Luận án tiến sĩ nông nghiệp nghiên cứu loài nấm ký sinh côn trùng có tiềm năng trong phòng chống ve sầu hại cà phê vùng tây nguyên

Nghiên cứu ứng dụng nấm ký sinh côn trùng để phòng chống ve sầu gây hại cà phê tại Tây Nguyên, giải pháp sinh học hiệu quả và bền vững.

• Tác giả: Trần Văn Huy
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Trịnh
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
• Đề tài: Nghiên Cứu Nấm Ký Sinh Côn Trùng Phòng Chống Ve Sầu Hại Cà Phê Tây Nguyên
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
• 1.2.1. Nghiên cứu về tác hại của ve sầu cây đối với cây trồng nói chung và cây cà phê nói riêng
• 1.2.2. Nghiên cứu sử dụng nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ sâu hại cây trồng nói chung và ve sầu nói riêng
• 1.2.3. Một số đặc điểm chung của chi nấm Paecilomyces và loài nấm Paecilomyces cicadae Samson ký sinh ve sầu
• 1.2.4. Các phương pháp lên men nhân sinh khối nấm ký sinh côn trùng tạo chế phẩm sinh học
• 1.2.5. Một số kết quả nghiên cứu về ve sầu hại cà phê ở nước ta
• 1.2.6. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm nấm ký sinh côn trùng phòng trừ sâu hại cây trồng
• 1.3. Các vấn đề cần quan tâm
• 2. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
• 2.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Xác định thành phần, mức độ phổ biến và khả năng phòng trừ ve sầu hại cà phê của các loài nấm ký sinh ở Tây Nguyên
• 2.3.2. Xác định một số đặc điểm hình thái và sinh học của nấm tua trắng P.
• 2.3.3. Đặc điểm sinh học của nấm
• 2.3.4. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh thái của nấm tua trắng P.
• 2.3.5. Nghiên cứu khả năng phát triển sinh khối của nấm tua trắng P.
• 2.3.6. Thử nghiệm sử dụng nấm P. cicadae để phòng trừ ve sầu hại cà phê
• 2.4. Các phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thành phần, mức độ phổ biến và khả năng gây chết ve sầu của nấm ký sinh ở Tây Nguyên
• 3.1.1. Thành phần và mức độ phổ biến của các loài nấm ký sinh trên ve sầu hại cà phê
• 3.1.2. Khả năng gây chết ấu trùng ve sầu và phát triển sinh khối của các loài nấm
• 3.1.3. Phân lập, tuyển chọn nguồn nấm tua trắng P. cicadae có hiệu lực gây chết cao đối với ấu trùng ve sầu hại cà phê
• 3.2. Một số đặc điểm hình thái, sinh học của nấm P. cicadae (Pae1) ký sinh ve sầu hại cà phê
• 3.2.1. Đặc điểm hình thái của nấm P.
• 3.2.2. Một số đặc điểm sinh học của nấm P.
• 3.3. Một số đặc điểm sinh thái của nấm P. cicadae ký sinh ve sầu hại cà phê
• 3.3.1. Diễn biến tỷ lệ ấu trùng ve sầu hại cà phê bị nấm P. cicadae ký sinh ngoài tự nhiên tại một số vùng thuộc khu vực Tây Nguyên
• 3.3.2. Mức độ ký sinh gây chết ấu trùng ve sầu của nấm P.cicadae tại các tuổi vườn cà phê
• 3.4. Nghiên cứu khả năng phát triển sinh khối của nấm P.
• 3.5. Nghiên cứu kỹ thuật nhân sinh khối nấm P.
• 3.6. Khả năng ứng dụng chế phẩm P. cicadae để phòng trừ ve sầu hại cà phê
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM

Tóm tắt

I. Giới thiệu và cơ sở khoa học

Nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng là một hướng đi quan trọng trong việc phòng chống côn trùng gây hại, đặc biệt là ve sầu hại cà phê tại Tây Nguyên. Cà phê Tây Nguyên là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, nhưng đang đối mặt với nhiều thách thức từ dịch hại, trong đó ve sầu là một trong những loài gây hại nghiêm trọng. Nấm ký sinh như Paecilomyces cicadae được xem là giải pháp sinh học hiệu quả để kiểm soát sâu bệnh trong nông nghiệp mà không gây hại đến môi trường.

1.1. Tác hại của ve sầu đối với cà phê

Ve sầu gây hại nghiêm trọng đến cà phê Tây Nguyên bằng cách hút nhựa từ rễ cây, dẫn đến vàng lá, rụng quả và thậm chí gây chết cây. Mật độ ve sầu tại các vùng trồng cà phê có thể lên đến 800-1000 con/gốc, đe dọa nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng cà phê. Việc sử dụng thuốc hóa học để phòng trừ ve sầu không chỉ kém hiệu quả mà còn gây ô nhiễm môi trường đất và nước ngầm.

1.2. Tiềm năng của nấm ký sinh

Nấm ký sinh như Paecilomyces cicadae có khả năng xâm nhiễm và gây chết côn trùng một cách tự nhiên. Chúng tồn tại lâu dài trong đất và có thể phát tán nhanh chóng, trở thành công cụ hiệu quả trong phòng chống côn trùng. Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác tiềm năng của nấm ký sinh để phát triển chế phẩm sinh học nhằm kiểm soát ve sầu hại cà phê.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp khoa học để phân lập, xác định và đánh giá hiệu quả của nấm ký sinh trên ve sầu hại cà phê. Các bước nghiên cứu bao gồm thu thập mẫu nấm tự nhiên, phân lập chủng nấm có hiệu lực cao, và thử nghiệm hiệu quả của chế phẩm sinh học trên đồng ruộng.

2.1. Thu thập và phân lập nấm ký sinh

Các mẫu nấm ký sinh được thu thập từ các vùng trồng cà phê tại Tây Nguyên, bao gồm Đắk Lắk, Đắk Nông và Lâm Đồng. Các chủng nấm được phân lập và xác định thông qua các đặc điểm hình thái và sinh học. Paecilomyces cicadae được chọn làm đối tượng nghiên cứu chính do khả năng ký sinh và gây chết ve sầu cao.

2.2. Đánh giá hiệu quả của chế phẩm sinh học

Chế phẩm sinh học từ nấm Paecilomyces cicadae được thử nghiệm trên đồng ruộng để đánh giá hiệu quả trong việc kiểm soát ve sầu hại cà phê. Kết quả cho thấy tỷ lệ gây chết ấu trùng ve sầu đạt từ 67,8% đến 78,2%, chứng minh tiềm năng lớn của chế phẩm sinh học trong bảo vệ cà phê.

III. Kết quả và ứng dụng

Nghiên cứu đã xác định được 7 loài nấm ký sinh trên ve sầu hại cà phê, trong đó Paecilomyces cicadae là loài có hiệu lực cao nhất. Các kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật nhân sinh khối của nấm Paecilomyces cicadae đã mở ra hướng phát triển chế phẩm sinh học hiệu quả và bền vững.

3.1. Đặc điểm sinh học và sinh thái của nấm Paecilomyces cicadae

Nấm Paecilomyces cicadae có khả năng phát triển mạnh trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm phù hợp. Nghiên cứu đã xác định được các điều kiện tối ưu để nhân sinh khối nấm, bao gồm nhiệt độ 28°C và độ ẩm 65-80%. Đây là cơ sở quan trọng để phát triển chế phẩm sinh học từ loài nấm này.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Chế phẩm sinh học từ nấm Paecilomyces cicadae đã được thử nghiệm trên diện rộng tại các vùng trồng cà phê ở Tây Nguyên, cho hiệu quả phòng trừ ve sầu đạt từ 74,6% đến 75,3%. Kết quả này khẳng định tiềm năng lớn của chế phẩm sinh học trong việc bảo vệ cà phê và giảm thiểu tác động tiêu cực của thuốc hóa học đến môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cà phê là một trong những mặt hàng nông sản xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, với khối lượng xuất khẩu hàng năm đạt trên 1 triệu tấn cà phê nhân, đem lại giá trị kim ngạch gần 2 tỷ USD. Trên quy mô cả nước, tổng diện tích canh tác cà phê đạt khoảng 600.000 ha, trong đó khu vực Tây Nguyên chiếm trên 90% (khoảng 576.800 ha) nhờ sở hữu điều kiện thổ nhưỡng đất đỏ bazan màu mỡ, tầng canh tác dày và khí hậu thích hợp. Tuy nhiên, sản xuất cà phê tại Tây Nguyên đối mặt với nhiều áp lực dịch hại, đặc biệt là sự phát sinh và gây hại nghiêm trọng của các loài ve sầu từ giai đoạn 2005–2007 tại các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng và Gia Lai.

Ở nhiều vùng trồng tập trung, mật độ ve sầu ghi nhận trung bình từ 80–100 con/gốc, cá biệt có nơi lên đến 800–1.000 con/gốc. Tổng diện tích cà phê bị ve sầu xâm nhiễm và gây hại tại Đắk Lắk và Lâm Đồng từng lên tới gần 11.000 ha. Ấu trùng ve sầu sống trong đất, đào hầm và chích hút nhựa ở hệ thống rễ chính và rễ tơ, làm suy kiệt cây trồng, gây hiện tượng vàng lá, rụng quả và làm chết cây. Biện pháp canh tác truyền thống chủ yếu dựa vào việc tưới các loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học liều lượng cao vào gốc cây, song hiệu quả phòng trừ thấp do ấu trùng nằm sâu dưới tầng đất (10–100 cm), đồng thời biện pháp này gây ô nhiễm môi trường đất và nguồn nước ngầm.

Khoảng trống nghiên cứu thực tế cho thấy, mặc dù ve sầu ngoài tự nhiên bị nhiều loài nấm ký sinh gây chết, việc điều tra toàn diện thành phần nấm ký sinh ve sầu tại Tây Nguyên, xác định đặc tính sinh học – sinh thái của loài nấm triển vọng Paecilomyces cicadae, cũng như phát triển quy trình công nghệ nhân nuôi sinh khối tạo chế phẩm sinh học ứng dụng ngoài đồng ruộng vẫn chưa được nghiên cứu có hệ thống. Do đó, đề tài luận án được thực hiện nhằm giải quyết yêu cầu cấp bách này.

Mục tiêu và yêu cầu của đề tài

1. Mục tiêu tổng quát: Xác định được các đặc điểm sinh học, sinh thái, điều kiện nhân sinh khối tạo chế phẩm sinh học của loài nấm ký sinh côn trùng có tiềm năng trong phòng chống ve sầu hại cà phê vùng Tây Nguyên.
2. Yêu cầu cụ thể:
   • Yêu cầu 1: Thu thập, phân lập và xác định thành phần nấm ký sinh tự nhiên trên ve sầu hại cà phê vùng Tây Nguyên.
   • Yêu cầu 2: Xác định đặc điểm sinh học, sinh thái học của chủng nấm có hoạt lực gây chết cao đối với ve sầu hại cà phê.
   • Yêu cầu 3: Xác định được kỹ thuật nhân sinh khối sản xuất chế phẩm sinh học từ chủng nấm có hiệu lực cao trong phòng trừ ve sầu hại cà phê.
   • Yêu cầu 4: Xác định được hiệu quả của chế phẩm sinh học sản xuất từ chủng nấm tiềm năng trong phòng trừ ve sầu hại cà phê trên đồng ruộng diện hẹp, diện rộng và mô hình thử nghiệm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu:
  • Các nguồn nấm ký sinh ve sầu hại cà phê tại vùng Tây Nguyên.
  • Loài nấm tua trắng Paecilomyces cicadae ký sinh ve sầu hại cà phê.
  • Các loài ve sầu hại cây cà phê ở vùng Tây Nguyên, tiêu biểu là loài ve sầu phấn trắng (Dundubia nagarasagna Distant).
• Phạm vi nghiên cứu:
  • Không gian: Các vùng trồng cà phê trọng điểm tại 4 tỉnh Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai) và hệ thống phòng thí nghiệm của Trung tâm Đấu tranh Sinh học – Viện Bảo vệ thực vật.
  • Thời gian: Các số liệu điều tra, phân lập, giải trình tự gen, nhân nuôi sinh khối và khảo nghiệm đồng ruộng được thu thập trong giai đoạn từ năm 2013 đến năm 2018.
  • Nội dung: Tập trung vào giám định thành phần loài nấm ký sinh, đặc tính hình thái, sinh học, sinh thái của chủng P. cicadae Pae1, thông số công nghệ lên men xốp và hiệu lực sinh học của chế phẩm nấm trên các quy mô thực địa.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

Tác giả luận án đã tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế theo các nhóm nội dung:

1. Nghiên cứu về ve sầu hại cây trồng và cây cà phê:

   • Westwood (1840) đặt nền tảng phân loại ve sầu thuộc bộ Cánh nửa (Hemiptera), sau đó xếp vào bộ Cánh đều (Homoptera), họ Cicadidae.
   • Marlatt (1923) và Simon (1988) nghiên cứu tác hại cơ học và sinh lý của ve sầu đối với cây trồng, đặc biệt là loài Quesada gigas gây hại cà phê tại Brazil.
   • Moulds (1990) mô tả tập tính đẻ trứng và tập tính ấu trùng ve sầu đào lỗ ở độ sâu 10–100 cm (tập trung tại 10–40 cm), chích hút dịch rễ và làm đứt hệ thống rễ tơ của cây cà phê.
   • Rodrigo và cộng sự (2010) ghi nhận các loài ve sầu mới hại cà phê tại São Paulo (Brazil) gồm Fidicinoides sarutaiensis, Martinelli sp. và Maccagnan sp.
   • Tại Việt Nam, Phạm Thị Vượng và Nguyễn Thị Thủy (2010) ghi nhận 6 loài ve sầu hại cà phê tại Tây Nguyên: ve sầu phấn trắng (Dundubia nagarasagna Distant), ve sầu lưng vằn (Haphsa bindusara Distant), ve sầu Đắk Lắk (Pomponia daklakensis Sanborn), ve sầu 4 chấm (Haphsa opercularis Distant), ve sầu nâu đỏ (Purana samia Walker) và ve sầu nhỏ (Purana pigmentata Distant).

2. Nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng và bệnh lý học côn trùng:

   • Balisneri (1709) và Agostino Bassi (1815) ghi nhận nấm gây bệnh Muscardin (Beauveria bassiana) trên tằm. Mechnikov (1884) ứng dụng nấm xanh Metarhizium anisopliae phòng trừ bọ đầu dài hại củ cải đường (Bothinoderes punctiventris) đạt hiệu lực 55–80%.
   • Về cơ chế gây bệnh: Robert Koch (1897) thiết lập 4 tiêu chuẩn xác định tác nhân gây bệnh vi sinh vật; Samson và cộng sự (2008) phân tích quá trình xâm nhiễm qua biểu bì nhờ phức hệ enzyme ngoại bào (chitinase, protease, lipase) kết hợp ngoại độc tố peptide vòng như destruxin A, B, C, D (McCoy et al., 2008; James et al., 2010).
   • Về các yếu tố ảnh hưởng: Bức xạ mặt trời tia UV bước sóng 285–315 nm gây bất hoạt bào tử (Fargues et al., 1996; Inglis et al., 1997); nhiệt độ thích hợp cho nấm côn trùng phát triển dao động từ 20–25°C, giới hạn trên ở 30–37°C (Vestergaard et al., 1995; Fargues et al., 1997b); độ ẩm không khí và độ ẩm đất đóng vai trò quyết định đến sự nảy mầm của bào tử (Farrgues và Luz, 2000; Roberts và Campbell, 1977).

3. Nghiên cứu về nấm ký sinh ve sầu và chi Paecilomyces:

   • Richard và cộng sự (1976) phân lập Massospora levispora và Paecilomyces farinosus trên ve sầu Okanagana rimosa tại Mỹ. Duke và cộng sự (2002) và Cooley và cộng sự (2018) nghiên cứu Massospora cicadina ký sinh trên ve sầu định kỳ Magicicada tredecassini.
   • Sangdee và cộng sự (2015) tại Thái Lan phân lập chủng nấm Cod-MK1201 gần với Cordyceps nipponica ký sinh ve sầu; Jaihan và cộng sự (2016) phân lập 47 nguồn nấm ký sinh ve sầu, xác định chủng Ophiocordyceps sobolifera có tiềm năng sinh học.
   • Về chi Paecilomyces: Samson (1974, 2004) hệ thống hóa chi với 26 loài; Liang và cộng sự (2005) xây dựng khóa định loại cho 28 loài tại Trung Quốc; Peter và cộng sự (2006) ứng dụng kỹ thuật giải trình tự rDNA-ITS để phân loại di truyền.
   • Về loài Paecilomyces cicadae: Chen (1991) tại Trung Quốc xác định chu kỳ vô tính, nhiệt độ tối ưu (24–26°C), pH (5–6) và cơ chất dinh dưỡng; Jui-Hsia Hsu và cộng sự (2015) nghiên cứu đặc tính ký sinh chuyên tính của Cordyceps cicadae (P. cicadae) trên các loài ve sầu thuộc vùng cận nhiệt đới châu Á.

4. Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm tại Việt Nam:

   • Phạm Thị Thùy (1994, 2005), Tạ Kim Chỉnh (1996, 2009), Phạm Văn Nhạ (2012, 2013), Trần Văn Huy (2012, 2017) đã ứng dụng các chủng nấm Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Paecilomyces javanicus trừ rầy nâu, bọ cánh cứng, rệp sáp hại cà phê và mối hại đất.
   • Phạm Thị Vượng và cộng sự (2007, 2010) đánh giá hiệu lực của chế phẩm nấm xanh Bemetent WP (M. anisopliae) đạt 59% sau 45 ngày xử lý trừ ve sầu hại cà phê.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù các nghiên cứu trong nước đã bước đầu phân lập được các loài nấm xanh (M. anisopliae) hay nấm trắng (B. bassiana) trên rệp sáp và ve sầu, nhưng chưa có công trình nào đánh giá có hệ thống về độ phong phú của tập đoàn nấm ký sinh ve sầu tại Tây Nguyên. Đặc biệt, loài nấm tua trắng Paecilomyces cicadae ký sinh chuyên tính trên ve sầu chưa được phân lập thuần khiết, chưa được giám định sinh học phân tử, chưa được xác định các chỉ số sinh thái và thiếu hẳn quy trình sản xuất sinh khối dạng bào tử trần bằng phương pháp lên men xốp phục vụ quản lý ve sầu hại cà phê.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Nguyên lý đấu tranh sinh học trong IPM: Khai thác các tác nhân vi sinh vật bản địa nhằm thiết lập cân bằng sinh thái, khống chế mật độ quần thể sâu hại dưới ngưỡng gây hại kinh tế mà không gây áp lực tồn dư hóa chất.
• Lý thuyết bệnh lý học côn trùng: Dựa trên chu trình xâm nhiễm của vi nấm qua biểu bì côn trùng bằng áp lực cơ học và phức hệ enzyme ngoại bào tiêu hủy lớp vỏ chitin, xâm nhập khoang máu, tiết độc tố làm tê liệt và gây chết ký chủ.
• Tiêu chuẩn Robert Koch (1897): Sử dụng làm cơ sở xác định mối quan hệ nhân quả giữa chủng vi sinh vật phân lập thuần khiết và triệu chứng bệnh gây chết trên ấu trùng ve sầu thực nghiệm.
• Hệ thống phân loại học tích hợp: Kết hợp phân loại hình thái truyền thống (theo Samson, 1974, 2004) với phân loại phân tử dựa trên giải trình tự vùng đệm phiên mã nội phần rDNA-ITS và xử lý cây phả hệ qua phần mềm tin sinh học.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Thu thập mẫu và phân lập thuần khiết:
  • Điều tra, thu thập mẫu xác ấu trùng và trưởng thành ve sầu bị nấm ký sinh ngoài tự nhiên tại các vườn cà phê ở Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng và Gia Lai từ 2013–2017.
  • Phân lập bào tử nấm trên môi trường thạch chiết xuất khoai tây – đường Dextrose (PDA), làm thuần qua phương pháp pha loãng cấy gạt và cấy ria mép. Giữ giống gốc trên môi trường PDA nghiêng ở 4°C và bảo quản lạnh sâu.
• Định danh bằng hình thái và sinh học phân tử:
  • Quan sát cấu trúc sợi nấm, cành sinh bào tử, thể bình và kích thước bào tử trần dưới kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử.
  • Tách chiết DNA tổng số, nhân bản vùng gen rDNA-ITS bằng phản ứng chuỗi polymerase (PCR) với cặp mồi chuẩn tử (ITS1/ITS4). Giải trình tự gen, so sánh độ tương đồng trên cơ sở dữ liệu GenBank (BLASTn) và xây dựng cây phát sinh loài bằng phần mềm Mega 6.
• Xác định hoạt tính enzyme ngoại bào và thử nghiệm độc lực:
  • Đánh giá khả năng sinh enzyme ngoại bào (chitinase, protease, lipase) thông qua đo đường kính vòng phân giải cơ chất trên đĩa thạch chuyên biệt sau 5–7 ngày nuôi cấy ở 28°C.
  • Đánh giá độc lực gây chết của các chủng nấm phân lập trên ấu trùng ve sầu phấn trắng (Dundubia nagarasagna) trong điều kiện phòng thí nghiệm và chậu vại (Viện BVTV, 2015).
• Nghiên cứu sinh thái học và kỹ thuật lên men nhân sinh khối:
  • Thử nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ (15°C, 20°C, 25°C, 28°C, 30°C, 35°C), độ pH môi trường (pH 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) và độ ẩm không khí đến tốc độ sinh trưởng sợi nấm và tỷ lệ nảy mầm của bào tử.
  • Nghiên cứu công nghệ lên men 2 pha: Lên men lỏng tạo sinh khối hệ sợi (giống cấp 1, cấp 2) và lên men xốp (bán rắn) trên các cơ chất tự nhiên (hạt gạo, cám gạo, bột ngô, tấm gạo...) trong túi nilon chịu nhiệt.
  • Khảo sát các thông số kỹ thuật lên men xốp: Tỷ lệ phối trộn cơ chất, độ ẩm môi trường ban đầu, khối lượng cơ chất/túi nuôi cấy, thời gian lên men và phương pháp sấy thu hồi bào tử trần.
  • Thử nghiệm độ bền sinh học và chất bám dính bảo quản chế phẩm theo thời gian (1, 2, 3, 4, 5, 6 tháng).
• Phương pháp khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ thực địa:
  • Thí nghiệm diện hẹp tại xã Ea Kênh, huyện Krông Pắk, tỉnh Đắk Lắk (2016–2017).
  • Thí nghiệm diện rộng tại các vùng sinh thái: xã Nâm N'Jang (Đắk Song, Đắk Nông), xã Hòa Bắc (Di Linh, Lâm Đồng), xã Kông Htok (Chư Sê, Gia Lai) năm 2018.
  • Mô hình ứng dụng chế phẩm sinh học: Đánh giá tỷ lệ giảm mật độ ấu trùng ve sầu trong đất và tỷ lệ cây cà phê hồi phục giảm vàng lá sau các thời điểm xử lý (30, 60, 90 ngày sau xử lý).
• Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng các phần mềm thống kê sinh học chuyên ngành (Excel, SAS, IRRISTAT) để phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sự sai khác giữa các giá trị trung bình theo trắc nghiệm Duncan ở mức ý nghĩa p < 0,05.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|               QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ PHẨM NẤM P. CICADAE         |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| 1. ĐIỀU TRA & THU THẬP MẪU NẤM (Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai; 2013-2017) |
|    - Thu thập ấu trùng/ve sầu bị nhiễm nấm tự nhiên ngoài vườn cà phê             |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
                                          |
                                          v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| 2. PHÂN LẬP, GIÁM ĐỊNH & TUYỂN CHỌN CHỦNG (Phòng TN Viện Bảo vệ thực vật)        |
|    - Phân lập thuần khiết trên môi trường PDA                                     |
|    - Giám định hình thái học và giải trình tự gen rDNA-ITS (phần mềm Mega 6)      |
|    - Đánh giá khả năng tiết enzyme Chitinase và độc lực gây chết ve sầu           |
|    - Tuyển chọn chủng ưu việt nhất: Paecilomyces cicadae Pae1                    |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
                                          |
                                          v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| 3. NGHIÊN CỨU SINH THÁI HỌC & CÔNG NGHỆ NHÂN SINH KHỐI                           |
|    - Đánh giá nhiệt độ (24-28°C), pH (5-7), độ ẩm thích hợp (>85%)                |
|    - Lên men 2 pha: Lên men lỏng (cấp 1, 2) -> Lên men xốp trên cơ chất hạt gạo   |
|    - Xác định khối lượng túi, độ ẩm cơ chất, chất bám dính và thời gian bảo quản  |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
                                          |
                                          v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| 4. THỬ NGHIỆM ĐỒNG RUỘNG & XÂY DỰNG MÔ HÌNH (2016 - 2018)                        |
|    - Khảo nghiệm diện hẹp (Ea Kênh, Krông Pắk): Hiệu lực đạt 78,2%                |
|    - Khảo nghiệm diện rộng (Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai): Hiệu lực đạt 74,6-75,3%|
|    - Mô hình ứng dụng sản xuất (Đắk Song): Giảm mật độ 67,8-68,5%, giảm vàng lá  |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Cơ sở khoa học và tổng quan tài liệu

Chương I tổng hợp 41 trang tài liệu về cơ sở lý luận của bệnh lý học côn trùng và thực trạng nghiên cứu trong nước, quốc tế:

• Cơ sở khoa học: Phân tích cấu trúc lớp biểu bì côn trùng gồm protein, lipid và mạng lưới sợi chitin liên kết bền vững. Nấm ký sinh xâm nhập chủ yếu thông qua việc tiết phức hệ enzyme ngoại bào (chitinase, protease) để hòa tan cutin và màng mỡ, mở đường cho ống mầm đâm xuyên cơ học. Sau khi xâm nhập thành công, hệ sợi nấm sinh trưởng vô tính trong hemolymph, hấp thụ chất dinh dưỡng và sản sinh độc tố destruxin gây hoại tử tế bào, nhiễm trùng máu và dẫn đến cái chết của côn trùng.
• Tác hại của ve sầu hại cà phê: Tổng kết vòng đời ve sầu với pha ấu trùng kéo dài nhiều năm trong đất. Ấu trùng đào các đường hầm chằng chịt quanh hệ rễ cà phê ở tầng đất sâu 10–40 cm, trực tiếp cắn phá và chích hút dinh dưỡng tại rễ cái và hệ thống rễ tơ. Sự tổn thương rễ kép này vừa làm suy giảm khả năng hấp thu nước và khoáng, vừa tạo cửa ngõ cho nấm bệnh rễ xâm nhập, dẫn đến hiện tượng rụng quả, vàng lá hàng loạt và khô cành.
• Đặc điểm chi Paecilomyces và nấm P. cicadae: Tổng hợp đặc điểm phân loại học của chi Paecilomyces theo Samson (1974, 2004) gồm 2 nhóm loài. Loài P. cicadae (thuộc họ Clavicipitaceae, giai đoạn hữu tính là Cordyceps cicadae) có đặc tính ký sinh chuyên tính trên ve sầu, tạo quả thể dạng tua trắng đặc trưng mọc từ đầu hoặc thân xác ấu trùng vươn lên mặt đất.
• Công nghệ lên men và chế phẩm vi sinh: Đánh giá ưu nhược điểm của hai phương pháp lên men: Lên men chìm cho năng suất sinh khối nhanh nhưng tạo bào tử chồi (blastospore) có vách mỏng, kém bền vững với điều kiện ngoại cảnh; lên men xốp (bán rắn) sử dụng cơ chất hạt ngũ cốc tạo bào tử đính/bào tử trần (conidiospore) có vách dày, khả năng chịu hạn và duy trì độc lực cao trong đất.

Chương II: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương II mô tả chi tiết quy trình bố trí thí nghiệm, vật liệu sinh học và phương tiện nghiên cứu:

• Vật liệu:
  • Các chủng nấm thu thập từ xác ve sầu tự nhiên tại các vùng cà phê Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai).
  • Chủng nấm Paecilomyces cicadae (Pae1) thuần khiết.
  • Ấu trùng ve sầu phấn trắng (Dundubia nagarasagna) khỏe mạnh thu ngoài tự nhiên để phục vụ lây nhiễm nhân tạo.
  • Các loại môi trường dinh dưỡng: Thạch PDA, dịch thể dinh dưỡng lên men cấp 1 và cấp 2, các loại cơ chất lên men xốp rắn (gạo tẻ, gạo lứt, cám gạo, bột ngô, tấm gạo).
• Hệ thống thiết bị: Nồi hấp khử trùng áp suất cao (autoclave), tủ cấy vi sinh vô trùng Cleanbench, kính hiển vi quang học có gắn camera đo đếm vi thể, máy PCR, hệ thống điện di, tủ ấm định nhiệt, buồng nuôi cấy lên men có kiểm soát nhiệt ẩm.
• Phương pháp cụ thể:
  • Phương pháp phân tích trình tự đoạn gen rDNA-ITS bằng cặp mồi chuyên biệt ITS1/ITS4.
  • Phương pháp xác định hoạt lực enzyme chitinase ngoại bào thông qua đo độ rộng vòng phân giải keo chitin trên môi trường thử nghiệm sau 7 ngày nuôi cấy ở 28°C.
  • Phương pháp thử nghiệm hiệu lực sinh học của nấm trong phòng thí nghiệm và chậu vại: Xử lý huyền phù bào tử ở các nồng độ định chuẩn (10^7, 10^8 bào tử/ml) lên ấu trùng ve sầu, đếm tỷ lệ chết và tỷ lệ hình thành quả thể tua trắng định kỳ.
  • Bố trí thí nghiệm đồng ruộng diện hẹp theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) có đối chứng, lặp lại 3–4 lần.
  • Khảo nghiệm diện rộng và xây dựng mô hình thử nghiệm tại các nông hộ trồng cà phê ở 3 tỉnh Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai; chỉ tiêu theo dõi gồm mật độ ve sầu trong đất (con/hố hoặc con/gốc) trước và sau xử lý (TXL, 30 NSXL, 60 NSXL, 90 NSXL) và tỷ lệ cây bị vàng lá.

Chương III: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương III trình bày kết quả thực nghiệm toàn diện của luận án qua 34 bảng số liệu và 23 hình ảnh:

1. Thành phần, mức độ phổ biến và khả năng gây chết của nấm ký sinh:
   • Từ các đợt điều tra thực địa tại Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng và Gia Lai giai đoạn 2013–2017, tác giả đã thu thập và phân lập được tập đoàn nấm ký sinh ve sầu hại cà phê.
   • Kết quả phân loại hình thái kết hợp giải trình tự đoạn gen rDNA-ITS và phân tích phả hệ bằng phần mềm Mega 6 đã xác định được 7 loài nấm ký sinh tự nhiên trên ve sầu thuộc 4 chi:
     1. Paecilomyces cicadae (chi Paecilomyces - nấm tua trắng)
     2. Paecilomyces lilacinus (chi Paecilomyces - nấm tím nhạt)
     3. Metarhizium anisopliae (chi Metarhizium - nấm xanh lục)
     4. Metarhizium flavoviride (chi Metarhizium - nấm xanh nhạt)
     5. Beauveria bassiana (chi Beauveria - nấm trắng vôi)
     6. Beauveria brongniartii (chi Beauveria - nấm trắng ngà)
     7. Cordyceps sp. (chi Cordyceps)
   • Trong số các loài trên, nấm tua trắng Paecilomyces cicadae là loài chiếm tỷ lệ xuất hiện tự nhiên cao nhất và phổ biến nhất trên các vườn cà phê tại Tây Nguyên (2014–2018).

Tên loài nấm ký sinh	Chi nấm	Dạng hình thái nấm trên xác ve sầu	Mức độ phổ biến tại Tây Nguyên
Paecilomyces cicadae	Paecilomyces	Tua trắng vươn trên xác/mặt đất	Rất phổ biến (chủ đạo)
Paecilomyces lilacinus	Paecilomyces	Khuẩn lạc màu tím hồng nhạt	Rải rác
Metarhizium anisopliae	Metarhizium	Lớp phấn nấm màu xanh lục sẫm	Phổ biến
Metarhizium flavoviride	Metarhizium	Lớp phấn nấm màu xanh nhạt	Ít gặp
Beauveria bassiana	Beauveria	Bột nấm màu trắng vôi bao phủ xác	Phổ biến vừa
Beauveria brongniartii	Beauveria	Bột nấm màu trắng ngà	Ít gặp
Cordyceps sp.	Cordyceps	Thể quả nấm dạng que vươn dài	Hiếm gặp

2. Tuyển chọn chủng nấm P. cicadae và đặc điểm sinh học, sinh thái:

   • Tuyển chọn được chủng nấm Paecilomyces cicadae ký hiệu Pae1 phân lập từ xác ve sầu tại Đắk Lắk có hoạt lực cao nhất.
   • Thí nghiệm lây nhiễm trong phòng và chậu vại (Viện BVTV, 2015) xác định chủng Pae1 có khả năng gây chết ấu trùng ve sầu Dundubia nagarasagna nhanh, sợi nấm mọc kín cơ thể và tạo tua trắng đặc trưng.
   • Chủng Pae1 có khả năng tiết phức hệ enzyme ngoại bào mạnh; đường kính vòng phân giải chitin đạt kích thước lớn trên môi trường thử nghiệm sau 7 ngày nuôi cấy ở 28°C.
   • Đặc điểm sinh thái: Chủng Pae1 sinh trưởng tốt nhất ở dải nhiệt độ từ 24–28°C, ngừng phát triển khi nhiệt độ vượt quá 35°C; độ pH thích hợp dao động trong khoảng 5,0–7,0; độ ẩm không khí tối thích >85%.
   • Điều tra sinh thái tự nhiên năm 2015 cho thấy tỷ lệ ve sầu bị nhiễm nấm P. cicadae ngoài đồng ruộng tăng cao vào các tháng mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10) và tỷ lệ ký sinh ở các vườn cà phê thời kỳ kinh doanh cao hơn so với vườn cà phê thời kỳ kiến thiết cơ bản (TKKTCB).

3. Kỹ thuật nhân sinh khối và sản xuất chế phẩm sinh học:

   • So sánh các loại cơ chất nhân nuôi xốp cho thấy môi trường hạt gạo tẻ cho mật độ sinh bào tử trần cao nhất, vượt trội so với ngô mảnh, cám gạo hay tấm gạo.
   • Xác định độ ẩm môi trường lên men xốp tối ưu là 50–55%; khối lượng môi trường trong túi nilon nuôi cấy thích hợp là 250–300 g/túi nhằm đảm bảo độ thoáng khí và phân bố nhiệt đồng đều.
   • Thời gian lên men xốp thu hồi bào tử đạt đỉnh sau 12–15 ngày nuôi cấy ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (25–28°C), mật độ bào tử thu được đạt trên 10^9 CFU/g chế phẩm khô.
   • Thử nghiệm chất bám dính bổ sung giúp cải thiện tỷ lệ nảy mầm của bào tử khi phân tán vào nước; chế phẩm dạng bột bảo quản ở điều kiện nhiệt độ mát duy trì được hiệu lực sinh học ổn định trong thời gian 4–6 tháng.

4. Hiệu lực phòng trừ ve sầu hại cà phê ngoài thực địa:

   • Thí nghiệm diện hẹp (xã Ea Kênh, huyện Krông Pắk, Đắk Lắk - 2016, 2017): Xử lý chế phẩm nấm P. cicadae với liều lượng thích hợp tưới quanh gốc vùng rễ cà phê cho hiệu lực phòng trừ ấu trùng ve sầu đạt 78,2% sau 60–90 ngày xử lý, cao hơn rõ rệt so với công thức đối chứng không xử lý.
   • Thí nghiệm diện rộng (năm 2018): Khảo nghiệm trên diện tích lớn tại 3 địa bàn sinh thái khác nhau đạt hiệu lực trừ ve sầu cao và đồng đều:
     • Tại xã Nâm N'Jang (huyện Đắk Song, tỉnh Đắk Nông): Hiệu lực đạt 74,6%.
     • Tại xã Hòa Bắc (huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng): Hiệu lực đạt 75,3%.
     • Tại xã Kông Htok (huyện Chư Sê, tỉnh Gia Lai): Hiệu lực đạt tương đương mức trên 74%.
   • Mô hình ứng dụng chế phẩm nấm P. cicadae:
     • Hiệu quả làm giảm mật độ ấu trùng ve sầu sống trong đất tại các mô hình ứng dụng thực tế đạt từ 67,8% đến 68,5%.
     • Tỷ lệ cây cà phê bị vàng lá tại các vườn xử lý chế phẩm giảm rõ rệt (giảm 15–20% so với trước xử lý), cây phục hồi khả năng sinh trưởng rễ tơ và phát triển tán lá xanh tốt trở lại.

Quy mô khảo nghiệm	Địa điểm thực hiện	Đối tượng khảo nghiệm	Hiệu lực phòng trừ đạt được (%)
Phòng thí nghiệm / Chậu vại	Viện Bảo vệ thực vật (Hà Nội)	Ấu trùng Dundubia nagarasagna	Gây chết cao, hình thành quả thể tua
Diện hẹp	Ea Kênh, Krông Pắk, Đắk Lắk	Ấu trùng ve sầu trong đất	78,2% (sau 60–90 ngày)
Diện rộng 1	Xã Nâm N'Jang, Đắk Song, Đắk Nông	Ấu trùng ve sầu hại cà phê	74,6%
Diện rộng 2	Xã Hòa Bắc, Di Linh, Lâm Đồng	Ấu trùng ve sầu hại cà phê	75,3%
Diện rộng 3	Xã Kông Htok, Chư Sê, Gia Lai	Ấu trùng ve sầu hại cà phê	> 74,0%
Mô hình ứng dụng	Đắk Nông và Lâm Đồng	Quần thể ve sầu / Cây vàng lá	67,8% – 68,5% (giảm vàng lá rõ rệt)

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

• Lần đầu tiên điều tra, thu thập và xác định có hệ thống thành phần 7 loài nấm ký sinh tự nhiên trên ve sầu hại cà phê tại vùng Tây Nguyên thuộc 4 chi (Paecilomyces, Metarhizium, Beauveria, Cordyceps).
• Cung cấp dẫn liệu khoa học mới và chuẩn xác về phân loại sinh học phân tử (giải trình tự gen rDNA-ITS), đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học, khả năng tiết enzyme chitinase ngoại bào và đặc tính sinh thái của loài nấm tua trắng Paecilomyces cicadae ký sinh ve sầu trong điều kiện sinh thái đặc thù của Tây Nguyên.
• Làm sáng tỏ quy luật diễn biến ký sinh tự nhiên của nấm P. cicadae theo mùa vụ khí hậu và tuổi vườn cà phê, tạo nền tảng lý luận cho việc khai thác các loài nấm thuộc chi Paecilomyces trong quản lý sinh học sâu hại rễ cây trồng.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

• Đã phân lập và tuyển chọn được chủng nấm Paecilomyces cicadae Pae1 có hoạt lực cao, phát triển sinh khối tốt và có khả năng gây chết mạnh đối với ấu trùng ve sầu hại cà phê.
• Xác định được quy trình công nghệ nhân sinh khối nấm P. cicadae bằng phương pháp lên men xốp hai pha trên cơ chất hạt gạo tẻ, kiểm soát độ ẩm (50–55%) và khối lượng cơ chất nuôi cấy thích hợp, tạo ra chế phẩm sinh học dạng bào tử trần có mật độ cao (>10^9 CFU/g), ổn định về hoạt tính trong 4–6 tháng.
• Khẳng định hiệu quả thực tế của chế phẩm nấm P. cicadae trong phòng trừ ve sầu hại cà phê trên đồng ruộng diện hẹp (đạt 78,2%), diện rộng (đạt 74,6–75,3%) và mô hình ứng dụng (giảm mật độ 67,8–68,5%), làm giảm tỷ lệ vàng lá cà phê, góp phần bảo vệ môi trường đất, hạn chế việc lạm dụng hóa chất độc hại trong sản xuất cà phê bền vững.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Đề nghị tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện và tối ưu hóa dây chuyền công nghệ sản xuất chế phẩm nấm P. cicadae ở quy mô pilot công nghiệp nhằm giảm chi phí sản xuất và hạ giá thành sản phẩm.
• Khuyến cáo đưa chế phẩm sinh học nấm P. cicadae vào quy trình kỹ thuật phòng trừ dịch hại tổng hợp (IPM) trên cây cà phê tại các tỉnh Tây Nguyên.
• Về thời điểm xử lý: Cần tiến hành tưới chế phẩm vào đầu mùa mưa (tháng 5–6 hàng năm) khi độ ẩm đất cao và ấu trùng ve sầu tuổi nhỏ tập trung nhiều ở tầng đất mặt (10–30 cm) để nâng cao khả năng lây nhiễm và lan truyền bệnh dịch trong quần thể ve sầu.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

• Nghiên cứu khảo nghiệm độc lực và hiệu lực đồng ruộng chủ yếu tập trung vào loài ve sầu phấn trắng (Dundubia nagarasagna) và một số vùng sinh thái trọng điểm, chưa bao phủ toàn diện tất cả 6 loài ve sầu gây hại đã ghi nhận tại Tây Nguyên.
• Thời gian theo dõi hiệu lực tồn lưu và tích lũy mật độ bào tử nấm P. cicadae trong các tầng đất canh tác khác nhau sau nhiều năm xử lý liên tục cần có thêm các nghiên cứu dài hạn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo

• Mở rộng nghiên cứu đánh giá hiệu lực phòng trừ của chế phẩm nấm P. cicadae đối với các loài ve sầu khác (như ve sầu Đắk Lắk Pomponia daklakensis, ve sầu nhỏ Purana pigmentata) và các đối tượng sâu hại rễ khác trên cây công nghiệp (rệp sáp gốc, mối, ấu trùng cánh cứng).
• Nghiên cứu phối hợp đa chủng giữa Paecilomyces cicadae với các loài nấm đối kháng hoặc nấm ký sinh khác (Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana) để mở rộng phổ tác dụng của chế phẩm.
• Nghiên cứu sâu hơn về động thái tồn dư, sự thích nghi và khả năng tự tái nhiễm của hệ sợi nấm trong các cấu trúc lý hóa tính đất bazan chịu các chế độ phân bón và canh tác khác nhau.

---

Giá trị tham khảo

Đối tượng hưởng lợi từ công trình

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên: Thuộc các chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Vi sinh vật học ứng dụng, Nông học, Sinh thái học côn trùng; sử dụng tài liệu làm cơ sở tham khảo về phương pháp phân lập vi nấm côn trùng, kỹ thuật giải trình tự gen rDNA-ITS và phương pháp bố trí khảo nghiệm dịch hại vùng rễ.
• Giảng viên và nhà khoa học: Tại các trường đại học nông lâm và các viện nghiên cứu chuyên ngành (Viện Bảo vệ thực vật, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên - WASI); sử dụng các dẫn liệu về chi Paecilomyces và P. cicadae phục vụ công tác giảng dạy và phát triển các đề tài đấu tranh sinh học.
• Cán bộ quản lý nông nghiệp và khuyến nông: Tại Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật các tỉnh Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai; có căn cứ khoa học để xây dựng hướng dẫn phòng trừ ve sầu sinh học, thay thế dần các loại thuốc hóa học tưới gốc độc hại.
• Doanh nghiệp sản xuất chế phẩm sinh học và nông hộ canh tác cà phê: Tiếp cận công nghệ nhân sinh khối bằng lên men xốp trên giá thể hạt ngũ cốc và quy trình sử dụng chế phẩm trên đồng ruộng để nâng cao chất lượng cà phê xuất khẩu đạt chuẩn an toàn/chứng nhận hữu cơ.

Các phần có giá trị tham khảo chuyên sâu

• Chương II: Mục phương pháp giám định nấm bằng sinh học phân tử kết hợp hình thái và kỹ thuật lên men xốp hai pha tạo bào tử trần dạng bột.
• Chương III: Hệ thống số liệu khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ thực địa tại Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng và các bảng phân tích hoạt tính enzyme chitinase ngoại bào của chủng Pae1.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã phát hiện và giám định được bao nhiêu loài nấm ký sinh tự nhiên trên ve sầu tại Tây Nguyên?

Luận án đã xác định được 7 loài nấm ký sinh tự nhiên trên ve sầu thuộc 4 chi:

• Chi Paecilomyces: loài nấm tua trắng Paecilomyces cicadae và nấm tím nhạt Paecilomyces lilacinus.
• Chi Metarhizium: loài nấm xanh lục Metarhizium anisopliae và nấm xanh nhạt Metarhizium flavoviride.
• Chi Beauveria: loài nấm trắng vôi Beauveria bassiana và nấm trắng ngà Beauveria brongniartii.
• Chi Cordyceps: loài Cordyceps sp. Trong đó, Paecilomyces cicadae là loài nấm phổ biến nhất ngoài tự nhiên.

2. Chủng nấm nào được tuyển chọn để nghiên cứu phát triển chế phẩm sinh học và có đặc tính gì nổi bật?

Luận án đã phân lập và tuyển chọn chủng nấm tua trắng Paecilomyces cicadae ký hiệu Pae1 thu thập tại Đắk Lắk. Chủng này có khả năng sinh trưởng hệ sợi mạnh trên môi trường PDA ở dải nhiệt độ 24–28°C, độ pH 5,0–7,0, tiết enzyme chitinase ngoại bào phân giải cơ chất mạnh và thể hiện hoạt lực gây chết cao, nhanh chóng hình thành các quả thể tua trắng trên ấu trùng ve sầu phấn trắng (Dundubia nagarasagna).

3. Kỹ thuật nhân sinh khối nấm P. cicadae được xác định tối ưu bằng phương pháp và cơ chất nào?

Nấm P. cicadae được nhân sinh khối tối ưu bằng phương pháp lên men xốp (bán rắn) hai pha:

• Giống cấp 1 và cấp 2 được nhân trong môi trường lỏng.
• Lên men xốp tạo bào tử trần được thực hiện trên cơ chất chính là hạt gạo tẻ (cho mật độ bào tử cao vượt trội so với ngô mảnh, cám gạo, tấm gạo).
• Thông số kỹ thuật tối ưu: Độ ẩm cơ chất 50–55%, khối lượng nuôi cấy 250–300 g môi trường/túi nilon, thời gian lên men thu hoạch từ 12–15 ngày ở 25–28°C, mật độ bào tử đạt trên 10^9 CFU/g chế phẩm khô.

4. Hiệu lực phòng trừ ve sầu hại cà phê của chế phẩm nấm P. cicadae trên đồng ruộng đạt kết quả như thế nào?

Hiệu lực phòng trừ ấu trùng ve sầu của chế phẩm sinh học P. cicadae đạt kết quả cụ thể:

• Trên diện hẹp (tại Ea Kênh, Krông Pắk, Đắk Lắk): Đạt 78,2%.
• Trên diện rộng (năm 2018): Đạt 74,6% tại xã Nâm N'Jang (Đắk Nông) và 75,3% tại xã Hòa Bắc (Lâm Đồng).
• Trong các mô hình ứng dụng sản xuất: Hiệu quả làm giảm mật độ ấu trùng ve sầu đạt 67,8% – 68,5%, đồng thời làm giảm tỷ lệ cây cà phê bị vàng lá và thúc đẩy phục hồi hệ rễ cây.

5. Ấu trùng ve sầu gây hại cây cà phê theo cơ chế nào và tại sao biện pháp hóa học lại kém hiệu quả?

Ấu trùng ve sầu sống trong đất từ 1 đến 2 năm, đào các đường hầm chằng chịt ở độ sâu 10–100 cm (chủ yếu tập trung ở 10–40 cm) quanh vùng rễ cà phê. Chúng gây hại kép bằng cách dùng vòi hút dịch nhựa cây và quá trình đào hầm làm đứt toàn bộ hệ thống rễ tơ, khiến cây bị kiệt dinh dưỡng, rụng quả và vàng lá. Biện pháp hóa học kém hiệu quả do thuốc tưới bị đất hấp phụ, khó ngấm sâu xuống các tầng đất nơi ấu trùng ẩn nấp, trong khi việc dùng liều lượng cao gây độc hại cho đất và ô nhiễm nguồn nước ngầm.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Văn Huy đã giải quyết trọn vẹn yêu cầu khoa học và thực tiễn trong công tác phòng chống ve sầu hại cà phê tại Tây Nguyên bằng tác nhân sinh học. Tác giả đã giám định thành công tập đoàn 7 loài nấm ký sinh tự nhiên, làm sáng tỏ các đặc tính sinh học, sinh thái và hoạt tính enzyme của chủng nấm tua trắng triển vọng Paecilomyces cicadae Pae1. Đồng thời, công trình đã xác lập được quy trình công nghệ lên men xốp trên cơ chất hạt gạo để sản xuất chế phẩm sinh học đạt mật độ bào tử cao và chứng minh hiệu lực phòng trừ ấu trùng ve sầu thực địa đạt từ 67,8% đến 78,2%, mở ra giải pháp quản lý dịch hại bền vững cho vùng cà phê Tây Nguyên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Côn trùng thường bị nhiễm nhiều loài vi sinh vật như vi rút, vi khuẩn, nấm, tuyến trùng và nguyên sinh động vật. Trong đó, nấm ký sinh côn trùng có cơ chế xâm nhiễm chủ động vào cơ thể sâu hại và có khả năng phát tán nhanh bằng nhiều con đường như tiếp xúc, nhờ gió, ký chủ,v. Mặt khác, chúng có thể tồn tại lâu dài trong đất, trên cơ thể sâu hại nên chúng đóng vai trò quan trọng trong việc khống chế côn trùng có hại.

Đây là những tác nhân sinh học hữu dụng trong hệ thống quản lý sâu hại tổng hợp IPM (Gillespie, 1986; Rombach et al. Theo nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam cho thấy, hiện nay có khoảng hơn 700 loài nấm ký sinh côn trùng, đa số chúng thuộc lớp Hyphomycetes và thuộc ngành phụ nấm bất toàn Deuteromycotina (Wang X. Trong đó, một số loài nấm thuộc các chi Metarhizium, Beauveria và Paecilomyces đang được ứng dụng rộng rãi để phòng chống nhiều loại sâu hại cây trồng. Cho đến nay, đã có nhiều chế phẩm sinh học được sản xuất từ các nguồn nấm ký sinh côn trùng.

Các chế phẩm này có có hiệu quả cao trong việc phòng chống sâu hại cây trồng, đồng thời bảo vệ môi trường và sức khỏe con người (Noris et al. Các loài ve sầu hại cà phê có giai đoạn ấu trùng sống trong đất với thời gian dài, từ 1 đến 2 năm, có loài lên tới 17 năm nên thường bị nhiều loài nấm ký sinh gây chết (Richard et al., 1976; Chen et al., 1991; Duke et al., 2002; Phạm Thị Vượng và CS. Mặt khác do hệ sinh thái vườn cà phê có thời gian hình thành phát triển tương đối dài, thành phần chủng loài sinh vật có tính ổn định tương đối cao. Đặc biệt trong khu vực tán và gốc cà phê với ẩm độ không quá cao cũng không quá thấp khoảng 65 – 80%, được che bóng quanh năm nên hạn chế ánh sáng trực xạ.

Dịch ve sầu hại cà phê thường phát sinh và gây hại cục bộ với mật độ cao, đây là những điều kiện rất thuận lợi cho nấm ký sinh gây bệnh, lây nhiễm trong quần thể ve sầu. Trên thực tế, nhiều loài ve sầu có tỷ lệ bị nấm ký sinh tự nhiên khá cao, như loài ve sầu Magicicada tredecassini tại bang Arkansas của Mỹ có thời điểm bị nấm ký sinh lên đến 10,6% (Duke et al. 5 Đối với chi nấm Paecilomyces trong đó có loài Paecilomyces cicadae ký sinh ve sầu cũng đã có một số tác giả trên thế giới quan tâm nghiên cứu và đã đưa ra một số dẫn liệu về phân loại học và một số chỉ dẫn để nhân nuôi chúng (Chen et al., 1991; Samson et al., 2004; Liang et al., 2005; Peter et al. Hầu hết các công trình nghiên cứu nêu trên đều nhận định, các loài nấm ký sinh côn trùng thuộc chi Paecilomyces có khả năng nhân sinh khối tạo bào tử trần và có nhiều tiềm năng phát triển thành chế phẩm sinh học.

Hiện nay, việc nghiên cứu khai thác các loài nấm ký sinh côn trùng để phát triển các chế phẩm sinh học phòng trừ sâu hại trong đất đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Đặc biệt trong bối cảnh việc sử thuốc hóa học để phòng trừ ve sầu một cách tràn lan, vừa không mang lại hiệu quả cao vừa độc hại với môi trường và sức khỏe con người. Trong thời gian gần đây, đã có một số công trình công bố kết quả nghiên cứu phân lập các loài nấm ký sinh trên sâu hại cà phê (rệp sáp, ve sầu): Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana, Paecilomyces spp. (Phạm Văn Nhạ và CS., 2012, 2013; Nguyễn Như Chương và CS.