Luận án tiến sĩ nghiên cứu bệnh do nấm phytophthora spp gây hại trên cây ăn quả có múi và biện pháp phòng chống theo hướng sinh học tại cao bằng

Luận án tiến sĩ nghiên cứu bệnh do nấm Phytophthora spp gây hại trên cây ăn quả có múi và biện pháp phòng chống sinh học tại Cao Bằng.

• Tác giả: Nguyễn Nam Dương
• Người hướng dẫn: TS. Hà Minh Thanh
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
• Đề tài: Nghiên Cứu Bệnh Do Nấm Phytophthora Gây Hại Trên Cây Ăn Quả Có Múi Tại Cao Bằng
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 0.1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 0.1.2. Tổng quan về cây ăn quả có múi
• 0.1.3. Nguồn gốc, xuất xứ, tình hình sản xuất và sử dụng
• 0.1.4. Đặc điểm thực vật học của cây ăn quả có múi
• 0.1.5. Sâu bệnh hại trên cây ăn quả có múi tại Việt Nam
• 0.1.6. Những nghiên cứu về nấm Phytophthora hại cây trồng
• 0.1.7. Thông tin chung về nấm Phytophthora
• 0.1.8. Sản xuất cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 0.1.9. Điều kiện tự nhiên của Cao Bằng
• 0.1.10. Những nghiên cứu trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 0.1.11. Nhận xét chung và vấn đề quan tâm
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Điều tra hiện trạng bệnh do nấm Phytophthora spp. gây hại trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 2.4. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, quy luật phát sinh gây hại của nấm Phytophthora spp. gây hại trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 2.5. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật đối kháng nấm Phytophthora spp. gây bệnh thối rễ, chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 2.6. Đánh giá khả năng sử dụng vi sinh vật đối kháng phòng trừ bệnh Phytophthora trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng trong hệ thống quản lý tổng hợp cây trồng
• 2.7. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.7.1. Địa điểm nghiên cứu
• 2.7.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.8. Vật liệu nghiên cứu
• 2.9. Phương pháp nghiên cứu
• 2.9.1. Phương pháp điều tra, thu thập mẫu
• 2.9.2. Phương pháp xác định tác nhân gây bệnh
• 2.9.3. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của nấm Phytophthora
• 2.9.4. Nghiên cứu quy luật phát sinh gây bệnh thối rễ chảy gôm do nấm Phytophthora trên cây ăn quả có múi
• 2.9.5. Phân lập, tuyển chọn, định danh vi sinh vật đối kháng nấm Phytophthora
• 2.9.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Hiện trạng sản xuất cây ăn quả có múi và bệnh thối rễ, chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 3.1.1. Hiện trạng sản xuất cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 3.1.2. Thành phần bệnh hại trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 3.1.3. Triệu chứng bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi ở Cao Bằng
• 3.1.4. Xác định nguyên nhân gây bệnh thối rễ chảy gôm
• 3.2. Nghiên cứu các đặc điểm sinh học, nuôi cấy của nấm Phytophthora
• 3.2.1. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm Phytophthora
• 3.2.2. Quy luật phát sinh, gây hại của nấm Phytophthora spp. trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• 3.3. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật đối kháng nấm Phytophthora
• 3.3.1. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật đối kháng nấm Phytophthora từ đất trồng cây ăn quả có múi ở Cao Bằng
• 3.3.2. Xác định các vi sinh vật đối kháng và mức độ an toàn sinh học
• 3.3.3. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, nuôi cấy của các vi sinh vật đối kháng có triển vọng
• 3.3.4. Khả năng ức chế nấm Phytophthora trong đất của các vi sinh vật đối kháng có triển vọng
• 3.4. Đánh giá khả năng sử dụng vi sinh vật đối kháng phòng trừ bệnh Phytophthora trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng trong hệ thống quản lý tổng hợp cây trồng
• 3.5. Khả năng trừ nấm Phytophthora của chế phẩm CB-1 ở các liều lượng khác nhau
• 3.6. Khả năng trừ nấm bệnh thối rễ chảy gôm Phytophthora của chế phẩm CB-1 trên cây ăn quả có múi
• 3.7. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm CB-1
• 3.8. Đề xuất một số biện pháp quản lý tổng hợp bệnh thối rễ chảy gôm theo hướng sinh học trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Nghiên Cứu Bệnh Do Nấm Phytophthora Trên Cây Có Múi Tổng Quan

Cây ăn quả có múi như cam, quýt, bưởi, chanh đóng vai trò quan trọng trong kinh tế nông nghiệp Cao Bằng. Chúng không chỉ mang lại giá trị dinh dưỡng cao mà còn là nguồn thu nhập đáng kể cho người dân. Tuy nhiên, những năm gần đây, diện tích và chất lượng cây có múi tại Cao Bằng giảm sút do nhiều nguyên nhân, trong đó có sự bùng phát của các loại bệnh hại. Đáng chú ý là bệnh thối rễ chảy gôm do nấm Phytophthora gây ra. Cần có các biện pháp phòng trừ hiệu quả để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành trồng cây ăn quả có múi. Theo tài liệu gốc, việc mở rộng diện tích và thâm canh tăng năng suất tạo điều kiện cho nhiều loại sâu bệnh phát sinh, gây hại. Cần nghiên cứu chuyên sâu về bệnh này để có giải pháp quản lý an toàn.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Cây Ăn Quả Có Múi Tại Cao Bằng

Cây ăn quả có múi là một trong những cây trồng chủ lực của kinh tế nông nghiệp Cao Bằng, đặc biệt là các giống quýt Trà Lĩnh và cam Trưng Vương. Chúng mang lại thu nhập ổn định cho người dân. Việc phát triển cây ăn quả có múi là một hướng đi đúng đắn trong cơ cấu cây trồng, thay thế các loại cây kém hiệu quả. Tuy nhiên, để phát triển bền vững, cần giải quyết triệt để các vấn đề về bệnh hại.

1.2. Thực Trạng Bệnh Thối Rễ Chảy Gôm Trên Cây Có Múi

Bệnh thối rễ, chảy gôm đang gây hại nghiêm trọng trên nhiều vườn cam, quýt tại Hòa An, Trà Lĩnh, Cao Bằng. Cây bị bệnh trở nên còi cọc, lá vàng, thân và gốc xuất hiện vết chảy gôm, rễ bị thối đen. Bệnh nặng có thể khiến cây chết, gây thiệt hại lớn cho người trồng. Theo ghi nhận, nhiều nông dân gọi những vườn cây bị bệnh là "cam buồn", thể hiện sự thất vọng và lo lắng.

II. Thách Thức Xác Định Tác Nhân Gây Bệnh Điều Kiện Phát Triển

Việc phòng trừ bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi gặp nhiều khó khăn. Người dân thường chỉ phát hiện bệnh khi cây đã bị nặng, lúc này các biện pháp phòng trừ thường kém hiệu quả. Hơn nữa, việc trồng tái canh trên đất đã nhiễm nấm Phytophthora khiến cây con dễ bị bệnh ngay từ đầu. Các nghiên cứu chuyên sâu về bệnh hại này còn hạn chế, đặc biệt là việc xác định chính xác các loài nấm bệnh gây hại tại Cao Bằng. Việc tìm hiểu về điều kiện phát sinh phát triển bệnh là rất quan trọng để có các giải pháp phòng trừ hiệu quả.

2.1. Khó Khăn Trong Phòng Trừ Bệnh Thối Rễ Chảy Gôm

Người dân thường chỉ phòng trừ bệnh hại khi cây đã có biểu hiện rõ rệt, lúc này bệnh đã phát triển nặng. Việc sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật không đúng cách hoặc lạm dụng thuốc cũng góp phần làm tăng tính kháng thuốc của nấm bệnh. Cần có các biện pháp phòng trừ chủ động, dựa trên hiểu biết về quy luật phát sinh gây hại của bệnh.

2.2. Thiếu Nghiên Cứu Chuyên Sâu Về Bệnh Trên Cây Có Múi

Các nghiên cứu về bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng còn rất hạn chế. Việc xác định chính xác các loài Phytophthora gây bệnh, đặc điểm sinh học và quy luật phát sinh gây hại của chúng là rất cần thiết. Điều này sẽ tạo cơ sở khoa học cho việc xây dựng các biện pháp phòng trừ hiệu quả và bền vững.

2.3. Ảnh Hưởng Của Kỹ Thuật Canh Tác Đến Sự Phát Triển Của Nấm Bệnh

Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm bệnh là kỹ thuật canh tác. Việc trồng độc canh, bón phân không cân đối, hoặc tưới nước quá nhiều có thể tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển. Ngược lại, việc áp dụng các biện pháp canh tác bền vững, tăng cường sức đề kháng cho cây có thể giúp hạn chế bệnh.

III. Giải Pháp Biện Pháp Phòng Trừ Sinh Học Nấm Phytophthora Hiệu Quả

Nghiên cứu tập trung vào biện pháp phòng trừ sinh học nhằm giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Các giải pháp bao gồm phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật đối kháng có khả năng ức chế nấm Phytophthora. Đánh giá hiệu quả của các chủng vi sinh vật này trong điều kiện thực tế, từ đó xây dựng quy trình phòng trừ bệnh hại hiệu quả và bền vững. Chế phẩm sinh học CB-1 (hỗn hợp Bacillus amyloliquefaciens, B. methylotrophicus và Streptomyces misionensis) cho thấy nhiều triển vọng trong việc phòng trừ bệnh. Theo tài liệu, chế phẩm CB-1 đạt hiệu lực phòng trừ nấm Phytophthora từ 75,85 - 83,18% trong nhà lưới.

3.1. Phân Lập Tuyển Chọn Vi Sinh Vật Đối Kháng Phytophthora

Công đoạn quan trọng là phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật đối kháng có khả năng ức chế nấm Phytophthora. Các chủng vi sinh vật này được thu thập từ đất trồng cây ăn quả có múi tại Cao Bằng. Sau đó, chúng được đánh giá khả năng ức chế nấm bệnh trong phòng thí nghiệm. Các chủng có tiềm năng sẽ được tiếp tục thử nghiệm trong điều kiện thực tế.

3.2. Đánh Giá Hiệu Quả Của Chế Phẩm Sinh Học CB 1

Chế phẩm sinh học CB-1, hỗn hợp các chủng Bacillus amyloliquefaciens, B. methylotrophicus và Streptomyces misionensis, được đánh giá là có tiềm năng lớn trong việc phòng trừ bệnh thối rễ chảy gôm. Nghiên cứu tiến hành đánh giá hiệu quả của chế phẩm này trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng ruộng. Kết quả cho thấy chế phẩm có khả năng ức chế nấm Phytophthora và giảm thiểu thiệt hại do bệnh gây ra.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Xác Định Loài Nấm và Vi Sinh Vật Đối Kháng

Nghiên cứu đã xác định được 3 loài nấm Phytophthora gây bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng: Phytophthora palmivora, P. citrophthora. Ba loài vi sinh vật Bacillus amyloliquefaciens, B. methylotrophicus và Streptomyces misionensis đã được phân lập và chứng minh có khả năng đối kháng nấm bệnh. Chế phẩm CB-1 (hỗn hợp ba loài vi sinh vật này) cho thấy hiệu quả phòng trừ bệnh đáng kể. Theo nghiên cứu, hiệu lực ức chế của các chủng vi sinh vật đối kháng đạt 82,2 - 85,7% trong môi trường nuôi cấy. Việc bổ sung Phytophthora palmivora vào danh sách nấm hại cây ăn quả có múi ở miền núi phía Bắc là một phát hiện quan trọng.

4.1. Ba Loài Nấm Phytophthora Gây Bệnh Thối Rễ Chảy Gôm

Nghiên cứu đã xác định Phytophthora palmivora và P. citrophthora là tác nhân gây bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi. Đây là những thông tin quan trọng để xây dựng các biện pháp phòng trừ bệnh hiệu quả, đặc biệt là các biện pháp nhắm vào đặc điểm sinh học của từng loài nấm bệnh.

4.2. Các Chủng Vi Sinh Vật Đối Kháng Tiềm Năng

Các chủng vi sinh vật Bacillus amyloliquefaciens, B. methylotrophicus và Streptomyces misionensis cho thấy khả năng ức chế nấm Phytophthora rất tốt. Đây là những ứng cử viên tiềm năng để phát triển các chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh hại trên cây ăn quả có múi, góp phần giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Quy Trình Sử Dụng Chế Phẩm CB 1 Tại Cao Bằng

Nghiên cứu đề xuất quy trình sử dụng chế phẩm CB-1 để phòng trừ bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng. Quy trình bao gồm các bước như xử lý đất trước khi trồng, phun chế phẩm lên cây định kỳ và kết hợp với các biện pháp canh tác khác. Việc áp dụng quy trình này giúp giảm thiểu thiệt hại do bệnh gây ra, đồng thời bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Nghiên cứu chỉ ra rằng hiệu lực phòng trừ của chế phẩm CB-1 đạt 73,1% trên đồng ruộng, cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi.

5.1. Các Bước Trong Quy Trình Sử Dụng Chế Phẩm CB 1

Quy trình sử dụng chế phẩm CB-1 bao gồm nhiều bước, bắt đầu từ việc xử lý đất trước khi trồng để giảm mật độ nấm Phytophthora trong đất. Tiếp theo là phun chế phẩm lên cây định kỳ, đặc biệt là vào các giai đoạn cây dễ bị bệnh. Cần tuân thủ đúng liều lượng và thời gian phun để đạt hiệu quả tốt nhất.

5.2. Kết Hợp Chế Phẩm CB 1 Với Biện Pháp Canh Tác Khác

Để đạt hiệu quả phòng trừ bệnh tốt nhất, cần kết hợp việc sử dụng chế phẩm CB-1 với các biện pháp canh tác khác như cắt tỉa cành lá, vệ sinh vườn, bón phân cân đối, và tưới nước hợp lý. Sự kết hợp này giúp tăng cường sức đề kháng cho cây và hạn chế sự phát triển của nấm bệnh.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Quản Lý Bệnh Bền Vững Tại Cao Bằng

Nghiên cứu đã cung cấp những thông tin quan trọng về bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng. Việc xác định các loài nấm Phytophthora gây bệnh và các chủng vi sinh vật đối kháng tiềm năng là cơ sở quan trọng để xây dựng các biện pháp phòng trừ bệnh hiệu quả và bền vững. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các biện pháp quản lý bệnh tổng hợp, kết hợp biện pháp sinh học với các biện pháp canh tác khác để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành trồng cây ăn quả có múi tại Cao Bằng. Cần có các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế đối kháng của vi sinh vật để nâng cao hiệu quả.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Quản Lý Bệnh Tổng Hợp

Quản lý bệnh tổng hợp là một cách tiếp cận toàn diện, kết hợp nhiều biện pháp khác nhau để phòng trừ bệnh hại. Các biện pháp này bao gồm biện pháp sinh học, canh tác, hóa học (sử dụng hợp lý), và vật lý. Quản lý bệnh tổng hợp giúp giảm thiểu rủi ro phát sinh bệnh, đồng thời bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Biện Pháp Sinh Học

Cần tiếp tục nghiên cứu về cơ chế đối kháng của các chủng vi sinh vật đối kháng để nâng cao hiệu quả của biện pháp sinh học. Nghiên cứu về tác động của các yếu tố môi trường đến hoạt động của vi sinh vật cũng rất quan trọng. Đồng thời, cần phát triển các công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học với giá thành hợp lý để người dân dễ dàng tiếp cận.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Cây ăn quả có múi (cam, quýt, chanh, bưởi thuộc họ Rutaceae) giữ vai trò kinh tế quan trọng trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn năm 2020, tổng diện tích cây ăn quả có múi trên toàn quốc đạt khoảng 235.000 ha, trong đó các tỉnh phía Bắc chiếm 106.125 ha, Bắc Trung Bộ chiếm 29.630 ha, Duyên hải Nam Trung Bộ và Tây Nguyên chiếm 7.761 ha, và các tỉnh phía Nam chiếm 91.702 ha. Riêng cơ cấu chủng loại, diện tích cam chiếm trên 130.000 ha và bưởi đạt trên 85.000 ha. Tại tỉnh Cao Bằng, các giống cây bản địa như quýt Trà Lĩnh, cam Trưng Vương mang lại nguồn thu nhập chính cho nông dân và nằm trong định hướng chuyển dịch cơ cấu cây trồng thay thế các loại cây kém hiệu quả.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, năng suất và chất lượng các vườn cam quýt tại Cao Bằng suy giảm nghiêm trọng. Việc mở rộng diện tích và thâm canh cao đã tạo điều kiện cho nhiều loại dịch hại bùng phát. Cùng với bệnh vàng lá greening (HLB), bệnh thối rễ, chảy gôm và thối quả do nấm Phytophthora spp. gây ra xuất hiện phổ biến tại các vùng trồng tập trung như huyện Hòa An, Trà Lĩnh và Phục Hòa. Cây bị bệnh có biểu hiện còi cọc, tán lá chuyển vàng, vỏ thân sát gốc nứt nẻ và ứa mủ nâu đen, phần gỗ biến màu thẫm, rễ tơ thối đen và tuột vỏ. Khi bệnh chuyển nặng, cây rụng lá, ngừng ra quả và chết khô, tạo nên hiện tượng mà người dân địa phương gọi là các vườn "cam buồn".

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định xuất phát từ thực tiễn sản xuất: người nông dân chủ yếu phòng trừ khi cây đã phát bệnh nặng ở phần thân lá khiến việc can thiệp bằng hóa chất hầu như không đạt hiệu quả; đồng thời, tập quán tái canh trên nền đất đã tích lũy mật độ nấm bệnh cao khiến cây con nhanh chóng tái nhiễm. Trước thời điểm nghiên cứu, bệnh thối rễ chảy gôm tại Cao Bằng mới chỉ dừng ở mức nhận định sơ bộ do chi nấm Phytophthora gây ra; chưa có công trình nào điều tra thành phần loài mầm bệnh, đặc tính sinh học, sinh thái phát sinh cũng như thử nghiệm giải pháp sinh học bằng các chủng vi sinh vật đối kháng bản địa.

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của nghiên cứu sinh Nguyễn Nam Dương, chuyên ngành Bảo vệ thực vật (mã số: 9.12), thực hiện tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam dưới sự hướng dẫn của TS. Hà Minh Thanh và TS. Đặng Vũ Thị Thanh, tập trung giải quyết toàn diện các vấn đề trên.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án:

• Xác định được các loài Phytophthora là tác nhân gây bệnh trên cây ăn quả có múi ở Cao Bằng.
• Xác định đặc điểm sinh học của các loài nấm và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh và gây hại của bệnh thối rễ, chảy gôm cây ăn quả có múi tại Cao Bằng.
• Xác định các biện pháp phòng trừ bệnh hiệu quả tại Cao Bằng.

Yêu cầu cụ thể của đề tài (được đánh số theo văn bản):

1. Đánh giá được thực trạng bệnh thối rễ, chảy gôm trên cây ăn quả có múi, xác định được các loài Phytophthora là tác nhân gây bệnh và đặc điểm phát sinh gây hại của nấm gây ra cho cây ăn quả có múi ở Cao Bằng.
2. Phân lập, tuyển chọn được các chủng vi sinh vật đối kháng nấm Phytophthora có hoạt tính cao.
3. Thử nghiệm khả năng sử dụng vi sinh vật đối kháng để phòng trừ nấm Phytophthora gây bệnh trên cây ăn quả có múi.
4. Đề xuất được các biện pháp phòng chống hiệu quả bệnh do nấm Phytophthora spp. gây hại trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng.

Đối tượng nghiên cứu:

• Nấm Phytophthora spp. gây bệnh thối rễ, chảy gôm trên cây ăn quả có múi.
• Các giống cây ăn quả có múi bản địa tại Cao Bằng: cam Trưng Vương, quýt Trà Lĩnh, quýt Trọng Con, bưởi Phục Hòa.
• Các chủng vi sinh vật đối kháng bản địa (vi khuẩn Bacillus spp., xạ khuẩn Streptomyces spp.) và chế phẩm sinh học phối hợp mang ký hiệu CB-1.

Phạm vi nghiên cứu:

• Phạm vi không gian: Khảo sát hiện trạng, thu thập mẫu bệnh, phân lập vi sinh vật và bố trí thí nghiệm đồng ruộng tại các vùng trồng cây ăn quả có múi thuộc tỉnh Cao Bằng (huyện Hòa An, Trà Lĩnh, Phục Hòa); các thí nghiệm nuôi cấy, phân tích sinh học phân tử và thử nghiệm nhà lưới được tiến hành tại Viện Bảo vệ thực vật và Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.
• Phạm vi thời gian: Các đợt điều tra thực địa, thu thập mẫu và triển khai thực nghiệm được tiến hành liên tục từ năm 2014 đến năm 2020.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về chi nấm Phytophthora và quản lý dịch hại trên cây ăn quả có múi.

Về phân loại học và đặc điểm sinh học, tác giả điểm lại dấu mốc nấm Phytophthora được mô tả lần đầu bởi Heinrich Anton de Bary năm 1875. Tên gọi bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp ("Phyto" là cây trồng, "Phthora" là phá hủy). Chi nấm này từng được xếp vào họ Pythiaceae, bộ Peronosporales, lớp Oomycetes (Erwin & Ribeiro, 1996). Đến năm 2019, Trung tâm Nông nghiệp và Sinh học Quốc tế (CABI) phân loại lại Phytophthora thuộc sinh vật nhân thật (Eukaryota), giới Chromista, ngành Oomycota, lớp Oomycetes, bộ Peronosporales, họ Peronosporaceae. Nấm này có thành tế bào cấu tạo chủ yếu từ cellulose thay vì chitin như nấm thật (Lucas và cs., 1991), nhân tế bào ở trạng thái lưỡng bội trong pha sinh dưỡng.

Trên thế giới, hơn 60 loài Phytophthora đã được mô tả gây bệnh thực vật (David & André Drenth, 2004). Trên cây ăn quả có múi, 10 loài đã được ghi nhận, trong đó P. citrophthora, P. nicotianae (trước đây là P. parasitica) và P. palmivora là các loài phổ biến và gây hại nghiêm trọng nhất (Graham & Menge, 2000). Các công trình của Naqvi (1990, 1996, 2000, 2002a, 2002b) tại Ấn Độ, Graham & Menge (1999, 2000), Graham & Timmer (1992, 2006, 2011), Graham & Dewdney (2014) tại Florida (Mỹ), và Alvarez và cs. (2008a, 2008b, 2009) tại Tây Ban Nha đã mô tả chi tiết triệu chứng thối mắt ghép, chết rạp cây con, chảy gôm nứt thân, thối xơ rễ và thối nâu quả. Các tác giả này cũng chỉ rõ du động bào tử (zoospores) phát tán qua nước tưới, mưa bắn và chuyển động của rễ trong đất.

Về phương pháp định danh, bên cạnh hình thái học theo khóa phân loại của Stamps và cs. (1990), các nghiên cứu của Kong và cs. (2003, 2004), Duncan & Cooke (2002), Cooke và cs. (2000), Kroon và cs. (2012) đã chuẩn hóa việc giải trình tự vùng đệm phiên mã nội (ITS rDNA) bằng các cặp mồi ITS6/ITS7 hoặc ITS1/ITS4 để định danh chính xác tới loài và phân tích phát sinh chủng loại.

Về quản lý bệnh tổng hợp, các tài liệu quốc tế tập trung vào 4 nhóm biện pháp: kỹ thuật canh tác (làm luống cao, thoát nước, tỉa cành theo Timmer và cs., 2003); sử dụng gốc ghép chống chịu như cam ba lá Poncirus trifoliata, Citrus aurantium (Dalan và cs., 2016); thuốc trừ nấm lưu dẫn hóa học nhóm metalaxyl, mefenoxam, fosetyl-Al (David & André Drenth, 2004); và phòng trừ sinh học sử dụng Bacillus spp., Trichoderma spp., Streptomyces spp. (Gilles và cs., 2015; Chen và cs., 2016).

Tại Việt Nam, các đợt điều tra cơ bản của Viện Bảo vệ thực vật (1967-1968, 1977-1978, 1997-1998, 2006-2010) ghi nhận trên cây ăn quả có múi có 96 loài côn trùng gây hại và 19 loại bệnh do nấm. Đặng Vũ Thị Thanh, Ngô Vĩnh Viễn và Drenth (2004) công bố 9 loài Phytophthora gây hại nông nghiệp tại Việt Nam. Nhiều tác giả đã nghiên cứu sâu bệnh do Phytophthora trên các cây trồng khác như cao su, hồ tiêu, sầu riêng, bơ: Mai Văn Trị và cs. (2003, 2016), Nguyễn Vĩnh Trường (2008), Phạm Ngọc Dung, Ngô Vĩnh Viễn và Nguyễn Văn Tuất (2007, 2008, 2012). Đối với cây có múi, P. citrophthora được phát hiện tại Việt Nam từ thập niên 50 của thế kỷ 20, sau đó là P. nicotianae (Hà Minh Trung và cs., 1995; Nguyễn Thị Kim Sơn và cs., 2003). Gần đây, Phạm Thị Dung và cs. (2015) xác định P. citrophthora gây chảy gôm trên bưởi Thanh Trà tại Thừa Thiên Huế; Phạm Hồng Hiển và cs. (2018, 2019) nghiên cứu nấm Phytophthora trên cam và sàng lọc xạ khuẩn đối kháng tại một số tỉnh phía Bắc.

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án lựa chọn giải quyết: Các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam về bệnh Phytophthora trên cây ăn quả có múi còn phân tán, chủ yếu khảo sát tỷ lệ bệnh cục bộ, chưa có hệ thống chiến lược quản lý bệnh từ vườn ươm đến vườn kinh doanh. Đặc biệt tại tỉnh Cao Bằng, vùng miền núi có điều kiện khí hậu và tập quán canh tác đặc thù, chưa từng có nghiên cứu nào giám định tác nhân gây bệnh bằng công nghệ phân tử kết hợp hình thái học, chưa làm rõ quy luật phát sinh gây hại trên các giống đặc sản (quýt Trà Lĩnh, cam Trưng Vương), và hoàn toàn thiếu vắng các giải pháp chế phẩm vi sinh đối kháng bản địa được thử nghiệm bài bản trên đồng ruộng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án được thiết kế dựa trên các nguyên lý của bệnh học thực vật (Plant Pathology), sinh thái học vi sinh vật và kiểm soát sinh học (Biological Control). Khung phân tích dịch tễ học dựa trên tam giác bệnh cây: sự tương tác giữa vật chủ (các giống cây có múi ở các độ tuổi khác nhau), mầm bệnh (Phytophthora spp.) và điều kiện môi trường (nhiệt độ, ẩm độ, lượng mưa, độ dốc địa hình). Cơ sở lý thuyết của biện pháp sinh học là khả năng cạnh tranh dinh dưỡng, sinh tổng hợp enzyme ngoại bào (chitinase, protease, glucanase) làm suy thoái vách tế bào nấm bệnh, và tiết các chất kháng sinh ức chế sự nảy mầm của bọc bào tử và sợi nấm.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa điều tra thực địa, thực nghiệm in vitro trong phòng thí nghiệm, thử nghiệm in vivo trong nhà lưới và khảo nghiệm diện hẹp trên đồng ruộng.

Các phương pháp cụ thể bao gồm:

• Phương pháp điều tra hiện trạng và thành phần bệnh hại: Sử dụng phương pháp điều tra sâu bệnh chuẩn của Viện Bảo vệ thực vật; điều tra phân bố, tuổi cây, cơ cấu giống, chế độ chăm sóc tại các vùng sản xuất cây ăn quả có múi tỉnh Cao Bằng trong giai đoạn 2014 - 2019.
• Phương pháp phân lập nấm: Thu thập mẫu đất vùng rễ và rễ bị bệnh; sử dụng phương pháp bẫy sinh học bằng cánh hoa hồng (rose petal baiting). Mẫu rễ và mẫu bẫy được cấy trên môi trường chọn lọc PSM (chứa kháng sinh) và môi trường thạch nước rau V8 (V8 juice agar), sau đó làm sạch khuẩn lạc trên môi trường PDA.
• Phương pháp định danh hình thái: Nuôi cấy mẫu nấm trên đĩa petri thạch V8 và PDA ở 28°C; quan sát đặc điểm tản nấm (dạng bông, hình sao), cấu trúc sợi nấm không vách ngăn, kích thước và hình thái bọc bào tử (sporangia: chiều dài, chiều rộng, tỷ lệ dài/rộng, hình dạng elip hay quả lê ngược, có núm hay không núm, cuống rụng), sự hình thành hậu bào tử (chlamydospores) và bào tử trứng (oospores) theo khóa phân loại của Stamps và cs. (1990) và Erwin & Ribeiro (1996).
• Phương pháp định danh bằng sinh học phân tử: Tách chiết DNA tổng số của các mẫu nấm phân lập; thực hiện phản ứng chuỗi trùng hợp (PCR) khuếch đại toàn bộ vùng gen ITS rDNA bằng cặp mồi chuyên biệt ITS6 (5'-GAA GTC GTA ACA AGG-3') và ITS7 (5'-AGC GTT CTT CAT CGA TGT GC-3'). Sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose, tinh sạch và giải trình tự nucleotide. Chuỗi trình tự được so sánh với cơ sở dữ liệu quốc tế GenBank thông qua công cụ BLAST và thiết lập cây phát sinh chủng loại bằng phần mềm MEGA/ClustalW.
• Kiểm tra tính gây bệnh (chứng minh giả thuyết Koch): Lây bệnh nhân tạo bằng phương pháp áp thạch mang sợi nấm lên quả cam Trưng Vương và vỏ thân cây con cam Trưng Vương khỏe mạnh trong điều kiện kiểm soát; theo dõi sự phát triển của vết bệnh hoại tử và phân lập ngược lại tác nhân.
• Nghiên cứu đặc tính sinh học, sinh thái của nấm: Đánh giá sinh trưởng đường kính tản nấm và khả năng hình thành bọc bào tử của từng loài trên các môi trường dinh dưỡng khác nhau, ở các dải nhiệt độ nuôi cấy khác nhau và các mức pH môi trường khác nhau.
• Phương pháp phân lập, tuyển chọn và định danh vi sinh vật đối kháng: Thu thập mẫu đất từ vùng rễ cây khỏe trong vườn bị bệnh tại Cao Bằng; phân lập vi khuẩn trên môi trường NA và xạ khuẩn trên môi trường Gause 1. Đánh giá hoạt tính đối kháng với nấm Phytophthora bằng phương pháp nuôi cấy đối đầu (dual culture) trên đĩa thạch; đo bán kính vòng ức chế, tính hiệu quả ức chế (HQUC %). Định danh các chủng vi sinh vật đối kháng triển vọng bằng giải trình tự vùng gen 16S rRNA.
• Nghiên cứu đặc tính vi sinh vật đối kháng: Khảo sát khả năng đồng hóa các nguồn carbon (glucose, fructose, sucrose, maltose...), khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào (chitinase, protease), ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến sinh trưởng, và kiểm tra mức độ an toàn sinh học (tính gây độc thực vật, an toàn đối với động vật).
• Phương pháp thử nghiệm hiệu lực phòng trừ của chế phẩm vi sinh CB-1:
  • Thử nghiệm trong nhà lưới: Đánh giá khả năng ức chế mật độ nấm Phytophthora trong đất và hiệu lực bảo vệ cây con cam Trưng Vương ở các liều lượng chế phẩm CB-1 khác nhau.
  • Thử nghiệm ngoài đồng ruộng: Đánh giá hiệu lực của chế phẩm CB-1 trên vườn cam Trưng Vương và quýt Trà Lĩnh bị bệnh; so sánh với thuốc sinh học đối chứng (Bio-VASS.1) và thuốc hóa học đối chứng (mefenoxam, fosetyl-Al). Đánh giá ảnh hưởng của số lần xử lý, phương pháp xử lý (tưới gốc, quét vết bệnh), kết hợp phân bón và biện pháp cắt tỉa tạo tán.
• Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý bằng phương pháp thống kê sinh học, phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh giá trị trung bình theo trắc nghiệm Duncan/LSD ở mức xác suất tin cậy 95% (p < 0,05) trên phần mềm chuyên ngành.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I. Tổng quan tài liệu

Chương I trình bày hệ thống cơ sở lý luận và tổng quan thực trạng liên quan đến đề tài. Tác giả phân tích tình hình sản xuất cây ăn quả có múi trên thế giới và tại Việt Nam. Trên phạm vi toàn cầu, diện tích và sản lượng tập trung tại các quốc gia như Brazil, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Mexico, Ấn Độ, Tây Ban Nha.

Quốc gia	Diện tích năm 2014 (ha)	Sản lượng năm 2017 (tấn)
Brazil	942.267	20.682.309
Trung Quốc	1.476.679	19.617.100
Hoa Kỳ	430.080	10.017.000
Mexico	523.503	6.851.000
Ấn Độ	264.500	6.286.000
Tây Ban Nha	296.950	5.703.600
Toàn thế giới	7.295.135	124.246.000 (năm 2016)

Tại Việt Nam, diện tích cây có múi tăng nhanh, đạt 235.000 ha vào năm 2020. Luận án đi sâu vào đặc điểm thực vật học của bộ rễ nấm (Micorhiza), đặc điểm tán lá, cành và đặc tính ra hoa của cây có múi. Chương này tổng kết chi tiết vòng đời, hình thức sinh sản hữu tính và vô tính của chi Phytophthora, cơ chế xâm nhiễm gây hoại tử vỏ rễ, mạch dẫn xylem, và các hình thái triệu chứng (cháy lá, héo tàn rụi, loét xì mủ thân, thối cổ rễ, thối nâu quả). Đồng thời, tác giả tổng thuật các nghiên cứu về biện pháp quản lý bệnh: kiểm dịch thực vật, tiêu hủy cây bệnh trong vườn ươm, xử lý nước tưới, bón phân đạm dạng nitrate thay vì ammonium (do ammonium chuyển hóa thành asparagine và glutamine hấp dẫn du động bào tử), ghép cách ly mặt đất trên 40 cm, sử dụng gốc ghép chống chịu, và ứng dụng vi sinh vật đối kháng (Bacillus, Streptomyces, Trichoderma).

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

Chương II mô tả toàn bộ đối tượng, hóa chất, thiết bị, bố trí thí nghiệm và các quy trình kỹ thuật. Vật liệu nghiên cứu bao gồm các mẫu mô bệnh rễ, vỏ thân, quả thu thập từ các vườn cam Trưng Vương, quýt Trà Lĩnh, bưởi Phục Hòa tại các huyện Hòa An, Trà Lĩnh, Phục Hòa; các mẫu đất vùng rễ; môi trường nuôi cấy nhân tạo (V8, PDA, PSM, Gause 1, NA); hóa chất sinh học phân tử (cặp mồi ITS6/ITS7, mồi 16S rRNA, enzyme Taq polymerase); và chế phẩm sinh học CB-1.

Nội dung nghiên cứu bám sát 4 yêu cầu đề ra. Quy trình thực nghiệm được chuẩn hóa: bẫy nấm bằng cánh hoa hồng từ đất ngập nước; phân lập dòng đơn; quan sát kính hiển vi đo đạc kích thước cơ quan sinh sản; nhân gen ITS bằng PCR; lây bệnh nhân tạo áp thạch kiểm tra tính gây bệnh trên quả và thân; nuôi cấy ở các ngưỡng nhiệt độ (từ thấp đến 35°C) và pH (từ axit đến kiềm); phân lập vi sinh vật đất, sàng lọc đối kháng in vitro, giải trình tự gen 16S rRNA định danh vi sinh vật; kiểm tra an toàn sinh học; và bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) đánh giá chế phẩm CB-1 trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng.

Chương III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương III là phần thực nghiệm trọng tâm của luận án, trình bày các kết quả phát hiện cụ thể:

1. Hiện trạng bệnh thối rễ chảy gôm tại Cao Bằng: Khảo sát giai đoạn 2014 - 2019 cho thấy bệnh thối rễ chảy gôm xuất hiện tại hầu hết các vườn trồng cây ăn quả có múi ở Cao Bằng, là nguyên nhân hàng đầu khiến các vườn cây bị thoái hóa, giảm năng suất nghiêm trọng. Triệu chứng điển hình là vỏ thân sát mặt đất nứt dọc, nhựa chảy thành giọt sau đó đông cứng lại thành màu nâu đen; vỏ rễ tơ bị hoại tử, mủn nát, tuột khỏi lõi gỗ; tán lá úa vàng và cây chết dần.

2. Xác định thành phần loài nấm Phytophthora gây bệnh: Từ các mẫu bệnh thu thập, tác giả phân lập được các mẫu nấm thuần khiết (ký hiệu Phyt-01, Phyt-02, Phyt-03, Phyt-04 và M1 đến M6). Phân tích hình thái kết hợp phân tích chuỗi trình tự nucleotide vùng gen ITS (so sánh BLAST trên GenBank và lập cây phát sinh chủng loại) đã xác định được 3 loài:

• Loài Phytophthora nicotianae (mẫu Phyt-01 và Phyt-02): bọc bào tử hình quả lê đến hình trứng, có núm rõ rệt, không rụng.
• Loài Phytophthora palmivora (mẫu Phyt-03 và Phyt-04): bọc bào tử hình elip thuôn dài, có núm rõ, dễ rụng với cuống ngắn (<5 µm), tỷ lệ dài/rộng trung bình 1,8; hình thành nhiều hậu bào tử.
• Loài Phytophthora citrophthora (mẫu M1 đến M6): bọc bào tử dạng hình trứng méo mó, thường có 2 núm và 2 thùy, cuống dài (5 - 15 µm).

Ký hiệu mẫu nấm	Loài được định danh	Phương pháp định danh	Đặc điểm bọc bào tử
Phyt-01, Phyt-02	Phytophthora nicotianae	Hình thái + Trình tự gen ITS	Hình quả lê/trứng, có núm, không cuống rụng
Phyt-03, Phyt-04	Phytophthora palmivora	Hình thái + Trình tự gen ITS	Hình elip thuôn dài, có núm, dễ rụng (cuống <5 µm)
M1 - M6	Phytophthora citrophthora	Hình thái + Trình tự gen ITS	Hình trứng méo mó, 2 núm/2 thùy, cuống dài 5-15 µm

Thử nghiệm lây bệnh nhân tạo bằng phương pháp áp thạch trên quả cam Trưng Vương và cây con cam Trưng Vương khẳng định cả 3 loài đều có khả năng xâm nhiễm, gây thối nâu quả và loét thân, trong đó P. citrophthora và P. palmivora thể hiện độc tính xâm nhiễm nhanh. Kết quả này bổ sung Phytophthora palmivora vào danh mục thành phần nấm hại cây ăn quả có múi tại các tỉnh miền núi phía Bắc.

3. Đặc điểm sinh học và sinh thái học của nấm:

• Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng: Môi trường thạch V8 cho tốc độ phát triển tản nấm nhanh và mật độ dày hơn môi trường PDA.
• Ảnh hưởng của nhiệt độ: P. citrophthora có khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ thấp (tối thích 24 - 28°C, ngừng sinh trưởng ở 35°C). P. palmivora và P. nicotianae ưa nhiệt độ ấm hơn (tối thích 27,5 - 32°C). Quá trình hình thành bọc bào tử diễn ra tối ưu ở 25 - 30°C trong điều kiện thừa ẩm.
• Ảnh hưởng của pH: Cả 3 loài sinh trưởng được trong dải pH rộng từ 5,0 đến 8,0, thích hợp nhất ở pH 6,0 - 7,0.

4. Quy luật phát sinh gây hại trên đồng ruộng: Diễn biến bệnh trong năm 2015 và 2016 tại Cao Bằng cho thấy tỷ lệ bệnh (TLB %) và chỉ số bệnh (CSB %) bắt đầu gia tăng từ tháng 4 - 5, bùng phát đạt đỉnh cao vào các tháng 7, 8, 9 (trùng với mùa mưa nhiều, nhiệt độ cao), sau đó giảm dần vào mùa khô lạnh từ tháng 11. Bệnh phát sinh nặng tại các vườn chân đồi, thung lũng thoát nước kém so với vườn trên đồi dốc. Vườn cây tuổi cao (>10 năm) bị bệnh nặng hơn rõ rệt so với vườn mới trồng. Các giống quýt Trà Lĩnh và cam Trưng Vương đều mẫn cảm cao với bệnh.

5. Tuyển chọn và định danh vi sinh vật đối kháng bản địa: Từ tập đoàn các chủng phân lập từ đất Cao Bằng, luận án tuyển chọn được 3 chủng có hoạt tính đối kháng vượt trội:

• Chủng vi khuẩn BNB3.8: Định danh bằng giải trình tự 16S rRNA là Bacillus amyloliquefaciens.
• Chủng vi khuẩn BHA12.2: Định danh bằng giải trình tự 16S rRNA là Bacillus methylotrophicus.
• Chủng xạ khuẩn STL2.7: Định danh bằng giải trình tự 16S rRNA là Streptomyces misionensis.

Chủng vi sinh vật	Tên loài định danh (16S rRNA)	Nhóm vi sinh vật	Hiệu quả ức chế nấm in vitro (HQUC %)
BNB3.8	Bacillus amyloliquefaciens	Vi khuẩn	82,2 - 85,7%
BHA12.2	Bacillus methylotrophicus	Vi khuẩn	82,2 - 85,7%
STL2.7	Streptomyces misionensis	Xạ khuẩn	82,2 - 85,7%

Cả 3 chủng đều có khả năng đồng hóa tốt các nguồn carbon, sinh tổng hợp enzyme ngoại bào chitinase và protease mạnh, sinh trưởng thuận lợi ở nhiệt độ 25 - 35°C, pH 6 - 8, và đạt các tiêu chuẩn về an toàn sinh học.

6. Hiệu lực phòng trừ của chế phẩm CB-1 và đề xuất biện pháp quản lý: Chế phẩm CB-1 (chứa hỗn hợp 3 chủng B. amyloliquefaciens, B. methylotrophicus và S. misionensis) được thử nghiệm:

• Trong nhà lưới: Giảm mật độ nấm Phytophthora trong đất, đạt hiệu lực phòng trừ bệnh thối rễ chảy gôm từ 75,85% đến 83,18%.
• Ngoài đồng ruộng (vườn cam Trưng Vương và quýt Trà Lĩnh): Chế phẩm CB-1 đạt hiệu lực phòng trừ 73,1%, làm giảm tỷ lệ bệnh và mật độ nguồn nấm trong đất tương đương với các công thức sử dụng thuốc trừ nấm sinh học Bio-VASS.1 và tiệm cận hiệu lực thuốc hóa học.
• Quy trình ứng dụng: Đạt hiệu quả cao nhất khi xử lý 2 - 3 lần/năm (vào đầu và giữa mùa mưa) bằng phương pháp tưới gốc kết hợp quét dung dịch đậm đặc lên vết bệnh thân cành, phối hợp với bón phân hữu cơ hoai mục, bón phân cân đối và cắt tỉa cành thông thoáng sát mặt đất.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học:

• Luận án đã xác định được phức hợp 3 loài nấm Phytophthora là tác nhân gây bệnh thối rễ, chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng gồm: Phytophthora nicotianae, Phytophthora citrophthora và Phytophthora palmivora.
• Lần đầu tiên ghi nhận và bổ sung loài Phytophthora palmivora vào danh mục các loài nấm gây bệnh hại trên cây ăn quả có múi tại các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam.
• Cung cấp dữ liệu khoa học về đặc điểm sinh học (dải nhiệt độ, dải pH, môi trường nuôi cấy), đặc điểm hình thái cơ quan sinh sản và quy luật phát sinh gây hại thực địa của từng loài nấm theo mùa vụ, độ tuổi vườn cây và địa hình canh tác tại Cao Bằng.
• Phân lập, tuyển chọn và cung cấp dữ liệu phân tử 16S rRNA của 3 chủng vi sinh vật đối kháng bản địa có hoạt tính ức chế cao (Bacillus amyloliquefaciens BNB3.8, Bacillus methylotrophicus BHA12.2 và Streptomyces misionensis STL2.7).

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và giải pháp ứng dụng:

• Xây dựng thành công chế phẩm sinh học phối hợp CB-1 từ 3 chủng vi sinh vật bản địa, đạt hiệu lực phòng trừ nấm Phytophthora từ 75,85% đến 83,18% trong nhà lưới và 73,1% trên đồng ruộng.
• Đề xuất quy trình kỹ thuật phòng chống bệnh thối rễ chảy gôm theo hướng sinh học trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng: sử dụng chế phẩm CB-1 xử lý định kỳ kết hợp các biện pháp canh tác tổng hợp (thoát nước, cắt tỉa cành cách mặt đất, bón phân hữu cơ kết hợp phân khoáng cân đối, hạn chế đạm ammonium).

Kiến nghị của tác giả:

• Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất, kéo dài thời hạn bảo quản của chế phẩm sinh học CB-1 ở quy mô công nghiệp.
• Mở rộng khảo nghiệm và nhân rộng quy trình quản lý bệnh bằng chế phẩm sinh học CB-1 trên các vùng trồng cây ăn quả có múi khác có điều kiện sinh thái tương tự tại miền núi phía Bắc.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế:

• Các nội dung nghiên cứu thực nghiệm đồng ruộng và khảo sát dịch tễ học mới tập trung chủ yếu trên địa bàn tỉnh Cao Bằng và trên hai giống bản địa chính là cam Trưng Vương và quýt Trà Lĩnh.
• Đề tài tập trung vào biện pháp sinh học đối kháng và biện pháp canh tác; chưa đi sâu nghiên cứu lai tạo hoặc tuyển chọn các dòng gốc ghép kháng bệnh Phytophthora thích hợp cho điều kiện thổ nhưỡng vùng cao Cao Bằng.
• Thử nghiệm chế phẩm CB-1 ngoài đồng ruộng mới được theo dõi, đánh giá trong thời gian thực hiện luận án (đến năm 2020), chưa có số liệu theo dõi dài hạn qua nhiều chu kỳ tái canh liên tiếp.

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Nghiên cứu cơ chế tác động ở mức độ phân tử của các hoạt chất kháng sinh sinh học do các chủng B. amyloliquefaciens, B. methylotrophicus và S. misionensis tiết ra đối với màng tế bào và quá trình nảy mầm của bọc bào tử Phytophthora.
• Nghiên cứu tối ưu hóa chất mang và điều kiện bảo quản chế phẩm CB-1 để thương mại hóa phục vụ sản xuất quy mô lớn.
• Đánh giá khả năng chống chịu bệnh của tập đoàn gốc ghép cây có múi tại địa phương để phục vụ công tác ghép cải tạo vườn già cỗi.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng sau:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Nông học, Vi sinh vật học: Luận án cung cấp quy trình thực nghiệm chi tiết về kỹ thuật bẫy nấm Phytophthora bằng mô thực vật sống (cánh hoa hồng), quy trình giải trình tự gen ITS để giám định Oomycetes, kỹ thuật giải trình tự 16S rRNA định danh vi khuẩn/xạ khuẩn, và phương pháp kiểm tra enzyme ngoại bào.
• Giảng viên và nhà nghiên cứu bệnh cây: Cung cấp số liệu đối sánh thực nghiệm về đặc tính sinh học của các loài Phytophthora và các dẫn liệu về khả năng kiểm soát sinh học nấm bệnh trong đất bằng vi sinh vật bản địa.
• Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp tại Cao Bằng và các tỉnh trung du miền núi phía Bắc: Tham khảo quy trình sử dụng chế phẩm vi sinh CB-1 và các giải pháp canh tác IPM/ICM để hướng dẫn nông dân phòng trừ bệnh thối rễ chảy gôm an toàn, giảm thiểu sự phụ thuộc vào thuốc bảo vệ thực vật hóa học.

Các phần đáng tham khảo nhất trong văn bản:

• Tiểu mục 3.2 (Chương III): Dữ liệu phân tích trình tự nucleotide vùng gen ITS và hình ảnh hình thái so sánh 3 loài nấm Phytophthora.
• Tiểu mục 3.4 (Chương III): Quy trình sàng lọc, tuyển chọn và các bảng số liệu về hoạt tính enzyme, an toàn sinh học của 3 chủng Bacillus và Streptomyces.
• Bảng số liệu khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ của chế phẩm CB-1 trên vườn cam Trưng Vương và quýt Trà Lĩnh (Bảng 38 đến Bảng 43).

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã xác định được những loài nấm nào gây ra bệnh thối rễ chảy gôm trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng?

Luận án xác định được 3 loài nấm thuộc chi Phytophthora là tác nhân gây bệnh thối rễ chảy gôm tại Cao Bằng gồm: Phytophthora nicotianae, Phytophthora citrophthora và Phytophthora palmivora. Cả 3 loài đều được kiểm chứng tính gây bệnh qua phương pháp lây bệnh nhân tạo áp thạch trên quả và thân cây cam Trưng Vương theo giả thuyết Koch.

2. Loài nấm nào lần đầu tiên được luận án bổ sung vào danh mục dịch hại cây ăn quả có múi ở các tỉnh miền núi phía Bắc?

Loài nấm Phytophthora palmivora (được định danh từ các mẫu phân lập Phyt-03 và Phyt-04 thông qua hình thái bọc bào tử cuống rụng ngắn và giải trình tự toàn bộ vùng gen ITS) là loài lần đầu tiên được tác giả bổ sung vào danh mục các loài nấm gây hại trên cây ăn quả có múi tại các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam.

3. Thành phần sinh học của chế phẩm CB-1 gồm những vi sinh vật nào và đạt hiệu lực phòng trừ bao nhiêu?

Chế phẩm sinh học CB-1 gồm hỗn hợp 3 chủng vi sinh vật đối kháng bản địa được phân lập từ đất Cao Bằng: Bacillus amyloliquefaciens (chủng BNB3.8), Bacillus methylotrophicus (chủng BHA12.2) và Streptomyces misionensis (chủng STL2.7). Trong điều kiện phòng thí nghiệm, các chủng này đạt hiệu quả ức chế nấm từ 82,2% đến 85,7%; trong nhà lưới, chế phẩm đạt hiệu lực phòng trừ 75,85% - 83,18%; và ngoài đồng ruộng đạt hiệu lực 73,1%.

4. Quy luật phát sinh gây hại của bệnh tại Cao Bằng diễn biến như thế nào trong năm?

Bệnh bắt đầu phát sinh và gia tăng tỷ lệ gây hại từ tháng 4 - 5, bùng phát mạnh nhất vào mùa mưa từ tháng 7 đến tháng 9 - 10 hàng năm (khi nhiệt độ và ẩm độ cao), sau đó giảm dần vào mùa khô lạnh cuối năm. Bệnh gây hại nặng hơn ở các vườn vùng chân đồi, thung lũng thoát nước kém và trên các vườn cây nhiều năm tuổi (>10 năm).

5. Cặp mồi phân tử nào được tác giả sử dụng để khuếch đại vùng gen ITS phục vụ định danh nấm?

Tác giả sử dụng cặp mồi chuyên biệt ITS6 (trình tự xuôi: 5'-GAA GTC GTA ACA AGG-3' định vị trên 18S rDNA) và ITS7 (trình tự ngược: 5'-AGC GTT CTT CAT CGA TGT GC-3' định vị trên 5.8S rDNA) để thực hiện phản ứng PCR khuếch đại vùng gen ITS phục vụ giải trình tự và định danh các mẫu nấm Phytophthora.

Kết luận

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của tác giả Nguyễn Nam Dương đã giải quyết đồng bộ và có hệ thống vấn đề bệnh thối rễ chảy gôm do nấm Phytophthora spp. trên cây ăn quả có múi tại Cao Bằng. Công trình kết hợp thành công phương pháp hình thái học truyền thống với công nghệ sinh học phân tử (giải trình tự ITS và 16S rRNA) để định danh chính xác 3 loài nấm gây bệnh (P. nicotianae, P. citrophthora, P. palmivora) và 3 chủng vi sinh vật đối kháng bản địa (B. amyloliquefaciens, B. methylotrophicus, S. misionensis). Kết quả nghiên cứu đã tạo tiền đề khoa học và thực tiễn vững chắc thông qua việc phát triển chế phẩm sinh học CB-1 đạt hiệu lực phòng trừ trên 73% ngoài đồng ruộng, góp phần định hình quy trình quản lý bệnh cây theo hướng sinh học bền vững cho vùng cây ăn quả đặc sản miền núi phía Bắc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Các loài nấm thuộc chi Phytophthora là tác nhân gây bệnh thối rễ, chảy gôm một loại dịch hại kinh tế cho các vùng trồng cây ăn quả có múi trên thế giới. Trong chi nấm này đã xác định được 10 loài gây bệnh cho cây ăn quả có múi, trong đó các loài P.

citrophthora là những loài gây hại phổ biến và quan trọng nhất. Quy luật phát sinh gây bệnh, các biện pháp quản lý bệnh do nấm Phytophthora đã được nghiên cứu khá toàn diện và hệ thống tại các vùng trồng cây ăn quả có múi trên thế giới. Tại Việt Nam 9 loài nấm Phytophthora đã phát hiện gây hại trên các cây trồng nông nghiệp. infestans là những loài gây hại quan trọng trên các cây trồng có giá trị kinh tế cao sầu riêng, dứa và hồ tiêu, cao su và cây thực phẩm họ Solanaceae (Đặng Vũ Thị Thanh, Ngô Vĩnh Viễn, Drenth,2004).

Các nghiên cứu về quy luật phát sinh gây hại và biện pháp quản lý bệnh Phytophthora trên sầu riêng, hồ tiêu, dứa và các cây thực phẩm đã được nghiên cứu một cách hệ thống bởi nhiều các tác giả ở Việt Nam (Mai Văn Trị và cs (2003), Nguyễn Vĩnh Trường (2008), Phạm Ngọc Dung và cs (2007). citrophthora đã được phát hiện hại lần đầu tiên trên cam ở Việt Nam vào những năm 50 của thế kỷ 20 sau đó nấm P.nicotianae tiếp tục được phát hiện ở khắp các vùng trồng cây ăn quả có múi ở Việt Nam (Đặng Vũ Thị Thanh, Ngô Vĩnh Viễn, Drenth, 2004). Tuy nhiên những nghiên cứu về bệnh Phytophthora trên cây có múi ở Việt Nam còn rời rạc không liên tục và thường chỉ hạn chế ở mức điều tra tỷ lệ bệnh. Chưa có nghiên cứu phát triển chiến lược quản lý bệnh, quản lý vườn ươm, tạo giống kháng bệnh.

Đặc biệt tại Cao Bằng chưa có những nghiên cứu về nguyên nhân gây bệnh và biên pháp quản lý bệnh thối rễ, chảy gôm trên các cây cam quýt đặc sản. Nghiên cứu nấm Phytopthora hại cây ăn quả có múi và sử dụng các chế phẩm sinh học quản lý bệnh tại Cao Bằng là một điều cần thiết để đáp ứng được nhu cầu phát triển vùng cây ăn quả có múi đặc sản của tỉnh Cao Bằng cũng như các vùng trồng cây ăn quả có múi ở Việt Nam. 4 uan an tien si TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi (LUAN. Tổng quan về cây ăn quả có múi 1.

Nguồn gốc, xuất xứ, tình hình sản xuất và sử dụng 1. Nguồn gốc, xuất xứ và tình hình sản xuất cây ăn quả có múi trên thế giới. * Nguồn gốc Cây ăn quả có múi là một trong những cây trồng lâu đời nhất. Castle (1987) cho rằng cây có múi xuất hiện đầu tiên tại Trung Quốc khoảng năm 2201 đến 2205 trước Công nguyên và đã được trồng trên 4000 năm.

Các nghiên cứu gần đây cho rằng cây có múi có nguồn gốc ở Himalaya (Wu và cs, 2018). Một số nghiên cứu trước chỉ ra rằng cây có múi được trồng đầu tiên ở vùng Đông Nam Á, khu vực giữa Đông Bắc Ấn Độ, Bruma của Myanmar và tỉnh Yunnan, Trung Quốc. * Phân loại Các cây ăn quả có múi Citrus thuộc tông Clauseneae, dưới họ Aurantioideae, họ Rutaceae, bộ Rutales, ngành ngọc lan Lignosea, lớp cây 2 lá mầm Dicotylendones. * Tình hình sản xuất Hiện nay, cây có múi là một trong những cây quan trọng nhất trên thế giới.

Sản lượng quả của cây có múi trên thế giới ước tính khoảng 124,246,000 tấn (Citrus Fruit – Fresh and Processed Statistical Bulletin 2016, FAO). Cây có múi có khả năng sinh trưởng ở các vùng có vĩ độ 400N tới 400S. Tuy nhiên, các vùng trồng cây có múi thương mại chủ yếu phân bố hạn chế ở hai vành đai vùng cận nhiệt đới, khoảng 20 đến 400N và S của đường xích đạo (Castle, 1987). Theo thống kê của FAO năm 2017, Brazil, Trung Quốc, Hoa Kỳ , Mexico, Ấn Độ và Tây Ban Nha là các nước có diện tích trồng cây có múi lớn trên thế giới (bảng 1.

Brazil là nước trồng cây có múi lớn nhất với sản lượng hàng năm trung bình khoảng 20 triệu tấn và cũng là nước xuất khẩu lượng nước cam ép lớn nhất. Trung Quốc là nước đứng thứ hai trên thế giới về sản xuất cây có múi với sản lượng khoảng 19,6 triệu tấn. Thị trường tiêu thụ nước ép chủ yếu là các nước Đông Nam Á. Hoa Kỳ là nước đứng thứ ba với sản lượng hàng năm khoảng 10 triệu tấn.

Cam là sản phẩm tiêu dùng chủ yếu trên thị trường Hoa Kỳ. Tại Hoa Kỳ phần lớn cam và các loại cây có múi khác được trồng ở các 5 uan an tien si TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi (LUAN.bang bang Florida, Arizona và Texas. Mexico có sản lượng cây có múi hàng năm khoảng trên 6,8 triệu tấn, (bảng 1. Diện tích cây ăn quả có múi ở một số nước trên thế giới (FAO, 2014) TT Tên nước Diện tích (ha) 1 Trung quốc 1,476,679 2 Brazil 942,267 3 Nigeria 730,000 4 Mexico 523,503 5 Mỹ 430,080 6 Tây Ban Nha 296,950 7 Ấn Độ 264,500 8 Iran 232,500 9 Ý 168,507 10 Argentina 145,000 11 Hy Lạp 143,883 12 Thế giới 7,295,135 Bảng 1.

Các nước trồng cây ăn quả có múi có sản lượng lớn nhất trên thế giới (FAO, 2017) TT Tên nước Sản lượng (tấn) 1 Brazil 20,682,309 2 Trung Quốc 19,617,100 3 Mỹ 10,017,000 4 Mexico 6,851,000 5 Ấn Độ 6,286,000 6 Tây Ban Nha 5,703,600 7 Iran 3,739,000 8 Ý 3,579,782 9 Nigeria 3,325,000 10 Thổ Nhĩ Kỳ 3,102,414 Nguồn: John Misachi, 21 Sep. 6 uan an tien si TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi (LUAN. Tình hình sản xuất cây ăn quả có múi ở Việt Nam Theo số liệu thống kê của Cục trồng trọt (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2020), tổng diện tích cây có múi trên cả nước là 235. Trong đó, diện tích trồng cây có múi ở các tỉnh phía bắc là 106.125 ha, các tỉnh Bắc Trung Bộ là 29.630 ha, các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ và Tây Nguyên là 7.761 ha và các tỉnh phía nam là 91.

Cam là loại cây có múi được trồng phổ biến nhất với diện tích trên 130.000 ha, sau đó là cây bưởi với diện tích trên 85. Cơ cấu chủng loại: Cam và bưởi hiện có diện tích lớn nhất trong sản xuất cây có múi nước ta (khoảng 38% mỗi loại), tiếp theo là chanh (15,1%) và quýt (8,6%). Riêng tại phía Bắc, diện tích trồng cam chiếm gần 45,6%, bưởi chiếm 40,2%, quýt 7,4% và chanh 7,9% trong cơ cấu diện tích cây có múi. Nhiều địa phương đã hình thành các vùng sản xuất cây có múi hàng hóa tập trung quy mô lớn như: cam Hà Giang, Tuyên Quang, Hoà Bình, Bắc Giang; bưởi Phú Thọ, Bắc Giang, Hoà Bình; quýt Bắc Kạn… Diện tích và sản lượng cây có múi cả nước tăng liên tục trong những năm gần đây; cơ cấu giống phong phú; chủ yếu được tiêu thụ dạng quả tươi tại thị trường nội địa là chính.

Tổng giá trị xuất khẩu năm 2019 là 47,5 triệu USD. * Một số vùng trồng cây ăn quả có múi chủ lực ở phía Bắc Hòa Bình: Có diện tích trồng cây ăn quả có múi lớn, chiếm khoảng 5% diện tích của cả nước. Năm 2020, diện tích cây có múi của tỉnh đạt khoảng 11,500 ha, diện tích kinh doanh khoảng 7,400 ha, sản lượng ước đạt 160,000 tấn. Hà Giang: Toàn tỉnh Hà Giang đang có trên 8.800 ha cam, trong đó có trên 4.268 ha được sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP, chiếm trên 80% diện tích cho thu hoạch.

Tổng sản lượng cam niên vụ 2019 - 2020 ước đạt trên 71,7 nghìn tấn. Trong đó, cam sành có diện tích trên 7.268,2 ha được sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP, sản lượng ước đạt trên 60,7 nghìn tấn; các loại cam Vinh và V2 có diện tích gần 1.800 ha, sản lượng ước đạt trên 11. Bắc Giang: Năm 2019, diện tích cây ăn quả có múi của huyện Lục Ngạn là 6.740 ha, trong đó, cây cam 4.252 ha và cây ăn quả có múi khác là 346 ha, ước tổng sản lượng cây ăn quả có múi đạt 58.560 tấn, tăng hơn 5 nghìn tấn so năm trước. 7 uan an tien si TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi (LUAN.bang Hưng Yên: Tỉnh Hưng Yên có diện tích trồng cây cam khoảng 1.600 ha, sản lượng cam năm 2019 ước đạt hơn 30 nghìn tấn.

Đặc điểm thực vật học của cây ăn quả có múi * Đặc điểm của rễ: Rễ cây ăn quả có múi thuộc loại rễ nấm (Micorhiza), trên lớp biểu bì của rễ có nấm Micorhiza sống cộng sinh. Chủ yếu là rễ bất định, phân bố rất nông (10- 30cm), phân bố tương đối rộng và tập trung ở tầng đất mặt. * Đặc điểm về thân, cành: Gồm, cành cơ bản, cành dinh dưỡng, cành quả. Tán cây rất đa dạng, hình cầu, hình bán cầu, hình tháp, hoặc hình chổi xể.

Cành có thể có gai hoặc không gai, có thể còn non thì có gai và gai bị rụng khi về già, v. * Đặc điểm về lá: Lá đơn, mọc cách, mép lá có hình răng cưa, lá có eo. Độ lớn của eo lá, hình dạng, kích thước lá, màu sắc lá, mật độ khí khổng, mật độ túi tinh dầu, v. tuỳ thuộc vào giống, vào mùa vụ.

* Đặc điểm về hoa: Hoa lưỡng tính, có 2 dạng là hoa chùm và hoa đơn, hoa có mùi thơm, cây phân hoá hoa từ sau khi thu hoạch đến trước khi nảy lộc Xuân đa số từ tháng 11 đến đầu tháng 2 năm sau. Trên cây ăn quả có múi xuất hiện cả hoa phát triển đầy đủ và hoa dị hình là những hoa bị thiếu khuyết 1 trong các bộ phận của hoa. Sâu bệnh hại trên cây ăn quả có múi tại Việt Nam Kết quả điều tra cơ bản thành phần sâu bệnh hại cây trồng của Viện Bảo vệ thực vật trong những năm 1967 - 1968, 1977 - 1978, 1997 – 1998 và 2006- 2010 đã ghi nhận trên cây ăn quả có múi có 96 loài côn trùng gây hại, trong đó đáng chú ý là rầy chổng cánh và rệp là 2 đối tượng làm môi giới truyền bệnh, có 19 loại bệnh do nấm, 2 loại bệnh do vi rút, 2 loại do bệnh vi khuẩn, 2 loại bệnh tuyến trùng, 4 loại do thực vật thượng đẳng và 4 loại bệnh sinh lý. Trong đó bệnh vàng lá Greening, Tristeza, loét, chảy gôm, phấn trắng được xem như những loại bệnh hại nguy hiểm trên cây ăn quả có múi.

Có 25 loài sâu bệnh gây hại trên cây bưởi Phúc Trạch (12 loại bệnh và 13 loại sâu). Thời điểm phát sinh của các loại sâu bệnh hại ở tất cả các tháng trong năm.