Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nội sinh để tăng cường tính kích kháng đối với bệnh khô cành ngọn keo tai tượng tại một số vùng sinh thái chính ở miền bắc Việt Nam (tóm tắt)

1 PHẦN MỞ ĐẦU Sự cần thiết luận án Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) loài sinh trưởng nhanh, chu kỳ kinh doanh ngắn, gỗ dùng làm đồ nội thất, vật liệu xây dựng, nguyên liệu giấy ra, Keo tai tượng loài có khả tổng hợp nitơ tự khí cao Keo tai tượng có khả thích ứng với nhiều vùng sinh thái, loài cải tạo đất, tăng độ phì, độ xốp tính chất lý, hóa khác đất Theo thống kê đến 31 tháng 12 năm 2012, diện tích rừng trồng nước 3.438.200 (Quyết định số 1739/QĐ-BNN-TCLN ngày 31/7/2013 Bộ Nơng nghiệp Phát triển nơng, diện tích rừng trồng loài keo chiếm tỷ lệ lớn 990.018 Keo tai tượng chiếm tỷ lệ nhiều 590.977 (thống kê tổng diện tích rừng trồng theo lồi 42 tỉnh tính đến 31/12/2011) Trước gia tăng nhanh mặt diện tích, rừng trồng keo xuất nhiều bệnh gây khó khăn không nhỏ cho số địa phương nước Keo tai tượng bị bệnh nhiều Tại Đạ Tẻh, tỉnh Lâm Đồng, Keo tai tượng trồng lồi với tổng diện tích 400 có tới 118,5 bị bệnh với tỷ lệ từ 59% Ở Miền Bắc Việt Nam có khoảng 1000 Keo tai tượng bị bệnh khô cành nguyên nhân nấm Colletotrichum gloeosporioides khu vực bị bệnh nặng như: huyện Hàm Yên tỉnh Tuyên Quang, huyện Thanh Sơn tỉnh Phú Thọ, huyện Văn Bàn huyện Bảo Thắng tỉnh Lào Cai… gây ảnh hưởng lớn đến sản lượng chất lượng rừng trồng gây thiệt hại lớn mặt kinh tế Áp dụng biện pháp hóa học để phịng trừ bệnh cho rừng trồng khó thực diện tích lớn gây tốn mặt kinh tế ảnh hưởng đến môi trường sinh thái Một hướng quan tâm, phương pháp kích thích khả kháng bệnh việc sử dụng vi sinh vật nội sinh 2 Vi sinh vật (VSV) nội sinh định nghĩa VSV cư trú nội mô thực vật, chúng biểu bên ngồi khơng gây tác động xấu đến thực vật mà chúng ký sinh Vi sinh vật nội sinh có khả kiểm sốt ngăn cản trình xâm nhiễm mầm bệnh thực vật Trong số trường hợp chúng đẩy mạnh tốc độ nẩy mầm hạt, thúc đẩy hình thành điều kiện bất lợi nâng cao khả tăng trưởng thực vật thiết lập mối quan hệ hai bên có lợi Các vi sinh vật nội sinh thúc đẩy trình sinh trưởng chủ tạo hàng rào kiểm soát sinh học cách tiêu diệt trực tiếp mầm bệnh xâm nhiễm vào chủ Để góp phần quản lý dịch bệnh hại Keo tai tượng có hiệu khơng gây nhiễm mơi trường, việc sâu nghiên cứu tìm hiểu bệnh khô cành Nghiên cứu vi khuẩn nội sinh có hoạt tính kháng nấm gây bệnh khơ cành Keo tai tượng, vi khuẩn nội sinh tạo hc mơn sinh trưởng phân giải lân từ làm sáng tỏ vai trò vi khuẩn nội sinh việc bảo vệ chủ từ xâm nhiễm sinh vật gây bệnh ứng dụng chúng phịng trừ bệnh khơ cành Keo tai tượng Xuất phát từ lý luận án “Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nội sinh để tăng cường tính kích kháng bệnh khơ cành Keo tai tượng số vùng sinh thái miền Bắc Việt Nam” đặt cần thiết có ý nghĩa lý luận thực tiễn Mục tiêu luận án 2.1 Mục tiêu tổng quát Xác định sở khoa học thực tiễn cho việc kích kháng bệnh khơ cành Keo tai tượng chế phẩm vi khuẩn nội sinh 2.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định nguyên nhân gây bệnh, đặc điểm sinh học nấm gây bệnh khô cành Keo tai tượng - Làm sáng tỏ vai trị vi khuẩn nội sinh có khả sinh hc mơn sinh trưởng (IAA), phân giải lân đối kháng với nấm gây bệnh khô cành Keo tai tượng - Nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh khô cành Keo tai tượng giai đoạn vườn ươm rừng trồng - Ứng dụng vi khuẩn nội sinh để tăng cường khả kích kháng bệnh khô cành Keo tai tượng Phạm vi nghiên cứu 3.1 Giới hạn đối tượng nghiên cứu - Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) - Nấm Colletotrichum gloeosporioides Strain - Vi sinh vật nội sinh nghiên cứu chủng vi khuẩn nội sinh 3.2 Giới hạn địa điểm nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu giới hạn phạm vi sau: Huyện Thanh Sơn tỉnh Phú Thọ, huyện Hàm Yên tỉnh Tuyên Quang, huyện Bảo Thắng huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 4.1 Ý nghĩa khoa học - Đóng góp liệu khoa học hiệu kích kháng bệnh khơ cành Keo tai tượng vi khuẩn nội sinh từ góp phần xây dựng luận khoa học cho việc quản lý bệnh khô cành Keo tai tượng 4.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết nghiên cứu luận án góp phần nâng cao hiệu quản lý bệnh khô cành Keo tai tượng nấm C gloeosporioides 4 - Ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để tăng cường khả kích kháng bệnh khô cành Keo tai tượng nấm C gloeosporioides, kích thích sinh trưởng cây, nâng cao suất rừng trồng, tạo điều kiện cho rừng Keo tai tượng phát triển bền vững, nâng cao hiệu mặt kinh tế bảo vệ môi trường sinh thái Những đóng góp luận án - Xác định nguyên nhân gây bệnh khô cành Keo tai tượng nấm Colletotrichum gloeosporioides Strain biện pháp phòng trừ - Tuyển chọn chủng vi khuẩn nội sinh (P01, KPT, LC, X02) đa chức có khả kháng bệnh, phân giải lân tổng hợp hc mơn sinh trưởng để làm sở cho việc tạo chế phẩm vi khuẩn nội sinh để tăng sinh trưởng, tăng cường khả kích kháng bệnh khơ cành Keo tai tượng Cấu trúc luận án Luận án bao gồm 110 trang, bao gồm phần sau: - Phần mở đầu: Sự cần thiết luận án, mục tiêu, đối tượng, phạm vi, ý nghĩa khoa học thực tiễn, đóng góp luận án cấu trúc luận án - Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu: nghiên cứu Keo tai tượng, nghiên cứu bệnh hại keo, nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh hại keo, nghiên cứu tính kích kháng bệnh trồng, nghiên cứu vi sinh vật nội sinh, đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu - Chương 2: Nội dung phương pháp nghiên cứu - Chương 3: Kết nghiên cứu: Bệnh khô cành Keo tai tượng, vi khuẩn nội sinh khả kích kháng nấm gây bệnh, tạo chế phẩm vi khuẩn nội sinh, ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để kích kháng bệnh khô cành Keo tai tượng - Kết luận, tồn kiến nghị - Tài liệu tham khảo - Danh mục cơng trình khoa học công bố liên quan đến luận án - Phần phụ lục Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1 Tình hình nghiên cứu giới Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) loài sinh trưởng nhanh thân thẳng đẹp, chiều cao đạt tới 30m, rễ có nốt sần có khả cải tạo đất Gỗ Keo tai tượng có tỷ trọng trung bình từ 0,45-0,5 giai đoạn 12 tuổi đạt 0,59 (MacDicken Brewbaker, 1984) Keo tai tượng bị bệnh khơ cành lồi nấm Glomerella cingulata (giai đoạn vơ tính Colletotrichum gloeosporioides) ngun nhân chủ yếu gây thiệt hại vườn giống Papua New Guinea (Roger L, 1954) Vi sinh vật nội sinh có phận chúng có khả kiểm sốt ngăn cản q trình xâm nhiễm mầm bệnh, kích thích sinh trưởng tạo hàng rào kiểm soát sinh học (Bent Chanway, 1998); (Chanway C.P,1996) 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Keo tai tượng loài đa tác dụng sinh trưởng nhanh, chu kỳ kinh doanh ngắn Gỗ Keo tai tượng dùng rộng rãi thị trường để đóng đồ gia dụng cung cấp nguyên liệu cho ngành sản xuất ván dăm, ván bóc làm nguyên liệu giấy Ngồi Keo tai tượng có khả thích ứng với nhiều vùng sinh thái, lồi cải tạo đất, tăng độ phì, độ xốp tính chất lý, hóa khác đất (Lê Đình Khả et al., 2003) Tại Đạ Tẻh, tỉnh Lâm Đồng, Keo tai tượng trồng lồi với tổng diện tích 400 có 118,5 bị bệnh với tỷ lệ từ đến 59% có số diện tích bị hại nặng (Phạm Quang Thu, 2002) 6 Nguyễn Hoàng Nghĩa Phạm Quang Thu (2006) bước đầu nghiên cứu vi khuẩn nội sinh chế kháng bệnh loét thân, cành nấm C gloeosporioides gây hại keo Nghiên cứu tăng cường khả kháng bệnh cho keo lai sử dụng vi khuẩn nội sinh đối kháng với nấm gây bệnh C gloeosporioides giúp hạn chế nấm gây bệnh kích thích sinh trưởng (Vũ Văn Định, 2009) Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1.1 Nghiên cứu bệnh khô cành Keo tai tượng 2.1.1.1 Xác định nguyên nhân gây bệnh 2.1.1.2 Nghiên cứu đặc điểm sinh học nấm gây bệnh 2.1.1.3 Điều tra tình hình bệnh khơ cành Keo tai tượng 2.1.2 Nghiên cứu vi khuẩn nội sinh khả kích kháng nấm gây bệnh 2.1.2.1 Phân lập vi khuẩn nội sinh đánh giá khả đối kháng với nấm gây bệnh 2.1.2.2 Mô tả đặc điểm hình thái định danh vi khuẩn nội sinh có hoạt tính đối kháng cao 2.1.2.3 Vi khuẩn nội sinh kích kháng bệnh khơ cành Keo tai tượng 2.1.2.4 Nghiên cứu số đặc điểm sinh học khác vi khuẩn nội sinh có hoạt tính kháng bệnh cao 2.1.3 Nghiên cứu tạo chế phẩm vi khuẩn nội sinh 2.1.3.1 Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối 2.1.3.2 Tạo chế phẩm đánh giá chất lượng chế phẩm theo thời gian bảo quản 2.1.4 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuẩn nội sinh để kích kháng bệnh khô cành Keo tai tượng 2.1.4.1 Ảnh hưởng chế phẩm vi khuẩn nội sinh đến nảy mầm hạt 2.1.4.2 Ảnh hưởng chế phẩm vi khuẩn nội sinh đến kích kháng bệnh khơ cành Keo tai tượng giai đoạn vườn ươm 2.1.4.3 Ảnh hưởng chế phẩm vi khuẩn nội sinh đến kích kháng bệnh khô cành Keo tai tượng giai đoạn năm tuổi 2.2 Phương pháp nghiên cứu Kế thừa tài liệu liên quan: Kế thừa tài liệu liên quan đến phương pháp nghiên cứu Điều tra thu mẫu số liệu ngồi trường: Lập 30 tiêu chuẩn ô 500m2 theo cấp tuổi (trên tuổi, tuổi) rừng trồng khu vực: huyện Thanh Sơn tỉnh Phú Thọ, huyện Hàm Yên tỉnh Tuyên Quang; huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai, huyện Bảo Thắng tỉnh Lào Cai Điều tra bệnh khô cành Keo tai tượng theo phương pháp (Old et al., 2000); (Phạm Quang Thu, 2007, 2011) Phân lập vi sinh vật xác định hoạt tính sinh học: Phân lập nấm gây bệnh theo phương pháp (Phạm Quang Thu, 2009), (Old et al., 2000) Phân lập vi khuẩn nội sinh xác định khả đối kháng nấm gây bệnh khô cành phương pháp cấy chung đĩa thạch vào đường kính vịng ức chế (Nguyễn Hồng Nghĩa Phạm Quang Thu, 2006), (Phạm Quang Thu nguyễn Thị Thúy Nga, 2007), (Phạm Quang Thu Trần Thanh Trăng, 2002) Hiệu lực kháng nấm bệnh chủng vi khuẩn nội sinh phân thành cấp sau: Hiệu lực kháng mạnh (++++) Hiệu lực kháng mạnh (+++) : Đường kính vịng kháng V≥ 20mm : Đường kính vịng kháng 10mm ≤V