Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật bản địa đối kháng nấm gây hại rễ cây hồ tiêu

• Tác giả: Phạm Thị Thúy Hoài
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Việt Cường
• Trường học: Viện Hàn Lâm Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Vi sinh vật học
• Đề tài: Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật bản địa chống nấm hại rễ cây hồ tiêu tại Đắk Lắk
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỒ TIÊU
• 1.1.1. Cây hồ tiêu
• 1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới
• 1.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Vật liệu phân tích metagenome trong đất vùng rễ cây hồ tiêu khu vực bị bệnh và không bị bệnh
• 2.1.2. Vật liệu tạo nguồn gene vi sinh vật phục vụ nghiên cứu
• 2.1.3. Vật liệu nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ lên men các chủng vi sinh vật nghiên cứu
• 2.1.4. Vật liệu bố trí thí nghiệm xây dựng mô hình sử dụng sản phẩm nghiên cứu trên đất trồng hồ tiêu
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Phương pháp phân tích metagenome trong đất vùng rễ cây hồ tiêu khu vực bị bệnh và không bị bệnh
• 2.2.2. Phương pháp tạo nguồn gene vi sinh vật phục vụ nghiên cứu
• 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ lên men các chủng vi sinh vật nghiên cứu
• 2.2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm xây dựng mô hình sử dụng sản phẩm nghiên cứu trên đất trồng hồ tiêu
• 2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. PHÂN TÍCH METAGENOME TRONG ĐẤT VÙNG RỄ HỒ TIÊU KHU VỰC BỊ BỆNH VÀ KHÔNG BỊ BỆNH TẠI ĐĂK LĂK
• 3.1.1. Tạo cơ sở dữ liệu 18S rRNA metagenome từ mẫu đất
• 3.1.2. Thành phần và tỷ lệ eukaryote (sinh vật nhân chuẩn) trong hai mẫu đất trồng hồ tiêu
• 3.1.3. Thành phần vi nấm trong đất trồng tiêu
• 3.1.4. Thành phần loài được phân loại trong giới phụ Stramenopiles có trong đất trồng tiêu
• 3.1.5. Một số nấm gây bệnh và nấm đối kháng với nấm gây bệnh hồ tiêu trong hai mẫu đất nghiên cứu
• 3.2. PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT
• 3.2.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật đối kháng từ vùng sinh thái ở Đắk Lắk
• 3.2.2. Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử định danh các chủng vi sinh vật có hoạt tính cao được tuyển chọn làm chế phẩm vi sinh vật
• 3.3. NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT GỐC
• 3.3.1. Xác định thời gian bảo quản
• 3.3.2. Đánh giá độ an toàn của sản phẩm
• 3.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÒNG TRỪ BỆNH HẠI CÂY HỒ TIÊU VÙNG TÂY NGUYÊN CỦA CHẾ PHẨM VI SINH VẬT BẢN ĐỊA
• 3.4.1. Hiệu quả phân POLYFA-TN3 đối với hồ tiêu
• 3.4.2. Đánh giá hiệu quả phân POLYFA-TN3 đối với hồ tiêu trên quy mô 1ha
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. PHÂN TÍCH METAGENOME TRONG ĐẤT VÙNG RỄ HỒ TIÊU KHU VỰC BỊ BỆNH VÀ KHÔNG BỊ BỆNH TẠI ĐĂK LĂK
• 4.2. TẠO NGUỒN GENE VI SINH VẬT PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT
• 4.3. NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT GỐC
• 4.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÒNG TRỪ BỆNH HẠI CÂY HỒ TIÊU CỦA CHẾ PHẨM VI SINH VẬT BẢN ĐỊA
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• NHỮNG CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ TRONG THỜI GIAN THỰC HIỆN LUẬN ÁN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về hồ tiêu

Cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) là một trong những cây công nghiệp quan trọng tại Việt Nam, đặc biệt ở khu vực Tây Nguyên. Hồ tiêu được trồng chủ yếu để lấy quả và hạt, thường dùng làm gia vị. Theo thống kê, diện tích hồ tiêu ở Việt Nam đạt gần 145.447 ha, trong đó Tây Nguyên chiếm hơn một nửa. Tuy nhiên, cây hồ tiêu đang phải đối mặt với nhiều bệnh hại, đặc biệt là các loại nấm như Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani và Pythium splendens. Những bệnh này gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp, làm giảm năng suất và chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng thuốc hóa học để phòng trừ bệnh đã dẫn đến tình trạng kháng thuốc và thoái hóa đất. Do đó, nghiên cứu và phát triển các chế phẩm vi sinh vật bản địa có khả năng kháng nấm bệnh là cần thiết để bảo vệ cây hồ tiêu và nâng cao năng suất.

1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hồ tiêu

Việt Nam hiện là quốc gia dẫn đầu về sản xuất hồ tiêu, với sản lượng đạt khoảng 250.000 tấn trong năm 2019. Tuy nhiên, sản lượng này đang có xu hướng giảm do nhiều yếu tố như thời tiết bất lợi và sự xuất hiện của các bệnh hại. Các nông dân đang gặp khó khăn trong việc duy trì sản xuất do chi phí cao và giá cả không ổn định. Việc áp dụng các biện pháp canh tác không bền vững đã dẫn đến tình trạng đất đai bạc màu và giảm năng suất. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm vi sinh vật bản địa có khả năng kháng nấm bệnh là một giải pháp tiềm năng để cải thiện tình hình sản xuất hồ tiêu tại Việt Nam.

II. Nghiên cứu vi sinh vật bản địa

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật bản địa có khả năng ức chế các tác nhân gây bệnh trên cây hồ tiêu. Kỹ thuật metagenomics được sử dụng để phân tích sự đa dạng của vi sinh vật trong đất trồng hồ tiêu, từ đó xác định các chủng vi sinh vật có hoạt tính kháng nấm. Việc sử dụng các chế phẩm vi sinh vật bản địa không chỉ giúp phòng trừ bệnh hại mà còn cải thiện chất lượng đất và tăng cường sức đề kháng cho cây trồng. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc ứng dụng các chế phẩm sinh học có thể giảm thiểu sự phụ thuộc vào thuốc hóa học, từ đó bảo vệ môi trường và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

2.1. Phân lập và tuyển chọn vi sinh vật

Quá trình phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật được thực hiện từ các mẫu đất ở khu vực Đắk Lắk. Các chủng vi sinh vật được phân lập sẽ được đánh giá khả năng kháng nấm bệnh thông qua các thử nghiệm in vitro. Kết quả cho thấy một số chủng vi sinh vật có khả năng ức chế sự phát triển của các nấm gây hại, từ đó có thể được phát triển thành các chế phẩm vi sinh vật hiệu quả. Việc ứng dụng các chủng vi sinh vật này trong sản xuất nông nghiệp không chỉ giúp bảo vệ cây hồ tiêu mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững ngành nông nghiệp tại Tây Nguyên.

III. Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật

Chế phẩm vi sinh vật được sản xuất từ các chủng vi sinh vật bản địa đã được tuyển chọn có khả năng kháng nấm bệnh. Việc ứng dụng chế phẩm này trong thực tiễn đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc phòng trừ bệnh hại trên cây hồ tiêu. Các thử nghiệm thực địa cho thấy chế phẩm vi sinh vật không chỉ giúp giảm tỷ lệ bệnh mà còn tăng cường năng suất cây trồng. Điều này chứng tỏ rằng việc sử dụng các chế phẩm vi sinh vật bản địa là một giải pháp khả thi và bền vững cho nông nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh hiện nay khi mà việc sử dụng thuốc hóa học đang gặp nhiều vấn đề.

3.1. Đánh giá hiệu quả của chế phẩm

Kết quả nghiên cứu cho thấy chế phẩm vi sinh vật có khả năng làm giảm đáng kể tỷ lệ bệnh hại trên cây hồ tiêu. Các thử nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng chế phẩm này không chỉ giúp bảo vệ cây trồng mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao giá trị kinh tế cho nông dân, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường. Việc phát triển và ứng dụng các chế phẩm vi sinh vật bản địa sẽ là một bước tiến quan trọng trong việc xây dựng nền nông nghiệp bền vững tại Việt Nam.