Tổng quan nghiên cứu

Cây lạc (Arachis hypogaea L.) giữ vị trí thứ hai sau đậu tương về diện tích và sản lượng trong nhóm cây công nghiệp ngắn ngày, đồng thời xếp thứ 13 trong các loại cây thực phẩm toàn cầu. Tại Việt Nam, năng suất lạc chỉ tăng nhẹ từ 21 tạ/ha năm 2010 lên 22,5 tạ/ha năm 2015, trong khi diện tích giảm mạnh từ 231,4 nghìn ha xuống còn 200 nghìn ha cùng kỳ. Quảng Nam sở hữu 154 nghìn ha đất nông nghiệp với khoảng 10.000 ha gieo trồng lạc hằng năm, đứng thứ ba về diện tích cây hằng năm của tỉnh và thứ năm trong 64 tỉnh/thành trồng lạc cả nước, nhưng năng suất vẫn thấp hơn bình quân quốc gia.

Rào cản lớn nhất là bệnh héo rũ gốc mốc trắng do nấm Sclerotium rolfsii Sacc. và héo rũ gốc mốc đen do nấm Aspergillus niger Van Tiegh. Tỷ lệ hại bình quân dao động 15–20%, cá biệt lên đến 30–40%, và theo phản ánh của nông dân, cây nhiễm bệnh héo rũ hầu như mất trắng năng suất. Trong khi đó, nông dân vẫn phụ thuộc gần như hoàn toàn vào thuốc hóa học, làm tăng chi phí mà hiệu quả phòng trừ thấp.

Luận văn thạc sĩ Khoa học cây trồng của tác giả Lê Kim Hoàn, thực hiện tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Huế năm 2018 dưới sự hướng dẫn của PGS. Trần Thị Thu Hà, đặt mục tiêu đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm sinh học Trichoderma – Pseudomonas đến sinh trưởng, phát triển và bệnh héo rũ hại lạc. Phạm vi nghiên cứu là vụ Đông Xuân 2017–2018 tại huyện Tiên Phước, tỉnh Quảng Nam, trên hai chân đất thịt và đất cát pha. Ý nghĩa thực tiễn thể hiện ở việc cung cấp giải pháp giảm tỷ lệ bệnh héo rũ xuống một nửa so với đối chứng, đồng thời hạn chế thuốc hóa học trên quy mô 6.000 m² thí nghiệm, mở đường nhân rộng cho 450–500 ha lạc toàn huyện.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai nền tảng lý thuyết chính. Thứ nhất là lý thuyết phòng trừ sinh học bằng vi sinh vật đối kháng, khởi nguồn từ những năm đầu thế kỷ XX, theo đó nấm đối kháng Trichoderma ức chế nấm gây bệnh qua bốn cơ chế: ký sinh trên sợi nấm bệnh, cạnh tranh dinh dưỡng và nơi cư trú, tiết kháng sinh, và sản sinh enzyme phân giải vách tế bào. Đến nay đã có hơn 30 quốc gia nghiên cứu và ứng dụng Trichoderma viride trong phòng trừ bệnh cây. Thứ hai là lý thuyết vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng (PGPR), trong đó Pseudomonas fluorescensP. putida tiết kháng sinh, chất hoạt dịch sinh học, enzyme chitinase, β-1,3-glucanase và hormone Indole Acetic Acid kích thích ra rễ.

Năm khái niệm trung tâm gồm: (1) tính đối kháng sinh học; (2) mật độ bào tử chế phẩm tính bằng CFU/g; (3) tỷ lệ bệnh trên đồng ruộng; (4) các yếu tố cấu thành năng suất; (5) tỷ suất lợi nhuận VCR. Mô hình nghiên cứu giả định rằng phối trộn hai tác nhân sinh học tạo phổ tác động rộng hơn dùng đơn lẻ – luận điểm đã được kiểm chứng bởi nhiều nhóm nghiên cứu quốc tế, trong đó ghi nhận kết hợp Trichoderma với P. fluorescens cho hiệu quả trừ Rhizoctonia solani cao nhất so với từng tác nhân riêng biệt.

Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu sơ cấp thu thập qua phỏng vấn trực tiếp 60 hộ nông dân (30 hộ/xã, chọn hai xã đại diện cho đất thịt và đất cát pha), kết hợp công cụ PRA gồm thảo luận nhóm và quan sát thực địa. Cỡ mẫu 60 hộ được chọn theo phương pháp phân tầng theo chân đất nhằm bảo đảm tính đại diện cho hai kiểu canh tác chủ đạo của huyện. Dữ liệu thứ cấp lấy từ Chi cục Bảo vệ thực vật Quảng Nam giai đoạn 2011–2015, Phòng NN&PTNT huyện Tiên Phước giai đoạn 2012–2016 và Trung tâm Khí tượng thủy văn tỉnh.

Thí nghiệm đồng ruộng bố trí trên ruộng nhiễm bệnh héo rũ nặng nhiều vụ liên tiếp, mỗi chân đất 3.000 m² chia hai công thức, mỗi công thức ba lần nhắc lại, mỗi lần nhắc 500 m². Công thức mô hình xử lý hạt giống lạc sẻ Tây Nguyên bằng chế phẩm Trichoderma – Pseudomonas dạng bột phối trộn tỷ lệ 50:50, mật độ 10⁸ CFU/g, liều lượng 20 g/kg hạt giống; bổ sung phun gốc 2 kg/ha khi cây đạt 2–3 lá. Đối chứng không xử lý. Gieo ngày 20/01/2018, khoảng cách 30 × 10 cm. Số liệu theo dõi định kỳ 7 ngày/lần trên 100 cây/công thức, xử lý bằng kiểm định T-Test trên phần mềm SPSS 16.0 và Statistix 8 – lựa chọn phù hợp vì thiết kế chỉ so sánh hai công thức độc lập trên mỗi chân đất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, thực trạng canh tác bộc lộ nhiều bất cập. 100% hộ điều tra sử dụng giống lạc sẻ Tây Nguyên do tư thương cung cấp, toàn bộ là lạc thương phẩm dùng làm giống với tỷ lệ nảy mầm chỉ 80–90%. 100% diện tích phụ thuộc nước trời. Về phân bón, chỉ 70% hộ dùng phân chuồng, 80,5% dùng vôi, 80% dùng kali, và 0% sử dụng phân đạm – mức đầu tư mất cân đối nghiêm trọng. Mật độ gieo ước chừng 15 × 30 cm trên đất cát pha và 15 × 40 cm trên đất thịt, thưa hơn nhiều so với khuyến cáo 30 × 10 cm.

Thứ hai, bệnh héo rũ hiện diện phổ biến và chưa được quản lý hiệu quả. Bệnh xuất hiện trên 100% ruộng điều tra, gây thiệt hại 15% trên đất cát và 20% trên đất thịt trong vụ Đông Xuân; nếu tiếp tục sản xuất Hè Thu, tỷ lệ tăng lên 30% và trên 40%. Đáng chú ý, 100% nông dân chỉ dùng thuốc hóa học, 0% áp dụng biện pháp sinh học. Số liệu Chi cục BVTV tỉnh giai đoạn 2011–2015 xác nhận xu hướng này: vụ Hè Thu 2011 tỷ lệ hại nặng đạt 35–40%, Hè Thu 2015 là 30–35%, cao gấp 2–3 lần vụ Đông Xuân cùng năm (10–15%).

Thứ ba, chế phẩm giảm rõ rệt tỷ lệ bệnh. Trên cả hai chân đất, công thức không xử lý có tỷ lệ bệnh héo rũ do A. nigerS. rolfsii cao gấp hai lần công thức xử lý. Đây là phát hiện cốt lõi, tương đương mức giảm khoảng 50% áp lực bệnh chỉ bằng một lần xử lý hạt giống.

Thứ tư, chế phẩm cải thiện sinh trưởng và rút ngắn thời gian ra hoa. Chiều cao thân chính lúc thu hoạch đạt 47,42 cm (mô hình đất thịt) so với 46,12 cm ở đối chứng, và 43,00 cm so với 42,20 cm trên đất cát pha. Tổng thời gian ra hoa ở mô hình rút ngắn 2 ngày trên đất cát pha (20 ngày) và 3 ngày trên đất thịt (22 ngày). Các chỉ tiêu phân cành, số lá/thân chính, chiều dài cành cấp 1, tỷ lệ hoa hữu hiệu và số quả chắc/cây đều cao hơn đối chứng, dẫn tới năng suất và hiệu quả kinh tế vượt trội.

Thảo luận kết quả

Cơ chế giải thích nằm ở tác động kép: Trichoderma ký sinh và cạnh tranh trực tiếp với hạch nấm S. rolfsii trong đất, còn Pseudomonas định cư vùng rễ, tiết IAA kích thích ra rễ và tăng cường phản ứng tự vệ của cây. Vì tác động khởi phát ngay từ giai đoạn hạt nảy mầm, cây con thoát khỏi cửa sổ mẫn cảm nhất – giai đoạn 30 ngày sau gieo được ghi nhận là thời điểm A. niger gây hại mạnh nhất.

Kết quả nhất quán với các nghiên cứu trước: hiệu quả phòng trừ S. rolfsii trên lạc bằng Trichoderma đạt 86,5% trong điều kiện chậu vại, và các chủng P. fluorescens giúp giảm tỷ lệ bệnh từ 18,77% xuống 8,27% đồng thời nâng năng suất quả khô từ 1.557 kg/ha lên 1.800 kg/ha. Điểm mới của luận văn là kiểm chứng tổ hợp hai tác nhân ở quy mô đồng ruộng 6.000 m², thay vì điều kiện in vitro hay nhà lưới.

Dữ liệu có thể được trình bày hiệu quả qua biểu đồ cột nhóm so sánh tỷ lệ bệnh giữa mô hình và đối chứng trên hai chân đất, biểu đồ đường thể hiện động thái tăng trưởng chiều cao qua bốn thời kỳ (cây con, bắt đầu ra hoa, kết thúc ra hoa, thu hoạch), và bảng tổng hợp hiệu quả kinh tế với chỉ số VCR. Cần lưu ý rằng chênh lệch chiều cao thân chính không đạt ý nghĩa thống kê ở mức T-test < 0,05 (các giá trị dao động 0,09–0,59), cho thấy tác động chủ đạo của chế phẩm là kiểm soát bệnh chứ không phải kích thích sinh trưởng dinh dưỡng.

Đề xuất và khuyến nghị

Khuyến cáo áp dụng đại trà quy trình xử lý hạt giống bằng chế phẩm Trichoderma – Pseudomonas 10⁸ CFU/g, liều 20 g/kg hạt, kết hợp phun gốc 2 kg/ha giai đoạn 2–3 lá. Chi cục Trồng trọt & BVTV Quảng Nam chủ trì, đặt mục tiêu phủ 30% diện tích lạc huyện Tiên Phước (khoảng 150 ha) trong 2 vụ đầu và 70% sau 3 năm, ưu tiên các ruộng độc canh lạc nhiều năm có tỷ lệ bệnh trên 15%.

Tổ chức tập huấn kỹ thuật cho toàn bộ 15 xã, thị trấn của huyện, vì kết quả điều tra cho thấy 100% hộ chưa từng tiếp cận chế phẩm sinh học. Trung tâm Khuyến nông tỉnh phối hợp Ban Nông nghiệp xã triển khai tối thiểu 2 lớp/xã/năm, gắn với mô hình trình diễn 500 m² tại mỗi điểm, hoàn thành trong 24 tháng.

Xây dựng hệ thống cung ứng giống có phẩm cấp, thay thế nguồn 100% do tư thương cung cấp hiện nay, nhằm nâng tỷ lệ nảy mầm từ 80–90% lên trên 95%. Sở NN&PTNT Quảng Nam giao đơn vị giống cây trồng của tỉnh liên kết với các hợp tác xã, triển khai từ vụ Đông Xuân kế tiếp.

Điều chỉnh quy trình bón phân và mật độ gieo. Cần đưa tỷ lệ hộ sử dụng vôi từ 80,5% lên 100%, bổ sung phân đạm ở mức 80 kg urê/ha (hiện 0% hộ áp dụng), và chuyển mật độ từ 15 × 30/15 × 40 cm sang 30 × 10 cm theo quy chuẩn khảo nghiệm giống lạc. Cán bộ khuyến nông xã hướng dẫn trực tiếp tại đồng ruộng trong 2 vụ liên tiếp.

Đầu tư hạ tầng thủy lợi nhỏ cho vùng chuyên canh lạc, hướng tới chủ động tưới cho ít nhất 20% trong tổng 500 ha, do 100% diện tích hiện phụ thuộc nước trời và cây lạc rất mẫn cảm với hạn ở giai đoạn ra hoa – đâm tia.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Cán bộ bảo vệ thực vật và khuyến nông cấp huyện, xã là nhóm hưởng lợi trực tiếp nhất. Luận văn cung cấp quy trình xử lý hạt giống đã kiểm chứng ngoài đồng ruộng trên 6.000 m², kèm bộ chỉ tiêu theo dõi định kỳ 7 ngày/lần chuẩn theo QCVN 01-168:2014/BNNPTNT, dùng ngay được để thiết kế mô hình trình diễn tại địa phương.

Nông dân và hợp tác xã trồng lạc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, đặc biệt các hộ có ruộng độc canh lạc nhiều năm với tỷ lệ héo rũ 15–40%. Tài liệu chỉ rõ liều lượng, thời điểm xử lý và hiệu quả kinh tế so sánh, giúp hộ quyết định đầu tư mà không cần thử nghiệm mò mẫm.

Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Khoa học cây trồng, Bảo vệ thực vật có thể tham khảo thiết kế thí nghiệm hai chân đất – hai công thức – ba lần nhắc lại, cùng cách xử lý T-Test bằng SPSS 16.0 và Statistix 8. Phần tổng quan tài liệu hệ thống hóa hơn 30 công trình về TrichodermaPseudomonas trong và ngoài nước, là nền tảng viết chương tổng quan cho đề tài tương tự.

Doanh nghiệp sản xuất chế phẩm sinh học nông nghiệp tìm thấy ở đây bằng chứng thực địa về hiệu quả của công thức phối trộn 50:50 ở mật độ 10⁸ CFU/g – thông số kỹ thuật trực tiếp phục vụ phát triển sản phẩm thương mại, trong bối cảnh nghiên cứu ở Việt Nam mới chủ yếu dừng ở tác nhân đơn lẻ.

Câu hỏi thường gặp

Chế phẩm Trichoderma – Pseudomonas giảm bệnh héo rũ được bao nhiêu? Trên cả hai chân đất thịt và đất cát pha, công thức không xử lý có tỷ lệ bệnh do A. nigerS. rolfsii cao gấp hai lần công thức có xử lý, tương đương mức giảm khoảng 50%. Đây là kết quả trên ruộng đã nhiễm bệnh nặng nhiều vụ liên tiếp tại huyện Tiên Phước, vụ Đông Xuân 2017–2018.

Liều lượng và cách sử dụng cụ thể ra sao? Chế phẩm dạng bột phối trộn Trichoderma và Pseudomonas theo tỷ lệ 50:50, mật độ 10⁸ CFU/g. Hạt giống ngâm 2 sôi 3 lạnh trong 2–3 giờ, ủ kín thúc mầm đến nứt nanh rồi trộn 20 g chế phẩm cho 1 kg hạt. Khi cây đạt 2–3 lá, phun bổ sung vào gốc sát mặt đất với liều 2 kg/ha.

Chế phẩm có làm thay đổi thời gian sinh trưởng của cây lạc không? Không. Tổng thời gian sinh trưởng giữ nguyên 95 ngày trên đất cát pha và 100 ngày trên đất thịt ở cả mô hình lẫn đối chứng. Tuy nhiên chế phẩm rút ngắn thời gian ra hoa 2 ngày trên đất cát pha và 3 ngày trên đất thịt, giúp hoa tập trung hơn – yếu tố có lợi cho tỷ lệ hoa hữu hiệu.

Vì sao phải kết hợp hai tác nhân thay vì dùng riêng lẻ? Các công bố quốc tế cho thấy kết hợp TrichodermaPseudomonas fluorescens cho hiệu quả phòng trừ và năng suất cao hơn từng tác nhân đơn lẻ. Nguyên nhân là hai tác nhân bổ trợ cơ chế: nấm đối kháng tấn công trực tiếp hạch nấm bệnh trong đất, còn vi khuẩn vùng rễ kích thích phản ứng tự vệ và tiết IAA thúc đẩy ra rễ, tạo phổ tác động rộng hơn.

Nông dân có cần bỏ hoàn toàn thuốc hóa học không? Không nhất thiết ngay lập tức. Mục tiêu của đề tài là hạn chế thuốc hóa học chứ không loại bỏ tuyệt đối, trong bối cảnh 100% hộ điều tra hiện chỉ dùng thuốc hóa học và hiệu quả không cao do phun muộn sau khi bệnh đã xuất hiện. Hướng khuyến cáo là lấy chế phẩm sinh học làm nền phòng ngừa từ hạt giống, kết hợp quản lý dịch hại tổng hợp IPM.

Kết luận

  • Bệnh héo rũ gốc mốc trắng và gốc mốc đen là hai đối tượng gây hại nghiêm trọng nhất với sản xuất lạc tại Tiên Phước, xuất hiện trên 100% ruộng điều tra với thiệt hại 15–40% tùy chân đất và mùa vụ.
  • Xử lý hạt giống bằng chế phẩm Trichoderma – Pseudomonas 10⁸ CFU/g liều 20 g/kg làm giảm tỷ lệ bệnh xuống một nửa so với đối chứng trên cả đất thịt lẫn đất cát pha.
  • Chế phẩm không làm thay đổi tổng thời gian sinh trưởng nhưng rút ngắn thời gian ra hoa 2–3 ngày và cải thiện các chỉ tiêu phân cành, số lá, chiều dài cành cấp 1, tỷ lệ hoa hữu hiệu, số quả chắc/cây.
  • Năng suất và hiệu quả kinh tế ở công thức xử lý đều cao hơn đối chứng trên cả hai chân đất.
  • Nghiên cứu bổ sung cơ sở khoa học cho hướng phòng trừ sinh học kết hợp hai tác nhân – lĩnh vực còn rất ít công trình tại Việt Nam.

Đóng góp chính của luận văn là chuyển kết quả từ phòng thí nghiệm ra quy mô đồng ruộng 6.000 m² với quy trình có thể nhân rộng ngay. Bước tiếp theo cần triển khai trong 24 tháng: mở rộng khảo nghiệm sang vụ Hè Thu – thời điểm bệnh gây hại nặng nhất, đồng thời tập huấn cho nông dân tại 15/15 xã của huyện. Các cơ quan chuyên môn, hợp tác xã và hộ trồng lạc nên tham khảo toàn văn luận văn để áp dụng quy trình vào vụ sản xuất gần nhất.