Luận án tiến sĩ về nấm ký sinh côn trùng và phòng chống ve sầu hại cà phê ở Tây Nguyên

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu loài nấm ký sinh côn trùng có tiềm năng trong phòng chống ve sầu hại cà phê vùng tây, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề

• 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 Trong 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
• LỜI CAM ĐOAN
• 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
• 1.2.7. 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
• 2.3.7. 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
• 3.1.4. Một số đặc điểm hình thái, sinh học của nấm P. cicadae (Pae1) ký sinh ve sầu hại cà phê
• 3.1.5. Đặc điểm hình thái của nấm P.
• 3.1.6. Một số đặc điểm sinh học của nấm P.
• 3.1.7. Một số đặc điểm sinh thái của nấm P. cicadae ký sinh ve sầu hại cà phê
• 3.1.8. 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
• 3.1.9. Mức độ ký sinh gây chết ấu trùng ve sầu của nấm P.cicadae tại các tuổi vườn cà phê
• 3.1.10. Nghiên cứu khả năng phát triển sinh khối của nấm P.
• 3.1.11. Nghiên cứu kỹ thuật nhân sinh khối nấm P.
• 3.1.12. 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 THÔNG KÊ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nấm ký sinh côn trùng

Nấm ký sinh côn trùng là một trong những tác nhân sinh học quan trọng trong việc kiểm soát các loài côn trùng gây hại. Chúng có khả năng xâm nhập vào cơ thể côn trùng và phát triển, dẫn đến cái chết của ký chủ. Nghiên cứu cho thấy, nấm thuộc chi Paecilomyces có tiềm năng lớn trong việc phòng trừ các loài sâu hại, đặc biệt là ve sầu hại cà phê. Việc ứng dụng nấm ký sinh không chỉ giúp giảm thiểu sử dụng hóa chất mà còn bảo vệ môi trường. Theo các nghiên cứu, nấm ký sinh có thể tồn tại lâu dài trong đất và trên cơ thể côn trùng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển và lây lan. Điều này cho thấy tầm quan trọng của nấm ký sinh trong hệ thống quản lý sâu hại tổng hợp (IPM).

1.1. Đặc điểm sinh học của nấm ký sinh

Nấm ký sinh côn trùng có nhiều đặc điểm sinh học nổi bật. Chúng có khả năng phát triển nhanh chóng trong điều kiện môi trường thích hợp, với độ ẩm và nhiệt độ phù hợp. Nấm Paecilomyces cicadae là một trong những loài nấm ký sinh có khả năng gây chết cao đối với ve sầu. Nghiên cứu cho thấy, nấm này có thể phát triển mạnh mẽ trong môi trường đất ẩm, nơi có sự hiện diện của ve sầu. Việc tìm hiểu về đặc điểm sinh học của nấm ký sinh sẽ giúp xác định các phương pháp nuôi trồng và ứng dụng hiệu quả trong phòng trừ sâu hại.

II. Tình hình nghiên cứu ve sầu hại cà phê

Ve sầu là một trong những loài côn trùng gây hại nghiêm trọng cho cây cà phê tại Tây Nguyên. Chúng sống trong đất và hút nhựa từ rễ cây, gây ra hiện tượng vàng lá và rụng quả. Nghiên cứu cho thấy, mật độ ve sầu có thể lên đến 1000 con/gốc, ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng cà phê. Việc phòng trừ ve sầu chủ yếu dựa vào thuốc hóa học, tuy nhiên, phương pháp này không hiệu quả và gây ô nhiễm môi trường. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng nấm ký sinh côn trùng như một biện pháp sinh học là cần thiết. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nấm ký sinh có thể gây chết tự nhiên cho ve sầu, mở ra hướng đi mới trong việc quản lý sâu hại.

2.1. Tác động của ve sầu đến cây cà phê

Ve sầu gây hại cho cây cà phê thông qua việc hút nhựa từ rễ, dẫn đến sự suy yếu của cây. Nghiên cứu cho thấy, sự hiện diện của ve sầu có thể làm giảm năng suất cà phê từ 30% đến 50%. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến thu nhập của nông dân mà còn tác động đến nền kinh tế địa phương. Việc phát hiện và phòng trừ kịp thời là rất quan trọng để bảo vệ cây cà phê. Nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng có thể cung cấp giải pháp hiệu quả và bền vững trong việc kiểm soát ve sầu.

III. Ứng dụng nấm ký sinh trong phòng trừ ve sầu

Việc ứng dụng nấm ký sinh côn trùng trong phòng trừ ve sầu hại cà phê đang trở thành xu hướng mới trong nông nghiệp. Nghiên cứu cho thấy, nấm Paecilomyces cicadae có khả năng gây chết cao đối với ấu trùng ve sầu. Các chế phẩm sinh học từ nấm này đã được phát triển và thử nghiệm trên đồng ruộng, cho thấy hiệu quả phòng trừ đạt từ 74,6% đến 78,2%. Điều này chứng tỏ rằng nấm ký sinh không chỉ an toàn cho môi trường mà còn mang lại hiệu quả cao trong việc kiểm soát sâu hại. Việc phát triển chế phẩm sinh học từ nấm ký sinh sẽ góp phần bảo vệ cây cà phê và nâng cao năng suất sản xuất.

3.1. Kỹ thuật nhân sinh khối nấm

Kỹ thuật nhân sinh khối nấm là một trong những yếu tố quan trọng trong việc sản xuất chế phẩm sinh học. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, điều kiện môi trường như độ ẩm, pH và nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của nấm P. cicadae. Việc tối ưu hóa các điều kiện này sẽ giúp tăng cường khả năng phát triển sinh khối và sản xuất bào tử. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nấm có thể phát triển tốt trong môi trường giàu dinh dưỡng, từ đó tạo ra chế phẩm có hiệu quả cao trong phòng trừ ve sầu.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Cà phê là cây công nghiệp xuất khẩu chủ lực của Việt Nam với khối lượng xuất khẩu hàng năm vượt 1 triệu tấn cà phê nhân, đem lại giá trị kim ngạch gần 2 tỷ USD. Vùng Tây Nguyên chiếm vị trí chiến lược với 576.800 ha đất trồng cà phê, tương đương trên 90% diện tích của cả nước. Tuy nhiên, từ giai đoạn 2005–2007 đến nay, hệ sinh thái cà phê Tây Nguyên phải đối mặt với áp lực dịch hại nghiêm trọng từ các loài ve sầu (Cicadidae). Ấu trùng ve sầu cư trú trong đất ở độ sâu từ 10–40 cm, đào hầm cắn đứt hệ rễ tơ và chích hút dinh dưỡng, khiến cây bị vàng lá, rụng quả, suy kiệt và chết hàng loạt. Mật độ phát sinh phổ biến ghi nhận từ 80–100 con/gốc, cá biệt tại nhiều điểm nóng lên tới 800–1000 con/gốc, gây thiệt hại nghiêm trọng trên tổng diện tích gần 11.000 ha tại Đắk Lắk và Lâm Đồng.

Biện pháp kiểm soát chủ yếu của nông dân là lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật tưới trực tiếp vào vùng rễ. Thực hành này không chỉ mang lại hiệu lực thấp (chỉ đạt 30–60% sau 21 ngày xử lý theo Phạm Thị Vượng và cộng sự, 2007) do tập tính ẩn sâu trong đất của ấu trùng, mà còn gây thoái hóa đất canh tác bazan, tiêu diệt vi sinh vật bản địa và đe dọa ô nhiễm nguồn nước ngầm. Khoảng trống tri thức (research gap) cốt lõi nằm ở việc thiếu vắng một nghiên cứu toàn diện, có hệ thống từ định danh phân tử, đánh giá độc lực sinh học, sinh thái học quần thể đến chuẩn hóa công nghệ nhân nuôi sinh khối của các chủng nấm ký sinh ve sầu bản địa.

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của NCS. Trần Văn Huy với đề tài "Nghiên cứu loài nấm ký sinh côn trùng có tiềm năng trong phòng chống ve sầu hại cà phê vùng Tây Nguyên" (Chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2020; người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Trịnh, TS. Nguyễn Văn Liêm) đã giải quyết trọn vẹn khoảng trống này thông qua hệ thống câu hỏi và giả thuyết nghiên cứu tường minh:

• Câu hỏi nghiên cứu 1 (RQ1): Thành phần, mức độ phổ biến và động thái ký sinh tự nhiên của các loài nấm ký sinh trên quần thể ve sầu hại cà phê tại Tây Nguyên phân bố như thế nào theo thời gian và không gian?

• Câu hỏi nghiên cứu 2 (RQ2): Chủng nấm ký sinh nào sở hữu hoạt tính enzyme ngoại bào (chitinase, protease, lipase) và độc lực sinh học cao nhất để gây chết ấu trùng ve sầu Dundubia nagarasagna?

• Câu hỏi nghiên cứu 3 (RQ3): Thông số nhiệt động học, pH và cơ chất lên men tối ưu để sản xuất sinh khối bào tử trần quy mô phòng thí nghiệm và bán công nghiệp là gì?

• Câu hỏi nghiên cứu 4 (RQ4): Chế phẩm sinh học từ chủng nấm tiềm năng đạt hiệu lực thực địa bao nhiêu trong việc giảm mật độ ấu trùng và hạn chế tỷ lệ vàng lá cà phê?

• Giả thuyết nghiên cứu 1 (H1): Quần thể nấm ký sinh côn trùng trong đất bazan Tây Nguyên tồn tại các dòng nấm thuộc chi Paecilomyces có khả năng ức chế chuyên tính ấu trùng ve sầu cao hơn các chủng nấm xanh (Metarhizium) hoặc nấm trắng (Beauveria) thương phẩm thông thường.

• Giả thuyết nghiên cứu 2 (H2): Chủng nấm tua trắng Paecilomyces cicadae Samson bản địa (chủng Pae1) có thể nhân nuôi đạt mật độ bào tử trần $\ge 10^9\text{ CFU/g}$ thông qua công nghệ lên men bán rắn trên cơ chất hạt xốp phù hợp và cho hiệu lực kiểm soát thực địa vượt trên 70%.

Nghiên cứu đặt trên nền tảng lý thuyết Quản lý Dịch hại Tổng hợp (IPM - Integrated Pest Management), học thuyết Bệnh lý học Côn trùng (Insect Pathology) và mô hình Động lực học Ký sinh - Ký chủ (Host-Pathogen Interactions). Phạm vi nghiên cứu bao quát 4 tỉnh trọng điểm Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai) trong giai đoạn 2013–2018, xác lập luận cứ khoa học để thương mại hóa chế phẩm sinh học kiểm soát ve sầu an toàn sinh thái.

---

Literature Review và Positioning

Nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng có lịch sử phát triển sâu rộng, khởi nguồn từ mô tả bệnh tằm vôi do nấm trắng Muscardin (Beauveria bassiana) của Agostino Bassi (1815) và thực nghiệm sử dụng Metarhizium anisopliae diệt bọ đầu dài Bothinoderes punctiventris của Mechnikov (1884). Đến nay, hơn 700 loài nấm thuộc các lớp Hyphomycetes (Deuteromycotina) và Entomophthorales (Zygomycotina) đã được định danh (Pu và Li, 1996; Feng, 1988; Shah và Goettel, 2009).

graph TD
    A["Nấm ký sinh côn trùng (Hyphomycetes)"] --> B["Cơ chế sinh học: Xâm nhiễm qua biểu bì Cuticle"]
    B --> C["Tiết enzyme ngoại bào: Chitinase, Protease, Lipase"]
    C --> D["Nhiễm trùng máu & Tiết độc tố Destruxins"]
    D --> E["Hình thành khối sinh khối & Quả thể tiêu diệt ký chủ"]
    
    F["Tác nhân vật lý/môi trường"] --> G["Bức xạ tia UV (285-315 nm)"]
    F --> H["Nhiệt độ (Tối ưu: 25-28°C; Hạn chế: >35°C)"]
    F --> I["Độ ẩm (Tối ưu: >80-90%) & Thổ nhưỡng đất Bazan"]
    
    E & G & H & I --> J["Hiệu lực kiểm soát ve sầu hại cà phê ngoài thực địa"]

Trên thế giới, các dòng nấm ký sinh ve sầu phân bố theo các phân vùng địa lý rõ rệt. Tại Mỹ, Richard và cộng sự (1976) đã phát hiện Massospora levispora và Paecilomyces farinosus ký sinh trên loài ve sầu Okanagana rimosa. Tiếp đó, Duke và cộng sự (2002) cùng Cooley và cộng sự (2018) chứng minh nấm Massospora cicadina ký sinh chuyên biệt trên loài ve sầu định kỳ 17 năm (Magicicada tredecassini) tại Arkansas với tỷ lệ lây nhiễm tự nhiên đạt 10,6% (7,9% ở cá thể đực và 2,7% ở cá thể cái), ghi nhận mật độ $10^6$ bào tử/cá thể. Tại Thái Lan, Piyanoot Jaihan và cộng sự (2016) phân lập 47 nguồn nấm ký sinh ve sầu vùng cận nhiệt đới phía Bắc, khẳng định tiềm năng của Ophiocordyceps sobolifera, trong khi Sangdee và cộng sự (2015) tuyển chọn chủng Cordyceps nipponica Cod-MK1201 chứa hoạt chất sinh học adenosine cao từ xác ve sầu. Tại Trung Quốc và Đài Loan, các nghiên cứu của Chen (1991), Liang và cộng sự (2005), Samson (2004) và Jui-Hsia Hsu và cộng sự (2015) đã xác lập vị trí phân loại của chi Paecilomyces gồm 26–28 loài, mô tả hình thái và chu kỳ vô tính của Paecilomyces cicadae ký sinh trên các loài ve sầu Cicada flammate, Platypleura kaempferi, Cryptotympana pustulata.

Tuy nhiên, văn liệu học thuật quốc tế và trong nước tồn tại những cuộc tranh luận lý thuyết và mâu thuẫn thực nghiệm sâu sắc:

• Tranh luận 1: Cơ chế lây nhiễm trong điều kiện ẩm độ thấp. Quan điểm truyền thống (Farrgues và Luz, 2000) khẳng định nấm sợi chỉ phát tán và nảy mầm khi ẩm độ môi trường đạt tối thiểu 90–97%. Ngược lại, Inglis và cộng sự (1999) và Bateman và cộng sự (1993) phát hiện vi khí hậu tại các nếp gấp biểu bì cơ thể côn trùng cung cấp đủ vi ẩm độ để bào tử nảy mầm, đồng thời việc bổ sung phụ gia dầu loang có thể khuếch đại độc lực ngay cả trong môi trường khô hạn.
• Tranh luận 2: Nguồn gốc địa lý và tính thích nghi ký chủ (Host specificity). Jin, Feng và Chen (2008) tại Đại học Chiết Giang khi khảo nghiệm 35 chủng nấm trên rầy nâu đã chỉ ra rằng các chủng phân lập trực tiếp từ chính ký chủ mục tiêu đạt giá trị $LC_{50}$ cực thấp ($284\text{ bt/mm}^2$ sau 10 ngày) so với các chủng ngoại lai (hiệu lực dao động từ 6,5% đến 64,2%). Điều này bác bỏ giả thiết cho rằng các chế phẩm nấm đa thực thương mại hóa nhập khẩu có thể đạt hiệu quả tối ưu trên mọi quần thể côn trùng bản địa.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây (Phạm Thị Vượng và cộng sự, 2010; Phạm Văn Nhạ, 2012, 2013; Trần Văn Huy, 2012, 2013) mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá các loài nấm xanh (Metarhizium anisopliae) và nấm trắng (Beauveria bassiana) trên rệp sáp, bọ cánh cứng hoặc rầy nâu. Luận án của Trần Văn Huy định vị chính xác khoảng trống khoa học: Lần đầu tiên khảo sát quy mô lớn, phân lập và làm sáng tỏ toàn diện hệ thống phân loại phân tử, đặc tính enzyme học và công nghệ chế phẩm của loài nấm tua trắng Paecilomyces cicadae chuyên tính trên ve sầu tại vùng sinh thái đặc thù Tây Nguyên.

---

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án mở rộng và làm sâu sắc thêm 3 khung lý thuyết nền tảng trong bệnh lý học côn trùng và bảo vệ thực vật sinh học:

1. Mở rộng lý thuyết tương tác mầm bệnh - ký chủ (Host-Pathogen Interaction Theory): Nghiên cứu mở rộng các luận điểm của Samson (1974, 2004) về chi Paecilomyces bằng cách cung cấp dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về cơ chế xâm nhiễm qua biểu bì của P. cicadae Pae1. Quá trình xâm nhiễm trải qua hai giai đoạn liên hoàn: giải phóng phức hệ enzyme ngoại bào (chitinase, protease, lipase) hòa tan lớp vỏ chitin và mô mỡ, tiếp nối bởi sự xâm lấn của sợi nấm vào xoang huyết (haemocoel), phá vỡ hồng cầu và gây nhiễm trùng huyết hoại tử.
2. Bổ sung học thuyết thích nghi nhiệt sinh học (Thermal Biophysical Adaptation): Nghiên cứu củng cố quan điểm của Vidal và cộng sự (1997) và Fargues và cộng sự (1997b), chỉ rõ các chủng P. cicadae phân lập tại vùng đất đỏ bazan Tây Nguyên thích nghi hoàn hảo ở dải nhiệt độ $25-28^\circ\text{C}$ và $\text{pH } 5-6$, duy trì độc lực ổn định dưới điều kiện tiểu khí hậu che bóng của tán cây cà phê.
3. Củng cố nguyên lý Koch trong dịch tễ học côn trùng: Bằng việc phân lập thuần khiết chủng Pae1 từ ấu trùng ve sầu chết tự nhiên, lây nhiễm nhân tạo thành công trên ve sầu khỏe mạnh trong chậu vại và tái phân lập chính xác nấm gây bệnh, nghiên cứu đã chứng minh trọn vẹn 4 tiêu chuẩn kinh điển của Robert Koch (1897) đối với tác nhân sinh học Paecilomyces cicadae.

[Tiếp xúc biểu bì & Bào tử nảy mầm] 
[Xuyên thủng vách Cuticle & Xâm nhập mô] 
[Nhiễm trùng máu & Tiết ngoại độc tố Destruxins] 
[Ấu trùng chết hoại & Hình thành sợi nấm rắn chắc] 
[Quả thể (tua trắng) vươn lên khỏi mặt đất phát tán bào tử]

Khung phân tích độc đáo

Luận án tích hợp liên ngành ba trụ cột phương pháp luận: Phân loại học hình thái - phân tử (Morphological & Molecular Phylogenetics), Động học enzyme vi sinh (Enzyme Kinetics) và Kỹ thuật lên men sinh học bán rắn (Solid-state Bioprocess Engineering).

Khung phân tích thiết lập các điều kiện biên (boundary conditions) chặt chẽ: Áp dụng trên đối tượng ấu trùng ve sầu hại cà phê sinh sống trong tầng đất $0-40\text{ cm}$; môi trường sinh thái vườn cà phê có cây che bóng đạt ẩm độ $65-80%$; không áp dụng khi đất bị khô hạn kéo dài hoặc nhiệt độ vượt ngưỡng $35^\circ\text{C}$ do sợi nấm ngừng sinh trưởng sinh dưỡng.

---

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu theo đuổi hệ hình Thực chứng luận (Positivism) kết hợp góc nhìn Hiện thực phản biện (Critical Realism). Phương pháp tiếp cận đa cấp độ (multi-level design) được triển khai nhất quán từ quy mô phòng thí nghiệm (in vitro), phòng nuôi sinh học (in vivo chậu vại), nhà lưới đến thực địa diện hẹp và mô hình cánh đồng diện rộng.

flowchart TD
    A["Thu thập mẫu ve sầu chết nấm tự nhiên tại 4 tỉnh Tây Nguyên (2013-2017)"] --> B["Phân lập thuần khiết & Tuyển chọn chủng nấm hoạt lực cao"]
    B --> C["Định danh: Hình thái vi học & Giải trình tự rDNA-ITS (MEGA 6)"]
    C --> D["Đánh giá hoạt tính Enzyme (Chitinase) & Khảo sát sinh thái (Nhiệt độ, pH)"]
    D --> E["Tối ưu hóa Lên men bán rắn cơ chất hạt gạo & Đánh giá bảo quản"]
    E --> F["Khảo nghiệm diện hẹp (Ea Kênh, Krông Pắk, Đắk Lắk)"]
    F --> G["Khảo nghiệm diện rộng 3 tỉnh (Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai)"]

Quy trình nghiên cứu rigorous

• Chiến lược lấy mẫu và tuyển chọn: Điều tra, thu thập mẫu nấm ký sinh tự nhiên trên ve sầu hại cà phê tại Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng và Gia Lai trong giai đoạn 2013–2017. Phân lập trên môi trường thạch khoai tây đường (PDA) bổ sung kháng sinh để ức chế tạp khuẩn. Tuyển chọn nguồn nấm dựa trên tốc độ sinh trưởng sợi, mật độ sinh bào tử và độc tính sinh học đối với ấu trùng ve sầu phấn trắng (Dundubia nagarasagna).
• Quy trình định danh phân tử: Tách chiết DNA tổng số, khuếch đại vùng gen rDNA bao gồm đoạn đệm phiên mã trong (ITS1–5.8S–ITS2). Giải trình tự gen tự động, đối soát cơ sở dữ liệu NCBI qua BLAST và xây dựng cây phát sinh loài (phylogenetic tree) bằng phần mềm MEGA 6 theo thuật toán Neighbor-Joining với hệ số bootstrap 1000 lần lặp.
• Quy trình sinh hóa và sinh thái: Đo đường kính vòng phân giải chitin (clear zone diameter) của enzyme ngoại bào sau 5–7 ngày lên men chìm và nuôi cấy trên thạch chứa cơ chất chitin ở $28^\circ\text{C}$. Khảo sát ảnh hưởng của các dải nhiệt độ ($15, 20, 25, 28, 30, 35, 40^\circ\text{C}$) và dải pH ($3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10$).
• Tam giác đạc dữ liệu (Data Triangulation): Kết hợp dữ liệu phân loại hình thái (cành sinh bào tử, thể bình hình chai, chuỗi bào tử trần), dữ liệu sinh học phân tử (rDNA-ITS), hoạt tính enzyme sinh hóa và số liệu kiểm chứng độc tính sinh học trên ký chủ sống.

Data và phân tích

• Đặc tính mẫu phân lập: Phân lập và giải mã 7 loài nấm ký sinh ve sầu thuộc 4 chi: Paecilomyces, Metarhizium, Beauveria, Cordyceps. Chủng nấm tua trắng tiềm năng nhất được ký hiệu là Pae1 (mẫu VS 01), phân lập từ ve sầu hại cà phê tại Đắk Lắk.
• Kỹ thuật lên men xốp: Đánh giá sinh khối trên các cơ chất: gạo trắng, gạo lứt, ngô mảnh, cám gạo, bột đậu tương, bã mía. Xác định ảnh hưởng của ẩm độ cơ chất (40%, 50%, 60%, 70%), khối lượng cơ chất trên túi nuôi cấy (100g, 200g, 300g, 500g) và chất bám dính sinh học đến tỷ lệ nảy mầm của bào tử.
• Xử lý thống kê: Toàn bộ số liệu thực nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3–4 lần lặp lại. Dữ liệu tỷ lệ phần trăm được chuyển đổi $\text{ArcSin}\sqrt{%}$ trước khi phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh trung bình nghiệm thức bằng kiểm nghiệm Duncan (DMRT) hoặc Tukey HSD ở mức ý nghĩa $p < 0,05$ trên các phần mềm thống kê chuyên dụng.

---

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

1. Xác lập đa dạng thành phần loài nấm ký sinh ve sầu tại Tây Nguyên: Lần đầu tiên xác định có hệ thống 7 loài nấm ký sinh tự nhiên trên ve sầu hại cà phê thuộc 4 chi (Paecilomyces, Metarhizium, Beauveria, Cordyceps). Trong đó, nấm tua trắng Paecilomyces cicadae Samson (chủng Pae1) là loài có tần suất xuất hiện và mức độ phổ biến cao nhất trong các quần thể ve sầu tự nhiên.
2. Định danh phân tử chính xác chủng Pae1: Kết quả giải trình tự vùng gen rDNA-ITS và phân tích phát sinh loài bằng phần mềm MEGA 6 khẳng định mẫu nấm tua trắng VS 01 (Pae1) đạt độ tương đồng di truyền tuyệt đối ($99-100%$) với các chủng Paecilomyces cicadae chuẩn trên GenBank quốc tế.
3. Hoạt lực phân giải chitin và độc tính vượt trội: Chủng nấm Pae1 biểu hiện hoạt tính enzyme chitinase ngoại bào mạnh nhất với đường kính vòng phân giải đạt kích thước lớn vượt trội sau 7 ngày nuôi cấy ở $28^\circ\text{C}$, tương quan thuận trực tiếp với khả năng đâm xuyên lớp biểu bì cuticle của ấu trùng ve sầu.
4. Chuẩn hóa thông số lên men bán rắn trên cơ chất hạt gạo: Xác định môi trường hạt gạo ẩm là giá trị dinh dưỡng tối ưu nhất để nhân sinh khối P. cicadae, cho mật độ bào tử trần (conidiospore) thu nhận đạt trên $10^9\text{ CFU/g}$ cơ chất khô ở điều kiện $25-28^\circ\text{C}$, ẩm độ cơ chất 50–60%, vượt trội so với môi trường ngô mảnh hay cám gạo.
5. Hiệu lực phòng trừ thực địa cao và bền vững:
   • Thử nghiệm diện hẹp tại Ea Kênh, Krông Pắk, Đắk Lắk (2017) ghi nhận hiệu lực diệt ấu trùng ve sầu đạt 78,2%.
   • Thử nghiệm diện rộng (2018) tại 3 vùng sinh thái đạt hiệu lực ấn tượng: 74,6% tại xã Nâm N'Jang (Đắk Song, Đắk Nông), 75,3% tại xã Hòa Bắc (Di Linh, Lâm Đồng) và 74,8% tại xã Kông Htok (Chư Sê, Gia Lai).
   • Mô hình ứng dụng chế phẩm tại Đắk Song làm giảm mật độ ấu trùng ve sầu đạt 67,8% – 68,5%, kéo giảm tỷ lệ cây cà phê bị vàng lá từ trên 45% xuống dưới 12%, giúp bộ rễ tơ phục hồi sinh trưởng mạnh mẽ.

Implications đa chiều

• Về mặt học thuật: Cung cấp bộ dẫn liệu sinh học và di truyền chuẩn mực đầu tiên về loài Paecilomyces cicadae tại Việt Nam; mở ra hướng nghiên cứu phân lập hoạt chất sinh học có giá trị dược liệu cao từ sinh khối nấm tua trắng ký sinh ve sầu.
• Về công nghệ vi sinh: Thiết lập quy trình công nghệ lên men hai pha (pha lỏng nhân giống cấp 1 kết hợp pha xốp hạt gạo sản xuất bào tử trần cấp 2) với giá thành thấp, dễ chuyển giao cho các cơ sở sản xuất chế phẩm sinh học bảo vệ thực vật trong nước.
• Về canh tác thực tiễn: Cung cấp giải pháp kỹ thuật thay thế hoàn toàn các loại thuốc trừ sâu hóa học gốc clo, lân hữu cơ hoặc neonicotinoid độc hại. Khuyến cáo quy trình tưới chế phẩm vào đầu và giữa mùa mưa (thời điểm ấu trùng ve sầu tuổi nhỏ hoạt động mạnh ở tầng đất mặt) kết hợp bón phân hữu cơ sinh học để tái tạo hệ rễ cà phê bền vững.

---

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn nhìn nhận các giới hạn nghiên cứu khoa học cần được tiếp tục hoàn thiện:

1. Giới hạn về thời gian bảo quản chế phẩm: Dạng bào tử trần lên men xốp bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường ($25-30^\circ\text{C}$) có tỷ lệ nảy mầm suy giảm sau 6 tháng lưu kho. Cần nghiên cứu bổ sung chất mang vi bọc (microencapsulation) hoặc chất chống oxy hóa để kéo dài hạn sử dụng lên 12–18 tháng.
2. Giới hạn cơ chế độc tố học phân tử: Nghiên cứu tập trung chủ yếu vào hoạt tính enzyme chitinase và độc tính lây nhiễm qua đường biểu bì; cấu trúc hóa học chi tiết của các ngoại độc tố peptide dạng vòng (destruxins, beauvericin) tiết ra trong xoang dịch cơ thể ve sầu chưa được phân tách bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS).
3. Ảnh hưởng của biến động độ ẩm đất sâu: Tại các vùng đất dốc Tây Nguyên vào mùa khô kéo dài, độ ẩm đất tầng sâu dưới 40 cm suy giảm mạnh có thể làm chậm tốc độ lây lan của sợi nấm trong đất.

Chương trình nghiên cứu tương lai:

• Ứng dụng công nghệ nano sinh học (nano-formulation) để tạo màng bọc bảo vệ bào tử nấm P. cicadae trước bức xạ tia UV và nhiệt độ cao.
• Giải mã toàn bộ hệ gen (Whole Genome Sequencing) của chủng Paecilomyces cicadae Pae1 nhằm phát hiện các cụm gen sinh tổng hợp enzyme và hoạt chất trao đổi chất thứ cấp quý.
• Đánh giá tương tác đa tầng giữa nấm P. cicadae với mạng lưới nấm rễ nội cộng sinh (Arbuscular Mycorrhizal Fungi - AMF) và tuyến trùng ký sinh thực vật trong đất vườn cà phê.

---

Tác động và ảnh hưởng

• Tác động học thuật: Luận án là công trình tiên phong xác lập vị trí phân loại phân tử và tiềm năng ứng dụng của Paecilomyces cicadae tại Đông Nam Á, dự kiến tạo nguồn trích dẫn học thuật quan trọng cho các nghiên cứu về nấm côn trùng học và quản lý sinh thái dịch hại rễ cây lâu năm.
• Tác động ngành nông nghiệp cà phê: Ứng dụng chế phẩm P. cicadae giúp bảo vệ an toàn cho gần 600.000 ha cà phê vùng Tây Nguyên, hạn chế triệt để nguy cơ tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trên hạt cà phê xuất khẩu, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe (EU MRLs, Rainforest Alliance, Fairtrade, Organic).
• Tác động môi trường và xã hội: Cắt giảm hàng trăm tấn thuốc trừ sâu hóa học độc hại đổ vào đất hàng năm, bảo vệ hệ vi sinh vật bản địa, giữ an toàn nguồn nước ngầm bazan và bảo vệ sức khỏe cho hàng triệu nông hộ canh tác cà phê tại Tây Nguyên.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh & Nhà khoa học Bảo vệ thực vật: Tiếp cận ngân hàng dữ liệu gen rDNA-ITS, quy trình phân lập, nuôi cấy và phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học chuẩn mực của nấm ký sinh ve sầu.
• Doanh nghiệp Sản xuất Phân bón - Thuốc BVTV Sinh học: Nhận chuyển giao quy trình công nghệ nhân sinh khối bán rắn chi phí thấp, tối ưu hóa cơ chất hạt nông sản nội địa để sản xuất chế phẩm sinh học quy mô công nghiệp.
• Cơ quan Khuyến nông & Quản lý Nông nghiệp: Sở Nông nghiệp & PTNT các tỉnh Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai) có căn cứ khoa học vững chắc để ban hành quy trình kỹ thuật phòng trừ ve sầu sinh học trong gói giải pháp IPM quốc gia.
• Nông dân & Hợp tác xã Cà phê: Sở hữu giải pháp phòng trừ ve sầu triệt để, an toàn, giúp vườn cây phục hồi bộ rễ, tăng năng suất từ 10–15% và nâng cao giá trị thương phẩm cà phê xuất khẩu.

---

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng học thuyết nào?

Đóng góp độc đáo nhất là việc mở rộng Học thuyết Bệnh lý học Côn trùng (Insect Pathology) và Phân loại học nấm chi Paecilomyces (Samson, 1974, 2004) đối với đối tượng sâu hại chuyên tính vùng rễ dưới đất. Luận án đã làm sáng tỏ cơ chế đồng tương tác giữa hoạt tính enzyme ngoại bào phân giải chitin cao với tốc độ sinh trưởng sợi nấm trong mô mỡ ký chủ của loài Paecilomyces cicadae Samson bản địa, bác bỏ nhận định trước đây cho rằng nấm tua trắng chỉ thích hợp phân bố tại vùng á nhiệt đới ôn hòa mà không thích nghi được với thổ nhưỡng nhiệt đới bazan Tây Nguyên.

2. Điểm đổi mới phương pháp luận khi so sánh với ít nhất 2 nghiên cứu quốc tế trước đây?

So với nghiên cứu của Richard và cộng sự (1976) tại Mỹ (chỉ dừng lại ở phân loại hình thái và ghi nhận tỷ lệ nhiễm nấm tự nhiên trên Okanagana rimosa) và nghiên cứu của Mascarin và cộng sự (2010) tại Brazil (chỉ khảo sát công nghệ lên men xốp Paecilomyces fumosoroseus trên môi trường tổng hợp trong phòng thí nghiệm):

• Luận án của Trần Văn Huy đã thực hiện Tam giác đạc phương pháp luận toàn diện: tích hợp đồng thời giải trình tự gen rDNA-ITS phân tử (MEGA 6), động học enzyme ngoại bào, tối ưu hóa công nghệ lên men bán rắn trên hạt gạo tự nhiên, và đặc biệt là kiểm chứng hiệu lực thực địa đa điểm quy mô lớn trên cả diện hẹp, diện rộng (3 tỉnh) và mô hình sản xuất thực tế.

3. Phát hiện bất ngờ nhất (counter-intuitive) có số liệu chứng minh là gì?

Phát hiện bất ngờ nhất là nấm Paecilomyces cicadae Pae1 dù có nguồn gốc ký sinh chuyên tính trên ve sầu nhưng lại có khả năng thích nghi sinh trưởng và sinh tổng hợp enzyme phân giải chitin mạnh mẽ nhất ở dải nhiệt độ $25-28^\circ\text{C}$ và $\text{pH } 5-6$ (môi trường chua nhẹ tương đồng với pH đất bazan Tây Nguyên). Khi đưa vào thực địa diện rộng tại 3 tỉnh Đắk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai, hiệu lực phòng trừ của chế phẩm nấm sinh học đạt tới 74,6% – 75,3%, vượt trội hoàn toàn so với các loại thuốc hóa học thông thường vốn chỉ đạt hiệu quả 30–60% do thuốc hóa học bị đất hấp phụ và không tiếp cận được ấu trùng ở độ sâu $10-40\text{ cm}$.

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lập (Replication Protocol) hoàn chỉnh không?

Luận án cung cấp chi tiết toàn bộ quy trình tái lập thực nghiệm:

• Tách dòng & Nhân giống: Quy trình nuôi cấy thuần khiết trên đĩa thạch PDA ở $28^\circ\text{C}$ trong 7–14 ngày.
• Môi trường nhân sinh khối: Quy trình phối trộn hạt gạo ẩm (ẩm độ 50–60%), đóng gói túi chịu nhiệt 200–300g, hấp khử trùng $121^\circ\text{C}$ trong 30 phút, cấy giống cấp 1 dạng dịch thể lên men chìm và ủ thoáng khí ở $25-28^\circ\text{C}$ trong 15–20 ngày.
• Ứng dụng thực địa: Liều lượng sử dụng chế phẩm bột bào tử nấm phân tán trong nước (kết hợp chất bám dính sinh học), nồng độ dung dịch $\ge 10^8\text{ bào tử/ml}$, tưới 2–3 lít dung dịch/gốc cà phê vào đầu mùa mưa khi đất đủ ẩm.

5. Định hướng chương trình nghiên cứu 10 năm tới được phác thảo như thế nào?

Chương trình 10 năm tập trung vào 3 trọng tâm:

1. Hoàn thiện công nghệ tạo hạt vi bọc nano chống tia cực tím để nâng cao thời gian sống của bào tử ngoài đồng ruộng.
2. Chiết tách, tinh sạch và thử nghiệm hoạt tính sinh học - dược lý của các hợp chất cordycepin, adenosine và polysaccharide từ quả thể nấm P. cicadae nhân tạo phục vụ ngành công nghiệp dược phẩm.
3. Xây dựng bản đồ dịch tễ số hóa vi sinh vật đất và ứng dụng nấm ký sinh ve sầu vào chuỗi cung ứng cà phê phát thải thấp, bền vững toàn cầu.

---

Kết luận

1. Định danh hệ thống thành phần nấm ký sinh: Xác định thành công 7 loài nấm thuộc 4 chi ký sinh trên ve sầu hại cà phê tại Tây Nguyên, trong đó loài nấm tua trắng Paecilomyces cicadae Samson chiếm ưu thế tự nhiên cao nhất.
2. Tuyển chọn và giải mã di truyền chủng Pae1: Chủng P. cicadae Pae1 được định danh chính xác bằng giải trình tự gen rDNA-ITS (độ tin cậy $99-100%$), thể hiện hoạt tính enzyme chitinase phân giải lớp cutin vượt trội và độc lực cao đối với ấu trùng ve sầu Dundubia nagarasagna.
3. Chuẩn hóa công nghệ sản xuất sinh khối: Thiết lập thông số tối ưu cho quy trình lên men bán rắn trên cơ chất hạt gạo ẩm ở $25-28^\circ\text{C}$, $\text{pH } 5-6$, đạt mật độ sinh bào tử trần $\ge 10^9\text{ CFU/g}$.
4. Chứng minh hiệu lực kiểm soát thực địa vượt bậc: Chế phẩm P. cicadae đạt hiệu lực diệt ấu trùng ve sầu 78,2% ở diện hẹp, 74,6% – 75,3% ở diện rộng và 67,8% – 68,5% trong mô hình sản xuất, làm giảm mạnh tỷ lệ vàng lá cà phê từ $>45%$ xuống $<12%$.
5. Chuyển giao giải pháp IPM an toàn sinh thái: Cung cấp quy trình phòng trừ ve sầu sinh học khả thi, thay thế thuốc hóa học độc hại, bảo vệ môi trường đất, nguồn nước ngầm và nâng cao giá trị thương phẩm xuất khẩu cho ngành cà phê Tây Nguyên.
6. Mở ra các hướng nghiên cứu liên ngành: Mở đường cho các nghiên cứu tiếp theo về sinh hóa dược liệu từ quả thể nấm ve sầu và hoàn thiện công nghệ nano sinh học bảo vệ thực vật bền vững.

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. luan an 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., 2016; Đào Thị Lan Hoa và CS., 2016; Nguyễn Quang Ngọc và CS.

Đồng thời, các nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái, điều kiện nhân nuôi, khả năng tồn tại, v. của các loài nấm ký sinh côn trùng phổ biến như nấm xanh Metarhizium anisopliae, nấm trắng Beauveria bassiana đã được quan tâm để phục vụ nhân sinh khối, sản xuất chế phẩm và kỹ thuật sử dụng trên đồng ruộng. Các kết quả công bố đã bước đầu khẳng định vai trò của các chủng nấm ký sinh trong việc hạn chế một số loại sâu hại chính trên cây cà phê. Đây là những cơ sở khoa học và thực tiễn quan trọng, giúp định hướng cho việc thực hiện đề tài luận án.

Tổng quan tình hình nghiên cứu 1. Nghiên cứu về tác hại của ve sầu cây đối với cây trồng nói chung và cây cà phê nói riêng Theo Westwood (1840) ve sầu là động vật cổ xưa thuộc lớp Côn trùng (Insecta), bộ cánh nửa (Hemiptera), họ ve sầu (Cicadidae). Hiện nay, ve sầu được xếp vào bộ Cánh đều (Homoptera). Ve sầu có nhiều chi khác nhau với hàng nghìn luan an 6 loài.

Chúng sống ở các vùng nhiệt đới và ôn đới và được ghi nhận là loại côn trùng phân bố rộng nhất trong tất cả các loại côn trùng. Chúng có mặt trên tất cả các lục địa trừ châu Nam Cực. Có khoảng 200 loài thuộc 38 chi ở Australia, 38 loài thuộc 5 chi ở New Zealand, 450 loài ở Châu Phi (riêng Nam Phi có khoảng 150 loài), 100 loài ở các lãnh địa vùng cực Bắc và chỉ có một loài duy nhất ở Anh. Hai chi lớn nhất trong họ ve sầu là Pomponia và Tacua.

Tuy nhiên, chi được biết nhiều nhất là Magicicada, có mặt ở hầu hết các vùng thuộc Bắc Mỹ và Nam Á (dẫn theo Phạm Thị Vượng và CS. Các tác giả khi nghiên cứu về ve sầu đều chỉ rõ, khi chúng tập trung với mật độ cao trên bộ rễ cây để hút nhựa, làm cây bị tổn thương vật lý, đặc biệt là đối với cây non (Simon, 1988; Marlatt 1923). Chúng có thể làm lá cây ngả màu vàng, cành cây trơ trụi, làm cây giảm tốc độ sinh trưởng. Một loài ve sầu có thể hại trên nhiều loại cây khác nhau và trên một loại cây có thể có nhiều loài ve sầu gây hại.

Tại Australia, loài ve sầu hại cà phê được xác định là Macrotristria dorsalis. Tại Brazil loài ve sầu hại cà phê là Quesada gigas và loài này cũng hại trên các loại cây khác như bơ (American persea), ca cao (Theobroma cacao), dâu tằm (Morus alba), v.v, nếu bị hại nặng chúng có thể gây héo cây, đặc biệt đối với cây non (Simon 1988; Marlatt, 1923). Tại Mỹ, tác giả Clifford và cộng sự thuộc trường Đại học Purdue bang Indiana (2017), cho biết, ve sầu gây hại hơn 200 loại cây trồng nông lâm nghiệp. Một số loại cây thường mẫn cảm với sự gây hại của ve sầu là: cây sồi, cây hoa anh đào, cây ăn quả và cây táo gai.

Theo các tác giả Raupp et al. (2005) thì sự gây hại của ve sầu đối với cây trồng chủ yếu là do ấu trùng chích hút rễ và đào hang dưới đất. Ve sầu trưởng thành gây ra thiệt hại không lớn, thiệt hại duy nhất mà ve sầu trưởng thành gây ra cho cây trồng là do đặc điểm đẻ trứng của con cái, bằng cách sử dụng một phần phụ của cơ quan đẻ trứng để đục một khe trong những cành cây, sau đó đẻ trứng vào trong khe đục. Vì vậy, làm cành non với nhiều rãnh khe thường bị gãy hoặc đổ xuống.

Trên những cây phát triển tốt, sự gây hại của trưởng thành là không nghiêm trọng do cây dễ dàng thay thế những nhánh đã bị gãy hoặc bị xén bởi luan an 7 ve sầu bằng những cành mới. Tuy nhiên, những cây mới trồng hoặc cây non có thể bị chết hoặc sinh trưởng chậm, nếu vết thương do trưởng thành gây ra rộng. Đối với các loại ve sầu hại cây cà phê, tác giả Moulds (1990) cho biết, trứng của chúng được đẻ trên thân cây, cành cấp 1, 2 của cây cà phê. Sau khi ve sầu nở, rơi xuống đất và ngay lập tức chúng tìm cách chui ngay vào trong đất và tìm đến rễ cây để chích hút nhựa và bắt đầu chu kì sống dưới đất trong suốt pha ấu trùng và chỉ ngoi lên mặt đất trước khi vũ hoá trưởng thành từ 30-60 phút.

Ấu trùng sau khi chui xuống đất, đào các lỗ dọc theo các rễ chính thẳng xuống đất ở độ sâu từ 10-100 cm (tập trung chính ở độ sâu 10- 40 cm) hút dịch từ rễ cây thông qua vòi chích hút. Kết quả của việc hút dinh dưỡng của ve sầu đã gây nên 2 tác hại cho cây cà phê; tác hại thứ nhất là hút dịch rễ cây, tác hại thứ 2 quan trọng không kém là do trong quá trình đào lỗ đã gây ra hiện tượng đứt toàn bộ rễ tơ của cây, ảnh hưởng đến quá trình hút dinh dưỡng và nước của cây cà phê. Trong các vườn cà phê vào thời gian từ tháng 3-7 ấu trùng ve sầu đẫy sức chui lên khỏi mặt đất leo lên thân cây, các vật thể phía trên xung quanh gốc, nơi mà ấu trùng nằm dưới (lớp cành khô, lá rụng,,) để lột xác, hóa trưởng thành từ 6- 7 giờ tối đến 11- 12 giờ đêm. Sau khi hóa trưởng thành, chúng bay đến các cây to để ghép đôi giao phối, sau đó quay lại các vườn cà phê để đẻ trứng vào các cành hoặc thân cây phần bánh tẻ, có kẽ nứt.

Ve sầu trưởng thành cái sử dụng ống đẻ trứng cắm vào lớp vỏ cây, cành để đẻ trứng. Trứng được đẻ rời rạc từng quả theo từng ổ, mỗi ổ có từ 10 đến trên 50 trứng, một cây có thể có từ 1- 10 ổ. Số lượng ổ trứng phụ thuộc vào số lượng và kích thước cành cà phê cấp 1, 2. Ve sầu trưởng thành chọc vòi vào cành và thân cây cà phê hút dịch nhựa cây.

Nơi có mật độ trưởng thành cao thường gây hại cho cây rỗ rệt (Moulds, 1990). Các tác giả Rodrigo (2010) và cộng sự đã xác định có nhiều loài ve sầu gây hại cà phê (Coffee arabica L.) ở thị trấn Sarutaisa thuộc vùng đông nam của bang São Paulo Brazil. Nhóm tác giả đã xác định được một số loài mới đó là Fidicinoides sarutaiensis Santos, Martinelli sp. và Maccagnan sp.

Nghiên cứu sử dụng nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ sâu hại cây trồng nói chung và ve sầu nói riêng 1. Sơ lược lịch sử nghiên cứu sử dụng nấm ký sinh côn trùng phòng trừ sâu hại cây trồng Nấm gây bệnh cho côn trùng là một tác nhân sinh học quan trọng trong việc khống chế côn trùng gây hại.