Chương 1 TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Tình hình sản xuất cây cà chua Cây cà chua có tên khoa học là Solanum lycopersieum L., thuộc họ cà (Solanaceae) là một loại rau ăn quả có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Theo Somraj và ctv (2017) cùng với Nalla và ctv (2016) thì cà chua là một loại cây rau quan trọng, phô biến và được trồng rộng rãi khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới. Ở Việt Nam, cà chua là loại rau ăn quả chủ lực, được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ưu tiên phát triển với diện tích trồng trong những năm gần đây dao động trong khoảng 23 — 25 ngàn ha, trước đây chi tập trung ở vùng đồng bang và trung du Bắc Bộ nhưng nay mở rộng đến các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên, và Nam Bộ do áp dụng những giống mới, có khả năng thích nghỉ với điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu đa dạng (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2020). Trên thế giới, hiện có khoảng 166 nước trồng cà chua với tổng diện tích khoảng 5,18 triệu ha (FAOSTAT, 2023), chiếm diện tích lớn trong diện tích trồng trọt các loại rau.
Nhìn chung, diện tích trồng cà chua hiện nay là rat lớn. Rhizoctonia solani được coi là một loại nam gây bệnh chính cho cây trồng trong dat, gây thiệt hại năng suất cây trồng hàng năm (20 — 40%) trên toàn thế giới (Srivastava và ctv, 2016). Kumhar và Tripathi (2008) đã báo cáo rằng bệnh thối rễ Rhizoctonia ở cà chua là một căn bệnh nghiêm trọng ở bang Haryana của Án Độ và nó cũng được báo cáo ở các bang khác của An Độ.2 Tổng quan về nam Rhizoctonia solani gây bệnh lở cỗ rễ 1.1 Đặc điểm của nắm Rhizoctonia solani Chi Rhizoctonia có rất nhiều loài, Rhizoctonia solani thuộc lớp nam bất toàn (Deuteromyces). Ở giai đoạn sinh sản hữu tính loài này có tên gọi là Thanatephorus cucumeris thuộc lớp nam đảm (Basidiomycetes), nắm phát triển nhanh, phân nhánh tại điểm gần vách ngăn giữa hai tế bào và vuông góc với sợi nắm chính.
Sinh sản hữu tính tạo đảm đơn bào, không màu, hình bầu dục, có từ 2 — 4 bào tử đảm, hình trứng hoặc 3 hình bầu dục đẹp. Ở nước ta chưa thấy dạng sinh sản hữu tính (Vũ Triệu Mân và Lê Lương Té, 1998). Ở giai đoạn vô tính, nam phat triển ở dang sợi, tạo hạch. Theo Papavizas va ctv (1975), sợi nam Rhizoctonia khi mới hình thành không mau, khi già có màu nâu đậm, đường kính 7 — 12 um với những vách ngăn không liên tục (Ou, 1985).
Soi nắm thường phân nhánh xiên tạo góc 45° — 90° tại vị trí phân nhánh có vách ngăn và hơi that lại. Theo Van Bruggen va Arneson (1986) đã xác định: vách của sợi nam có màu trắng đến nâu, chiều rộng của sợi nam là từ 4 — 5 pm và phân nhánh ở góc phải. Rhizoctonia solani có 3 loại sợi nam: sợi nam bò (runner hyphae), sợi nắm phân nhánh (lobate hyphae) và các tế bào dạng chuỗi (moniloid cells) (Nguyễn Thị Tiến Sỹ, 2005). Trong phòng thí nghiệm, nắm Rhizoctonia solani có thé mọc tốt trên nhiều loại môi trường khác nhau như PGA, PDA, PGB, không đòi hỏi môi trường chuyên biệt.
Trên môi trường PGA nam sinh trưởng rất nhanh, sau 7 ngày nuôi cấy, đường kính tan nắm lên đến 8,12 cm. Nam có thé phát triển được trong phạm vi pH rộng từ 4 — 8, phát triển thuận lợi nhất ở pH6-7.2 Điều kiện phát triển và gây hại Nhiệt độ cho sự xâm nhiễm của nấm có thé xảy ra là 23°C — 25°C, nhưng lý tưởng nhất là 30°C — 32°C, am độ từ 96% — 97%. Ở 32°C nam xâm nhiễm vào trong vòng 18 giờ (Võ Thanh Hoàng, 1993). Ở nhiệt độ thấp hon 10°C và cao hon 38°C sợi nắm ngừng phát triển.
Theo Nguyễn Công Thuật (1995), nhiệt độ và độ âm là điều kiện cho bệnh phát triển và lây lan. Biên độ nhiệt ngày đêm lên cao cũng có lợi cho bệnh phát triển. Theo Võ Thanh Hoàng (1993), bệnh xảy ra nặng ở ruộng bón nhiều phân đạm. Bón phân lân cao cũng làm tăng bệnh, trong khi bón nhiều kali sẽ giảm bệnh.
Natri có đặc tính ức chế sự phát triển của nam. Do đó vùng bị nhiễm mặn, có hàm lượng natri trong đất cao, ít bị bệnh hơn so với vùng nước ngọt (Phạm Văn Kim, 2015). Nam tồn lưu và lây lan ở 2 dạng: Sợi nam và hạch nam. Hach nam có thé tồn lưu ở các điều kiện khác nhau.
Ở điều kiện khô, hạch nắm có thê sống được 2 năm, khi ngập 7 cm trong nước có thê sông từ 1 — 4 tháng, điều kiện 4m hạch nắm có thé sống 7 thang hoặc khi thiếu thành phần dinh dưỡng hay hóa chất độc hại (Võ Thanh Hoàng, 1993; Ghaffar, 1993). Rhizoctonia solani là những loài hoại sinh mạnh. Chúng có thê sống sót qua thời gian dai trong trường hợp không có cây ký chủ bằng nguồn dinh dưỡng từ các chất hữu cơ đang phân hủy. Hạch nam có cau trúc phức tạp được tạo ra do các sợi nam cuộn lai, chúng có kha năng duy tri sức sống trong điều kiện môi trường không thuận lợi như: khô hạn, thiếu thành phần dinh dưỡng hay hóa chất độc hại (Ghaffar, 1993).
Theo nguyên cứu ở Philiplines hạch nam có khả năng sống vài tháng hay hạch nam có thê sông 9 tháng trong phân bò, trâu (Ou, 1985). Bệnh lan truyền theo chiêu ngang từ nơi này sang nơi khác băng hạch nam và sợi nâm, sự lan truyên chủ yêu nhờ dòng nước, hạch nâm bị nước cuôn đi gặp kí chủ thích hợp sẽ bám vào hay do nước mưa (Tô Thị Thùy Hương, 1993).3 Một số thiệt hại do nam Rhizoctonia solani gây ra Rhizoctonia solani là một loại nam gây bệnh quan trọng và phô rộng, lây nhiễm cho hơn 200 loài thực vật. Các cây trồng thuộc họ Solanaceae như thuốc lá, ớt, cà tím, khoai tây và cà chua là vật chủ của mam bệnh này trong điều kiện nhà kính và đồng ruộng (Gondal và ctv, 2019). Rhizoctonia solani gây ra các triệu chứng điên hình là rụng lá trước và sau nảy mam, thối rễ, thối thân (Djébali và ctv, 2014) và tấn công ca qua ca chua khi tiếp xúc với đất âm ướt bị nhiễm khuan.
Có thê gây thiệt hại 20% năng suất cà chua trên các cánh đồng bị nhiễm khuẩn (Strashnov và ctv, 1985). Ở cấp độ sau thu hoạch, mầm bệnh nam này tan công quả cà chua trong quá trình bao quản và vận chuyên (Fajola, 1979; Benita và Umesh, 2019), khiến vấn đề này trở nên rắc rối hơn ở cấp độ toàn cầu vì những bệnh lây nhiễm như vậy có thé làm giảm hoạt động thương mại ca chua. Nhiều loại thuốc trừ sâu đang được sử dụng đề kiểm soát mầm bệnh này trên đồng ruộng và trong quá trình bảo quản. Tuy nhiên, việc sử dụng ngẫu nhiên thuốc diệt nắm có thé lam tăng phổ kháng thuốc ở Rhizoctonia solani (Djébali và ctv, 2014; Cheng va ctv, 2020).
Ngoài ra, việc lạm dụng các loại hóa chất nông nghiệp này có tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và làm xáo trộn hệ sinh thái môi trường. Vì vậy việc sử dụng các phương pháp thay thế là điều cần thiết trong hệ thống nông nghiệp hiện đại để đảm bảo năng suât và an toàn thực phâm.3 Vi khuẩn Bacillus sp. có hình thái đa dạng bao gồm: hình cầu, hình trụ hoặc elip, phô biến là hình que. Vĩ khuẩn Gram đương có khả năng đi chuyên nhờ tiêm mao.
Kích thước cơ thé từ 1,0— 1,2 pm x 3,0 — 5,0 pm (Gordon và ctv, 1973). có khả năng sinh bao tử, nhờ đó Bacillus sp. có thể tồn tại trong thời gian dài đưới các điều kiện khác nhau (Logan và ctv, 2009). Qua kính hiển vi Bacillus sp.
đơn lẻ có hình dạng như chiếc que, có bao nhay (giác mạc) câu tạo bởi polypeptit (Trần Thị Thu Hiền, 2010). Phần lớn tế bào này có bào tử trong, hình oval có khuynh hướng phình ra ở một đầu. Khi nuôi cấy trên môi trường thạch đĩa, khuẩn lạc có dạng hình tròn, không đều hay phân tán, đường kính khuẩn lạc từ 3 — 5 mm, màu vàng xám, ria có răng cưa, sau 1 — 4 ngày khuẩn lạc nhăn nheo, màu hơi nâu. Tuy nhiên dạng khuẩn lạc này tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy như thành phần môi trường, độ âm, nhiệt độ, không khí (Nguyễn Đức Duy Anh, 2005).
phan bố rộng rãi trong các hệ sinh thái tự nhiên: từ trên cạn đến dưới nước, từ nước ngọt đến nước mặn và từ ven bờ đến đáy các đại dương. Nhóm Bacillus sp. thường được tìm thấy trong môi trường có độ pH biến động cao, sinh trưởng dưới điều kiện hiểu khí hoặc ky khí không bắt buộc, sử dụng khí oxy làm chất nhận electron khi trao đổi khí trong quá trình trao đổi chat. có khả năng sử dụng nhiều hợp chất hữu cơ đơn giản như: Đường, amino acid, acid hữu cơ và chuyên hóa nguồn cacbon như cellulose, chitin.
Một trong những khả năng nổi bật của của Bacillus sp. là có thé tao bào tử khi gặp điều kiện bat loi của như dinh dưỡng trong môi trường sống bị cạn, nhiệt độ không thích hợp. Khi gặp điều kiện thuận lợi bào tử có thể nảy mầm, phát triển thành tế bào sinh dưỡng. Các hoạt chất liên quan đến kha năng khang nấm bệnh của vi khuân Bacillus được sản sinh bởi Bacillus pumilus có khả năng hạn chế nắm bệnh Rhizoctonia solani, Pythium aphanidermatum và Sclerotium rolfsii (Melo va ctv, 2009), surfactin và fengycin lipopeptide của Bacillus subtilis có tac dung như một chat tăng kha năng kháng bệnh hệ thống cho cây trồng (Ongena và ctv, 2007).4 Các hợp chất hữu cơ bay hơi từ vi khuẩn Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi do vi khuẩn tạo ra có trọng lượng phân tử và độ phân cực thấp và có thé dé dàng khuếch tán qua các cấu trúc đất xóp và trong không khí.
6 Vi khuẩn thải ra môi trường lượng lớn các hợp chất hữu cơ dé bay hoi. VOCs đặc trưng cho loài và sự phát thải của chúng phụ thuộc vào điều kiện môi trường chăng hạn như môi trường phát triển, độ pH, nhiệt độ, thời gian ủ và tương tác giữa các vi sinh vật khác. VOCs đã được công nhận là nhân tố chính trong việc kiểm soát một số mầm bệnh thực vật (Gouda và ctv, 2018), cũng như cải thiện sự phát triển của cây trồng (Asari, 2015). VOCs có thé cùng tồn tại trong môi trường và phân hủy trong điều kiện tự nhiên.
VOCs rất đa dạng xuất hiện ở thực vật, nắm, xạ khuẩn, vi khuẩn rhizobacteria. Hiện nay có gần 350 loài vi khuẩn đã được báo cáo tạo ra khoản 846 VOCs tiềm năng khác nhau (Lemfack va ctv, 2014).