khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn bacillus safensis trên ruộng lúa tỉnh an giang và tiền giang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÒNG TRỊ BỆNH CHÁY BÌA LÁ LÚA CỦA VI KHUẨN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÒNG TRỊ BỆNH

CHÁY BÌA LÁ LÚA CỦA VI KHUẨN Bacillus safensis

TRÊN RUỘNG LÚA TỈNH AN GIANG VÀ TIỀN GIANG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS NGUYỄN ĐẮC KHOA

SINH VIÊN THỰC HIỆN

NGUYỄN HOÀNG THÔNG MSSV: 3113758

Lớp: VSV K37

Cần Thơ, tháng 12/2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÒNG TRỊ BỆNH

CHÁY BÌA LÁ LÚA CỦA VI KHUẨN Bacillus safensis

TRÊN RUỘNG LÚA TỈNH AN GIANG VÀ TIỀN GIANG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS NGUYỄN ĐẮC KHOA

SINH VIÊN THỰC HIỆN

NGUYỄN HOÀNG THÔNG MSSV: 3113758

Lớp: VSV K37

Cần Thơ, tháng 12/2014

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

………

………

………

………

………

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp tại Trường Đại học Cần Thơ, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm và động viên từ gia đình, sự hướng dẫn và chỉ dạy tận tình của quý Thầy Cô cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này

Đầu tiên xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo cùng tất cả quý Thầy Cô Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã tận tình truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Đắc Khoa, người đã tận tâm dìu dắt, chỉ dẫn và truyền đạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu trong học tập và trong cuộc sống cho em trong suốt thời gian học tập cũng như trong quá trình thực hiện thí nghiệm và viết luận văn

Xin chân thành biết ơn các Anh (Chú) Nguyễn Văn Rô, Nguyễn Văn Bé Tư là nông dân tại địa điểm thí nghiệm ở 2 tỉnh Tiền Giang và An Giang đã hỗ trợ và tạo điều kiện tốt cho tôi trong suốt quá trình làm thí nghiệm cũng như trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp Đại học

Thân gửi đến các Anh (chị) Trần Quốc Tuấn, Nguyễn Đặng Ngọc Giàu, Nguyễn Đan Vân, Trần Văn Dương, Trương Văn Xạ, Trần Kim Thoa và bạn Tô Anh Khoa lời cảm ơn chân thành vì đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn Chân thành cảm ơn các bạn trong nhóm bệnh cây đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên và cho tôi những lời khuyên bổ ích trong thời gian học tập cũng như lúc thực hiện đề tài

Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Cha Mẹ đã luôn ủng hộ con về mọi phương diện, là sức mạnh tinh thần giúp con vươn lên trong cuộc sống

Cuối lời, xin kính chúc Cha Mẹ, quý Thầy Cô và các Anh Chị luôn dồi dào sức khỏe và luôn thành công trong mọi lĩnh vực

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014

Nguyễn Hoàng Thông

TÓM LƯỢC

Hiệu quả phòng trị bệnh cháy bìa lá (bạc lá) lúa Xanthomonas oryzae pv oryzae (Xoo) bằng vi khuẩn đối kháng Bacillus safensis (VTTS1) được khảo sát tại ruộng lúa

ở 2 địa điểm Cái Bè – Tiền Giang và Long Xuyên – An Giang trong vụ Hè Thu năm

2014 Mục tiêu của đề tài là khảo sát được khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn đối kháng B safensis trên ruộng lúa tỉnh An Giang và Tiền Giang

Các nghiệm thức được xử lý với vi khuẩn đối kháng (B safensis) bằng các biện pháp ngâm hạt, phun qua lá và chủng vào đất được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại, trong đó 2 nghiệm thức đối chứng là xử lý thuốc hóa học theo nông dân tại các địa điểm và nghiệm thức không xử lý

Cả 3 nghiệm thức xử lý với vi khuẩn đối kháng (B safensis) đều cho hiệu quả khống chế bệnh cháy bìa lá, trong đó nghiệm thức chủng vi khuẩn vào đất 24 giờ trước khi sạ cho hiệu quả cao hơn 2 nghiệm thức ngâm hạt, phun qua lá cho hiệu quả tương đương với phun thuốc hóa học và khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng Hiệu quả được ghi nhận đến 60 ngày sau sạ Nghiệm thức chủng vi khuẩn vào đất cho năng suất cao hơn và giảm tỉ lệ lem lép hạt so với nghiệm thức đối chứng không xử lý và cho hiệu quả tương đương so với đối chứng sử dụng thuốc hóa học Biện pháp phun vi khuẩn vào đất 24 giờ trước khi sạ vừa cho hiệu quả cao vừa thuận tiện khi ứng dụng nên có triển vọng trong quá trình quản lý bệnh cháy bìa lá ngoài đồng ruộng của nông dân

Từ khóa: Lúa, Xanthomonas oryzae pv oryzae, cháy bìa lá, phòng trừ sinh học, đối

kháng, Bacillus safensis

MỤC LỤC

PHẦN KÝ DUYỆT

LỜI CẢM TẠ

TÓM LƯỢC i

MỤC LỤC ii

DANH SÁCH BẢNG v

DANH SÁCH HÌNH vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Bệnh cháy bìa lá lúa 3

2.1.1 Triệu chứng 3

2.1.2 Mầm bệnh 4

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh 5

2.1.4 Chu kỳ phát triển bệnh 6

2.1.5 Biện pháp quản lý bệnh 7

2.2 Phòng trừ bệnh bằng vi khuẩn đối kháng 9

2.2.1 Phòng trừ bệnh hại trên cây trồng bằng vi sinh vật đối kháng 9

2.2.2 Phòng trừ bệnh cháy bìa lá lúa bằng vi khuẩn đối kháng 11

2.2.3 Vi khuẩn đối kháng Bacillus safensis 12

2.3 Đặc điểm của giống lúa IR 50404 và HMT1 13

2.3.1 Đặc điểm của giống lúa IR 50404 13

2.3.2 Đặc điểm của giống lúa HMT1 14

2.4 Sự kháng bệnh của cây trồng 14

2.4.1 Khái niệm 14

2.4.2 Kháng thụ động 14

Trang

2.4.3 Kháng chủ động 15

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 16

3.1 Phương tiện nghiên cứu 16

3.1.1 Dụng cụ, thiết bị 16

3.1.2 Vật liệu 16

3.1.3 Hóa chất 16

3.2 Phương pháp nghiên cứu 17

3.2.1 Bố trí thí nghiệm 17

3.2.2 Các bước thực hiện 18

3.2.3 Lấy chỉ tiêu 21

3.2.3 Xử lý số liệu 24

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

4.1 Kết quả khảo sát khả năng làm giảm bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn B safensis trong vụ Hè Thu năm 2014 tại An Giang 25

4.1.1 Tỉ lệ chồi bệnh 25

4.1.2 Tỉ lệ lá bệnh 27

4.1.3 Chỉ số bệnh trên diện tích lá 29

4.1.4 Năng suất và tỉ lệ lem lép hạt 31

4.2 Kết quả khảo sát khả năng làm giảm bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn B safensis trong vụ Hè Thu năm 2014 tại Tiền Giang 33

4.2.1 Tỉ lệ chồi bệnh 33

4.2.2 Tỉ lệ lá bệnh 35

4.2.3 Chỉ số bệnh trên diện tích lá 37

4.2.4 Năng suất và tỉ lệ lem lép hạt 39

4.3 Thảo luận chung 40

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44

5.2 Kiến nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Các chủng vi khuẩn đối kháng với các mầm bệnh chính trên cây lúa 11 Bảng 2: Hiệu quả phòng trừ bệnh của các nghiệm thức xử lý tại An Giang

vào vụ Hè Thu trong năm 2014 30

Bảng 3: Năng suất và tỉ lệ lem lép hạt tại An Giang vào vụ Hè Thu trong năm

2014 31

Bảng 4: Hiệu quả phòng trừ của các nghiệm thức xử lý tại Tiền Giang vào vụ

Hè Thu trong năm 2014 39

Bảng 5: Năng suất và tỷ lệ lem lép tại Tiền Giang vào vụ Hè Thu trong năm

2014 40

Trang

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Triệu chứng bệnh cháy bìa lá lúa ngoài đồng 3

Hình 2: Giọt dịch vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae 3

Hình 3: Tế bào vi khuẩn Xoo dưới kính hiển vi điện tử 4

Hình 4: Vòng vô khuẩn do Bacillus safensis đối kháng với Xoo 11

Hình 5: Khuẩn lạc Bacillus safensis trên môi trường NA 12

Hình 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 17

Hình 7: Vi khuẩn Bacillus safensis trong môi trường 18

Hình 8: Xử lý đất trước khi sạ 19

Hình 9: Hạt giống ngâm với vi khuẩn Bacillus safensis 19

Hình 10: Gieo sạ bằng tay của nông dân 19

Hình 11: Các bước tiến hành phun vi khuẩn Bacillus safensis trên đồng ruộng 20

Hình 12: Vi khuẩn Xoo trên đĩa thạch; B: Bình chứa vi khuẩn Xoo trên máy lắc 20

Hình 13: Chủng bệnh cháy bìa lá ngoài đồng 21

Hình 14: Ruộng lúa thí nghiệm 21

Hình 15: Vị trí đặt khung lấy chỉ tiêu bệnh cháy bìa lá trên lô thí nghiệm 22

Hình 16: Lấy chỉ tiêu bệnh cháy bìa lá trên ruộng lúa 22

Hình 17: Thu hoạch ruộng lúa thí nghiệm 24

Hình 18: Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh vào thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ của các nghiệm thức tại An Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 25

Hình 19: Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh của các nghiệm thức tại thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ tại An Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 26

Hình 20: Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh vào thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ của các nghiệm thức tại An Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 27

Hình 21: Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh của các nhiệm thức tại thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ tại An Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 28

Trang

Hình 22: Biểu đồ chỉ số bệnh trên diện tích lá bị nhiễm bệnh tại thời điểm 50,

55, 60 ngày sau sạ của các nghiệm thức tại An Giang trong vụ Hè Thu

trong năm 2014 29

Hình 23: Biểu đồ chỉ số bệnh trên diện tích lá nhiễm bệnh của các nghiệm

thức tại thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ tại An Giang trong vụ Hè Thu

trong năm 2014 30

Hình 24: Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh vào thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ

của các nghiệm thức tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 33

Hình 25: Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh của các nghiệm thức tại thời điểm 50,

55, 60 ngày sau sạ tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 35

Hình 26: Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh vào thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ của

các nghiệm thức tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 36

Hình 27: Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh của các nghiệm thức tại thời điểm 50, 55,

60 ngày sau sạ tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014 37

Hình 28: Chỉ số bệnh trên diện tích lá bị nhiễm bệnh tại thời điểm 50, 55, 60

ngày sau sạ của các nghiệm thức tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu

trong năm 2014 38

Hình 29: Chỉ số bệnh trên diện tích lá nhiễm bệnh của các nghiệm thức tại thời

điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu trong

năm 2014 38

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

IRRI International Rice Research Institute

NC&PT Nghiên cứu và phát triển

NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

Xoo Xanthomonas oryzae pv oryzae

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Việt Nam là nước có sản lượng lúa gạo xuất khẩu đứng hai trên thế giới; trong

đó, Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) có diện tích trồng lúa hơn 4 triệu ha, được xem là vựa lúa lớn nhất cả nước, với sản lượng đạt 24,6 triệu tấn vào năm

2012, chiếm 56% sản lượng lúa cả nước (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2013) Quá trình cơ giới hóa trong nông nghiệp được đẩy mạnh, trong đó 2 tỉnh An Giang và Tiền Giang có sản lượng lúa gạo cao nhất cả nước Tuy nhiên, trong điều kiện khí hậu ngày càng khắc nghiệt, nắng nóng, mưa nhiều thất thường, đan xen với những cơn bão là điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh phát triển trên cây trồng, đặc biệt là các bệnh do vi khuẩn gây ra Trên cây lúa, bệnh cháy bìa lá do vi

khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae (Xoo) gây ra là bệnh nghiêm trọng nhất, gây

thiệt hại từ 6-60% năng suất lúa (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

Hiện nay hầu hết nông dân sử dụng thuốc hóa học để phòng trị bệnh cháy bìa lá Mặc dù thuốc hóa học có khả năng phòng trị bệnh tương đối hiệu quả, tuy nhiên phương pháp này không những gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và tăng chi phí sản xuất, mà còn dễ làm cho mầm bệnh kháng thuốc Do đó, hướng nghiên cứu sử dụng vi sinh vật (VSV) đối kháng để phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa đang được quan tâm, tập trung nghiên cứu và bước đầu đã có những kết quả nhất định

Võ Thị Phương Trang (2013) đã phân lập được nhiều chủng vi khuẩn có khả năng

đối kháng mạnh với vi khuẩn Xoo gây bệnh cháy bìa lá lúa Trong điều kiện nhà lưới vi khuẩn Bacillus safensis có khả năng làm giảm bệnh cao và được đề nghị nghiên cứu tiếp

tục trong điều kiện ngoài đồng với các biện pháp xử lý như ngâm hạt ở mật số 108 CFU/ml, phun qua lá ở mật số 107 CFU/ml, chủng vào đất ở mật số 107

CFU/ml Do đó,

đề tài được thực hiện nhằm mục đích khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của

vi khuẩn đối kháng B safensis trên ruộng lúa tại hai tỉnh An Giang và Tiền Giang, tạo tiền

đề cho việc nghiên cứu và sản xuất các loại thuốc sinh học mới có tác dụng phòng trị bệnh cháy bìa lá ở ĐBSCL nói riêng và Việt Nam nói chung

1.2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu tổng quát của đề tài là khảo sát được khả năng phòng trị bệnh cháy bìa

lá lúa của vi khuẩn đối kháng B safensis trên ruộng lúa tỉnh An Giang và Tiền Giang

Với mục tiêu này đề tài có bốn mục tiêu cụ thể sau đây:

1 Khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của biện pháp xử lý ngâm

hạt với chủng vi khuẩn B safensis ở mật số 108

CFU/ml

2 Khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của biện pháp xử lý phun

qua lá với chủng vi khuẩn B safensis ở mật số 107

CFU/ml

3 Khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của biện pháp xử lý chủng

vào đất với chủng vi khuẩn B safensis ở mật số 107

CFU/ml

4 So sánh hiệu quả phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn B safensis

trong 3 biện pháp xử lý trên từ đó tìm ra cách xử lý tốt nhất để phòng trừ bệnh cháy bìa lá lúa trên đồng ruộng

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Bệnh cháy bìa lá lúa

Bệnh cháy bìa lá lúa hay còn gọi là bệnh bạc lá do vi khuẩn Xanthomonas oryzae

pv oryzae (Xoo) gây ra (Swings et al., 1990) Năm 1884, bệnh cháy bìa lá được phát

hiện đầu tiên tại vùng Fukuoka, Nhật Bản Sau đó bệnh phát triển nhiều nước ở Châu

Á, Châu Âu và Châu Phi (Ou, 1985) Trong số 8 loại bệnh do vi khuẩn gây hại trên lúa, bệnh cháy bìa lá được xem là nghiêm trọng nhất do có khả năng làm chết cây lúa

và nguy cơ phát triển thành dịch cao (Mew và Nelson, 1992) Ở Việt Nam hiện nay bệnh xuất hiện trên cả nước, xuất hiện nhiều nhất ở các tỉnh ĐBSCL, đặc biệt trong vụ

Vùng rìa lá nhiễm bệnh bị quăn queo

và lan ra khắp lá, vết bệnh lan nhanh chóng

xuống phần bẹ lá, lá bị khô nhanh chóng và

cuộn lại, vết bệnh có màu vàng xám hoặc

xám trắng bắt đầu từ ngọn lá chạy dọc

xuống theo 2 bìa lá lúa (Shamar, 2006)

Bệnh phát triển dần ra và vùng mô tiếp giáp giữa mô bệnh và mô khỏe bị úng nước Vùng mô bệnh sẽ trở thành nơi phát triển

của nhiều nấm hoại sinh (Agrios, 2005)

Vết bệnh có thể là những sọc ở vị trí bất kỳ

trên phiến lá, nơi có vết thương (Hình 1)

Hình 2 là giọt vi khuẩn Xanthomonas

oryzae pv oryzae Giọt vi khuẩn màu vàng

đục, ứa ra trên mặt lá và bị gió làm rơi vào

các lá khác và vào nước ruộng vào lúc Hình2: Giọt dịch vi khuẩn

Xanthomonas oryzae pv oryzae

Hình 1: Triệu chứng bệnh cháy bìa lá

lúa ngoài đồng

Trần Quốc Tuấn

sáng sớm Hạt cũng có thể bị nhiễm bệnh, vỏ hạt sẽ biến màu, viền úng nước nếu hạt

còn non; ở hạt già, đốm có màu xám trắng hay trắng vàng (Ou, 1972)

Héo xanh (Kresek)

“Kresek” (héo xanh) là triệu chứng khác của bệnh này khi ở giai đoạn mạ và gây nặng hơn so với triệu chứng cháy bìa lá Bệnh xuất hiện do vi khuẩn tấn công vào rễ và lá bị tổn thương trong khi cấy, có đốm úng nước bên dưới mặt cắt của lá và sau đó đổi sang màu xanh xám, toàn bộ lá bị cuộn lại và héo, tiếp đến là bẹ lá và lan truyền đến các lá và chồi khác, khiến cho cây non có thể chết sau 1 đến 6 tuần (Reitsma and Schure, 1950) Nhiệt độ thích hợp cho bệnh phát triển là 25-30o

C (Zaragosa and Mew, 1979; Mew et al., 1993)

Triệu chứng Kresek lệ thuộc vào nhiều yếu tố như sự phù hợp giữa chủng có độc tính và giống nhiễm, số lượng vết thương còn mới Do đó, các bó mạch trong mô phân sinh sẽ dày đặc số lượng vi khuẩn và cây bắt đầu héo là do mạch mộc bị nghẽn nước, bởi sự tập trung nhiều Polysaccharide (vỏ nhầy) của vi khuẩn

oryzae (Ishiyama), Bacterium oryzae (Uyeda et Ishiyama) (Ou, 1972), Bacillus oryzae

Hori et Bokura (Bokura, 1911)

Theo Ou (1972), vi khuẩn Xoo Gram âm,

là vi khuẩn hiếu khí, hình que ngắn hai đầu

tròn, không hình thành bào tử, kích thước

0,65-1,40 x 0,45-0,60 m, trên môi trường nuôi cấy

vi khuẩn Xoo có kích thước 1,35-2,17 x

0,55-0,75m, có một chiên mao dài 6-8 m ở 1

cực để di chuyển (Hình 3) Vi khuẩn có vỏ

Hình 3: Vi khuẩn Xoo dưới

kính hiển vi điện tử

Bacmap

(capsule) và tập hợp thành khối khá bền vững, ngay cả khi ở trong nước

Khuẩn lạc của vi khuẩn Xoo có hình tròn, viền đều, lồi, bóng, màu vàng chanh, sắc tố

vàng không tan trong nước nên không làm biến màu môi trường nuôi cấy nhân tạo

Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn Xoo là 25-30o

C, vi khuẩn sống lâu trong nước cất vô trùng, phosphate buffer pH = 7 và trong nước có pha peptone Điều kiện tốt nhất để giữ vi khuẩn là giữ trong huyền phù đất sét, đất sét hạt mịn thì tốt hơn, sau hơn 12 tháng (400 ngày) vi khuẩn vẫn giữ tỉ lệ sống cao (Fang et al., 1957)

Vi khuẩn Xoo tiết độc tố phenylacetic acid trong môi trường nuôi cấy và trong

lá bệnh, vi khuẩn tổng hợp enzyme phân giải protein và cellulose Đây là loài vi khuẩn không sản sinh amoniac, không làm hóa lỏng gellatin, không tiêu thụ nitrat, sản sinh khí H2S ít Men của vi khuẩn Xoo không làm đông sữa, không sản sinh Indol, không sinh khí và acid từ đường Vi khuẩn Xoo rất dễ kháng streptomycin, đối

với các kháng sinh khác thì kháng ít hơn (Ou, 1972)

Trên môi trường Wakimoto cải tiến (có sắt, không có khoai tây) mật số khuẩn lạc cao nhất nên việc phân lập sẽ dễ dàng hơn Pha vi khuẩn trong nước có 1% peptone

hay trong huyền phù đất sét cũng có thể phân lập vi khuẩn Xoo thành những khuẩn lạc

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh

Vi khuẩn Xoo xâm nhập qua các thủy khổng, các vết thương, các vết nứt sinh

trưởng, nhờ đó mà vi khuẩn có thể xâm nhập vào cây lúa Sau khi xâm nhập vi khuẩn

nhân lên trong biểu mô, một số xâm nhập vào hệ thống mạch dẫn (Tabei và Muko, 1960)

Sự phát sinh và phát triển của bệnh cháy bìa lá phụ thuộc vào thời tiết (nhiệt độ,

độ ẩm, lượng mưa bão, gió…), đặc điểm của giống lúa, giai đoạn sinh trưởng, chế độ dinh dưỡng, phân bón, nước (Lê Lương Tề, 2005)

Vi khuẩn lây lan chủ yếu do mưa bão, mưa bão còn tạo vết thương trên lá giúp vi khuẩn dễ xâm nhiễm Vi khuẩn cũng lây lan theo nước ruộng vì các giọt dịch của vi khuẩn ứa trên lá sẽ rơi vào nước rồi tràn lan từ ruộng này sang ruộng khác

Bệnh xuất hiện quanh năm nhưng chủ yếu ở giai đoạn Hè Thu và chủ yếu là cuối giai đoạn đẻ nhánh, làm đòng đến chín sữa (Ou, 1985) Điều kiện đất cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh, những vùng đất chua, ngập úng, đất nhiều mùn hay vùng đất có nhiều bóng râm thì bệnh phát triển mạnh hơn Bón thừa phân đạm cũng làm cho bệnh gia tăng nhanh chóng (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

Nhiệt độ thích hợp cho bệnh phát triển là ở 25-30o

C, lượng mưa nhiều và độ ẩm 90% trở lên Bệnh không phát triển ở 17oC (Ou, 1985) Thời gian ủ bệnh phụ thuộc vào nhiệt độ, ủ bệnh khoảng 20 ngày ở 31o

C và trong khi đó ở 40 ngày là 40oC

2.1.4 Chu kỳ phát triển bệnh

Lưu tồn

Trong đất vi khuẩn có thể sống từ 1 đến 3 tháng, tùy ẩm độ đất và tính acid của đất Trong hạt lúa vi khuẩn có thể lưu tồn sau thu hoạch cho đến 3 tháng sau Vi khuẩn không những có bên trong vỏ trấu mà còn có cả trong phôi nhũ Tuy nhiên, nếu hạt được phơi nắng khô thì vi khuẩn sống không quá 40 ngày và khi ngâm hạt vào nước sau 24 giờ thì mật số bị giảm 99% và hoàn toàn bị chết hẳn sau 5 ngày ngâm Do đó hạt không phải là nguồn lây bệnh quan trọng

Ký chủ cỏ dại, nhất là các loại cỏ thuộc loài Leersia sayanuka có thể là nguồn lây bệnh quan trọng nhất ở Nhật Vi khuẩn có thể sống sót và nhân lên sớm trong mùa xuân Gốc rạ, chân rạ và rễ lúa là nguồn bệnh, nhất là đối với trường hợp bệnh phát triển và thể hiện của triệu chứng dạng héo xanh (Kresek)

Ở các nước nhiệt đới, do nhiệt độ tương đối cao, thích hợp cho vi khuẩn gây bệnh phát triển quanh năm, nhiều cỏ dại và gốc rạ, giúp vi khuẩn lưu tồn từ vụ này qua vụ khác Nước kinh rạch, nước ruộng thường có mật số vi khuẩn hầu như cao quanh năm Các yếu tố này có lẽ đã góp phần làm cho bệnh ở các nước nhiệt đới khá nghiêm trọng

Xâm nhiễm và phát triển

Vi khuẩn có thể xâm nhiễm vào các mô của cây lúa qua các thủy khổng và các vết nứt do rễ mới phát triển ở chân mạ hay các vết thương do các nguyên nhân khác

Trên lá lúa vết thương càng mới thì càng dễ bị nhiễm bệnh, những vết thương

cũ sau 21 giờ, thì tỷ lệ bị nhiễm hầu như không đáng kể, khoảng 0,4% Bệnh có phát triển được hay không còn tùy thuộc vào mật số vi khuẩn, tối thiểu là 103 CFU/ml

Sau từ 1 đến 2 ngày xâm nhiễm, vi khuẩn sẽ phát triển mạnh và lan ra các mạch dẫn nhựa, từ đó lưu dẫn đi trong cây và thường xảy ra ở các giống nhiễm

Các thủy khổng cũng là con đường xâm nhiễm, vi khuẩn xâm nhiễm và nhân mật

số trong mô của biểu bì và khi đủ mật số thì vi khuẩn sẽ lan vào bó mạch và ứa những giọt dịch ra ngoài Vết thương ở rễ do bị đứt khi nhổ mạ hay cắt chóp lá khi cấy, cũng

là những cửa ngõ xâm nhiễm của vi khuẩn và vi khuẩn thường gây ra triệu chứng Kresek Ngoài đồng, bệnh cháy bìa lá thường biểu hiện triệu chứng ở giai đoạn nảy chồi tối đa trở về sau và nhất là ở giai đoạn đòng trổ Tuy nhiên, ở giai đoạn mạ lá nhiễm bệnh lan dần từ lá dưới lên lá trên, trước khi triệu chứng biểu hiện cần một thời gian dài

2.1.5 Biện pháp quản lý bệnh

Biện pháp canh tác

Biện pháp canh tác gồm thời vụ, làm đất, vệ sinh đồng ruộng, điều chỉnh mực nước thích hợp, bón phân cân đối, chăm sóc, luân canh, xen canh (Vũ Triệu Mân, 2007) Chỉ cấy mạ đủ tuổi, chăm bón sớm và cân đối tập trung vào giai đoạn đầu vụ Nên bón phân đạm lân kali chuyên dùng, phân có hàm lượng kali cao, chú ý bón nặng đầu nhẹ cuối Không bón kali giai đoạn cây đứng cái (là giai đoạn sắp làm đòng khoảng 35-40 ngày sau sạ) vì cây lại huy động đạm lên lá làm cây dễ nhiễm bệnh

Ưu tiên bón kali cao cho các giống nhiễm hay đang bị nhiễm bệnh Cần rút nước cho khô ruộng trong 2-3 ngày khi thấy xuất hiện bệnh, phơi hạt để diệt vi khuẩn có trong vỏ trấu và phôi nhũ (Lê Lương Tề, 2000)

Biện pháp sử dụng giống kháng

Việc sử dụng giống kháng bệnh cháy bìa lá đã được các nhà khoa học trên thế giới và Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) quan tâm và tập trung nghiên cứu nhiều nhất và đây là phương pháp khá hiệu quả để quản lý bệnh cháy bìa lá Nhưng tính kháng này thường không ổn định (Ezuka and Sakaguchi, 1978; Mew et al., 1992) Theo Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm (2008) việc tạo giống kháng dựa trên cơ chế sau:

 Kháng do ngoại hình và cấu trúc các giống mọc đứng, lá ngắn và hẹp thì kháng bệnh hơn các giống có lá mọc xòe, vì các giống có lá mọc xòe làm tăng ẩm độ

và cơ hội lây lan bởi các lá dễ tiếp xúc với nhau Số lượng khí khổng cũng ảnh hưởng tới tính kháng bệnh của cây

 Kháng do hàm lượng dinh dưỡng trong mỗi giống là khác nhau, giống nào

có chứa nhiều polyphenol, phytoalexin, tỉ lệ đường ở dạng khử trên đạm tổng số cao thì kháng bệnh nhiều hơn

Hơn 60 năm nghiên cứu và phát triển, các nhà khoa học của Nhật Bản đã lai tạo

và ứng dụng thành công các giống có tính kháng bệnh cháy bìa lá như Zensho 26, Koganemaru, Shinseki 1, Norin 27 và Asakaze (Tagani and Mizukami, 1962)

Nhờ vào việc đánh giá về kiểu gen thông qua marker phân tử, các nhà lai tạo ở Việt Nam cũng đã tìm ra được các giống lúa mang gen kháng bệnh cháy bìa lá khác

nhau của các giống như Xa13 là Cà Đung, Ba Túc, Thơm Lung, Lúa Trắng, Chùm Ruột, Lúa Mùa 16, Nàng Co Đỏ; các giống có gen Xa5 được tìm thấy trên giống Nàng Tri, Trắng Lùn, Ba Ren, Giàu Dumont và giống có gen kháng Xa4 là Lúa Sóc, Lúa

Mùa số 2, Trắng Quảng, Trắng Phước, Tàu Hương, Nàng Sậu Thêm vào đó, việc đánh giá về kiểu hình cũng được thực hiện và bước đầu đã chọn được 10 giống lúa tại các địa phương có nguồn gốc ở ĐBSCL

Biện pháp hóa học

Từ những năm 1950 thì hợp chất Bordeaux (hydrated lime và copper sulfate) được sử dụng để phòng trị bệnh cháy bìa lá Một số nghiên cứu cho thấy hợp chất có chứa thủy ngân và kháng sinh streptomycin cho hiệu quả phòng trừ bệnh khá tốt khi phun ở giai đoạn lúa trổ Tuy nhiên các chất trên lại ảnh hưởng sức khỏe con người và lưu tồn trong hạt (Mizukami and Wakimoto, 1969; Ou, 1973; Gnanamanickam et al., 1999) Nên phun phòng bệnh cháy bìa lá ngay sau khi có những đợt mưa giông lớn, khi ruộng chưa xuất hiện bệnh Chỉ phun thuốc trừ bệnh khi cần thiết bằng thuốc Staner, Kasumin, Batuxit, Tigon diamond…theo chỉ dẫn của cán bộ chuyên ngành Bảo vệ Thực vật (BVTV) Phun thuốc khi bệnh xuất hiện cho hiệu quả không cao, nên cần áp dụng liên hoàn các biện pháp kỹ thuật thâm canh từ đầu vụ mới đạt được hiệu quả cao (Đoàn Thị Tứ, Trung tâm Khuyến Nông Thái Bình)

Biện pháp sinh học

Phòng trị cháy bìa lá bằng các biện pháp sinh học như giống kháng, vi khuẩn đối kháng, kích kháng là hướng nghiên cứu đang được các nhà khoa học quan tâm Trong

đó, sử dụng vi khuẩn đối kháng có nhiều tiềm năng để khai thác (Lê Gia Huy, 1994) Vai trò của chế phẩm sinh học, trong đó có vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp được thừa nhận có các ưu điểm và nhược điểm sau đây:

Ưu điểm

Không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng Không gây ô nhiễm môi trường sinh thái Có tác dụng cân bằng sinh thái (vi sinh vật, dinh dưỡng…) trong môi trường đất nói riêng và môi trường nói chung

Ứng dụng chế phẩm sinh học không làm hại đến kết cấu đất, không làm chai đất, thoái hóa đất mà góp phần tăng độ phì nhiêu cho đất Có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản

Có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh, tăng khả năng kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trường như các loại thuốc BVTV có nguồn gốc hóa học Có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, góp phần làm sạch môi trường

Nhược điểm

Đa số các chế phẩm sinh học không tác dụng mạnh bằng thuốc hóa học, thời gian cần thiết để tạo ra một chế phẩm khá dài

Có sự phát triển của mầm bệnh mới do tính kháng lại vi khuẩn đối kháng

Hiệu lực không ổn định và phụ thuộc vào điều kiện môi trường của từng địa phương

2.2 Phòng trừ bệnh bằng vi khuẩn đối kháng

2.2.1 Phòng trừ bệnh hại trên cây trồng bằng vi sinh vật đối kháng

Các vi sinh vật có nhiều mối quan hệ tương tác qua lại với nhau như hội sinh, cộng sinh, ký sinh, cạnh tranh, đối kháng… Để điều chế các chế phẩm sinh học có tác dụng hạn chế và ức chế khả năng phát triển của VSV gây bệnh, các nhà khoa học thường chọn ba mối quan hệ ký sinh, cạnh tranh, đối kháng, trong đó đối kháng được sử dụng nhiều nhất

Phòng trừ sinh học bệnh hại cây trồng là sử dụng VSV đối kháng để ngăn chặn mầm bệnh trên cây trồng (Pal and Gardener, 2006) Trong đó VSV đối kháng là hướng nghiên cứu còn rất nhiều tiềm năng để khai thác trong lĩnh vực

nông nghiệp Hội nghị Tư vấn khu vực Châu Á Thái Bình Dương của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food and Agriculture Organization hay FAO) năm 1992 đã khẳng định đấu tranh sinh học là nền tảng của chương trình Quản lý dịch hại tổng hợp với chiến lược sử dụng tác nhân sinh học để hạn chế sự phát triển của các quần thể ký sinh Một trong những hướng nghiên cứu được phát triển hiện nay là sử dụng tác nhân sinh học để hạn chế các quần thể VSV gây bệnh (Lê Gia Huy, 1994)

Hiện nay, nhóm được xem có nhiều triển vọng là nhóm PGPB (Plant Growth-Promoting Bacteria, PGPB), nhóm vi khuẩn này sống quanh rễ cây (rhizophere), nhiều nhóm có thể xâm nhiễm vào rễ cây và sống nội sinh (endophytic) trong thân, lá và các bộ phận khác của cây Ngoài khả năng kích thích tăng trưởng cây trồng như cố định đạm từ không khí, hòa tan lân, tổng hợp chất kích thích tăng trưởng Chúng còn có khả năng đối kháng với các mầm bệnh trên cây trồng nhờ sự cạnh tranh về nơi ở hoặc cơ chất, sản sin h ra các chất đối kháng (Siddiqui, 2006) và kích kháng (Induced Systemic Resistance, ISR) trong cây để ngăn chặn các mầm bệnh phát triển

Theo Immanuel (2006), một số chủng vi khuẩn đối kháng thuộc các chi

Pseudomonas, Bacillus và Enterobacter, được thử nghiệm và ứng dụng hiệu quả

trong phòng trừ các bệnh trên cây lúa như đạo ôn, đốm vằn, thối bẹ và cháy bìa lá Hiện nay, VSV đối kháng đã được nhiều nhà khoa học ở Việt Nam nghiên cứu trong công tác phòng trừ dịch hại trên cây trồng Phạm Văn Dư và Nguyễn Thị Phong Lan (2004) cho rằng phòng trừ sinh học bằng vi khuẩn đối kháng cho thấy hiệu quả nhất định ở điều kiện nhà lưới và ngoài đồng Phạm Văn Kim và Nguyễn Thị Thu Nga (2003) đã khảo sát khả năng đối kháng của các vi khuẩn

Burkholderia cepacia TG17 đối với nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn

trên lúa

Bảng 1: Các chủng vi khuẩn đối kháng với các mầm bệnh chính trên cây lúa

(Immanuel, 2006)

2.2.2 Phòng trừ bệnh cháy bìa lá lúa

bằng vi khuẩn đối kháng

Năm 1994, Thind và Ahrmad đã phân lập

và so sánh hiệu quả ức chế mầm bệnh Xoo của

một số loại vi khuẩn như Bacillus subtilis,

Erwinia herbicola, Enterobacter aeragens,

Micrococcus sp., Pseudomonas oxalicum và

Trichoderma eharzianum; kết quả nghiên cứu

cho thấy Bacillus subtilis có hiệu quả cao nhất

(Bacterial leaf Blight)

Xanthomonas oryzae B lentus

B cereus

B circulans

P fluorescens

Hình 4: Vòng vô khuẩn do Bacillus

safensis đối kháng với Xoo

Trang, 2013

Những nghiên cứu tiếp theo cũng chứng minh các chủng vi khuẩn Bacillus sp có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Xoo (Weiliang et al., 1997; Lin et al., 2001;

Beric et al., 2012)

Hiện nay, trên thế giới biện pháp phòng trừ bệnh cháy bìa lá bằng VSV đối kháng hiện đang bắt đầu được tập trung nghiên cứu nhiều Tại Việt Nam, nhóm nghiên cứu do Phạm Văn Kim đã nghiên cứu sử dụng vi khuẩn đối kháng phòng trừ bệnh đốm vằn trên lúa từ năm 1998 (Phạm Văn Kim et al., 1999; Mew et al., 2004), cho ra đời sản phẩm sinh học BIOBAC-1 ĐHCT có khả năng phòng trừ một cách bền vững bệnh đốm vằn trên ruộng lúa và triển khai đến nông dân (Nguyễn Đắc Khoa et al., 2010)

Ngoài ra, vi khuẩn Delftia tsuruhatensis HR4 do Han et al (2005) phân lập

từ vùng trồng lúa ở phía Bắc Trung Quốc cũng có khả năng ức chế Xoo và các mầm bệnh khác như Rhizoctonia solani và Pyricularia oryzae Trong một nghiên

cứu gần đây, Gesheva và Vasileva-Tonkova (2012) đã phân lập được chủng vi

khuẩn Nocardioides sp từ vùng đất Nam cực có khả năng sinh ra các enzyme thủy phân và các hợp chất đặc biệt có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn Xoo

và Staphylococcus aureus Bên cạnh đó, Mageshwaran et al (2012) đã ly trích được hợp chất lipopeptide từ vi khuẩn Paenibacillus polymyxa HKA-15 phân lập

từ cây đậu nành có khả năng ức chế vi khuẩn Xoo Bên cạnh vi khuẩn, xạ khuẩn

Streptomyces cũng được thử nghiệm khả năng đối kháng với vi khuẩn Xoo nhưng

không mang lại kết quả khả quan (Ndonde và Semu, 2000) Nguyễn Hồng Anh (2012) chọn lọc được chủng xạ khuẩn VN10-A44 và Nguyễn Đình Hải (2012) đã

xác định được chủng xạ khuẩn VN08A12 có tiềm năng đối kháng Xoo

2.2.3 Vi khuẩn đối kháng Bacillus

safensis

Phân loại

Vi khuẩn Bacillus safensis thuộc ngành

Fimicutes, Lớp Trực khuẩn, Bộ Bacillales,

Họ Bacillaceae, Chi Bacillus

Đặc điểm sinh lý

Vi khuẩn Bacillus safensis là vi khuẩn

Gram dương, hiếu khí, di động bằng roi cực,

Nguyễn Văn Vinh, 2013

Hình 5: Khuẩn lạc Bacillus safensis

trên môi trường NA

tạo bào tử, có kích thước 0,5-0,7 m và 1,0-1,2m Khuẩn lạc có hình tròn, dạng bìa gợn sóng, khuẩn lạc màu trắng, không phát quang và có bìa không đều trên đĩa thạch TSA (Tryptic Soy Agar) ủ ở 32°C trong 24 giờ (Smibert and Krieg, 1994)

Vi khuẩn tăng trưởng ở NaCl 0-10% (w/v) và pH 5,6 Vi khuẩn phát triển ở nhiệt

độ 10-50°C (tối ưu, 30-37°C) và ngừng tăng trưởng ở 4°C hoặc 55°C

Đặc điểm sinh hóa

Vi khuẩn cho phản ứng với Oxidase, catalase, β-galactosidase, β-glucosidase, phosphatase kiềm, naphthol-AS-BI-phosphatase và esterase được sản xuất, nhưng đều không tạo H2S, indol, amylase, agarase, lecithinase, DNase, urease, leucine arylamidase, cystine arylamidase, valine arylamidase, trypsin, α-galactosidase, N-acetyl-β-glucosamidase, α-fucosidase, deaminase tryptophan, phenylalanine deaminase, dihydrolase arginine, lysine decarboxylase và decarboxylase ornithine

(Dickinson et al., 2004) Vi khuẩn Bacillus safensis không làm giảm nitrat, nhưng làm

thủy phân gelatin, aesculin và RNA Casein thủy phân khác nhau giữa các chủng Các axit béo chủ yếu của tế bào là C15:0 iso (50,4 - 56,7%), C15:0 anteiso (23,3 - 25,2 %),

C17:0 iso (4,52 - 6,93 %) và C17:0 anteiso (3,71 - 4,69 %) (Sasser, 1990)

2.3 Đặc điểm của giống lúa IR 50404 và HMT1

2.3.1 Đặc điểm của giống lúa IR 50404

Nguồn gốc giống lúa IR 50404 có nguồn gốc từ Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) được nhập vào Việt Nam đầu năm 1990 Giống IR 50404 do Bộ môn cây lương thực – Viện khoa học kỷ thuật Nông Nghiệp Việt Nam chọn lọc và phát triển Giống

IR 50404 được công nhận chính thức vào năm 1992

Đặc điểm nông học của giống IR 50404 thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng 90 ngày trong điều kiện sạ thẳng; chiều cao cây thấp (85–90 cm), đẻ nhánh khá, số hạt/bông trung bình (65-70), tỉ lệ hạt chắc cao Giống IR 50404 chịu phèn mặn khá, dễ tính, thích ứng rộng có thể gieo trồng và đạt năng suất cao trong cả hai vụ Đông Xuân

và Hè Thu IR 50404 kháng cao rầy nâu và nhiễm nhẹ bệnh đạo ôn và khô vằn Hiện nay IR 50404 vẫn được gieo trồng trên diện tích rất rộng ở hầu hết các tỉnh ĐBSCL, giống nhiễm rầy cục bộ ở một số địa phương Nhược điểm cơ bản của IR 50404 là chất lượng gạo thấp (hạt hơi ngắn và tỉ lệ cháy bìa lá khá cao)

Hướng sử dụng và yêu cầu kỹ thuật IR 50404 có thể gieo trồng trong cả 2 vụ

Đông Xuân và Hè Thu, đặc biệt thích hợp ở vùng đất nhiễm phèn nhẹ đến trung bình

và những vùng cần giống cực ngắn ngày để tránh mặn trong vụ Đông Xuân và né lũ trong vụ Hè Thu Tuy nhiên IR 50404 có chất lượng gạo thấp, không nên bố trí sản xuất ở những vùng lúa cao sản chất lượng cao cho xuất khẩu

2.3.2 Đặc điểm của giống lúa HMT1

Nguồn gốc giống lúa HMT1 được viết tắt của xã Hậu Mỹ Trinh nằm ở huyện Cái

Bè, tỉnh Tiền Giang có nguồn gốc từ nông dân Nguyễn Văn Rô (Tư Rô) đã lai tạo ra

và ứng dụng sản xuất vào năm 2006

Đặc điểm nông học giống HMT1 có thời gian sinh trưởng ngắn khoảng 90 – 92 ngày, chiều cao của cây khoảng 97 cm, đẻ nhánh khá Năng suất trung bình vào vụ Hè Thu 6 – 6.5 tấn/ ha, vụ Đông Xuân năng suất đạt 9-10 tấn/ha Giống lúa này được một

số tỉnh Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang,….cùng đồng loạt đưa vào sản xuất

Hướng sử dụng và yêu cầu kỷ thuật giống HMT1 có thể sản xuất đến 3 vụ/năm

Để đạt được hiệu quả và chất lượng trên cần áp dụng đúng quy trình kỹ thuật từ khâu chọn giống thuần đến sử dụng những sản phẩm ưu việt trong quá trình canh tác Sử dụng thuốc BVTV phải tuân thủ chặt chẽ theo hướng dẫn thì mới đem lại hiệu quả cao

2.4 Sự kháng bệnh của cây trồng

2.4.1 Khái niệm

Khi cây trồng bị sự tấn công của mầm bệnh thì chúng luôn có khuynh hướng chống lại mầm bệnh đó, nếu cây không có khả năng chống lại được thì sẽ bị nhiễm bệnh Trong đó, những giống có khả năng chống chọi lại mầm bệnh, cây không mắc bệnh hay thiệt hại không đáng kể, gọi là giống kháng Tùy thuộc vào những đặc điểm sinh lý và sinh hóa của từng giống mà giống đó biểu hiện tính kháng hoặc nhiễm bệnh

Cơ chế kháng bệnh bệnh trên cây được chia làm hai nhóm: kháng thụ động và kháng chủ động (Phạm Văn Kim, 2000)

2.4.2 Kháng thụ động

Kháng thụ động là do cấu trúc cơ thể, chức năng sinh lý hoặc là các chất hóa học có sẵn trong dịch của cây giúp cây có thể kháng lại sự tấn công hoặc gây hại của mầm bệnh Những thành phần có sẵn trong cây dù có mầm bệnh hay không có mầm bệnh như là lớp

cutin, số lượng, kích thước, và cơ chế hoạt động của khí khổng, sự trao đổi chất, độ chua của dịch tế bào, các chất độc, các chất kích thích sinh trưởng,…(Phạm Văn Kim, 2000)

Cơ chế giải phẩu hình thái, nhiều đặc điểm riêng của cây trồng về giải phẩu hình thái đã tạo ra tính kháng đối với sự xâm nhập của vật gây bệnh

Cơ chế chức năng sinh lý, tính kháng được hình thành ở đây là do những đặc điểm riêng về chức năng sinh lý của cây trồng Trong nhóm cơ chế này, có ý nghĩa thật sự là hoạt động mở của lỗ khí khổng có ý nghĩa lớn đối với một số nấm và vi khuẩn chỉ xâm nhiễm qua khí khổng của lá, sự tạo thành sẹo khi có vết thương cơ giới, đặc điểm trao đổi chất, đặc điểm nảy mầm của hạt giống (Cheremisinov, 1973)

Khi cây bị mầm bệnh tấn công thì cơ chế kháng chủ động của cây sẽ xuất hiện Khi đó, cây tự tạo ra các cấu trúc đặc biệt, các hóa chất hay các phản ứng tự chết cục

tế bào để ngăn chặn sự tấn công của mầm bệnh vào tế bào chưa nhiễm bệnh

Cơ chế hóa học tính kháng bệnh của cây trồng được hình thành do nồng độ acid của tế bào và sự hình thành các chất như anthxian, phenol, glucozit, fitonxit, cản trở sự lây lan của mầm bệnh Một phản ứng tích cực của cây trồng đối với sự xâm nhiễm của vật gây bệnh là sự hình thành các vết hoại tử hay chết

từ phần mô, sự bần hóa các tế bào xung quanh vết thương Trong phạm vi hoại tử,

vi sinh vật không thể tồn tại được (Cheremisinov, 1973)

Các cấu trúc đặc biệt có thể là tầng rụng, tầng mô rỗng, các chất keo hay các bướu tylôz,…Trong trường hợp không có mầm bệnh thì cơ chế này sẽ không xuất hiện hay ở mức độ thấp (Phạm Văn Kim, 2000)

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1 Phương tiện nghiên cứu

Phân bón và thuốc hóa học (theo công thức của nông dân tại từng địa phương)

3.1.2 Vật liệu

Vi khuẩn Xoo được lấy từ bộ sưu tập của nhóm nghiên cứu bệnh cây, Phòng Thí

nghiệm Sinh học Phân tử, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Đại học Cần Thơ

Vi khuẩn đối kháng Bacillus safensis lưu trữ tại Phòng Thí nghiệm Sinh học

Phân tử (Võ Thị Phương Trang, 2013)

Lúa giống được sử dụng theo nông dân tại Long Xuyên là giống IR 50404 và Cái

Bè là giống HMT1

3.1.3 Hóa chất

Các loại hóa chất sử dụng trong quá trình nuôi cấy vi khuẩn gồm có Nutrient agar, peptone, beef extract, NaCl, Ca(NO3).4H2O , Na2HPO4 , sucrose, FeSO4.7H2O, agar và một số chất hữu cơ phối trộn và các hóa chất khác

+ Thành phần môi trường NA dùng để nuôi vi khuẩn Bacillus safensis Trong

1000 ml môi trường bao gồm NaCl (5 g), beef extract (3 g), Peptone (5 g), Agar (15 g), nước cất (1000 ml), trong môi trường có pH = 6,8 (Shivail et., 2006)

+ Môi trường Wakimoto cải tiến (Karganilla và ctv., 1973) dùng để nuôi vi

khuẩn gây bệnh Xoo và thử đối kháng trên đĩa thạch Trong 1000 ml môi trường bao

gồm Ca(NO3)2.4H2O (0,5 g), Na2HPO4 (0,82 g), Peptone (5 g), Sucrose (20 g), FeSO4.7H2O (0,05 g), Agar (15 g), Nước cất 1000 ml, có pH = 7

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được thực hiện tại 2 địa điểm trong cùng vụ Hè Thu, thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên 1 nhân tố với 3 lần lặp lại, gồm 5 nghiệm thức

 Nghiệm thức 1: Ngâm hạt với huyền phù vi khuẩn Bacillus safensis có mật số

108 CFU/ml

 Nghiệm thức 2: Chủng vào đất huyền phù vi khuẩn Bacillus safensis có mật số

107 CFU/ml

 Nghiệm thức 3: Phun huyền phù vi khuẩn Bacillus safensis vào lá có mật số

107CFU/ml vào 21 ngày trước chủng bệnh

 Nghiệm thức 4: Sử dụng thuốc hóa học để đặc trị bệnh cháy bìa lá được nông dân áp dụng tại mỗi địa điểm thí nghiệm (thuốc hóa học)

 Nghiệm thức 5: Không xử lý (đối chứng)

Thí nghiệm gồm 15 lô, mỗi lô có kích thước 20 m2

(4x5m) Các ô thí nghiệm cách nhau 20 – 30 cm Ruộng thí nghiệm được tách biệt với ruộng lúa xung quanh của nông dân bằng bờ bao Tổng diện tích thí nghiệm khoảng 500m2

4A 3A

20–30 cm

4m

5m

3.2.2 Các bước thực hiện

Chuẩn bị huyền phù vi khuẩn

Vi khuẩn được cấy chuyển trong môi trường đĩa thạch Sau đó, nuôi và nhân mật

số vi khuẩn Bacillus safensis trong 2 bình tam giác có chứa môi trường NB (môi

trường NA không chứa agar) và lắc trên máy lắc trong 24 giờ trước khi phun

Hình 7: Vi khuẩn Bacillus safensis trong môi trường A: Khuẩn lạc trong môi

trường NA; B: Vi khuẩn nuôi trong môi trường NB; C: Vi khuẩn trong môi trường NB trên máy lắc 1 ngày; D: Vi khuẩn trong chai nhựa đưa ra đồng ruộng

Chuẩn bị giống

Lúa giống được loại bỏ các hạt lép, hạt lửng Hạt lúa giống được ngâm trong

nước 24 giờ và đem lên ủ trong 48 giờ trước khi sạ

Hình 8: Xử lý đất trước khi sạ A: Xới, trục và san phẳng đất; B: Phân lô đánh rãnh

nước các ô thí nghiệm; C: Rút ráo nước trước khi sạ

Phương pháp ngâm hạt với huyền phù

vi khuẩn Bacillus safensis

Đối với nghiệm thức ngâm hạt, lúa giống

được ủ 24 giờ, sau đó ngâm với dịch huyền

phù của vi khuẩn trong 2 giờ (Hình 9) Lượng

kg/1000m2 (theo tập quán của nông dân)

Mỗi lô sạ 0,4 kg lúa giống

Phương pháp phun dịch huyền

Hình 9: Hạt giống ngâm với

vi khuẩn Bacillus safensis

Hình 10: Gieo sạ bằng tay của nông dân

Hình 11: Các bước tiến hành phun vi khuẩn Bacillus safensis trên đồng ruộng A: Vi

khuẩn Bacillus safensis trong đĩa thạch; B: Thùng chứa vi khuẩn Bacillus safensis; C: Pha vi khuẩn Bacillus safensis vào bình phun; D: Phun vi khuẩn Bacillus safensis trên ruộng lúa

Chuẩn bị nguồn bệnh

Vi khuẩn được cấy

chuyển trong môi trường đĩa

thạch Sau đó, nuôi và nhân

mật số vi khuẩn Xoo trong

bình tam giác có chứa môi

trường Wakimoto cải tiến

(không chứa agar) và để trên

máy lắc trong 24 giờ trước khi

Hình 12: A: Vi khuẩn Xoo trên đĩa thạch;

B: Bình chứa vi khuẩn Xoo trên máy lắc

Hình 13: Chủng bệnh cháy bìa lá ngoài đồng

Phương pháp phun thuốc hóa học

TIGON DIAMOND 800WP phòng trị bệnh cháy bìa lá, pha 5-12 g/bình 16 lít nước, lượng nước phun 500 lít/ha, phun thuốc khi bệnh mới xuất hiện

Chăm sóc

Tất cả các thao tác gieo sạ, chăm sóc, tưới tiêu, bón phân và thuốc trừ sâu đều thực hiện theo cách của nông dân ở mỗi điểm thí nghiệm Không sử dụng thuốc trị bệnh cháy bìa lá cho tất cả các nghiệm thức, trừ nghiệm thức đối chứng thuốc hóa học Ghi nhận nhật ký sử dụng thuốc trừ sâu và bón phân của nông dân (Hình 14)

Chỉ tiêu hiệu quả giảm bệnh cháy bìa lá lúa:

Đếm tổng số chồi và tổng số chồi bị nhiễm bệnh cháy bìa lá trong khung Từ đó, tính tỉ lệ bệnh cháy bìa lá lúa theo công thức:

Đếm tổng số lá và tổng số lá bệnh trong khung Từ đó tính tỉ lệ bệnh theo công thức:

Ước lượng phần trăm diện tích lá bị nhiễm bệnh cháy bìa lá trong khung

Chỉ số bệnh (CSB): được quy về 9 cấp bệnh theo thang đánh giá IRRI (1996) đồng thời tính CSB được tính theo công thức (Mc Kinney, 1923)

Hình 15: Vị trí đặt khung lấy chỉ tiêu bệnh

cháy bìa lá trên lô thí nghiệm

20 (cm)

20 (cm)

Hình 16: Lấy chỉ tiêu bệnh cháy bìa lá trên ruộng lúa

Tỉ lệ chồi bệnh (%) = Số chồi bị nhiễm bệnh x 100

Tổng số chồi

Tỉ lệ lá bệnh (%) = Tổng số lá bị bệnh x 100

Tổng số lá quan sát

Cấp bệnh được ghi nhận theo thang đánh giá (IRRI, 1996):

Cấp 1: lá có diện tích bị bệnh 0-3% so với diện tích lá

Cấp 2: lá có diện tích bị bệnh 4-6% so với diện tích lá

Cấp 3: lá có diện tích bị bệnh 7-12% so với diện tích lá

Cấp 4: lá có diện tích bị bệnh 13-25% so với diện tích lá

Cấp 5: lá có diện tích bị bệnh 26-50% so với diện tích lá

Cấp 6: lá có diện tích bị bệnh 51-75% so với diện tích lá

Cấp 7: lá có diện tích bị bệnh 76-87% so với diện tích lá

Cấp 8: lá có diện tích bị bệnh 88-94% so với diện tích lá

Cấp 9: lá có diện tích bị bệnh 95-100% so với diện tích lá

Hiệu quả phòng trừ sinh học được đánh giá thông qua sự chênh lệch về mức độ gây thiệt hại của bệnh trên cây lúa (chỉ số bệnh) ở nghiệm thức áp dụng vi khuẩn đối

kháng Bacillus safensis so với nghiệm thức đối chứng (không áp dụng vi khuẩn) theo

(Ji et al., 2008)

Trong đó: CSB: Chỉ số bệnh, (NT): Nghiệm thức

Chỉ tiêu năng suất và chất lượng hạt

Thu hoạch lúa trong lô 20 m2 Cân trọng lượng và đo ẩm độ hạt tại mỗi ô tại thời điểm cân, sau đó quy ra ẩm độ 14% và tính năng suất thực tế theo công thức sau:

W(14%)

14 100

) 100

W (14%): trọng lượng ở ẩm độ 14% (kg)

W: trọng lượng ở thời điểm cân đo (kg)

H0: ẩm độ của hạt tại thời điểm cân trọng lượng (%)

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả khảo sát khả năng làm giảm bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn B safensis trong vụ Hè Thu năm 2014 tại An Giang

Khi khảo sát khả năng kháng bệnh cháy bìa lá của vi khuẩn B safensis đối kháng với Xoo trong điều kiện ngoài đồng có các tiêu chí để chọn nghiệm thức tối ưu là (1)

nghiệm thức có tỉ lệ chồi bệnh thấp, (2) nghiệm thức có tỉ lệ lá bệnh thấp, (3) Hiệu quả phòng trừ cao, (4) đạt năng suất cao và có khả năng kéo dài hiệu quả đến 60 NSS Các nghiệm thức tối ưu sẽ được so sánh với các nghiệm thức khác và trong từng thời điểm lấy chỉ tiêu

4.1.1 Tỉ lệ chồi bệnh

Kết quả tỉ lệ bệnh cháy bìa lá được ghi nhận tại thời điểm 50 NSS có tỉ lệ chồi nhiễm bệnh của nghiệm thức ngâm hạt, phun qua lá cao hơn và khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng và tương đương với thuốc hóa học, ngoại trừ nghiệm thức chủng vào đất không có khác biệt so với đối chứng (Hình 18)

Hình 18: Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh vào thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ của

các nghiệm thức tại An Giang trong vụ Hè Thu trong năm 2014

Ghi chú: Các cột được ghi phía trên bởi một hoặc nhiều chữ cái giống nhau thì không khác biệt ở mức ý nghĩa 5% qua phép kiểm định Duncan Ngày sau sạ (NSS), ngâm hạt (NH), phun qua lá (PQL), chủng vào đất (CVĐ), thuốc hóa học (THH), đối chứng (ĐC)

Kết quả được ghi nhận tại thời điểm 55 NSS có tỉ lệ chồi bệnh ở nghiệm thức chủng vào đất và thuốc hóa học thấp hơn và khác biệt so với nghiệm thức ngâm hạt, phun qua lá, đối chứng không xử lý Tuy nhiên, nghiệm thức ngâm hạt và phun qua lá