MỞ ĐẦU Hồ tiêu đen (Piper nigrum L.), đồng nghĩa với danh hiệu "vua gia vị", là một loại cây nho có hoa thuộc họ Piperaceae có nguồn gốc từ bờ biển Malabar ở Nam Ấn Độ (Nazeem et al. Tại Việt Nam, cây hồ tiêu được trồng chủ yếu tại 9 tỉnh trọng điểm của nước ta, với tổng diện tích 100.000 ha, trong đó, Tây Nguyên là vùng có nhiều tiềm năng về đất đai, khí hậu để mở rộng diện tích trồng tiêu (4 tỉnh Tây Nguyên: Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông và Lâm Đồng đã chiếm 55. Tuy diện tích hồ tiêu chỉ chiếm 2,5% trong tổng số 2 triệu ha trồng cây công nghiệp lâu năm nhưng giá trị xuất khẩu đạt khoảng 7.000 USD/ha, gấp 2,6 lần cà phê, 6 lần cây chè, 3,8 lần cây điều, gấp 4 lần cây cao su. Tuy có nhiều lợi thế để phát triển, song thực tế trong những năm qua cây hồ tiêu vẫn chưa thực sự đứng vững, thậm chí nhiều thời điểm người sản xuất còn lao đao bởi cây tiêu chết hàng loạt do chạy theo giá thị trường, phát triển cây tiêu không theo quy hoạch, không chú trọng đến việc cải tạo đất, không xử lý mầm bệnh.
Một số diện tích tiêu trồng trên những vùng đất không phù hợp, trồng một cách tạm bợ không được chăm sóc theo đúng quy trình kỹ thuật, giống tiêu không rõ nguồn gốc,. khiến tình hình sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu ngày càng phát triển mạnh. Bệnh hại nghiêm trọng nhất hiện nay đối với hồ tiêu là bệnh chết nhanh do nấm Phytophthora và bệnh chết chậm có thể do sự cộng hợp của các tác nhân nấm Fusarium sp., tuyến trùng Meloidogyne sp. Ở nước ta hiện nay, việc phòng trừ dịch hại trên cây tiêu chủ yếu bằng biện pháp hóa học thường gặp nhiều khó khăn, vì không những khó tiêu diệt được bào tử nấm gây bệnh, mà còn ảnh hưởng đến sinh vật, côn trùng có lợi làm mất cân bằng sinh thái.
Hướng sử dụng vi sinh vật đối kháng với nấm gây bệnh trong phòng chống bệnh cho cây trồng nói chung và cây hồ tiêu nói riêng, được xem là giải pháp cần thiết nhằm thay thế các loại thuốc hoá học gây độc hại môi trường. Đối với bệnh hại trên hồ tiêu đã được nghiên cứu và có nhiều triển vọng ứng dụng vào thực tế sản xuất, như sử dụng một số loài nấm Dactylella oviparasitica, Arthrobotrys oligospore, Verticillium 2 chlamydosporium, Monacrosporium gepgyropagum có khả năng diệt tuyến trùng hay nấm Trichoderma đang được sử dụng khá phổ biến trong phòng trừ nấm Phytophthora trên cây hồ tiêu (Ngô Thị Xuyên, 2002). Sử dụng vi sinh vật đối kháng phân lập từ đất sẽ khống chế kìm hãm các vi sinh vật gây bệnh, đây chính là hiệu quả của việc quản lý dịch hại dựa trên cơ sở bảo vệ cân bằng sinh thái trong đất. Tuy nhiên, biện pháp phòng trừ sinh học bằng các vi sinh vật nội sinh đối kháng chưa được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta.
Vì vậy, nghiên cứu đa dạng vi sinh vật nội sinh trên cây hồ tiêu, trên cơ sở đó chọn lựa ra những chủng có khả năng kháng nấm và tuyến trùng là việc làm cấp thiết nhằm hạn chế sử dụng thuốc hóa học, phát triển phong phú quần thể vi sinh vật có lợi sẽ giúp cho cây trồng phát triển, tăng sức đề kháng sâu bệnh. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu vi sinh vật nội sinh đối kháng nấm gây bệnh thực vật trên cây hồ tiêu tại Đắk Lắk” với mục đích nghiên cứu sự đa dạng, phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật nội sinh có hoạt tính kháng nấm gây bệnh trên cây hồ tiêu, với các nội dung chính sau đây: 1. Phân lập và đánh giá sự phân bố vi khuẩn nội sinh trên cây hồ tiêu ở Đắk Lắk; 2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn nội sinh có khả năng diệt nấm gây bệnh trên cây hồ tiêu cao ở Đắk Lắk; 3.
Nghiên cứu đặc điểm sinh học, phân loại và an toàn sinh học của chủng được tuyển chọn; 4. Nghiên cứu môi trường và điều kiện nuôi cấy cho sinh trưởng, phát triển của các chủng được tuyển chọn và thử nghiệm khả năng kháng nấm gây bệnh trên lá hồ tiêu. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CÂY HỒ TIÊU, BỆNH NẤM TRÊN CÂY HỒ TIÊU 1.
Cây hồ tiêu và tiềm năng phát triển cây hồ tiêu ở Việt Nam Hạt tiêu đen (Piper nigrum L.), đồng nghĩa với danh hiệu "vua gia vị", là một loại cây nho có hoa thuộc họ Piperaceae có nguồn gốc từ bờ biển Malabar ở Nam Ấn Độ (Ravindran, 2000; Nazeem et al. Hồ tiêu được lan truyền bởi thương nhân Hindu và du khách đến Malaysia và Indonesia. Ngày nay, Hồ tiêu được trồng thương mại ở các vùng nhiệt đới bao gồm Malabar, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Brazil, Sri Lanka, Việt Nam và Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa để hỗ trợ nhu cầu tiêu thụ tiêu đen trên toàn thế giới (Victor R. Tại Việt Nam, cây hồ tiêu được trồng ở nhiều vùng sinh thái như ở miền đồi núi đất đỏ, miền trung như tỉnh Quảng Trị hoặc vùng Đông Nam Bộ và các tỉnh Tây Nguyên.
Tuy nhiên, hồ tiêu chủ yếu trồng tại 9 tỉnh trọng điểm của nước ta, với tổng diện tích 100.000 ha, trong đó, Tây Nguyên là vùng có nhiều tiềm năng về đất đai, khí hậu để mở rộng diện tích trồng tiêu (4 tỉnh Tây Nguyên: Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông và Lâm Đồng đã chiếm 55. Hồ tiêu là loại cây trồng khó tính, mẫn cảm với sự thay đổi thất thường của thời tiết, mặt Hình 1.1: Cây hồ tiêu khác bộ rễ cây tiêu rất dễ tổn thương bởi các tác động từ bên ngoài và khi bộ rễ đã tổn thương thì không hút được nước, các chất dinh dưỡng, tạo cho các loại sâu bệnh hại thừa cơ xâm nhập để tàn phá. Phytophthora capsici là tác nhân gây bệnh chết nhanh ở thực vật thường được coi là tác nhân gây bệnh thối rữa và bệnh rụng lá ở tiêu (Anandaraj và Sarma, 1995a, Babadoost, 2005, Nguyen, V. Hiện trạng canh tác trồng cây hồ tiêu ở Đắk Lắk Theo Thống kê của ngành nông nghiệp, hồ tiêu được trồng khoảng 100.000ha chủ yếu là Đông Nam Bộ và Tây Nguyên và là một trong những loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế và giá trị xuất khẩu cao.
Tuy diện tích hồ tiêu chỉ chiếm 2,5% trong tổng số 2 triệu ha trồng cây công nghiệp lâu năm, giá trị xuất khẩu đạt khoảng 7.000 USD/ha, gấp 2,6 lần cà phê, 6 lần cây chè, 3,8 lần cây điều, gấp 4 lần cây cao su (Quyết định 1442/QĐ-BNN-TT ngày 3/7/2014 của Bộ NN và PTNN). Tuy có nhiều lợi thế để phát triển song thực tế trong những năm qua cây hồ tiêu vẫn chưa thực sự đứng vững, thậm chí nhiều thời điểm người sản xuất còn lao đao bởi cây tiêu chết hàng loạt do chạy theo giá thị trường, phát triển cây tiêu không theo quy hoạch, không chú trọng đến việc cải tạo đất, không xử lý mầm bệnh. Một số diện tích tiêu trồng trên những vùng đất không phù hợp, trồng một cách tạm bợ không được chăm sóc theo đúng quy trình kỹ thuật, giống tiêu không rõ nguồn gốc,. khiến tình hình sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu ngày càng phát triển mạnh.
Bệnh hại nghiêm trọng nhất hiện nay đối với hồ tiêu là bệnh chết nhanh, chết chậm. Bệnh cây và ảnh hưởng của bệnh nấm đối với cây trồng Theo thống kê của Tổ chức Nông- Lương thế giới (FAO): Các loại cây trồng trên đồng ruộng hiện nay phải chống đỡ với khoản 100.000 loại sâu hại, 10.000 loài nấm, 200 loài vi khuẩn, 600 loài tuyến trùng và 600 loài virus gây bệnh. Chính vì vậy, hàng năm khoảng 20% sản lượng lương thực, thực phẩm trên thế giới bị mất trắng. Trên thế giới bệnh cây đã gây ra những thiệt hại to lớn cho sản xuất nông nghiệp, chúng phá huỷ đến 537,3 triệu tấn các loại nông sản chủ yếu, chiếm 11,6% tổng sản lượng nông nghiệp thế giới.
Riêng lúa chiếm khoảng 9%, ngô 10%, cây rau 12% và cây ăn quả 16,5%. Trong các loại bệnh cây, bệnh do nấm gây ra chiếm khoảng 83%. Theo Ou, 1972, trong số 45 bệnh lúa đã mô tả có tới 60% do nấm gây ra, cũng theo kết quả nghiên cứu khoa học bảo vệ thực vật 1971-1976 của Viện Bảo vệ thực vật, trong số 24 bệnh hại lúa ở Việt Nam có tới 13 bệnh do 5 nấm gây ra, 34 bệnh ngô có 26 bệnh do nấm gây ra và 21 bệnh khoai tây có 8 bệnh do nấm. Những bệnh nấm chủ yếu và có tầm quan trọng nhất, là các bệnh: đạo ôn, khô vằn, tiêm hạch, đốm nâu, thối rễ, mốc sương… Một số bệnh nấm tiêu biểu gây hại cho cây trồng được quan tâm nhiều nhất là bệnh thối thân, rễ ở thực vật do nhiều loài nấm ký sinh gây ra như Phytophthora sp., Botrytis cinerespers, Diplodia sp., Rhizoctonia solani Kuln, Sclerotium batiticola Faud nhưng chủ yếu là F.
Chỉ riêng tính ở khoai tây thiệt hại do Fusarium sp. gây bệnh thối củ trên đồng ruộng và trong bảo quản lên tới 20% số củ thu hoạch được. Ngoài ra, chúng còn gây một số bệnh khác như bệnh mốc hồng và thối thân ở ngô. Nấm Fusarium oxysorum còn gây ra bệnh héo mạch dẫn và nhiều bệnh thối thân thối rễ ở nhiều loại cây rau quả và cây lương thực như lạc, cà chua… Bệnh héo thân cây còn do Pseudomonas solanacerium là loài vi khuẩn Gram âm ký sinh đa thực vật, bào gồm nhiều chủng gây bệnh héo rũ trên 35 họ cây trồng khác nhau, rất phổ biến ở nước ta và nhiều nước trên thế giới.
Bệnh héo rũ vi khuẩn là loại bệnh gây tắc ống dẫn, sau mấy ngày toàn cây héo rũ, chết khô dần. Khả năng đối kháng của các vi sinh vật đối với nấm gây bệnh thực vật Trong tự nhiên có nhiều loại vi sinh vật có thể kháng lại các vi sinh vật gây bệnh cho cây, nhất là đất được canh tác tốt, đúng kỹ thuật sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật có lợi phát triển cạnh tranh với các vi sinh vật có hại gây bệnh cho cây. Trong số các nhóm vi sinh vật có khả năng đối kháng với nấm thì vi khuẩn và xạ khuẩn có tỷ lệ đối kháng cao, có tới 40-60% các chủng xạ khuẩn sống trong đất có khả năng kháng lại các loại nấm gây bệnh cho cây trồng như nấm Fusarium oxysporum gây bệnh thối rễ, nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn ở lúa, nấm Rhizoctonia solani gây bệnh khô vằn ở lúa, ngô. Cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học, các nhà khoa học ở nhiều nước đã nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật, xạ khuẩn có khả năng ức chế nấm gây bệnh thực vật.