Tổng quan luận án
Cây thanh long (Hylocereus undatus) là một trong những cây ăn trái nhiệt đới có giá trị thương mại cao của Việt Nam, tập trung chuyên canh tại các tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận, sau đó lan rộng ra khoảng 60 tỉnh thành với tổng diện tích ước tính đạt 54 nghìn ha và sản lượng khoảng 1,1 triệu tấn. Năm 2016, kim ngạch xuất khẩu thanh long tươi của Việt Nam đạt 895,7 triệu USD, chiếm 61,4% tổng giá trị xuất khẩu trái cây tươi cả nước. Tuy nhiên, trong quá trình thâm canh, áp lực dịch bệnh gây suy giảm nghiêm trọng đến năng suất và phẩm chất quả. Bệnh thán thư do nấm thuộc chi Colletotrichum tấn công trên cành, nụ hoa và trái, xuất hiện ở hầu hết các vườn chuyên canh với tỷ lệ nhiễm ghi nhận từ 30% đến 60%.
Thực trạng sản xuất cho thấy người trồng thanh long chủ yếu phụ thuộc vào việc phun thuốc bảo vệ thực vật hóa học nhiều lần với liều lượng cao. Biện pháp này không những làm tăng nguy cơ bộc phát tính kháng thuốc của quần thể nấm bệnh mà còn để lại dư lượng hóa chất vượt ngưỡng cho phép, cản trở việc xuất khẩu trái cây sang các thị trường tiêu chuẩn cao. Khoảng trống nghiên cứu thực tế tại thời điểm thực hiện đề tài là sự thiếu hụt các dữ liệu khoa học có hệ thống về cấu trúc thành phần loài Colletotrichum gây bệnh trên thanh long tại các vùng sinh thái trọng điểm phía Nam, nguồn gốc và quy luật lưu tồn của mầm bệnh trong tự nhiên (đất, nước, tàn dư thực vật), cũng như thiếu vắng một quy trình quản lý tổng hợp (IPM) tích hợp các giải pháp sinh học, thảo mộc an toàn và biện pháp canh tác vệ sinh đồng ruộng.
Mục tiêu tổng quát của luận án là xác định tác nhân, khả năng gây hại, điều kiện phát sinh phát triển của bệnh và nghiên cứu một số biện pháp phòng trừ có hiệu quả đối với bệnh thán thư (Colletotrichum spp.) nhằm cải thiện năng suất thanh long tại ba tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận.
Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể được xác định:
- Xác định thành phần loài nấm thuộc chi Colletotrichum gây bệnh thán thư trên thanh long tại các tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận bằng phương pháp hình thái học kết hợp kỹ thuật sinh học phân tử.
- Đánh giá điều kiện phát sinh phát triển của bệnh, khả năng xâm nhiễm, quy luật lưu tồn của mầm bệnh trong vườn và khả năng gây hại của các loài nấm trên các giống thanh long đang trồng phổ biến.
- Tuyển chọn các dòng vi sinh vật đối kháng, dịch trích thảo mộc và thuốc bảo vệ thực vật có hiệu quả; bước đầu xây dựng và thử nghiệm mô hình quản lý tổng hợp bệnh thán thư theo hướng an toàn.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Nấm Colletotrichum gloeosporioides và Colletotrichum truncatum gây bệnh thán thư trên cây thanh long (Hylocereus undatus).
- Phạm vi không gian: Các vùng chuyên canh thanh long tại 3 tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận; hệ thống phòng thí nghiệm và nhà lưới tại Trường Đại học Cần Thơ và Viện Cây ăn quả miền Nam.
- Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện từ tháng 02 năm 2015 đến tháng 12 năm 2019.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Chi nấm Colletotrichum (Waller & Bridge, 1993) được xếp vào một trong mười tác nhân nấm gây bệnh thực vật nguy hiểm nhất thế giới (Dean et al., 2012; Hyde et al., 2010; Cannon et al., 2012). Nấm có phạm vi ký chủ rộng trên nhiều loại cây trồng nhiệt đới và cận nhiệt đới như xoài, đu đủ, ớt, cà phê, dừa, chuối, sầu riêng (Agrios, 2005; Lakshmi et al., 2011).
Trên thế giới, các nghiên cứu xác định thành phần loài nấm gây bệnh thán thư trên thanh long đã được công bố tại một số quốc gia:
- Tại Malaysia, Masyahit et al. (2009), Masratul et al. (2008), Zianti et al. (2013) và Vijaya et al. (2015) xác định Colletotrichum gloeosporioides và Colletotrichum truncatum là tác nhân chính gây thán thư, làm thối rữa cành và quả thanh long (Hylocereus polyrhizus và Hylocereus undatus). Nhiệt độ 26,5 - 28,1°C và độ ẩm tương đối 77,5 - 86,6% được ghi nhận là điều kiện tối thích cho sự phát triển của bệnh.
- Tại Trung Quốc, Guo et al. (2014) ghi nhận Colletotrichum truncatum gây bệnh thán thư trên thanh long tại tỉnh Vân Nam dựa trên đặc điểm hình thái và giải trình tự gen vùng ITS kết hợp locus $\beta$-tubulin.
- Tại Thái Lan, Athipunyakom & Likhitekaraj (2010) và Athipunyakom et al. ghi nhận cả hai loài C. gloeosporioides và C. truncatum gây hại trên thân, cành, hoa và trái với tỷ lệ bệnh từ 13,5% đến 58,2%.
Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây về bệnh thán thư tập trung chủ yếu trên cây ăn trái khác và hoa màu:
- Thủy & Kim (2005, 2008) phân lập và xác định C. gloeosporioides và C. acutatum trên xoài và sầu riêng tại Đồng bằng sông Cửu Long.
- Trị (2001) khảo sát tác hại của thán thư trên xoài; Diệp (2009) nghiên cứu C. gloeosporioides và C. kahawae gây khô cành, khô quả cà phê.
- Trên cây ớt, các công trình của Oanh (2001), Bá & Cúc (1999), Mân & Tề (1998), Sử & Tường (2016), Yến và ctv. (2016), Trang và ctv. (2020) đã phân lập các loài Colletotrichum và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn, vi khuẩn Bacillus subtilis đối kháng.
Về kiểm soát sinh học và thảo mộc, các công trình quốc tế và trong nước đã ghi nhận tiềm năng của vi khuẩn Bacillus spp. (Ashwini & Srividya, 2012, 2014; Salimi, 2013), xạ khuẩn Streptomyces (Qin et al., 1994; Gomes, 2001), nấm đối kháng Trichoderma spp. (Pandey et al., 2011, 2012; Hùng và ctv., 2014) và các dịch trích thảo mộc như cây móng tay Impatiens balsamina chứa peptide kháng nấm Ib-AMP (Nuchnuanrat, 2009; François et al., 2004), dịch chiết tỏi Allium sativum (Lợi, 2006; Huang et al., 2000), gừng Zingiber officinale (Tagoe et al., 2011; Rodrigues et al., 2007) và lá lốt Piper sarmentosum (Bussaman et al., 2012).
Vị trí của luận án: Luận án là công trình nghiên cứu toàn diện đầu tiên tại Việt Nam giải quyết đồng thời các vấn đề:
- Định danh chính xác các loài nấm Colletotrichum trên thanh long tại 3 tỉnh chuyên canh lớn nhất phía Nam bằng giải trình tự vùng ITS-rDNA.
- Xác định vị trí lưu tồn tự nhiên của nguồn bệnh trong môi trường vườn thanh long (nước mưa, nước mương rãnh, đất ở các tầng sâu và xác bã thực vật).
- Xây dựng và kiểm chứng thực nghiệm giải pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) kết hợp hài hòa giữa vệ sinh vườn, dịch trích thảo mộc (Impatiens balsamina), vi sinh vật đối kháng (Bacillus, Streptomyces) và thuốc hóa học đặc trị theo ngưỡng áp lực bệnh ngoài đồng ruộng.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án dựa trên cơ sở phân loại học hiện đại của nấm sợi (Sutton, 1980; Waller & Bridge, 1993; CABI, 2003) kết hợp phát sinh học phân tử (White et al., 1990; Bruns et al., 1991, 1992). Về mặt bệnh học thực vật, luận án vận dụng lý thuyết chu trình bán ký sinh (hemibiotrophy) của chi Colletotrichum (Mendgen & Hahn, 2002; Agrios, 2005) chuyển từ giai đoạn sống ký sinh trong mô sống (biotroph) sang giai đoạn hoại sinh giết chết mô tế bào ký chủ (necrotroph). Cơ chế phòng trừ sinh học dựa trên tính đối kháng vi sinh vật (sinh kháng sinh, enzyme phân giải vách tế bào như chitinase, $\beta$-1,3-glucanase, cạnh tranh dinh dưỡng) và hoạt tính kháng nấm của các hợp chất thứ cấp/peptide thực vật. Khung phân tích quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) được áp dụng theo mô hình chiến lược của Nutter (2007).
Các phương pháp thực nghiệm được triển khai:
- Phương pháp phân lập và định danh hình thái: Thu thập mẫu mô cành, hoa, quả bị bệnh thán thư tại các vườn thanh long ở Tiền Giang, Long An và Bình Thuận. Khử trùng bề mặt mô bệnh bằng cồn $70^\circ$ và NaOCl, cấy chuyển trên môi trường thạch khoai tây dextrose (PDA). Ghi nhận đặc điểm màu sắc tản nấm, dạng khuẩn ty, cấu trúc đĩa đài (acervulus), lông cứng (setae), hình thái và kích thước bào tử đính (conidia) và giác bám (appressoria) dưới kính hiển vi quang học.
- Phương pháp sinh học phân tử: Tách chiết DNA tổng số của các chủng nấm phân lập bằng phương pháp CTAB. Nhân bản phân đoạn gen ITS-rDNA bằng phản ứng chuỗi trùng hợp (PCR) với cặp mồi phổ biến ITS1 (5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3') và ITS4 (5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3'). Sản phẩm PCR được điện di kiểm tra trên gel agarose 1,5%, tinh sạch và giải trình tự nucleotide. Trình tự được căn chỉnh, đối chiếu dữ liệu trên ngân hàng gen NCBI bằng công cụ BLAST và thiết lập cây phát sinh loài bằng phần mềm MEGA theo thuật toán Neighbor-Joining.
- Phương pháp lây nhiễm nhân tạo và quy tắc Koch: Đánh giá khả năng xâm nhiễm cơ học (tạo vết thương bằng kim vô trùng) và tự nhiên (không tạo vết thương) trên cành bánh tẻ thanh long với huyền phù bào tử ($10^6$ bào tử/mL). Tái phân lập nấm từ vết bệnh thực nghiệm để đối chiếu theo các bước của quy tắc Koch.
- Khảo sát đặc tính sinh học: Đánh giá ảnh hưởng của các mức pH (từ 4 đến 9) và nhiệt độ (từ 15°C đến 40°C) đến sự sinh trưởng đường kính tản nấm (mm) trên môi trường nuôi cấy nhân tạo qua các mốc thời gian.
- Phương pháp điều tra lưu tồn mầm bệnh: Thu thập mẫu nước mưa (bằng phễu vô trùng trong vườn), mẫu nước mương rãnh, mẫu tàn dư mô chết và mẫu đất ở các tầng độ sâu (0 - 5 cm, 5 - 10 cm, 10 - 20 cm) tại 3 tỉnh. Phân lập nấm trên môi trường chọn lọc, đếm mật số đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU/mL nước hoặc CFU/g đất), kiểm tra độc tính gây bệnh của các chủng thu được trên cành thanh long qua quy trình Koch.
- Phương pháp tuyển chọn nông dược, thảo mộc và vi sinh vật đối kháng in vitro:
- Thuốc hóa học và sinh học: Thử nghiệm bằng phương pháp trộn thuốc vào môi trường PDA ở nồng độ 50 ppm và 100 ppm; tính toán phần trăm ức chế đường kính tản nấm theo công thức Abbott.
- Dịch trích thảo mộc: Sử dụng dịch trích nước thô từ lá cây móng tay (Impatiens balsamina), củ tỏi (Allium sativum) và củ gừng (Zingiber officinale) ở các nồng độ 2%, 3% và 4%.
- Vi sinh vật đối kháng: Khảo sát 26 dòng vi khuẩn Bacillus spp. và các chủng xạ khuẩn Actinomycetes bằng phương pháp nuôi cấy kép (dual culture method) trên đĩa thạch; đo bán kính vành vô khuẩn (mm) và xác định hiệu suất đối kháng (%).
- Phương pháp bố trí thí nghiệm nhà lưới và ngoài đồng: Bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với các lần lặp lại. Đánh giá tỷ lệ bệnh (TLB %), chỉ số bệnh (CSB %) theo thang phân cấp tiêu chuẩn ngành, đường kính vết bệnh (cm), năng suất thực thu và hiệu quả kinh tế trên mô hình diện hẹp.
- Xử lý số liệu: Số liệu được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh trung bình nghiệm thức theo phép thử Duncan hoặc LSD ở mức ý nghĩa $p \le 0,05$ bằng phần mềm thống kê chuyên dụng.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu
Chương 1 làm rõ tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ vai trò kinh tế của cây thanh long và thiệt hại do bệnh thán thư gây ra tại các vùng chuyên canh phía Nam. Chương này xác định rõ mục tiêu tổng quát, 3 mục tiêu cụ thể, đối tượng, phạm vi nghiên cứu tại Tiền Giang, Long An, Bình Thuận trong giai đoạn 2015 - 2019. Tác giả cũng nêu bật ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn, những đóng góp mới và xác định giới hạn nghiên cứu của đề tài là tập trung vào các thí nghiệm đồng ruộng đơn yếu tố và mô hình diện hẹp.
Chương 2: Tổng quan tài liệu
Chương 2 tổng hợp có hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến cây thanh long và bệnh thán thư. Nội dung phân tích chi tiết về:
- Phân loại học thực vật chi Hylocereus, nguồn gốc và tình hình canh tác thương mại.
- Triệu chứng bệnh thán thư trên cành, hoa và quả; chu trình lây nhiễm, cấu trúc cơ quan sinh sản vô tính/hữu tính và đặc điểm sinh thái (nhiệt độ, ẩm độ, pH) của các loài nấm thuộc chi Colletotrichum.
- Bảng phân loại hình thái các loài Colletotrichum phổ biến trên cây trồng của Sutton (1980) và Than et al. (2008).
- Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong giải mã trình tự vùng ITS-rDNA để định danh nấm.
- Cơ sở khoa học của các biện pháp quản lý tổng hợp: biện pháp canh tác (vệ sinh đồng ruộng, cắt tỉa, thoát nước), kiểm soát sinh học (Trichoderma, Bacillus, Streptomyces, nấm men), dịch trích thảo mộc chứa hoạt chất kháng nấm và đặc tính của các loại nông dược chuyên biệt.
Chương 3: Phương pháp nghiên cứu
Chương 3 trình bày chi tiết toàn bộ quy trình thực nghiệm, vật liệu, địa điểm, thời gian và phương pháp bố trí thí nghiệm. Tác giả mô tả chi tiết:
- Quy trình thu thập mẫu bệnh, phân lập và làm sạch 44 chủng nấm.
- Phương pháp tách chiết DNA bằng CTAB, phản ứng PCR với cặp mồi ITS1/ITS4, giải trình tự và phân tích cây phát sinh loài.
- Phương pháp đánh giá khả năng gây bệnh của các chủng phân lập trên 4 giống thanh long (ruột trắng Chợ Gạo, ruột trắng Bình Thuận, ruột đỏ, tím hồng).
- Quy trình lấy mẫu và phân lập nấm Colletotrichum từ nước mưa, nước mương rãnh, mô chết và đất ở 3 độ sâu.
- Phương pháp thử nghiệm in vitro hiệu lực của 7 loại thuốc hóa học, 5 loại chế phẩm sinh học, 3 loại dịch trích thảo mộc (móng tay, tỏi, gừng) và các dòng vi sinh vật đối kháng (Bacillus, Streptomyces).
- Phương pháp bố trí thí nghiệm trong nhà lưới, ngoài đồng và mô hình diện hẹp so sánh giữa quy trình IPM và tập quán nông dân (TQND).
Chương 4: Kết quả và thảo luận
Chương 4 trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được qua các nội dung nghiên cứu:
1. Thu thập, định danh và khả năng gây hại của các loài nấm Colletotrichum
Từ các vùng sản xuất thanh long tại Tiền Giang, Long An và Bình Thuận, tác giả đã phân lập được 44 chủng nấm Colletotrichum. Qua phân tích hình thái kết hợp giải trình tự vùng gen ITS-rDNA và đối chiếu BLAST trên NCBI, các chủng phân lập được xác định thuộc 2 loài:
- Colletotrichum gloeosporioides: Tản nấm có màu trắng xám đến xám đen hoặc nâu đen, khối bào tử màu hồng cam; bào tử đính đơn bào, trong suốt, hình trụ tròn hai đầu, kích thước 9 - 24 $\times$ 3 - 4,5 $\mu$m; giác bám hình chùy hoặc không đều.
- Colletotrichum truncatum: Tản nấm màu nâu sậm đến đen, có gai (setae) cứng màu nâu đen, khối bào tử màu mật; bào tử đính đơn bào, hình lưỡi liềm hoặc hình thoi nhọn/cùn đầu, kích thước 15,5 - 24 $\times$ 3,5 - 4 $\mu$m.
Thí nghiệm lây bệnh nhân tạo khẳng định cả hai phương thức xâm nhiễm tự nhiên (không vết thương) và qua vết thương cơ học đều làm xuất hiện triệu chứng bệnh thán thư điển hình. Cả hai loài đều có khả năng gây bệnh trên cả 4 giống thanh long khảo sát, trong đó loài C. truncatum thể hiện độc tính cao nhất và gây hại nặng nhất trên giống thanh long ruột đỏ.
| Chỉ tiêu / Đặc điểm |
Colletotrichum gloeosporioides |
Colletotrichum truncatum |
| Hình thái tản nấm |
Trắng sữa, xám nhạt đến nâu đen |
Nâu sậm đến đen, mọc búi xám |
| Hình dạng bào tử đính |
Hình trụ thẳng, hai đầu tròn |
Hình lưỡi liềm, cong, đầu thon nhọn |
| Kích thước bào tử |
9 - 24 $\times$ 3 - 4,5 $\mu$m |
15,5 - 24 $\times$ 3,5 - 4 $\mu$m |
| Cấu trúc đĩa đài |
Ít gai hoặc gai rải rác |
Nhiều gai cứng (setae) màu đen |
| Màu khối bào tử |
Hồng cam |
Màu mật hoặc cam nhạt |
| Triệu chứng trên cành |
Vết bệnh màu vàng sáng sang nâu tròn |
Vết bệnh phồng rộp, nâu đỏ đến đen |
| Mức độ gây hại chính |
Phổ biến trên cành và trái |
Gây hại nặng nhất trên giống ruột đỏ |
2. Đặc điểm sinh học của nấm bệnh
- Về pH: Cả hai loài nấm sinh trưởng tốt trong dải pH rộng từ 5 đến 8. Nấm C. gloeosporioides phát triển thuận lợi nhất ở pH 6 - 7, trong khi C. truncatum đạt đường kính tản nấm cực đại ở pH 6 - 8.
- Về nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ thích hợp cho hệ sợi nấm phát triển là 25 - 30°C. Nhiệt độ tối thích của C. gloeosporioides là 28 - 30°C, và C. truncatum là 28 - 32°C. Sinh trưởng của nấm bị ức chế mạnh ở nhiệt độ dưới 15°C hoặc trên 35°C.
3. Khả năng lưu tồn và quy luật phát sinh phát triển của bệnh
Nghiên cứu khẳng định nấm Colletotrichum spp. hiện diện và lưu tồn ở nhiều nguồn trong hệ sinh thái vườn thanh long tại cả 3 tỉnh:
- Đã phân lập được 8 chủng nấm Colletotrichum từ mẫu nước mưa, nước mương rãnh, tàn dư mô cây chết và trong đất ở độ sâu từ 0 đến 10 cm. Cả 8 chủng này đều gây bệnh trở lại trên cành thanh long khỏe mạnh qua kiểm chứng quy tắc Koch.
- Mật số nấm trong đất tập trung cao nhất ở tầng mặt (0 - 5 cm và 5 - 10 cm) và giảm rõ rệt ở độ sâu > 10 cm.
- Diễn biến phát sinh bệnh trong năm 2018 tại Tiền Giang và Long An cho thấy: Bệnh bắt đầu xuất hiện và gia tăng tỷ lệ từ tháng 6 dương lịch, đạt đỉnh điểm gây hại nặng nhất vào tháng 9 đến tháng 10. Diễn biến này tương quan thuận chặt chẽ với lượng mưa và độ ẩm không khí cao trong mùa mưa tại Đồng bằng sông Cửu Long.
4. Tuyển chọn các biện pháp phòng trừ in vitro và ngoài đồng
- Thuốc hóa học và sinh học:
- Thuốc hóa học chứa hoạt chất Difenoconazole, Azoxystrobin + Difenoconazole (Amistar top 325 SC), Propiconazole + Difenoconazole (Tilt super 300 EC) ở nồng độ 50 - 100 ppm thể hiện khả năng ức chế đường kính tản nấm C. gloeosporioides và C. truncatum đạt hiệu lực từ 72,0% đến 93,75%.
- Hoạt chất sinh học Polyoxin complex thể hiện hiệu lực ức chế nấm cao trong điều kiện phòng thí nghiệm.
- Dịch trích thảo mộc: Dịch trích từ lá cây móng tay (Impatiens balsamina) ở nồng độ 2% có hiệu lực ức chế nấm từ 56,0% đến 93,7%.
- Vi sinh vật đối kháng:
- Tuyển chọn được 8 dòng vi khuẩn Bacillus (TB–TL–BS 4, DN–X–BS 4, VL–N–BS 1, VL–N–BS 2, VT–N–BS 1, VT–N–BS 2, VK3, BS) với hiệu suất đối kháng tản nấm đạt từ 62,0% đến 68,0%.
- Tuyển chọn được 6 chủng xạ khuẩn (TG8, TG12, BT3, TG17, TG11, BT1) với hiệu suất đối kháng từ 50,0% đến 71,3%.
| Nhóm biện pháp / Tác nhân |
Thành phần / Chủng vi sinh |
Hiệu lực / Hiệu suất đối kháng in vitro |
Hiệu quả ứng dụng ngoài đồng |
| Nông dược hóa học |
Azoxystrobin + Difenoconazole; Propiconazole + Difenoconazole; Difenoconazole |
72,0% - 93,75% (ở nồng độ 50 - 100 ppm) |
Giảm mạnh đường kính vết bệnh khi áp lực bệnh cao (TLB > 20%) |
| Chế phẩm sinh học |
Polyoxin complex |
Ức chế mạnh tản nấm |
Phòng ngừa hiệu quả khi áp lực bệnh thấp (TLB < 20%) |
| Dịch trích thảo mộc |
Dịch trích cây móng tay (Impatiens balsamina) |
56,0% - 93,7% (ở nồng độ 2%) |
Ức chế phát triển vết bệnh trên cành ngoài đồng |
| Xạ khuẩn đối kháng |
Chủng TG17, TG11, TG12, BT1, BT3, TG8 |
50,0% - 71,3% |
Chủng Streptomyces (TG17) và S. lydicus giảm chỉ số bệnh |
| Vi khuẩn đối kháng |
Dòng Bacillus (VL–N–BS 2, TB–TL–BS 4...) |
62,0% - 68,0% |
Dòng Bacillus (VL–N–BS 2) phòng ngừa tốt trên vườn |
5. Đánh giá mô hình quản lý tổng hợp diện hẹp (QLTH) so với tập quán nông dân (TQND)
Thử nghiệm trên mô hình diện hẹp tại vườn thanh long ruột đỏ áp dụng gói kỹ thuật IPM bao gồm: cắt tỉa cành bệnh triệt để tiêu hủy nguồn mầm bệnh, kết hợp phun luân phiên thuốc hóa học (Propiconazole + Difenoconazole), dịch trích cây móng tay 2%, chế phẩm Streptomyces lydicus, Polyoxin complex, xạ khuẩn TG17 và vi khuẩn Bacillus VL–N–BS 2 tùy theo áp lực bệnh.
Kết quả so sánh giữa hai lô xử lý:
- Chỉ số bệnh thán thư ở lô mô hình QLTH thấp hơn rõ rệt so với lô TQND qua các thời điểm theo dõi.
- Số lần phun thuốc bảo vệ thực vật hóa học ở lô mô hình giảm đáng kể so với tập quán phun định kỳ của nông dân.
- Năng suất thực thu, tỷ lệ quả loại 1 và hiệu quả kinh tế (lợi nhuận ròng) của lô mô hình QLTH cao hơn có ý nghĩa so với lô đối chứng canh tác truyền thống.
| Tiêu chí so sánh |
Lô mô hình quản lý tổng hợp (QLTH) |
Lô tập quán nông dân (TQND) |
| Biện pháp kỹ thuật áp dụng |
Tỉa cành vệ sinh + Luân phiên hóa học, sinh học, dịch trích móng tay, vi sinh vật (Bacillus, Streptomyces) |
Phun thuốc hóa học định kỳ nhiều lần theo tập quán |
| Chỉ số bệnh (%) |
Giảm rõ rệt, khống chế dưới ngưỡng gây hại |
Duy trì ở mức cao trong mùa mưa |
| Số lần phun thuốc hóa học |
Giảm so với đối chứng |
Phun liên tục, chi phí thuốc cao |
| Năng suất và phẩm chất trái |
Năng suất thực thu tăng, tỷ lệ trái loại 1 cao |
Tỷ lệ trái nhiễm bệnh và vết thâm cao |
| Chi phí và lợi nhuận kinh tế |
Giảm chi phí nông dược, lợi nhuận ròng tăng |
Chi phí sản xuất cao, lợi nhuận thấp hơn |
Chương 5: Kết luận và đề xuất
Chương này tổng kết toàn bộ 3 nhóm kết quả đạt được tương ứng với các mục tiêu nghiên cứu và đưa ra 2 đề xuất cụ thể nhằm hoàn thiện và chuyển giao quy trình quản lý bệnh thán thư vào thực tiễn sản xuất.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học
- Xác định được thành phần loài nấm gây bệnh thán thư trên thanh long tại 3 tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận gồm 2 loài: Colletotrichum gloeosporioides và Colletotrichum truncatum thông qua định danh hình thái kết hợp phân tích trình tự DNA vùng ITS-rDNA.
- Cung cấp dẫn liệu khoa học về tính độc và phổ gây hại của loài Colletotrichum truncatum trên 4 giống thanh long phổ biến, trong đó xác định giống thanh long ruột đỏ mẫn cảm và bị gây hại nặng nhất bởi loài nấm này.
- Chứng minh được quy luật lưu tồn của nấm Colletotrichum trong các thành phần tự nhiên của hệ sinh thái vườn thanh long: nước mưa, nước mương rãnh, tàn dư mô chết và đất ở tầng 0 - 10 cm; xác định đỉnh điểm phát sinh bệnh vào các tháng mưa nhiều (tháng 9 - 10).
Đóng góp mới về mặt thực tiễn và ứng dụng
- Tuyển chọn được các dòng vi khuẩn Bacillus (đặc biệt là dòng VL–N–BS 2 với hiệu suất đối kháng 62 - 68%) và các chủng xạ khuẩn Streptomyces (đặc biệt là chủng TG17 với hiệu suất đối kháng 50 - 71,3%) có khả năng ức chế nấm gây bệnh thán thư.
- Xác định được hiệu lực ức chế nấm thán thư cao của dịch trích lá cây móng tay (Impatiens balsamina) ở nồng độ 2% (đạt 56 - 93,7%), mở ra hướng sử dụng nguồn thảo mộc tự nhiên thay thế thuốc hóa học.
- Xây dựng thành công hợp phần kỹ thuật quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) trên mô hình diện hẹp: phân loại theo áp lực bệnh (áp lực cao > 20% dùng Difenoconazole, Azoxystrobin + Difenoconazole, dịch trích móng tay; áp lực thấp < 20% dùng Polyoxin complex, Streptomyces lydicus, xạ khuẩn TG17, vi khuẩn VL–N–BS 2), giúp giảm số lần phun thuốc hóa học, giảm áp lực bệnh và tăng hiệu quả kinh tế cho người trồng thanh long.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Áp dụng rộng rãi biện pháp cắt tỉa cành già vô hiệu, cành bệnh và thu gom tiêu hủy triệt để tàn dư thực vật ra khỏi vườn để cắt đứt nguồn lưu tồn ban đầu của nấm bệnh.
- Khuyến cáo nông dân áp dụng giải pháp phòng trừ theo ngưỡng áp lực bệnh: ưu tiên sử dụng chế phẩm sinh học, dịch trích thảo mộc và vi sinh vật đối kháng khi tỷ lệ bệnh dưới 20%; chỉ sử dụng thuốc hóa học chọn lọc khi tỷ lệ bệnh vượt quá 20% vào các tháng cao điểm mùa mưa.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế của luận án: Các thí nghiệm đánh giá hiệu lực phòng trừ ngoài đồng ruộng chủ yếu được thực hiện dưới dạng thí nghiệm đơn yếu tố; việc đánh giá mô hình quản lý tổng hợp mới dừng lại ở quy mô diện tích hẹp (mô hình thử nghiệm) trên giống thanh long ruột đỏ; chưa tiến hành tinh sạch và xác định cấu trúc phân tử của hoạt chất kháng nấm trong dịch trích cây móng tay.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Mở rộng thử nghiệm mô hình quản lý tổng hợp bệnh thán thư trên diện rộng ở các tiểu vùng sinh thái khác nhau của tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận trên cả giống thanh long ruột trắng và ruột đỏ.
- Nghiên cứu sâu hơn về quy trình nhân nuôi sinh khối và công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học dạng thương phẩm từ chủng vi khuẩn Bacillus (VL–N–BS 2) và xạ khuẩn Streptomyces (TG17).
- Phân tích, chiết xuất và xác định hoạt chất peptide kháng khuẩn (Ib-AMP) trong cây móng tay (Impatiens balsamina) để phát triển thành chế phẩm thảo mộc thương mại trừ nấm bệnh thực vật.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng và tham khảo đối với nhiều đối tượng trong lĩnh vực nông nghiệp và bảo vệ thực vật:
- Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Bảo vệ thực vật, Vi sinh vật học, Bệnh học thực vật: Có thể tham khảo phương pháp tiếp cận đa diện từ phân lập, định danh hình thái, sinh học phân tử (vùng ITS-rDNA), giải trình tự gen, kiểm chứng quy tắc Koch đến phương pháp khảo nghiệm vi sinh vật đối kháng và thảo mộc.
- Giảng viên và nhà khoa học tại các Viện, Trường đại học nông nghiệp: Sử dụng làm nguồn tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy các học phần Bệnh cây chuyên khoa, Kiểm soát sinh học dịch hại cây trồng và Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM).
- Cán bộ kỹ thuật ngành nông nghiệp, khuyến nông viên: Tham khảo quy luật phát sinh phát triển của bệnh thán thư theo mùa vụ và bảng hướng dẫn sử dụng luân phiên các hoạt chất hóa học, sinh học để tập huấn, chuyển giao kỹ thuật cho nông dân.
- Người sản xuất và hợp tác xã thanh long: Ứng dụng gói kỹ thuật vệ sinh vườn, tỉa cành kết hợp dịch trích cây móng tay và chế phẩm sinh học để giảm thiểu dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, đáp ứng các tiêu chuẩn VietGAP, GlobalGAP trong xuất khẩu.
Câu hỏi thường gặp
1. Luận án đã xác định được những loài nấm nào gây bệnh thán thư trên thanh long tại các tỉnh phía Nam?
Qua phân lập 44 chủng nấm bệnh từ 3 tỉnh Tiền Giang, Long An, Bình Thuận và đối chiếu đặc điểm hình thái kết hợp giải trình tự vùng gen ITS-rDNA, luận án đã khẳng định có 2 loài nấm gây bệnh thán thư trên thanh long là Colletotrichum gloeosporioides và Colletotrichum truncatum.
2. Mầm bệnh thán thư lưu tồn ở đâu trong môi trường vườn thanh long?
Kết quả nghiên cứu đã thu thập và phân lập được 8 chủng nấm Colletotrichum từ các nguồn: nước mưa, nước mương rãnh, tàn dư mô cây chết và trong đất ở độ sâu từ 0 đến 10 cm tại vườn thanh long. Tất cả 8 chủng này đều có khả năng gây bệnh thán thư trở lại trên cành thanh long qua kiểm chứng quy tắc Koch.
3. Loài nấm nào gây hại nặng nhất và giống thanh long nào mẫn cảm nhất với bệnh?
Loài Colletotrichum truncatum có độc tính cao và gây hại nặng nhất, đặc biệt trên giống thanh long ruột đỏ so với các giống thanh long ruột trắng Chợ Gạo, ruột trắng Bình Thuận và giống tím hồng.
4. Dịch trích thảo mộc và các chủng vi sinh vật nào được tuyển chọn có hiệu quả kháng nấm cao?
Luận án đã tuyển chọn được dịch trích lá cây móng tay (Impatiens balsamina) ở nồng độ 2% (hiệu lực ức chế 56% - 93,7%); dòng vi khuẩn Bacillus VL–N–BS 2 (hiệu suất đối kháng 62% - 68%) và chủng xạ khuẩn Streptomyces TG17 (hiệu suất đối kháng 50% - 71,3%).
5. Chiến lược quản lý tổng hợp bệnh thán thư ngoài đồng ruộng được tác giả đề xuất như thế nào?
Chiến lược quản lý dựa trên việc cắt tỉa cành bệnh tiêu hủy triệt để, kết hợp phân cấp áp lực bệnh:
- Khi áp lực bệnh thấp (tỷ lệ bệnh < 20%): Sử dụng hoạt chất sinh học Polyoxin complex, chế phẩm Streptomyces lydicus, xạ khuẩn TG17 và vi khuẩn Bacillus VL–N–BS 2.
- Khi áp lực bệnh cao (tỷ lệ bệnh > 2