Trong những năm gần đây nền nông nghiệp nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn, sản lượng lương thực không những đáp ứng đủ nhu cầu trong nước mà còn là mặt hàng xuất khẩu lớn.Cùng với sự phát triển cây lương thực cây khoai tây, cà chua nước ta đã được trồng từ rất lâu. Khoai tây, cà chua, là một trong những loại rau ăn quả, củ có thời gian sinh trưởng ngắn, hiệu quả kinh tế cũng như giá trị dinh dưỡng cao, được nhiều người ưa thích, trong quả , củ chín có nhiều đường, chủ yếu là đường glucoza, nhiều tinh bột, vitamin. Cà chua, khoai tây, có thể dùng để ăn tươi, nấu chín hay để chế biến đồ hộp như làm mứt cà chua, mỳ sợi khoai tây, khoai tây chiên đóng hộp, kẹo ngọt, nước ép cà chua … Việt Nam là một nước khí hậu nhiệt đới gió mùa nên thuận lợi cho cây khoai tây, cà chua sinh trưởng và phát triển. Bên cạnh đó còn thuận lợi cho một số loài sâu bệnh phát sinh gây hại, đáng chú ý là bệnh do nấm truyền qua đất như bệnh héo rũ gốc mốc trắng Sclerotium rolfsii, bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum, bệnh héo vàng Fusarium oxysporum, bệnh lở cổ rễ Rhizoctonia solani,... Bệnh gây hại nặng từ khi cây ra hoa đến cuối giai đoạn sinh trưởng của cây cà chua, khoai tây. Bệnh héo rũ gốc mốc trắng do nấm Sclerotium rolfsii gây ra, đây là loại nấm gây hại trên 500 loại cây trồng khác nhau, nhất là cây họ cà. Nguồn bệnh của nấm tồn tại chủ yếu trong đất, trong tàn dư thực vật, cây ký chủ và trong các vật liệu giống nhiễm bệnh dưới dạng sợi nấm, hạch nấm. Hạch nấm tồn tại từ năm này qua năm khác ở tầng đất bề mặt và là nguồn gây bệnh phổ biến cho các cây trồng vụ sau, năm sau. Cho nên với điều kiện khí hậu ẩm ướt như nước ta rất thuận lợi cho những bệnh này phát triển, và đã gây ra những thiệt hại lớn làm giảm năng suất từ 5100% ở Việt Nam nói chung và một số tỉnh Đồng bằng sông Hồng nói riêng. Bệnh héo rũ gốc mốc trắng, bệnh héo vàng không những làm giảm năng suất, phẩm chất cây trồng mà còn làm tăng chi phí sản xuất. Hàng loạt các biện pháp bảo vệ thực vật đã được áp dụng như: biện pháp canh tác, biện pháp chọn giống chống chịu…Đặc biệt, biện pháp hóa học là biện pháp phòng trừ bệnh hại đang được áp dụng phổ biến nhất trong sản xuất nông nghiệp nước ta hiện nay đã gây ra hàng loạt vấn đề như: để lại dư lượng thuốc lớn trong nông sản, làm ô nhiễm không khí, nguồn nước, đất đai, làm giảm nguồn vi sinh vật có ích trong đất, gây ô nhiễm môi trường sinh thái. Điều đó đòi hỏi những nhà khoa học, những nhà Bảo vệ thực vật phải nghiên cứu tìm ra những giải pháp thiết thực trong phòng trừ bệnh hại bảo vệ cây trồng, tăng năng suất chất lượng nông sản phẩm, đồng thời bảo vệ môi trường. Ngày nay, việc nghiên cứu phòng trừ dịch hại bằng phương pháp sinh học trong bảo vệ thực vật đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm, như ở Hungari, Philippines và Thái Lan đã nghiên cứu nấm Trichoderma sp. và sản xuất chế phẩm sinh học này để hạn chế những nấm bệnh tồn tại trong đất gây hại cho cây trồng nói chung, như nấm: Rhizoctonia sp., Sclerotium rolfsii, Fusarium oxysporum,v.v. Các tỉnh thuộc vùng Đồng bằng sông Hồng như Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Hải Dương là nơi sản xuất rau màu với diện tích lớn cùng với xu thế thâm canh ngày càng cao, diện tích rau màu của vùng Đồng bằng sông Hồng ngày càng được mở rộng với nhiều chủng loại khác nhau, đặc biệt là trồng các cây ký chủ chính của bệnh do nấm Sclerotium rolfsii gây ra như cà chua, khoai tây để kịp thời cung cấp nguồn thực phẩm cho toàn khu vực. Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn nêu trên, nhằm góp phần giữ vững năng suất và phẩm chất cà chua, khoai tây, được sự nhất trí của Bộ môn Bệnh cây khoa Nông học Học viện Nông nghiệp Việt Nam chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại cà chua và khoai tây tại một số tỉnh Đồng bằng sông Hồng”.
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Tình hình phát triển và vai trò của cây cà chua
Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill ) là một loại rau ăn quả có giá trị kinh tế và giá trị dinh dưỡng cao, là một trong những loại rau ưu tiên có chiều hướng phát triển mạnh cả về chất và lượng Chính vì vậy, sản lượng cà chua trên thế giới luôn tăng mạnh Theo thống kê của FAO (2006) sản lượng cà chua đứng thứ hai trên thế giới sau khoai tây.
Cà chua có nguồn gốc từ Nam Mỹ Bằng chứng di truyền cho thấy cà chua được tiến hóa từ loài cây nhỏ quả màu xanh phổ biến ở vùng cao nguyên Peru Một loài có tên Solanum lycopersicum được vận chuyển đến Mexico, nơi nó được trồng và tiêu thụ bởi dân cư Trung Mỹ Loại cà chua được thuần hóa đầu tiên có thể là trái cây màu vàng, tương tự như cà chua anh đào, được trồng bởi người Aztec miền Trung Mexico.
Cà chua được phát triển trên toàn Thế giới do sự tăng trưởng tối ưu của nó trong nhiều điều kiện phát triển khác nhau Các loại cà chua được trồng trọt phổ biến nhất là loại quả đường kính khoảng 5-6 cm Hầu hết các giống được trồng đề cho ra trái cây màu đỏ, nhưng một số giống cho quả vàng, cam, hồng, tím, xanh lá cây, đen hoặc màu trắng Đặc biệt có loại cà chua nhiều màu và có sọc.
Hiện có khoảng 7.500 giống cà chua trồng cho các mục đích khác nhau.
Cà chua thuần chủng đang ngày càng trở lên phổ biến, đặc biệt giữa các nhà làm vườn và nhà sản xuất khi họ có xu hướng sản xuất các loại cây trồng có hương vị thơm ngon hơn, tăng khả năng kháng bệnh và năng suất Cây lai vẫn còn phổ biến, kể từ khi có mục đích sản xuất lớn, người ta kết hợp các đặc điểm tốt của các loại cà chua thuần chủng với độ ổn định của các loại cà chua thương mại thông thường.
Cà chua đã trở thành một trong những cây trồng thông dụng và được trồng phổ biến, rộng rãi trên khắp thế giới Nghiên cứu lịch sử trồng trọt cho biết đến tận thế kỉ thứ 19, cà chua vẫn chỉ được trồng như một cây cảnh nhờ màu sắc đẹp của quả Ngày nay, người ta đã biết ankaloid trong quả cà chua là tomatin, một chất ít độc kể cả khi nó có hàm lượng rất cao Bởi vậy, sản xuất và sử dụng cà chua trên thế giới không ngừng tăng lên Từ năm 1990-2001 diện tích trồng cà chua trên thế giới từ 2.868,443 ha tăng lên 3.745,299 ha và sản lượng từ 76.022,112 tấn tăng lên 100.259,346 tấn. Ở nước ta, cà chua được trồng trên 100 năm nay, diện tích trồng cà chua hàng năm biến động 12.000-13.000 ha Theo thống kê sơ bộ năm 2005 thì diện tích trồng cà chua cả nước là 23.354 ha tăng 3,34 lần so với năm 2000 (6967 ha), với năng suất trung bình đạt 198 tạ/ha cho sản lượng đạt 462,435 tấn Năng suất cà chua ở nước ta nói chung còn thấp, chỉ khoảng 60- 65% so với năng suất bình quân của thế giới Các vùng trồng cà chua lớn nhất ở nước ta là : Hải Dương, Nam Định, Bắc Giang, Lâm Đồng… đây là những vùng trồng cà chua đạt năng suất cao nhất cả nước ( năng suất ≥ 200 tạ/ha).
Trong sản xuất cà chua nước ta từ năm 2008-2011 đã đánh dấu sự ra đời cuộc cách mạng lần thứ hai, cà chua chất lượng cao Với những thành tựu về tạo ra các bộ giống cà chua lai chất lượng cao và các quy trình công nghệ phát triển sản xuất đã và đang ra đời và tiếp tục phát triển, hoàn thiện, chúng ta hoàn toàn có thể đưa nền sản xuất cà chua nhỏ lẻ, chủ yếu là cây gia vị thành nền sản xuất lớn với đa dạng về các chủng loại sản phẩm, có mức tiêu thụ lớn, cung cấp cho thị trường trong nước và nước ngoài, đem lại kim ngạch vượt hơn nhiều so với xuất khẩu gạo.
2.1.2 Vai trò của cây cà chua
Cà chua là loại rau quả quý được sử dụng rộng rãi trên thế giới hơn 150 năm qua Trong quả chín có nhiều chất dinh dưỡng như đường, vitaminA,vitamin C và các chất khoáng quan trọng như Ca, Fe, P, K, Mg…
Cà chua còn được sử dụng về mặt thẩm mỹ và y học: Cà chua có thể dùng để chống tiêu chảy, chữa bỏng nắng, giảm đau, làm lành vết thương Cà chua còn làm thuốc tăng lực, bổ gan và chống xơ gan, sử dụng cà chua hàng ngày giúp chúng ta tiêu hoá khi ăn nhiều mỡ động vật, trứng, phomat…phòng được bệnh xơ cứng thành mạch Phụ nữ dùng quả cà chua đắp mặt hàng ngày làm cho da căng sáng, không nếp nhăn, chống lão hoá Trong cà chua còn chứa các amino axit (trừ triptophan), giá trị dinh dưỡng của cà chua rất phong phú vì vậy hàng ngày mỗi người sử dụng từ 100-200g cà chua sẽ thoả mãn nhu cầu vitamin cần thiết và các chất khoáng chủ yếu Lycopen có trong cà chua là chất chống oxi hoá tự nhiên liên quan tới vitamin A đã được chứng minh có khả năng ngăn ngừa bệnh ung thư tuyến tiền liệt, vì lycopen là chất có khả năng ngăn ngừa các gốc tự do gây ung thư.
Cà chua còn dùng để làm tăng hương vị của các món ăn và tạo cho món ăn thêm hấp dẫn, cà chua có thể chế biến thành nhiều loại khác nhau như cà chua cô đặc, nước cà chua, cà chua nguyên quả đóng hộp, cà chua muối, dầm dấm, tương cà chua, tương ớt, làm salat, mứt…
Cà chua không chỉ là cây rau có giá trị kinh tế cao, nó còn là mặt hàng xuất khẩu của nhiều nước trên thế giới Tuỳ theo đặc điểm của từng vùng sinh thái, tuỳ mùa vụ, một sào Bắc bộ có thể cho thu nhập từ 1-3 triệu đồng Theo trung tâm khuyến nông quốc gia (31/03/2006) cà chua trái vụ ở Thực Đạt (HảiDương) thu được 3-5 triệu/sào (80 triệu đồng/ha) Có thể nói cà chua đã trở thành cây xoá đói, giảm nghèo cho người dân nơi đây.
Tình hình sản xuất và vai trò của cây khoai tây
Trên thế giới, khoai tây được xếp là cây lương thực - thực phẩm quan trọng hàng thứ ba, sau lúa nước, lúa mì, với tổng diện tích năm 2005 đạt 20 triệu hecta, tổng sản lượng 320 triệu tấn và mức tăng trưởng trung bình 2,02% mỗi năm (Trung tâm Khoai tây Quốc tế - CIP, 2000) Trong vòng 45 năm (1960-
2005), sản xuất khoai tây có xu hướng dịch chuyển mạnh từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển với tỷ lệ (%) tương ứng là 89/11 năm
1960 và 64/36 năm 2005 Theo dự báo của Tổ chức Nông lương thế giới (FAO), tỷ lệ này sẽ là 50/50 vào năm 2020 Sự gia tăng của sản xuất khoai tây khu vực các nước đang phát triển diễn ra chủ yếu ở các nước châu Á (4 lần) và Mỹ Latin
(2 lần) (Wang, 2002), trong đó Trung Quốc và Ấn Độ là hai quốc gia hàng đầu về sản xuất là tiêu thụ khoai tây (CIP, 2000).
Chế biến khoai tây là ngành công nghiệp quan trọng mỗi năm sử dụng khoảng 10% sản lượng khoai tây thế giới (CIP, 2000) Khoai tây chiên lát (chip) là sản phẩm chế biến rất phổ biến, mỗi năm đem lại doanh thu 16,4 tỷ đôla Mỹ
(2005), chiếm 35,5% tổng doanh thu của các loại thực phẩm ăn nhanh (snacks) toàn cầu (Wikipedia, 2005) Ở Việt Nam, khoai tây vốn được sử dụng như một loại rau cao cấp. Những năm 1970-1980, cùng với việc mở ra cơ cấu vụ Đông ở Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và để góp phần giải quyết vấn đề thiếu lương thực, cây khoai tây được chú trọng đưa thành cây lương thực quan trọng của vụ Đông Năm 1979, diện tích khoai tây cả nước tăng đột biến từ chỉ vài ngàn hecta lên trăm ngàn hecta Tuy nhiên, diện tích khoai tây giảm nhanh chóng trong những năm sau đó và duy trì ổn định ở quy mô 30-35 ngàn ha trong vòng 20 năm qua Thị trường tiêu dùng chủ yếu cũng là thị trường sử dụng khoai tây tươi.
Cùng với tiến trình phát triển kinh tế xã hội và hội nhập, tập quán ăn uống của người Việt Nam cũng dần có những thay đổi đáng kể theo hướng tăng dần các loại thực phẩm chế biến sẵn, thực phẩm ăn nhanh, do yêu cầu của nếp sống công nghiệp và sự gia tăng thu nhập bình quân Đây cũng là xu thế chung đã và đang diễn ra ở các nước đang phát triển trong khu vực như Thái Lan, Indonesia,
… (Fuglie et al., 2002) Chip khoai tây là món ăn được hầu hết người tiêu dùng ưa thích và có xu hướng phát triển rộng rãi Tuy nhiên, chip có chất lượng cao từ chế biến công nghiệp tới nay vẫn được nhập khẩu là chủ yếu.
Hiện nay, tại Việt Nam đã có một số công ty quan tâm và đầu tư ngành sản xuất khoai tây chip, nổi bật là PepsiCo VN, Cty An Lạc, Cty Orion, Cty Kinh Đô Trong đó Công ty PepsiCo VN và Công ty Orion là hai công ty có đầu tư mạnh nhất về lĩnh vực này với các nhà máy chế biến được xây dựng với mức chi phí cho mỗi nhà máy khoảng 30-35 triệu USD (Hiện tại, Công ty Orion đã có 2 nhà máy, công ty Pepsico đang xây dựng nhà máy tại Khu Công nghiệp Bắc Ninh) Nhu cầu cho mỗi nhà máy hiện nay khoảng 180.000 tấn khoai tây nguyên liệu/ năm, tuy vậy sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 30- 40% còn lại là phải nhập khẩu từ rất nhiều nước khác nhau Đây là một điều kiện rất thuận lợi để thúc đầy ngành sản xuất khoai tây tại Việt Nam Trên cơ sở phân tích những lợi thế cạnh tranh của cây khoai tây, đặc biệt là sản xuất trong điều kiện vụ Đông tại Đồng Bằng Sông Hồng (ĐBSH), Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cũng định hướng phát triển khoai tây đến năm 2020 là 50.000ha.
2.2.2 Vai trò của cây khoai tây
Khoai tây có chứa các vitamin, khoáng chất và một loạt các chất thực vật như các carotenoit và phenol tự nhiên Axit chlorogenic cấu thành đến 90% của phenol trong khoai tây Các hợp chất khác trong khoai tây là axit 4-O- caffeoylquinic (axit crypto-clorogenic), axit 5-O-caffeoylquinic (axit neo- clorogenic), axit 3,4- dicaffeoylquinic và 3,5- dicaffeoylquinic Trong một củ khoai tây còn vỏ có kích thước trung bình 150g, cung cấp 27mg vitamin C (45% giá trị dinh dưỡng hàng ngày), 620mg kali (18%), 0,2 mg vitamin B6(10%) và một lượng rất nhỏ thiamin, riboflavin, folate, niacin, magie, photpho, sắt và kẽm.
Khoai tây chứa khoảng 26g cacbohydrat trong một củ trung bình Các hình thức chủ yếu của cacbonhydrat này là tinh bột Một phần nhỏ trong đó có khả năng chống tiêu hoá từ enzym trong dạ dày và ruột non Tinh bột khoáng này được coi là có hiệu ứng sinh lý và lợi ích cho sức khỏe giống chất xơ: là chống ung thư ruột kết, tăng khả năng nạp glucose, giảm nồng độ cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương, tăng cảm giác no, thậm chí nó có thể làm giảm chất béo tích trữ trong cơ thể Cách chế biến khoai tây có thể làm thay đổi đáng kể hàm lượng dinh dưỡng, ví dụ khoai tây nấu chín chứa 7% tinh bột khoáng, khi làm nguội đi thì nó tăng lên 13%.
Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc báo cáo rằng sản lượng khoai tây toàn Thế giới năm 2010 là 320 triệu tấn Trong đó chỉ hơn 2/3 là thức ăn trực tiếp của con người, còn lại là thức ăn cho động vật và nguyên liệu sản xuất tinh bột Điều này cho thấy chế độ ăn hàng năm của mỗi công dân toàn cầu trung bình trong thập kỷ đầu thế kỷ 21 là 33kg khoai tây, châu Âu là nơi sản xuất khoai tây bình quân đầu người cao nhất Thế giới, trong khi hiện nay Trung Quốc là nước sản xuất khoai tây lớn nhất Thế giới, riêng sản lượng khoai tây sản xuất ở Trung Quốc và Ấn Độ chiếm một phần ba sản lượng toàn cầu Sự thay đổi địa lý của sản xuất khoai tây đã được đi từ các nước giàu đối với khu vực có thu nhập thấp trên thế giới, mặc dù mức độ của xu hướng này là không rõ ràng.
Trong năm 2008, một số tổ chức quốc tế nêu bật vai trò của khoai tây đối với lương thực thế giới Họ trích dẫn tiềm năng của khoai tây là một loại cây trồng ít tốn kém công chăm sóc và thích hợp với nhiều loại khí hậu và địa phương Do củ khoai tây nhanh hỏng, chỉ 5% sản lượng được giao dịch quốc tế,đóng góp ít vào việc ổn định thị trường lương thực trong cuộc khủng hoảng lương thực năm 2007-2008 Liên Hiệp Quốc chính thức tuyên bố năm 2008 là năm quốc tế về khoai tây để nâng cao hình ảnh của khoai tây ở các quốc gia đang phát triển, gọi nó là cây lương thực “kho báu”
Tình hình nghiên cứu bệnh héo rũ gốc mốc trắng
2.3.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Nấm Sclerotium rolfsii (S rolfsii) gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên nhiều loại cây trồng thuộc nhiều họ thực vật ở khắp các vùng sinh thái nông nghiệp trên thế giới Ví dụ như cà chua, khoai tây, lạc, đậu tương, dưa lê, dưa chuột… thường bị nấm S rolfsii gây hại nặng.
S rolfsii là một loại nấm đa thực có nguồn gốc trong đất Nấm này được biết đến như là một trong những tác nhân gây mất mùa trong nhiều thế kỷ và được mô tả lần đầu tiên bởi Peter Henry Rolfs vào năm 1892 khi nghiên cứu bệnh tàn lụi cà chua (tomato blight) tại Florida - Mỹ Cho đến nay đã có hơn
2000 báo cáo xác nhận sự xuất hiện và gây hại của S rolfsii trên toàn thế giới (Elizabeth, 2008).
Trên thế giới đã nghiên cứu, xác định được phạm vi ký chủ của nấm hạch
S.rolfsii Sacc với ít nhất 500 loại cây trồng thuộc 100 họ thực vật Những cây ký chủ mẫn cảm nhất với bệnh gồm: họ cà (cà chua, khoai tây, cà pháo), họ hoa thập tự (cải bắp, súp lơ trắng, súp lơ xanh, cải dầu), họ đậu đỗ (đậu tương, lạc, đậu xanh, đậu lăng), họ bầu bí (dưa chuột, dưa hấu, bí đao, bí ngô, bầu ngô). Thiệt hại lớn nhất do nấm S rolfsii gây ra trên toàn thế giới là ở cây lạc (Stephen, 2000)
Triệu chứng bệnh do S rolfsii gây ra trên các cây ký chủ khác nhau không hoàn toàn giống nhau Tuy nhiên có thể thấy nấm S rolfsii chủ yếu tấn công vào phần gốc thân cây tiếp giáp với mặt đất (Elizabert, 2008).
Giai đoạn cây con nấm thường xâm nhập vào bộ phận cổ rễ, gốc thân sát mặt đất tạo thành vết bệnh màu nâu đen, trên vết bệnh mọc ra lớp nấm trắng xốp như bông bao quanh gốc và lan ra mặt đất xung quanh làm mô cây thối mục, cây khô chết (Gulshan L & ctv, 1992).
Sợi nấm màu trắng phát triển đâm tia trên bề mặt vết bệnh, rồi lan cả xuống mặt đất xung quanh gốc thân Sau đó các sợi nấm đan kết với nhau hình thành hạch nấm Sợi nấm đa bào, không màu, phân nhánh, có mấu lồi Bệnh lan truyền do quá trình làm đất và do tồn dư bệnh trong đất, hoặc cây con bị nhiễm bệnh từ giai đoạn vườn ươm Sự xâm nhiễm của nấm S rolfsii vào mô cây ký chủ xảy ra rất dễ dàng do nấm tiết ra các enzyme và acid oxalic làm mềm yếu và giết chết mô cây ký chủ (Smith and Lee, 1986).
Nấm S rolfsii giai đoạn sinh sản hữu tính có tên là Athrium rolfsii Sợi nấm màu trắng, đa bào phát triển mạnh trên bề mặt mô bệnh Từ sợi nấm hình thành các hạch nấm, khi còn non hạch nấm màu trắng về sau chuyển thành màu nâu hoặc màu nâu đậm, đường kính hạch nấm biến động từ 1-2mm Hạch nấm có thể tồn tại từ năm này sang năm khác ở tầng đất mặt, tầng đất canh tác (Glushah, 1992).
Theo Carter (1993), nấm S rolfsii thuộc loại vi sinh vật hảo khí, thích hợp phát triển trong điều kiện có nhiệt độ và ẩm độ cao.
Kết quả nghiên cứu của Elizabeth thuộc Đại học NC State (Hoa Kỳ) cho rằng có ít nhất hai loại sợi nấm của S rolfsii: dạng sợi thô, thẳng, tế bào lớn (kớch thước tế bào 2-9àm x 150-250àm) cú hai mấu liờn kết tại mỗi vỏch ngăn nhưng có thể vẫn biểu hiện sự phân nhánh tại mỗi mấu nối Sự phân nhánh thường cho sợi nấm mảnh (đường kỡnh sợi khoảng 1,5-2,5àm) và cú xu hướng phát triển không bình thường, thiếu mấu liên kết nối Dạng sợi mảnh thường được thấy thâm nhập vào giá thể.
Hạch có hai kiểu nảy mầm: hoặc là sợi nấm lần lượt phát triển vươn ra khỏi bề mặt hạch phát triển không tập trung, hoặc là một loạt các sợi nấm phát triển phá vỡ hạch gọi là sự nảy mầm đồng loạt Số lượng sợi nấm và năng lượng cần cho sự lây nhiễm do kiểu nảy mầm của hạch quyết định Sự sinh trưởng của sợi nấm lần lượt từ hạch để lây nhiễm vào mô ký chủ cần có nguồn dinh dưỡng vô cơ vì sợi nấm sinh trưởng thưa thớt, không tập trung Tuy nhiên, hạch nảy mầm đồng loạt thì không cần bất cứ một nguồn dinh dưỡng ngoại sinh nào.
Hạch nấm và sợi nấm chính là nguồn bệnh ban đầu trên đồng ruộng Trên tàn dư cây trồng, nấm bệnh tồn tại như một dạng nấm hoại sinh, thậm chí trên cả tàn dư của những cây không phải là ký chủ của nấm Hạch nấm tồn tại từ năm này sang năm khác ở lớp đất mặt nhưng không tồn tại được ở những lớp đất bị ngập sâu. Điều kiện độ ẩm đất cao là môi trường thuận lợi cho nấm này tồn tại và phát triển Ở trong đất tỷ lệ sống sót của hạch nấm từ 56-73% sau 8-10 tháng (Baute et al.,1981) Một số chủng nấm S rolfsii có khả năng hình thành bào tử đảm khi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, giai đoạn đảm có tên là Corticium rolfsii Curzi Giai đoạn này hiếm khi bắt gặp trên đồng ruộng Bào tử đảm thường được hình thành ở bên cạnh vết bệnh và trong điều kiện không có ánh sáng mặt trời Chúng có thể được tạo ra với số lượng lớn và phát tán vào không khí (Stephen et al., 1992) Nấm S rolfsii có thể sống sót và phát triển mạnh mẽ trong phạm vi môi trường rất rộng, nấm có thể sinh trưởng trong phạm vi pH rộng, nhất là trong đất có tính acid Nấm sinh trưởng thuận lợi nhất trong khoảng pH từ 3-5, hạch có thể nảy mầm trong điều kiện pH từ 2-5 Khi pH > 7 sẽ kìm hãm sự nảy mầm của hạch Nhiệt độ thích hợp nhất từ 25ºC-35ºC, ít hoặc ngừng phát triển ở nhiệt độ dưới 10ºC hoặc trên 40ºC Ở nhiệt độ thích hợp nhất cho sự sinh trưởng sợi nấm thì khả năng hình thành hạch nấm cũng lớn nhất Sợi nấm bị tiêu diệt ở 0ºC, nhưng hạch có thể sống sót ở -10ºC Sợi nấm phát triển thuận lợi nhất cần có độ ẩm cao Khi độ ẩm dưới bão hòa thì hạch nấm không thể nảy mầm (Stephen, 2000).
Năm 2000, Rangeshwaran và Prasad đã tiến hành thí nghiệm lây bệnh nhân tạo bằng hạch nấm S rolfsii trên cây cà chua ở giai đoạn quả xanh, quả chín Sau đó quan sát thời gian và tỷ lệ nhiễm bệnh ở các ngưỡng nhiệt độ 20ºC, 25ºC, 30ºC; kết quả là cà chua ở giai đoạn quả chín có tỷ lệ bệnh cao hơn và thời gian bị thối thân nhanh hơn cà chua ở giai đoạn quả xanh, nhiệt độ thích hợp nhất cho bệnh sinh trưởng phát triển là 25-30ºC.
Theo Okabe (2000), ở Nhật Bản đã xác định nấm S rolfsii có 5 nhóm là:
1, 2, 3, 4, 5 Trong đó nhóm 1 rất phổ biến, gây hại ở các vùng địa lý có nhiệt độ cao từ 28ºC-30ºC Bệnh xuất hiện ở phần gốc rễ và thân sát mặt đất, vết bệnh màu nâu đen Trên vết bệnh có lớp mốc trắng giống như bông phủ kín bề mặt đôi khi lan cả ra mặt đất, cây bị héo, từ lớp nấm hình thành các hạch nấm.
Bằng những phân tích HPLC, Harlton lai các isolate nấm S rolfsii thu thập từ khắp các vùng khác nhau của Ấn Độ, tác giả đã xác định được sự đa dạng di truyền của các isolate Chúng khác nhau ở thành phần và liều lượng các acid: gallic, oxalic, ferulic, indol- 3- acetic acid, chlorogennic, cinnamic Trong quá trình hình thành hạch có sự tiết dịch (hạch tiết dịch sau 7-10 ngày cấy) và phân tích thành phần dịch chiết này cộng với việc lai các isolate, kết quả cho thấy các cặp lai nếu cùng isolate thì chúng sinh trưởng đan xen vào nhau, nếu không cùng isolate thì chúng tạo thành dải phân cách giữa hai isolate Tuy nhiên có ít hạch được hình thành sau đó tại vùng phân giải của một số cặp isolate nhưng không đạt được kích thước đầy đủ như đối với hạch được hình thành ở bên trong vùng phân giải Ở Mỹ, sự đa dạng di truyền được phân thành hai chủng S rolfsii và S delphinii Nấm S.rolfsii có khả năng gây hại ở hầu hết các nước trồng lạc trên thế giới và làm giảm năng suất từ 10-25%, ở những vùng bị nhiễm nặng, mức độ thiệt hại lên đến 80% Vào năm 1959, ngành nông nghiệp
Mỹ ước tính mất khoảng 10-20 triệu USD liên quan đến S rolfsii gây hại ở các vùng trồng lạc phía nam, khiến cho năng suất lạc giảm từ 1- 6% (Elizabeth, 2008).
Thiệt hại về năng suất của cây trồng còn cao hơn khi nấm S rolfsii cùng gây hại với tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne sp Những nghiên cứu về mối quan hệ giữa nấm S rolfsii với tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne incognita và biện pháp phòng trừ chúng cũng được nhiều tác giả đề cập đến Phổ ký chủ của nấm S rolfsii được mở rộng thêm khi có mặt của tuyến trùng cùng tấn công, xâm nhiễm và gây hại Sản xuất đậu xanh gặp nhiều khó khăn do sự gây hại của tuyến trùng Meloidogyne javannica và nấm S rolfsii.
Việc phòng trừ nấm S rolfsii phải có sự kết hợp biện pháp canh tác, biện pháp sinh học và biện pháp hóa học với nhau Về biện pháp canh tác như: cày đất sâu 20cm và lật úp, lạc vụ hè bị nhiễm bệnh ít hơn trên ruộng trồng hành vụ đông Rõ ràng, hành đã tiết dịch làm giảm sự lây nhiễm nấm trong đất Phơi đất hoặc dùng sức nóng của mặt trời có liên quan chặt chẽ với các biện pháp phòng trừ nấm S rolfsii Hạch nấm vẫn có thể sinh trưởng được trong ống nghiệm sau
ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
- Bệnh héo rũ gốc mốc trắng gây hại trên cà chua, khoai tây
3.1.2Vật liệu nghiên cứu a, Mẫu bệnh
Bệnh héo rũ gốc mốc trắng (Sclerotium rolfsii) b, Giống cây trồng
Cây khoai tây (giống Hồng Hà 2), cà chua (giống F1 Pear (VA.71)) c, Nấm đối kháng Trichoderma sp.
3.1.3 Dụng cụ và hóa chất nghiên cứu
- Các dụng cụ: Kính hiển vi, kính lúp, que cấy, nồi hấp, tủ sấy, tủ cấy, tủ lạnh, hộp đựng mẫu lây, bút viết kính, dao, kéo, đĩa petri, pipet, panh, cồn, đèn cồn, bình tam giác, các loại cốc thủy tinh, lam kính, lamen, giấy thấm, nước cất,…
- Bút dạ, phiếu điều tra, sổ ghi chép, bút bi, bút chì, máy tính…
- Môi trường nuôi cấy: WA, PCA, PGA, môi trường trấu cám (gồm nước cất vô trùng, agar, đường glucose, cà rốt, khoai tây, trấu, cám).
- Chế phẩm sinh học nấm đối kháng Trichoderma sp.
Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Bộ môn Bệnh cây - Khoa Nông học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam.
- Nhà lưới số 7 Khoa Nông học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam.
- Một số vùng trồng cà chua, khoai tây ( như Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Hải Dương)
- Thời gian nghiên cứu: từ 7- 2016 đến 12- 2016.
Nội dung nghiên cứu
- Điều tra thành phần bệnh hại trên cà chua, khoai tây tại một số vùng trồng cà chua, khoai tây miền Bắc (như Hà Nội, hoặc Thái Bình, Nam Định, Hải Dương).
- Điều tra diễn biến bệnh héo rũ gốc mốc trắng hại cà chua tại một số vùng trồng cà chua miền Bắc (như Hà Nội, hoặc Thái Bình, Nam Định, Hải Dương).
- Phân lập, nuôi cấy nấm bệnh trên môi trường WA, PGA, PCA từ đó quan sát đặc điểm hình thái của tản nấm, sợi nấm, hạch nấm…
- Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm S rolfsii
- Nuôi cấy nấm trong môi trường trấu cám từ đó làm nguồn nấm lây bệnh cho cây trồng trong chậu vại ở nhà lưới
- Khảo sát hiệu lực ức chế của chế phẩm nấm Trichoderma sp đối với nấm S rolfsii
- Trồng cây lây bệnh nhân tạo để đánh giá tính gây bệnh của nấm S rolfsii đối với các cây ký chủ.
- Thử nghiệm hiệu lực phòng trừ của nấm Trichoderma sp trong điều kiện chậu vại
Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp điều tra mức độ và tính tỉ lệ bệnh
- Điều tra bệnh hại cây trồng theo QCVN 01-38: 2010/BNNPTNT, doBan soạn thảo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng biên soạn, Cục Bảo vệ thực vật trình duyệt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành tại Thông tư số 71/2010/TT – BNNPTNT ngày
- Điều tra theo phương pháp 10 điểm chéo góc Điểm cách bờ ít nhất 2m.
- Mỗi điểm điều tra 10 cây ngẫu nhiên.
- Ruộng có diện tích < 0.1ha thì điều tra cả ruộng
Tổng số cây bị bệnh
Tổng số cây điều tra
3.4.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
Chuẩn bị môi trường nuôi cấy Đĩa petri, bình tam giác, ống nghiệm, ống đong, đũa thủy tinh, que cấy được sấy khử trùng ở 140 o C trong 2 giờ.
* Môi trường WA (Water agar):
Cách nấu: Đun sôi nước cất, sau đó cho agar vào khuấy đều cho tan hết rồi đổ vào trong bình tam giác, bịt kín miệng bằng giấy bạc Sau đó đem hấp khử trùng ở 121 o C, 1.5atm trong khoảng 20- 25 phút, để nguội 55- 60 o C , sau đó rót vào đĩa petri đã được sấy khử trùng ở 140 o C trong 2 giờ.
* Môi trường PGA (Potato Glucose agar):
Cách nấu: Chọn củ khoai tây sạch bệnh, rửa sạch, gọt vỏ, cắt hạt lựu, cho vào nồi nước cất chứa 1000ml đun sôi Sau khi đun sôi được 20 phút thì lọc lấy phần nước qua phễu có màng lọc, cho thêm nước cất cho đủ 1000ml Sau đó cho từ từ agar vào khuấy đều rồi cho đường Glucose vào khuấy tan Môi trường được cho vào bình tam giác rồi đậy kín bằng giấy bạc Đem hấp khử trùng ở
121 o C, 1.5atm trong khoảng 20- 25 phút, để nguội 55- 60 o C , sau đó rót vào đĩa petri đã được sấy khử trùng ở 140 o C trong 2 giờ.
* Môi trường PCA (Potato Carot Agar):
Cách nấu: Chọn củ khoai tây, cà rốt sạch bệnh, rửa sạch, gọt vỏ, cắt hạt lựu, cho vào nồi nước cất chứa 1000ml đun sôi Sau khi đun sôi được 20 phút thì lọc lấy phần nước qua phễu có màng lọc, cho thêm nước cất cho đủ 1000ml. Sau đó cho từ từ agar vào khuấy đều rồi cho đường Glucose vào khuấy tan Môi trường được cho vào bình tam giác rồi đậy kín bằng giấy bạc Đem hấp khử trùng ở 121 o C, 1.5atm trong khoảng 20- 25 phút, để nguội 55- 60 o C , sau đó rót vào đĩa petri đã được sấy khử trùng ở 140 0 C trong 2 giờ.
Phân lập nấm gây bệnh
- Chọn những mẫu bệnh mới, điển hình Dùng dao mổ cắt các vết bệnh thành những miếng nhỏ Khử trùng bề mặt cho mẫu bệnh trong cồn 70 O trong vòng 3 phút và rửa sạch 3 lần trong nước cất vô trùng Sau đó đặt mẫu bệnh lên môi trường WA.
- Sau khi nấm mọc, tiến hành cắt đỉnh sinh trưởng của sợi nấm cấy truyền sang các đĩa PGA mới để thu được nguồn nấm thuần sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.
- Đối với nấm hình thành hạch thì tiến hành khử trùng hạch nấm rồi đặt lên môi trường WA, khi sợi nấm nảy mầm ra từ hạch ta cắt đỉnh sinh trưởng của sợi nấm để cấy truyền sang môi trường PGA mới để tạo nguồn nấm thuần.
3.4.3 Nghiên cứu đặc điểm hình thái của nấm
- Nguồn nấm thuần được cấy trên môi trường PGA và giữ ở nhiệt độ phòng (25-30 O C) để quan sát, đánh giá khả năng phát triển của nấm trên môi trường nhân tạo.
- Chỉ tiêu theo dõi: Đường kính tản nấm, màu sắc tản nấm, khả năng hình thành hạch nấm, hình thái của hạch nấm, màu sắc hạch, thời gian hình thành hạch nấm sau các ngày nuôi cấy (ngày thứ 1 đến ngày thứ 7).
Trong đó: d: Đường kính trung bình tản nấm d1, d2: Kích thước hai đường kính vuông góc của tản nấm
3.4.4 Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm
* Nghiên cứu ảnh hưởng của các ngưỡng nhiệt độ khác nhau đến sự phát triển của nấm S rolfsii.
- Nguồn nấm thuần được cấy trên môi trường PGA và đặt ở các ngưỡng nhiệt độ 20 O C, 25 O C, 30 O C và 35 O C , mỗi ngưỡng nhiệt độ nhắc lại 3 lần (3 đĩa petri).
- Chỉ tiêu theo dõi: Đo đường kính tản nấm sau các ngày nuôi cấy.
Trong đó: d: Đường kính trung bình tản nấm d1, d2: Kích thước hai đường kính vuông góc của tản nấm
* Nghiên cứu ảnh hưởng của các mức pH khác nhau đến sự phát triển của nấm S rolfsii
- Nguồn nấm thuần được cấy trên môi trường PGA và đặt ở các ngưỡng pH: 4, 5, 6, 7, 8 Mỗi ngưỡng pH nhắc lại 3 lần (3 đĩa petri).
+ Chuẩn bị môi trường PGA chứa nồng độ pH: Chọn củ khoai tây sạch bệnh, rửa sạch, gọt vỏ, thái nhỏ cho vào nồi chứa 1000ml nước cất đun sôi, sau khi đun sôi được 20 phút thì lọc lấy phần nước qua phễu có màng lọc Sau đó, đổ 200ml dung dịch trên vào bình tam giác và đem đi chuẩn độ bằng máy chuẩn độ pH, điều chỉnh pH bằng cách nhỏ từ từ dung dịch NaOH và HCl vào dung dịch trên cho đến khi đạt được nồng độ pH cần thí nghiệm Cho từ từ agar vào khuấy đều rồi cho đường glucose vào dung dịch Môi trường được cho vào bình tam giác, đậy nút giấy bạc lại, sau đó hấp vô trùng ở 121ºC, 1.5atm trong thời gian 20- 25 phút, để nguội 55- 60ºC, rồi rót vào đĩa petri đã được sấy khử trùng ở 140ºC trong 2 giờ.
+ Dùng đột lấy một miếng thạch chứa đỉnh sinh trưởng của sợi nấm đặt vào giữa đĩa petri chứa môi trường PGA chứa các nồng độ pH khác nhau và theo dõi sự phát triển sau các ngày nuôi cấy.
- Chỉ tiêu theo dõi: Đo đường kính tản nấm sau các ngày nuôi cấy.
Trong đó: d: Đường kính trung bình tản nấm d1, d2: Kích thước hai đường kính vuông góc của tản nấm
3.4.5 Khảo sát hiệu lực đối kháng của nấm Trichoderma sp đối với nấm Sclerotium rolfsii trong phòng thí nghiệm
- Khảo sát hiệu lực ức chế của nấm đối kháng Trichoderma sp trừ nấm S. rolfsii trên môi trường PGA
- Tiến hành thí nghiệm gồm 4 công thức, mỗi công thức nhắc lại 3 lần, mỗi lần một đĩa petri.
CT2: Nấm Trichoderma sp cấy trước nấm S rolfsii 24 giờ.
CT3: Nấm Trichoderma sp cấy sau nấm S rolfsii 24 giờ.
CT4: Nấm Trichoderma sp cấy đồng thời với nấm S rolfsii.
+ Đối với công thức 2, 3, 4: Dùng đột lấy phần thạch chứa đỉnh sinh trưởng của sợi nấm trên nguồn nấm thuần, sau đó tiến hành cấy chuyển, khoảng cách giữa miếng thạch và mép đĩa khoảng 2cm Cấy miếng thạch của nấm còn lại ở phía đối diện của đĩa petri.
+ Ở công thức đối chứng: Đặt miếng thạch chứa đỉnh sinh trưởng của sợi nấm vào giữa đĩa petri chứa môi trường PGA.
- Chỉ tiêu theo dõi: Đo đường kính tản nấm của nấm S rolfsii và nấm đối kháng Trichoderma sp sau các ngày nuôi cấy.
3.4.6 Lây bệnh nhân tạo trong nhà lưới
- Thí nghiệm thực hiện trên cây cà chua và khoai tây
- Môi trường lây bệnh trấu cám : Trộn cám và trấu theo tỷ lệ 1 : 1, phun nước cất vô trùng lên hỗn hợp trộn cho ẩm đều Hấp vô trùng hỗn hợp trên ở điều kiện 121ºC, 1.5atm trong 15- 20 phút Sau đó lấy hỗn hợp ra để nguội, lấy nguồn nấm thuần trộn đều trong môi trường Bảo quản ở nhiệt độ phòng sau 7 ngày đem lây bệnh trên cây.
- Cây được sử dụng để lây bệnh là cây khỏe mạnh, phát triển bình thường, không bị nhiễm sâu bệnh hại.
- Sử dụng hai phương pháp lây là nhân trong môi trường trấu cám rồi bón vào đất để trồng cây và lây sát thương bằng cách áp trực tiếp miếng thạch có chứa sợi nấm vào phần gốc thân đã gây sát thương.
- Thí nghiệm gồm 3 công thức, mỗi công thức 3 lần nhắc lại Mỗi công thức gồm 15 cây khỏe mỗi loại, không có vết bệnh.
CT1: Đối chứng (không lây)
CT2: Lây bằng môi trường trấu cám (không sát thương)
CT3: Lây bằng áp thạch (có sát thương)
- Chỉ tiêu theo dõi: Theo dõi và tính tỉ lệ bệnh trên các gốc đã lây:
Tổng số cây bị bệnh
Tổng số cây theo dõi
3.4.7 Thử nghiệm hiệu lực phòng trừ của nấm đối kháng đối với nấm Sclerotium rolfsii trong điều kiện chậu vại nhà lưới
* Thí nghiệm : Phòng trừ bệnh héo rũ gốc mốc trắng do nấm S rolfsii bằng nấm đối kháng Trichoderma sp trên cây cà chua và khoai tây trong điều kiện chậu vại với nguồn đất nhiễm nấm S rolfsii.
- Thí nghiệm gồm 3 công thức, mỗi công thức nhắc lại 3 lần, mỗi lần 5 cây (cây khỏe mạnh không bị sâu bệnh).
CT2: Trộn đều 10g trấu cám chứa nấm S rolfsii vào 1kg đất, tiến hành trồng cây vào hỗn hợp trên.
CT3 : Trộn đều 5g trấu cám chứa nấm S rolfsii và 5g chế phẩm nấm đối kháng Trichoderma sp vào đất, tiến hành trồng cây vào hỗn hợp trên.
- Chỉ tiêu theo dõi: Theo dõi và tính tỉ lệ bệnh trên các gốc đã lây:
Tổng số cây bị bệnh
Tổng số cây theo dõi
3.4.8 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu hình thái
Các chỉ tiêu hình thái của nấm được đánh giá bao gồm : Tản nấm, sợi nấm, hạch nấm.
Xử lý số liệu
Số liệu thu thập được xử lý thống kê sinh học theo chương trình excel và irristat 5.0
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Kết quả điều tra nghiên cứu bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên cây cà chua,
4.1.1 Kết quả điều tra thành phần và mức độ phổ biến của một số bệnh trên cây cà chua Để mở rộng diện tích trồng cà chua ở nước ta, nâng cao năng suất cũng như phẩm chất cà chua thương phẩm Chúng tôi nhận thấy điều tra thành phần bệnh hại trên cây cà chua, tại vùng ĐBSH là vùng chuyên canh rau màu từ lâu đời có giá trị kinh tế cao, là việc làm cần thiết để xác định những loài bệnh hại đang và sẽ là bệnh hại nguy hiểm, xác định ảnh hưởng của chúng đối với sản xuất cà chua.
Qua điều tra một số ruộng cà chua vùng ĐBSH, có khá nhiều bệnh đang gây hại nặng làm ảnh hưởng không nhỏ đến năng suất cũng như chất lượng của cà chua Trên lá, bệnh đốm vòng, bệnh mốc sương gây hại rất nặng, có những ruộng 100% cây bị nhiễm, đồng thời trên lá còn có sâu vẽ bùa, ba tác nhân gây hại này làm cho cháy lá, giảm khả năng quang hợp của cây Nhiều vết bệnh liền nhau, chi chít trên phiến lá làm toàn bộ lá héo vàng, cháy và rụng Bệnh đốm vòng gây hại nặng trên quả làm giảm trực tiếp năng suất và chất lượng quả Trên thân có nhiều triệu chứng khác nhau như vết thâm đen, khô héo, cây còi cọc, hay các vết bệnh màu nâu đen không định hình; phần gốc thân có các sợi nấm màu trắng xốp hay có hạch Hầu hết bệnh thích hợp trong điều kiện nhiệt độ 20-
35ºC, độ ẩm không khí cao Bệnh hại vùng lá, thân, rễ làm cây sinh trưởng, phát triển kém, còi cọc và chết.
Việc thu mẫu bệnh là một bước đầu có ý nghĩa quan trọng để làm cơ sở cho công tác nghiên cứu trong bảo vệ thực vật, từ đó xây dựng phương pháp phòng trừ hiệu quả giúp tăng năng suất và chất lượng Một số kết quả thu được như sau
Bảng 4.1 Thành phần bệnh hại cà chua tại vùng Đồng bằng sông Hồng năm
Triệu chứng Mức độ phổ biến
Héo rũ gốc mốc trắng
Cây héo rũ vàng, cổ rễ và đoạn thân sát gốc bệnh có màu nâu, thối mục, khô xác, nhổ cây lên bị đứt gốc Trên vết bệnh có lớp nấm trắng lan rộng, trên có các hạch nấm tròn đều như hạt cải.
Fusarium oxysporum Ở gốc cây, vết bệnh màu nâu hoặc xám nhạt bao quanh gốc, gây hiện tượng thối khô tóp lại, mạch dẫn trong thân thâm nâu, vết bệnh có lớp nấm trắng thưa
Phần thân sát mặt đất teo thắt lại, chuyển sang màu nâu Nếu bị nặng cây héo rũ xuống
Cây héo rũ, tái xanh, trên thân vỏ vẫn còn xanh hoặc xuất hiện những sọc nâu, vỏ thân phía gốc sù sì Mạch dẫn thâm nâu có chứa dịch nhờn vi khuẩn.
Bệnh hại tất cả các bộ phận của cây Bệnh xuất hiện đầu tiên ở mép chóp lá tạo vết xám xanh nhạt sau đó lan rộng vào phiến lá Phần giữa vết bệnh chuyển màu nâu đen và xung quanh vết bệnh thường có lớp mốc trắng.
Bệnh hại cả lá, thân, quả Trên quả vết bệnh thường ở núm quả, tai quả, có các vòng đồng tâm, trên vết bệnh có khối bào tử màu đen, mượt như nhung bao phủ.
Bệnh chủ yếu trên lá, vết bệnh là chấm nâu nhỏ, bề mặt hơi lõm, xung quanh có quầng vàng hẹp, vết bệnh không đều, kích thước 1-2mm.
Ghi chú: + :Tỷ lệ bệnh ≤ 10%
Thành phần bệnh hại trên cây cà chua rất đa dạng về loài, bao gồm cả nấm và vi khuẩn Đặc biệt là các bệnh héo gây chết cây hàng loạt làm giảm năng suất nặng nề, các bệnh trên lá và quả cũng nhiễm nặng, ảnh hưởng không nhỏ đến cà chua thương phẩm.
A - Bệnh Héo rũ gốc mốc trắng B - Bệnh Héo vàng
C - Bệnh Héo xanh vi khuẩn E – Bệnh Mốc sương
E – Bệnh Đốm vòng F – Bệnh Đốm nâu
Hình 4.1 Một số bệnh hại trên cây cà chua
Qua điều tra chúng tôi thấy các ruộng cà chua đang bị nhiễm bệnh với mức độ cao, đặc biệt là các bệnh héo, trong đó héo vàng gây cháy cây hàng loạt, hầu hết các bệnh nhiễm nặng vào giai đoạn thu hoạch làm giảm trực tiếp năng suất cây trồng Bệnh mốc sương nhiễm nặng và đang là bệnh nguy hiểm do thời tiết miền Bắc hiện đang thích hợp cho bệnh phát triển, lạnh và sương về đêm làm bệnh lây lan nhanh Tại 4 tỉnh điều tra, thì tình hình bệnh héo rũ gốc mốc trắng gây hại nặng nhất là ở Hải Dương (tại Kinh Môn- Hải Dương, cà chua giống DV- 2962 Thái Lan đang trong giai đoạn thu hoạch đã bị nhiễm bệnh HRGMT lên tới 52%) Bệnh héo vàng gây hại nặng nhất ở Thái Bình, tỷ lệ bệnh cao trên 50%, bệnh héo rũ gốc mốc trắng nhiễm nhẹ với tỷ lệ bệnh là 5%, đồng thời ở Thái Bình bệnh sương mai cũng đang gây hại rất nặng làm cháy lá ảnh hưởng không nhỏ đến ruộng cà chua Tại Hà Nội, bệnh héo vàng gây hại nặng ở
Cổ Bi- Gia Lâm với tỷ lệ bệnh trên 40%, bệnh héo rũ gốc mốc trắng là 3%, còn ở Đặng Xá- Gia Lâm không tìm thấy bệnh héo rũ gốc mốc trắng, bệnh héo vàng nhiễm với tỷ lệ bệnh là 14% Ở Nam Định bệnh héo rũ gốc mốc trắng và bệnh héo vàng nhiễm với tỷ lệ bệnh tương ứng là 2% và 17%.
A – Điều tra tại Hà Nội B – Điều tra tại Thái Bình
C – Điều tra tại Hải Dương D – Điều tra tại Nam ĐịnhHình 4.2 Hình ảnh điều tra tại một số tỉnh Đồng bằng sông Hồng
S4.1.2 Kết quả điều tra diễn biến bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên cây cà chua tại Cổ Bi- Gia Lâm- Hà Nội Ở vùng chuyên canh rau màu như ĐBSH thì việc phòng trừ bệnh nấm đất nói chung và nấm S rolfsii nói riêng là vô cùng khó khăn, do chúng có hạch tồn tại trong đất trong thời gian khá dài, đồng thời chúng có thể ký chủ gây bệnh trên nhiều loại cây trồng khác nhau Để xác định rõ hơn về mức độ gây hại của bệnh HRGMT, chúng tôi tiến hành điều tra về diễn biến bệnh tại xã Cổ Bi Kết quả được trình bày ở bảng 4.2 và đồ thị 4.1
Bảng 4.2 Diễn biến bệnh héo rũ gốc mốc trắngtrên cà chua tại Cổ Bi - Gia Lâm - Hà Nội năm 2016
Ngày điều tra Giai đoạn Số cây điều tra Số cây chết Tỉ lệ bệnh (%)
03/12 Quả xanh 900 24 2,7 Đồ thị 4.1 Diễn biến bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên cà chua tại Cổ Bi - Gia Lâm - Hà Nội năm 2016
Bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên cây cà chua có tỷ lệ tăng dần theo giai đoạn sinh trưởng của cây Càng vào những giai đoạn cuối bệnh gây hại càng nặng, khi cây đã ra hoa hình thành quả do đó gây thiệt hại năng suất quả Bà con nông dân cần phải chăm sóc tốt cho cây trong giai đoạn cây con để cây khỏe chống bệnh tốt, đồng thời cần tiến hành các biện pháp phòng trừ bệnh kịp thời để ngăn chặn không cho bệnh hình thành và phát triển gây hại.
4.1.3 Kết quả điều tra thành phần và mức độ phổ biến của một số bệnh trên cây khoai tây
Cùng với cà chua thì cây khoai tây cũng là loại cây trồng phổ biến của vùng ĐBSH Diện tích trồng khoai tây có xu hướng tăng nhanh nhưng năng suất thì tăng không đáng kể, nguyên nhân lớn có thể kể đến là do dịch hại, các loài bệnh hại ngày càng gây hại tấn công làm giảm năng suất cũng như chất lượng khoai tây thương phẩm Do đó, chúng tôi đã tiến hành điều tra thành phần bệnh hại trên cây khoai tây tại vùng ĐBSH và thu được kết quả như sau.
Bảng 4.3 Thành phần bệnh hại khoai tây tại vùng Đồng bằng sông Hồng năm 2016
Bệnh hại Tên khoa học Mức độ phổ biến
Héo rũ gốc mốc trắng Sclerotium rolfsii +
Lở cổ rễ Rhizoctonia solani + +
Héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum + +
Ghẻ sao củ khoai tây Spongospora subterranea +
Thối ướt củ khoai tây Erwinia carotovora +
Ghi chú: +: Tỷ lệ bệnh ≤ 10%
Hình 4.3 Một số bệnh hại trên cây khoai tây
(A): Bệnh héo rũ gốc mốc trắng (D): Bệnh thối ướt vi khuẩn (B): Bệnh lở cổ rễ (E): Bệnh ghẻ sao củ khoai tây(C): Bệnh héo xanh vi khuẩn (F): Bệnh khảm lá do virus
Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh học của nấm Sclerotium rolfsii gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên cây cà chua, khoai tây
4.2.1 Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến sự hình thành và phát triển của nấm Sclerotium rolfsii
Môi trường dinh dưỡng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát sinh, phát triển của các loài nấm gây hại cây trồng Tùy từng môi trường khác nhau mà sự phát sinh phát triển của chúng khác nhau Việc nuôi cấy nấm trên các môi trường dinh dưỡng giúp chúng ta có thể nhận biết và phân biệt được các loài nấm gây hại trên cây trồng Quá trình nuôi cấy nấm S rolfsii gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng trên các môi trường nhân tạo cho thấy nấm S rolfsii có đặc điểm chung: tản nấm có màu trắng, bông, bám chặt trên môi trường nuôi cấy Để nghiên cứu đặc điểm của tản nấm, sợi nấm và hạch nấm của nấm S. rolfsii chúng tôi tiến hành nghiên cứu nấm S rolfsii trên 3 môi trường nhân tạo
WA, PGA, PCA Kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 4.4
Bảng 4.4 Sự phát triển của nấm Sclerotium rolfsii trên một số môi trường
1 Sợi nấm có màu trắng, thưa, mảnh, phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường Đường kính của tản nấm đạt 16,3mm
Sợi nấm màu trắng, bông, xốp, khá dày, bám chặt trên môi trường Đường kính tản nấm đạt 16,2mm
Sợi nấm màu trắng, dày, phân nhánh, bám chặt trên môi trường Đường kính tản nấm đạt 16,4mm
2 Sợi nấm có màu trắng, thưa, mảnh, phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường Đường kính của tản nấm đạt 33,5mm
Sợi nấm màu trắng, bông, xốp, dày, phân nhánh rễ cây, bám chặt trên bề mặt môi trường Đường kính tản nấm đạt 56,6mm
Sợi nấm màu trắng, dày,bông,phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường. Đường kính tản nấm đạt
3 Sợi nấm có màu trắng, thưa, phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường Đường kính của tản nấm đạt 48,1mm
Sợi nấm màu trắng sữa, bông, xốp, dày, bám chặt trên bề mặt môi trường Xuất hiện một số hạch nấm non màu trắng chưa có hình dạng cụ thể Đường kính tản nấm đạt 90mm
Sợi nấm màu trắng sữa, dày, bông, phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường Có hạch non màu trắng xuất hiện thưa thớt trên bề mặt tản nấm Đường kính tản nấm đạt 90mm
4 Sợi nấm có màu trắng, thưa, phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường Đường kính của tản nấm đạt 64,1mm
Sợi nấm màu trắng sữa, bông, dày, bám chặt trên bề mặt môi trường Hạch nấm mọc dày, to hơn, tròn đều và bắt đầu ngả màu hơi vàng, có dịch tiết ra xung quanh
Sợi nấm màu trắng sữa, dày, bông, phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường. Hạch nấm mọc dày hơn, đều hơn, bắt đầu ngả màu hơi vàng, có dịch tiết ra xung quanh
5 Sợi nấm có màu trắng, thưa, phân nhánh, bám chặt trên bề mặt môi trường Đường kính của tản nấm đạt 90mm
Sợi nấm màu trắng sữa, bông, dày, bám chặt trên bề mặt môi trường Hạch nấm mọc dày, màu vàng nâu, nâu, nâu đỏ, có tinh thể dịch bao xung quanh hạch, hạch non tiếp tục xuất hiện nhiều
Sợi nấm màu trắng sữa,bông, dày, bám chặt trên bề mặt môi trường Hạch nấm mọc dày, màu vàng nâu, có dịch tiết ra bao xung quanh hạch, hạch non tiếp tục xuất hiện nhiều
Môi trường dinh dưỡng đ ư ờ n g k ín h t ả n n ấ m ( m m ) Đồ thị 4.2 Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng sau 2 ngày nuôi cấy
Qua so sánh ta thấy trên môi trường PGA nấm sinh trưởng phát triển mạnh nhất, tản nấm mọc nhanh, hình thành hạch sớm và nhiều nhất, tiếp theo là môi trường PCA nấm cũng phát triển khá mạnh Trên môi trường WA nấm mọc tốc độ chậm nhất, tản nấm thưa và mỏng Điều này cho thấy trong ba môi trường thì môi trường PGA là thích hợp nhất để nuôi cấy nấm Do đó chúng tôi chọn PGA là môi trường chính để thực hiện các nghiên cứu về sau.
Hình 4.4 Ảnh mẫu nấm Sclerotium rolfsii trên 3 môi trường nuôi cấy
4.2.2 Đặc điểm hình thái của nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA Để nghiên cứu đặc điểm hình thái và sự phát triển của nấm S rolfsii chúng tôi tiến hành cấy mẫu nấm S rolfsii trên môi trường PGA Theo dõi sự phát triển của nấm sau các ngày nuôi cấy và quan sát đặc điểm hình thái của sợi nấm.
Bảng 4.5 Đặc điểm hình thái của nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA
Ngày sau cấy Đặc điểm hình thái tản nấm Màu sắc sợi nấm Hạch nấm
1 Màu trắng, bông, bám chặt vào môi trường (d=5,2) Trắng Chưa xuất hiện
2 Màu trắng, bông, bám chặt vào môi trường (d",7) Trắng Chưa xuất hiện
3 Màu trắng, bông xốp, bám chặt vào môi trường (dg,7) Trắng Chưa xuất hiện
4 Màu trắng, bông xốp, bám chặt vào môi trường (d) Trắng Hình thành hạch non, màu trắng
5 Màu trắng, bông, xốp, bám chặt vào môi trường (d) Trắng đục
Hạch nấm màu vàng nâu, có dịch tiết ra xung quanh hạch như tinh thể nước
6 Màu trắng, bông, bám chặt vào môi trường (d) Trắng đục Hạch nấm chuyển dần sang màu nâu
7 Màu trắng, bông, bám chặt vào môi trường (d) Trắng đục
Hạch nấm chuyển dần sang màu nâu đậm, tròn đều như hạt cải
Ghi chú: d: Đường kính tản nấm (mm)
Qua các ngày theo dõi chúng tôi nhận thấy rằng: mẫu nấm S rolfsii sinh trưởng, phát triển rất nhanh trên môi trường PGA Về hình thái: tản nấm tròn đều, có màu trắng, xốp như bông, sau 4 ngày nuôi cấy đường kính tản nấm đã đạt được 90mm Khi đó trên tản nấm hình thành hạch nấm non màu trắng, nhỏ, chưa có hình dạng cụ thể Sau năm ngày nuôi cấy thì hạch nấm chuyển dần sang màu vàng nâu, xung quanh hạch có tiết giọt dịch Khi già, hạch có màu nâu, nâu đậm, nâu đỏ, hạch nấm tròn, đều như hạt cải Quan sát dưới kính hiển vi cho ta thấy các cấu trúc sau: Sợi nấm màu trắng, đa bào, phân nhánh nhiều, phát triển theo kiểu đâm tia Hạch nấm có sự phân hóa giữa vỏ và ruột Vỏ hạch gồm các tế bào vách dày, màu đậm; ruột hạch gồm các tế bào vách mỏng hơn, từ không màu đến màu nhạt hơn
Hình 4.5 Sợi nấm và lát cắt hạch nấm Sclerotium rolfsii quan sát dưới kính hiển vi
4.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường nhân tạo PGA
Nhiệt độ là yếu tố môi trường quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển của các loài vi sinh vật, đặc biệt là nấm gây hại cây trồng Mỗi loài nấm khác nhau sinh trưởng và phát triển ở các ngưỡng nhiệt độ nhất định Vì vậy, việc nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm S rolfsii gây bệnh HRGMT nhằm tìm ra ngưỡng nhiệt độ thích hợp là việc cần thiết từ đó làm cơ sở cho việc thiết lập biện pháp phòng trừ.
Chúng tôi tiến hành nghiên cứu sự phát triển của nấm ở các ngưỡng nhiệt độ khác nhau, mỗi ngưỡng cách nhau 5ºC với dải nhiệt độ từ 20- 35ºC Sử dụng nguồn nấm thuần cấy vào đĩa petri chứa môi trường PGA rồi đặt ở các mức nhiệt khác nhau và theo dõi sự phát triển của nấm bằng cách đo đường kính tản nấm sau các ngày nuôi cấy Kết quả được trình bày ở bảng 4.6
Bảng 4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA
- Đường kính đĩa petri d = 90mm.
- a, b, c, d là chỉ số dùng để so sánh sự sai khác giữa các công thức sau các ngày nuôi cấy.
Ngưỡng nhiệt độ Đ ư ờ ng k ín h (m m ) Đồ thị 4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm Sclerotium rolfsii trên môi trường PGA sau 3 ngày nuôi cấy
Qua bảng 4.6, chúng ta có thể thấy nấm S rolfsii có thể phát triển ở cả 4 ngưỡng nhiệt độ là 20 o C, 25 o C, 30 o C, 35 o C Tuy nhiên khả năng sinh trưởng của nấm ở 4 ngưỡng nhiệt độ là có sự khác biệt, ngưỡng 30 o C phát triển mạnh nhất tiếp đến là 25 o C , 35 o C cuối cùng phát triển kém nhất là 20 o C.
Nhìn vào đồ thị 4.3, có thể so sánh rõ được tốc độ sinh trưởng phát triển của nấm ở các mức nhiệt khác nhau sau 3 ngày nuôi cấy Sau 3 ngày, đường kính tản nấm đã đạt 90mm ở mức nhiệt 30 o C, hai ngưỡng 25 o C và 35 o C có tốc độ phát triển tương đương nhau với đường kính tản nấm tương ứng là 71,5 và 70,5mm.
Từ kết quả trên, chúng ta thấy nấm S rolfsii phát triển kém trong điều kiện nhiệt độ xuống thấp và có thể sinh trưởng tương đối ổn định trong diều kiện nhiệt độ từ 25 o C- 35 o C Đây cũng là khoảng nhiệt độ phổ biến trong các tháng 4- 6 và tháng 9 -10 ở nước ta - thời điểm mà bênh héo rũ gốc mốc trắng thường phát sinh và gây hại nặng trong năm do nhiệt độ và ẩm độ cao Vì vậy bà con nông dân cần lưu ý đến các biện pháp phòng trừ bệnh trong khoảng thời gian này.
4.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của ngưỡng pH đến sự phát triển của nấm Sclerotium rolfsii
Đánh giá và khảo sát tính gây bệnh của nấm Sclerotium rolfsii
4.3.1 Lây bệnh nhân tạo trong nhà lưới
Trong việc xác định tác nhân gây bệnh hại cây trồng, lây bệnh nhân tạo là một bước quan trọng Do vậy, sau khi tiến hành phân lập nấm gây bệnh và quan sát đặc điểm hình thái, chúng tôi đã kiểm chứng lại bằng phương pháp lây bệnh nhân tạo cho cây cà chua và khoai tây.Chúng tôi sử dụng hai phương pháp lây:lây sát thương vùng gốc thân sát đất và không sát thương bằng cách bón nguồn nấm được nhân sinh khối trên môi trường trấu cám vào vùng rễ của cây khỏe
Bảng 4.9 Lây bệnh nhân tạo trên cây cà chua và khoai tây
Cây kí chủ Công thức Số cây lây Số cây nhiễm Tỷ lệ bệnh
Qua đây ta thấy, nấm S.rolfsii có khả năng lây nhiễm cao trên cà chua và khoai tây Trên cà chua, cả hai công thức lây đều cho tỷ lệ nhiễm bệnh 100%. Đối với khoai tây tỷ lệ nhiễm cũng rất cao trên 70%.
Hình 4.8 Triệu chứng bệnh hình thành trên cây cà chua và khoai tây
4.3.2 Kết quả đánh giá hiệu lực đối kháng của nấm Trichoderma sp đối với nấm Sclerotium rolfsii gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng trong điều kiện chậu vại ở nhà lưới
Trong thực tiễn sản xuất việc áp dụng khối lượng lớn Trichoderma sp vào phòng trừ các bệnh nấm đất đã và đang được quan tâm.Tuy nhiên việc đưa nấm
Trichoderma sp vào sản xuất vẫn gặp rất nhiều khó khăn trong việc nhân nuôi sinh khối lớn lượng bào tử cần sử dụng Do đó, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm khảo sát hiệu lực của nấm Trichoderma sp đối với nấm S rolfsii trong điều kiện chậu vại nhà lưới và thu được một số kết quả như bảng 4.10
Bảng 4.10 Kết quả khảo sát hiệu lực đối kháng của nấm Trichoderma sp. đối với nấm Sclerotium rolfsii gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng trong điều kiện chậu vại ở nhà lưới
Tỷ lệ bệnh (%) Đặc điểm quan sát
CT1 15 0 0 Cây phát triển bình thường, lá xanh tốt, thân vươn cao Cà chua
CT2 15 15 100 Cây héo úa vàng và chết, gốc thân thối khô tóp lại xuất hiện sợi nấm và hạch nấm trên mặt đất CT3 15 3 20 Cây phát triển bình thường, thân cứng cáp, lá xanh tốt CT1 15 0 0 Cây sinh trưởng bình thường, lá xanh tốt, thân cứng cáp Khoai tây
CT2 15 13 86,7 Cây còi cọc, thân lá héo rũ, gốc thân thâm nâu, thối khô tóp lại xuất hiện sợi nấm và hạch trên mặt đất CT3 15 1 6,7 Cây sinh trưởng bình thường, lá xanh tốt, thân cứng cáp
CT2: Trộn đều 10g trấu cám chứa nấm S rolfsii vào đất.
CT3 : Trộn đều 5g trấu cám chứa nấm S rolfsii và 5g chế phẩm nấm đối kháng Trichoderma sp vào đất
Hình 4.9 Khảo sát hiệu lực đối kháng của nấm Trichoderma sp đối với nấm
Sclerotium rolfsii gây bệnh héo rũ gốc mốc trắng trong điều kiện chậu vại ở nhà lưới
Qua bảng 4.10 chúng tôi nhận thấy ở công thức 1 đối chứng, cây khỏe mạnh bình thường, cây không bị nhiễm bệnh, lá xanh tốt, thân cây cứng cáp, sinh trưởng phát triển nhanh, không có cây nào bị nhiễm bệnh nên tỷ lệ bệnh là 0% Đồng thời ở công thức 3, khi bón cùng lúc chế phẩm sinh học và nấm bệnh vào đất để trồng cây thì thấy cây cũng khỏe mạnh, thân cây cứng, mập, lá tươi tốt hơn cả công thức đối chứng, tuy nhiên một số cây vẫn bị nhiễm bệnh với tỷ lệ tương ứng là 20% (cà chua) và 6,7% (khoai tây).
Công thức 2 do chỉ bón nấm bệnh vào đất nên tỷ lệ nhiễm bệnh của cây là cao nhất Đối với cà chua, tỷ lệ bệnh là 100% còn khoai tây là 86,7%.