Chương 1 TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Sơ lược về cây lúa Cây lúa (Oryzae sativa L.) thuộc họ Gramineae (hòa thảo), chi Oryzae. Chi Oryzae có khoảng 20 loài phân bố chủ yêu ở vùng nhiệt đới 4m của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam và Trung Mỹ và một phần ở Châu Úc. Trong đó chỉ có hai loài là lúa trồng, còn lại là lúa hoang hằng niên và đa niên. Loài lúa trồng quan trọng nhất, thích nghi rộng rãi và chiếm đại bộ phận diện tích lúa thế giới là Oryzae satia L., loài này hầu như có mặt ở khắp nơi từ đầm lầy đến sườn núi, từ vùng xích đạo, nhiệt đới đến ôn đới, từ vùng phù sa nước ngọt đến vùng đất cát sỏi ven biển nhiễm mặn phèn (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).
Theo Lê Minh Triết (2005), điều kiện ngoại cảnh thích hợp cho sinh trưởng và phát triển cây lúa thay đổi theo các thời kỳ sinh trưởng. Thời kỳ nảy mam, nhiệt độ thích hợp là 30 - 35°C (nhiệt độ giới hạn thấp hơn 10°C và trên 40°C), âm độ 25 - 28%. Thời kỳ mạ, nhiệt độ thích hợp là 25 - 35°C. Thời kỳ đẻ nhánh, làm đòng, nhiệt độ thích hợp nhất là 25 - 32°C nhiệt độ thấp dưới 16°C hay cao hơn 38°C đều không thuận lợi.
Thời kỳ trổ bông, làm hạt, nhiệt độ tốt nhất từ 28 - 30°C. Trong điều kiện cây lúa nở hoa, phơi màu, thụ tinh nếu gặp nhiệt độ thấp (dưới 17°C) hoặc quá cao (trên 40°C) đều không có lợi. Đối với ánh sáng, nhiều giống lúa truyền thống là cây ưa sáng và mẫn cảm với quang chu kỳ. Cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động quang hợp và tạo năng suất lúa.
Đối với cây lúa, điểm bảo hòa ánh sáng khi cường độ ánh sáng đạt 40. Theo Hoàng Kim (2016), ở Việt Nam cây lúa là cây lương thực chính và có vi trí trọng yếu trong an ninh lương thực, chiếm điện tích gieo trồng và sản lượng lớn nhất. Chiến lược phát triển nông nghiệp nông thôn Việt Nam 2011 - 2020 đã chỉ rõ: Phát triển sản xuất lúa gạo Việt Nam trở thành mặt hàng xuất khẩu mũi nhọn có hiệu quả và đảm bảo an ninh lương thực. Trên cơ sở tính toán cân đối giữa nhu cầu tương lai của đất nước và dự báo nhu cầu chung của thế giới nhằm đảm bảo tuyệt đối an ninh lương thực quốc gia trong mọi tình huống, đảm bảo quyền lợi hợp lý của người sản xuất và kinh doanh lúa gạo và xuất khâu có lợi nhuận cao.
Trong cơ cau kinh tế của đất nước, nông nghiệp Việt Nam có vai trò làm giá đỡ nền tảng, đóng góp 22,1% GDP, gần 30% giá trị xuất khẩu và trên 60% lực lượng lao động. Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, tính chung toàn vụ đông xuân năm 2019, cả nước gieo cây được 3,12 triệu ha lúa, tăng 21,8 nghìn ha so với vụ đông xuân năm 2018, chủ yếu do cơ cấu lại mùa vụ gieo trồng. Diện tích gieo trồng lúa hè thu ca nước dat 2,01 triệu ha, giảm 43,4 nghìn ha so với vu hè thu năm 2018. Diện tích gieo trồng lúa thu đông đạt 724,2 nghìn ha, giảm 7,9 nghìn ha so với vụ thu đông 2018.
Năm 2019, năng suất lúa của cả nước ước tính đạt 58,2 tạ/ha, tương đương với năng suất của năm 2018, sản lượng lúa ước tính đạt 43,45 triệu tan, giảm 596,8 nghìn tan.2 Bệnh đạo ôn do nắm Pyriculira oryzae gây hại trên lúa 1.1 Lịch sử, phân bố và thiệt hại Bệnh đạo ôn là một trong những bệnh hại quan trọng ở các nước trồng lúa trên thé giới vì phân bố rộng và gây thiệt hại nghiêm trọng (Ou, 1985). Bệnh chính thức được phát hiện ở Ý vào năm 1560. Sau đó được phát hiện thấy ở Trung Quốc vào năm 1637, Nhật Bản năm 1760, Ấn độ năm 1913, các nước Trung Á, Tây Á; ở Bắc Mỹ, Nam Mỹ, quần đảo Antin; ở Châu Âu: Yas, Bungari, Rumani, Bồ Đồ Nha, Liên Xô; ở Việt Nam được phát hiện năm 1921 với tên gọi là bệnh tiêm lụi hay bệnh cháy lá lúa. Hằng năm, đều có những ghi nhận về thiệt hại đáng kề do bệnh đạo ôn gây ra, dù đã sử dụng rộng rãi nhiều thuốc hóa học.
Theo Padmanabhan (1965), khi cây lúa bị bệnh đạo cô bông 1% thì năng suất có thể giảm từ 0,7 - 17,4% tùy thuộc vào các nhân tố liên quan khác. Những thiệt hại về năng suất do bệnh đạo ôn gây ra từ 1950 đến năm 1980 như sau: Ở Ấn Độ 75% vào năm 1950 (Padmanabhan, 1965), Hàn Quốc 4,2% năm 1978 (RDA Hàn Quốc), Nhật Bản là 2,89% từ năm 1953 - 1960 (Goto, 1965) va Philippines 50% từ năm 1962 - 1963 (Ou, 1985). 4 Theo nghiên cứu của Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long, bệnh đạo ôn xuất hiện ở hầu hết khắp các vùng trồng lúa ở Việt Nam. Bệnh đạo ôn có thé tan công trên tat cả các bộ phận của cây như lá, cổ lá, cô bông, cô gié, hạt ở tất cả các giai đoạn sinh trưởng của cây, bệnh trở nên nghiêm trọng nhất ở giai đoạn lúa làm dong đến sau tré một thời gian.
Bệnh phá hủy toàn bộ cây lúa ở giai đoạn cây con. Đôi khi có thể gây lem vỏ hạt lúa. Bệnh nặng có thê gây thất thoát trên 80% nếu không phát hiện sớm và điều trị kịp thời (Nguyễn Ngọc Đệ. Theo Phạm Văn Dư và Lê Câm Loan (2007), tại Đồng bằng sông Cửu Long vào mùa khô 2002 - 2003 diện tích nhiễm bệnh đạo ôn là 189.000 ha trên tông số 1,6 triệu ha và hầu hết các giống lúa đưa ra sản xuất hoàn toàn không kháng lại bệnh đạo ôn, trong số giống đó có một vài giống được cho là có tính kháng bền vững với bệnh đạo ôn và trồng khoảng được 15 năm.2 Tác nhân gây bệnh và triệu chứng bệnh (Nguon: Võ Thị Thu Oanh, 2012) Hình 1.1 Triệu chứng bệnh đạo ôn gây hại trên lúa.
(A) Vết bệnh gây hại trên lá, (B) Vết bệnh gây hại trên cổ lá, (C) Vết bệnh gây hại cổ bông Theo Vũ Triệu Mân (2007), bệnh đạo ôn có thể gây hại trên tất cả các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa - từ thời kỳ mạ đến lúa chín và có thể gây hại ở bẹ lá, lá, lóng thân, cô bông, gié và hạt. Vết bệnh trên mạ: lúc đầu hình bầu dục sau tạo thành hình thoi nhỏ hoặc dạng tương tự hình thoi, màu nâu hồng hoặc nâu vàng. Khi bệnh nặng, từng đám vét bệnh kế tiếp nhau làm cho cây mạ có thể héo khô hoặc chết. Vết bệnh trên lá: lúc đầu là những chấm nhỏ màu xanh lục hoặc mờ vết dầu, sau đó chuyển sang màu xám nhạt.
Sự phát triển của vết bệnh sau đó còn phụ thuộc vào phản ứng của cây. Trên các giống lúa man cảm các vết bệnh to hình thoi, dày màu nâu nhạt, có khi có quang màu vàng nhạt, phần giữa vết bệnh có màu nâu xám. Trên các giống kháng, vết bệnh là các vết chấm rất nhỏ hình dạng không đặc trưng. Ở các giống kháng trung bình, vết bệnh có dạng hình tròn hoặc hình bâu dục nhỏ, xung quanh vêt bệnh có viên màu nâu.
Vết bệnh ở cô bông, cô gié và trên hạt: triệu chứng các vết màu nâu xám hơi teo thắt lại. Vết bệnh trên cổ bông xuất hiện sớm thì bông lúa bị lép, nếu bệnh xuất hiện muộn khi hạt đã vào chắc thì gây hiện tượng gãy cô bông. Vết bệnh ở hạt không định hình, có màu nâu xám hoặc nâu đen. Nam gây bệnh đạo ôn ký sinh ở vỏ trau và có thé ở bên trong hạt.
Hạt giống bị bệnh là nguồn truyền bệnh từ vụ này qua vụ khác. Trên các đốt thân: vết bệnh có màu nâu sam đến đen. Trong điều kiện độ âm cao vét bệnh ướt và có moc xám xanh, vêt bệnh bị nhăn lại. Bệnh có thê làm gãy thân lúa (Võ Thanh Hoàng, 2005).3 Tổng quan về nắm Pyricularia oryzae Đặc điểm hình thái: cành bào tử phân sinh hình trụ thon đài, cong có thể đa bào song phần lớn đơn bào, không phân nhánh.
Cành bào tử sinh sản thành chùm từ mỗi khí không, với 2 - 4 vách ngăn, phần gốc to có màu xanh nhạt (Ou, 1985), phía trên cành sinh ra bào tử phân sinh (conidi). Một cành bào tử có thé sinh ra 3 - 10 bào tử phân sinh. Khi thành thục bao tử ngắt ra dé lại vết han trên cành (Vòng Binh Long va ctv, 2009).2 Bao tử và cành bào tử nắm đạo ôn (Nguồn: Sharma, 1998) Bào tử phân sinh có hình quả lê, có từ 2 - 3 vách ngăn, bào tử không có màu hay có màu xanh nhạt, kích thước trung bình của bào tử nam 19 - 23 x 10 - 12 pm. Bào tử thường nảy mầm ở tế bao đầu hay gốc và tạo đĩa bám.
Quả nang bầu có thé tạo đơn hay thành cụm, mọc chìm trong mô cây, ngọn nhô ra khỏi mặt mô, có màu nâu sậm đến đen (Vũ Triệu Mân, 2007). Nhìn chung bào tử có kích thước và màu sắc biến động theo từng chủng nấm (isolates), điều kiện ngoại cảnh cũng như trên các giống lúa khác nhau (Ou, 1985).3 Hình thái học của nắm Pyricularia oryzae, (A) cành bào tử phân sinh, (B) bào tử, (C) bào tử nay mam Theo Phạm Văn Kim (2006), nam Pyricularia oryzae gây bệnh ký sinh 50 loại cỏ đại có mặt phần lớn trong ruộng lúa, do phổ ký chủ rộng nên có nhiều quan điểm cho rang chúng gây bệnh trên cỏ và sẽ lây lan cho ruộng lúa sau đó. Bào tử của nam a Pyricularia oryzae gây bệnh sinh ra ở mặt dưới của lá lúa. O mặt dưới lá, vét bệnh có dạng như bị môc meo bám.
Vêt bệnh có nhiêu dom nhỏ mau trăng xám hơi xanh nhạt, mỗi cụm nhỏ là một đài của nắm, mang nhiều bào tử bên trên. Mỗi vết bệnh tùy theo diện tích mà có thể mang đến vài trăm cụm bào tử.4 Quy luật phát sinh phát triển 1.1 Cơ chế gây bệnh Quá trình xâm nhập của mam bệnh bat đầu bằng sự tiếp xúc và bám chặt vào biểu bì của lá lúa (Kawamata và ctv, 2004). Sau khi tiếp xúc với bề mặt lá, bào tử nảy mam khi gặp điều kiện âm độ cao, nhiệt độ 24 - 28°C. Thời gian nay mầm từ khoảng 30 phút (Ou, 1985).
Chất nhay được tiết ra ở đỉnh bào tử hình thành ống nảy mam (Tucker và Talbot, 2001). Phía đầu ống nảy mầm phát triển kéo dài và phình to thành giác bám với đường kính ~ 5 mm và tạo thành sợi áp bám chặt vào bề mặt kí chủ (Wei va ctv, 2008; Kanzaki va ctv, 2002; Nguyễn Lân Dũng, 1982).