đông Xuân mà trong vòng 2-3 năm trở lại đây, bệnh đạo ôn xuất hiện rất nặng ngay cả trong vụ Hè Thu Có nơi đạo ôn xuất hiện rất sớm khi lúa vừa mới hai tuần tuổi đã thấy có dấu chấm kim Theo Phạm Văn Kim (2010) nấm bệnh đạo ôn đã thích hợp với điều kiện thời tiết hiện nay và điều kiện canh tác của bà con nông dân cũng đã góp phần làm cho bệnh phát triển liên tục Đó là do tính mẫn cảm của giống, nòi của nấm bệnh càng ngày càng tiến hóa tấn công vào những giống lúa mà trước đây hơi kháng bệnh nhưng mà bây giờ nó đã trở thành giống nhiễm Để giải quyết bệnh đạo ôn nên chọn giống ít nhiễm đến kháng bệnh, bón phân đạm vừa đủ theo nhu cầu củ a cây lúa Đồng thời bà con nên dùng biện pháp kích kháng tức là dùng thuốc

để kích thích tính kháng bệnh cho cây lúa, hay nói khác hơn là chủng ngừa bệnh cho cây lúa để giúp cho cây lúa chống chịu với bệnh đạo ôn

Theo nghiên cứu của Phạm Văn Kim (2010) cho thấy trước đây chỉ có một số giống lúa là nhiễm với bệnh đạo ôn, nhưng đến nay hầu như các giống lúa đều ít nhiều có nhiễm bệnh đạo ôn Do đó, bà con cần áp dụng các biện pháp phòng ngừa bệnh đạo ôn ngay từ đầu vụ

Chọn hạt giống khỏe để trồng: nên sử dụng hạt giống xác nhận để đảm bảo

độ rặt giống và có hạt giống mẩy hạt Ngoài ra cũng cần dùng nước muối 15% để loại hạt lép lửng trước khi ngâm ủ (rửa sạch muối trước khi ngâm hạt)

Giảm lượng hạt giống gieo sạ: chỉ nên sạ với lượng giống khoảng 80-100 kg/ha Yếu tố sạ thưa rất quan trọng trong việc làm giảm bớt mức độ nghiêm trọng của bệnh đạo ôn và giúp việc phun thuốc trừ bệnh đạo ôn có hiệu quả hơn

Không bón phân đạm quá cao: tốt nhất nên sử dụng bảng so màu lá lúa để quyết định việc bón phân đạm cho ruộng lúa nhằm đáp ứng nhu cầu của cây lúa

Nếu bà con không sử dụng bảng so màu lá thì không nên bón vượt quá 80 kg N/ha

Bón phân đạm cao làm cho cây lúa rất dễ nhiễm bệnh đạo ôn Nếu bón phân đạm quá cao vào lần bón phân thứ nhất, kết hợp gieo sạ dày thì bệnh đạo ôn có thể bộc phát vào 15 ngày sau khi sạ Cần phải phun thuốc ngừa bệnh đạo ôn cổ bông: vì đạo

ôn cổ bông luôn là mối lo của vụ Đông Xuân hằng năm và là nguyên nhân gây giảm năng suất lúa

Theo Phạm Văn Kim (2000), ở nước ta, bệnh thường phát sinh và gây hại nặng trong vụ lúa Đông Xuân, do điều kiện thuận lợi cho bệnh phát sinh gây hại

Cơ cấu giống nhiễm cao cũng làm cho diện tích nhiễm và thiệt hại nhiều hơn, đồng bằng Sông Cửu Long có 2 cao điểm là tháng 5- 6 và tháng 11-12

1.2.2.4 Bón phân hợp lý cho cây lúa

Bón phân hợp lý là sử dụng lượng phân bón thích hợp cho cây lúa đảm bảo tăng năng suất lúa với hiệu quả kinh tế cao nhất, không để lại các hậu quả tiêu cực lên nông sản và môi trường sinh thái

Nếu sử dụng phân bón không cân đối đặc biệt là thừa đạm thì cây lúa có lá màu xanh đậm, lá to bản khi gặp mưa hay sương là bị cập xuống, thân mềm yếu dễ

đổ ngã, do vậy các bào tử nấm đạo ôn rất dễ thâm nhập vào cây lúa do thân và lá rất mềm và mỏng Vậy để cây lúa vẫn sinh trưởng và phát triển bình thường mà khả năng bị bệnh đạo ôn ở mức thấp nhất thì qua quan sát phải bảo đảm cây lúa có màu xanh vàng, lá lúa đứng thẳng, góc của lá lúa và thân lúa nhỏ nhất, cây cứng và khỏe

Để làm được điều đó không thể cung cấp thiếu phân bón Kali cho cây lúa, đặc biệt

là Kali sulfate (K2SO4) sẽ làm lúa cứng cây

Một chế độ bón phân hợp lý đảm bảo duy trì độ phì nhiêu của đất Qua các vụ trồng trọt, đất không bị kiệt quệ, tiêu hao chất dinh dưỡng mà trái lại độ phì nhiêu của đất được thực hiện trên cơ sở sau mỗi vụ thu hoạch lúa đã để lại cho đất một lượng chất hữu cơ đáng kể Mặt khác, chế độ bón phân hợp lý còn làm giàu thêm và tăng cường khả năng hoạt động của tập đoàn vi sinh vật có ích trong đất Cùng với sự hoạt động sôi động của tập đoàn vi sinh vật, các chất dinh dưỡng của cây được giải phóng, chuyển sang dạng dễ tiêu, dễ sử dụng đối với cây trồng Chế độ bón phân hợp lý và cân đối đảm bảo không ngừng cải thiện các đặc tính vật lý và sinh học của đất Đất tốt nói chung, là loại đất giàu các chất dinh dưỡng, có kết cấu vật lý tốt, và có hoạt động sinh học cao Ba đặc điểm này có liên quan mật thiết với nhau, là tiền đề và điều kiện của nhau Bón phân hợp lý không những chỉ chú ý đến việc cung cấp thêm các chất dinh dưỡng cho cây mà còn làm tốt thêm các đặc tính vật lý và sinh học của đất

Chế độ bón phân hợp lý góp phần nâng cao khả năng hoạt ñộng và tính hữu ích của tập đoàn vi sinh vật đất Tập đoàn vi sinh vật đất có vai trò rất to lớn và quan trọng trong chu trình chuyển hoá các chất Tập đoàn vi sinh vật đất gồm rất nhiều loài thuộc các lớp, bộ sinh vật khác nhau: nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn, tuyến trùng, v.v Tuỳ thuộc vào hoạt động của tập đoàn sinh vật này mà chất hữu cơ trong đất được khoáng hoá nhanh hoặc chậm, cấu trúc của đất tốt hoặc xấu, chất dinh dưỡng cho cây ở trong đất nhiều hoặc ít

CHƯƠNG 2 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Phạm vi nghiên cứu

2.1.1.1 Địa điểm nghiên cứu

- Tại 3 vùng: xã Hương Phong-thị xã Hương Trà; xã Quảng Công-huyện Quảng

Điền; xã Phú Lương-huyện Phú Vang tỉnh Thừa Thiên Huế

- Chi cục Trồng Trọt và Bảo vệ thực vật tỉnh Thừa Thiên Huế

2.1.1.2 Thời gian nghiên cứu

- Từ tháng 1-5/2018

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu

- Gồm 6 giống lúa chủ lực (Bảng 2.1) tại 3 vùng: xã Hương Phong-thị xã Hương Trà; xã Quảng Công-huyện Quảng Điền; xã Phú Lương-huyện Phú Vang tỉnh

Thừa Thiên Huế

Bảng 2.1 Địa điểm và các giống lúa nghiên cứu

- Điều tra diễn biến bệnh đạo ôn gây hại trên 6 giống lúa tại 3 vùng

- Điều tra tình hình sử dụng thuốc hoá học phòng trừ bệnh đạo ôn vụ Đông Xuân 2017-2018 tại 3 vùng

- Thu thập mẫu bệnh đạo ôn trên 6 giống lúa tại 3 vùng, phân lập và làm thuần nấm

- Kiểm tra tính gây bệnh của các chủng nấm đạo ôn bằng phương pháp lây bệnh nhân tạo

2.3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Vật liệu nghiên cứu

- Các mẫu nấm bệnh đạo ôn hại lúa được thu thập tại 3 vùng là Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương của tỉnh Thừa Thiên Huế đưa về phân lập tại Phòng thí nghiệm của Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật Thừa Thiên Huế

- Các lá lúa của các giống Xi23, Nếp, Khang Dân (thu thập giai đoạn lúa đẻ nhánh) tại 3 vùng là Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương đảm bảo không bị bệnh để tiến hành lây nhiễm nhân tạo

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu

2.3.2.1 Điều tra cơ cấu giống lúa trong vụ Đông Xuân 2017-2018 tại 3 vùng

Thu thập số liệu thứ cấp từ 3 xã (Qua báo cáo cơ cấu giống của HTX) để từ đó lựa chọn ra các giống lúa cần điều tra, theo dõi

2.3.2.2 Điều tra diễn biễn bệnh đạo ôn gây hại trên 6 giống lúa tại 3 vùng: xã Hương Phong-thị xã Hương Trà; xã Quảng Công-huyện Quảng Điền; xã Phú Lương-huyện Phú Vang tỉnh Thừa Thiên Huế

Theo Quy chuẩn Quốc gia Việt Nam (QCVN 01-166:2014/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại lúa; Ban hành kèm

theo Thông tư số 16/2014/TT- BNNPTNT ngày 05 tháng 6 năm 2014)

Phương pháp điều tra:

Thời gian điều tra: Điều tra định kỳ: 7 ngày/lần ở tuyến điều tra với các yếu

tố điều tra trong khu vực điều tra cố định ngay từ đầu vụ

Điểm điều tra: Mỗi yếu tố điều tra 10 điểm tương đối ngẫu nhiên và đồng đều trên tuyến điều tra Điểm điều tra phải cách bờ ít nhất 2 mét

- Phương pháp điều tra

Đối với bệnh đạo ôn lá: Đếm toàn bộ số lá và số lá bị bệnh trên 10 dãnh có

trong điểm điều tra

Đối với đạo ôn cổ bông: Đếm số bông bị bệnh trong tổng 100 bông điều tra

- Các chỉ tiêu cần theo dõi:

Nn: là số lá (bông) bị bệnh ở cấp n;

N: là tổng số lá (bông) điều tra;

9: là cấp bệnh cao nhất của thang phân cấp

Chỉ số bệnh trên lá lúa dựa vào thang phân cấp

+ Cấp 1: vết bệnh có trên 1 vài cuống bông hoặc nhánh thứ cấp

+ Cấp 3: vết bệnh có trên một vài gié sơ cấp hoặc phần giữa của trục bông

+ Cấp 5: vết bệnh bao quanh một phần gốc bông ( đốt) hoặc phần ống rạ phía dưới của trục bông

+ Cấp 7: vết bệnh bao quanh toàn bộ cổ bông, hoặc phần trục bông gần cổ bông, trên bông có 30% số hạt chắc trở lên

+ Cấp 9: toàn bộ cổ bông bị bệnh, số hạt chắc trên bông dưới 30%

Đường cong tiến triển bệnh (AUDPC - Area Under Disease Progress Curve) (Campell và Maddem, 1990)

Trong đó:

yi, yi+1: tỉ lệ bệnh vào thời điểm ghi nhận i và i+1

ti, ti+1: thời điểm ghi nhận i và thời điểm kế tiếp i+1 (ngày)

2.3.2.3 Tình hình sử dụng thuốc hóa học phòng trừ bệnh đạo ôn

- Điều tra số liệu thứ cấp: các số liệu về tình hình sử dụng thuốc hóa học phòng

trừ đạo ôn thu thập được từ các xã Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương , kết hợp thông tin khuyến cáo sử dụng các loại thuốc phòng trừ bệnh đạo ôn của nhà sản xuất

- Điều tra số liệu sơ cấp: Sử dụng phương pháp nghiên cứu điều tra phỏng vấn bằng phiếu điều tra được soạn thảo riêng Tiến hành điều tra 50 hộ/xã thuộc 3 vùng Quảng Công, Hương Phong và Phú Lương về các chỉ tiêu:

+ Tình hình sử dụng thuốc hóa học để phòng trừ bệnh đạo ôn: tên thuốc, liều lượng, số lần phun trên 1 vụ

+ Những thói quen khác của người dân khi sử dụng thuốc hóa học phòng trừ đạo ôn: thời điểm phun (sáng, trưa, tối), những quyết định phun thuốc của người dân (phun theo diễn biến bệnh, theo chỉ đạo của hợp tác xã, phun định kì)

2.3.2.4 Thu thập mẫu bệnh đạo ôn trên 6 giống lúa tại 3 vùng, phân lập và làm thuần nấm trong phòng thí nghiệm

Phương pháp thu mẫu: Thu mẫu từ những vết bệnh có triệu chứng ban đầu đến

những vết bệnh có triệu chứng điển hình Mẫu thu cách bờ 1-2m

Phương pháp phân lập: thu mẫu bệnh về tiến hành rửa qua nước cất vô trùng

cho sạch bụi bẩn, tiếp theo rửa qua cồn để loại bỏ bớt tạp nấm, vi khuẩn trên bề mặt mẫu bệnh, sau đó xịt lại nước cất khử trùng để làm sạch mẫu bệnh lại một lần nữa

Dùng giấy vệ sinh quấn 2 đầu của mẫu bệnh rồi cho vào khay, phun xịt nước vào, sau 1-2 ngày nấm mọc cấy bào tử sang môi trường WA, theo dõi để cấy truyền nấm sang môi trường PDA

Vô trùng dụng cụ và chuẩn bị môi trường: