Nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn bacillus velezensis đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và khả năng kháng bệnh đối với cây khoai tây

LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu trung thực chưa công bố cơng trình khác trước Tơi hồn toàn chịu trách nhiệm vi phạm quy định đạo đức khoa học Thanh Hóa, tháng năm 2022 Người cam đoan Đinh Huy Tuyến i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, bện cạnh nỗ lực phấn đấu thân, xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS Mai Thành Luân nhiệt tình hướng dẫn, định hướng nghiên cứu, tạo điều kiện cho q trình thực đề tài Tơi xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Nông Lâm Ngư nghiệp, trường Đại học Hồng Đức tạo điều kiện giúp đỡ cho tơi q trình nghiên cứu chia sẻ kinh nghiệm chuyên môn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình bạn bè giúp đỡ, tạo điều kiện, động viên suốt thời gian học tập thực đề tài khóa luận tốt nghiệp Thanh Hóa, tháng năm 2022 Tác giả luận văn Đinh Huy Tuyến ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Mục đích, yêu cầu đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.4 Giới hạn đề tài .4 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU .5 1.1 Tổng quan khoai tây .5 1.1.1 Cây khoai tây 1.1.2 Một số bệnh khoai tây .6 1.1.3 Triệu chứng bệnh héo xanh khoai tây .7 1.1.4 Nguyên nhân gây bệnh 1.1.5 Quy luật phát sinh, phát triển .10 1.2 Đặc điểm vi khuẩn .11 1.2.1 Tổng quan vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith 11 1.3 Vi sinh vật đối kháng .13 1.4 Tổng quan vi khuẩn Bacillus velezensis .13 1.4.1 Tình hình nghiên cứu vi khuẩn Bacillus velezensis giới: 13 1.4.2 Vị trí phân loại vi khuẩn Bacillus velezensis 14 1.4.3 Các đặc điểm sinh học vi khuẩn Bacillus velezensis 15 1.4.4 Cấu trúc vi khuẩn Bacillus velezensis 15 1.4.5 Các chế đối kháng vi khuẩn Bacillus velezensis với vi khuẩn gây bệnh trồng: 15 iii 1.4.6 Tình hình nghiên cứu vi khuẩn Bacillus sp nước: 15 Chương VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Vật liệu nghiên cứu: 18 2.2 Nội dung nghiên cứu 18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 19 2.3.1 Bố trí thí nghiệm 19 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu phịng thí nghiệm 19 2.3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm ngồi thực nghiệm: 22 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .27 3.1 Kết nghiên cứu phịng thí nghiệm 27 3.1.1 Đặc điểm loài vi khuẩn Bacillus velezensis 27 3.1.2 Bệnh héo xanh khoai tây vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây đồng ruộng 27 3.1.3 Khả đối kháng vi khuẩn Bacillus velezensis loài vi khuẩn gây bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum 28 3.2 Kết nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng: .30 3.2.1 Tình hình thời tiết khí hậu khu thực nghiệm: 30 3.2.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng vi khuẩn Bacillus velezensis tới sinh trưởng, phát triển, suất khả kháng bệnh khoai tây .30 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 40 Kết luận .40 Kiến nghị .40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT B.velezensis : Bacillus velezensis CS : Cộng CT1 : Công thức CT2 : Công thức CT3 : Công thức FAO : Foods and Agriculture Organization HLPT : Hiệu lực phòng trừ KLTB : Khối lượng trung bình LB : Luria-Bertani MMHL : Minimal Medium recommended by Hsu and Lockwood MT : Môi trường NSTT : Năng suất thực tế OD : Optical Density PCA : Plate Count Agar PDA : Potato Dextrose Agar PSM : Môi trường chọn lọc Phytophthora SD : Standard Deviation STT : Số thứ tự TLB : Tỷ lệ bệnh VK : Vi khuẩn VSV : Vi sinh vật v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các bệnh phổ biến vi sinh vật gây khoai tây Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm 22 Bảng 3.1 Khả đối kháng vi khuẩn Bacillus velezensis loài vi khuẩn gây bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum 28 Bảng 3.2 Diễn biến nhiệt độ khu thực nghiệm 30 Bảng 3.3 Diễn biến chiều cao khoai tây qua kỳ điều tra 32 Bảng 3.4 Số lá/cây khoai tây qua kỳ điều tra 33 Bảng 3.5: Số thân chính/ khóm khoai tây qua kỳ điều tra 35 Bảng 3.6 Năng suất khoai tây thí nghiệm 37 Bảng 3.7 Hiệu lực phòng trừ nấm đối kháng Bacillus velezensis vi khuẩn gây bệnh khoai tây 37 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh mơ tả khoai tây Hình 1.2 Triệu chứng bệnh héo xanh non khoai tây Hình 1.3 Triệu chứng bệnh héo xanh thân khoai tây Hình 1.4 Triệu chứng bệnh héo xanh củ khoai tây Hình 2.1 Lên luống trồng khoai tây Nông trại thực hành trải nghiệm trường Đại học Hồng Đức .24 Hình 2.2 Khoai tây giống trồng luống tương ứng với cơng thức 24 Hình 3.1 Sự phát triển khuẩn lạc BL-2 môi trường King’B ngày sau cấy (A) tế bào Gram dương kính hiển vi (B) .27 Hình 3.2 Triệu chứng bệnh héo xanh củ khoai tây phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum đĩa môi trường .28 Hình 3.3 Khả đối kháng vi khuẩn Bacillus velezensis vi khuẩn Ralstonia solanacearum .29 Hình 3.4 Ảnh hưởng dịch vi khuẩn Bacillus velezensis tới động thái tăng trưởng chiều cao khoai tây 31 Hình 3.5 Ảnh hưởng dịch vi khuẩn Bacillus velezensis tới động thái khoai tây 34 Hình 3.6 Ảnh hưởng dịch vi khuẩn Bacillus velezensis tới số lượng thân khóm khoai tây 36 Hình 3.7 Hình ảnh khoai tây ruộng đơi chứng (không sử dụng vi khuẩn Bacillus velezensis) .38 vii MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Tại Việt Nam, khoai tây trồng trồng vào vụ đơng, số nơi có khí hậu lạnh, Lâm Đồng, Lào Cai khoai tây trồng vụ thu, vụ xuân hè, thị trường tiêu thụ khắp nước, diện tích trồng dao động từ 23 đến 25 ngàn Hiện khoai tây trọng đẩy mạnh ứng dụng công nghệ sinh học để nâng cao suất chất lượng sản phẩm, nghiên cứu chọn tạo giống khoai tây lai suất cao chất lượng phù hợp với khu vực sản xuất khác nhau, kháng với loại sâu bệnh hại Tuy nhiên ,q trình sản xuất cịn nhiều hạn chế điều kiện khí hậu nước ta thời tiết nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều, thuận lợi cho bệnh vi khuẩn gây ra, chủ yếu bệnh vi sinh vật gây bệnh héo xanh, bệnh thối nhũn, bệnh đốm vi khuẩn, ….trong bệnh héo xanh bệnh phổ biến thứ hai khoai tây với tác nhân vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith gây gây mùa, làm tăng chi phí làm cản trở việc sản xuất người dân, ước tính thiệt hại giảm sút suất lên tới 4070% suất Hiện nay, nhân dân thường sử dụng thuốc hóa học để diệt nấm vi khuẩn gây bệnh biện pháp thường để lại số hậu như: diệt hết tất vi sinh vật có lợi đất làm cân hệ vi sinh vật, tạo điều kiện cho loài gây hại phát triển, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật làm ô nhiễm nguồn đất, nước, gây hại tới sức khỏe người Trong biện pháp phòng trừ nghiên cứu để dần thay biện pháp hóa học biện pháp ứng dụng chế phẩm sinh học hướng nhà khoa học nhiều nước giới Việt Nam quan tâm, có tác dụng tích cực nơng nghiệp ưu việt so với sản phẩm hóa học Vi khuẩn Bacillus velezensis lồi vi khuẩn phát gần đây, thuộc loài vi khuẩn gram dương, hình que, có khả sinh axít từ aeculin, amygdalin, arbutin (Wang et al., 2008) Nhiều nghiên cứu tiềm kiểm soát sinh học vi khuẩn B velezensis thông qua bốn chế chính: kháng sinh qua trung gian chất chuyển hóa kháng khuẩn, sản xuất hoocmon tăng trưởng để hấp thu chất dinh dưỡng với vi sinh vật khác sản sinh hợp chất dễ bay với hợp chất polypeptit bề mặt(Adetomiwa Ayodele et al, 2019) Nghiên cứu nhóm phân lập tuyển chọn chủng vi khuẩn kí hiệu BV16 có khả tiêu diệt nấm bệnh cao vi khuẩn Bacillus velezensis (Trang et al., 2020) Do nghiên cứu tiếp tục thực để sàng lọc đánh giá hiệu lực ức chế phát triển vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith gây bệnh héo xanh khoai tây từ môi trường nuôi cấy cau vi khuẩn B.velezensis để chọn thành phần có hiệu lực ức chế vi khuẩn gây bệnh cao nhất, từ làm sở khoa học để ứng dụng vi sinh vật đối kháng sản xuất đa dạng sản phẩm chế phẩm sinh học Xuất phát từ thực tế tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng vi khuẩn Bacillus velezensis đến sinh trưởng, phát triển, suất khả kháng bệnh khoai tây” Kết nghiên cứu cung cấp liệu quan trọng việc sử dụng vi khuẩn B velezensis vào cơng tác phịng trừ bệnh hại khoai tây, đặc biệt bệnh hại có nguồn gốc đất gây vi khuẩn, nấm Từ góp phần hạn chế sử dụng thuốc hóa học vốn khơng có nhiều hiệu bệnh hại có nguồn gốc đất, giảm thiểu dư lượng thuốc bảo vệ thực vật đất trồng, nông sản, đồng thời nâng cao chất lượng nông sản, bảo vệ môi trường sức khỏe cộng đồng 1.2 Mục đích, yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục đích Xác định ảnh hưởng việc sử dụng vi khuẩn đối kháng Bacillus velezensis tới sinh trưởng, phát triển, suất khả kháng bệnh vi khuẩn gây hại khoai tây Nông trại thực hành trải nghiệm (HDU-FARM) Trường Đại học Hồng Đức 1.2.2 Yêu cầu - Đánh giá ảnh hưởng vi khuẩn Bacillus velezensis đến sinh trưởng, phát triển, suất khả phòng ngừa bệnh hại khoai tây vi khuẩn gây (bệnh thối nhũn củ bệnh héo xanh) quy mơ thí nghiệm đồng ruộng - Đánh giá hiệu lực phòng trừ vi khuẩn Bacillus velezenzis vi khuẩn gây bệnh bệnh khoai tây quy mơ phịng thí nghiệm thí nghiệm đồng ruộng trường Đại học Hồng Đức 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học Kết đề tài làm rõ khả phòng trừ vi khuẩn đối kháng Bacillus velezenzis vi khuẩn gây bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum khoai tây ảnh hưởng chúng tới sinh trưởng, phát triển, suất khoai tây; sở đề xuất giải pháp phòng trừ theo hướng sinh học bệnh hại có nguồn gốc đất cho khoai tây giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học, bảo vệ mơi trường, định hướng phát triển nơng nghiệp an tồn, nông nghiệp hữu 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Là sở để xây dựng biện pháp phòng trừ sinh học sử dụng vi khuẩn đối kháng ngăn ngừa gây hại bệnh héo xanh vi khuẩn bệnh có nguồn gốc đất hại khoai tây Khắc phục khó khăn cơng tác phịng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn mà biện pháp sử dụng thuốc hóa học khơng có tác dụng rõ rệt Kết nghiên cứu tiền đề cho việc sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn trồng họ cà, giảm thiểu việc sử dụng thuốc hóa học, bảo vệ môi trường sinh thái đồng ruộng , nâng cao suất, chất lượng nông sản Là giải pháp cho sản xuất nông sản theo hướng hữu