Khóa luận tốt nghiệp bảo vệ thực vật đánh giá khả năng phòng trừ bệnh lở cổ rễ trên cây họ cà của vi khuẩn bacillus sp và pseudomonas sp

Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp bảo vệ thực vật đánh giá khả năng phòng trừ bệnh lở cổ rễ trên cây họ cà của vi khuẩn, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề xuất

• Tác giả: Đặng Thị Thanh Diễm
• Người hướng dẫn: TS. Lê Khắc Hoàng
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Bảo Vệ Thực Vật
• Đề tài: Đánh Giá Khả Năng Phòng Trừ Bệnh Lở Cô Rễ Trên Cây Họ Cà Bằng Vi Khuẩn Bacillus sp. Và Pseudomonas sp.
• Loại tài liệu: khóa luận
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về cây họ cà
• 1.2. Tổng quan về bệnh lở cổ rễ trên cây họ cà
• 1.2.1. Tác nhân gây bệnh
• 1.2.2. Triệu chứng bệnh
• 1.2.3. Rhizoctonia bicornis gây bệnh lở cổ rễ
• 1.2.3.1. Đặc điểm của nấm Rhizoctonia bicornis
• 1.2.3.2. Điều kiện phát triển và gây hại
• 1.2.3.3. Sự lan truyền và xâm nhiễm
• 1.2.4. Fusarium oxysporum gây bệnh lở cổ rễ
• 1.2.4.1. Đặc điểm của Fusarium oxysporum
• 1.2.4.2. Điều kiện phát triển và gây hại
• 1.2.5. Pythium vexans gây bệnh lở cổ rễ
• 1.2.5.1. Đặc điểm của Pythium vexans
• 1.2.5.2. Điều kiện gây hại và phổ kí chủ
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Đánh giá khả năng phòng bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên cà chua
• 2.4. Đánh giá khả năng trừ bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên cà chua
• 2.5. Đánh giá khả năng phòng bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên ớt
• 2.6. Đánh giá khả năng trừ bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên ớt
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá khả năng phòng bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên cà chua
• 3.2. Đánh giá khả năng trừ bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên cà chua
• 3.3. Đánh giá khả năng phòng bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên ớt
• 3.4. Đánh giá khả năng trừ bệnh của vi khuẩn Bacillus sp. đối với nấm gây bệnh lở cổ rễ trên ớt
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH SÁCH BẢNG
• DANH SÁCH HÌNH
• DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Khả Năng Phòng Trừ Bệnh Lở Cô Rễ

Bệnh lở cô rễ trên cây họ cà là một trong những vấn đề nghiêm trọng trong nông nghiệp. Bệnh này do nhiều loại nấm gây ra, trong đó có Rhizoctonia bicornis, Fusarium oxysporum và Pythium vexans. Việc đánh giá khả năng phòng trừ bệnh lở cô rễ bằng các vi khuẩn Bacillus sp. và Pseudomonas sp. là cần thiết để tìm ra giải pháp hiệu quả cho nông dân.

1.1. Đặc Điểm Của Bệnh Lở Cô Rễ Trên Cây Họ Cà

Bệnh lở cô rễ gây ra nhiều triệu chứng nghiêm trọng như thối rễ, thối gốc và chết cây con. Bệnh có thể làm giảm năng suất từ 25% đến 100% tùy thuộc vào mức độ nhiễm bệnh.

1.2. Tác Nhân Gây Bệnh Lở Cô Rễ

Các tác nhân chính gây bệnh lở cô rễ bao gồm Rhizoctonia bicornis, Fusarium oxysporum và Pythium vexans. Những nấm này phát triển mạnh trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ cao.

II. Vấn Đề Nghiêm Trọng Của Bệnh Lở Cô Rễ

Bệnh lở cô rễ không chỉ ảnh hưởng đến năng suất mà còn làm giảm chất lượng nông sản. Việc kiểm soát bệnh này là một thách thức lớn cho nông dân, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

2.1. Tác Động Của Bệnh Đến Năng Suất Cây Trồng

Bệnh lở cô rễ có thể làm giảm năng suất cây trồng từ 25% đến 100%, gây thiệt hại lớn cho nông dân và nền kinh tế nông nghiệp.

2.2. Những Thách Thức Trong Việc Kiểm Soát Bệnh

Việc kiểm soát bệnh lở cô rễ gặp nhiều khó khăn do sự phát triển nhanh chóng của nấm và điều kiện môi trường thuận lợi cho bệnh phát triển.

III. Phương Pháp Phòng Trừ Bệnh Lở Cô Rễ Bằng Vi Khuẩn

Sử dụng vi khuẩn Bacillus sp. và Pseudomonas sp. là một trong những phương pháp hiệu quả để phòng trừ bệnh lở cô rễ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng những vi khuẩn này có khả năng ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh.

3.1. Khả Năng Ức Chế Của Bacillus sp.

Bacillus sp. có khả năng sản sinh ra các chất kháng sinh, giúp ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh lở cô rễ, từ đó bảo vệ cây trồng.

3.2. Tác Động Của Pseudomonas sp. Đến Cây Trồng

Pseudomonas sp. không chỉ giúp phòng trừ bệnh mà còn thúc đẩy sự phát triển của cây trồng, cải thiện năng suất và chất lượng nông sản.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Khả Năng Phòng Trừ Bệnh

Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng Bacillus sp. và Pseudomonas sp. có hiệu quả cao trong việc phòng trừ bệnh lở cô rễ trên cây cà chua và ớt. Kết quả thí nghiệm cho thấy tỷ lệ phòng trừ bệnh đạt từ 70% đến 73%.

4.1. Hiệu Quả Phòng Bệnh Trên Cây Cà Chua

Thí nghiệm cho thấy Bacillus sp. và Pseudomonas sp. có khả năng phòng bệnh lở cô rễ trên cây cà chua với hiệu quả lên đến 73,33%.

4.2. Hiệu Quả Phòng Bệnh Trên Cây Ớt

Trên cây ớt, các vi khuẩn này cũng cho thấy hiệu quả phòng bệnh cao, đạt 70,25%, giúp bảo vệ cây trồng khỏi bệnh lở cô rễ.

V. Kết Luận Về Khả Năng Phòng Trừ Bệnh Lở Cô Rễ

Việc sử dụng Bacillus sp. và Pseudomonas sp. là một giải pháp tiềm năng trong việc phòng trừ bệnh lở cô rễ trên cây họ cà. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho nông nghiệp bền vững.

5.1. Tương Lai Của Phương Pháp Phòng Trừ Sinh Học

Phương pháp phòng trừ sinh học bằng vi khuẩn sẽ ngày càng được ưa chuộng trong nông nghiệp, giúp giảm thiểu hóa chất độc hại.

5.2. Khuyến Nghị Cho Nông Dân

Nông dân nên áp dụng các biện pháp phòng trừ sinh học để bảo vệ cây trồng, đồng thời nâng cao năng suất và chất lượng nông sản.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Cây trồng thuộc họ Cà (Solanaceae) như cà chua (Solanum lycopersicum L.), ớt (Capsicum annuum L.), cà tím và khoai tây đóng vai trò then chốt trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp toàn cầu và kinh tế nông hộ tại Việt Nam. Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), diện tích canh tác cà chua thế giới đạt trên 5,54 triệu ha với sản lượng hơn 181 triệu tấn; diện tích trồng ớt toàn cầu đạt gần 3 triệu ha. Tại Việt Nam, diện tích sản xuất cà chua dao động từ 23.000 - 25.000 ha, diện tích ớt đạt khoảng 45.090 ha với sản lượng trên 609.900 tấn.

Tuy nhiên, áp lực thâm canh liên tục và biến đổi khí hậu đã thúc đẩy sự bùng phát của phức hợp bệnh truyền qua đất, trong đó bệnh lở cổ rễ (damping-off / root rot) là mối đe dọa nghiêm trọng nhất ở giai đoạn vườn ươm và sau cấy. Bệnh gây thiệt hại năng suất từ 25% đến 100%, làm chết rạp cây con hàng loạt.

• Vấn đề cốt lõi (Problem Statement): Phức hợp mầm bệnh đất gồm các loài nấm và noãn nấm có phổ ký chủ rộng: Rhizoctonia bicornis, Fusarium oxysporum và Pythium vexans. Việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học (như hoạt chất Metalaxyl, Mancozeb) gây ra hiện tượng kháng thuốc, thoái hóa vi sinh vật đất có ích và để lại tồn dư độc hại trong nông sản.
• Mục tiêu nghiên cứu:
  1. Đánh giá khả năng ức chế và đối kháng in vivo của các chủng vi khuẩn vùng rễ Bacillus sp. (chủng CC-LD 2.4, KT-ĐD1) và Pseudomonas sp.2 (chủng O-BT 1.2) đối với phức hợp 3 nấm gây bệnh.
  2. Xác định hiệu lực phòng bệnh (xử lý trước khi lây nhiễm) và trừ bệnh (xử lý sau khi xuất hiện triệu chứng) trên cây cà chua và cây ớt trong điều kiện nhà lưới.
  3. Đo lường khả năng thúc đẩy sinh trưởng thực vật (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria - PGPR) thông qua các chỉ tiêu chiều cao thân và chiều dài rễ.
• Giải pháp đề xuất: Ứng dụng tổ hợp chế phẩm sinh học đa chủng (consortium) kết hợp cơ chế tiết kháng sinh lipopeptide vòng (Iturin, Surfactin), enzyme phân giải vách tế bào nấm (Chitinase, $\beta$-1,3-glucanase) và cạnh tranh sắt qua Siderophore.
• Chỉ số mục tiêu (Measurable Outcomes): Đạt hiệu lực phòng trừ (HLPT) $\ge 70%$ ở thí nghiệm phòng bệnh, giảm chỉ số bệnh thối rễ $\le 15%$, gia tăng chiều dài rễ và chiều cao cây từ 15% - 40% so với đối chứng không xử lý.
• Phạm vi và giới hạn: Nghiên cứu thực nghiệm tại Nhà lưới Bộ môn Bảo vệ Thực vật - Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM trên giống cà chua F1(311) (Đại Địa) và giống ớt TN 242 (Trang Nông).

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Phương thức quản lý bệnh lở cổ rễ hiện nay chủ yếu dựa vào hóa chất tổng hợp hoặc chế phẩm vi sinh đơn dòng, bộc lộ nhiều hạn chế khi đối mặt với phức hợp đa mầm bệnh.

Tiêu chí so sánh	Thuốc hóa học (Ridomil Gold 68WG)	Chế phẩm vi sinh đơn dòng (BioBac 50WP)	Tổ hợp đối kháng đa chủng (Bacillus + Pseudomonas)
Hoạt chất / Chủng loài	Metalaxyl M (40 g/kg) + Mancozeb (640 g/kg)	Bacillus subtilis đơn lẻ ($5 \times 10^9$ CFU/g)	Bacillus sp. (CC-LD 2.4, KT-ĐD1) + Pseudomonas sp.2 (O-BT 1.2)
Cơ chế tác động	Ức chế tổng hợp RNA & phá vỡ màng tế bào	Tiết kháng sinh đối kháng đơn lẻ	Đa cơ chế: Kháng sinh, Enzyme ly giải, Siderophore, Kích kháng ISR
Phổ kiểm soát	Nấm noãn (Oomycetes) và nấm bất toàn	Hạn chế trước phức hợp đa nấm	Toàn diện trước R. bicornis, F. oxysporum, P. vexans
Tác động môi trường	Diệt khuẩn đất, tồn dư hóa học cao	An toàn sinh học	Làm giàu hệ vi sinh vật bản địa, bền vững
Kích thích sinh trưởng	Không có	Mức độ trung bình	Cao (tăng chiều cao 1,4 lần, chiều dài rễ 1,25 lần)

• Thách thức kỹ thuật: Tương tác cạnh tranh dinh dưỡng giữa các chủng vi khuẩn trong cùng một dịch huyền phù và sự tồn tại của du động bào tử Pythium vexans trong điều kiện độ ẩm đất bão hòa ($\ge 70%$).

Thiết kế hệ thống thực nghiệm sinh học

Hệ thống đánh giá tương tác ba chiều: Ký chủ (Cây họ Cà) - Mầm bệnh (Phức hợp nấm) - Tác nhân kiểm soát sinh học (Bacterial Consortium).

• Quy chuẩn vi sinh và môi trường nuôi cấy:
  • Môi trường tăng sinh vi khuẩn: Luria-Bertani (LB) lỏng gồm Peptone 10 g/L, Cao nấm men 5 g/L, NaCl 10 g/L; nuôi cấy trên máy lắc ngang Stuart SSL1 tốc độ 220 vòng/phút ở $28^\circ\text{C}$ trong 24 giờ.
  • Chuẩn hóa mật số: Dùng máy đo quang phổ NanoVue Plus và pha loãng bằng nước cất khử trùng về mật độ tiêu chuẩn $10^7\text{ CFU/mL}$.
  • Nhân sinh khối mầm bệnh: Môi trường Potato Glucose Agar (PGA) 7 ngày tuổi, cấy chuyển sang giá thể phối trộn hạt kê - vỏ trấu (tỷ lệ 1:1 v/v), ủ ẩm vô trùng ở $28^\circ\text{C}$.

Phương pháp nghiên cứu (Methodology)

Nghiên cứu áp dụng phương pháp bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên đơn yếu tố (Completely Randomized Design - CRD) với 14 nghiệm thức (NT), 3 lần lặp lại (LLL), mỗi lần lặp lại gồm 10 chậu, mỗi chậu gieo 10 hạt ($N = 300\text{ cây/NT}$).

Bố trí thí nghiệm 14 nghiệm thức:

• Quy trình chủng bệnh và xử lý vi sinh:
  • Lây nhiễm mầm bệnh: Trộn giá thể nhân sinh khối nấm vào tầng mặt đất (phân bò : đất : xơ dừa theo tỷ lệ 1:2:1 đã hấp vô trùng $121^\circ\text{C}$ trong 20 phút) với liều lượng 60 g sinh khối nấm/chậu 500 g đất.
  • Xử lý phòng bệnh: Hạt giống nảy mầm 0,5 - 2 mm được ngâm trong huyền phù vi khuẩn ($10^7\text{ CFU/mL}$) trong 60 phút trước khi gieo vào đất đã nhiễm mầm bệnh.
  • Xử lý trừ bệnh: Hạt gieo vào đất nhiễm bệnh; khi xuất hiện triệu chứng lở cổ rễ đầu tiên (9 NSG), tiến hành phun đẫm dịch huyền phù vi khuẩn lên thân, lá và vùng đất quanh gốc.

---

Thực nghiệm và Kết quả

Quy trình toán học và phân tích số liệu

Các chỉ tiêu nông học và bệnh học được thu thập định kỳ vào các mốc 9, 12, 15 và 18 ngày sau gieo (NSG). Chỉ tiêu sinh trưởng (chiều cao cây, chiều dài rễ) được đo vào 21 NSG.

Thuật toán tính toán chỉ số bệnh lý và hiệu lực sinh học:

1. Tỉ lệ bệnh (%):
   TLB = (A / B) * 100
   Trong đó: A là số cây nhiễm triệu chứng thối lở cổ rễ; B là tổng số cây theo dõi.

2. Chỉ số bệnh thối rễ (%):
   CSB = [ (1*C1 + 2*C2 + 3*C3 + 4*C4) / (N * 4) ] * 100
   Trong đó:
   - C1: Cấp 1 (1% - 10% diện tích cổ rễ bị tổn thương)
   - C2: Cấp 2 (11% - 25% diện tích cổ rễ bị tổn thương)
   - C3: Cấp 3 (26% - 50% diện tích cổ rễ bị tổn thương)
   - C4: Cấp 4 (51% - 100% rễ biến màu, cây héo rũ hoàn toàn)
   - N: Tổng số cây điều tra; 4: Cấp bệnh cao nhất.

3. Hiệu lực phòng trừ (HLPT theo công thức Abbott điều chỉnh, %):
   HLPT = [ (D - C) / D ] * 100
   Trong đó: D là tỷ lệ bệnh ở nghiệm thức đối chứng dương; C là tỷ lệ bệnh ở nghiệm thức xử lý.

Toàn bộ dữ liệu phần trăm được chuyển đổi dạng $\arcsin\sqrt{x}$ trước khi phân tích phương sai (ANOVA) một nhân tố và trắc nghiệm Duncan phân hạng trung bình ở mức ý nghĩa $P \le 0,01$ ($**$) bằng phần mềm chuyên dụng SAS 9.1 và Microsoft Excel 2010.

Dữ liệu thực nghiệm và Đánh giá thống kê

Dữ liệu ghi nhận tại thời điểm kết thúc thí nghiệm (18 NSG đối với bệnh lý và 21 NSG đối với sinh trưởng) chứng minh tính ưu việt vượt trội của tổ hợp 3 dòng vi khuẩn.

Nghiệm thức	Cà chua - Phòng bệnh (18 NSG)	Cà chua - Trừ bệnh (18 NSG)	Ớt - Phòng bệnh (18 NSG)	Chiều cao Cà chua (mm)	Chiều dài rễ Cà chua (mm)
NT1 (KT-ĐD1)	$41,67%^{\text{de}}$	$23,68%^{\text{ef}}$	$34,44%^{\text{d}}$	$140,61^{\text{bcd}}$	$120,03^{\text{ef}}$
NT2 (CC-LD 2.4)	$44,44%^{\text{de}}$	$27,39%^{\text{ef}}$	$40,56%^{\text{cd}}$	$150,22^{\text{bcd}}$	$149,17^{\text{bc}}$
NT3 (O-BT 1.2)	$35,56%^{\text{e}}$	$16,37%^{\text{f}}$	$31,11%^{\text{d}}$	$120,33^{\text{de}}$	$94,20^{\text{g}}$
NT4 (KT-ĐD1 + CC-LD 2.4)	$42,78%^{\text{de}}$	$43,00%^{\text{bcd}}$	$42,78%^{\text{bcd}}$	$153,50^{\text{bcd}}$	$139,85^{\text{b-f}}$
NT7 (Tổ hợp 3 dòng)	$\mathbf{73,33%^{\text{bc}}}$	$\mathbf{53,00%^{\text{bc}}}$	$\mathbf{49,75%^{\text{a}}}$	$\mathbf{162,50^{\text{abc}}}$	$\mathbf{159,67^{\text{ab}}}$
NT8 (BioBac 50WP)	$70,56%^{\text{c}}$	$50,96%^{\text{bc}}$	$52,44%^{\text{a}}$	$160,44^{\text{abc}}$	$157,31^{\text{ab}}$
NT9 (Ridomil Gold 68WG)	$83,33%^{\text{b}}$	$60,00%^{\text{ab}}$	$58,33%^{\text{a}}$	$153,50^{\text{abc}}$	$125,60^{\text{c-f}}$
NT10 (ĐC dương: Nấm bệnh)	$0,00%^{\text{f}}$	$0,00%^{\text{g}}$	$0,00%^{\text{e}}$	$98,39^{\text{e}}$	$113,50^{\text{f}}$
NT11 (ĐC âm: Nước cất)	$100,00%^{\text{a}}$	$100,00%^{\text{a}}$	$100,00%^{\text{a}}$	$160,60^{\text{abc}}$	$159,67^{\text{ab}}$
NT13 (Đơn dòng CC-LD 2.4)	$100,00%^{\text{a}}$	$100,00%^{\text{a}}$	$100,00%^{\text{a}}$	$\mathbf{192,56^{\text{a}}}$	$\mathbf{176,40^{\text{a}}}$

(Ghi chú: Các chữ cái đi kèm thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức $P \le 0,01$ theo trắc nghiệm Duncan).

HIỆU LỰC PHÒNG TRỪ BỆNH TẠI 18 NSG (CÀ CHUA)
NT9 (Ridomil Gold)     ████████████████████████████████████████ 83.33%
NT7 (Tổ hợp 3 dòng)    ███████████████████████████████████ 73.33%
NT8 (BioBac 50WP)      ██████████████████████████████████ 70.56%
NT2 (CC-LD 2.4)        █████████████████████ 44.44%
NT4 (KT-ĐD1 + CC-LD)   ████████████████████ 42.78%
NT1 (KT-ĐD1)           ███████████████████ 41.67%
NT3 (O-BT 1.2)         █████████████████ 35.56%
NT10 (Nấm đối chứng)   0.00%

Phân tích kết quả đạt được

1. Hiệu lực kiểm soát sinh học:
   • Thí nghiệm phòng bệnh trên cà chua chứng minh nghiệm thức kết hợp 3 dòng vi khuẩn (NT7) đạt hiệu lực phòng trừ $73,33%$, giảm tỷ lệ bệnh xuống còn $26,67%$ (so với đối chứng dương NT10 là $100%$) và chỉ số bệnh thối rễ chỉ còn $10,97%$ (so với NT10 là $57,78%$). Hiệu lực này tương đương với chế phẩm thương mại BioBac 50WP ($70,56%$) và tiếp cận đối chứng hóa học Ridomil Gold ($83,33%$).
   • Ở thí nghiệm trừ bệnh, NT7 đạt HLPT $53,00%$, vượt trội so với khi xử lý đơn dòng (Bacillus sp. CC-LD 2.4 đạt $27,39%$, Pseudomonas sp.2 đạt $16,37%$).
   • Trên cây ớt, nghiệm thức NT7 kiểm soát tỷ lệ bệnh ở mức $16,11%$ (HLPT đạt $49,75%$ ở 18 NSG), bảo vệ tối đa cấu trúc biểu bì vùng rễ non.
2. Hiệu ứng kích thích sinh trưởng (PGPR):
   • Nghiệm thức NT13 (xử lý đơn dòng Bacillus sp. CC-LD 2.4 không lây nhiễm bệnh) cho kết quả sinh trưởng vượt bậc: Chiều cao cây cà chua đạt $192,56\text{ mm}$ (gấp 1,20 lần so với đối chứng nước cất $160,60\text{ mm}$ và gấp 1,96 lần so với đối chứng nấm bệnh $98,39\text{ mm}$). Chiều dài rễ đạt $176,40\text{ mm}$ (tăng 10,5% so với đối chứng nước cất).
   • Trên cây ớt, chủng CC-LD 2.4 giúp chiều cao cây tăng gấp 1,4 lần và chiều dài rễ tăng gấp 1,25 lần so với đối chứng nước.
   • Các nghiệm thức đơn dòng vi sinh (NT12, NT13, NT14) đều ghi nhận tỷ lệ nhiễm bệnh $0%$, chứng minh các chủng phân lập hoàn toàn an toàn sinh học và không mang độc tính thực vật (phytotoxicity).

---

Đổi mới và Đóng góp khoa học

• Cộng hưởng sinh học đa chủng (Microbial Synergism): Khắc phục triệt để điểm yếu của các chế phẩm đơn dòng trên thị trường. Sự kết hợp giữa Bacillus sp. (chuyên tiết kháng sinh chịu nhiệt họ Iturin, hình thành nội bào tử bền vững) và Pseudomonas sp. (tiết siderophore thu gom ion $\text{Fe}^{3+}$, biosurfactant và enzyme chitinase) tạo nên hàng rào bảo vệ ba lớp: ngăn chặn nảy mầm bào tử, tiêu giải sợi nấm và kích kháng thể cây trồng.
• Đặc tính tác động kép (Dual-Action Biocontrol): Không chỉ triệt tiêu mầm bệnh nấm đất, chủng bản địa Bacillus sp. CC-LD 2.4 còn thể hiện khả năng sản sinh phytohormone (chất kích thích sinh trưởng tự nhiên), kích thích kéo dài tế bào rễ và gia tăng sinh khối thân lá rõ rệt.
• Dữ liệu thực nghiệm toàn diện trên phức hợp 3 tác nhân: Đề tài đã xây dựng hệ thống đánh giá áp lực đồng thời 3 loài nấm nguy hiểm (R. bicornis, F. oxysporum, P. vexans), phản ánh chính xác điều kiện dịch hại phức tạp ngoài đồng ruộng thay vì chỉ khảo sát đơn lẻ một chủng nấm trong ống nghiệm.

---

Ứng dụng thực tế và Triển khai

                     LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI THỰC TẾ

• Hiệu quả kinh tế và ROI dự kiến:
  • Giảm $60% - 80%$ chi phí sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong giai đoạn cây con.
  • Tăng tỷ lệ cây giống xuất vườn đạt tiêu chuẩn loại 1 từ $75%$ lên $> 92%$.
  • Thời gian hoàn vốn (ROI) ước tính trong vòng 1 - 2 vụ sản xuất nhờ giảm tỷ lệ chết rạp cây con và tiết kiệm chi phí công lao động dặm cây.

---

Hạn chế và Hướng phát triển

• Hạn chế kỹ thuật:
  • Thí nghiệm mới được triển khai trong phạm vi nhà lưới có kiểm soát nhiệt ẩm; hiệu lực của vi khuẩn Pseudomonas sp. có thể bị suy giảm dưới điều kiện ngoài trời nhiệt độ cao và khô hạn kéo dài.
  • Chưa tiến hành giải trình tự toàn bộ hệ gen (Whole Genome Sequencing) để định danh chính xác loài và giải mã cụm gen sinh tổng hợp chất kháng sinh (NRPS/PKS gene clusters).
• Hướng phát triển tiếp theo:
  • Nghiên cứu công nghệ vi bao (microencapsulation) bằng màng bọc alginate/chitosan nhằm nâng cao độ bền của tế bào sinh dưỡng Pseudomonas sp.2 trong điều kiện bảo quản thương phẩm.
  • Thử nghiệm đồng ruộng diện rộng trên các vùng chuyên canh rau họ Cà trọng điểm (Lâm Đồng, Củ Chi, Hải Dương).

---

Đối tượng hưởng lợi

• Sinh viên & Học viên chuyên ngành Nông học/BVTV: Nguồn tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp bố trí thí nghiệm CRD, kỹ thuật lây bệnh nhân tạo qua đất và thuật toán xử lý thống kê sinh học trên SAS/Excel.
• Kỹ sư R&D & Doanh nghiệp phân bón - vi sinh: Cung cấp thông số công nghệ nuôi cấy, tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa Bacillus và Pseudomonas, làm cơ sở đăng ký lưu hành chế phẩm sinh học mới.
• Nhà vườn & Hợp tác xã sản xuất rau sạch: Quy trình kỹ thuật phòng trừ lở cổ rễ an toàn, đáp ứng nghiêm ngặt các tiêu chuẩn VietGAP, GlobalGAP và canh tác hữu cơ.
• Nhà nghiên cứu bệnh học thực vật: Cung cấp dữ liệu định lượng về tương tác đối kháng giữa vi khuẩn vùng rễ bản địa với phức hợp 3 tác nhân gây bệnh đất nguy hiểm.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật và nồng độ tối ưu để đưa chế phẩm vào ứng dụng thực tế là gì?

Mật số vi khuẩn trong dung dịch tưới hoặc ngâm hạt cần đạt tối thiểu $10^7\text{ CFU/mL}$. Hạt giống sau khi xử lý vô trùng bề mặt cần được ngâm trong dịch vi khuẩn 60 phút để vi khuẩn thiết lập vùng cư trú (colonization) trước khi gieo vào giá thể.

2. Sự kết hợp giữa Bacillus sp. và Pseudomonas sp. có xảy ra hiện tượng ức chế lẫn nhau không?

Các kết quả thí nghiệm thực tế cho thấy tổ hợp 3 dòng (KT-ĐD1 + CC-LD 2.4 + O-BT 1.2) cho hiệu lực phòng trừ cao nhất ($73,33%$), vượt trội hơn hẳn so với từng dòng đơn lẻ, chứng minh các chủng này tương thích sinh học và không đối kháng chéo trong điều kiện vùng rễ.

3. Có thể pha chung chế phẩm vi khuẩn này với các loại phân bón lá hoặc thuốc trừ sâu hóa học không?

Chế phẩm vi sinh hoàn toàn tương thích với các loại phân bón hữu cơ, humic và phân bón vi lượng qua lá. Tuy nhiên, tuyệt đối không phối trộn chung với các loại thuốc trừ nấm gốc đồng, thuốc kháng sinh nông nghiệp (Kasugamycin, Streptomycin) hoặc thuốc trừ nấm phổ rộng vì sẽ tiêu diệt trực tiếp sinh khối vi khuẩn có ích.

4. Thời hạn bảo quản và độ ổn định của chế phẩm vi sinh được duy trì như thế nào?

Dòng Bacillus sp. có khả năng tạo nội bào tử chịu nhiệt nên thời hạn bảo quản dạng bột có thể kéo dài 12 - 24 tháng. Đối với Pseudomonas sp.2, cần bổ sung chất mang thẩm thấu và bảo quản ở điều kiện mát ($4 - 10^\circ\text{C}$) hoặc ứng dụng công nghệ bao vi nang để đảm bảo mật độ sống sót $\ge 10^8\text{ CFU/g}$ sau 6 tháng.

5. Chi phí đầu tư chế phẩm sinh học này so với thuốc trừ bệnh hóa học truyền thống chênh lệch ra sao?

Chi phí nguyên liệu sản xuất sinh khối vi sinh bằng nguồn cơ chất phụ phẩm nông nghiệp (cám gạo, mật rỉ đường, cao nấm men) thấp hơn khoảng $30% - 40%$ so với việc nhập khẩu hoạt chất hóa học chuyên trị. Hơn nữa, việc hạn chế công phun xịt lặp lại và giảm thiểu thiệt hại cây giống con giúp tổng chi phí quản lý dịch hại giảm từ $15% - 25%$/vụ.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đặng Thị Thanh Diễm đã chứng minh một cách khoa học và thuyết phục rằng việc ứng dụng tổ hợp vi khuẩn đối kháng vùng rễ bản địa Bacillus sp. (chủng CC-LD 2.4, KT-ĐD1) và Pseudomonas sp.2 (chủng O-BT 1.2) là giải pháp kiểm soát sinh học toàn diện đối với bệnh lở cổ rễ trên cây cà chua và cây ớt do phức hợp nấm Rhizoctonia bicornis, Fusarium oxysporum và Pythium vexans gây ra.

Với hiệu lực phòng bệnh đạt $73,33%$, hiệu lực trừ bệnh đạt $53,00%$ cùng khả năng kích thích chiều cao và chiều dài rễ vượt trội (tăng từ 1,15 đến 1,40 lần), đề tài đã đặt nền móng vững chắc cho việc phát triển các chế phẩm sinh học đa chức năng, thúc đẩy chuyển đổi xanh và nâng cao giá trị chuỗi sản xuất rau họ Cà bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về cây họ cà Cây họ cà có tên danh pháp khoa học là Solanaceae, là một loại thực vật có hoa. Tên khoa học của ho nay có nguồn góc từ tiếng Latinh Solanum, nghĩa là “cây cà dược”. Ở Việt Nam, họ Cà gồm các cây thân thảo hoặc cây nhỏ, phân bố rộng khắp cả nước. Một số loài được trồng dùng làm thực phẩm (cà tim, cà pháo, cả chua, khoai tây), gia vi (Ot), cây công nghiệp (thuốc lá) hoặc cây dược liệu (Lê Thị Khánh và ctv, 2014).1 Sơ lược về cây cà chua Cây cà chua (Solanum lycopersicum L.) là loại rau ăn quả thuộc ho Solanaceae, có nguồn gốc từ Nam Mỹ.

Cà chua là một loại rau quan trọng, phô biến và được trồng rộng rãi khắp nơi trên thế giới, với diện tích lớn thứ hai trong các loại rau (Somraj và ctv, 2017; Nalla và ctv, 2016). Theo FAO (2021), điện tích trồng cà chua trên thế giới năm 2019 khoảng 5.545 ha với sản lượng 181. Ở Việt Nam, diện tích sản xuất cà chua cả nước trong những năm gan đây dao động từ 23 — 25 nghìn ha, giảm 6,9% so với năm 2015 (25,48 nghìn ha).2 Sơ lược về cây ót Cây ớt (Capsicum annuum L.) có nguồn gốc nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Mỹ. Ở nước ta, cây ớt được du nhập từ Trung Quốc, An Độ.

Với xu thé gia tang cac san phẩm giàu vi chất đinh dưỡng và được ly trong bữa ăn hàng ngày, diện tích và sản lượng ớt, nhất là ớt cay ngày càng gia tăng. Năm 2020, diện tích trồng ớt thế giới vào khoảng 2.990 ha với sản lượng 36. Năm 2018 diện tích trồng ớt của nước ta là 45,09 nghìn ha, năng suất dat 13,53 tấn/ ha, sản lượng 609,90 nghìn tan, tăng dan hang năm cả về diện tích và sản lượng (Tổng cục Thống Kê, 2019).3 Sơ lược về cây khoai tây 1.2 Tong quan về bệnh lở cỗ rễ trên cây họ cà 1.1 Tác nhần gay bệnh Bệnh lở cô rễ cây họ cà chủ yếu gây ra bởi nam Rhizoctonia solani. Tuy nhiên, một sô nghiên cứu cũng chi ra rang tùy thuộc vào chê độ canh tác, điêu kiện thời tiết, bệnh cũng có thê do nhiêu loại nam trong dat gây ra như Pythium sp.

Bệnh lây lan trong môi trường nước và xâm nhập qua các vét thương cơ giới hoặc các lỗ khí không của lá, phát sinh, phát triển mạnh trong điều kiện độ âm cao, nhiệt độ cao hoặc mưa, nang, rét, nóng thất thường. Bệnh gây hại xuất hiện ở thời kỳ sinh trưởng của cây nhưng chủ yếu là vào thời kỳ cây con gây thiệt hại lớn cho nguồn nông sản nước ta (Vũ Triệu Mân, 2007).2 Triệu chứng bệnh Bệnh có thể tấn công suốt giai đoạn sinh trưởng của cây, thường gây thiệt hại nặng cho cây con. Một số triệu chứng của bệnh: chết rạp cây con, thối rễ, thối gốc, thối thân, thối quả. Theo Đỗ Tấn Dũng (2003), cây con có thé bị hại trước hoặc sau khi mọc khỏi mặt đất.

Trước khi nảy mầm, bệnh gây chết đỉnh sinh trưởng. Sau khi nảy mầm, nắm gây ra các vết bệnh màu nâu đậm, nâu đỏ hoặc hơi đen ở gốc cây sát mặt đất, phần thân non bị thắt lại, trở nên mềm va cây con bi dé gục và chết. Cây lớn cũng bị hại nhưng chủ yếu cũng bị hại ở phần vỏ. Bệnh có thể xuất hiện gây hại ở cả cây trưởng thành gây hiện tượng thối rễ hoặc thối gốc thân khi điều kiện ngoại cảnh thích hợp cho nam phát triên.

Ở gốc cây, triệu chứng ban đầu là vết lõm màu nâu hoặc hơi nâu đỏ sát mặt đất, vết bệnh có thé lan rộng quanh gốc thân và lan xuống rễ, gốc thân bị lở loét. Bệnh chủ yếu gây hại ở phần cé rễ, phần gốc sát mặt đất. Khi mới xuất hiện, nếu quan sát kỹ có thể thấy những vét bệnh có màu khác với vỏ cây, phần này bị rộp lên, sau đó lan dần bao quanh toàn bộ phần cô rễ hoặc gốc cây. Dần dần phần vỏ này teo lại, khi gặp trời mưa hoặc độ âm cao sẽ bị thối nhiin, bong ra, trơ lại phần lõi gỗ của cây có màu thâm đen, cây sẽ héo dần và chết (Vũ Triệu Mân, 2007).

Rhizoctonia bicornis gây bệnh lở cỗ rễ 1.1 Đặc điểm của nắm Rhizoctonia bicornis thuộc lớp nam bat toàn (Deuteromyces). Theo Đỗ Tan Dũng (2013), nam R. Bicornis có đặc điểm chung là: tản nam ban đầu phát triển có mùa vàng nâu, nâu vàng nhạt, về sau chuyên sang nâu sam. Rhizoctonia bicornis có 3 loại sợi nam: sợi nam bò (runner hyphae), sợi nam phân nhánh (hyphae) và các tế bào dạng chuỗi (moniloid cells) (Nguyễn Thị Tiến Sỹ, 2005).

Nhiệt đô ảnh hưởng đến sự phát triển của nam, nhiệt độ tối thích với sự phát triển của nam là 28 — 31°C. Trong phòng thí nghiệm, nam R. bicornis có thé mọc tốt trên môi trường PDA. Ở môi trường PDA nắm sinh trưởng rất nhanh, sau 3 ngày nuôi cấy đường kính tan nam lên đến 8,12 cm (Võ Thị Dung và ctv, 2017).2 Điều kiện phát triển và gây hại Nhiệt độ thích hợp cho sự xâm nhiễm của nắm đối với cây họ cả là 23°C - 25°C, nhưng tôi hảo nhất là 30°C - 32°C, âm độ từ 96 - 97%.

Tại mức nhiệt độ 32°C nắm xâm nhiễm trong vòng 18 giờ (Võ Thanh Hoàng, 1993). Nhiệt độ, âm độ là điều kiện cho bệnh phát triển và lây lan. Biên độ nhiệt ngày đêm lên cao cũng có lợi cho bệnh phát triển (Nguyễn Công Thuật, 1995). Theo Võ Thanh Hoàng (1993), bệnh xảy ra nặng ở ruộng bón nhiều phân đạm.

Bón phân lâncao 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 hon so với vùng nước ngọt (Pham Văn Kim, 2015).3 Sự lan truyền và xâm nhiễm Soi nam chủ yêu được lan truyén theo chiêu thăng đứng, vêt bệnh phat triên dân lên lá, chôi và các bộ phận khác. Bệnh lan truyền từ nơi này sang nơi khác băng hạch nam, sợi nam và theo chiêu ngang, sự lan truyền chủ yêu nhờ vào dòng nước, hạch nam bị nước cuốn đi khi gặp ký chủ thích hợp sẽ bám vào (Tô Thị Thùy Hương, 1993). Nắm được lan truyền nhờ gió, nước hoặc thông qua các hoạt động nông nghiệp như làm đất và vận chuyền hạt giống (Kareem và ctv, 2018).

Fusarium oxysporum gây bệnh lở cỗ rễ 1.1 Đặc điểm của Fusarium oxysporum Fusarium oxysporum thuộc lớp nam bat toàn (Deuteromycetes, có khả năng gây nhiều loại bệnh trên những cây trồng khác nhau. Nam sông hoại sinh hoặc ký sinh trên thực vật, gặp phô biến trong đất, cũng gặp trên các vật liệu cellulose (Nguyễn Lân Dũng Là nguyên nhân chính làm héo rũ. Hệ sợi nam lan tỏa khắp mô mach và lấp kin mach go. Su lap mach go sẽ cản trở quá trình vận chuyên nước làm héo cây.

Fusarium oxysporum có thê tồn tại trong đất dưới dạng bao tử áo qua thời gian dai, bao tử áo có thé lưu tồn trong đất từ 15 — 20 ngày. Nhiệt độ thích hợp cho nắm phát triển là 25°C — 30°C. Bệnh lây lan qua thân rễ, đất bị nhiễm bệnh và truyền qua giống, ngoài bệnh có thé lây lan qua nguồn nước và cơ giới Fusarium oxysporum thường tan công cây trồng dé dàng khi bị thiếu ánh sáng. Fusarium oxysporum phát triển nhanh chóng trên môi trường PDA ở nhiệt độ 25°C và hình thành tản nắm có hình thé tơi xốp như bông hoặc bằng phẳng hoặc lan rộng trên môi trường nuôi cây.

Mặt trên của tản nâm có thê có màu trăng, kem, vàng, vàng cam, đỏ, tím hông hoặc tím. Mặt dưới nó có thê không màu, vàng cam, màu đỏ, mau tia sim, hay mau nâu (Seifert, 1996).2 Điều kiện phát triển va gây hại Nam Fusarium oxysporum gây bệnh trên cây họ cà phát triển ở nơi có thời tiết am, trên đất cát và đất chua, nam tôn tai trong đất vài năm, nhiệt độ phát triển của nắm trên cây họ cà là 27°C — 30°C, tối đa là 36°C — 40°C và tối thiểu là 7°C — 8°C, nhưng nhiệt độ thích hợp cho sự xâm nhiễm là 35°C. Bệnh phát sinh, phát triển vào tháng 4,5 hại cây họ cà vụ động xuân và xuân hè; bệnh xuất hiện ở tháng 9,10 gây hại cà chua vụ đông sớm (Ou, 1985). Tác nhân gây bệnh héo Fusarium oxysporum cũng có thé có mặt ở vỏ rễ một số cây không phải là ký chủ, kê cả co dại va cây trông.

Fusarium oxysporum tan công chủ yêu vào bộ rễ. Đặc biệt, bệnh gây hại nặng nê trong điêu kiện stress nước, dùng phan bón quá nhiều hay rễ cây bị ton thương (Burgess va ctv, 2009).5 Pythium vexans gây bệnh lở cỗ rễ 1.1 Đặc điểm của Pythium vexans Pythium vexans thuộc lớp Oomycetes, lớp nam này có những đặc trưng về hình thái và chu kỳ sống gần giống nắm thực, tuy nhiên chúng được phân biệt rõ ràng với nắm thực bởi đi truyền học và cơ chế sinh sản của chúng (Erwin và Riberiro, 1996). Chúng sinh sản ra các sợi nam không vách ngăn, một đặc điểm chính dé phân biệt chúng với các nam chi khác. Một đặc điểm của lớp nam Oomycetes là sinh các du động bảo tử qua sinh sản vô tinh và sinh bao tử noãn thông qua sinh sản hữu tính (Võ Thị Thu Oanh, 2007).

Phan lớn Pythium vexans sông trong đất, một vài loài liên quan tới nam rễ, hiện diện trong nước như những thực vật hoại sinh và một số loài sống ký sinh trên thực vật hay động vật sông dưới nước. Pythium vexans hiện diện thông thường trong đất canh tác hơn là đất tự nhiên, nhất là cây con trong vườn ươm mát hay vườn ươm rau. có phô ky chủ rộng, có loài gây hại trên nhiêu loại cây trông vả cũng có loài chỉ gây hại trên một loại ky chủ như Pythium busimaninae (Plaats va Niterink, 1981).1 Du động bào tử Pythium được giải Hình 1.2 Quá trình sinh sản hữu tính ở Pythium, phóng qua bọc giả trong quá trình sinh sản vo liên quan tới sự tiép xúc giữa túi đực và túi noãn tính (Nguon: Burgess, 2009) đê tạo ra bào tử trứng (Nguồn: Burgess, 2009) Hon 330 loài Pythium đã được xác định cho đến nay trong đó có nhiều loài gây bệnh cho cây trồng. Những loại nam giả này gây ra nhiều bệnh cho cây trồng, bao gồm bệnh chết cây, thối rễ, thối cô rễ, thối mềm và thối thân trong các hệ thong sản xuất khác nhau như vườn ươm, nhà kính và ruộng nông nghiệp (Weiland và ctv, 2020; Sharma và ctv, 2020).