Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu khả năng sử dụng vi sinh vật đối kháng phòng trừ nấm sclerotium rolfsii sacc gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại một số cây trồng cạn

Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật đối kháng để phòng trừ nấm Sclerotium rolfsii, nguyên nhân gây bệnh héo rũ trên cây trồng, hiệu quả và bền vững.

• Tác giả: Nguyễn Thị Nhàn
• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Tấn Dũng
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Nông học
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng vi sinh vật đối kháng phòng trừ nấm Sclerotium rolfsii Sacc. gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại một số cây trồng cạn
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục đích và yêu cầu
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Những nghiên cứu ngoài nước
• 2.2. Những nghiên cứu về bệnh héo rũ gốc mốc trắng Sclerotium rolfsii Sacc. hại cây trồng cạn
• 2.3. Những nghiên cứu về ứng dụng của vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh nấm gây hại cây trồng cạn
• 2.4. Những nghiên cứu trong nước
• 2.5. Những nghiên cứu về bệnh héo rũ gốc mốc trắng Sclerotium rolfsii Sacc. hại cây trồng cạn
• 2.6. Những nghiên cứu về ứng dụng của vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh nấm gây hại cây trồng cạn
• 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Vật liệu nghiên cứu
• 3.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.5. Phương pháp nghiên cứu
• 3.5.1. Phương pháp điều tra ngoài đồng ruộng và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
• 3.5.2. Đánh giá tính gây bệnh của isolate nấm Sclerotium rolfsii trên một số cây ký chủ
• 3.5.3. Phương pháp khảo sát hiệu lực ức chế của nấm đối kháng Trichoderma viride với các isolate nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA
• 3.5.4. Nghiên cứu hiệu lực phòng trừ của nấm đối kháng Trichoderma viride với bệnh héo rũ gốc mốc trắng Sclerotium rolfsii trong điều kiện chậu vại
• 3.5.5. Phương pháp khảo sát hiệu lực ức chế của vi khuẩn đối kháng Bacillus subtilis với các isolate nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA
• 3.5.6. Phương pháp tính toán xử lý số liệu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Điều tra tình hình bệnh héo rũ gốc mốc trắng Sclerotium rolfsii Sacc. hại một số cây trồng cạn tại vùng Gia Lâm Hà Nội
• 4.2. Điều tra diễn biến bệnh héo rũ gốc trắng hại cây cà chua tại Cổ Bi, Gia Lâm Hà Nội
• 4.3. Điều tra diễn biến bệnh héo rũ gốc trắng hại cây lạc tại Văn Đức Gia Lâm Hà Nội
• 4.4. Điều tra diễn biến bệnh héo rũ gốc trắng hại cây đậu cove tại Đặng Xá Gia Lâm Hà Nội
• 4.5. Điều tra diễn biến bệnh héo rũ gốc trắng hại cây đậu đen tại Gia Lâm Hà Nội
• 4.6. Điều tra diễn biến bệnh héo rũ gốc trắng hại cây đậu xanh tại Gia Lâm Hà Nội
• 4.7. Nghiên cứu khả năng hình thành hạch của các isolate nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA
• 4.8. Đánh giá tính gây bệnh của các isolate nấm Sclerotium rolfsii trên một số cây trồng cạn trong điều kiện chậu vại
• 4.9. Khảo sát hiệu lực đối kháng của nấm đối kháng Trichoderma viride với nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường nhân tạo và trong điều kiện chậu vại
• 4.10. Khảo sát hiệu lực đối kháng của nấm Trichoderma viride với nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường nhân tạo
• 4.11. Khảo sát hiệu lực phòng trừ của nấm đối kháng Trichoderma viride với bệnh héo rũ gốc mốc trắng (Sclerotium rolfsii Sacc.) hại một số cây trồng cạn trong điều kiện chậu vại
• 4.12. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường nhân tạo PGA
• 4.13. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với isolate nấm SR-Cchua-CB trên môi trường PGA
• 4.14. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với isolate nấm SR-Lạc-VĐ trên môi trường PGA
• 4.15. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với isolate nấm SR-Cove-ĐX trên môi trường PGA
• 4.16. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với isolate nấm SR-Đđen-ĐX trên môi trường PGA
• 4.17. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với isolate nấm SR-Đđen-S trên môi trường PGA
• 4.18. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với isolate nấm SR-Đxanh-ĐX trên môi trường PGA
• 4.19. Khảo sát hiệu lực đối kháng của vi khuẩn Bacillus subtilis với isolate nấm SR-Đxanh-CB trên môi trường PGA
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về vi sinh vật đối kháng và nấm Sclerotium rolfsii

Vi sinh vật đối kháng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát các loại nấm bệnh, đặc biệt là nấm Sclerotium rolfsii, tác nhân gây bệnh héo rũ cây trồng. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng các chủng vi sinh vật như Trichoderma viride và Bacillus subtilis để đối kháng với nấm bệnh. Nấm Sclerotium rolfsii là một trong những loại nấm đất nguy hiểm, gây thiệt hại lớn cho các cây trồng cạn như cà chua, lạc, và đậu. Việc sử dụng phương pháp sinh học để phòng trừ bệnh này đang được ưu tiên do tính thân thiện với môi trường và hiệu quả lâu dài.

1.1. Đặc điểm của nấm Sclerotium rolfsii

Nấm Sclerotium rolfsii tồn tại trong đất dưới dạng sợi nấm và hạch nấm, có khả năng sống sót qua nhiều năm. Nấm này gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng, làm cây trồng suy yếu và chết dần. Các triệu chứng bệnh bao gồm héo lá, thối gốc, và xuất hiện lớp mốc trắng quanh gốc cây. Nghiên cứu cho thấy, nấm này có khả năng lây lan nhanh trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ cao, gây thiệt hại nghiêm trọng cho nông nghiệp.

1.2. Vai trò của vi sinh vật đối kháng

Vi sinh vật đối kháng như Trichoderma viride và Bacillus subtilis có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Sclerotium rolfsii thông qua cơ chế cạnh tranh dinh dưỡng và tiết các chất kháng nấm. Các nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của vi sinh vật đối kháng trong việc giảm tỷ lệ bệnh và tăng sức đề kháng của cây trồng. Đây là một giải pháp bền vững trong bảo vệ thực vật.

II. Phương pháp nghiên cứu và kết quả

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các phương pháp điều tra ngoài đồng ruộng và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Các isolate nấm Sclerotium rolfsii được phân lập từ các cây bị bệnh và đánh giá khả năng gây bệnh. Vi sinh vật đối kháng được sử dụng để kiểm tra hiệu lực ức chế nấm bệnh trên môi trường PGA và trong điều kiện chậu vại. Kết quả cho thấy, Trichoderma viride và Bacillus subtilis có hiệu quả cao trong việc kiểm soát nấm Sclerotium rolfsii.

2.1. Phương pháp điều tra và phân lập nấm bệnh

Các mẫu cây bị bệnh được thu thập từ các vùng trồng cà chua, lạc, và đậu tại Gia Lâm, Hà Nội. Nấm Sclerotium rolfsii được phân lập và nuôi cấy trên môi trường PGA. Các isolate nấm được đánh giá về khả năng hình thành hạch và gây bệnh trên cây trồng. Kết quả cho thấy, các isolate nấm này có khả năng gây bệnh mạnh trên các cây ký chủ.

2.2. Hiệu lực của vi sinh vật đối kháng

Các thí nghiệm đánh giá hiệu lực của Trichoderma viride và Bacillus subtilis cho thấy, các chủng này có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA. Trong điều kiện chậu vại, Trichoderma viride giảm đáng kể tỷ lệ bệnh và tỷ lệ chết của cây trồng. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng của vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh cây.

III. Ứng dụng và ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh cây, đặc biệt là bệnh héo rũ gốc mốc trắng. Việc sử dụng Trichoderma viride và Bacillus subtilis không chỉ giúp kiểm soát nấm bệnh hiệu quả mà còn góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng nông sản. Đây là hướng đi bền vững trong nông nghiệp hiện đại.

3.1. Ứng dụng trong nông nghiệp

Các chế phẩm sinh học từ vi sinh vật đối kháng có thể được sử dụng rộng rãi trong canh tác cây trồng cạn như cà chua, lạc, và đậu. Việc áp dụng các phương pháp sinh học này giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào thuốc hóa học, từ đó hạn chế ô nhiễm môi trường và đảm bảo an toàn thực phẩm.

3.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ góp phần làm sáng tỏ cơ chế đối kháng của vi sinh vật mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc phát triển các chế phẩm sinh học hiệu quả. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ thực vật và phát triển nông nghiệp bền vững.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam, các nhóm cây trồng cạn có giá trị kinh tế như cây họ cà (cà chua, khoai tây) và cây họ đậu đỗ (lạc, đậu xanh, đậu đen, đậu cove) giữ vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa và xuất khẩu. Do đặc thù sản xuất ngoài trời dưới điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, cây trồng thường xuyên chịu áp lực lớn từ nhiều loài dịch hại. Trong đó, nấm Sclerotium rolfsii Sacc. (bộ Pezizales, lớp Ascomycetes/lớp nấm bất toàn Fungi imperfecti) là loài vi sinh vật truyền qua đất điển hình, gây ra bệnh héo rũ gốc mốc trắng (thối gốc, thối thân, lở cổ rễ) với phổ ký chủ rất rộng, lên tới hơn 500 loài thực vật thuộc 100 họ khác nhau.

Nguồn bệnh Sclerotium rolfsii tồn tại dai dẳng trong đất, tàn dư cây bệnh và hạt giống nhiễm bệnh dưới dạng sợi nấm và hạch nấm. Hạch nấm có lớp vỏ bảo vệ bền vững, có khả năng tồn tại nhiều năm ở tầng đất bề mặt và tái xâm nhiễm sang các vụ sản xuất tiếp theo. Việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học để phòng trừ nấm đất không đem lại hiệu quả bền vững do khó tiếp cận nguồn bệnh ngầm, đồng thời gây ô nhiễm môi trường, phá hủy hệ vi sinh vật có ích và để lại dư lượng độc hại trong nông sản. Trước thực trạng đó, việc điều tra dịch tễ học và nghiên cứu khai thác các tác nhân vi sinh vật đối kháng bản địa như nấm Trichoderma viride và vi khuẩn Bacillus subtilis được xác định là hướng tiếp cận an toàn sinh học nhằm hạn chế bệnh héo rũ gốc mốc trắng.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể như sau:

1. Mục đích nghiên cứu: Điều tra tình hình bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại cây trồng cạn ở vùng Hà Nội và nghiên cứu hiệu lực của vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh.
2. Yêu cầu (nhiệm vụ) nghiên cứu:
   • Điều tra thực trạng bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại trên một số cây trồng cạn vùng Hà Nội.
   • Phân ly nuôi cấy, nghiên cứu đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của các isolate nấm Sclerotium rolfsii.
   • Nghiên cứu đánh giá tính gây bệnh của nấm Sclerotium rolfsii trên một số cây ký chủ trong điều kiện chậu vại.
   • Khảo sát hiệu lực của vi sinh vật đối kháng (nấm Trichoderma viride và vi khuẩn Bacillus subtilis) với nấm gây bệnh trên môi trường nhân tạo.
   • Khảo sát hiệu lực phòng trừ của nấm đối kháng Trichoderma viride với bệnh héo rũ gốc mốc trắng trong điều kiện chậu vại.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hiệu lực đối kháng và hiệu lực phòng trừ của vi sinh vật đối kháng (Trichoderma viride và vi khuẩn Bacillus subtilis) đối với nấm Sclerotium rolfsii gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại cây trồng cạn.
• Đối tượng thực vật khảo sát: Cây cà chua, lạc, đậu cove, đậu xanh, đậu đen.
• Phạm vi không gian: Các vùng trồng cây nông nghiệp thuộc huyện Gia Lâm, Hà Nội (các xã Cổ Bi, Đặng Xá, Phú Thị, Văn Đức, Kim Sơn); Phòng thí nghiệm P111 và khu nhà lưới của Bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
• Phạm vi thời gian: Khóa luận được thực hiện từ tháng 12 năm 2020 đến tháng 6 năm 2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nghiên cứu dựa trên các cơ sở lý luận về tương tác bệnh học thực vật, cơ chế sinh học phân hủy mô cây của nấm gây bệnh bằng acid oxalic và enzyme, cùng các cơ chế đối kháng vi sinh vật (ký sinh sợi nấm, sinh kháng sinh ngoại bào, cạnh tranh dinh dưỡng và không gian sống).

Văn bản quy chuẩn và phương pháp điều tra thực địa:

• Phương pháp điều tra bệnh ngoài đồng ruộng thực hiện theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-38:2010/BNNPTNT (Phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng) và QCVN 01-168:2014/BNNPTNT (Phương pháp điều tra phát hiện dịch hại trên cây lạc, đậu tương).
• Phương pháp điều tra tiến hành tại 5 điểm ngẫu nhiên theo đường chéo góc cố định; mỗi điểm điều tra 50 cây; điểm điều tra cách bờ tối thiểu 2m; theo dõi, đếm số cây nhiễm bệnh và xác định tỷ lệ bệnh (TLB %).
• Phương pháp thu thập mẫu bệnh thực hiện theo hướng dẫn của Viện Bảo vệ thực vật (1997).

Vật liệu và nguồn chủng vi sinh vật:

• Môi trường nuôi cấy PGA (Potato-Glucose-Agar): 200g khoai tây, 25g agar, 20g đường glucose, 1000ml nước cất; khử trùng ở áp suất 1,5 atm (121°C) trong 50 phút. Dụng cụ thủy tinh được sấy khô tiệt trùng ở 160°C trong 1 giờ 20 phút.
• Nấm gây bệnh: Các mẫu bệnh héo rũ gốc mốc trắng thu thập tại Cổ Bi, Văn Đức, Đặng Xá, Kim Sơn được phân lập theo cẩm nang chẩn đoán bệnh cây của Lester W. Burgess và cs. (2009) để thu được các isolate nấm thuần: SR-Cchua-CB, SR-Lạc-VĐ, SR-Cove-ĐX, SR-Đđen-ĐX, SR-Đđen-KS, SR-Đxanh-ĐX, SR-Đxanh-CB.
• Tác nhân đối kháng do Bộ môn Bệnh cây - Học viện Nông nghiệp Việt Nam cung cấp:
  • 04 isolate nấm Trichoderma viride: TV-G (chủng gốc), TV-1, TV-2, TV-3.
  • 04 isolate vi khuẩn Bacillus subtilis: BS-G (chủng gốc), BS-O (phân lập từ đất trồng ớt), BS-C (phân lập từ đất trồng cà chua), HT-7 (phân lập từ đất trồng hồ tiêu).

Thiết kế thí nghiệm thực nghiệm:

• Đánh giá tính gây bệnh trên chậu vại: Lây nhiễm nhân tạo bằng dịch nấm thuần (30ml nước cất/đĩa nấm), ngâm hạt đậu cove, đậu đen trong dịch nấm 15 phút trước khi gieo; mỗi công thức gồm 2 lần nhắc lại, mỗi lần 1 chậu 30 hạt; theo dõi sau 7-15 ngày.
• Khảo sát hiệu lực đối kháng in vitro: Thực hiện trên môi trường PGA ở nhiệt độ 28,5 ± 0,5°C; bố trí 4 công thức với 3 lần lặp lại (CT1: Đối chứng cấy nấm bệnh riêng rẽ; CT2: Cấy vi sinh vật đối kháng trước 24 giờ rồi cấy S. rolfsii; CT3: Cấy đồng thời; CT4: Cấy nấm bệnh S. rolfsii trước 24 giờ rồi cấy vi sinh vật đối kháng). Đo đường kính tản nấm trong 3 ngày sau cấy.
• Khảo sát hiệu lực phòng trừ của T. viride trong chậu vại: Bố trí 5 công thức với 2 lần lặp lại (mỗi chậu 30 hạt):
  • CT1: Đối chứng không xử lý nấm bệnh (ngâm hạt trong nước cất 15 phút).
  • CT2: Đối chứng có xử lý nấm bệnh (ngâm hạt trong dịch S. rolfsii 15 phút).
  • CT3: Ngâm hạt trong dịch T. viride 15 phút; khi cây đạt giai đoạn 2 lá mầm tiến hành lây nhiễm dịch nấm S. rolfsii.
  • CT4: Ngâm hạt đồng thời trong hỗn hợp dịch nấm T. viride và S. rolfsii 15 phút rồi gieo.
  • CT5: Ngâm hạt trong dịch nấm S. rolfsii 15 phút; khi cây đạt 2 lá mầm tiến hành xử lý dịch nấm đối kháng T. viride.

Công thức tính toán và xử lý thống kê:

• Tỷ lệ bệnh: $\text{TLB } (%) = \left(\frac{A}{B}\right) \times 100$, trong đó $A$ là tổng số cây bị bệnh, $B$ là tổng số cây điều tra.
• Hiệu lực đối kháng (HLĐ %) và Hiệu lực phòng trừ (HLPT %) tính theo công thức Abbott: $$\text{HL} (%) = \frac{C - T}{C} \times 100$$ (Đối với in vitro: $C$ là đường kính tản nấm đối chứng, $T$ là đường kính tản nấm thí nghiệm; đối với chậu vại: $C$ là tỷ lệ bệnh đối chứng, $T$ là tỷ lệ bệnh công thức thí nghiệm).
• Phân cấp hiệu lực ức chế theo chỉ số PIRG (Percent Inhibition of Radial Growth): mức thấp (+) khi HLỨC $\le 50%$; trung bình (++) khi $50% < \text{HLỨC} \le 60%$; cao (+++) khi $60% < \text{HLỨC} \le 75%$; rất cao (++++) khi $\text{HLỨC} \ge 75%$.
• Số liệu thống kê được xử lý bằng phần mềm Excel 2010 và IRRISTART 5.0; phân tích phương sai, so sánh trị trung bình theo trắc nghiệm Duncan ở mức ý nghĩa $P = 0,95$ ($\alpha = 0,05$).

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của nghiên cứu xuất phát từ tác hại nghiêm trọng của nấm Sclerotium rolfsii đối với sản xuất cây trồng cạn tại miền Bắc Việt Nam. Nhấn mạnh việc nguồn bệnh lưu tồn bền vững dưới dạng hạch nấm trong đất khiến các biện pháp hóa học kém hiệu quả và tiềm ẩn rủi ro môi trường. Từ đó, tác giả xác lập mục đích điều tra hiện trạng bệnh hại tại các vùng trồng chính ở Gia Lâm (Hà Nội) và khảo nghiệm ứng dụng các chủng vi sinh vật đối kháng (Trichoderma viride, Bacillus subtilis) để xây dựng giải pháp sinh học an toàn. Tác giả đồng thời nêu rõ 5 yêu cầu nghiên cứu chi tiết cần thực hiện.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương tổng quan hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước:

• Nghiên cứu ngoài nước: Tác giả dẫn chứng lịch sử phát hiện nấm S. rolfsii từ năm 1892 tại Florida (Mỹ) của Peter Henry Rolfs. Bệnh gây thiệt hại lớn cho cây lạc tại Hoa Kỳ (10 - 20 triệu USD năm 1959 tại đồng bằng duyên hải miền Trung, thất thu năng suất từ 1% đến 60%). Phân tích đặc tính sinh học của nấm: ưa nhiệt độ 25 - 35°C, độ ẩm cao, pH thích hợp 3 - 5; tiết acid oxalic và enzyme phân hủy tế bào thực vật. Về kiểm soát sinh học, nấm Trichoderma spp. tiết các chất kháng sinh (Gliotoxin, Viridin, Trichodermin...) và enzyme ($\beta$-1,3-glucanase, chitinase); vi khuẩn Bacillus subtilis có khả năng tiết peptide kháng nấm và kích thích sinh trưởng rễ.
• Nghiên cứu trong nước: Tổng hợp các kết quả của Đỗ Tấn Dũng, Lê Lương Tề, Nguyễn Văn Viên, Trần Thị Thuần... Bệnh HRGMT xuất hiện phổ biến ở miền Bắc, tỷ lệ hại cục bộ có nơi lên đến 20 - 25% trên lạc, từ 31,6% - 51,5% trên cà chua đất vàn cao. Các nghiên cứu trước đây chứng minh T. viride có thể ức chế sự phát triển của nấm đất, đạt hiệu lực phòng trừ trong chậu vại từ 78,3% đến 97,1%.

Phần 3: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị hóa chất, dụng cụ khử trùng và các bước điều chế môi trường PGA. Tác giả thiết kế chi tiết các bước thu mẫu bệnh thực tế ngoài đồng ruộng tại Gia Lâm theo quy chuẩn quốc gia; quy trình ủ ẩm mô thân bệnh để thu hạch nấm và cấy chuyền phân lập nấm S. rolfsii thuần khiết. Chương này cũng chuẩn hóa sơ đồ bố trí thí nghiệm in vitro trên đĩa Petri cho 4 isolate T. viride và 4 isolate B. subtilis, cũng như thiết kế bố cục thí nghiệm lây nhiễm chéo và phòng trừ sinh học trong chậu vại gồm các công thức xử lý đơn lẻ, phối hợp hoặc xử lý cách ly theo thời gian.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này phản ánh toàn bộ các dẫn liệu thu thập được từ thực địa và phòng thí nghiệm qua 29 bảng số liệu, 27 đồ thị và 41 hình ảnh minh chứng:

• Diễn biến bệnh hại ngoài đồng ruộng: Dẫn liệu theo dõi định kỳ từ cuối tháng 2 đến tháng 5 năm 2021 tại Cổ Bi, Văn Đức và Đặng Xá (Gia Lâm) xác nhận quy luật tỷ lệ bệnh tăng dần theo các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng, đạt đỉnh điểm ở các giai đoạn ra hoa, đậu củ/quả và thu hoạch.
• Đặc điểm hình thái và khả năng sinh hạch của S. rolfsii: Trên môi trường PGA, tản nấm phát triển dạng sợi màu trắng xốp, phân nhánh đâm tia; sau 7-10 ngày bắt đầu hình thành hạch nấm hình cầu chuyển dần từ màu trắng sang vàng nâu và nâu đậm.
• Tính gây bệnh lây nhiễm chéo: Các isolate nấm S. rolfsii phân lập từ cà chua, lạc, đậu cove, đậu đen, đậu xanh đều có khả năng lây nhiễm chéo và gây chết hoại gốc rễ trên hạt và cây con đậu đen, đậu cove.
• Hiệu lực đối kháng in vitro: Tất cả các isolate Trichoderma viride (TV-G, TV-1, TV-2, TV-3) và Bacillus subtilis (BS-G, BS-O, BS-C, HT-7) đều thể hiện khả năng ức chế rõ rệt sự phát triển bán kính tản nấm S. rolfsii. Hiệu lực ức chế đạt mức cao nhất ở nghiệm thức cấy vi sinh vật đối kháng trước 24 giờ.
• Hiệu lực phòng trừ trong chậu vại: Chủng nấm đối kháng Trichoderma viride TV-2 khi xử lý hạt giống trước hoặc kết hợp khi gieo đã làm giảm tỷ lệ bệnh và tỷ lệ chết của cây con rõ rệt đối với các isolate nấm bệnh trên đậu cove, đậu xanh và đậu đen.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tác giả tóm tắt các kết quả đạt được về tình hình phát sinh bệnh hại trên đồng ruộng, đặc tính sinh học của nấm gây bệnh, xác nhận tính đối kháng cao của T. viride và B. subtilis trên môi trường PGA, và hiệu lực bảo vệ cây trồng của T. viride TV-2 trong điều kiện chậu vại; đề xuất kiến nghị tiếp tục thử nghiệm diện rộng ngoài đồng ruộng.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận cung cấp hệ thống số liệu thực nghiệm nguyên gốc về diễn biến bệnh héo rũ gốc mốc trắng ngoài đồng ruộng tại địa bàn Gia Lâm, Hà Nội:

Cây trồng	Địa điểm điều tra	Giai đoạn sinh trưởng theo dõi	Biên độ tỷ lệ bệnh (TLB %)	Ghi chú diễn biến
Cà chua	Xã Cổ Bi	Ra hoa quả non $\rightarrow$ Quả chín	0,27% $\rightarrow$ 4,40%	Bệnh tăng nhanh ở giai đoạn quả chín
Lạc	Xã Văn Đức	Cây con $\rightarrow$ Củ chắc	0,13% $\rightarrow$ 15,20%	Tăng mạnh từ ra hoa đâm tia (7,93%) đến củ chắc (15,20%)
Đậu cove	Xã Đặng Xá	5-6 lá $\rightarrow$ Thu hoạch	2,53% $\rightarrow$ 9,47%	Tăng dần qua giai đoạn ra hoa quả non (5,60% - 6,93%)

Về đặc tính sinh học và khả năng gây hại, nghiên cứu chứng minh các isolate nấm S. rolfsii phân lập tại các địa phương trên đều có khả năng sinh sợi nấm trắng xốp, hình thành hạch nấm đồng đều và có độc lực cao, thể hiện khả năng lây nhiễm chéo gây chết rụi trên các cây họ đậu đỗ (đậu đen, đậu cove).

Về hiệu lực đối kháng sinh học:

• Trên môi trường nhân tạo PGA, các isolate nấm đối kháng Trichoderma viride (TV-G, TV-1, TV-2, TV-3) và vi khuẩn Bacillus subtilis (BS-G, BS-O, BS-C, HT-7) đều hạn chế mạnh mẽ sự phát triển hệ sợi nấm của toàn bộ các isolate nấm bệnh (SR-Cchua-CB, SR-Lạc-VĐ, SR-Cove-ĐX, SR-Đđen-ĐX, SR-Đđen-KS, SR-Đxanh-ĐX, SR-Đxanh-CB).
• Trong các nghiệm thức đối kháng, công thức cấy tác nhân đối kháng trước 24 giờ cho hiệu lực ức chế bán kính tản nấm cao nhất nhờ ưu thế chiếm lĩnh không gian dinh dưỡng và tiết chất kháng sinh sớm.
• Trong điều kiện chậu vại (nhà lưới), chủng nấm đối kháng Trichoderma viride TV-2 thể hiện hiệu lực phòng trừ rõ rệt đối với bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên đậu đen, đậu cove và đậu xanh, làm giảm đáng kể tỷ lệ hạt thối và cây con chết héo so với công thức đối chứng chỉ lây nhiễm nấm bệnh.

Đóng góp so với nghiên cứu trước mà tác giả tự nêu:

• Bổ sung dẫn liệu điều tra cập nhật (vụ xuân 2021) về mức độ phát sinh và quy luật gây hại của bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên tập đoàn cây trồng cạn chủ lực tại vùng chuyên canh rau màu huyện Gia Lâm, Hà Nội.
• Phân lập và đánh giá có hệ thống 7 isolate nấm Sclerotium rolfsii bản địa từ 4 loại cây ký chủ tại các tiểu vùng sinh thái khác nhau ở Gia Lâm; kiểm chứng thực nghiệm đặc tính lây nhiễm chéo giữa các nguồn phân lập.
• Xác định và tuyển chọn được các isolate có hoạt tính kháng nấm cao trong tập đoàn vi sinh vật đối kháng của Bộ môn Bệnh cây (nổi bật là Trichoderma viride TV-2 và các chủng vi khuẩn B. subtilis BS-G, HT-7), cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm cho việc phát triển các chế phẩm sinh học bảo vệ thực vật.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận thẳng thắn phản ánh các giới hạn trong khuôn khổ thực hiện:

• Phạm vi thời gian nghiên cứu tương đối ngắn (từ tháng 12/2020 đến tháng 6/2021), chỉ phản ánh diễn biến bệnh hại trong vụ đông xuân và đầu vụ hè thu năm 2021 tại một số xã thuộc huyện Gia Lâm, chưa theo dõi được biến động qua nhiều vụ liên tiếp.
• Các thí nghiệm đánh giá hiệu lực phòng trừ của vi sinh vật đối kháng mới chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (in vitro trên môi trường PGA) và quy mô chậu vại trong điều kiện nhà lưới bán tự nhiên; chưa tiến hành khảo nghiệm diện rộng ngoài đồng ruộng sản xuất để đánh giá sự tương tác phức tạp của hệ vi sinh vật bản địa và các yếu tố khí hậu bất lợi.
• Thử nghiệm chậu vại mới tập trung sâu vào hiệu lực của chủng nấm đối kháng Trichoderma viride TV-2 trên một số cây họ đậu, chưa thực hiện đầy đủ các phép thử phòng trừ trong chậu vại đối với các isolate vi khuẩn Bacillus subtilis.

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung:

• Mở rộng khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ của T. viride và B. subtilis ra điều kiện đồng ruộng sản xuất thực tế trên các chân đất vàn cao và đất bãi chuyên canh rau màu.
• Nghiên cứu phối hợp đa chủng giữa T. viride và vi khuẩn B. subtilis để đánh giá hiệu ứng hiệp đồng trong việc ức chế hạch nấm tồn lưu trong đất.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn cao đối với:

• Sinh viên, học viên cao học chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Nông học, Vi sinh vật học nông nghiệp đang thực hiện các đề tài nghiên cứu về bệnh nấm truyền qua đất và phương pháp kiểm soát sinh học.
• Cán bộ kỹ thuật trạm bảo vệ thực vật, cán bộ khuyến nông cơ sở tại các vùng chuyên canh rau màu trong việc chẩn đoán triệu chứng, nhận định thời điểm bùng phát bệnh HRGMT trên cây cà chua, lạc, đậu đỗ (giai đoạn ra hoa - nuôi củ/quả) để có biện pháp can thiệp sớm.
• Các nhà nghiên cứu công nghệ sinh học nông nghiệp tham khảo quy trình phân lập nấm hạch từ mô bệnh, phương pháp bố trí thí nghiệm đối kháng in vitro theo phương pháp đĩa đôi, kỹ thuật đánh giá theo công thức Abbott và hệ thống phân cấp ức chế PIRG.

Câu hỏi thường gặp

1. Nấm Sclerotium rolfsii gây bệnh bằng cơ chế nào và triệu chứng nhận biết điển hình trên đồng ruộng là gì?
Nấm Sclerotium rolfsii tiết ra acid oxalic và các enzyme phân hủy mô tế bào ký chủ. Triệu chứng điển hình là vết bệnh màu nâu nhạt hoặc nâu đen ở phần gốc thân sát mặt đất, hơi lõm, biểu bì thối mục (khi ẩm) hoặc thối khô (khi khô); lá gốc biến vàng dần từ dưới lên; tại vết bệnh xuất hiện lớp sợi nấm màu trắng xốp như bông bao quanh gốc và lan ra mặt đất, từ đó hình thành các hạch nấm hình cầu kích thước 1 - 2 mm, chuyển dần từ màu trắng sang nâu đậm.

2. Giai đoạn sinh trưởng nào của cây lạc và cà chua có tỷ lệ bệnh héo rũ gốc mốc trắng cao nhất?
Dẫn liệu điều tra thực tế tại Gia Lâm cho thấy:

• Trên cây lạc (xã Văn Đức): Bệnh tăng mạnh từ khi cây ra hoa đâm tia (TLB đạt 7,93%) và đạt đỉnh điểm ở giai đoạn tạo củ chắc với tỷ lệ bệnh lên tới 15,20%.
• Trên cây cà chua (xã Cổ Bi): Tỷ lệ bệnh thấp ở giai đoạn ra hoa quả non (0,27%) và tăng cao nhất vào giai đoạn quả chín (4,40%).

3. Khóa luận đã phân lập được bao nhiêu isolate nấm gây bệnh và nguồn gốc từ đâu?
Tác giả đã phân lập được 7 isolate nấm thuần Sclerotium rolfsii ký hiệu theo nguồn thu thập:

• Cà chua: SR-Cchua-CB (xã Cổ Bi).
• Lạc: SR-Lạc-VĐ (xã Văn Đức).
• Đậu cove: SR-Cove-ĐX (xã Đặng Xá).
• Đậu đen: SR-Đđen-ĐX (xã Đặng Xá), SR-Đđen-KS (xã Kim Sơn).
• Đậu xanh: SR-Đxanh-ĐX (xã Đặng Xá), SR-Đxanh-CB (xã Cổ Bi).

4. Những chủng vi sinh vật đối kháng nào được sử dụng và chủng nào cho hiệu lực phòng trừ tốt trong chậu vại?
Nghiên cứu sử dụng 4 isolate nấm Trichoderma viride (TV-G, TV-1, TV-2, TV-3) và 4 isolate vi khuẩn Bacillus subtilis (BS-G, BS-O, BS-C, HT-7). Trong điều kiện chậu vại, chủng nấm Trichoderma viride TV-2 được lựa chọn khảo nghiệm và cho hiệu lực phòng trừ bệnh héo rũ gốc mốc trắng rất cao trên các cây đậu cove, đậu xanh và đậu đen.

5. Phương pháp tính toán và chỉ số nào được dùng để đánh giá hiệu lực ức chế in vitro?
Tác giả sử dụng công thức Abbott: $\text{HLĐ } (%) = [(C - T) / C] \times 100$ (với $C$ là đường kính tản nấm đối chứng, $T$ là đường kính tản nấm ở công thức thí nghiệm), sau đó phân cấp mức độ hiệu lực theo chỉ số PIRG thành 4 mức: Thấp ($\le 50%$), Trung bình ($50% - 60%$), Cao ($60% - 75%$), Rất cao ($\ge 75%$).

Kết luận

Khóa luận của sinh viên Nguyễn Thị Nhàn đã khảo sát toàn diện thực trạng phát sinh, lây nhiễm của nấm Sclerotium rolfsii hại một số cây trồng cạn tại huyện Gia Lâm (Hà Nội), ghi nhận bệnh gây hại nặng nhất ở giai đoạn ra hoa và tạo củ/quả. Nghiên cứu đã chứng minh bằng thực nghiệm khả năng đối kháng mạnh mẽ của các chủng nấm Trichoderma viride và vi khuẩn Bacillus subtilis đối với nấm bệnh trên môi trường nhân tạo thông qua cơ chế cạnh tranh và kháng sinh. Đồng thời, kết quả khảo nghiệm chủng T. viride TV-2 trong chậu vại khẳng định tiềm năng ứng dụng sinh học khả thi, tạo tiền đề khoa học cho việc sản xuất các chế phẩm phòng trừ bệnh héo rũ gốc mốc trắng bền vững trong nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp, việc áp dụng khoa học công nghệ tiên tiến vào sản xuất nông nghiệp đã tạo ra khối lƣợng lớn sản phẩm nông nghiệp, chất lƣợng cao và ổn định. Với xu hƣớng hội nhập hóa nền nông nghiệp cùng với thành tựu to lớn của ngành sản xuất lƣơng thực đem lại thì việc chú trọng phát triển sản xuất cây trồng cạn nhƣ: Cà chua khoai tây đậu đỗ, bầu bí .cũng cần đƣợc đầu tƣ để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nƣớc và xuất khẩu ngày một tăng. Nông nghiệp nƣớc ta chủ yếu là hoạt động sản xuất ngoài trời chịu nhiều tác động trực tiếp của thiên nhiên nên trong quá trình sản xuất gặp rất nhiều rủi ro nhƣ: thiên tai, dịch hại,.làm ảnh hƣởng lớn đến năng suất và chất lƣợng nông sản. Nƣớc ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm mƣa nhiều thuận lợi cho sự phát triển của các loại cây trồng.

Tuy nhiên thời tiết nóng ẩm mƣa nhiều cũng là điều kiện thuận lợi cho nhiều loài vi sinh vật xâm nhiễm gây bệnh cho cây trồng. Trong đó là các loài nấm bệnh đặc biệt là nhóm nấm truyền qua đất gây hại vùng gốc rễ nhƣ: Fusarium sp, Sclerotium rolfsii, Rhizoctonia solani, Phythium sp, Phytophthora sp,. Nấm Sclerotium rolfsii Sacc. là một trong những nấm điển hình gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng làm giảm năng suất của các cây trồng thuộc họ cà đậu đỗ, bầu bí.

Nguồn nấm gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng tồn tại chủ yếu trong đất, trong tàn dƣ thực vật cây kí chủ và trong các vật liệu giống nhiễm bệnh ở dạng sợi nấm, hạch nấm. Hạch nấm tồn tại trong đất ở tầng đất bề mặt và qua năm này năm khác là nguồn gây bệnh chủ yếu cho các cây trồng vụ sau hoặc năm sau. Do vậy việc điều tra nghiên cứu tình hình gây hại của bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại một số cây trồng cạn trên đồng ruộng, mức độ phổ biến và biện pháp phòng trừ là rất cần thiết. Cho đến nay công tác phòng trừ các loài nấm đất nói chung và nấm Sclerotium rolfsii Sacc.

còn gặp nhiều khó khăn do khả năng bảo tồn của 1 nấm là rất lớn và nguồn nấm bệnh tồn tại chính ở trong đất. Vì thế, khi sử dụng thuốc hóa học đem lại hiệu quả không cao gây ô nhiễm môi trƣờng và còn ảnh hƣởng đến chất lƣợng nông sản do tồn lại lƣợng dƣ thuốc trong nông sản. Điều đó đỏi hỏi những nhà bảo vệ thực vật phải nghiên cứu tìm ra những biện pháp thiết thực trong phòng trừ bệnh hại bảo vệ cây trồng, đảm bảo tăng năng suất, chất lƣợng nông sản và bảo vệ môi trƣờng. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu về chế phẩm sinh học và ứng dụng chế phẩm sinh học trong phòng trừ dịch hại trên cây trồng.

Các nghiên cứu tập trung đối với một số nấm, vi khuẩn đối kháng nhƣ: Trichoderma viride, nấm Chaetomium sp., vi khuẩn Bacillus subtilis và nhiều chế phẩm khác. Trong các vi sinh vật đối kháng nấm Trichoderma viride và vi khuẩn Bacillus subtilis đã đƣợc nghiên cứu sử dụng ở nhiều nƣớc. Ngƣời ta đã sử dụng các chủng Bacillus có hoạt tính kháng nấm mạnh để tạo các chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh trên cây. Cho tới nay đã có khoảng trên 30 nƣớc nghiên cứu sử dụng nấm Trichoderma viride để trừ bệnh hại.

Sử dụng các vi sinh vật đối kháng trong việc phòng trừ có nhiều triển vọng, đáp ứng với yêu cầu sản xuất an toàn và hƣớng đến một nền nông nghiệp phát triển bền vững.