Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Cây bạch đàn (Eucalyptus spp.) thuộc họ Sim (Myrtaceae), có nguồn gốc tự nhiên tại Australia và một số quốc gia lân cận như New Guinea, Indonesia, Philippines. Trên thế giới có khoảng 700 đến 800 loài bạch đàn phân bố tại nhiều vùng sinh thái. Loài cây này được nhập nội và gây trồng tại Việt Nam từ khoảng năm 1950, nhanh chóng trở thành một trong những cây trồng rừng sản xuất chủ lực với diện tích khoảng 350.000 ha nhờ các ưu điểm: sinh trưởng nhanh, chu kỳ khai thác ngắn (7–10 năm), năng suất đạt từ 18–20 m³/ha/năm và khả năng thích ứng rộng trên nhiều lập địa.
Tuy nhiên, việc gia tăng nhanh chóng diện tích rừng trồng thuần loài cùng việc phát triển nhiều dòng vô tính mới đã làm nảy sinh nhiều loại bệnh hại nguy hiểm. Tại các vườn ươm trọng điểm ở miền Bắc, đặc biệt là tỉnh Phú Thọ, cây con bạch đàn thường xuyên xuất hiện triệu chứng loét thân, đốm lá. Bệnh làm lá nổi u nhỏ sần sùi, khô héo cành ngọn, kích thích chồi nhỏ dị dạng vào cuối mùa mưa và làm chết cây hàng loạt, gây suy giảm nghiêm trọng chất lượng và sản lượng cây giống. Tác nhân gây bệnh được xác định là nấm Pseudoplagiostoma eucalypti. Trước thực trạng chưa có quy trình phòng trừ chuẩn xác cho đối tượng bệnh hại này ở giai đoạn vườn ươm, đề tài khóa luận được thực hiện nhằm giải quyết 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:
- Xác định tính gây bệnh (độc lực) của các chủng nấm Pseudoplagiostoma eucalypti gây bệnh loét thân, đốm lá bạch đàn.
- Xác định biện pháp phòng trừ sinh học và hóa học hiệu quả đối với nấm Pseudoplagiostoma eucalypti ở giai đoạn vườn ươm.
- Xác định tính chống chịu bệnh của một số dòng bạch đàn sản xuất đại trà đối với nấm Pseudoplagiostoma eucalypti.
Đối tượng nghiên cứu bao gồm loài bạch đàn Eucalyptus urophylla giai đoạn vườn ươm (cây con 3–4 tháng tuổi), 10 chủng nấm P. eucalypti đã được phân lập/giám định, 9 loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học và 3 chế phẩm sinh học. Phạm vi không gian của nghiên cứu gồm các thử nghiệm in vitro tại Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng – Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam (quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội) và khảo nghiệm vườn ươm tại huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ. Thời gian thực hiện từ tháng 01/2018 đến tháng 05/2018.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết của nghiên cứu dựa trên bệnh học thực vật rừng, dịch tễ học nấm hại cây lâm nghiệp và nguyên lý quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Tác giả tổng hợp cơ sở phân loại học và triệu chứng của các phức hệ nấm hại bạch đàn nguy hiểm gồm: Ceratocystis sp. (chết héo), Cryptosporiopsis eucalypti (đốm lá, loét thân), Cylindrocladium quinqueseptatum (cháy lá), Phaeophleospora epicocoides (đốm tím), Coniothyrium zuluense (đốm đen thân) và Puccinia psidii (gỉ sắt). Về mặt phân loại, các nghiên cứu phát sinh chủng loại phân tử gần đây đã xác định lại nhiều mẫu nấm từng định danh là Cryptosporiopsis eucalypti trên bạch đàn thực chất thuộc loài Pseudoplagiostoma eucalypti.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế đồng bộ từ phòng thí nghiệm ra hiện trường:
- Phương pháp lây bệnh nhân tạo:
- Trên lá: Đục đĩa thạch đường kính 0,5 cm chứa hệ sợi nấm đặt vào giữa phiến lá của 30 lá/mẫu nấm, ủ ẩm trong túi nilon ở 25°C; đo diện tích vết bệnh ($S$) sau 15 ngày. Phân cấp độc lực: $S = 0\text{ cm}^2$ (không bệnh), $S \le 5\text{ cm}^2$ (yếu), $5 < S \le 10\text{ cm}^2$ (trung bình), $10 < S \le 15\text{ cm}^2$ (mạnh), $S > 15\text{ cm}^2$ (rất mạnh).
- Trên cây con (theo O'Gara et al., 1996): Vạt nhẹ lớp vỏ thân 0,8–1,0 cm, đặt đĩa sợi nấm đường kính 0,5 cm, bọc giữ ẩm bằng bông và băng paraffin trên 30 cây/công thức; đo chiều dài vết bệnh ($L$) sau 30 ngày. Phân cấp độc lực theo $L$: $L = 0\text{ cm}$ (cấp 0), $L \le 5\text{ cm}$ (cấp 1 - yếu), $5 < L \le 10\text{ cm}$ (cấp 2 - trung bình), $10 < L \le 15\text{ cm}$ (cấp 3 - mạnh), $L > 15\text{ cm}$ hoặc chết cây (cấp 4 - rất mạnh).
- Phương pháp khảo nghiệm thuốc in vitro (Sing & Tripathi, 2001): Sử dụng kỹ thuật khuếch tán giếng thạch trên môi trường PDA. Mật độ nấm cấy trang đạt $1,6 \times 10^4 - 1,8 \times 10^4\text{ CFU/ml}$; giếng thạch đường kính 5 mm chứa $50\ \mu\text{l}$ dung dịch thuốc hoặc chế phẩm vi sinh ($8 \times 10^4\text{ CFU/ml}$). Thí nghiệm lặp lại 3 lần, nuôi ở 25°C và đo đường kính vòng vô khuẩn ($D$) sau 7 ngày. Phân cấp ức chế: $D = 0\text{ cm}$ (không ức chế), $D \le 1,0\text{ cm}$ (yếu), $1,0 < D \le 2,0\text{ cm}$ (trung bình), $2,0 < D \le 3,0\text{ cm}$ (mạnh), $D > 3,0\text{ cm}$ (rất mạnh).
- Phương pháp khảo nghiệm vườn ươm: Lây bệnh nhân tạo trên cây con 3–4 tháng tuổi (30 cây/công thức, 3 lần lặp lại). Sau 10 ngày kiểm tra độ đồng đều bệnh lý, tiến hành phun xử lý thuốc. Sau 40 ngày xử lý, điều tra tỷ lệ bị bệnh ($P%$), cấp bệnh trung bình ($R$) theo công thức của Phạm Quang Thu et al. (2012) và tỷ lệ cây phục hồi.
- Phương pháp xử lý thống kê: Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý và phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác trung bình bằng giá trị sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ($LSD$) và xác suất ($F_{pr}$) trên phần mềm chuyên dụng Genstat phiên bản 12.1.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Chương này nêu rõ tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh diện tích rừng trồng bạch đàn mở rộng nhanh nhưng chịu áp lực lớn từ dịch bệnh mới ở vườn ươm. Tác giả xác định 3 mục tiêu cụ thể, 4 nội dung nghiên cứu chi tiết và các ý nghĩa khoa học, thực tiễn phục vụ đào tạo và sản xuất giống lâm nghiệp chất lượng cao.
Phần 2: Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương 2 tổng thuật toàn diện tình hình nghiên cứu bệnh hại cây bạch đàn trên thế giới và tại Việt Nam. Văn bản hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu về bệnh chết héo do nấm Ceratocystis, bệnh cháy lá do Cylindrocladium quinqueseptatum, bệnh đốm lá do Cryptosporiopsis eucalypti và Pseudoplagiostoma eucalypti, cùng các biện pháp phòng trừ lâm sinh, hóa học và sinh học. Đồng thời, chương này mô tả chi tiết điều kiện tự nhiên, khí hậu (nhiệt độ trung bình 23°C, lượng mưa trung bình 1.700 mm, độ ẩm 85–87%), thổ nhưỡng (đất feralit đỏ vàng chiếm 66,79%) và tiềm năng lâm nghiệp của tỉnh Phú Thọ – địa bàn điều tra thực địa.
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3 trình bày chi tiết đối tượng nghiên cứu (cây con E. urophylla, 10 chủng nấm P. eucalypti, 12 loại thuốc bảo vệ thực vật) và các bước bố trí thí nghiệm lây bệnh nhân tạo trên lá, trên thân cây con, kỹ thuật đục lỗ thạch in vitro, cũng như các công thức toán học tính toán tỷ lệ hại $P%$, cấp bệnh $R$ và phương pháp xử lý dữ liệu qua phần mềm Genstat 12.1.
Phần 4: Kết quả và thảo luận
Chương 4 là phần nội dung thực nghiệm trọng tâm, được chia thành 4 tiểu mục kết quả và thảo luận:
- Đánh giá tính gây bệnh của 10 chủng nấm: Kết quả lây bệnh trên lá và cây con sau 15–30 ngày cho thấy sự tương đồng cao về độc lực giữa hai phương pháp. Hai chủng PN3 và PN4 thể hiện độc lực rất mạnh nhất, tạo vết bệnh lớn và làm chết cây con.
- Hiệu lực ức chế nấm in vitro của các loại thuốc: Đánh giá định lượng đường kính vòng ức chế của 3 chế phẩm sinh học và 9 loại thuốc hóa học. Xác định được 1 thuốc sinh học (Sat 4SL) đạt mức ức chế mạnh và 3 thuốc hóa học (Carbenzim 500FL, Tilt super 300EC, Ao'Yo 300SC) đạt mức ức chế rất mạnh.
- Hiệu lực phòng trừ và phục hồi trên cây con vườn ươm: Khảo nghiệm các loại thuốc hiệu lực cao trên cây con 4 tháng tuổi sau 40 ngày phun phòng trừ giúp làm giảm rõ rệt tỷ lệ bệnh và cấp bệnh trung bình so với công thức đối chứng.
- Đánh giá tính chống chịu bệnh của 8 dòng bạch đàn: Khảo nghiệm tính mẫn cảm của các dòng bạch đàn sản xuất thương mại thông qua lây bệnh nhân tạo trên lá, xác định được các dòng có khả năng kháng bệnh vượt trội.
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Chương tổng kết các phát hiện chính từ kết quả thực nghiệm, chỉ ra các loại thuốc phòng trừ tối ưu, dòng bạch đàn chống chịu tốt và đưa ra các kiến nghị kỹ thuật quản lý vườn ươm an toàn sinh học.
Kết quả và đóng góp
1. Độc lực của các chủng nấm Pseudoplagiostoma eucalypti
Thực nghiệm kiểm tra 10 chủng nấm (TN1, TN2, TN3, PN1, PN2, PN3, PN4, PN5, PN6, PN7) cho thấy mức độ gây hại có sự phân hóa rõ rệt ở mức ý nghĩa thống kê ($F_{pr} < 0,001$):
| STT |
Chủng nấm |
Diện tích vết bệnh trên lá ($S$ - $\text{cm}^2$) |
Chiều dài vết bệnh trên cây ($L$ - $\text{cm}$) |
Phân cấp độc lực |
| 1 |
TN1 |
5,75 |
5,75 |
Trung bình |
| 2 |
TN2 |
5,21 |
5,18 |
Trung bình |
| 3 |
TN3 |
10,90 |
10,27 |
Mạnh |
| 4 |
PN1 |
6,96 |
6,81 |
Trung bình |
| 5 |
PN2 |
5,09 |
5,12 |
Trung bình |
| 6 |
PN3 |
16,29 |
16,18 |
Rất mạnh (chết cây) |
| 7 |
PN4 |
15,12 |
15,02 |
Rất mạnh (chết cây) |
| 8 |
PN5 |
10,41 |
10,33 |
Mạnh |
| 9 |
PN6 |
11,48 |
11,41 |
Mạnh |
| 10 |
PN7 |
4,16 |
4,12 |
Yếu |
| 11 |
Đối chứng (PDA) |
0,00 |
0,00 |
Không gây bệnh |
|
LSD |
1,86 |
1,85 |
|
2. Hiệu lực ức chế nấm của các loại thuốc bảo vệ thực vật in vitro
Khảo nghiệm trên môi trường thạch PDA sau 7 ngày nuôi cấy thu được số liệu định lượng về vòng ức chế:
- Thuốc sinh học: Thuốc Sat 4SL tạo vòng ức chế đạt $29,22\text{ mm}$ (mức mạnh). Chế phẩm Biobus 100WP ($8,17\text{ mm}$) và Hợp chất vi sinh cao cấp ($6,45\text{ mm}$) chỉ ức chế yếu. Đối chứng nước cất đạt $0,00\text{ mm}$ ($LSD = 2,52\text{ mm}$; $F_{pr} < 0,001$).
- Thuốc hóa học:
- Ức chế rất mạnh: Carbenzim 500FL ($60,00\text{ mm}$), Tilt super 300EC ($60,00\text{ mm}$), Ao'Yo 300SC ($60,00\text{ mm}$).
- Ức chế mạnh: Ridomil gold 68WG ($32,11\text{ mm}$), Lanomyl 680WP ($24,33\text{ mm}$), Daconil 75WP ($24,00\text{ mm}$).
- Ức chế yếu: TopsinM 70WP ($7,94\text{ mm}$).
- Không ức chế: Agri-fos 400 ($0,00\text{ mm}$), Aliette 800WG ($0,00\text{ mm}$) và Đối chứng ($0,00\text{ mm}$) với $LSD = 2,92\text{ mm}$; $F_{pr} < 0,001$.
3. Hiệu lực phòng trừ và phục hồi cây con tại vườn ươm
Sau 10 ngày gây bệnh nhân tạo, 100% cây con thí nghiệm bị nhiễm bệnh đồng đều ở cấp nhẹ ($R = 1,05 - 1,06$). Sau 40 ngày xử lý thuốc, kết quả ghi nhận như sau:
| STT |
Công thức thuốc |
Tỷ lệ bị bệnh sau 40 ngày ($P%$) |
Cấp bệnh trung bình ($R$) |
Tỷ lệ cây phục hồi ($P_{ph}%$) |
| 1 |
Carbenzim 500FL |
22,2% |
0,42 |
77,8% |
| 2 |
Ao'Yo 300SC |
11,1% |
0,23 |
88,9% |
| 3 |
Tilt super 300EC |
10,0% |
0,23 |
90,0% |
| 4 |
Sat 4SL (Sinh học) |
75,5% |
1,85 |
24,5% |
| 5 |
Đối chứng (Nước cất) |
100,0% |
4,00 |
0,0% (100% chết) |
|
LSD |
7,80 |
0,26 |
|
4. Mức độ chống chịu bệnh của các dòng bạch đàn
Khảo nghiệm lây nhiễm nhân tạo trên lá của 8 dòng bạch đàn phổ biến tại Phù Ninh (Phú Thọ) cho kết quả phân hóa rõ ($LSD = 0,26\text{ cm}^2$; $F_{pr} < 0,001$):
- Chống chịu mạnh (ít bị hại): Dòng CT3 ($S = 0,16\text{ cm}^2$), dòng CT4 ($S = 0,24\text{ cm}^2$) và dòng PN108 ($S = 2,15\text{ cm}^2$).
- Chống chịu trung bình: Dòng PN3D ($S = 5,77\text{ cm}^2$), dòng U7 ($S = 6,65\text{ cm}^2$) và dòng U6 ($S = 6,96\text{ cm}^2$).
- Chống chịu yếu (nhiễm nặng): Dòng Cự vĩ ($S = 12,08\text{ cm}^2$) và dòng PN14 ($S = 13,12\text{ cm}^2$).
5. Đóng góp và giải pháp kỹ thuật
Khóa luận là công trình nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên đánh giá bài bản biện pháp phòng trừ nấm Pseudoplagiostoma eucalypti trên cây con bạch đàn ở giai đoạn vườn ươm tại Việt Nam. Tác giả đề xuất quy trình quản lý bệnh hại tích hợp gồm: lựa chọn các dòng vô tính kháng bệnh (CT3, CT4, PN108); áp dụng kỹ thuật gieo ươm thoát nước tốt, mật độ thông thoáng, bón phân cân đối; sử dụng chế phẩm sinh học Sat 4SL để phun phòng định kỳ và sử dụng luân phiên các thuốc hóa học Tilt super 300EC, Ao'Yo 300SC, Carbenzim 500FL khi xuất hiện ổ dịch.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận được thực hiện trong phạm vi thời gian 5 tháng (01/2018 – 05/2018) và quy mô cấp đại học, do đó tồn tại một số hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu:
- Thử nghiệm đánh giá tính chống chịu của các dòng bạch đàn mới dừng lại ở phương pháp gây bệnh nhân tạo trên lá rời trong phòng thí nghiệm, chưa tiến hành theo dõi dài hạn trên toàn bộ cây con và rừng trồng sau xuất vườn.
- Thử nghiệm hiệu lực thuốc vườn ươm tập trung vào một số nồng độ cố định, chưa khảo sát dải liều lượng chi tiết và chu kỳ phun lặp lại theo mùa vụ khác nhau trong năm.
- Hướng mở rộng nghiên cứu tiếp theo được tác giả định hướng: Tiếp tục phân lập thêm các chủng vi sinh vật nội sinh có hoạt tính đối kháng từ cây khỏe; đánh giá tính chống chịu bệnh của các dòng bạch đàn mới trên diện rộng ngoài hiện trường rừng trồng sản xuất; hoàn thiện quy trình phòng trừ tổng hợp IPM thân thiện với môi trường.
Giá trị tham khảo
Khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn đối với:
- Sinh viên và học viên cao học: Ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học, Bảo vệ thực vật, Nông học tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm lây bệnh nhân tạo trên mô thực vật, kỹ thuật khuếch tán giếng thạch in vitro và phương pháp xử lý thống kê nông lâm nghiệp bằng phần mềm Genstat 12.1.
- Kỹ thuật viên và chủ cơ sở vườn ươm giống lâm nghiệp: Tham khảo danh mục các dòng bạch đàn kháng bệnh (CT3, CT4, PN108) để định hướng cơ cấu sản xuất giống; ứng dụng phác đồ xử lý thuốc bảo vệ thực vật (Tilt super 300EC, Ao'Yo 300SC, Sat 4SL) nhằm kiểm soát triệt để bệnh đốm lá, loét thân giai đoạn gieo ươm.
- Các nhà nghiên cứu bệnh học lâm nghiệp: Kế thừa tập dữ liệu về đặc tính gây bệnh của 10 chủng nấm Pseudoplagiostoma eucalypti để phát triển các nghiên cứu chuyên sâu về cơ chế phân tử và tương tác ký chủ - mầm bệnh.
Câu hỏi thường gặp
1. Nấm Pseudoplagiostoma eucalypti gây ra những triệu chứng điển hình nào trên cây con bạch đàn ở vườn ươm?
Trên thân cây xuất hiện các vết loét, vết lõm ở phần vỏ, mô vỏ xung quanh đổi màu nâu đen; tán lá bị héo từ ngọn xuống dẫn đến chết cây. Trên phiến lá xuất hiện các đốm nâu lan nhanh, mặt lá nổi các u nhỏ sần sùi; cành ngọn khô héo và mọc ra các chồi non dị dạng có kích thước rất nhỏ vào cuối mùa mưa. Bệnh biểu hiện rõ nhất từ giai đoạn 3 tháng tuổi đến khi xuất vườn.
2. Trong số 10 chủng nấm P. eucalypti được thử nghiệm, những chủng nào có độc lực gây bệnh mạnh nhất?
Chủng PN3 và PN4 là hai chủng có độc lực rất mạnh nhất. Khi lây bệnh trên lá, diện tích vết bệnh đạt lần lượt $16,29\text{ cm}^2$ (PN3) và $15,12\text{ cm}^2$ (PN4). Khi lây bệnh trên thân cây con, chiều dài vết bệnh đạt $16,18\text{ cm}$ (PN3) và $15,02\text{ cm}$ (PN4), gây chết cây hoàn toàn sau 30 ngày.
3. Loại thuốc hóa học nào đạt hiệu lực phòng trừ bệnh loét thân, đốm lá cao nhất trên cây con tại vườn ươm?
Thuốc Tilt super 300EC và Ao'Yo 300SC đạt hiệu lực cao nhất. Sau 40 ngày xử lý, thuốc Tilt super 300EC giúp hạ tỷ lệ bệnh xuống còn 10,0%, cấp bệnh trung bình đạt 0,23 và tỷ lệ cây phục hồi đạt 90,0%. Thuốc Ao'Yo 300SC hạ tỷ lệ bệnh xuống 11,1%, cấp bệnh 0,23 và tỷ lệ phục hồi đạt 88,9%.
4. Chế phẩm sinh học Sat 4SL có khả năng phòng trừ nấm bệnh ở mức độ nào?
Trong phòng thí nghiệm, Sat 4SL ức chế mạnh hệ sợi nấm với đường kính vòng vô khuẩn đạt $29,22\text{ mm}$. Khi thử nghiệm trên cây con vườn ươm, Sat 4SL giúp phục hồi được 24,5% số cây bị nhiễm bệnh, có ý nghĩa quan trọng trong việc phun phòng ngừa định kỳ nhằm bảo vệ môi trường và hạn chế kháng thuốc.
5. Các dòng bạch đàn nào thể hiện tính chống chịu bệnh đốm lá tốt nhất tại Phù Ninh, Phú Thọ?
Ba dòng có khả năng chống chịu tốt nhất (bệnh hại nhẹ) là CT3 (diện tích vết bệnh $0,16\text{ cm}^2$), CT4 ($0,24\text{ cm}^2$) và PN108 ($2,15\text{ cm}^2$). Ngược lại, hai dòng nhiễm bệnh nặng nhất là Cự vĩ ($12,08\text{ cm}^2$) và PN14 ($13,12\text{ cm}^2$).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lò Tải Nguyên đã giải quyết trọn vẹn các mục tiêu nghiên cứu về tính gây bệnh, khả năng kháng nấm và biện pháp phòng trừ loài nấm hại mới Pseudoplagiostoma eucalypti trên cây con bạch đàn. Bằng phương pháp thực nghiệm chặt chẽ kết hợp phân tích phương sai trên Genstat 12.1, công trình đã xác định được hai chủng nấm có độc lực cao (PN3, PN4), tuyển chọn được các dòng bạch đàn có tính chống chịu vượt trội (CT3, CT4, PN108) và khẳng định hiệu lực trừ bệnh cao của các loại thuốc Tilt super 300EC, Ao'Yo 300SC cùng chế phẩm sinh học Sat 4SL. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và quy trình kỹ thuật tin cậy phục vụ công tác quản lý dịch hại tổng hợp và sản xuất giống bạch đàn chất lượng cao tại các tỉnh miền Bắc.
