Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học và biện pháp phòng chống bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp. gây hại Keo tai tượng tại tỉnh Thái Nguyên.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ==================== TRẦN THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC, SINH THÁI HỌC VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG BỆNH CHẾT HÉO DO NẤM CERATOCYSTIS SP GÂY HẠI KEO TAI TƯỢNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành đào tạo: Quản lý tài nguyên rừng Mã số: 96 202 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2018 Cơng trình hồn thành Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Phạm Quang Thu PGS.TS Paul Anthony Barber TS Phí Hồng Hải Chủ tịch hội đồng: Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp Cơ sở họp Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Vào hồi 30 phút, ngày 24 tháng năm 2018 Hà Nội - 2018 NHỮNG CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Phạm Quang Thu, Nguyễn Minh Chí Trần Thị Thanh Tâm (2016), “Bệnh chết héo Keo tràm, keo lai Keo tai tượng Việt Nam”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, (8), trang 134-140 Trần Thị Thanh Tâm, Phạm Quang Thu Nguyễn Minh Chí (2017), “Một số đặc điểm sinh học nấm Ceratocystis manginecans gây chết héo Keo tai tượng Thái Nguyên”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, (21), trang 94-99 Trần Thị Thanh Tâm, Phạm Quang Thu Nguyễn Minh Chí (2018), “Phân lập tuyển chọn vi sinh vật nội sinh Keo tai tượng ức chế nấm Ceratocystis manginecans”, Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, (1), trang 66-74 Tran, T T T., Pham, T Q., Barber, P A., & Nguyen, C M (2018) Control of Ceratocystis manginecans causing wilt disease on Acacia mangium seedlings Australasian Plant Pathology, (47)6: 1-8 Đào Ngọc Quang, Phạm Quang Thu, Nguyễn Minh Chí, Trần Thị Thanh Tâm, Đàm Văn Toàn (2018), “Nấm nội sinh sử dụng bảo vệ thực vật”, Tạp chí Di truyền học ứng dụng, trang 42-47 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Keo tai tượng loài lựa chọn loài trồng chủ lực, quan trọng cho rừng trồng sản xuất tỉnh Thái Nguyên (Bộ NN&PTNT, 2014) Tuy nhiên, khí hậu nóng ẩm tạo hội cho nấm bệnh hại Keo tai tượng (KTT) phát triển nhanh Năm 2009, bệnh chết héo keo Ceratocystis sp gây xuất Việt Nam (Phạm Quang Thu et al., 2012) Bệnh chết héo có xu hướng lan nhanh gây hại rừng trồng KTT Thái Nguyên (Phạm Quang Thu, 2016) Việc xác định xác lồi nấm gây bệnh biện pháp phòng chống hiệu dịch bệnh chết héo nấm Ceratocystis sp rừng trồng KTT cấp bách Do vậy, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học biện pháp phòng chống bệnh chết héo nấm Ceratocystis sp gây hại Keo tai tượng tỉnh Thái Nguyên” có ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn công tác phát triển rừng trồng KTT Thái Nguyên Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Xác định số đặc điểm sinh học, sinh thái học nấm Ceratocystis sp gây bệnh chết héo KTT số biện pháp phòng trừ bệnh chết héo Mục tiêu cụ thể Định danh loài nấm gây bệnh chết héo xác định tỷ lệ số bệnh nấm Ceratocystis sp gây bệnh rừng trồng KTT Xác định số đặc điểm sinh học sinh thái nấm Ceratocystis sp gây bệnh chết héo KTT Xác định số biện pháp phòng trừ nấm Ceratocystis sp gây bệnh chết héo KTT Thái Nguyên Đối tượng nghiên cứu KTT (Acacia mangium) rừng trồng KTT tập trung Nấm Ceratocystis sp gây bệnh chết héo Phạm vi nghiên cứu Trong đề tài này, tác giả nghiên cứu số vấn đề gồm: (1) Nghiên cứu đặc điểm sinh thái, tình hình bệnh chết héo huyện có diện tích rừng trồng KTT tập trung tỉnh Thái Nguyên (2) Nghiên cứu đặc điểm sinh học, vi sinh vật nội sinh (VSVNS) ức chế nấm gây bệnh chết héo phòng thí nghiệm Trung tâm Nghiên cứu bảo vệ rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam (3) Nghiên cứu hiệu lực ức chế nấm số loại thuốc hóa học, thuốc sinh học vườn ươm (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) rừng trồng (huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên) (5) Nghiên cứu áp dụng số biện pháp phòng trừ bệnh chết héo KTT Thái Nguyên (6) Xây dựng mơ hình phòng trừ tổng hợp bệnh chết héo KTT Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Xác định xác đến lồi sinh vật gây bệnh chết héo KTT, kết luận án sở khoa học phục vụ nghiên cứu biện pháp phòng trừ tổng hợp bệnh chết héo nấm Ceratocystis manginecans Ý nghĩa thực tiễn: Kết luận án giúp người sản xuất nhận biết triệu chứng nguyên nhân gây bệnh chết héo rừng trồng KTT Qua lựa chọn số biện pháp phòng trừ biện pháp sinh học, hóa học, biện pháp lâm sinh để quản lý hiệu bệnh chết héo KTT Những đóng góp luận án (1) Cung cấp số dẫn liệu khoa học nấm Ceratocystis manginecans gây bệnh chết héo KTT, triệu chứng bệnh, đặc điểm sinh học, sinh thái nấm gây bệnh (2) Phân lập tuyển chọn chủng vi khuẩn nội sinh Bacillus tequilensis, chủng nấm nội sinh Diaporthe tectonigena Arcopilus aureus sử dụng chúng phòng trừ nấm gây bệnh chết héo KTT (3) Xác định thuốc hóa học chứa hoạt chất Metalaxyl M 40g/l mancozeb 640 g/l (tên thương mại Ridomil Gold 68WG) phun rừng bị bệnh có hiệu cao phòng trừ bệnh chết héo KTT Từ đề xuất số giải pháp kỹ thuật phòng từ tổng hợp bệnh chết héo KTT CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Tình hình nghiên cứu giới Nghiên cứu phát triển KTT Keo tai tượng (Acacia mangium) có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea, Indonesia loài trồng phổ biến vùng nhiệt đới, đặc biệt khu vực Đông Nam Á (Doran et al., 1997) Tại Sabah - Malaixia, KTT sinh trưởng nhanh lập địa tốt, giai đoạn 10 - 13 năm tuổi đạt khoảng 44 m3/ha/năm (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) Việc trồng KTT quy mô công nghiệp triển khai Indonesia từ đầu năm 1980, đến có xấp xỉ 500.000 rừng trồng KTT để cung cấp gỗ nguyên liệu (Hardiyanto, 2014) Nghiên cứu nấm Ceratocystis spp gây hại KTT số loài trồng khác Những năm gần đây, rừng trồng keo Indonesia bị loài nấm Ceratocystis spp xâm nhiễm, gây chết hàng trăm nghìn rừng, chủ yếu rừng trồng KTT (Hardiyanto, 2014) Nghiên cứu đặc điểm sinh học nấm Ceratocystis spp bước đầu thực hiện, qua cho thấy mơi trường ni cấy thích hợp điều kiện nhiệt độ từ 25 - 30oC, độ ẩm từ 80 - 90% (Barnes et al., 2005) Một số nghiên cứu đặc điểm sinh thái nấm Ceratocystis spp lồi nấm gây bệnh xâm nhiễm trực tiếp từ vết thương vết tỉa cành (Harrington, 2009) Nghiên cứu khả xâm nhiễm nấm C acaciivora vào rừng trồng KTT cho thấy việc tác động gây tổn thương cành làm tăng khả xâm nhiễm nấm gây bệnh chết héo vào (Tarigan et al., 2011) Nghiên cứu phòng trừ bệnh chết héo nấm Ceratocystis sp Biện pháp sinh học: Hầu hết lồi VSVNS hồn tồn khơng gây hại cho chủ mà trái lại, chúng kích kháng bệnh hại (Benhamou et al., 1996) Ngoài ra, VSVNS thúc đẩy q trình sinh trưởng chủ thông qua việc tạo hàng rào kiểm soát sinh học mầm bệnh (Chanway, 1998) Nghiên cứu phòng trừ bệnh gỉ sắt Thơng cho thấy nhiễm nấm nội sinh không bị bệnh bị bệnh nhẹ đối chứng (Rebecca et al., 2008) Biện pháp lâm sinh: Biện pháp hiệu hạn chế gây tổn thương cho cây, tránh thực chăm sóc, tỉa cành mùa mưa thời tiết ẩm ướt (Haugen et al., 2009) Để quản lý dịch bệnh chết héo rừng trồng bạch đàn Brazil, tiến hành chặt tỉa bỏ bị bệnh cách ly khỏi rừng (Ferreira et al., 2011) Tỉa cành kỹ thuật hạn chế rõ rệt xâm nhiễm nấm gây bệnh cho rừng trồng KTT Keo liềm Indonesia (Tarigan et al., 2011) Ngồi ra, khơng sử dụng hạt giống thu từ mẹ nhiễm bệnh; cải thiện chất lượng vườn vật liệu hom thay đổi cấu trồng sau luân kỳ kinh doanh (Yong et al., 2014) Biện pháp hóa học phòng trừ bệnh hại keo: Việc sử dụng thuốc hóa học để trừ bệnh chết héo loài nấm Ceratocystis spp gây nhiều loài triển khai Việc sử dụng thuốc hóa học để phun tiêm tiêu diệt nấm (Blaedow et al., 2010) Tình hình nghiên cứu Việt Nam Nghiên cứu phát triển KTT Việt Nam tỉnh Thái Nguyên KTT trồng với quy mô lớn Nước ta, diện tích rừng trồng KTT tính đến năm 2014 đạt khoảng 600.000 (Harwood and Nambiar, 2014) Tại Thái Nguyên, KTT gây trồng phổ biến huyện tỉnh (UBND tỉnh Thái Nguyên, 2016), đến năm 2015 tồn tỉnh có khoảng 90.000 rừng trồng keo trì ổn định đến Tuy nhiên, việc kinh doanh rừng theo hướng trồng loài với quy mô lớn tạo điều kiện thuận lợi cho số dịch sâu, bệnh phát sinh mạnh Đặc biệt bệnh chết héo gây hại rừng trồng loài keo xuất khắp nước, có tỉnh Thái Nguyên (Phạm Quang Thu, 2016) Nghiên cứu nấm Ceratocystis spp gây hại KTT số loài trồng khác Nghiên cứu bệnh chết héo vùng Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên Đông Nam Bộ phân lập 26 chủng nấm Ceratocystis sp gây bệnh chết héo (Phạm Quang Thu et al., 2012) Đến cuối năm 2015, có 17 tỉnh xuất bệnh chết héo gây hại rừng keo với tổng diện gần 2.000 ha, 90 bị chết (Cục Bảo vệ thực vật, 2015), cuối năm 2015, Cà Mau tiếp tục xuất thêm 27 rừng trồng keo lai bị bệnh chết héo (Sở NN&PTNT Cà Mau, 2015) Từ năm 2009 đến 2016, bệnh chết héo nấm C manginecans gây hại rừng trồng lồi keo có xu hướng lan rộng nhanh Việt Nam đặc biệt địa phương có diện tích rừng trồng tập trung với quy mô lớn Thái Nguyên (Phạm Quang Thu, 2016) Kết điều tra bệnh hại rừng trồng keo Tổng công ty Giấy Việt Nam cho thấy năm 2016 ghi nhận 1.500 rừng bị nhiễm bệnh chết héo với 82.000 bị chết héo (Phạm Quang Thu, 2016) Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái nấm Ceratocystis spp Môi trường ni cấy thích hợp với lồi nấm gây bệnh chết héo nhiệt độ 25 - 28 oC, độ ẩm 80 - 90% (Phạm Quang Thu et al., 2012) Tính gây bệnh 55 chủng nấm C manginecans chia thành nhóm: chủng gây bệnh mạnh, 45 chủng gây bệnh trung bình, chủng gây bệnh yếu (Nguyễn Minh Chí, 2017) Các yếu tố tuổi cây, thời điểm tỉa cành, kỹ thuật tỉa cành có ảnh hưởng rõ đến khả xâm nhiễm nấm gây bệnh Rừng trồng tuổi nhỏ năm tuổi bị bệnh nặng hơn; rừng trồng bị bệnh nặng tỉa cành vào mùa mưa; công thức tỉa cành kỹ thuật bị bệnh so với đối chứng (Nguyễn Minh Chí, 2017) Nghiên cứu phòng trừ bệnh hại KTT số lồi trồng khác Biện pháp sinh học: Nghiên cứu kích kháng nấm gây bệnh khô cành KTT phân lập 40 chủng vi khuẩn nội sinh ức chế nấm Collectotrichum gloeosporioides (Vũ Văn Định et al., 2012) Nghiên cứu VSVNS dòng KTT Thừa Thiên Huế cho thấy 15 chủng vi khuẩn nấm nội sinh ức chế nấm Ceratocystis sp mạnh đến mạnh (Phạm Quang Thu et al., 2012) Biện pháp lâm sinh: Để hạn chế khả bị nhiễm nấm C manginecans gây bệnh chết héo cho rừng trồng keo lai Keo tràm, nên tỉa cành kỹ thuật kéo cắt cành cưa, tuyệt đối không dùng dao phát từ xuống gây tổn thương cành (Phạm Quang Thu, 2016) Biện pháp hóa học: việc trừ bệnh chết héo thử nghiệm keo lai giai đoạn năm tuổi Việc phun thuốc hóa học Lanomyl 680WP, Ao'Yo 300SC, Carbenzim 500FL Ridomid gold 68WG hồn tồn trừ bệnh chết héo cho keo lai sau ngày nhiễm bệnh nhân tạo (Phạm Quang Thu, 2016) Nhận xét chung Các nghiên cứu khẳng định nguy hiểm nấm Ceratocystis spp gây bệnh chết héo trồng lâm nghiệp có KTT Việc định danh sinh vật gây bệnh chết héo rừng trồng keo Việt Nam xác định nấm C manginecans thực cho số mẫu miền Trung, Đông Nam Các nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học nấm Ceratocystis sp Việt Nam nghiên cứu chưa có nghiên cứu nấm gây bệnh chết héo Thái Nguyên Đến nay, Việt Nam chưa có giải pháp hồn thiện nhằm hạn chế nấm Ceratocystis sp Biện pháp sinh học tiến hành phòng thí nghiệm, biện pháp lâm sinh bước đầu đề cập, biện pháp hóa học thực với keo lai vườn ươm chưa có rừng trồng Vì vậy, việc nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái biện pháp phòng chống bệnh chết héo KTT cần thiết, đặc biệt tỉnh có diện tích trồng KTT lớn Thái Nguyên 1.4 Địa điểm nghiên cứu Tỉnh Thái Nguyên có nhiều khả để phát triển nông lâm nghiệp với 186.485 rừng (gần 110.000 rừng trồng) Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000 đến 2.500 mm Tuy nhiên, điều kiện khí hậu nóng ẩm lại thuận lợi cho lồi sinh vật gây bệnh phát triển 3.1.2 Tình hình bệnh chết héo gây hại rừng trồng KTT Nấm gây bệnh chết héo xâm nhiễm gây hại rừng trồng KTT với tỷ lệ bị bệnh từ 30,75-39,17%, số bị bệnh trung bình = 1,04 Những lơ rừng KTT tuổi 2, tuổi bị chết hàng loạt (có lô rừng 70% số bị nhiễm bệnh) 3.2 Một số đặc điểm sinh học sinh thái nấm gây bệnh 3.2.1 Đặc điểm sinh học Kết gây bệnh nhân tạo cành KTT cắt rời với 24 chủng nấm công thức đối chứng tổng hợp bảng 3.1: Bảng CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.1: Tính gây bệnh chủng nấm C manginecans Chủng VH11 DH20 VH6 PL18 VH2 DT27 VN46 VH5 VN45 VN43 VH10 PL17 PL13 VN34 PL14 TL25 VN42 DH24 PL12 DH22 PL15 DT31 Chiều dài vết bệnh Chiều dài (cm) Sd k 18,07 1,42 jk 17,00 1,29 ijk 16,07 0,64 ijk 16,00 1,89 hijk 14,18 1,2 hij 14,04 1,95 ghij 13,75 1,73 fghij 13,61 0,95 fghi 12,61 0,97 fghi 12,57 1,33 fghi 12,43 0,69 fghi 12,36 1,94 efgh 10,86 1,41 defg 9,86 0,73 defg 9,82 2,06 def 9,54 1,49 def 9,46 1,56 cde 8,21 0,85 bcde 7,93 1,34 bcde 7,46 1,36 bcd 5,79 0,73 bc 4,79 0,54 Tính gây bệnh Rất mạnh Rất mạnh Rất mạnh Rất mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Mạnh Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình Yếu Chủng DH19 VN44 Đối chứng PDA Đối chứng A134 Lsd Fpr Chiều dài vết bệnh Chiều dài (cm) Sd bc 4,55 0,22 b 4,11 0,39 a 0,00 0,00 k 18,14 1,01 3,50