MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây lạc (Arachis hypogaea L.) là cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao đƣợc dùng làm thực phẩm và xuất khẩu. Ở nƣớc ta vùng Bắc Trung Bộ có diện tích trồng lạc lớn nhất so với 24 tỉnh thành trồng lạc trong cả nƣớc, chiếm 22,5% tổng diện tích trồng và 21,6% tổng sản lƣợng lạc trên cả nƣớc. Diện tích trồng lạc ở Nghệ An, Hà Tĩnh và Thanh Hóa tƣơng ứng là 16200 ha chiếm 8,1%; 16000 ha chiếm 8,0%; 12800 ha chiếm 6,4% tƣơng ứng so với cả nƣớc.
Sản lƣợng lạc ở Nghệ An, Hà Tĩnh và Thanh Hóa là 37300 tấn chiếm 8,3%; 36900 tấn chiếm 8,2%; 23600 tấn tƣơng ứng, chiếm 5,2% cả nƣớc (Tổng cục thống kê, 2015). Bệnh mốc vàng hại lạc do nấm Aspergillus flavus Link. gây ra là đối tƣợng hại có ý nghĩa kinh tế quan trọng với cây lạc. flavus có khả năng sinh độc tố aflatoxin, có thể gây ung thƣ và một số bệnh nguy hiểm trên ngƣời và động vật.
Các nghiên cứu về nấm A.flavus và sự hình thành aflatoxin trên lạc và các sản phẩm từ lạc trên thế giới đƣợc tiến hành toàn diện và hệ thống, với gần 2000 công trình đƣợc xuất bản (Mehan et al. Lê Văn Giang cs. (2011), khảo sát trên 60 mẫu lạc ở Nghệ An, có 59 mẫu (98,30%) bị nhiễm nấm A. flavus, trong đó 30 mẫu (50,0%) sinh độc tố aflatoxin từ 2 – 100 ppb và 10 mẫu (16,67%) vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế.
Đây chính là mối nguy hại cho sức khỏe đối với ngƣời sử dụng những sản phẩm lạc này. Nghiên cứu của Torres et al. (2014) đã tóm tắt những tiến bộ gần đây ở các quốc gia trồng lạc trên thế giới về các phƣơng pháp ngăn ngừa ô nhiễm aflatoxin trên lạc. Trong đó, tập trung chủ yếu vào các chiến lƣợc trƣớc thu hoạch, nhấn mạnh đến các hƣớng nghiên cứu cần tập trung trong tƣơng lai bao gồm: chọn tạo giống lạc kháng nấm, kiểm soát sinh học và sử dụng ozon để giảm ô nhiễm aflatoxin trên lạc.
Tại Việt Nam nghiên cứu phòng trừ nấm mốc A. flavus đã có một số thành công. Bên cạnh các biện pháp canh tác và bảo quản đƣợc áp dụng để phòng chống bệnh, các tác giả Nguyễn Thị Xuân Sâm, Lê Thiên Minh, Nguyễn Thùy Châu năm 2010-2011 đã phân lập, tuyển chọn đƣợc các dòng nấm A. flavus TH97, DA2 không sinh độc tố dùng trong phòng trừ các dòng nấm A.
flavus sinh 2 độc tố aflatoxin. Trung tâm nghiên cứu và phát triển đậu đỗ đã tuyển chọn thành công giống lạc L17 có khả năng kháng nấm A. Chúng ta đã nghiên cứu và ứng dụng thành công các chế phẩm sản xuất từ nấm Trichoderma chống các bệnh thối rễ, chết ẻo… do các nấm Rhizoctonia solani, Fusarium solani, Phytophtora, Sclerotium rolfsii gây ra. Mặc dù vậy, hƣớng nghiên cứu ứng dụng nấm đối kháng Trichoderma để phòng trừ nấm mốc A.
flavus nhằm giảm thiểu độc tố aflatoxin trên lạc cũng nhƣ các cây trồng khác chƣa đƣợc quan tâm. Xuất phát từ những lý do trên, đề tài: ―Nghiên cứu nấm đối háng Trichoderma phòng trừ bệnh mốc vàng do nấm Aspergillus flavus in hại lạc tại Nghệ An” đã đƣợc tiến hành nhằm tuyển chọn và ứng dụng nấm đối kháng Trichoderma trong phòng trừ bệnh mốc vàng hại lạc. Mục đích và yêu cầu 2. Mục đích Tuyển chọn đƣợc các nguồn nấm Trichoderma có khả năng đối kháng với nấm mốc Aspergillus flavus hại cây lạc trồng tại Nghệ An và xây dựng đƣợc quy trình kỹ thuật sản xuất và biện pháp sử dụng chế phẩm Trichoderma phòng trừ Aspergillus flavus hiệu quả trên đồng ruộng.
Yêu cầu Tuyển chọn đƣợc các nguồn nấm Trichoderma có khả năng đối kháng cao với nấm mốc Aspergillus flavus hại lạc tại Nghệ An. Xây dựng đƣợc quy trình kỹ thuật sản xuất và biện pháp sử dụng chế phẩm Trichoderma phòng trừ Aspergillus flavus hiệu quả trên đồng ruộng. 3 Ý nghĩa hoa học và thực tiễn của đề tài 3 Ý nghĩa hoa học Luận án bổ sung những thông tin mới về tuyển chọn sử dụng nấm đối kháng Trichoderma asperellum đƣợc phân lập từ vùng đất trồng lạc để phòng trừ nấm A. flavus hại trên lạc tại Nghệ An.
Kết quả luận án là tài liệu phục vụ nghiên cứu, giảng dạy và phục vụ sản xuất. 3 Ý nghĩa thực tiễn Sử dụng chế phẩm Trichoderma asperellum để phòng trừ nấm A. flavus hại trên lạc tại Nghệ An, không những làm giảm sự nhiễm nấm mốc A. flavus gây 3 bệnh mốc vàng hại lạc giai đoạn trên đồng ruộng và trong quá trình bảo quản, tăng hiệu quả kinh tế trong trồng lạc mà còn góp phần bảo vệ môi trƣờng và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 4. Đối tượng nghiên cứu Các loài nấm Trichoderma đƣợc phân lập từ các mẫu đất trồng lạc, sử dụng trong phòng trừ nấm A. flavus gây bệnh mốc vàng hại lạc tại Nghệ An. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tuyển chọn các nguồn nấm Trichoderma có khả năng đối kháng cao và sản xuất chế phẩm sinh học Trichoderma có khả năng phòng trừ hiệu quả nấm mốc Aspergillus flavus trên cây lạc và ứng dụng rộng rãi cho vùng chuyên canh lạc tỉnh Nghệ An.
Những đóng góp mới của luận án - Là công trình nghiên cứu có hệ thống về sử dụng nấm đối kháng T. asperellum đƣợc phân lập từ vùng đất trồng lạc để chuyên phòng trừ nấm A. flavus hại trên lạc tại Nghệ An. - Ứng dụng thành công các kỹ thuật sinh học phân tử dựa vào trình tự vùng gen ITS để định danh các nguồn nấm Trichoderma có khả năng đối kháng cao với nấm mốc hại lạc A.
- Đề xuất đƣợc quy trình sản xuất chế phẩm nấm T. asperellum đạt 5,3 × 9 10 bào tử/gam. asperellum có tác dụng giảm sự nhiễm nấm mốc A. flavus gây bệnh mốc vàng hại lạc giai đoạn trên đồng ruộng và giảm độc tố aflatoxin trong quá trình bảo quản đạt 92,08%, tăng hiệu quả kinh tế trong trồng lạc.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới Cây lạc đứng hàng thứ hai sau cây đậu tƣơng trong số các cây trồng ngắn ngày lấy dầu thực vật (cả về diện tích và sản lƣợng) và đƣợc trồng rộng rãi ở hơn 100 quốc gia trên thế giới (bảng 1. Bảng 1 Diện tích, năng suất và sản lượng lạc của thế giới (năm - 2014) Năm Diện tích Năng suất Sản lượng (1.000 tấn) 2000 23,260 1,49 34,720 2001 23,080 1,56 35,880 2002 22,970 1,44 33,130 2003 23,100 1,56 36,080 2004 23,950 1,52 36,460 2005 23,960 1,57 37,650 2006 22,470 1,65 36,980 2007 21,620 1,54 33,190 2008 24,050 1,60 38,440 2009 23,740 1,54 36,440 2010 21,440 1,67 35,880 2011 25,106 1,79 40,860 2012 25,194 1,81 41,311 2013 26,881 1,88 45,836 2014 26,542 1,82 43,915 Nguồn: FAO (2016).
Theo thống kê của FAO, từ năm 2000 đến năm 2014 diện tích lạc trên thế giới có xu hƣớng tăng lên, năm 2000, diện tích trồng lạc là 23,260 nghìn ha, đến năm 2014 diện tích trồng lạc đạt 26,542 nghìn ha. Năng suất lạc ngày càng tăng nhờ đƣợc áp dụng những tiến bộ kỹ thuật mới vào sản xuất. Năm 2000 năng suất lạc đạt 1,49 tấn/ha, tăng 35,5% so với năng suất năm 1980 (1,10 tấn/ha) và tăng 29,6% so với năng suất năm 1990 (1,15 tấn/ha). Đến năm 2014, năng suất lạc đạt 1,82 tấn/ha.
Cùng với sự gia tăng về năng suất, sản lƣợng lạc của thế giới cũng tăng lên, từ 34,720 nghìn tấn trong năm 2000 tăng lên 43,915 nghìn tấn vào năm 2014. Nghiên cứu bệnh mốc vàng do nấm Aspergillus flavus Link. Đặc điểm của nấm A. flavus thuộc chi Aspergillus, chi Aspergillus đƣợc mô tả lần đầu tiên bởi Florentine et al.
vào năm 1729 và tên của nấm đƣợc đặt dựa vào cấu trúc của cuống sinh bào tử. Aspergillus là chi phổ biến hiện tại đã phát hiện đƣợc trên 200 loài (Samson et al. flavus đƣợc mô tả bởi Link vào năm 1890 và đƣợc biết đến nhƣ một loài sinh sản vô tính. Gần đây, giai đoạn sinh sản hữu tính của A.
flavus đã đƣợc công bố là nấm Petromyces flavus. flavus phân bố ở nhiều dạng địa hình khác nhau nhƣng xuất hiện phổ biến hơn từ vĩ độ 160 đến 350 có khí hậu ấm, không phổ biến ở những vùng có vĩ độ trên 450 (Klich, 2007). flavus có màu vàng xanh lá cây trên môi trƣờng Czapeck hay Sabouraud sau 24h tản nấm có màu vàng nhạt ở trung tâm, rìa mép bờ có màu trắng mịn, sau 48h từ trung tẩm tản nấm, xuất hiện các khối bào tử chín màu vàng nhạt hay vàng. Đƣờng kính tản nấm đạt 4-5 cm sau 6-7 ngày nuôi cấy ở nhiệt độ phòng, các bào tử hình thành vòng tròn đồng tâm đều đặn, thƣờng có 5- 6 vòng tròn màu xanh lục trên bề mặt khuẩn lạc (Rapper, 1965).
Đặc điểm phát sinh, phát triển của bệnh mốc vàng hại lạc do nấm A. flavus là một trong những loài nấm gây bệnh tồn tại phổ biến trong đất trồng lạc có khả năng sinh trƣởng cộng sinh trong quá trình phát triển của cây lạc và từ đó có thể xâm nhập vào các hạt lạc. Trên cây lạc đang phát triển có nhiều con đƣờng nhiễm nấm A. flavus khác nhau: nhƣ qua rễ, hoa, hoặc qua lá bị côn trùng ăn hoặc từ bụi và không khí, nhƣng con đƣờng lây nhiễm chính diễn ra trực tiếp từ sự tiếp xúc của mầm bệnh A.
flavus từ đất xung quanh vỏ của quả lạc (Pitt et al. Sự xâm nhiễm của nấm A. flavus và hình thành aflatoxin trên lạc khác nhau tùy vào giai đoạn trƣớc thu hoạch, sau thu hoạch và thời gian bảo quản. Giai đoạn trƣớc thu hoạch: Các nhân tố có ảnh hƣởng bất lợi đến cây và quả trong quá trình chín nhƣ thu hoạch muộn, khô hạn, vết thƣơng cơ giới, sự gây hại của côn trùng, nhện và tuyến trùng , đều làm gia tăng mức độ nhiễm A.flavus và aflatoxin trên lạc.
Sự xâm nhiễm của các nấm đất nhƣ Fusarium ssp., Rhizocctonia solani, Pythium myriotylum có thể không gây hại nghiêm trọng nhƣng là nhân tố làm tăng tỷ lệ nhiễm A.flavus và aflatoxin. Các bệnh hại quả và 6 hạt khác có ảnh hƣởng đáng kể đến mức độ nhiễm nấm A. flavus của hạt lạc trên đồng ruộng (Mehan et al. Giai đoạn sau thu hoạch: Độ ẩm quả lạc từ 8 - 40% thuận lợi cho sự xâm nhiễm của A.
Thời gian làm khô quả dài hay ngắn ảnh hƣởng lớn đến sự xâm nhiễm nấm và sản sinh aflatoxin. Các hình thức làm khô nhƣ phơi, sấy, phƣơng pháp đảo lạc, vật liệu phơi lạc cũng có ảnh hƣởng khác nhau đến quá trình nhiễm aflatoxin (McDonal et al. Giai đoạn bảo quản: Độ ẩm cao là yếu tố thuận lợi cho sự xâm nhiễm vào hạt của A.flavus cũng nhƣ các nấm khác.