Nghiên cứu nấm Fusarium spp. gây hại trên cây hồ tiêu ở Quảng Trị

Trong những năm cùng với sự mở rộng không ngừng diện tích cây hồ tiêu thì tình hình sâu bệnh phá hại ngày càng trở nên nghiêm trọng như bệnh chết nhanh Phytopthora, chết chậm Fusarium.sp

1

Phần 1

MỞ ĐẦU

1.1.Đặt vấn đề

Hồ tiêu có danh pháp hoa học là Pipernigrum thuộc họ hồ tiêu (Piperaceae), trồng

chủ yếu để dùng làm gia vị dưới dạng khô hoặc tươi Hiện nay hồ tiêu là cây công nghiệp lâu năm, có giá trị kinh tế và giá trị xuất khẩu cao được trồng ở nhiều nơi trên thế giới như Ấn Độ, Indonesia, Mã Lai, Thái Lan, Sri Lanka, Brazli, Trung Quốc và Việt Nam (Nair 2004) Cây tiêu dù có mặt tại Việt Nam từ thế kỷ 18, được trồng nhiều ở Phú Quốc và Vĩnh Linh nhưng ít được biết đến Cả trăm năm Việt Nam hầu như không có tên trên bản đồ cây gia vị của thế giới Mãi đến thế kỷ 20, khoảng năm 1986, khi Việt Nam thực hiện chính sách đổi mới với cơ chế thị trường, cây tiêu bắt đầu được phát triển mạnh Mạnh nhưng không ào ạt như cà phê vì không biết do điều kiện thổ nhưỡng hay khả năng chăm sóc kém mà những hộ trồng tiêu thường chỉ trồng vài sào hay nhiều lắm

là 1-2 hécta Tuy nhiên, với năng suất ngày càng cao, từ 5 - 7 tạ/ha nay đạt 3 tấn/hécta, cá biệt hộ kỹ thuật canh tác tốt có thể đạt 5 tấn/hécta; và chi phí giá thành khoảng 15.000 - 20.000đ/kg nhưng giá bán khoảng 40.000 - 50.000đ/kg, có lúc lên tới 60.000đ/kg đến 75.000đ/kg nên những nguời trồng tiêu có thể yên tâm vì giá cả hồ tiêu trên thị trường khá ổn định Có thể khẳng định rằng tiêu là loại nông sản phụ nhưng có giá trị kinh tế cao, lúc nào cũng có thị trường tiêu thụ Hạt tiêu là sản phẩm gia vị quý, được sử dụng với khối lượng lớn trong công nghiệp chế biến đồ hộp và thực phẩm và được sử dụng rộng rãi trong bửa ăn hàng ngày của nhiều nơi, ngoài ra hạt tiêu còn được dùng trong công nghiệp hương liệu và dược liệu [3] Mặt khác, hạt tiêu khô có thể bảo quản ở trong kho nhiều năm mà không giảm chất lượng, người trồng tiêu có thể giữ lại sản phẩm của mình để bán khi giá cả phù hợp

Ở nước ta, từ sau năm 1995 trở lại đây, cây tiêu được phát triển với tốc độ lớn Trong những năm qua nhà nước ta chủ trương sản xuất nông nghiệp hàng hóa, vì vậy viêc xác định và chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp đang được chú trọng Phát huy thế mạnh của những cây trồng có tiềm năng và đưa lại hiệu quả kinh tế cao đồng thời gắn với việc bảo vệ môi trường thì cây tiêu ở nước ta có thế mạnh to lớn vì nhiều địa phương có điều kiện thuận lợi về khí hậu, đất đai Hiện nay tiêu được trồng nhiều ở các tỉnh Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Gia Lai, Đắc Lắc, Quảng Trị…

2

Quảng Trị là vùng trồng tiêu nổi tiếng, nằm ở phía nam của Bắc Trung Bộ, trọn vẹn trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa, là vùng chuyển tiếp giữa 2 miền khí hậu: Mùa đông lạnh ở phía Bắc và nóng ẩm quanh năm ở phía Nam Ở vùng này khí hậu khắc nghiệt, chịu hậu quả nặng nề của gió tây nam khô nóng, bão, mưa lớn, khí hậu biến động mạnh theo mùa Nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc bán cầu, cũng như cả nước, Quảng Trị được thừa hưởng một chế độ bức xạ dồi dào do độ cao mặt trời và độ dài ban ngày quyết định Kết quả điều tra đánh giá phân hạng tài nguyên đất tỉnh Quảng Trị năm 2001 của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã chỉ rõ: tổng diện tích đất thích nghi phát triển cây hồ tiêu là 46.824 ha Trong đó, mức độ thích nghi nhất có 18.039 ha thuộc các vùng đất

đỏ bazan ở Cồn Tiên - Dốc Miếu (thuộc huyện Gio Linh), Khe Sanh (huyện Hướng Hóa), huyện Cam Lộ và huyện Vĩnh Linh Kết quả đánh giá đất đai chỉ ra các xã: Gio An, Gio Sơn, Hải Thái (Cồn Tiên - Dốc Miếu) huyện Gio Linh; các xã Vĩnh Hòa, Vĩnh Hiền, Vĩnh Nam huyện Vĩnh Linh và các xã Cam Thành, Cam Nghĩa, Cam Chính huyện Cam Lộ có mức độ thích nghi đối với tiêu là cao nhất

Vì khí hậu thời tiết của tỉnh Quảng Trị rất khắc nghiệt mùa đông khí hậu ẩm ướt, nhiệt độ thấp, nhưng mùa hè nhiệt độ cao, khô nóng là điều kiện thuận lợi để nhiều dịch hại phát sinh Bên cạnh đó biện pháp của nông hộ chưa hợp lý, hiểu biết về bảo vệ thực vật cho cây tiêu còn bị hạn chế, là những yếu tố làm cho dịch hại phát triển trầm trọng hơn Sâu bệnh hại đã và đang là nguyên nhân chính gây gây giảm năng suất và suy thoái nhiều vườn tiêu tại Quảng Trị

Theo Nguyễn Ngọc Châu (1995) ở Tân Lâm – Quảng Trị có khoảng 36 loài sâu bệnh hại tiêu [2] Trong những năm cùng với sự mở rộng không ngừng diện tích cây hồ tiêu thì tình hình sâu bệnh phá hại ngày càng trở nên nghiêm trọng như bệnh chết nhanh

(Phytopthora), chết chậm (Fusarium.spp), bệnh khô đầu ngọn (Collectotrichum sp), bệnh khô vằn (Rhizoctonia sp), sâu đục thân, tuyến trùng, rệp sáp…gây thiệt hại nhiều vùng

sản xuất tiêu trên cả nước Trong năm 2005, 2006 và đầu năm 2007 dịch hại trên cây hồ tiêu phát sinh và gây hại đáng kể cho nhiều vùng sản xuất hồ tiêu tập trung Một trong những bệnh nguy hiểm làm giảm năng suất cây tiêu trên diện rộng đó là bệnh chết chậm

Bệnh chết chậm ở cây hồ tiêu do nấm Fusarium.spp gây ra Cây tiêu có biểu hiện sinh

trưởng chậm, lá úa vàng Lá, hoa, các đốt và trái cũng rụng dần từ dưới gốc lên ngọn, chứ không rụng và héo từ đọt xuống như bệnh chết nhanh Gốc thân cây bệnh có các vết nâu đen, dần dần vết bệnh lan rộng làm thối lớp vỏ gốc, bó mạch của thân cây hóa nâu Khi

3

bệnh nặng, toàn bộ gốc và rễ cây tiêu bị thâm đen, hư thối, sau đó cây chết khô Cũng có

trường hợp làm cây chết chậm nhưng không phải do nấm Fusarium mà nguyên nhân là

sự kết hợp với các nấm khác như Lasiodiplodia, Pythium, Rhizoctonia cũng làm thối gốc

gây hiện tượng chết chậm cây tiêu

Trước diễn biến phức tạp của sâu bệnh hại nói chung và bệnh chết chậm nói riêng trên cây hồ tiêu, để có cơ sở cho việc phòng trừ và góp phần phục vụ tốt hơn cho sản

xuất, chúng tôi tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu nấm Fusarium spp gây hại trên cây hồ

tiêu ở Quảng Trị ” Nhằm nghiên cứu đặc điểm sinh học, tính gây bệnh từ đó đưa ra

hướng phòng trừ và bảo vệ hiệu quả không những đối với cây tiêu mà còn đối với các cây trồng có ích khác Việc này là cần thiết và có ý nghĩa với sự phát triển của hồ tiêu tại tỉnh Quảng Trị nói riêng và Việt Nam nói chung

1.2 Mục đích của đề tài:

Nghiên cứu đặc điểm hình thái của nấm Fusarium spp

Nghiên cứu tính gây bệnh của nấm Fusarium spp trong điều kiện in vivo

1.3 Yêu cầu của đề tài:

Thu thập mẫu đất và mẫu rễ ở các vùng trồng tiêu bị bệnh chết chậm tại Cam Lộ - Quảng Trị

Sơ bộ đánh giá và phân loại các chủng nấm Fusarium spp thông qua hình thái

nấm

Đánh giá tốc độ sinh trưởng của từng chủng nấm

4

Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Tình hình nghiên cứu về bệnh hồ tiêu trong và ngoài nước

2.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Các nhà khoa học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu rất nhiều các vấn đề về

liên quan đến nấm Fusarium.spp gây ra Điển hình như:

Takayuki và cs (1999) đã nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện chiếu sáng

khác nhau lên sự hình thành bào tử của F globosum phân lập từ lúa mì ở vùng cận nhiệt đới Nhật Bản, đồng thời cũng đưa ra điều kiện chiếu sáng tối ưu để phân lập Fusarium

[7]

Ellner (2002) đã nghiên cứu độc tố trong củ khoai tây gây độc bởi F sambucinum

Kết quả chỉ ra rằng không thể chỉ cắt bỏ phần mô thối khoai tây (chứa rất nhiều độc tố)

mà có thể loại hết độc tố của nó được [11]

Hussein và cs (2002) đã nghiên cứu sự xuất hiện và phân bố các loài Fusarium

trên ngô ở New Zealand Bằng cách sử dụng 2 phương pháp pha loãng và cấy trực tiếp,

tác giả đã phân lập được 15 loài Fusarium spp từ hạt và vỏ của 3 loài ngô ở vùng

Manawatu [16]

Ghiasian và cs (2005) đã nghiên cứu sự sản xuất Fumonisin từ các loài Fusarium phân lập từ ngũ cốc tươi ở Iran Kết quả đã phân lập được 3619 chủng F verticillioides

và F proliferatum từ 92 mẫu ngũ cốc mới thu hoạch tại 4 vùng địa lý khác nhau của Iran,

đồng thời cũng xác định được hàm lượng Fumonisin mà chúng tạo ra trên môi trường ngũ cốc [14]

Ngoài ra, trong những năm qua tình hình bệnh hại xuất hiện hầu như khắp các vùng trồng tiêu trên thế giới gây thiệt hại đáng kể và trở thành yếu tố quan trọng hạn chế diện tích và sản lượng tiêu Vì vậy diễn biến bệnh hại trên cây hồ tiêu đã được nghiên cứu tại các nước sản xuất tiêu trên thế giới như sau:

Ở Ấn Độ, các báo cáo đầu tiên về bệnh hại rễ tiêu là do Barber công bố năm

1902, 1903, 1905 Butler (1906) đẫ tiến hành điều tra bệnh hại ở vùng Wynad (Tây Nam

Ấn Độ) Ông dẫ phát hiện ra tuyến trùng hại rễ là do nấm Fusarium oxysporium Later

(1918) đã bác bỏ kết quả của Buler và cho rằng nguyên nhân gây bệnh là chưa rõ ràng

Venkara Rau (1929) đã phân lập được Phytophthora sp từ các mẫu tiêu bị chết héo chủ

5

yếu ở vùng mới khai hoang Nhưng tiến sĩ Ramaskishen (1957) đã cho rằng không có

loài phytophthora nào được phân lập từ cây tiêu bị bệnh trong nước

Ở Indonesia, tài liệu xuất bản về tình hình bệnh chết tiêu đã có từ năm 1885 ở phía Nam đảo sumatra Đến năm 1899, Zimmerman tường trình về một loại bệnh ở rễ có thể làm chêt cả cây tiêu Bệnh đã xuất hiện thành dịch ở Teluk Betong thuộc đảo sumatra Đến năm 1901 Zimmerman cũng thấy dạng bệnh tương tự xuât hiên ở Đông Java Ông

tìm Được loài tuyến trùng Meloidogyne sp Gây ra hiện tượng bệnh lý trên Một số tác giả

nghiên cứu bệnh tiêu ở Java sau đó cũng cho rằng tuyến trùng gây bướu ở rễ là nguyên nhân chính gây bệnh Một số tác giả khác lưu ý rằng các điều kiên canh tác kém cũng có thể gây ra bệnh cho tiêu Tình hình bệnh tương tự cũng thấy ở Lampong, phía Nam đảo Sumatra Còn ở đảo Bangka, giáp bờ phía đông Sumatra ngay từ năm 1916, Rutger đã phát hiện thấy hiện tượng suy thoái dần trên cây tiêu, sau này được gọi là bênh vàng cây

tiêu, do tuyến trùng Radôphlus similis gây ra Bệnh này phát triển rất mạnh năm 1937

Năm 1936, Muller cho rằng hiện tượng chết rũ cây tiêu ở Java và sumatra nói trên có liên

quan đến bệnh thối gốc tiêu mà ông đã tìm thấy nấm gây bệnh là Phytophthora palmivora var.piperis

Vào những năm 1962-1964, sản lượng tiêu hàng năm ở Indonesia đạt khoảng 50.000 tấn Nhưng tình hình dịch bệnh phát triển rất mạnh mấy năm sau đó làm tiêu chết hàng loạt, sản lượng tiêu tụt xuống chỉ còn trên dưới 15.000 tấn Chỉ sau khi có những nghiên cứu về giống, phân bón và phòng trừ sâu bệnh cho tiêu cùng với việc tổ chức một

số hợp tác xã trồng tiêu và các biên pháp hỗ trợ tích cực của nhà nước, sản lượng tiêu ở đây mới dần dần được phục hồi và đạt mỗi năm khoảng 30.000 tấn trong những năm gần đây

Ở Malaysia, bệnh chết tiêu được phat hiện ở Sarawak từ những năm 1952-1953

Holiday và Mowat đã xác định nguyên nhân gây bệnh là do nấm Phytophthora palmivora Hiên tượng bệnh cũng tương tự như đã phát hiện ở Sumatranawm 1952 mà

Muller gọi là bênh thối gốc Bệnh này phát triển mạnh trong những năm 1953-1956 gây

thiệt hại khoảng 7.000 tấn tiêu, trị giá 1,7 triệu bảng Anh theo thời giá lúc đó

Blacklock (1954) cũng đã ghi nhận một số loại sâu bệnh khác phát hiện được ở Sarawak

như các nấm gây thối gốc, rễ Fomes lignosus, Ganoderma lucidum; bệnh rỉ lá do tảo Cephaleuros parasiticus, tuyến trùng rễ heterodera sp

6

Các nước khác, ngoài các vùng Tây Nam Ấn Độ, Sumatra và Banka còn có một số vùng trồng tiêu khác cũng nổi tiếng như ở Brazil và các nước bán đảo Đông Dương Barat (1952) là người đầu tiên nghiên cứu về bệnh thối rễ hồ tiêu ở các vùng này Ông cũng giống như Muller, các nghiên cứu của ông là nghiên cứu về tuyến trùng

Meloidogyne sp Barat cũng đã phân lập được nấm Phytophthora sp từ cây tiêu bị bệnh

nhưng ông không xem đây là nguyên nhân gây bệnh chính

Ở Sarawak có rất ít báo cáo về bệnh thối rễ trước khi có các điều tra được tiến hành ở Newman (1941), mẫu rễ bệnh được gởi đến Malaysia để phân lập và phân lập

được nấm Phytophthora sp Điều này cho thấy nguyên nhân gây bệnh là do nấm nhưng

các nghiên cứu sâu hơn vẫn chưa được tiến hành

Từ các kết quả nghiên cứu ở các vùng trồng tiêu khác nhau của các tác giả, duy nhất chỉ

có Muller là người chứng minh được tác nhân gây bệnh hang loạt là do nấm

Phytophthora palmivora var piperis; tuyến trùng Meloidogyne Jamaica được xem là tác

nhân tạo ra vết thương tạo điều kiện cho nấm xâm nhập

Các nghiên cứu gần đây của Tsao (1991) đã kết luận nguyên nhân gây bệnh thối

chết gốc tiêu là do nấm Phytophthora palmivora MF4 và được xác định lại bằng công nghệ sinh học hiện đại nấm này là Phytophthora capsici Ewin và Ribiro (1996) cho rằng nấm Phytophthora capsici rất khó phân lập từ cây bệnh Tuy nhiên, với môi trường chọn

lọc chúng ta có thể phân lập được nấm này từ cây bị bệnh

2.1.2 Tình hình nghiên cứu hồ tiêu ở Việt Nam

Vấn đề làm giảm năng suất, diện tích và chất lượng hồ tiêu đối với nước ta hiện nay là sâu bệnh, đặc biệt là bệnh hại tiêu

Theo CABI có khoảng 44 loài dịch hại cây hồ tiêu, riêng Việt Nam theo nghiên cứu của Diệp Hồ Tùng và CTV (1999) có 22 loài sâu bệnh hại tiêu ở Phú Quốc

Theo nghiên cứu của Võ Mai và Nguyễn Hữu Huân (1987) ở huyện Đức Linh - Thuận

Hải có 10 giống tuyến trùng hại rễ hồ tiêu, trong đó có tuyến trùng Meloidogyne incognita gây hiện tượng sần rễ hồ tiêu là phổ biến nhất; có 12 loại bệnh trên thân, lá và gốc tiêu như thán thư (Gloosporium sp.), rụng đốt (Điploia sp.), thối gốc (Fusarium sp., Sclorofium sp…)

Hồ Ngọc Thành đã tiến hành nghiên cứu xác định tác nhân gây bệnh chết nhanh

hồ tiêu ở Xuân Lộc- Đồng Nai là do nấm Phytophthora sp Gây ra Ông đã phân lập nấm

7

này từ cây tiêu bị bệnh và lây bệnh nhân tạo cho tiêu trong vườn ươm và tiêu sản xuất thì

cả hai trường hợp đều bị chết nhanh sau 7-9 ngày

Theo Nguyễn Ngọc Châu (1995) thì thành phần bệnh hại hồ tiêu ở Tân Lâm- Quảng Trị có tới 65 loài, trong đó tuyến trùng 49 loài, nấm bệnh 7 loài Trong số 49 loài

tuyến trùng ký sinh có 4 loài ký sinh gây hại nặng trên cây hồ tiêu là Meloidogyne incognita gây sần rễ có khả năng gây thành dịch trên diện rộng, loài Radôphlus reniformis gây đen nụ, loài Xyphenema amenicanum mang virus gây vàng lá tiêu, loài Pratrichodorus nanus mang virus gây bệnh xắn lá tiêu

Trong 7 loài nấm bệnh có các loại gây bệnh chủ yếu là thán thư (Collectotrium goeosprioides), đen lá (Lasiodiplodia theobromae), thối rễ (Fusarium solani)

Theo Nguyễn Vĩnh Trường và cộng tác viên (2001) khi phân tích mẫu đất bị bệnh chết héo hồ tiêu ở Tân Lâm- Quảng trị và Long Khánh- Đồng Nai xác định nấm gây chết

héo là Phytophthora capsicil

Một số nghiên cứu về tuyến trùng hại rễ hồ tiêu của Vũ Thị Nga ở Bình Long cũng cho

thấy các giống Meloidogyne encognita, Criconemoides sp., helicotylenchus sp., Tylencherhynchus sp đều có tỷ lệ xuất hiện 100% trong các mẫu đất phân lập

Nhìn chung tình hình bệnh hại hồ tiêu ở Việt Nam cũng có diễn bến tương tự trong khu vực và thế giới, đôi lúc còn phức tạp hơn Đó là những khó khăn, thách thức đòi hỏi chúng ta phải có những nghiên cứu chắc chắn và xây dựng được một chiến lược về phòng trừ bệnh hại hồ tiêu có hiệu quả

2.2 Giới thiệu chung về bệnh chết chậm

Việt Nam là một đất nước có 2 vùng khí hậu khác biệt Vùng khí hậu Á nhiệt đới

từ phía Bắc của đèo Hải Vân với 4 mùa rõ rệt và vùng khí hậu nhiệt đới ở phía Nam đèo hải Vân với 2 mùa là: mùa khô và mùa mưa Sự có mặt của những dãy núi ở miền Trung

và miền Bắc Việt Nam làm gia tăng sự khác nhau giữa các vùng khí hậu, điều đó cho phép trồng nhiều loại cây khác nhau Những vùng khác nhau của Việt Nam cũng đem lại

khí hậu lý tưởng cho những loài Fusarium phát triển mạnh và những dòng Fusarium gây

thiệt hại kinh tế lớn cho hàng loạt các cây trồng khác nhau trên cả nước, bao gồm cây ăn quả, cây rau, cây công nghiệp và cây nông nghiệp khác

Hồ tiêu là cây thân thảo, bộ rễ rất mềm yếu và phản ứng nhạy bén với điều kiện môi trường và chế độ chăm sóc, bón phân nên dễ bị các loại bệnh hại như: bệnh tuyến trùng, bệnh chết nhanh, bệnh chết chậm, bệnh thán thư, bệnh khô vằn, bệnh virus (bệnh

8

tiêu điên, bệnh xoắn lùn), bệnh thiếu dinh dưỡng… Bệnh chết chậm do nấm

Fusarium.spp nhưng trong nhiều trường hợp là sự kết hợp với các nấm khác như Lasiodiplodia, Pythium, Rhizoctonia cũng làm thối gốc gây hiện tượng chết chậm cây

tiêu Trong đó bệnh chết chậm do nấm Fusarium gây ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng và phát triển

2.2.1 Triệu chứng

Hình 2.1: Cây tiêu bị bệnh chết chậm

Bệnh chết chậm thường có triệu chứng vàng lá từ từ, thời gian từ khi có biểu hiện

bị bệnh đến khi chết có thể kéo dài cả năm Bệnh làm chết cả khóm hoặc chỉ chết 1-2 dây.[8]

Cây bị bệnh kém phát triển, năng suất thấp, bộ rễ cây thường bị hủy hoại Quan sát thấy trên rễ có nhiều mụn u sưng, vết thâm đen trên rễ do tập đoàn tuyến trùng gây ra Gốc thân, cổ rễ bị thâm đen, thối khô Các bó mạch trong thân bị chuyển màu thâm đen.[Báo cáo dịch hại chính trên hồ tiêu và biện pháp phòng trừ Viện Bảo vệ thực vật Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam]

Do bộ rễ bị tổn hại, quá trình thoát nước, vận chuyển muối khoáng bị gián đoạn nên cây mới bị bệnh có biểu hiện sinh trưởng kém, lá bị vàng và rụng dần dần, cây còn nhỏ có thể bị chết khô hoàn toàn Trường hợp cây tiêu bị bệnh nhẹ thì dây tiêu không chết nhưng sinh trưởng không bình thường và cằn cỗi

2.2.2 Nguyên nhân gây bệnh

Có nhiều tác nhân tham gia gây bệnh chết chậm như tuyến trùng vùng rễ, rệp sáp,

mối, nấm Fusarium spp, Phytophthora, Pythium….Một số nghiên cứu cho rằng, tuyến

Hiện nay chưa có thuốc trừ nấm hữu hiệu để phòng trừ

2.3 Giới thiệu chung về nấm Fusarium spp

10

Chi Fusarium bao gồm nhiều loài gây bệnh cho cây như héo do tắc bó mạch, thối

rễ, thân và bắp, thối cổ rễ cây con và thối củ Một số loài gây bệnh cũng sản sinh độc tố nấm lẫn tạp trong hạt ngũ cốc

Nhiều loài Fusarium khác là hoại sinh phổ biến trong đất Các loài hoại sinh

thường có mặt trên rễ và thân cây bệnh Những loài hoại sinh này mọc nhanh trên môi trường và được phân lập dễ dàng từ rễ và thân bị bệnh, khiến cho việc phân lập các tác

nhân gây bệnh chính trở nên khó khăn Vì vậy việc lây bệnh nhân tạo các mẫu Fusarium

phân lập từ rễ bệnh là rất cần thiết Đây là phần quan trọng trong quá trình chẩn đoán, và

là một trong những lí do tại sao chẩn đoán một

bệnh rễ lại khó khăn Ví dụ, Fusarium oxysporum bao gồm nhiều dạng loài gây các

bệnh héo do tắc bó mạch và một số bệnh thối rễ Tuy nhiên, F oxysprorum cũng

bao gồm nhiều dạng hoại sinh có mặt phổ biến trên rễ cây bệnh sau khi tác nhân

gây bệnh đã làm thối mô rễ Một số loài hoại sinh này cũng có thể sống nội sinh

trong các tế bào lớp ngoài của rễ mà không làm tổn thương rễ

Theo các nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học, các bệnh héo Fuasarium là vấn đề quan trọng ở Việt Nam Những bệnh héo này do các dạng loài của F.oxysporum gây ra Một vài dạng F.oxysporum cũng có thể gây thối dưa hấu và củ khoai tây đã bị sâu

hoặc dụng cụ gặt hái làm tổn thương

Thối bắp ngô, chủ yếu do F.graminearum và F verticilliodes gây ra, ngày càng trở nên

nghiêm trọng ở Việt Nam Cả hai loài đều sản sinh độc tố nấm tồn tại trong hạt

Một số dạng Fusarium solani gây thối cổ rễ cây con họ đậu như đậu Hà Lan, đậu

cô ve, và thối rễ ở các cây trưởng thành Các dạng khác có thể gây hại ở khu vực gố than cây lớn, như cây vải, bị yếu đi do yếu tố môi trường làm stress và do các bệnh khác

Fusraium decemcellulare đã được phân lập từ cành nhãn bị thối ở miền bắc Việt

Nam ( L Burgess, thong tin chưa xuất bản) và từ cà phê ơ tỉnh Đắc Lắc (TS Trần Kim Loang)

Nghiên cứu sinh địa lý học chỉ ra rằng, các loài Fusarium khác nhau sẽ phân bố ở

các vùng địa lý khác nhau Sự thay đổi trong cấu trúc và đa dạng của nấm có thể do kết hợp với các vùng khí hậu đặc biệt trên thế giới [19]

Phổ kí chủ: Mỗi dạng loài thường chỉ gây héo do tắc bó mạch trên một loài kí chủ nhất định Chẳng hạn như F oxysporum f sp Niveum chỉ gây héo trên dưa hấu

11

Thời tiết : Các bệnh héo Fusarium thường nghiêm trọng hơn trong điều kiện thời

tiết ấm và ẩm ướt

Bảo tồn : Các tác nhân gây bệnh héo Fusarium tồn tại dưới dạng bào tử hậu trong

đất qua thời gian dài Bào tử hậu có hình tròn, là các bào tử một tế bào với vách tế bào dày và có sức chống chịu cao, được hình thành trong mô bệnh

Các tác nhân gây bệnh héo Fusarium cũng có thể có mặt ở vỏ rễ một số cây không

phải là kí chủ, kể cả cỏ dại và cây trồng Bào tử hậu hình thành trong vỏ rễ khi cây chết Như vậy những cây trồng không phải là kí chủ phải được kiểm tra trước khi được khuyến cáo là cây trồng luân canh để phòng trừ héo Fusarium

Xâm nhiễm: Sợi nấm và bào tử vô tính nảy mầm trong tàn dư cây bệnh và đất xâm

nhiễm vào rễ con còn non và lan dần vào các mạch xylem Nấm bệnh sau đó sẽ phát triển trong mạch xylem và lan lên hệ thống mạch dẫn trong thân Quá trình này gây phản ứng của cây, tạo ra các hợp chất phenol và thể sần có màu nâu Những hợp chất này gây hiện tượng hóa nâu của mạch dẫn, một dấu hiệu dễ nhận thấy của bệnh héo khi cắt ngang thân Hiện tượng tắc mạch xylem làm giảm lượng nước di chuyển lên cây, khiến cho cây bệnh

bị héo rồi chết

Bệnh héo Fusarium thường liên hệ với tuyến trùng nốt sưng

Nấm Fusarium xâm nhiễm vào cây qua vết thương do tuyến trùng gây ra

2.3.1 Đặc điểm của nấm Fusarium spp

Fusarium.spp là chi lớn nhất trong Tuberculariaceae, chúng hoại sinh hoặc ký sinh

trên nhiều cây trồng, cây ăn trái và rau Nó là nguyên nhân chính làm héo rũ cây chủ Hệ sợi nấm lan toả khắp mô mạch và lấp kín mạch gỗ Sự lấp mạch gỗ sẽ cản trở quá trình

chuyển vận nước làm héo cây, Fusarium.spp cũng sản xuất một số chất độc tiết vào mạch dẫn cây chủ cũng có thể gây héo rũ, nhiều loài thực vật bị Fusarium.spp tấn công

Hệ sợi nấm phân nhánh, có vách ngăn, sợi nấm thường không màu, chuyển màu nâu khi già Hệ sợi nấm sản sinh độc tố tiết vào hệ mạch gây héo cây chủ

Cơ thể dinh dưỡng dạng sợi đa bào, phân nhánh phức tạp, vách ngăn có lỗ thủng đơn giản

ở giữa Trong một tế bào có một nhân hoặc nhiều nhân Vách tế bào bằng chitin, glucan

Nấm sống hoại sinh hoặc ký sinh trên thực vật, gặp phổ biến trong đất, cũng gặp trên các vật liệu cellulose.[Nguyễn Lân Dũng, Bùi Xuân Đồng, Lê Đình Lương 1982 Vi nấm NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội]

Nhiệt độ thích hợp cho nấm phát triển là 25 – 30 0C

12

Hình thái và màu sắc tản mấm trên môi trường nuôi cấy

hình thành tản nấm có hình thể tơi xốp như bông hoặc bằng phẳng hoặc lan rộng trên môi trường nuôi cấy

Mặt trên của tản nấm có thể có màu trắng, kem, vàng, vàng cam, đỏ, tím hồng hoặc tím

Mặt dưới nó có thể không màu, vàng cam, màu đỏ, màu tía sẫm, hay màu nâu [18]

Nghiên cứu về phân loại Fusarium bắt đầu từ năm 1809 nhưng việc xác định số loài Fusarium luôn thay đổi trên một phạm vi rộng lớn: từ 9 loài theo Snyder và Hansen

(1945) đến 44 loài và 7 giống theo Booth (1971) [8], 65 loài và 55 giống theo Wollenweber và Reinking (1935) [20], hơn 70 loài và hơn 55 giống theo Gerlach và

Nirenberg (1982) [13] Cho đến bây giờ, hệ thống phân loại Fusarium vẫn còn mơ hồ và

không chắc chắn nên không cho phép giải thích sự phát sinh loài một cách phù hợp [15]

2.3.2 Hình thức sinh sản

Fusarium có 2 hình thức sinh sản: sinh sản sinh dưỡng và sinh sản vô tính Do thiếu giai đoạn sinh sản hữu tính trong vòng đời nên người ta gọi chung là nấm không hoàn chỉnh hay nấm bất toàn.[6]

2.3.2.1 Sinh sản sinh dưỡng

Sợi nấm : Từ 1 sợi nấm riêng rẽ, khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ sinh trưởng và phân nhánh thành hệ sợi nấm

Bào tử hậu (bào tử màng dày, bào tử áo : Bào tử hậu là những tế bào hơi tròn, có

tế bào chất được cô đặc lại [17], có màng dày bao bọc [5], thỉnh thoảng có bào tử hậu với

vách tế bào xù xì hoặc có sắc tố [18]

Ở bào tử này, chất dinh dưỡng được chuyển từ tế bào kề bên sang tế bào ưu tiên làm tế bào này phồng lên, chứa nhiều chất dự trữ và có thể chịu đựng những điều kiện bất lợi trong một thời gian khá dài Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng sẽ nảy mầm và phát triển thành sợi nấm mới

ở dạng đơn lẻ, dạng cặp đôi, dạng chuỗi hay dạng cụm Ở các loài như F solani và F

13

oxysporum, bào tử hậu thường ở dạng đơn, đôi, thỉnh thoảng dạng ba và ít khi có dạng cụm Tuy nhiên, có một số loài (đặc biệt là F proliferatum) có sợi nấm khí sinh với chuỗi

những tế bào phình to, rất dễ bị nhầm là bào tử hậu [18]

Bào tử hậu có thể quan sát dưới kính hiển vi sau 10-14 ngày Nhưng nhiều loài

Fusarium có thời gian hình thành bào tử hậu chậm hơn (20- 42 ngày) và có khi không tạo

Ở các loài Fusarium thì bào tử đính thường là bào tử ngoại sinh, có 2 loại: bào tử

đính lớn và bào tử đính nhỏ

Bào tử đính lớn ( bào tử lớn) : Bào tử trong suốt, được hình thành từ thể bình trên cành bào tử có nhánh hay không có nhánh [9]

Bào tử lớn có kích thước 3 - 8 x 11 - 70 µm Kích thước bào tử thường dùng để

phân biệt giữa các loài Fusarium quá dài (F avenaceum, F coccophilum, F decemcellulare ) và quá ngắn (F xylarioides, F larvarum, F poae )

Hầu hết các loài Fusarium có bào tử lớn từ 3 - 7 vách ngăn, tuy nhiên có nhiều loài có từ 1 - 3 vách ngăn (F dimerum, F dlamini, F poae ) hoặc nhiều hơn 7 vách ngăn (F decemcellulare, F coccophilum ) Bào tử lớn có hình lưỡi liềm hay hình trụ

Các loài Fusarium khác nhau có thể phân biệt được tùy theo mức độ cong của bào

tử lớn (thẳng ở bên phải và cong rõ ràng ở bên trái); tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của bào tử (thon nhọn ở đầu và to ở giữa) Phần to nhất của bào tử lớn cũng có thể là một

đặc điểm để nhận dạng các loài Fusarium Ví dụ như F culmorum và F sambucinum có phần đầu bào tử to nhất, giống hình cái nêm còn F acuminatum có phần cuối bào tử to

nhất [18]

Phần đầu và phần cuối bào tử lớn có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau Phần đầu bào tử có thể có dạng: cái móc, hình núm vú, hình đầu tù, hình nón Phần cuối

14

bào tử có thể có dạng: hình đầu tù, hình núm vú, hình bàn chân, hình bàn chân được kéo dài, hình thon dài với vết khía hình chữ V [12], [18]

Bào tử đính nhỏ ( bào tử nhỏ) : Kích thước 2-4 x 4-8 µm, được hình thành từ cành

bào tử phân sinh phân nhánh hoặc không phân nhánh, mọc trực tiếp từ sợi nấm hoặc tụ lại thành dạng bọc giả trên đầu cành hoặc hình thành dạng chuỗi [4]

Bào tử có 0-1 vách ngăn (đặc biệt có loài có 2-3 vách ngăn) Bào tử có nhiều hình dạng khác nhau như: hình cầu, hình gần cầu, oval, hình cầu với một đầu nhọn, hình thoi, hình quả thận, hình hạt chanh, hình liềm, hình trứng, hình trứng ngược, hình chùy [12]

Các loài Fusarium khác nhau thì có hình dạng bào tử nhỏ khác nhau Tuy nhiên, có những loài Fusarium mà bào tử nhỏ của chúng có nhiều hơn một hình dạng Sự có mặt bào tử nhỏ hình cầu là đặc điểm để nhận dạng F poae cũng như để phân biệt F sporotrichioides và F chlamydosporum Còn bào tử nhỏ hình hạt chanh được tạo ra với

số lượng lớn thì chỉ có thể là bào tử của F tricinctum [18]

2.3.3 Chu kỳ sống của Fusarium

Nấm Fusarium có 2 giai đoạn tồn tại trong đất: giai đoạn sinh trưởng tích cực và

giai đoạn tiềm sinh (giai đoạn ngủ nghỉ)

Ở điều kiện thích hợp, môi trường có đầy đủ chất dinh dưỡng, nấm sẽ

sinh trưởng tích cực Ngược lại, khi gặp điều kiện bất lợi, lượng dinh dưỡng trong đất còn

rất ít thì nấm sẽ chuyển sang giai đoạn tiềm sinh Lúc này, các loài Fusarium sẽ hình

thành cấu trúc tiềm sinh là bào tử hậu Cũng trong giai đoạn này, cường độ hô hấp và

nguồn dinh dưỡng dự trữ được tích lũy trong hệ sợi nấm sẽ được các loài Fusarium sử

dụng ở mức thấp nhất, nhằm đảm bảo sự tồn tại của chúng trong thời gian dài Một số

loài Fusarium không sản sinh bào tử hậu thì chúng sẽ tiếp tục tồn tại bằng cách làm chậm

lại các hoạt động hoại sinh hay ký sinh trong cơ thể vât chủ Vì thế, sau khi thu hoạch vụ

mùa với các cây bị bệnh do Fusarium thì khả năng trong đất còn sót lại Fusarium là rất

tự nhiên, rõ hơn là tác động vào hệ sinh thái nông nghiệp bằng nhiều biện pháp như: canh

15

tác, hoá học, sinh học,… nhằm tạo ra nhiều sản phẩm thu lợi theo ý muốn chủ quan của mình Làm cho sâu bệnh gây hại cây trồng cũng tăng lên không kém, phát sinh nhiều loại sâu bệnh mới nguy hiểm hơn, nhiều loại đã xuất hiện hiện tượng kháng thuốc, quen thuốc bảo vệ thực vật Nếu không có một phương thức canh tác hợp lý, khoa học thì chính hoạt động sản xuất đó rất dễ dàng làm phá vỡ cân bằng vốn rất mỏng manh của hệ sinh thái nông nghiệp Sự phát sinh thành dịch của một số dịch hại tàn phá mùa màng, cây trồng chính là biểu hiện của sự mất cân bằng trong hệ sinh thái nông nghiệp, là hậu quả của một quá trình sản xuất “thiếu nhìn xa trông rộng của con người” Hướng phát triển của một nền nông nghiệp hàng hoá bền vững là không làm phá vở mối cân bằng đó mà lợi dụng nó để tác động theo hướng có lợi cho con người

Khả năng gây bệnh của ký sinh vật lên cây trồng là do các đặc tính như: tính xâm lược, tính gây bệnh và tính độc quyết định Bình thường mổi loại ký sinh vật có một phổ

ký chủ, một môi trường sống nhất định nhưng chúng cũng có khả năng tiến hoá để thích ứng khi môi trường thay đổi, thức ăn thay đổi.Do đó khả năng gây bệnh của chúng cũng

sẻ thay đổi theo, phổ ký chủ có thể mở rộng hay thu hẹp Sự xuất hiện những bệnh hại mới trên cây trồng cũng là vì thế

Hiện nay, trái đất đang chịu sự thay đổi bất thường của khí hậu, kéo theo sự thay đổi của hệ sinh thái, đồng thời nhu cầu của con người với nông nghiệp là rất lớn và thực

tế sản xuất luôn đi trước khoa học Chính vì vậy công tác điều tra, kiểm soát và quản lý dịch hại trên cây trồng phải được tiến hành một cách thường xuyên, liên tục Mặt khác, cây tiêu là loại cây lâu năm, sâu bệnh hại tiêu mà đặc biệt là bênh hại diễn biến rất phức tạp, nguy cơ phát sinh bênh mới và bùng phát dịch bệnh là rất cao Vì vậy công tác điều tra, thu thập số liệu, thông tin về bệnh hại tiêu là cần thiết để làm cơ sở cho những cải thiện về kỷ thuật sản xuất, đề ra biện pháp phòng trừ và có hướng quản lý thích hợp hơn

để từ đó nâng cao năng suất, tăng thu nhập cho người trồng tiêu

Ở Quảng trị cần phải thực hiện nghiên cứu này bởi nơi đây tiềm năng cho cây tiêu phát triển là rất lớn, cho chất lượng hạt tiêu cao.Đồng thời tại đây đang gặp phải một số trở ngại về kinh tế, điều kiện tự nhiên, đặc biệt là phương thức sản xuất hồ tiêu của nông dân ở đây còn lạc hậu,chưa lien kết lại với nhau, phần lớn sản xuất theo kiểu truyền thống, kinh nghiệm, điều đó đã không đáp ứng được nhu cầu sản xuất hàng hoá và làm cho bênh hại tiêu có diễn biến phức tạp hơn

16

2.3.4.2 Cơ sở thực tiễn

Từ xa xưa, hạt tiêu đã được xem là một sản phẩm quý dung làm lễ vật triều cống, bồi thường chiến tranh trong thời La Mã cổ đại Thời nay hạt tiêu lại càng khẳng định hơn nữa giá trị của nó Là một loại gia vị quan trọng trong công nghệ thực phẩm, công nghệ chế biến đồ hộp, dược sử dụng trong y dược, trong công nghệ hương liệu, ngoài ra còn được dùng để phòng trừ côn trùng gây hại,…

Trong phong tục ẩm thực của người phương Đông hạt tiêu là gia vị không thể thiếu được trong việc bêp núc, làm tăng thêm hương vị thơm ngon của món ăn, là bí quyết thành công của những người nội trợ

Trong y dược, do hạt tiêu có chứa chất Piperin, tinh dầu và nhựa nên kích thích được tiêu hoá, chữa đau bụng, ói mữa khi ăn nhầm món lạ,… Trong công nghiệp, chất Piperin là nguyên liệu để sản xuất Piperonal cùng với tinh dầu và sản xuất được chiết xuất từ nhựa hạt tiêu được sử dụng trong kỹ nghệ sản xuất nước hoa, dầu xoa bóp,… Trong phòng trừ côn trùng, người ta lấy dịch chiết từ hạt tiêu để tổng hợp các chế phẩm

có khả năng ngăn côn trùng phá hại đồ gia dụng

Việc phát triển nhanh chóng cây hồ tiêu cần phải tiến hành song song với công tác bảo vệ Điều quan trọng là phải tiến hành điều tra tình hình sâu bệnh hại ở mổi địa phương, xác định các đối tượng gây hại chính và có biện pháp phòng trừ hiệu quả nhằm góp phần nâng cao năng suất sản lượng hồ tiêu

Tuy nhiên trong những năm qua công tác phòng trừ bệnh hại tiêu nói chung và bệnh chết chậm hồ tiêu nói riêng chưa được chú trọng Kiến thức về bệnh này của đội ngủ cán bộ kỹ thuật cũng như nông dân còn nhiều mặt hạn chế nhất là việc phát hiện sớm và đưa ra phương pháp phòng trừ kịp thời, có hiệu quả, đây là một vấn đề khó khăn cho sản xuất hiên nay Bệnh chết chậm hồ tiêu là một loại dịch hại khó phòng trừ, vì vậy cho đến nay chưa có biện pháp nào có thể phòng trừ bệnh một cách có hiệu quả để và triệt để có thể sử dụng rộng rãi trong sản xuất

17

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nấm Fusarium spp gây bệnh chết chậm trêm cây tiêu

3.2.Phạm vi nghiên cứu

Địa điểm: Huyện Cam Lộ - Tỉnh Quảng Trị

Thời gian: Từ tháng 1/2009 – 5/2010

3.3 Nội dung nghiên cứu

Phân lập nấm Fusarium spp từ rễ cây hồ tiêu bị bệnh

Phân loại các chủng nấm Fusarium spp dựa vào hình thái và màu sắc tản nấm Đánh giá tốc độ sinh trưởng của các chủng nấm Fusarium spp

Kiểm tra tính gây bệnh của các chủng nấm đại diện trong điều kiện in vivo

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phân lập nấm Fusarium spp từ rễ cây hồ tiêu bị bệnh

3.4.1.1.Phương pháp lấy mẫu bệnh

Tiến hành thu thập mẫu rễ ở các vườn tiêu có triệu chứng bị bệnh chết chậm tại các vùng trồng tiêu ở các xã Cam Chính , Cam nghĩa huyện Cam Lộ - Quảng Trị

Cách lấy mẫu

Đào vùng đất ở gần gốc tiêu cách gốc khoảng 20 – 30cm, chọn những rễ tơ có triệu chứng bị, bệnh biểu hiện là các chấm đen và vết thối trên rễ và đầu mút của rễ, ghi ngày lấy, địa điểm, ký hiệu mẫu

Mẫu lấy về phân lập càng sớm càng tốt, trong trường hợp nếu không phân lập được thì bảo quản trong điều kiện khô ráo ở nhiệt độ 14 – 20oC

3.4.1.2 Phương pháp phân lập mẫu rễ bị nhiễm bệnh

Sau khi thu mẫu về, tiến hành phân lập mẫu rễ trong phòng thí nghiệm

Trong quá trình phân lập không khử trùng bề mặt các rễ con quá mức bởi vì chất khử trùng có thể tiêu diệt tất cả các nấm ký sinh trong rễ con, bao gồm cả nấm gây bệnh

Các bước phân lập:

1 Lau chùi bàn làm việc bằng cồn 70%

2 Chọn những rễ con có cả phần khỏe (không triệu chứng) và phần bị bệnh, rửa chúng dưới vòi nước đang chảy để loại sạch đất và bụi bấn

3 Nhúng dụng cụ (kẹp và dao mổ) trong cồn l 96% và hơ khô trên

6 Ấn nhẹ các miếng cấy lên mặt thạch sao cho chúng tiếp xúc tốt với môi trường phân lập

triển

3.4.1.3 Phương pháp cấy truyền từ các đĩa phân lập

Cấy truyền là bước trung gian giữa phân lập từ mẫu bệnh và làm thuần vi sinh vật gây bệnh Giai đoạn này giúp xác định vi sinh vật nào đã được phân lập

Sơ đồ 3.1: Sơ đồ phân lập nấm Fusarium từ rễ và cấy truyền (Cẩm nang chẩn đoán

bệnh cây ở Việt Nam)

Các bước cấy truyền:

1 Kiểm tra các đĩa cấy hàng ngày và đánh giá sự phát triển của sợi nấm từ các miếng cấy

2 Xác định xem có nhiều hơn một loài nấm mọc lên hay không

3 Cấy truyền khi sợi nấm mọc được khoảng 5mm từ miếng cấy

4 Cắt một miếng thạch nhỏ (2 × 2 mm) từ rìa mỗi tản nấm và cấy sang môi trường PDA