CHỌN LỌC, ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG NẤM KÝ SINH CÔN TRÙNG TRONG ĐẤT CÓ KHẢ NĂNG PHÕNG TRỪ RỆP SÁP HẠI RỄ CÂY CÀ PHÊ TẠI ĐẮK LẮK Đào Thị Lan Hoa 1 , Nguyễn Thị Thƣờng 1 , Mai Thị Hạnh 1 , Nguyễn Thị Minh N[.]
CHỌN LỌC, ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG NẤM KÝ SINH CƠN TRÙNG TRONG ĐẤT CĨ KHẢ NĂNG PHÕNG TRỪ RỆP SÁP HẠI RỄ CÂY CÀ PHÊ TẠI ĐẮK LẮK Đào Thị Lan Hoa1, Nguyễn Thị Thƣờng1, Mai Thị Hạnh1, Nguyễn Thị Minh Nguyệt1, Phan Lý Thùy Mai1, Nguyễn Anh Dũng2, Nguyễn Văn Nam2, Đỗ Thị Kiều An2, Trần Thị Huế2 cộng Viện Khoa học Kỹ thật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên Trƣờng Đại học Tây Nguyên I ĐẶT VẤN ĐỀ Đắk Lắk tỉnh sản xuất cà phê vối đứng đầu nƣớc, cà phê Đắk Lắk chiếm vị trí quan trọng thị trƣờng nƣớc Cùng với việc mở rộng diện tích, kỹ thuật canh tác phịng trừ sâu bệnh để tăng suất, chất lƣợng trồng chƣa hợp lý đồng tạo điều kiện cho gia tăng, bùng phát dịch hại có rệp sáp hại rễ cà phê Thực tế sản xuất cà phê Đắk Lắk cho thấy rệp sáphại rễ sống đất nên việc phát phòng trừ khó khăn Trong q trình trồng cà phê, vùng bị rệp sáp hại rễ gây hại khơng tác động biện pháp phịng trừ tổng hợp rệp sáp có xu hƣớng gia tăng theo thời gian Đặc biệt, gặp điều kiện thuận lợi nhiệt độ, độ ẩm, pH đất… chúng phát sinh thành dịch gây hại cho cà phê Khí hậu Đắk Lắkcó ẩm độ thích hợp cho phát triển loài nấm ký sinh lồi trùng hại rễ cà phê, có rệp sáp Sự có mặt lồi nấm tự nhiên góp phần hạn chế đƣợc gây hại rệp sáp hại rễ cà phê Chính vậy, việc thu thập loại nấm ký sinh đối tƣợng sâu hại đất gây hại rễ cà phê (rệp sáp, ve sầu) vùng trồng cà phê, đánh giá đặc tính sinh học chọn lọc chủng nấm ký sinh trùng có hoạt tính tốt để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê cần thiết Xuất phát từ đó, đề tài: “Chọn lọc, ứng dụng số chủng nấm ký sinh trùng đất có khả phịng trừ côn trùng hại rễ cà phê Đắk Lắk” đã đƣợc Sở Khoa học và Công nghệ Đắk Lắk xét duyệt cho Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên thƣ̣c hiện từ tháng 10 năm 2012 đến tháng năm 2016 II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Thu thập, phân lập, chọn lọc định danh chủng nấm ký sinh côn trùng đất gây hại rễ cà phê (rệp sáp, ve sầu) có tự nhiên - Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm nấm ký sinh côn trùng sử dụng phòng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê quy mơ phịng thí nghiệm -Đánh giá hiệu lực phòng trừ chế phẩm nấm ký sinh rệp sáp gây hại rễ cà phê phòng thí nghiệm ngồi đồng ruộng III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Thu thập, phân lập, chọn lọc định danh chủng nấm ký sinh côn trùng đất gây hại rễ cà phê (rệp sáp, ve sầu) có tự nhiên A B D C Hình Nấm ký sinh ve sầu (A, B, C) rệp sáp hại rễ cà phê (D) thu thập Đắk Lắk (năm 2013) Thu thập mẫu nấm ký sinh côn trùng tại đị a điểm trồng cà phê chí nh của tỉ nh Đắk Lắk Tỷ lệ ve sầu bị nấm ký sinh nhi ều so với rệp sáp hại rễ cà phê Trên ve sầu trƣởng thành, biểu bệnh nấm ký sinh rõ d ễ nhận biết, thể ve sầu có lớp bột bào tử màu trắng, màu xanh nhạt, màu xanh Đối với ấu trùng ve sầu bị nấm ký sinh chết nằm đất, nấm hình thành thể, nằm đất phát triển nhơ lên khỏi mặt đất, có chiều cao vài cm, màu trắng Đối với nấm ký sinh rệp sáp hại rễ, tỷ lệ mẫu thu thập đƣợc tại các đị a điểm ất r thấp khó phát hiện, rệp sáp gây hại rễ nằm sâu đất Mẫu rệp sáp bị nấm ký sinh thu thập đƣợc có các màu sắc: màu trắng,màu hồng màu vàng Có chi nấm ký sinh côn trùng đã đƣợc phân lập tỉnh Đắk Lắk, kết thể bảng vùng trồng cà phê Bảng Thành phần và số lƣợng các mẫu nấm ký sinh trùng thuộc chi nấm phân lập tại huyện/thành phố thuộc tỉnh Đắk Lắk (Năm 2013) Thành phần TT chi nấm ký sinh côn trùng Buôn Cƣ Cƣ Krông Buôn Krông Krông Tổng Ma Kuin M'gar Păk Hồ Ana Năng cộng Thuột Beauveria 1 1 0 Cordyceps 23 12 61 Metarhizium 18 12 16 14 73 Paecilomyces 1 0 17 Tổng cộng 44 13 15 25 27 30 156 Tỷ lệ (%) 28,21 8,33 9,62 16,03 1,28 17,31 19,23 Các chi nấm đƣợc định danh hình thái đến chi là:Beauveria, Cordyceps, Metarhizium, Paecilomyces với tổng số 156 ký hiệu mẫu nấm đƣợc phân lập.Các chi nấm đƣợc đề cập nhiều nói đến nấm ký sinh côn t rùng lo ại trồng khác (Copping Menn, 2000; Hywel-Jones, 2002; Hà Thị Quyến cộng sự, 2002; Phạm Thị Thùy cộng sự, 2010 ).Chi nấm ký sinh côn trùng phổ biến đƣợc phân lập Đắk Lắk Metarhizium (73 mẫu) phổ biến Beauveria (5 mẫu) Bảng Kết định danh mẫu công nghệ sinh học mẫu nấm thuộc chi Beauveria vàCordyceps(Năm 2013) TT Tên chi, lồi nấm ký sinh trùng Ve sầu BC15, BN2 Cordyceps bassiana Ve sầu BB14, BP13 Cordyceps cicadae Ve sầu BP12 Cordyceps takaomontana Ve sầu BB3, BB16, BB31, BM4, BP3, BP6, PA3 Ve sầu MA2, MB2, MB7, MB16, MC2, MM4, MM6, MM7, MP1, MP9 Paecilomyces lilacinus Rệp sáp, ve sầu PA4, PB6, PB8, PN6 Paecilomyces hepiali Rệp sáp ChiCordyceps Chi Metarhizium Metarhizium cylindrosporae Tên mẫu nấm ChiBeauveria Beauveria bassiana Ký chủ Chi Paecilomyces PN5 Sau định danh sơ hình thái, chọn số mẫu nấm ký sinh trùng có khả sinh trƣởng phát triển tốt gửi đếnThành phố Hồ Chí Minh để định danh phƣơng pháp giải trình tự gen so sánh với ngân hànggen Kết xác định đƣợc chi thuộc lồi nấm ký sinh trùng Đắk Lắk: Beauveria bassiana; Cordyceps bassiana; Cordyceps cicadae; Cordyceps takaomontana; Metarhizium cylindrosporae;Paecilomyces hepiali; Paecilomyces lilacinus Các loài nấm thuộc chi Cordyceps mà phân lập từ ve sầu Đắk Lắk khác hẳn so với kết Phạm Văn Nhạ (2012) phân lập rệp sáp loài Cordyceps nutan Cho đến nay, kết nghiên cứu đƣợc công bố đối tƣợng nấm ký sinh ve sầu hại rễ Việt Nam Mặc dù đƣợc phân lập địa điểm khác vùng trồng cà phê tỉnh Đắk Lắk nhƣng 10 ký hiệu mẫu chọn lọc có độ tƣơng đồng 99 %so với loài Metarhizium cylindrosporae Kết phù hợp với công bố Balakrishnan cộng (2012) phân lập nấm ký sinh ve sầu trƣởng thành Terpnosia psecas Walker trang trại Viện Nghiên cứu Cà phê quận Chikmagalur, Karnataka, Ấn Độ xác định loàiMetarhizium cylindrosporae Tại Việt Nam, hai loài Paecilomyces lilacinus, Paecilomyces hepiali lần đƣợc công bố rệp sáp hại rễ; Loài Paecilomyces lilacinus lần công bố phân lập đƣợc ve sầu 3.2.Nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm nấm ký sinh trùng sử dụng phịng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê quy mơ phịngthí nghiệm * Môi trƣờng nhân nuôi nấm ký sinh côn trùng Đƣờng kính khuẩn lạc (cm) 10 7,77 7,33 PDA 6,47 5,85 CDA SDAY3 4,67 4,23 SDAYK 3,35 BB3 BB14 BC15 MB25 MM6 PB6 PB8 Tên chủng nấm Biểu đồ Đƣờng kính khuẩn lạc mẫu nấm ký sinh côn trùng Kết nhân nuôi nấm ký sinh côn trùng môi trƣờng nhân tạo cho thấy: Các chủng nấm thuộc chi Beauveria, Cordyceps, Metarhizium, Paecilomyces phát triển tốt môi trƣờng SDAY3, PDA; điều kiện: pH - 7, nhiệt độ 25 30oC (thích hợp 25 đến 27oC, nhiệt độ 40oC nấm hầu nhƣ không phát triển).Trong môi trƣờng ni cấy chi nấm Paecilomyces phát triển nhanh nhất, chi nấm Cordyceps,Beauveria cuối chi nấm Metarhizium Các chủng nấm thuộc chi nấm Beauveria, Cordyceps, Metarhizium phát triển có đƣờng kính khuẩn lạc đạt kích thƣớc lớn có mật độ bào tử cao với điều kiện không chiếu sáng Các chủng nấm thuộc chi Paecilomyces phát triển tốt có mật độ bào tử cao điều kiện chiếu sáng - 12 h/ ngày * Môi trƣờng nhân sinh khối Chọn chủng nấm là: Cordyceps takaomontana (BB3),Paecilomyces lilacinus (PB6) có khả phát triển tốt mơi trƣờng nhân tạo có hoạt tính enzyme cao để nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm thử nghiệm phịng trừ rệp sáp hại rễ cà phê Biểu đồ Ảnh hƣởng môi trƣờng nhân sinh khối đến mật độ bào tử (x 10 bào tử/ g)của chủng nấm ký sinh côn trùng đƣợc chọn lọc * Các điều kiện môi trƣờng ảnh hƣởng đến nhân sinh khốinấm ký sinh côn trùng Môi trƣờng gạo tốt việc nhân sinh khối nấm ký sinh côn trùng đƣợc chọn lọc nuôi cấy túi nilon chịu nhiệt có đậy nút bơng giấy thƣờng, đặt nhiệt độ phịng thí nghiệm, định kỳ đảo ngày/ lần Chủng PB6 với công thức ẩm độ 40% phát triển tốt nhất, đạt 3,11 x 109bào tử/g Đối với chủng BB3 ẩm độ 45% tốt đạt 1,45 x 108 bào tử/ g So sánh hai chủng nấm ký sinh côn trùng thử nghiệm để sản xuất chế phẩm cho thấy chủng PB6 có khả phát triển tốt cho số lƣợng bào tử nhiều so với chủng BB3 Tiến hành theo dõi chế phẩm trình bảo quản nhận thấy sấy chế phẩm nhiệt độ 30oC; độ ẩm đạt 12% mật độ đạt 6,75 x 109 cfu/g việc bảo quản chế phẩm tốt hơn, nấm mốc không phát triển ảnh hƣởng đến chế phẩm Chế phẩm đƣợc bảo quản dạng chƣa nghiền nhỏ (dạng hạt) tháng để bảo đảm mật độ khuẩn lạc ≥ 109 cfu/ g 3.3 Đánh giá hiệu lực phòng trừ chế phẩm nấm ký sinh côn trùngđối với rệp sáp gây hại rễ phịng thí nghiệm ngồi đồng ruộng * Trong phịng thí nghiệm Chọn đƣợc 12 chủng có hiệu lực phịng trừ cao ≥ 77,49% Các chủng có hiệu lực cao ≥ 85% gồm chủng: BB3, BB13, BB14, MM4, MP9, PA4, PB6, PB8, PM5 Trong năm 2014 - 2016, Bộ môn Bảo vệ Thực vật (WASI) sản xuất đƣợc chế phẩm sinh học thử nghiệm nấm ký sinh côn trùng: Chế phẩm WASI-IF1: đƣợc sản xuất từ hai chủng nấm ký sinh côn trùnglà BB3 (Cordyceps takaomontana) PB6 (Paecilomyces lilacinus), có mật độ bào tử 109 cfu/ g; Chế phẩm WASI-IF2: đƣợc sản xuất từ từ hai chủng nấm ký sinh côn trùng BB14 (Cordyceps bassiana)và PB6 ((Paecilomyces lilacinus), có mật độ bào tử 10 cfu/ g * Thí nghiệm ngồi đồng Thí nghiệm xử lý chế phẩm WASI-IF1 WASI-IF2 với liều lƣợng 50 g/ gốc hình thức rải xung quanh gốc cho hiệu phòng trừ rệp sáp hại rễ cà phê cao so với liều lƣợng 10 - 40 g/ gốc, xử lý - lần/ năm mật độ rệp sáp hại rễ ≥ 30 con/gốc Qua hai năm thử nghiệm chế phẩm sinh học thử nghiệm nấm ký sinh côn trùng WASI sản xuất (WASI-IF1 WASI-IF2) kết ghi nhận: Mô hình sử dụng chế phẩmWASI-IF1 WASI-IF2 làm giảm mật độ rệp sáp hại rễ so với đối chứng không xử lý chế phẩm Hiệu đạt đƣợc 70,81 - 96,72% với chế phẩm WASI-IF1 thời gian từ 30 đến 75 ngày sau thí nghiệm (biểu đồ 1) Hiệu đạt đƣợc với chế phẩm WASI-IF2 88,00 - 100,00%, trì từ 15 đến 150 ngày sau thí nghiệm (biểu đồ 2) Hiệu lực phịng trừ (%) 100 94,50 95,44 100,00 100,00 98,50 100,00 97,25 92,82 88,00 89,26 80 60 40 20 0N ST N 15 5N ST N 13 0N ST N 12 5N ST N 10 N ST N 90 N ST N 75 N ST N 60 N ST N 45 N ST N 30 15 N ST N Thời gian theo dõi Biểu đồ Hiệu lực phòng trừ (%) rệp sáp hại rễ chế phẩm nấm ký sinh côn trùngWASI-IF1 Cƣ Kuin (năm 2014) Hiệu lực phòng trừ (%) 96,72 100 85,36 90 89,20 90,82 80 72,46 70 60,66 60 51,81 50 40 39,15 30 20 10 15NSTN 30NSTN 45NSTN 60NSTN 75NSTN 90NSTN 105NSTN 120NSTN Thời gian theo dõi Biểu đồ Hiệu lực phòng trừ rệp sáp hại rễ cà phê chế phẩm WASI-IF2 Cƣ Kuin (năm 2015) IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận - Có chi nấm ký sinh trùng phổ biến đã đƣợc phân lập tại cá c đị a điểm điều tra g ồm Beauveria, Cordyceps,Metarhizium, Paecilomyces Số mẫu đã làm thuần lƣu giữ đ ối với chi nấm ký sinh trùng quan trọng 156 chủng nấm Trong đó số mẫu thu thập đƣợc tƣ̀ ve sầu chiếm đa số - Định danh đƣợc chi với loài nấm ký sinh trùng rệp sáp ve sầu hại rễ cà phê: (1) Beauveria bassiana, (2) Cordyceps bassiana,(3) Cordyceps cicadae, (4) Cordyceps takaomontana, (5) Metarhizium cylindrosporae,(6) Paecilomyces hepiali, (7) Paecilomyces lilacinus Đây loài lần đƣợc công bố Việt Nam đối tƣợng rệp sáp ve sầu hại rễ cà phê phƣơng pháp giải trình tự gen - Đã xây dựng đƣợc quy trình nhân ni sinh khối chế phẩm nấm ký sinh côn trùng: môi trƣờng gạo nuôi cấy túi nilon chịu nhiệt; ẩm độ 40 - 45 % (ẩm độ 40% chủng nấm tím PB6 45% chủng nấm trắng BB3, BB14); nhiệt độ 28oC; đậy nút giấy thƣờng; đảo ngày/ lần Chế phẩm đƣợc sấy nhiệt độ 30oC để đạt độ ẩm khoảng 12% - Có 12 chủng nấm có hiệu lực phịng trừ rệp sáp hại rễ ≥ 77,49% điều kiện phịng thí nghiệm (4 chủng thuộc chi Cordyceps, chủng thuộc chi Metarhizium, chủng thuộc chi Paecilomyces) Chọn lọc đƣợc chủng nấm gồm chủng Cordyceps takaomontana (BB3), Cordyceps bassiana (BB14) chủng nấm Paecilomyces lilacinus (PB6) có khả phát triển tốt, có hoạt tính enzyme cao, hiệu lực phịng trừ rệp sáp hại rễ cao phịng thí nghiệm để sản xuất chế phẩm thử nghiệm phịng trừ trùng hại rễ cà phê - Qua năm thực mô hình cho thấy cơng thức sử dụng chế phẩm WASIIF1 WASI-IF2 làm giảm mật độ rệp sáp hại rễ cà phê dƣới mức gây hại < 30 con/gốc Hiệu phòng trừ đạt 70,81 - 96,72% chế phẩm WASI-IF1 thời gian từ 30 đến 75 ngày sau thí nghiệm Hiệu đạt đƣợc với chế phẩm WASIIF2≥ 88,00 % thời gian từ 15 đến 150 ngày sau thí nghiệm - Xây dựng đƣợc quy trình sử dụng chế phẩm nấm ký sinh trùng WASI sản xuất (WASI-IF1 WASI-IF2): sử dụng 50 g/ gốc bị rệp sáp hại rễ gây hại, số lần xử lý từ đến lần/nămkhi mật độ rệp sáp hại rễ ≥ 30 con; 4.2 Đề nghị - Tiếp tục hoàn thiện quy mơ sản xuất chế phẩm WASI-IF1 WASI-IF2 phịng trừ rệp sáp hại rễ cà phê mang tính thƣơng mại - Nghiên cứu đánh giá đặc điểm sinh học giống nấm ký sinh côn trùng từ sản phẩm nghiên cứu đề tài đối tƣợng sâu hại cà phê trồng khác Tây Nguyên để tạo chế phẩm sinh học năm tới ... lập, chọn lọc định danh chủng nấm ký sinh côn trùng đất gây hại rễ cà phê (rệp sáp, ve sầu) có tự nhiên A B D C Hình Nấm ký sinh ve sầu (A, B, C) rệp sáp hại rễ cà phê (D) thu thập Đắk Lắk (năm... đƣợc công bố rệp sáp hại rễ; Loài Paecilomyces lilacinus lần công bố phân lập đƣợc ve sầu 3.2.Nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm nấm ký sinh trùng sử dụng phòng trừ rệp sáp gây hại rễ cà phê. .. với chi nấm ký sinh trùng quan trọng 156 chủng nấm Trong đó số mẫu thu thập đƣợc tƣ̀ ve sầu chiếm đa số - Định danh đƣợc chi với loài nấm ký sinh trùng rệp sáp ve sầu hại rễ cà phê: (1)