Luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu sử dụng xạ khuẩn streptomyces để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh nấm phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột

Nghiên cứu ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh nấm phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hồng Nhung
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Ngọc Dung
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng xạ khuẩn Streptomyces trong sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh nấm phấn trắng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Bệnh phấn trắng và tác hại của bệnh phấn trắng đối với cây trồng
• 1.1.1. Đặc điểm hình thái của nấm phấn trắng
• 1.1.2. Tác hại của bệnh phấn trắng đối với cây đậu tương và cây dưa chuột
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.2.1. Tình hình gây hại của bệnh phấn trắng trên cây trồng
• 1.2.2. Một số kết quả nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh
• 1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.3.1. Ý nghĩa kinh tế và tình hình gây hại của bệnh phấn trắng trên một số cây trồng ở Việt Nam
• 1.3.2. Một số kết quả nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh
• 1.4. Các biện pháp phòng trừ bệnh nấm phấn trắng
• 1.4.1. Ưu điểm của phương pháp vi sinh vật
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
• 2.2.1. Hóa chất và nguyên liệu
• 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học xạ khuẩn Streptomyces (SM19)
• 2.3.2. Nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm xạ khuẩn SM19 trong phòng trừ bệnh phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp phân tích tài liệu thứ cấp
• 2.4.2. Phương pháp khảo sát, lấy mẫu đồng ruộng và bố trí thực nghiệm
• 2.4.3. Phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm
• 2.4.4. Nghiên cứu phương pháp bảo quản sản phẩm đã nhân sinh khối xạ khuẩn
• 2.4.5. Đánh giá khả năng phòng trừ bệnh của chế phẩm trong điều kiện nhà lưới
• 2.4.6. Đánh giá hiệu quả của chế phẩm trong phòng trừ bệnh trên đồng ruộng
• 2.5. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu
• 2.5.1. Phương pháp tính toán
• 2.5.2. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng đối kháng của xạ khuẩn SM19 đối với nấm phấn trắng gây hại đậu tương và dưa chuột trong phòng thí nghiệm
• 3.1.1. Xạ khuẩn đối với nấm phấn trắng gây hại đậu tương
• 3.1.2. Xạ khuẩn đối với nấm phấn trắng gây hại dưa chuột
• 3.2. Kết quả nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học xạ khuẩn Streptomyces SM19
• 3.2.1. Nghiên cứu chế phẩm dạng lỏng
• 3.2.2. Kết quả nghiên cứu chế phẩm dạng bán xốp
• 3.2.3. Khả năng tồn tại của xạ khuẩn SM19 trong chế phẩm sau bảo quản
• 3.2.4. Hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm đơn chủng SM19 dạng bán xốp
• 3.3. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ bệnh phấn trắng của chế phẩm xạ khuẩn SM19 trong điều kiện nhà lưới
• 3.3.1. Trên cây đậu tương
• 3.3.2. Trên cây dưa chuột
• 3.4. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ bệnh phấn trắng của chế phẩm xạ khuẩn SM19 ngoài đồng ruộng
• 3.4.1. Sơ lược về khu vực nghiên cứu thực nghiệm
• 3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng trong thí nghiệm diện hẹp
• 3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng cho thí nghiệm diện rộng
• 3.4.4. Ảnh hưởng của thời điểm xử lý chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng cho thí nghiệm diện rộng
• 3.4.5. Ảnh hưởng của số lần xử lý chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng cho thí nghiệm diện rộng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về bệnh nấm phấn trắng

Bệnh nấm phấn trắng, do nấm thuộc họ Erysiphaceae gây ra, là một trong những bệnh phổ biến và nghiêm trọng nhất đối với cây trồng, đặc biệt là cây đậu tương và dưa chuột. Bệnh này gây ra những thiệt hại lớn về năng suất và chất lượng nông sản. Theo nghiên cứu, nấm Erysiphe communis G là tác nhân chính gây ra bệnh phấn trắng trên cây đậu tương. Bệnh thường xuất hiện trong điều kiện thời tiết ẩm ướt và ấm áp, làm giảm khả năng quang hợp của cây, dẫn đến lá vàng úa và giảm năng suất. Việc phòng trừ bệnh phấn trắng hiện nay chủ yếu dựa vào hóa chất, tuy nhiên, điều này không bền vững và có thể gây hại cho môi trường.

1.1. Đặc điểm hình thái của nấm phấn trắng

Nấm phấn trắng có nhiều đặc điểm hình thái đặc trưng, bao gồm sợi nấm, giác bám và bào tử. Sợi nấm thường có màu trong suốt, có vách ngăn và có thể phát triển trên bề mặt thực vật. Giác bám giúp nấm gắn chặt vào bề mặt cây ký chủ và bắt đầu quá trình hút dinh dưỡng. Bào tử của nấm phấn trắng có hình dạng và kích thước khác nhau, thường được phân loại dựa trên các đặc điểm này. Sự nảy mầm của bào tử phụ thuộc vào điều kiện môi trường, đặc biệt là độ ẩm và nhiệt độ, ảnh hưởng lớn đến khả năng phát triển của nấm.

II. Nghiên cứu về xạ khuẩn Streptomyces

Xạ khuẩn Streptomyces được biết đến như một nguồn tài nguyên quý giá trong sản xuất chế phẩm sinh học. Chúng có khả năng sản sinh ra nhiều hợp chất sinh học có hoạt tính kháng nấm, giúp phòng trừ bệnh phấn trắng hiệu quả. Nghiên cứu cho thấy, chế phẩm sinh học từ xạ khuẩn Streptomyces không chỉ an toàn cho môi trường mà còn có thể nâng cao năng suất cây trồng. Việc phát triển chế phẩm sinh học từ xạ khuẩn Streptomyces SM19 đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc phòng trừ bệnh phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột.

2.1. Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học

Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học từ xạ khuẩn Streptomyces SM19 bao gồm các bước nuôi cấy, thu hoạch và bảo quản. Trong quá trình nuôi cấy, các yếu tố như pH, nhiệt độ và thời gian lắc được điều chỉnh để tối ưu hóa sự phát triển của xạ khuẩn. Sau khi thu hoạch, chế phẩm được bảo quản trong điều kiện thích hợp để duy trì hoạt tính sinh học. Kết quả nghiên cứu cho thấy, chế phẩm sinh học từ xạ khuẩn SM19 có khả năng tồn tại lâu dài và vẫn giữ được hiệu quả phòng trừ bệnh phấn trắng.

III. Thử nghiệm hiệu quả phòng trừ bệnh

Thử nghiệm hiệu quả của chế phẩm sinh học xạ khuẩn SM19 trong phòng trừ bệnh phấn trắng đã được thực hiện trên cây đậu tương và dưa chuột. Kết quả cho thấy, chế phẩm này có khả năng giảm thiểu đáng kể sự phát triển của nấm phấn trắng, từ đó nâng cao năng suất cây trồng. Các thí nghiệm cho thấy, nồng độ chế phẩm và thời điểm xử lý có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phòng trừ. Việc áp dụng chế phẩm sinh học không chỉ giúp bảo vệ cây trồng mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

3.1. Đánh giá hiệu quả trên đồng ruộng

Đánh giá hiệu quả của chế phẩm sinh học xạ khuẩn SM19 trên đồng ruộng cho thấy, chế phẩm này có khả năng phòng trừ bệnh phấn trắng hiệu quả hơn so với các biện pháp hóa học truyền thống. Các thí nghiệm thực địa cho thấy, việc sử dụng chế phẩm sinh học không chỉ giúp giảm thiểu bệnh tật mà còn cải thiện chất lượng nông sản. Điều này cho thấy, việc áp dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp là một hướng đi bền vững và hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tại Việt Nam, đậu tương là cây thực phẩm và công nghiệp chiến lược với diện tích canh tác hàng năm đạt khoảng 185.000 ha, năng suất trung bình 14 tạ/ha cùng tổng sản lượng ước tính 245.000 tấn. Song song đó, cây dưa chuột thuộc họ bầu bí đem lại giá trị kinh tế thương phẩm cao nhưng thường xuyên chịu thiệt hại nghiêm trọng từ dịch hại. Đáng chú ý, bệnh nấm phấn trắng phát sinh phổ biến với tỷ lệ nhiễm lên tới 60% trên các giống dưa đại trà và làm giảm từ 35% đến 70% năng suất đậu tương ở nhiều khu vực trồng trọt trọng điểm.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật môi trường của tác giả Nguyễn Thị Hồng Nhung thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp cùng Viện Bảo vệ thực vật nhằm giải quyết triệt để vấn đề lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật. Nghiên cứu tập trung phân lập, tuyển chọn và tối ưu hóa quy trình sản xuất chế phẩm sinh học từ chủng xạ khuẩn Streptomyces SM19 để phòng trừ nấm phấn trắng gây hại trên cây đậu tương và dưa chuột tại Hà Nội cùng các vùng phụ cận.

Việc ứng dụng thành công chế phẩm sinh học SM19 mang ý nghĩa môi trường và kinh tế sâu sắc. Chế phẩm đạt hiệu quả ức chế nảy mầm bào tử nấm đến 100% trong điều kiện tối ưu, giúp giảm chỉ số bệnh ngoài đồng ruộng trên 70% và cắt giảm hơn 60% lượng thuốc bảo vệ thực vật hóa học độc hại. Kết quả này trực tiếp hỗ trợ nâng cao chất lượng nông sản xuất khẩu, bảo vệ sức khỏe nông dân và thúc đẩy phát triển nền nông nghiệp sinh thái tuần hoàn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết kiểm soát sinh học kết hợp với nguyên lý cân bằng sinh thái học vi sinh vật và cơ chế đối kháng kháng sinh trong đất. Các loài xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces có khả năng sinh tổng hợp hơn 80% lượng chất kháng sinh tự nhiên trên thế giới, đồng thời tiết ra các enzyme ngoại bào phân giải màng tế bào nấm gây bệnh mà không làm tổn hại cây trồng.

Mô hình nghiên cứu triển khai tuần tự theo chuỗi giá trị: từ đánh giá in vitro khả năng đối kháng nấm mầm bệnh, tối ưu hóa các thông số lên men nhân sinh khối, đến thử nghiệm hiệu lực sinh học trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng. Nghiên cứu xoay quanh 4 khái niệm cốt lõi: (1) Nấm phấn trắng ký sinh chuyên tính thuộc họ Erysiphaceae; (2) Xạ khuẩn đối kháng Streptomyces SM19; (3) Mật độ sinh khối tế bào sống (CFU/ml hoặc CFU/g); và (4) Hiệu quả phòng trừ (HQPT %) tính toán theo phương pháp chuẩn Henderson-Tilton.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ các mẫu bệnh phấn trắng tự nhiên trên cây đậu tương và dưa chuột tại các vùng ngoại thành Hà Nội giai đoạn 2014 - 2015. Quy mô mẫu nghiên cứu bao gồm: đánh giá in vitro trên 100 phiến màng hành tây với 5 mức nồng độ xạ khuẩn từ 10^4 đến 10^8 CFU/ml; thử nghiệm nhà lưới gồm 4 công thức nồng độ lặp lại 3 lần trên các ô diện tích 1,5 m²; thử nghiệm đồng ruộng diện hẹp 2 - 3 m²/ô với 20 cây/lần nhắc; và thử nghiệm diện rộng quy mô 200 m²/công thức với 100 cây theo dõi tại 5 điểm chéo góc.

Phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng để đảm bảo tính đại diện cao nhất cho các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng. Toàn bộ số liệu thực nghiệm được phân tích phương sai một nhân tố (ANOVA) và kiểm định Duncan ở mức ý nghĩa P ≤ 0,05 thông qua phần mềm chuyên dụng IRRISTAR 5.0 và SAS 9.1. Việc lựa chọn phương pháp phân tích này giúp loại trừ tối đa các sai số ngẫu nhiên, xác định chính xác sự sai khác có ý nghĩa thống kê giữa các công thức xử lý cơ chất và nồng độ chế phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, chủng xạ khuẩn Streptomyces SM19 thể hiện hoạt lực đối kháng mạnh mẽ và ức chế hoàn toàn sự nảy mầm của nấm phấn trắng. Sau 9 giờ theo dõi trong phòng thí nghiệm, ở nồng độ SM19 đạt 10^7 và 10^8 CFU/ml, tỷ lệ nảy mầm của bào tử nấm trên cả đậu tương và dưa chuột đều giảm về mức 0% (so với công thức đối chứng nước cất đạt tỷ lệ nảy mầm lần lượt là 59% và 84%). Tại nồng độ 10^6 CFU/ml, chiều dài ống mầm nấm trên dưa chuột co ngắn còn 12 µm so với 32 µm ở đối chứng, tương ứng mức ức chế phát triển đạt 62,5%.

Thứ hai, nghiên cứu đã tối ưu hóa thành công cơ chất môi trường lỏng để nhân sinh khối SM19. Công thức phối trộn gồm rỉ đường 10 g/l, bột men ép 5 g/l, CaCO3 1 g/l và bột đậu tương 90 g/l cho mật độ sinh khối đạt đỉnh 24,6 x 10^8 CFU/ml. Mức sinh khối này cao hơn 40,6% so với môi trường bổ sung bột ngô (17,5 x 10^8 CFU/ml) và vượt trội gấp 256% so với môi trường King B lỏng chỉ đạt 6,9 x 10^8 CFU/ml.

Thứ ba, các thông số kỹ thuật lên men lỏng được xác lập chính xác: chế độ lắc 120 vòng/phút (rpm) giúp mật độ tế bào đạt 42,0 x 10^8 CFU/ml (tăng gấp 135 lần so với đối chứng không lắc chỉ đạt 3,1 x 10^7 CFU/ml); thời gian nuôi cấy tối ưu là 5 ngày với mật độ đạt 42,8 x 10^8 CFU/ml ở dải nhiệt độ 28 - 30°C và pH từ 7,0 đến 7,5.

Thứ tư, thử nghiệm đồng ruộng diện rộng khẳng định phương pháp phun kép 2 lần chế phẩm SM19 nồng độ 10% cách nhau 7 ngày mang lại hiệu quả phòng trừ bệnh phấn trắng đạt trên 75%, giúp khống chế chỉ số bệnh từ mức 50,8% xuống dưới 15,8%.

Thảo luận kết quả

Khả năng ức chế vượt trội của SM19 bắt nguồn từ cơ chế tiết các hoạt chất kháng sinh thứ cấp và enzyme ngoại bào làm biến tính vách tế bào nấm bệnh. Động học sinh trưởng của xạ khuẩn trên biểu đồ phát triển thể hiện rõ pha log bùng nổ từ ngày nuôi cấy thứ 2 đến ngày thứ 5 (mật độ tăng vọt từ 2,5 x 10^8 lên 42,8 x 10^8 CFU/ml) trước khi chuyển sang pha cân bằng ở ngày thứ 6 (41,8 x 10^8 CFU/ml).

Kết quả phân tích từ bảng số liệu lên men cho thấy việc cung cấp nguồn dinh dưỡng hữu cơ từ bột đậu tương 90 g/l kết hợp với tần số lắc 120 rpm đã đáp ứng tối đa nhu cầu oxy hòa tan cao của xạ khuẩn hiếu khí (đạt từ 2 đến 8 ml O2/100 ml dịch nuôi). Đồng thời, chế phẩm đơn chủng dạng bán xốp trên nền chất mang cám và gạo có khả năng duy trì mật độ sống ổn định trên 10^8 CFU/g sau 6 tháng bảo quản, tạo cơ sở thực tiễn vững chắc cho việc sản xuất ở quy mô thương mại.

Đề xuất và khuyến nghị

Hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm sinh học bán xốp quy mô xưởng thực nghiệm: Viện Bảo vệ thực vật cùng các viện nghiên cứu chuyên ngành cần vận hành hệ thống lên men bán rắn dung tích 500 lít/mẻ, đảm bảo mật độ tế bào xạ khuẩn luôn đạt trên 2,0 x 10^9 CFU/g và duy trì hoạt lực kháng nấm ổn định trong thời gian bảo quản tối thiểu 6 tháng, triển khai hoàn thành trong giai đoạn 2026 - 2027.

Chuẩn hóa quy trình kỹ thuật phòng trừ bệnh phấn trắng ngoài đồng ruộng: Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật tại các địa phương cần ban hành văn bản hướng dẫn nông dân sử dụng chế phẩm SM19 nồng độ từ 5% đến 10%, áp dụng phương pháp phun kép 2 lần cách nhau 7 ngày ngay khi chỉ số bệnh chớm xuất hiện dưới 3%, hướng tới mục tiêu giảm tỷ lệ bệnh hại trên 70% trong các vụ đông xuân 2026 - 2028.

Xây dựng chuỗi liên kết canh tác dưa chuột và đậu tương an toàn sinh học: Các hợp tác xã nông nghiệp phối hợp cùng doanh nghiệp chế biến thiết lập 50 ha vùng nguyên liệu đạt chuẩn VietGAP, cam kết thay thế 100% thuốc trừ nấm hóa học bằng chế phẩm sinh học SM19, giúp nâng cao năng suất thương phẩm thêm 15% đến 20% vào cuối năm 2027.

Ban hành chính sách hỗ trợ chuyển giao công nghệ và thương mại hóa sản phẩm: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cùng Sở Khoa học và Công nghệ các tỉnh cấp ngân sách hỗ trợ 50% chi phí chuyển giao quy trình cho các cơ sở sản xuất chế phẩm sinh học địa phương, phấn đấu cung ứng sản phẩm cho 10.000 hộ nông dân trong giai đoạn 2027 - 2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Công nghệ sinh học, Nông học, Khoa học môi trường: Tiếp cận phương pháp luận khoa học về kỹ thuật phân lập, thử nghiệm đối kháng vi sinh vật in vitro và quy trình tối ưu hóa các thông số lên men phục vụ đề tài nghiên cứu chuyên sâu.

Kỹ sư nông nghiệp và cán bộ bảo vệ thực vật tại các trạm khuyến nông: Nắm vững quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), xác định chính xác liều lượng và thời điểm phun chế phẩm vi sinh để xây dựng phác đồ bảo vệ cây trồng họ bầu bí và họ đậu hiệu quả.

Doanh nghiệp sản xuất phân bón và thuốc bảo vệ thực vật sinh học: Ứng dụng trực tiếp công thức phối trộn môi trường giá rẻ (rỉ đường 10 g/l, bột đậu tương 90 g/l) và công nghệ sản xuất chế phẩm dạng bán xốp giúp hạ giá thành sản xuất, kéo dài hạn sử dụng sản phẩm trên 6 tháng.

Chủ trang trại, hợp tác xã sản xuất nông sản hữu cơ: Áp dụng giải pháp vi sinh thay thế thuốc hóa học độc hại, kiểm soát triệt để dư lượng thuốc bảo vệ thực vật về mức 0 ppm, đảm bảo nông sản đạt chuẩn xuất khẩu sang các thị trường quốc tế khắt khe.

Câu hỏi thường gặp

Chủng xạ khuẩn Streptomyces SM19 phòng trừ nấm phấn trắng theo cơ chế nào? Chủng SM19 hoạt động qua cơ chế tiết chất kháng sinh tự nhiên và enzyme ngoại bào phân giải màng tế bào nấm. Thực nghiệm khẳng định ở mật độ từ 10^7 CFU/ml trở lên, các hoạt chất sinh học của SM19 ức chế 100% khả năng nảy mầm và chặn đứng sự hình thành ống mầm của bào tử nấm phấn trắng trên bề mặt lá cây.

Điều kiện lên men lỏng tối ưu cho xạ khuẩn SM19 sinh khối cao nhất là gì? Môi trường lỏng tối ưu gồm rỉ đường 10 g/l, bột men ép 5 g/l, CaCO3 1 g/l và bột đậu tương 90 g/l. Quá trình lên men duy trì tốc độ lắc 120 vòng/phút trong 5 ngày ở nhiệt độ 28 - 30°C và pH 7,0 - 7,5 giúp mật độ sinh khối đạt đỉnh 42,8 x 10^8 CFU/ml.

Phun chế phẩm sinh học SM19 như thế nào ngoài đồng ruộng để đạt hiệu quả cao nhất? Nghiên cứu khuyến nghị sử dụng chế phẩm SM19 ở nồng độ 5% đến 10%. Kỹ thuật xử lý tối ưu là phun kép 2 lần cách nhau 7 ngày ngay khi phát hiện vết bệnh ban đầu (chỉ số bệnh dưới 3%), giúp hiệu quả phòng trừ đạt trên 75% và duy trì bảo vệ cây trồng suốt vụ mùa.

Thời hạn bảo quản của chế phẩm xạ khuẩn SM19 dạng bán xốp là bao lâu? Chế phẩm đơn chủng SM19 dạng bán xốp trên nền chất mang cám hoặc bột ngô có khả năng bảo quản ổn định trong 6 tháng ở nhiệt độ phòng. Mật độ xạ khuẩn sống vẫn duy trì trên 10^8 CFU/g, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn chất lượng của thuốc bảo vệ thực vật sinh học.

Sử dụng chế phẩm SM19 có an toàn cho người và môi trường sinh thái không? Xạ khuẩn Streptomyces SM19 là vi sinh vật đất tự nhiên, hoàn toàn không gây độc hại cho con người, vật nuôi và côn trùng có ích. Việc thay thế thuốc hóa học bằng chế phẩm SM19 giúp bảo tồn hệ vi sinh vật bản địa và loại bỏ nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm tại các vùng chuyên canh.

Kết luận

• Phân lập và chứng minh hoạt lực đối kháng mạnh mẽ của xạ khuẩn Streptomyces SM19, ức chế 100% tỷ lệ nảy mầm của bào tử nấm phấn trắng ở nồng độ 10^7 CFU/ml.
• Hoàn thiện công thức môi trường dinh dưỡng lỏng (bột đậu tương 90 g/l) cùng chế độ lên men tối ưu (120 rpm, 5 ngày) đạt mật độ sinh khối cao 42,8 x 10^8 CFU/ml.
• Làm chủ quy trình công nghệ chế tạo chế phẩm đơn chủng SM19 dạng bán xốp có thời hạn bảo quản trên 6 tháng với mật độ vi sinh vật duy trì trên 10^8 CFU/g.
• Xác lập phác đồ phun kép 2 lần nồng độ 10% cách nhau 7 ngày ngoài đồng ruộng, mang lại hiệu lực phòng trừ bệnh phấn trắng đạt trên 75%.
• Cung cấp giải pháp công nghệ môi trường tiên tiến, mở ra hướng đi bền vững thay thế thuốc trừ nấm hóa học trong sản xuất đậu tương và dưa chuột an toàn.

Trong giai đoạn 2026 - 2028, các cơ quan chuyên môn cần tiếp tục thử nghiệm mở rộng chế phẩm SM19 trên quy mô 1.000 ha để hoàn thiện hồ sơ đăng ký lưu hành. Các đơn vị sản xuất và hợp tác xã hãy chủ động liên hệ chuyển giao công nghệ để ứng dụng ngay giải pháp sinh học ưu việt này vào vụ mùa tới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Bệnh phấn trắng được xác định là loại bệnh gây hại trên rất nhiều loại cây trồng có giá trị ở Việt Nam và cũng đã được ghi nhận gây hại trên một số loại cây ăn quả. Các gây hại đối với các cây ăn quả được ghi nhận là: Làm rụng đọt non, rụng hoa, rụng trái non trên cây xoài và làm cháy lá, thân cành, giảm đáng kể đến năng suất nho ở Bình Thuận. Trên cây mận ở Sơn La bệnh phấn trắng gây hại ở mọi loại hình vườn, từ vườn ươm, vườn kiến thiết cơ bản đến vườn giai đoạn kinh doanh. Ngoài ra, bệnh phấn trắng đã được phát hiện gây hại hầu hết các diện tích trồng cam quýt ở các tỉnh phía Bắc như: Mộc Châu, Hà Giang, Tuyên Quang, Điện Biên, Lạng Sơn… do nấm Oidium tingitaninum xâm nhiễm và gây hại trên các bộ phận non của cây.

Cây đậu tương (Glycine max (L) Merr) là cây công nghiệp và thực phẩm có giá trị kinh tế cao. Ở Việt Nam diện tích cây đậu tương khoảng 185.000 ha, năng suất trung bình 14 tạ/ ha, sản lượng khoảng 245 nghìn tấn (FAOSTAT Database, 2006). Hiện nay, bệnh phấn trắng đang gây hại khá nặng trên nhiều diện tích trồng đậu tương và trên nhiều giống mới có năng suất cao như giống DT26 làm thiệt hại đáng kể đến năng suất đậu tương (Vũ Triệu Mân, 2007) [6]. Các cây thuộc họ bầu bí, Cucurbitacea, như khổ qua, dưa chuột, dưa hấu, bí đao, bí đỏ.

được trồng phổ biến ở nhiều vùng trong cả nước. Trong đó, dưa chuột (Cucumis sativus) và bầu bí (Cucurbita moschata) thuộc họ Cucurbitacea là những cây trồng đem lại giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, các cây trồng này thường bị một số đối tượng dịch hại gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng thương phẩm quả. Đặc biệt bệnh phấn trắng là bệnh nặng nhất đã gây thiệt hại lớn đến năng suất quả dưa chuột siêu bi và dưa chuột ăn tiêu thụ trong nước và xuất khẩu.

Việc phòng trừ sâu bệnh nói chung và bệnh phấn trắng nói riêng trên các loại cây trồng ở nước ta vẫn đang phải dựa vào biện pháp hóa học là chủ yếu. Trong bối cảnh hiện nay khi Việt Nam đã là một thành viên của Tổ chức Thương mại Quốc tế (WTO) thì việc sử dụng thuốc hoá học quá nhiều để phòng trừ bệnh gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng quả, sức khoẻ của người sản xuất và tiêu dùng, gây ô nhiễm, suy thoái môi trường đang là một thách thức lớn cần được giải quyết. Nghiên cứu áp dụng các biện pháp sinh học trong phòng trừ sâu bệnh có ý nghĩa to lớn, đáp ứng -1- các yêu cầu trong sản xuất nông sản hàng hóa đồng thời có thể giảm thiểu những tác động bất lợi tới môi trường đảm bảo phát triển bền vững. Việc khảo sát đánh giá hiệu quả của các chế phẩm sinh học đến chất lượng và năng suất cây trồng cũng như ảnh hưởng của chế phẩm đến môi trường là rất quan trọng để tìm ra lọai chế phẩm thực sự hiệu quả đối với từng loại bệnh, đây là lý do để học viên thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng xạ khuẩn Streptomyces để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh nấm phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột”.

Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu sản xuất và thử nghiệm chế phẩm xạ khuẩn Streptomyces trong phòng trừ nấm phấn trắng gây hại cây đậu tương và dưa chuột góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, an toàn với môi trường và sức khỏe của con người. Nội dung của đề tài: - Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học xạ khuẩn Streptomyces (SM19) đến tác nhân gây bệnh phấn trắng - Nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm xạ khuẩn SM19 trong phòng trừ bệnh phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột -2- CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Bệnh phấn trắng và tác hại của bệnh phấn trắng đối với cây trồng 1.Đặc điểm hình thái của nấm phấn trắng Trong giai đoa ̣n đầ u của khoa ho ̣c về nấ m , mố i quan hê ̣ giữa bào t ử nang Erysiphacae (Erysyphacean ascocarps) và dạng bào tử vẫn còn chưa xác đinh.

̣ Kiế n thức về mố i quan hê ̣ này dầ n dầ n đươ ̣c sáng tỏ. Nhiề u tác giả đã mô tả và vẽ các hình thái khác nhau n ày theo những tên và loài khác nhau có thể được phân biệt thông qua đă ̣c điểm của cành bào tử phân sinh (conidiophores). Hình thái bào tử đă ̣c biê ̣t có mố i tương quan với hình thái c ủa quả thể (cleistothecial). Các bào t ử của nấm phấn trắng là cực kỳ đa dạng và không thể sử dụng cho mục đích phân loại.

Lựa cho ̣n này đã đươ ̣c nhiề u tác giả chấ p nhâ ̣n và có ảnh hưởng lớn đế n sự phát triể n phân loại hình thái của nấ m Erysiphaceae. + Sợi nấ m (Mycelium): Sơ ̣i nấ m (Mycelium) của Erysiphe, Microsphaera, Unciula, Sphaerotheca, Podosphaera và hầu hết các giống khác là d ạng biể u sinh (epiphytic), sống trên bề mặt thực vật. Các sợi nấm bán nội sinh được tìm thấy ở các loài Phyllactinia và Pleochaeta. Sợi nấm bám bề mặt đi vào trong mô lá thông qua lỗ khí khổng và hình thành sợi nấm bên trong.

Tuy nhiên, loài Leveillula, sợi nấm dạng nội sinh nhiều hơn, mặc dù những loài của gen này thường sản sinh ra những đám sợi dày đặc bao phủ ở bên ngoài. Ban đầu sợi nấm phấn trắng là trong suốt, có vách ngăn, vách mỏng. Tế bào sợi nấm là đơn nhân và không bào, hốc nhỏ. Chiều rộng có kích thước khác nhau từ 2 – 10 µm, chiều dài từ 20 – 150 µm.

Sợi phân nhánh nhiều hoặc ít góc phải. Sợi nấm mọc có nhiều hình dạng khác nhau, chúng có thể mọc thẳng hoặc ngoằn ngoèo hoặc quặp và có thể chóng phai mờ hoặc ít hoặc nhiều dai dẳng, bền bỉ. Đây cũng là đặc điểm hình thái để phân loại nấm. + Giác bám (appressoria): Giác bám là bộ phận mọc bên cạnh sợi nấm, chúng có chức năng gắn sợi nấm vào bề mặt của cây ký chủ và bắt đầu vòi hút.

Giác bám cũng xuất hiện ở cuối ống mầm của bào tử. -3- - Giác bám không phân biệt rõ: loại này có đặc điểm bằng sự phình chiều rộng của sợi nấm. Trên tất cả nó được tìm thấy ở các loài khác nhau của Sphaerotheca, e. Epilobii, fugax hoặc fusca.

- Giác bám phân biệt rõ, dạng núm lồi: loại này phân bố rộng ở họ Erysiphaceae (ví dụ Erysiphe sect. Golovinomyces, Arthrocladiella, một vài loài Sphaerotheca và Podosphaera). Giác bám thì không dạng thùy nhưng bề mặt có thể có một vài khía tròn nhỏ. - Giác bám phân biệt rõ, dạng thùy: dạng này thường phân thùy không đều, phạm vi rộng từ thùy nhẹ đến dạng nhiều thùy.

Một sự phân chia rõ giữa giác bám thùy nhẹ hoặc thùy ở mức độ vừa phải và loại nhiều thùy hầu như thực hiện được. Có sự dịch chuyển khác nhau giữa dạng núm lồi và dạng thùy. Giác bám dạng thùy như loài Erysiphe sect. Erysiphe, Microsphera và Uncinula.

- Giác bám phân biệt rõ, dạng núm lồi hình móc hoặc thon dài: đây là loại đặc biệt được thấy ở một vài loài của Phyllactinia. + Ống hút (haustoria): Là bộ phận cung cấp thức ăn. Ống hút này mọc từ trung tâm của giác bám. Dưới kính hiển vi quang học đều cho thấy ống hút đều có ít hoặc nhiều cấu trúc dạng thùy.

Ống hút dạng nhiều thùy của loài Blumeria graminis. Cấu trúc thực của bộ phận này rất phức tạp. Vì vậy đặc điểm của cấu trúc này không dung để phân loại. + Cành bào tử phân sinh (Conidiophores): Cành bào tử phân sinh cũng có nhiều đặc điểm để phân loại nấm phấn trắng ở giai đoạn vô tính.

Cành bào tử phân sinh của các loài Oidium có vài vách ngăn, vách ngăn ở đáy được gọi là vách chân đáy, thường từ 1 – 3 vách, một vài trường hợp nhiều hơn, hiếm khi ít hơn. Chiều dài của những vách này khác nhau và thường là đặc điểm đặc trưng của loài. Chúng có thể ngắn, dài hoặc trung bình, có một vách dài và có thể có theo một hoặc hai vách ngắn hơn. Vách có khả năng sinh ra thì luôn ở gần tận cùng.

Tiếp theo vách chân đáy là vách có khả năng sinh sản. Bước đầu tiên được đánh dấu bằng sự kéo dài của vách này, tiếp theo là sự phân chia hình thành một bào tử đầu tiên ở đỉnh, và một vách ở phía dưới duy trì khả năng kéo dài của nó. Quá trình này có thể lặp lại, do đó số lượng bào tử ban đầu có thể tăng. Vì vậy, vách đi theo được xếp là vách sinh sản và có khả năng sinh ra số lượng bào tử khác nhau.

-4- + Bào tử vô tính (Conidia): Bào tử của họ Erysiphaceae là bào tử phân sinh, chúng được sinh ra ở dạng chuỗi (dạng Euoidium của giống Oidium) hoặc dạng đơn (dạng Pseudoidium của giống Oidium, Ovulariopsis, Streptopodium). Sự phát triển trạng thái bào tử của nhiều loài (đăc biệt Erysiphe sect. Erysiphe) trải qua chu kỳ một ngày đêm. Sự hình thành giác bám và phân chia tế bào sinh sản, quá trình rụng, phát tán và nảy mầm bào tử loài Erysiphe polygoniss.

Salmon xuất hiện chủ yếu trong giai đoạn có ánh sang trong ngày. Ở loài Erysiphe beta mỗi cành bào tử hình thành một bào tử trong 24 giờ và bào tử này hoàn toàn phân biệt được và trưởng thành vào buổi trưa. Bào tử không màu, đơn bào và một nhân, có không bào, vách tế bào mỏng có chưa nhiều giọt dầu và nhiều hạt nhỏ. Không bào có thể chưa nước, chuyển động brown của các hạt đôi khiquan sát thấy được.

Bào tử của một số giống như Sphaerotheca, Podosphaera, Cystotheca hoặc Sawandaea có chứa các hạt khúc xạ trông thấy rõ, các loại này thường được biết đến dưới thể sợi xơ. Bản chất của cấu trúc này hiện vẫn còn chưa rõ. Bào tử có kích thước chiều dài: chiều rộng từ 5µm (vi bào tử của Sawandaea) đến – 110 µm (Oidiopsis macrospora) nhưng kích thước bào tử thường rất khác nhau Kích thước bào từ ở một mẫu thu được phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như độ ẩm, cây ký chủ và tuổi của lá cây ký chủ và mùa vụ. Bào tử có thể khác nhau về kích thước và hình dạng tùy thuộc vào ở mặt trên hay mặt dưới của lá.

Tỷ lệ dài/rộng và hình dạng thường không đổi và có thể sử dụng nhiều trong phân loại. Hình dạng lại có sự khác biệt lớn và có ý nghĩa trong phân loại. Bào tử có đặc tính lưỡng hình đã được biết đến ở loài Levellula và Streptopodium.