Bài viết đánh giá đặc tính sinh học và chọn lọc các chủng nấm ký sinh côn trùng có hoạt tính tốt để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê tại Đắk Lắk. Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1CHỌN LỌC, ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG NẤM KÝ SINH CÔN TRÙNG TRONG ĐẤT CÓ KHẢ NĂNG PHÕNG TRỪ RỆP SÁP HẠI RỄ
CÂY CÀ PHÊ TẠI ĐẮK LẮK
Đào Thị Lan Hoa1, Nguyễn Thị Thường1, Mai Thị Hạnh1, Nguyễn Thị Minh Nguyệt1, Phan Lý Thùy Mai1, Nguyễn Anh Dũng2, Nguyễn Văn Nam2, Đỗ Thị Kiều An2, Trần
Thị Huế2 và cộng sự 1
Viện Khoa học Kỹ thật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên 2
Trường Đại học Tây Nguyên
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Đắk Lắk là tỉnh sản xuất cà phê vối đứng đầu cả nước, cà phê Đắk Lắk đã chiếm vị trí quan trọng trên thị trường trong và ngoài nước Cùng với việc mở rộng diện tích, các kỹ thuật canh tác và phòng trừ sâu bệnh để tăng năng suất, chất lượng cây trồng chưa hợp lý và đồng bộ đã tạo điều kiện cho sự gia tăng, bùng phát dịch hại trong đó có rệp sáp hại rễ cà phê Thực tế sản xuất cà phê ở Đắk Lắk cho thấy rệp sáphại rễ sống ở trong đất nên việc phát hiện và phòng trừ rất khó khăn Trong quá trình trồng cà phê, ở các vùng bị rệp sáp hại rễ gây hại nếu không tác động biện pháp phòng trừ tổng hợp thì rệp sáp có xu hướng gia tăng theo thời gian Đặc biệt, khi gặp điều kiện thuận lợi về nhiệt độ, độ ẩm, pH đất… chúng có thể phát sinh thành dịch và gây hại cho cây cà phê
Khí hậu tại Đắk Lắkcó ẩm độ thích hợp cho sự phát triển của các loài nấm ký sinh trên các loài côn trùng hại rễ cà phê, trong đó có rệp sáp Sự có mặt của các loài nấm này trong tự nhiên đã góp phần hạn chế được sự gây hại của rệp sáp hại rễ cây cà phê Chính vì vậy, việc thu thập các loại nấm ký sinh trên các đối tượng sâu hại trong đất gây hại rễ cây cà phê (rệp sáp, ve sầu) tại các vùng trồng cà phê, đánh giá đặc tính sinh học và chọn lọc các chủng nấm ký sinh côn trùng có hoạt tính tốt để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê là rất cần thiết Xuất phát từ đó, đề
tài: “Chọn lọc, ứng dụng một số chủng nấm ký sinh côn trùng trong đất có khả
năng phòng trừ côn trùng hại rễ cây cà phê tại Đắk Lắk” đã được Sở Khoa học và
Công nghệ Đắk Lắk xét duyệt cho Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên thực hiện từ tháng 10 năm 2012 đến tháng 3 năm 2016
II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Thu thập, phân lập, chọn lọc và định danh các chủng nấm ký sinh côn trùng trong đất gây hại rễ cà phê (rệp sáp, ve sầu) có trong tự nhiên
- Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm nấm ký sinh côn trùng sử dụng trong phòng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê ở quy mô phòng thí nghiệm
-Đánh giá hiệu lực phòng trừ của chế phẩm nấm ký sinh đối với rệp sáp gây hại
rễ cà phê trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng ruộng
III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Trang 23.1 Thu thập, phân lập, chọn lọc và định danh các chủng nấm ký sinh côn
trùng trong đất gây hại rễ cà phê (rệp sáp, ve sầu) có trong tự nhiên
Hình 1 Nấm ký sinh trên ve sầu (A, B, C) và rệp sáp hại rễ cà phê (D) thu thập
tại Đắk Lắk (năm 2013)
Thu thập mẫu nấm ký sinh côn trùng tại 7 địa điểm trồng cà phê chính của tỉnh
Đắk Lắk Tỷ lệ ve sầu bị nấm ký sinh nhi ều hơn so với rệp sáp hại rễ cà phê Trên ve
sầu trưởng thành, biểu hiện bệnh do nấm ký sinh rõ và d ễ nhận biết, trên cơ thể ve sầu
có lớp bột bào tử màu trắng, màu xanh nhạt, màu xanh lá cây Đối với ấu trùng ve sầu bị
nấm ký sinh chết nằm trong đất, nấm hình thành quả thể, có thể nằm trong đất hoặc phát
triển nhô lên khỏi mặt đất, có chiều cao vài cm, màu trắng Đối với nấm ký sinh trên rệp
sáp hại rễ, tỷ lệ mẫu thu thập được tại các địa điểm rất thấp và khó phát hiện, do rệp sáp gây
hại rễ nằm sâu trong đất Mẫu rệp sáp bị nấm ký sinh thu thập được có các màu sắc: màu
trắng,màu hồng và màu vàng
Có 4 chi nấm ký sinh côn trùng đã được phân lập tại các vùng trồng cà phê
chính của tỉnh Đắk Lắk, kết quả thể hiện ở bảng 1
Bảng 1 Thành phần và số lượng các mẫu nấm ký sinh côn trùng thuộc các chi nấm chính phân lập tại các huyện/thành phố thuộc tỉnh Đắk Lắk
(Năm 2013)
TT
Thành phần các
chi nấm ký sinh
côn trùng
Buôn
Ma Thuột
Cư Kuin
Cư M'gar
Krông Păk
Buôn
Hồ
Krông Ana
Krông Năng
Tổng cộng
Tổng cộng 44 13 15 25 2 27 30 156
Tỷ lệ (%) 28,21 8,33 9,62 16,03 1,28 17,31 19,23
Các chi nấm này được định danh hình thái đến chi là:Beauveria, Cordyceps,
Metarhizium, Paecilomyces với tổng số 156 ký hiệu mẫu nấm được phân lập.Các chi nấm
này được đề cập nhiều khi nói đến nấm ký sinh côn t rùng trên các lo ại cây trồng khác
(Copping và Menn, 2000; Hywel-Jones, 2002; Hà Thị Quyến và cộng sự, 2002; Phạm Thị
Trang 3Thùy và cộng sự, 2010 ).Chi nấm ký sinh côn trùng phổ biến nhất được phân lập tại Đắk
Lắk là Metarhizium (73 mẫu) và ít phổ biến nhất là Beauveria (5 mẫu)
Bảng 2 Kết quả định danh mẫu bằng công nghệ sinh học đối với
các mẫu nấm thuộc chi Beauveria vàCordyceps(Năm 2013)
TT Tên chi, loài nấm
1 ChiBeauveria
2 ChiCordyceps
BP3, BP6, PA3
3 Chi Metarhizium
Metarhizium cylindrosporae Ve sầu MA2, MB2, MB7, MB16,
MC2, MM4, MM6, MM7, MP1, MP9
4 Chi Paecilomyces
Paecilomyces lilacinus Rệp sáp, ve sầu PA4, PB6, PB8, PN6
Sau khi định danh sơ bộ bằng hình thái, chọn một số mẫu nấm ký sinh côn trùng
có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt gửi đếnThành phố Hồ Chí Minh để định danh
bằng phương pháp giải trình tự gen và so sánh với ngân hànggen Kết quả xác định được
4 chi thuộc 7 loài nấm ký sinh côn trùng chính tại Đắk Lắk: Beauveria bassiana;
Cordyceps bassiana; Cordyceps cicadae; Cordyceps takaomontana; Metarhizium
cylindrosporae;Paecilomyces hepiali; Paecilomyces lilacinus
Các loài nấm thuộc chi Cordyceps mà chúng tôi phân lập từ ve sầu tại Đắk Lắk
khác hẳn so với kết quả của Phạm Văn Nhạ (2012) phân lập trên rệp sáp là loài
Cordyceps nutan Cho đến nay, đây là kết quả nghiên cứu đầu tiên được công bố trên
đối tượng nấm ký sinh trên ve sầu hại rễ tại Việt Nam
Mặc dù được phân lập tại các địa điểm khác nhau tại các vùng trồng cà phê của
tỉnh Đắk Lắk nhưng cả 10 ký hiệu mẫu chọn lọc đều có độ tương đồng là 99 %so với
loài Metarhizium cylindrosporae Kết quả này cùng phù hợp với công bố của
Balakrishnan và cộng sự (2012) khi phân lập nấm ký sinh trên ve sầu trưởng thành
Terpnosia psecas Walker tại trang trại của Viện Nghiên cứu Cà phê ở quận
Chikmagalur, Karnataka, Ấn Độ cũng xác định là loàiMetarhizium cylindrosporae
Tại Việt Nam, hai loài Paecilomyces lilacinus, Paecilomyces hepiali lần đầu
tiên được công bố trên rệp sáp hại rễ; Loài Paecilomyces lilacinus cũng lần đầu tiên
công bố phân lập được trên ve sầu
Trang 43.2.Nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm nấm ký sinh côn trùng
sử dụng trong phòng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê ở quy mô phòngthí nghiệm
* Môi trường nhân nuôi nấm ký sinh côn trùng
5,85
6,47
4,67
3,35
4,23
7,77
7,33
0
2
4
6
8
10
Đường kính khuẩn
lạc (cm)
PDA CDA SDAY3 SDAYK
Biểu đồ 1 Đường kính khuẩn lạc các mẫu nấm ký sinh côn trùng
Kết quả nhân nuôi nấm ký sinh côn trùng trên môi trường nhân tạo cho thấy:
Các chủng nấm thuộc chi Beauveria, Cordyceps, Metarhizium, Paecilomyces phát
triển tốt nhất trên môi trường SDAY3, PDA; trong điều kiện: pH 5 - 7, nhiệt độ 25 -
30oC (thích hợp nhất 25 đến 27oC, ở nhiệt độ 40oC nấm hầu như không phát
triển).Trong cùng một môi trường nuôi cấy thì chi nấm Paecilomyces phát triển nhanh
nhất, kế đến là chi nấm Cordyceps,Beauveria và cuối cùng là chi nấm Metarhizium
Các chủng nấm thuộc chi nấm Beauveria, Cordyceps, Metarhizium phát triển
có đường kính khuẩn lạc đạt kích thước lớn nhất và có mật độ bào tử cao nhất với điều
kiện không chiếu sáng Các chủng nấm thuộc chi Paecilomyces phát triển tốt và có mật
độ bào tử cao nhất ở điều kiện chiếu sáng 6 - 12 h/ ngày
* Môi trường nhân sinh khối
Chọn 2 chủng nấm là: Cordyceps takaomontana (BB3),Paecilomyces lilacinus
(PB6) có khả năng phát triển tốt trên môi trường nhân tạo và có hoạt tính enzyme cao
để nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm thử nghiệm phòng trừ rệp sáp hại rễ cà phê
Trang 5Biểu đồ 2 Ảnh hưởng của môi trường nhân sinh khối đến mật độ bào tử (x 10 9 bào tử/ g)của các chủng nấm ký sinh côn trùng được chọn lọc
* Các điều kiện môi trường ảnh hưởng đến nhân sinh khốinấm ký sinh côn trùng
Môi trường gạo tốt nhất đối với việc nhân sinh khối nấm ký sinh côn trùng được chọn lọc khi nuôi cấy trong túi nilon chịu nhiệt có đậy nút bông và giấy thường, đặt ở nhiệt độ phòng thí nghiệm, định kỳ đảo 3 ngày/ lần Chủng PB6 với công thức
ẩm độ 40% phát triển tốt nhất, đạt 3,11 x 109bào tử/g Đối với chủng BB3 thì ở ẩm độ 45% là tốt nhất đạt 1,45 x 108 bào tử/ g So sánh hai chủng nấm ký sinh côn trùng thử nghiệm để sản xuất chế phẩm cho thấy chủng PB6 có khả năng phát triển tốt hơn và cho số lượng bào tử nhiều hơn so với chủng BB3
Tiến hành theo dõi chế phẩm trong quá trình bảo quản nhận thấy sấy chế phẩm
ở nhiệt độ 30oC; độ ẩm đạt 12% và mật độ đạt 6,75 x 109 cfu/g việc bảo quản chế phẩm tốt hơn, nấm mốc không phát triển ảnh hưởng đến chế phẩm
Chế phẩm được bảo quản ở dạng chưa nghiền nhỏ (dạng hạt) trong 6 tháng để bảo đảm mật độ khuẩn lạc ≥ 109 cfu/ g
3.3 Đánh giá hiệu lực phòng trừ của chế phẩm nấm ký sinh côn trùngđối với rệp sáp gây hại rễ trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng ruộng
* Trong phòng thí nghiệm
Chọn được 12 chủng có hiệu lực phòng trừ cao ≥ 77,49% Các chủng có hiệu lực cao ≥ 85% gồm 9 chủng: BB3, BB13, BB14, MM4, MP9, PA4, PB6, PB8, PM5
Trong năm 2014 - 2016, Bộ môn Bảo vệ Thực vật (WASI) đã sản xuất được 2 chế phẩm sinh học thử nghiệm nấm ký sinh côn trùng:
Chế phẩm WASI-IF1: được sản xuất từ hai chủng nấm ký sinh côn trùnglà BB3
(Cordyceps takaomontana) và PB6 (Paecilomyces lilacinus), có mật độ bào tử 109 cfu/ g;
Trang 6Chế phẩm WASI-IF2: đƣợc sản xuất từ từ hai chủng nấm ký sinh côn trùng là BB14 (Cordyceps bassiana)và PB6 ((Paecilomyces lilacinus), có mật độ bào tử 109 cfu/ g
* Thí nghiệm ngoài đồng
Thí nghiệm xử lý chế phẩm WASI-IF1 và WASI-IF2 với liều lƣợng 50 g/ gốc bằng hình thức rải xung quanh gốc cho hiệu quả phòng trừ rệp sáp hại rễ cà phê cao nhất so với liều lƣợng 10 - 40 g/ gốc, xử lý 1 - 2 lần/ năm khi mật độ rệp sáp hại rễ ≥
30 con/gốc
Qua hai năm thử nghiệm chế phẩm sinh học thử nghiệm nấm ký sinh côn trùng
do WASI sản xuất (WASI-IF1 và WASI-IF2) kết quả ghi nhận: Mô hình sử dụng chế phẩmWASI-IF1 và WASI-IF2 đã làm giảm mật độ rệp sáp hại rễ so với đối chứng không xử lý chế phẩm Hiệu quả đạt đƣợc 70,81 - 96,72% với chế phẩm WASI-IF1 trong thời gian từ 30 đến 75 ngày sau thí nghiệm (biểu đồ 1) Hiệu quả đạt đƣợc với chế phẩm WASI-IF2 là 88,00 - 100,00%, duy trì từ 15 đến 150 ngày sau thí nghiệm (biểu đồ 2)
88,00
89,26
100,00 95,44
94,50
92,82
0
20
40
60
80
100
15NST
N
30NST
N 45NST
N 60NST
N 75NST
N 90NST
N
105NS
TN
120NS
TN
135NS
TN
150NS TN
Thời gian theo dõi
Hiệu lực
phòng trừ (%)
Biểu đồ 3 Hiệu lực phòng trừ (%) rệp sáp hại rễ của chế phẩm nấm ký sinh côn
trùngWASI-IF1 tại Cƣ Kuin (năm 2014)
39,15
90,82
96,72
72,46
60,66
51,81
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Thời gian theo dõi
Hiệu lực
phòng trừ (%)
Biểu đồ 4 Hiệu lực phòng trừ rệp sáp hại rễ cà phê của chế phẩm
WASI-IF2 tại Cƣ Kuin (năm 2015)
IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Trang 74.1 Kết luận
- Có 4 chi nấm ký sinh côn trùng phổ biến đã được phân lập tại cá c địa điểm
điều tra g ồm Beauveria, Cordyceps,Metarhizium, Paecilomyces Số mẫu đã làm thuần
và lưu giữ đ ối với các chi nấm ký sinh côn trùng chính và quan trọng là 156 chủng nấm Trong đó số mẫu thu thập được từ ve sầu chiếm đa số
- Định danh được 4 chi với 7 loài nấm ký sinh côn trùng chính trên rệp sáp và ve sầu
hại rễ cà phê: (1) Beauveria bassiana, (2) Cordyceps bassiana,(3) Cordyceps cicadae, (4)
Cordyceps takaomontana, (5) Metarhizium cylindrosporae,(6) Paecilomyces hepiali, (7) Paecilomyces lilacinus Đây là các loài lần đầu tiên được công bố tại Việt Nam trên đối
tượng rệp sáp và ve sầu hại rễ cà phê bằng phương pháp giải trình tự gen
- Đã xây dựng được 1 quy trình nhân nuôi sinh khối chế phẩm nấm ký sinh côn trùng: môi trường gạo nuôi cấy trong túi nilon chịu nhiệt; ẩm độ 40 - 45 % (ẩm độ 40% đối với chủng nấm tím PB6 và 45% ở chủng nấm trắng BB3, BB14); nhiệt độ
28oC; đậy nút bông và giấy thường; đảo 3 ngày/ lần Chế phẩm được sấy ở nhiệt độ
30oC để đạt độ ẩm khoảng 12%
- Có 12 chủng nấm có hiệu lực phòng trừ rệp sáp hại rễ ≥ 77,49% trong điều
kiện phòng thí nghiệm (4 chủng thuộc chi Cordyceps, 4 chủng thuộc chi Metarhizium,
4 chủng thuộc chi Paecilomyces) Chọn lọc được 3 chủng nấm gồm 2 chủng
Cordyceps takaomontana (BB3), Cordyceps bassiana (BB14) và 1 chủng nấm Paecilomyces lilacinus (PB6) có khả năng phát triển tốt, có hoạt tính enzyme cao, hiệu
lực phòng trừ rệp sáp hại rễ cao trong phòng thí nghiệm để sản xuất chế phẩm thử nghiệm phòng trừ côn trùng hại rễ cà phê
- Qua 2 năm thực hiện mô hình cho thấy công thức sử dụng chế phẩm WASI-IF1 và WASI-IF2 đã làm giảm mật độ rệp sáp hại rễ cà phê dưới mức gây hại < 30 con/gốc Hiệu quả phòng trừ đạt 70,81 - 96,72% đối với chế phẩm WASI-IF1 trong thời gian từ 30 đến 75 ngày sau thí nghiệm Hiệu quả đạt được với chế phẩm WASI-IF2≥ 88,00 % trong thời gian từ 15 đến 150 ngày sau thí nghiệm
- Xây dựng được 1 quy trình sử dụng chế phẩm nấm ký sinh côn trùng do WASI sản xuất (WASI-IF1 và WASI-IF2): sử dụng 50 g/ gốc đối với cây bị rệp sáp hại rễ gây hại, số lần xử lý từ 1 đến 3 lần/nămkhi mật độ rệp sáp hại rễ ≥ 30 con;
4.2 Đề nghị
- Tiếp tục hoàn thiện quy mô sản xuất chế phẩm WASI-IF1 và WASI-IF2 phòng trừ rệp sáp hại rễ cà phê mang tính thương mại
- Nghiên cứu đánh giá đặc điểm sinh học của bộ giống nấm ký sinh côn trùng từ sản phẩm nghiên cứu của đề tài trên các đối tượng sâu hại cây cà phê và các cây trồng khác tại Tây Nguyên để tạo ra các chế phẩm sinh học mới trong những năm tới