Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của tuyến trùng meloidogyne sp hại cà tím và biện pháp phòng trừ theo hướng quản lý tổng hợp tại lâm đồng

Mặc dù, tuyến trùng nốt sần rễ đã và đang gây thiệt hại nặng nề và ảnh hưởng lớn đến năng suất cũng như chất lượng quả cà tím và trở thành một trong những bệnh hại nguy hiểm nhất trên cá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRẦN THỊ MINH LOAN TRẦN THỊ MINH LOAN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI CỦA TUYẾN

TRÙNG Meloidogyne sp HẠI CÀ TÍM VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ

THEO HƯỚNG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TẠI LÂM ĐỒNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội, 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRẦN THỊ MINH LOAN TRẦN THỊ MINH LOAN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI CỦA TUYẾN

TRÙNG Meloidogyne sp HẠI CÀ TÍM VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ

THEO HƯỚNG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TẠI LÂM ĐỒNG

Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật

Mã số: 9620112

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Phạm Thị Vượng

PGS TS Nguyễn Văn Kết

1 PGS.TS Phạm Thị Vượng

2 PGS.TS Nguyễn Văn Kết

Hà Nội, 2019

BẢN CAM ĐOAN

Tôi cam đoan toàn bộ số liệu và kết quả của luận án là công trình khoa học của tôi, chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào khác Tôi không sao chép luận án hoặc công trình của người khác dưới bất kỳ hình thức nào

Mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn và các trích dẫn đã được trích nguồn

Người cam đoan

Trần Thị Minh Loan

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này tôi đã nhận được

sự giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo của Thầy Cô giáo, sự gúp đỡ và tạo mọi điều kiện của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Viện Bảo vệ thực vật, Trường Đại học

Đà Lạt, sự giúp đỡ của Viện nghiên cứu Nông nghiệp Thủy Sản và Thực phẩm tỉnh Flander (Flanders Research Institute for Agriculture, Fisheries and Food -ILVO), sự động viên tinh thần của người thân và đồng nghiệp

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô PGS.TS Phạm Thị Vượng, thầy PGS.TS Nguyễn Văn Kết đã tận tình giúp đỡ, động viên, hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành khóa học và luận án này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với Thầy GS.TS Wim Wesemael đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành khóa học tại Bỉ và giúp đỡ tôi phân loại tuyến trùng nốt sần rễ trên mẫu đất và mẫu rễ cà tím

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS Lieven Waeyenberge đã hướng dẫn và phân loại tuyến trùng nốt sần rễ bằng biện pháp sinh học phân tử và cảm ơn Nancy de Sutter

đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tại Bỉ

Xin cảm ơn Nguyễn Tiến An và TS Schepers Huub trường Đại học Wageningen đã cung cấp tài liệu về khóa phân loại tuyến trùng nốt sần rễ để tôi có thể hoàn thành luận án này

Xin cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Nông lâm trường Đại học Đà Lạt đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành chương trình học

Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình cô Nhung, chú Thành đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập tại Hà Nội

Em xin cảm ơn anh Nhất, chị Tuyết, chị Hiên đã góp ý và tận tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành luận án

Tôi cũng gửi lời cảm ơn tới De Steur Peter và Martine Maes, Ủy ban Nhân dân tỉnh Lâm Đồng đã giúp đỡ và kết nối để tôi có thể học khóa định danh về tuyến trùng nốt sần rễ tại Bỉ

Xin cảm ơn gia đình cô Bích, chú Mến và chị Phượng ở thôn Suối thông B xã

Đạ Ròn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng và gia đình chị Hường ở Phi Nôm, xã

Hiệp Thạnh huyện Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện thí nghiệm và xây dựng mô hình

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Nguyễn Trọng Bảo đã dẫn đường trong quá trình điều tra Xin cảm ơn các bác, các chú, các cô, các anh, các chị là chủ vườn cà tím khu vực huyện Đơn Dương, Đức Trọng và Đà Lạt sẵn sàng hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra

Cuối cùng tôi xin cảm ơn cha mẹ, các thành viên trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp luôn động viên, cổ vũ và giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án này

MỤC LỤC

BẢN CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i

DANH MỤC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH v

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích, đối tượng, phạm vi và yêu cầu của đề tài 3

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

5 Đóng góp mới của luận án 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 6

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 6

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 8

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 8

1.2.2 Những nghiên cứu trong nước 26

1.3 Sơ lược về cây cà tím 32

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 34

2.2 Vật liệu, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu 34

2.3 Nội dung nghiên cứu 35

2.4 Phương pháp nghiên cứu 36

2.4.1 Phương pháp điều tra thu thập, xác định thành phần tuyến trùng gây nốt sần rễ hại cà tím tại Lâm Đồng 36

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài tuyến trùng nốt sần rễ (M incognita) có vai trò gây hại quan trọng cây cà tím 43

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu biện pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne incognita) hại cây cà tím theo hướng quản lý tổng hợp tại Lâm Đồng 50 2.4.4 Phương pháp xây dựng thử nghiệm áp dụng một số giải pháp quản lý tổng hợp trong phòng trừ tuyến trùng gây nốt sần rễ (Meloidogyne incognita) hại cây

cà tím tại Lâm Đồng 56

2.5 Xử lý số liệu 57 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 Điều tra, thu thập xác định thành phần tuyến trùng, diễn biến mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cà tím tại Lâm Đồng 58

3.1.1 Điều tra tập quán canh tác của người sản xuất cà tím vùng nghiên cứu 58 3.1.2 Triệu chứng, mức độ gây hại một số sâu bệnh hại chính trên cà tím tại Lâm Đồng 67 3.1.3 Diễn biến mật độ, mức độ gây hại tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne spp.) hại cà tím tại Lâm Đồng 76 3.1.4 Điều tra thu thập xác định thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ Meloidogyne spp 80 3.2 Đặc điểm hình sinh học, sinh thái của tuyến trùng Meloidogyne incognita 93 3.2.1 Đặc điểm hình thái của tuyến trùng Meloidogyne incognita 93 3.2.2 Đặc điểm sinh học của tuyến trùng Meloidogyne incognita 97 3.2.3 Ảnh hưởng của điều kiện sinh thái đến tuyến trùng Meloidogyne incognita 103

3.3 Kết quả nghiên cứu giải pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ theo hướng quản lý tổng hợp 116

3.3.1 Kết quả nghiên cứu biện pháp canh tác trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím 117 3.3.2 Kết quả nghiên cứu biện pháp vật lý trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím 121 3.3.3 Kết quả nghiên cứu biện pháp sinh học trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím 124 3.4 Áp dụng biện pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne

incognita) hại cây cà tím theo hướng quản lý tổng hợp tại Lâm Đồng 135

3.4.1 Ảnh hưởng của các giải pháp quản lý tổng đến biến động mật độ quần thể

tuyến trùng M incognita hại cà tím 136

3.4.2 Kết quả mô hình thử nghiệm áp dụng các giải pháp quản lý tổng hợp đến mật độ tuyến trùng trong rễ, tỉ lệ nốt sần rễ, mức độ gây hại và năng suất của cà tím 137

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 145

Kết luận 145

Kiến nghị 146

IPM: Integrated Pest Management (Phòng trừ dịch hại tổng hợp)

INM: Integrated Nematodes Management (Phòng trừ tuyến trùng tổng hợp) J1 : Juveniles 1 (ấu trùng tuổi 1)

J2: Juveniles 2 (ấu trùng tuổi 2)

J3: Juveniles 3 (ấu trùng tuổi 3)

J4: Juveniles 4 (ấu trùng tuổi 4)

NSN: ngày sau nhiễm

ns: non significant (không có sự khác biệt)

TT: Trước trồng

TXL: Trước xử lý

PTTH: Phòng trừ tổng hợp

DANH MỤC BẢNG Bảng Tên bảng trang

Bảng 2.1 Mô tả cấp hại của tuyến trùng nốt sần rễ 38 Bảng 2.2 Ký hiệu mẫu, địa điểm lấy mẫu định danh tuyến trùng bằng PCR 42 Bảng 2.3 Công thức thí nghiệm, biện pháp và kỹ thuật thực hiện biện pháp vật lý phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ 53 Bảng 2.4 Công thức thí nghiệm, hoạt chất, tên thương mại và liều lượng sử dụng các loại thuốc phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ có nguồn gốc sinh học 54 Bảng 2.5 Công thức, hoạt chất, tên thương mại và liều lượng sử dụng thuốc hóa học phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ 55 Bảng 2.6 Các biện pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng được áp dụng trong thử nghiệm 56 Bảng 3.1 Diện tích, năng suất của các giống cà tím đang trồng phổ biến ngoài sản xuất (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 58 Bảng 3.2 Tình hình kiểm tra cây giống, hiểu biết của nông dân về tuyến trùng nốt sần

rễ (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 59 Bảng 3.3 Tình hình cây cà tím bị tuyến trùng nốt sần rễ và mức độ thiệt hại ước tính (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 60 Bảng 3.4 Tình hình xử lý đất trồng cà tím của nông dân tại Lâm Đồng 62 (4/2014-6/2017) 62 Bảng 3.5 Tình hình thu gom, xử lý đất và rễ cây trồng bị nhiễm tuyến trùng (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 64 Bảng 3.6 Tình hình sử dụng phân bón của nông dân trồng cà tím vùng nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 65 Bảng 3.7 Phương pháp tưới nước áp dụng vùng trồng cà tím nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 66 Bảng 3.8 Thành phần các giống tuyến trùng ký sinh thực vật tại vùng rễ cà tím vùng

nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 72 Bảng 3.9 Mật độ ấu trùng Meloidogyne spp tuổi 2 trong đất và trong rễ cà tím tại thời

điểm điều tra (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 76 Bảng 3.10 Thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím tại Lâm Đồng tại thời điểm điều tra (4/2014-6/2017) 81

Bảng 3.11 Độ bắt gặp các loài tuyến trùng nốt sần rễ trên cà tím vùng nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 89 Bảng 3.12 Độ bắt gặp, mức độ gây hại, loài gây hại và mật độ tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cà tím ở vùng nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) 90

Bảng 3.13 Kích thước một số pha sinh trưởng của loài M incognita 97 Bảng 3.14 Thời gian phát triển và tỉ lệ xâm nhiễm vào rễ của ấu trùng tuổi 2 loài M incognita tại nhiệt độ 24±1oC 98

Bảng 3.15 Thời gian phát triển của ấu trùng tuổi 3 loài M incognita tại nhiệt độ

rễ M incognita tại nhiệt độ 24±1oC 100

Bảng 3.19 Thời gian phát triển hình thành con đực loài M incognita tại nhiệt độ

24±1oC 101

Bảng 3.20 Vòng đời của loài tuyến trùng nốt sần rễ M incognita tại nhiệt độ 24±1oC 101 Bảng 3.21 Ảnh hưởng của môi trường khác nhau đến tỉ lệ nở trứng của 103

M incognita 103

Bảng 3.22 Ảnh hưởng của thành phần cấp hạt đất đến tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím tại Lâm Đồng (4/2014-6/2017) 104 Bảng 3.23 Tương quan giữa độ ẩm đất, nhiệt độ không khí và lượng mưa đến mật độ

ấu trùng M incognita trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng

(6/2014-5/2017) 106

Bảng 3.24 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ đến mật độ ấu trùng M incognita

(J2) trong đất, trong rễ, tỉ lệ rễ bị nốt sần và số lượng nốt sần trên rễ cà tím (Lâm Đồng, 2014-2015) 112

Bảng 3.25 Mật độ ấu trùng M incognita tuổi 2 trong đất qua các giai đoạn phát triển

khác nhau của cà tím (Lâm Đồng, 2017) 114

Bảng 3.26 Mật độ ấu trùng M incognita trong rễ và mức độ gây hại trên các giống

cà tím tại thời điểm 150 ngày sau nhiễm (Lâm Đồng, 2017) 115

Bảng 3.27 Số hoa, số quả và tỉ lệ đậu quả của các giống cà tím khác nhau (Lâm Đồng, 2017) 116 Bảng 3.28 Ảnh hưởng của biện pháp canh tác đến diễn biến mật độ tuyến trùng nốt

sần rễ M incognita hại cà tím tại Lâm Đồng (2014-2016) 118

Bảng 3.29 Ảnh hưởng của biện pháp canh tác đến mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ trên cà tím tại Lâm Đồng (2014-2016) 120

Bảng 3.30 Ảnh hưởng của biện pháp vật lý đến diễn biến mật độ ấu trùng M incognita

trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014 - 2015) 122

Bảng 3.31 Mật độ ấu trùng M incognita trong rễ, tỉ lệ nốt sần rễ, mức độ xâm nhiễm

và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) 123 Bảng 3.32 Ảnh hưởng của biện pháp sinh học đến diễn biến mật độ tuyến trùng nốt sần rễ trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) 125 Bảng 3.33 Ảnh hưởng của biện pháp sinh học đến mật độ ấu trùng nốt sần tuổi 2 trong

rễ, mức độ gây hại và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) 128

Bảng 3.34 Ảnh hưởng của biện pháp hóa học đến mật độ ấu trùng M incognita trong

đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) 131 Bảng 3.35 Ảnh hưởng của biện pháp hóa học đến mức độ gây hại và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) 134

Bảng 3.36 Ảnh hưởng của biện pháp quản lý tổng hợp lên mật độ ấu trùng M incognita tuổi 2 trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2016-2017) 136

Bảng 3.37 Ảnh hưởng của biện pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng nốt sần rễ đến mức

độ gây hại và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2016-2017) 138 Bảng 3.38 Hiệu quả kinh tế của mô hình phòng trừ tổng hợp tuyến trùng trên cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2016-2017) 140

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sự phân bố của M incognita trên thế giới 10

Hình 1.2 Biểu hiện nốt sần rễ ở rễ cà tím 11

Hình 1.3 Cây phân loại tuyến trùng nốt sần rễ Meloidogyne 12

Hình 1.4 Vòng đời của tuyến trùng nốt sần rễ 17

Hình 1.5 Các dạng quả cà tím 32

Hình 2.1 Thang cấp hại của tuyến trùng nốt sần rễ 38

Hình 2.2 Giải phẫu vùng chậu con cái của tuyến trùng nốt sần rễ 39

Hình 2.3 Thước đo kích thước trên phần mềm Belcapture 41

Hình 3.1 Triệu chứng bệnh héo rũ 67

Hình 3.2 Triệu chứng bệnh héo xanh 68

Hình 3.3 Triệu chứng bệnh thán thư 69

Hình 3.4 Triệu chứng bệnh đốm quả 69

Hình 3.5 Triệu chứng của bệnh khảm virus 70

Hình 3.6 Sâu đất gây hại cà tím 70

Hình 3.7 Sâu đục quả (Leucinodes orbonalis) gây hại cà tím 71

Hình 3.8 Triệu chứng bọ trĩ gây hại cà tím trên quả 72

Hình 3.9 Triệu chứng cà tím bị nốt sần rễ 75

Hình 3.10 Triệu chứng của cà tím bị tuyến trùng nốt sần rễ 76

Hình 3.11 Triệu chứng rễ cà tím bị tuyến trùng nốt sần rễ 78

Hình 3.12 Tương quan giữa mức độ gây hại và năng suất cây trồng 78

Hình 3.13 Mật độ ấu trùng Meloidoyne spp tuổi 2 trong đất 80

Hình 3.14 Vân mẫu con cái 84

Hình 3.15 Đầu của con đực Meloidogyne spp 86

Hình 3.16 M incognita tuổi 2 87

Hình 3.17 M javanica tuổi 2 88

Hình 3.18 Tần suất xuất hiện các loài tuyến trùng nốt sần rễ tại vùng nghiên cứu 89 Hình 3.19 Kết quả kiểm tra PCR với đoạn mồi JMV1/JMVTROP 91

Hình 3.20 Kết quả PCR với mồi Fjav/Rjav 92

Hình 3.21 Kết quả chạy PCR với đoạn mồi Mi2F4/Mi1R1 93

Hình 3.22 Trứng của tuyến trùng nốt sần rễ loài M.incognita 94

Hình 3.23 Ấu trùng tuyến trùng nốt sần rễ tuổi 1 (J1) loài M incognita 94

Hình 3.24 Ấu trùng tuyến trùng nốt sần rễ tuổi 2 (J2) loài M incognita 95

Hình 3.25 Ấu trùng tuyến trùng nốt sần rễ tuổi 3 (J3) loài M incognita 95

Hình 3.26 Ấu trùng tuyến trùng nốt sần rễ tuổi 4 (J4) loài M incognita 95

Hình 3.27 Con cái trưởng thành tuyến trùng nốt sần rễ loài M incognita 96

Hình 3.28 Con đực tuyến trùng nốt sần rễ loài M incognita 96

Hình 3.29 Ấu trùng M incognita tuổi 2 xâm nhập vào bên trong rễ 98

Hình 3.30 Tương quan giữa hàm lượng cát và mật độ ấu trùng tuổi 2 trong đất 105 Hình 3.31 Tương quan giữa tổng lượng mưa và mật độ ấu trùng M incognita trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (6/2016 - 5/2017) 107

Hình 3.32 Tương quan giữa độ ẩm đất và mật độ ấu trùng M incognita trong đất đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (6/2016 - 5/2017) 108

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Các loại rau họ cà là một trong các loại rau ăn quả được trồng phổ biến trên thế giới Thời gian một vụ không dài, chỉ khoảng 5 tháng đến một năm (tùy loại) Cây họ

cà có giá trị thương mại cao, mẫu mã đẹp, sản phẩm có thể sử dụng làm thức ăn sống hoặc qua chế biến, dễ dàng vận chuyển và bảo quản

Lâm Đồng luôn đi đầu trong việc sản xuất rau chất lượng cao, an toàn trên cả nước Các chương trình sản xuất rau an toàn, sản xuất rau theo hướng nông nghiệp công nghệ cao được đặc biệt được quan tâm Diện tích canh tác cây họ cà ở Lâm Đồng thuộc diện cao nhất nước Tuy nhiên, trong những năm gần đây nhóm rau họ cà bị giảm về diện tích Nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên là do việc sử dụng đất quá mức, không có thời gian cho đất phục hồi, sử dụng nhiều phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật phòng trừ sâu, tuyến trùng và bệnh hại, phá vỡ cân bằng sinh thái đất Đó là nguyên nhân làm nảy sinh nhiều các loại sâu bệnh hại, tuyến trùng lây lan trong đất, ảnh hưởng rất lớn đến khả năng sản xuất nhóm cây họ cà tại địa bàn tỉnh Lâm Đồng

Cà tím (Solanum melongena) là cây rau ăn quả thuộc họ cà được ưa chuộng, có

giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, được trồng phổ biến ở những vùng có khí hậu

ấm áp, vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Cà tím được phát triển mạnh mẽ ở các nước châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Bangladesh, Philippin, Thái Lan Trong những năm gần đây, cà tím trở thành một loại cây trồng được bảo hộ ở châu Âu và đã được phát triển, mở rộng diện tích gieo trồng ở Việt Nam cũng như trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng Mặc dù, cà tím là cây dễ trồng và dễ chăm sóc nhưng nhược điểm lớn nhất trong việc sản xuất cà tím đó là chúng bị rất nhiều loại sâu bệnh gây hại như bệnh héo xanh, đốm lá; các loại côn trùng gây hại như bọ trĩ, sâu đất và tuyến trùng ký sinh thực vật gây hại

Hàng năm, tuyến trùng ký sinh thực vật gây thiệt hại hàng tỷ đô la trên toàn thế giới Tuyến trùng gây hại trên cà tím chủ yếu là tuyến trùng rễ thuộc nhiều nhóm khác nhau như tuyến trùng nốt sần rễ, tuyến trùng thối rễ, tuyến trùng làm tổn thương rễ hoặc nhóm tuyến trùng ngoại ký sinh Các biểu hiện trên mặt đất do tuyến trùng gây

ra cũng đa dạng Biểu hiện rõ nhất khi tuyến trùng gây hại là cây còi cọc, cây bị vàng

lá và năng suất giảm Dưới mặt đất, biểu hiện của cây bị tuyến trùng cũng khác nhau, tùy thuộc vào loài tuyến trùng gây hại

Tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne spp.) là nhóm tuyến trùng gây hại phổ biến

trên hầu hết các loại cây trồng rộng khắp trên toàn thế giới Trong số những nhóm tuyến trùng đã phát hiện ở Việt Nam thì tuyến trùng nốt sần rễ là đối tượng gây hại nghiêm trọng nhất, là đối tượng chủ yếu nhất và phát triển mạnh trong những năm gầy đây Tại Lâm Đồng tuyến trùng nốt sần rễ là một trong những nhóm gây hại chủ yếu trên các loại cây rau họ cà nói chung và trên cà tím nói riêng, đã làm ảnh hưởng đến năng suất chất lượng và làm gia tăng các bệnh hại khác Biểu hiện tại vùng rễ của cây

bị bệnh là xuất hiện nhiều những nốt sần rễ có thể nhìn thấy bằng mắt thường, số

lượng rễ bên và rễ phụ không nhiều Bên cạnh đó, tuyến trùng nốt sần rễ Meloidogyne incognita cũng có mối liên quan tương hỗ với nhiều loài nấm ký sinh như Fusarium oxysporum, Fusarium spp gây bệnh héo rũ và bệnh héo xanh trên cây họ cà Ngoài

ra, các nốt sần do tuyến trùng tạo ra trên các mô thực vật cũng tạo điều kiện thuận lợi cho loài nấm, vi khuẩn khác xâm nhập vào cây trồng

Mặc dù, tuyến trùng nốt sần rễ đã và đang gây thiệt hại nặng nề và ảnh hưởng lớn đến năng suất cũng như chất lượng quả cà tím và trở thành một trong những bệnh hại nguy hiểm nhất trên các loại cây trồng ở Việt Nam Tuy nhiên, mức độ hiểu biết của người sản xuất về tuyến trùng gây hại cây trồng còn hạn chế, chưa nắm bắt được đặc điểm gây hại, xu hướng phát sinh, phát triển và các yếu tố ảnh hưởng đến vai trò gây hại của chúng, một số người sản xuất còn nhầm lẫn giữa tuyến trùng và côn trùng khác, do đó đa phần đã lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học, thiệt hại do chúng gây ra không những không giảm mà còn chiều hướng gia tăng, gây thiệt hại cả về kinh

tế và môi trường, mục tiêu sản xuất rau an toàn và sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP rấtkhó thành công

Tuyến trùng nốt sần rễ gây hại trên cà tím đã được phát hiện, tuy nhiên, chưa có nghiên cứu sâu về sự phân bố, đặc điểm sinh học, sinh thái của loài tuyến trùng nốt sần rễ gây hại trên cây họ cà nói chung và cây cà tím nói riêng tại khu vực Lâm Đồng

để làm cơ sở cho việc phòng trừ hiệu quả Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của tuyến trùng Meloidogyne sp hại cà tím và biện pháp phòng trừ theo hướng quản lý tổng hợp tại Lâm Đồng” đã được thực hiện nhằm xác

định thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cây cà tím, nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học và đưa ra giải pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng nốt sần rễ phục vụ sản xuất cà tím an toàn, hiệu quả cho tỉnh Lâm Đồng và cả nước

2 Mục đích, đối tượng, phạm vi và yêu cầu của đề tài

Mục đích

Xác định thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím, đặc điểm sinh học,

sinh thái học loài tuyến trùng nốt sần rễ M incognita, đề xuất biện pháp phòng chống

chúng theo hướng quản lý tổng hợp, góp phần sản xuất cà tím nói riêng, nhóm cây họ

cà nói chung an toàn, hiệu quả và bền vững

Yêu cầu

Thu thập, xác định được thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím một

số vùng trồng rau họ cà chủ yếu của tỉnh Lâm Đồng

Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của tuyến trùng nốt sần rễ M incognita

Nghiên cứu đề xuất biện pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím theo hướng quản lý tổng hợp

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án

Ý nghĩa khoa học

- Đề tài đã bổ sung dẫn liệu khoa học mới về thành phần loài tuyến trùng nốt sần

rễ, đặc điểm sinh học, sinh thái và qui luật phát sinh phát triển, gây hại của loài tuyến

trùng M incognita trên cà tím tại Lâm Đồng Trên cơ sở đó đã đề xuất được các giải

pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hiệu quả, bảo vệ môi trường và góp phần sản xuất cà tím an toàn, hiệu quả cao cho các vùng sản xuất rau tại Lâm Đồng

- Là tài liệu tham khảo cho sinh viên các trường đại học, cao đẳng nông nghiệp, cho cán bộ nghiên cứu và giảng dạy có chuyên môn liên quan

- Là nguồn tài liệu giúp cán bộ quản lý, cán bộ chỉ đạo sản xuất và người trồng

cà tím cách xác định kịp thời nguyên nhân gây hại do M incognita trên cà tím, các

giải pháp quản lý hiệu quả tuyến trùng nốt sần rễ

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là tuyến trùng gây bệnh nốt sần rễ (Meloidogyne sp.) gây

hại trên cây cà tím

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Về nội dung

+ Xác định thành phần tuyến trùng gây nốt sần rễ hại cây cà tím

+ Đặc điểm sinh học của tuyến trùng nốt sần rễ M incognita hại cà tím

+ Nghiên cứu một số điều kiện sinh thái (loại đất, các loại phân hữu cơ, lượng mưa, độ ẩm đất, nhiệt độ và các giống cà tím khác nhau) ảnh hưởng đến phát sinh và

gây hại của loài M incognita trên cà tím

+ Nghiên cứu các giải pháp phòng chống loài tuyến trùng nốt sần rễ M incognita

hại cà tím theo hướng quản lý tổng hợp (biện pháp canh tác, biện pháp sinh học, biện pháp vật lý, biện pháp hóa học)

Địa điểm

Thí nghiệm thu thập thành phần loài, nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện sinh thái tới tuyến trùng và thí nghiệm ngoài đồng ruộng được thực hiện tại vùng trồng rau chủ yếu của tỉnh Lâm Đồng là Đơn Dương, Đức Trọng và Đà Lạt

Thí nghiệm trong chậu vại được thực hiện tại nhà che phủ, tại Khoa Nông Lâm, trường Đại học Đà Lạt

Các thí nghiệm in vitro, tách lọc, phân loại được thực hiện tại phòng thí nghiệm bảo vệ thực vật của Khoa Nông Lâm trường Đại học Đà Lạt và phòng thí nghiệm của

bộ môn tuyến trùng tại Viện nghiên cứu Nông nghiệp và thủy sản, tỉnh đông Flander, vương quốc Bỉ

Thời gian nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu thực hiện từ năm 2014 đến năm 2017

5 Đóng góp mới của luận án

Luận án đã cung cấp một số dẫn liệu mới về thành phần loài tuyến trùng nốt

sần rễ (Meloidogyne spp.) hại cà tím tại khu vực Lâm Đồng Một số đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài tuyến trùng nốt sần rễ M incognita hại cà tím

Đề xuất được biện pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím tại Lâm Đồng theo hướng quản lý tổng hợp góp phần giảm thiệt hại do chúng gây ra, giảm sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học phòng trừ tuyến trùng và hoàn thiện quy trình sản xuất cà tím an toàn, hữu cơ cho Lâm Đồng nói riêng và cả nước nói chung

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Cà tím có tên khoa học là Solanum melongena thuộc họ cà (Solanaceae) Cà tím

là cây rau ăn quả được ưa chuộng, có giá trị kinh tế cao, được trồng phổ biến ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới như các nước Trung Đông, châu Phi và châu Á và hiện nay được trồng phổ biến trên thế giới [89] Trên thế giới có khoảng 1.600.000 ha trồng

cà tím Oishimaya [171] Ở Việt Nam, cà tím chỉ mới được chú trọng phát triển trong những năm gần đây và được trồng khá phổ biến ở nhiều địa phương trong cả nước như Phú Thọ, Hưng Yên (miền Bắc) Huế, Quãng Ngãi (miền Trung) và Lâm Đồng,

Bà Rịa -Vũng Tàu (miền Nam)

Tỉnh Lâm Đồng là một trong những tỉnh rất quan tâm đến sản xuất nông lâm nghiệp nhất là nông nghiệp công nghệ cao, tỷ lệ sản xuất nông lâm nghiệp chiếm 48,3%, trong đó trồng trọt chiếm 82,8%, dịch vụ nông nghiệp chiếm 15,3% và chăn nuôi chỉ chiếm 1,9% Cà tím được trồng với diện tích đứng thứ 3 trong nhóm cây họ

cà, sau cà chua, ớt ngọt Diện tích trồng cà tím tăng lên hàng năm Ước tính năm 2014 diện tích trồng cà tím của tỉnh Lâm Đồng vào khoảng 1.041 ha, tăng lên khoảng 1.944

ha vào năm 2017, với năng suất trung bình là 47,6 tấn/ha, trong đó diện tích gieo trồng tập trung chủ yếu ở huyện Đơn Dương (1.380,2 ha), huyện Đức Trọng (433,2 ha), thành phố Đà Lạt (11,4 ha) và rải rác ở một số huyện khác như Di Linh, Bảo Lộc, Đạ Tẻh, Lâm Hà, Cát Tiên [25]

Mặc dù cây cà tím cho thu nhập cao (vào khoảng 50 - 200 triệu đồng/ha/vụ), nhưng sản xuất vẫn rất không ổn định, do nhiều nguyên nhân, một nguyên nhân quan trọng là do sâu bệnh, côn trùng và tuyến trùng gây nên Theo Daunay [89], trên cà tím

có tới 20 loại sâu bệnh và nhóm tuyến trùng nốt sần rễ, trong đó bệnh héo vàng

(Fusarium oxysporum), héo xanh (Pseudomonas solanacearum) và tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne spp.) là 3 nhóm dịch bệnh gây hại vùng rễ nghiêm trọng nhất,

ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng cà tím Trước tính hình đó, các cơ quan chỉ đạo sản xuất, người dân đã dùng nhiều loại thuốc hóa học có độ độc cao để phòng chống và lượng dùng ngày một tăng dần, tuy nhiên vẫn không thu được hiệu quả như mong đợi

Tuyến trùng nốt sần rễ là nhóm tuyến trùng có vai trò gây hại quan trọng và phổ biến nhất trên thế giới [133] và là nhóm gây thiệt hại kinh tế cho cây trồng nông nghiệp

ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới [83] Tuyến trùng nốt sần rễ có thể làm giảm năng suất của cà tím lên đến 95% [95]

Thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cây cà tím rất đa dạng Do cà tím được trồng ở những vùng khí hậu ấm nên tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cà tím chủ yếu thuộc các loài tuyến trùng nốt sần rễ vùng nhiệt đới Kết quả điều tra cho thấy có

hai loài tuyến trùng nốt sần rễ là M incognita, M javanica gây hại trên cà tím ở khu

vực Nam Á [228], ở Nepal [59] và Ấn Độ [112], nhưng ở Ai Cập thì có 3 loài tuyến

trùng nốt sần rễ gây hại là M incognita, M arenaria và M javanica [124]

Tuyến trùng nói chung và tuyến trùng nốt sần rễ nói riêng gây hại đã ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chất lượng cây trồng Có thể nói tuyến trùng nốt sần rễ như một bệnh dịch phát triển mạnh không chỉ gây hại trên các loại cây công nghiệp dài ngày mà là đối tượng quan trọng được quan tâm phòng trừ chính của nhiều loại cây rau màu Tuyến trùng nốt sần rễ không những gây ra triệu chứng các nốt u sưng trên

rễ làm ảnh hưởng đến khả năng hấp thu dinh dưỡng làm cây trở nên còi cọc, chậm phát triển, nếu gây hại nặng có thể làm cho cây chết Tuyến trùng gây hại cây trồng còn tạo cơ hội lây nhiễm các bệnh do nấm, vi khuẩn gây hại cho cây trồng Tuyến trùng nốt sần rễ tác động vào cây trồng sẽ làm giảm sức đề kháng đối với bệnh héo xanh [91]

Cho đến hiện nay việc điều tra thu thập và đánh giá vai trò gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ gây hại trên các loại cây trồng ở Việt Nam chưa nhiều, các công bố chủ yếu tập trung trên một số cây công nghiệp dài ngày Một số kết quả điều tra xác định thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ trên cây rau ở khu vực miền Nam và Lâm Đồng được thực hiện vào những năm 90 của thế kỷ XX Tiêu biểu là công trình nghiên cứu công bố về thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ trên 21 nhóm cây rau ở miền Nam Việt Nam bao gồm các cây rau họ thập tự, hoa tán, họ cà, [149] và thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ trên các loại cây rau như đậu cô ve, cây bắp cải, khoai tây

và a-ti-sô [61] Các nghiên cứu này đều chưa ghi nhận thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ hại trên cà tím

Trên thế giới, việc nghiên cứu đặc điểm sinh học và sinh thái của một số loài tuyến trùng nốt sần rễ đã được thực hiện Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện sinh thái như nhiệt độ, độ ẩm, các yếu tố khí hậu đến vòng đời của tuyến trùng nốt sần

rễ M incognita trên cà chua và cà tím [51], [179], [190], trên khoai tây [223] Tuy

nhiên, tại Việt Nam nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái của tuyến trùng nốt sần rễ chưa được công bố nhiều Đã có một số nghiên cứu về tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cây trên lúa [2], trên cây thuốc lá [35] và trên cà chua [36] nhưng chưa có công bố về đặc điểm sinh học hoặc sinh thái học của tuyến trùng nốt sần rễ trên cà tím

Trong những năm trở lại đây, cà tím là một trong những cây rau ăn quả được ưa chuộng và phát triển mạnh, được thị trường trong nước và nước ngoài ưa thích Trồng

cà tím có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển kinh tế nông nghiệp đem lại lợi nhuận cho người nông dân và ngoại tệ nhờ xuất khẩu Tuy nhiên, việc canh tác cà tím gặp nhiều khó khăn do có nhiều loại bệnh hại trong đó có tuyến trùng Trong khi đó, các giải pháp quản lý tuyến trùng được áp dụng chỉ là những giải pháp đơn lẻ Đồng thời, tuyến trùng nốt sần rễ gây hại tại vùng rễ của cây trồng nên người sản xuất không nhận biết được triệu chứng hại ngay từ ban đầu mà thường nhầm với các loại bệnh khác Điều này dẫn đến việc áp dụng các biện pháp phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ muộn và không hiệu quả Các biện pháp phòng chống sâu bệnh hại mà người dân trồng cà tím đang sử dụng chủ yếu là để phòng trừ sâu đất và các loại nấm bệnh trong đất mà không phòng trừ tuyến trùng Ở Lâm Đồng cũng đã có công trình nghiên cứu

về biện pháp phòng chống tuyến trùng tổng hợp trên cây rau [16], nhưng chưa nghiên cứu cụ thể về tuyến trùng nốt sần rễ Do đó, việc điều tra xác định thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ, đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài tuyến trùng nốt sần

rễ có vai trò gây hại quan trọng trên cà tím để đưa ra giải pháp phòng trừ theo hướng tổng hợp là rất cần thiết

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

1.2.1.1 Lịch sử nghiên cứu, phân bố và mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ

trong nông nghiệp

Tuyến trùng nốt sần rễ (root-knot nematodes) có nhiều cách gọi khác nhau như tuyến trùng nốt sần rễ, tuyến trùng u sưng, tuyến trùng sần rễ Để thống nhất trong tên gọi trong khuôn khổ luận án này cũng như thống nhất theo tên gọi theo bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, sau đây, thuật ngữ tuyến trùng nốt sần rễ được sử dụng xuyên suốt trong luận án

Tuyến trùng nốt sần rễ là nhóm ký sinh bắt buộc, là nhóm có vai trò gây hại quan trọng, ký sinh trên hầu hết cây trồng, gây thiệt hại rất lớn đối với nền kinh tế nông nghiệp [178] Những nghiên cứu đầu tiên liên quan đến tuyến trùng ký sinh thực vật được biết đến vào giữa thế kỷ 18 (1743) khi Needham quan sát loài gây hại trên lúa

mì có khả năng di chuyển bằng kính hiển vi Tuy nhiên, mãi đến giữa thế kỷ 19, những

mô tả đặc trưng về tuyến trùng nốt sần rễ mới rõ ràng Báo cáo đầu tiên liên quan đến tuyến trùng nốt sần rễ được Miles Joseph Berkeley đưa ra vào năm 1855 khi mô tả về những nốt sần trên rễ của dưa leo Vào năm 1879, Cornu đã mô tả về tuyến trùng nốt

sần rễ với tên khoa học là Anguillula marioni Đến năm 1884, Carl Muller đã chứng

minh vân mẫu vùng chậu “perineal pattern“ khi mô tả về tuyến trùng nốt sần rễ với

tên gọi là Heterodera radicicola Vào năm 1885, Melchior Treub cũng tìm ra một loài tuyến trùng nốt sần rễ và đề xuất với tên gọi là Heterodera javanica Treub Cho đến

năm 1887, Goldi đã xuất bản ấn bản phẩm mô tả chi tiết và minh chứng về loài tuyến

trùng nốt sần rễ M exigua ký sinh trên cà phê ở Brazil [140] Tuy nhiên trong khoảng thời gian từ 1884 đến 1949 tên giống Meloidogyne không được sử dụng rộng rãi, mà chủ yếu sử dụng tên giống là Heterodera khi mô tả tuyến trùng nốt sần rễ gây hại trên cây trồng [140] Mãi đến năm 1949, Chitwood đã tách tuyến trùng nốt sần rễ khỏi giống tuyến trùng bào nang Heterodera và mô tả lại một số loài như M arenaria, M exigua, M incognita, M javanica và M hapla [178] Từ đó đến nay, tuyến trùng nốt sần rễ được xếp vào giống Meloidogyne Theo Whitehead [226], giống Meloidogyne

được Filipjew (1934) và Skarbilovich xếp vào họ Heteroderidae Tuy nhiên vào năm

1959 Skarbilovich đã xếp giống Meloidogyne vào họ Meloidogynidae

Tuyến trùng nốt sần rễ có phổ ký chủ rộng, có thể sinh trưởng và phát triển ở những vùng có nhiệt độ thấp đến những vùng có nhiệt độ cao, từ vùng ôn đới đến

vùng nhiệt đới M incognita là loài phổ biến nhất và gây hại quan trọng nhất đối với nền nông nghiệp thế giới Theo Sasser [195] loài M incognita chiếm đến 2/3 tuyến

trùng nốt sần rễ ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới và phân bố rộng khắp trên các châu

lục Bản đồ phân bố dưới đây cho thấy sự phân bố rộng khắp của loài M incognita

phân tán trên rễ Nốt sần rễ do tuyến trùng Meloidogyne spp gây ra ở cây có hệ rễ cọc

hoặc cây lâu năm sẽ nhỏ hơn ở cây rễ chùm và cây hàng năm Mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ lên một loài cây trồng cũng khác nhau và phụ thuộc vào khí hậu Các triệu chứng trên mặt đất của các loại cây trồng do tuyến trùng nốt sần rễ gây

ra rất khó phân biệt và phụ thuộc vào mức độ gây hại, có thể là không có triệu chứng hoặc có triệu chứng không đặc trưng khi mật độ tuyến trùng chưa cao hơn ngưỡng gây thiệt hại về mặt kinh tế Biểu hiện rõ rệt trên mặt đất khi cây trồng bị tuyến trùng nốt sần rễ gây hại đó là cây giảm khả năng hấp thu dinh dưỡng và nước, giảm khả năng quang hợp, cây còi cọc, cây dễ bị héo, năng suất và chất lượng giảm Nếu cây bị tuyến trùng nốt sần rễ gây hại trầm trọng thì rễ bị khô và cây sẽ chết [173]

Các loại tuyến trùng nốt sần rễ gây hại trên cà tím chủ yếu là M incognita, M javanica và M arenaria, trong đó loài M incognita là loài gây hại quan trọng Thành

phần của các loài nốt sần rễ khác nhau ở những vùng khí hậu khác nhau Có 3 loài

tuyến trùng gây hại trên cà tím đã được tìm thấy, trong đó M incognita chiếm 63,33%,

M arenaria chiếm 20% và M javanica chiếm 16,67% ở Ấn Độ [112] và ở Ai Cập [124] Trong lúc đó, ở Nepal và ở Châu Phi chỉ ghi nhận có 2 loài là M incognita và

M javanica gây hại trên cà tím [59], [224]

cho rằng tuyến trùng nốt sần rễ bao gồm loài M incognita gây hại cho hầu hết cây

trồng và làm thiệt hại hàng tỉ đô la hàng năm, trong trường hợp bị nặng, thiệt hại năng suất có thể lên đến 85% [195] Tuy nhiên những nghiên cứu của các tác giả về mức

độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ trên các nhóm đối tượng khác nhau là khác nhau Theo ước tính, ở Tây Ban Nha có đến 50 - 66% các loại cây rau trồng trong nhà che

phủ, 27 - 59% cây rau trồng trên đồng ruộng bị tuyến trùng nốt sần rễ M incognita và

M javanica gây hại, trong đó loài M incognita là đối tượng gây hại chủ yếu [78]

Theo kết quả nghiên cứu của Di Vito và cộng sự [94] thì tuyến trùng nốt sần rễ M incognita có thể làm giảm năng suất cà tím lên đến 95%, còn theo Bhatti và Jain [60] thì M incognita có thể làm giảm năng suất cà chua đến 91%, cây đậu bắp là 46% và

cà tím là 27% Theo Barker và cộng sự [54], loài M incognita có thể làm giảm năng suất cà chua đến 82%, trong khi đó M hapla làm giảm năng suất cà chua là 25,8%

Kết quả nghiên cứu về loài tuyến trùng nốt sần rễ khác cũng cho thấy chúng ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng, số hoa và quả của một số loài cây trồng Kết quả nghiên

cứu của Brodie và Dukes [74] cho kết quả là loài M javanica có thể làm giảm năng suất thuốc lá đến 39,8% Theo như Claussen và Bird [79] thì tuyến trùng M javanica

có thể làm giảm năng suất, chất lượng, giảm số hoa, số quả của cà tím Trên đồng ruộng, nhiều yếu tố môi trường sẽ cùng tác động lên quần thể tuyến trùng, vì thế mà mật độ tuyến trùng trong đất trồng cũng thấp hơn trong điều kiện nhà kính [173]

1.2.1.2 Phân loại và định danh tuyến trùng nốt sần rễ

Phân loại tuyến trùng nốt sần rễ

Tuyến trùng nốt sần rễ Meloidogyne thuộc giới Animalia, ngành Nematoda

Potts, 1932, lớp Chromadorea Inglis, 1983, bộ Rhabditida Chitwood, 1933, phân bộ Tylenchida Thorne, 1949, họ Meloidogynidae Skarbilovich, 1959, giống

Meloidogyne Goldi, 1987 Cây phân loại của tuyến trùng nốt sần rễ [140] như hình

1.3 sau:

Hình 1.3 Cây phân loại tuyến trùng nốt sần rễ Meloidogyne

Định danh tuyến trùng nốt sần rễ

Định danh loài Meloidogyne spp đã được công bố đầu tiên liên quan đến tuyến

trùng nốt sần rễ trên cà phê Muốn xác định loài tuyến trùng nốt sần rễ chính xác cần dựa vào những đặc điểm về khí hậu, vị trí địa lý, thực vật, mối quan hệ với ký chủ và những công bố liên quan trước đây Ban đầu kỹ thuật định danh tuyến trùng nốt sần

rễ thường chủ yếu dựa vào đặc điểm hình thái trên cơ sở mô tả đặc điểm vân mẫu vùng chậu (perineal pattern) của con cái và chiều dài của ấu trùng tuổi 2 Để định danh chính xác loài thì cần ít nhất 10 - 20 con cái và ấu trùng tuổi 2 [211] Đặc điểm hình thái được mô tả bằng kính hiển vi quang học để định danh tuyến trùng nốt sần rễ và

mô tả đặc điểm cấu trúc như kim hút, đầu, đặc điểm của núm gốc kim được mô tả bằng kính hiển vi điện tử quét Với phương pháp mô tả đặc điểm hình thái bằng vân mẫu con cái và đặc điểm của ấu trùng tuổi 2 bằng kính hiển vi quang học được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay Thông thường sử dụng kính hiển vi quang học để định danh tuyến trùng nốt sần rễ bằng cách mô tả các đặc điểm của con cái, con đực

và ấu trùng tuổi 2 [99], [101], [103], [130], [178], [211], [226] Đối với con cái thường

mô tả hình dạng, chiều dài kim hút, lỗ đổ tuyến thực quản lưng và đặc điểm vân mẫu Đối với con đực thì mô tả hình dạng đầu, chiều dài kim hút, hình dạng núm gốc, lỗ đổ của tuyến thực quản lưng (DEGO - Dorsal eosophageal gland orifice) đến núm gốc kim Đối với ấu trùng tuổi 2 thì xác định chiều dài cơ thể, chiều dài đuôi và phần đuôi trong suốt, lỗ đổ tuyến thực quản lưng và hình dạng đuôi [130], [178] Cho đến cuối năm 2012 có khoảng hơn 100 loài tuyến trùng nốt sần rễ được mô tả [140]

Hình thái học đóng vai trò quan trọng trong phân loại học tuyến trùng [3] Sự duy trì định danh tuyến trùng nốt sần rễ bằng mô tả đặc điểm vân mẫu con cái duy trì trong một thời gian dài và nó được coi là một công cụ hữu ích để xác định loài

Meloidogyne cho đến khi phương pháp hóa sinh và sinh học phân tử ra đời

Esbenshade và Triantaphyllou [105] đã sử dụng kỹ thuật điện di izozyme với việc sử dụng một hoặc nhiều con cái non để định danh nhanh tuyến trùng nốt sần rễ Kỹ thuật này chính xác, nhanh chóng và cho phép định danh hỗn hợp loài tuyến trùng nốt sần

rễ Phương pháp này cũng đã định danh và xác định lại tính chính xác của các loài khi

mô tả về đặc điểm hình thái Kết quả nghiên cứu sử dụng isozyme đã chứng minh loài

M paranaensis giống với loài M incognita [73] Do đó trong điều tra về đa dạng sinh

học thì sử dụng isozyme là biện pháp hữu ích để phân loại [178] Monteiro và cộng

sự [165] đã sử dụng kỹ thuật isozyme esterase và hình thái học để phát hiện loài mới là

M konaensis ở Brazil

Các phương pháp định danh dựa vào sinh học phân tử DNA được ứng dụng trong phân loại tuyến trùng nốt sần rễ vào cuối thể kỷ XX và đầu thế kỷ XXI và phát

triển mạnh mẽ Phương pháp này thực hiện nhanh, chính xác có thể định danh tuyến trùng nốt sần rễ ở bất cứ giai đoạn nào kể cả con cái, con đực, ấu trùng tuổi 2, 3 hay

4 Phương pháp định danh bằng cách dùng một đoạn mồi để khoách đại DNA ribosome của 2 ribosome18S và 28S Định danh bằng phương pháp sinh học phân tử

có thể khắc phục được những nhược điểm của phương pháp hình thái Đó là định danh chính xác đến phân tử nên không bị mô tả nhầm lẫn giữa loài này và loài khác Monteiro và cộng sự [164] trong thử nghiệm PCR với mồi đặc hiệu đã xác định loài

M brasiliensis chính là loài M ethiopic Sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử cũng có

thể xác định loài mới một cách chính xác [165] Bên cạnh đó, sử dụng đa hình chiều dài đoạn giới hạn, khuyếch đại vùng đặc hiệu, realtime- PCR cũng có thể đánh giá số

cá thể ấu trùng tuổi 2 trên đồng ruộng tương tự như phương pháp hình thái [163]

1.2.1.3 Đặc điểm sinh học, sinh thái học của tuyến trùng nốt sần rễ

Đặc điểm sinh học

Tuyến trùng nốt sần rễ là nhóm tuyến trùng ký sinh bắt buộc, có phổ ký chủ rộng, có vai trò gây hại quan trọng đối với nền nông nghiệp trên thế giới [103] Tuyến trùng nốt sần rễ có nhiều giai đoạn sinh trưởng và phát triển, biến đổi qua nhiều hình dạng khác nhau, có thể gọi là lưỡng hình Con cái chứa bọc trứng có hình quả lê, ký sinh bắt buộc trong rễ, còn con đực có hình giun thường sống trong đất Sự khác nhau của con đực và con cái là đặc điểm sinh học đặc trưng của nhóm tuyến trùng này Từ trứng đến con trưởng thành của tuyến trùng nốt sần rễ trải qua bốn giai đoạn phát triển Các giai đoạn phát triển có các hình dạng khác nhau và có đặc điểm sinh học, sinh thái học cũng khác nhau Các khối trứng nằm trên rễ cây phát triển và hình thành con non hình giun nằm trong trứng Giai đoạn này gọi là pha phát triển thứ nhất hay là ấu trùng tuổi 1 (J1) Dưới tác động của điều kiện môi trường, con non giai đoạn thứ nhất phát triển thành ấu trùng giai đoạn thứ 2 (J2) Ấu trùng tuổi 2 di chuyển vào đất, đây

là pha xâm nhiễm, di chuyển và linh động Khi có ký chủ thích hợp, ấu trùng tuổi 2 xâm nhiễm vào rễ và ký sinh ở trong rễ tạo thành những tế bào khổng lồ Ấu trùng tuổi 2 phát triển trong rễ một thời gian thì phình to, phát triển thành ấu trùng tuổi 3 và tuổi 4 Ấu trùng tuổi 3 (J3) và tuổi 4 (J4) phát triển trong một thời gian ngắn thường vào khoảng 4 - 6 ngày, không có kim chích hút và không sử dụng dinh dưỡng thực vật [178]; [211] Sau đó, ấu trùng tuổi 4 phát triển thành con trưởng thành Nếu trong

môi trường nhiều dinh dưỡng thì ấu trùng tuổi 4 phát triển thành con cái Con cái tiếp tục sử dụng dinh dưỡng và phát triển, mang bọc trứng và sinh sản Sau khi trứng nở,

ấu trùng tuổi 2 có thể từ trong nốt sần được giải phóng vào đất, gặp điều kiện thuận lợi, chúng di chuyển và xâm nhập vào các rễ cây khác trên đồng ruộng để bắt đầu một vòng đời mới [102] Nếu gặp điều kiện bất lợi, ấu trùng tuổi 4 phát triển thành con đực, hình giun và không ký sinh [103], [178] Một số loài tuyến trùng nốt sần rễ sinh sản lưỡng tính, một số đơn tính và lưỡng tính không bắt buộc

Vòng đời của tuyến tùng nốt sần rễ được tính từ lúc tuyến trùng tuổi 2 xâm nhiễm vào rễ cho đến khi phát triển thành con cái trưởng thành, nở trứng và phát triển thành

ấu trùng tuổi 2 ở trong đất Thông thường thời gian sinh trưởng và phát triển của tuyến trùng nốt sần rễ phụ thuộc vào loài, ký chủ và nhiệt độ, nhìn chung biến động từ 15 ngày đến 70 ngày Một số loài tuyến trùng không xâm nhiễm trong suốt mùa đông hoặc không nở trứng để chuyển thành ấu trùng tuổi 2 trong suốt mùa khô Tuy nhiên, khi có mưa hoặc có nước tưới, thì trứng nở rất nhanh chóng thành ấu trùng tuổi 2 và tìm nguồn thức ăn mới Số lượng trứng trên bọc trứng và tỉ lệ trứng nở có vai trò quan trọng trong việc gia tăng mật độ truyến trùng trong đất Thậm chí một số loài tuyến trùng không nở trứng hoặc số lượng trứng nở thành ấu trùng tuổi 2 rất ít ở mùa vụ thứ nhất nhưng vào mùa vụ thứ 2 thì số lượng tuyến trùng tăng nhanh chóng [178] Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của tuyến trùng nốt sần rễ phụ thuộc vào nhiệt độ Cùng một ký chủ, tuyến trùng nốt sần rễ hoàn thành vòng đời ngắn hơn ở nhiệt độ cao hơn, khi nhiệt độ thấp thì vòng đời của tuyến trùng cũng sẽ dài hơn Khả năng thích ứng với nhiệt độ cũng khác nhau đối vưới tuyến trùng ở vùng khí hậu lạnh

và khí hậu nóng Các loài tuyến trùng ôn đới như M hapla thích hợp ở nhiệt độ từ 15

- 25oC để sinh sản và có thể sống sót ở điều kiện đông đá [211] Trong khi đó đối với

các loài tuyến trùng nốt sần rễ vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như M incognita, M javanica, M arenaria thì thích hợp ở khoảng nhiệt độ 18 - 30oC [103] và không thể sống sót với nhiệt độ thấp hơn 10oC [178], [211] Với tuyến trùng nốt sần rễ M javanica thì thích hợp nhất với với khoảng nhiệt độ 25 - 30oC [64] Đối với loài tuyến

trùng M minor ở nhiệt độ 23oC có thể phát triển thành con cái trưởng thành khoảng

21 ngày sau khi ấu trùng tuổi 2 xâm nhiễm vào rễ [223] Đối với M nassi vòng đời ở

ngưỡng nhiệt 21 - 25oC trong vòng 30 ngày [211] Vòng đời của các loài tuyến trùng

nốt sần rễ vùng nhiệt đới cũng khác nhau trên các loại ký chủ khác nhau Đối với loài

tuyến trùng M javanica ký sinh trên cà chua ở nhiệt độ 24 - 28oC thì con cái trưởng thành quan sát được vào ngày thứ 20 sau nhiễm [221], còn ở nhiệt độ 20oC con cái

hình thành vào ngày thứ 23 sau nhiễm [63] Loài M incognita là loài đã được nghiên

cứu nhiều nhất và trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau Theo Tanda và cộng sự

[210], vòng đời của M incognita trên rễ cây vừng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm

khoảng 39 - 42 ngày, tuy nhiên trên rễ đậu bắp loài tuyến trùng này hoàn thành vòng

đời trong khoảng 21 - 24 ngày Kết quả nghiên cứu của Curto [85] cho thấy M incognita mất khoảng 10 tuần để hoàn thành vòng đời khi phát triển trên cải lông (Eruca sativa) trồng trong nhà kính và 14 tuần đối với củ cải (Raphanus sativa) nhưng

chỉ mất 6 tuần đối với cà chua Tuy nhiên, theo Anamika và cộng sự [51], vòng đời

của tuyến trùng M incognita chỉ có 16 ngày, còn kết quả nghiên cứu của Osunlola và Fawole [176] cho thấy vòng đời của M incognita chỉ có 11 ngày Kết quả nghiên cứu

của Ploeg và Maris [179] cho thấy, ở nhiệt độ 16,2oC M incognita mất 63 ngày để

hoàn tất vòng đời, ở 19,5oC mất 44 ngày, 25oC mất 27 ngày và 30 oC chỉ mất 20 ngày

để hoàn tất vòng đời Theo Rohini và cộng sự [190], M incognita hoàn tất vòng đời

trên cà chua và cà tím là 24 ngày ở nhiệt độ 25oC

Hình 1.4 Vòng đời của tuyến trùng nốt sần rễ

(Nguồn: Abad và cộng sự, 2008 [39])

Đặc điểm sinh thái học của tuyến trùng nốt sần rễ

Tuyến trùng nốt sần rễ phát triển phụ thuộc vào ký chủ Các loại cây trồng khác nhau thì mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ sẽ khác nhau Theo Mashkoor và

cộng sự [48] mức độ gây hại của M incognita lên 3 loại cây trồng là cà tím, hồ tiêu

và đậu bắp là khác nhau và cà tím là cây trồng có số lượng nốt sần rễ cao nhất, trong

đó, đậu bắp ít bị tuyến trùng nốt sần rễ gây hại nhất Ngoài ra, cùng một loại cây trồng nhưng mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ lên các giống khác nhau cũng khác nhau Theo Ullah và cộng sự [217], phản ứng của 6 giống cà tím khác nhau đối với

M incognita là khác nhau

Mật độ tuyến trùng tăng khi tìm thấy ký chủ thích hợp, còn ngược lại khi gặp điều kiện bất lợi thì mật độ tuyến trùng trong đất giảm và tồn tại một thời gian dài trong đất Tuyến trùng ký sinh cũng tồn tại với mật độ lớn trong rễ ký chủ và trong đất, tuy nhiên khi rễ bắt đầu bị khô và chết thì số lượng tuyến trùng cũng giảm dần

Vì vậy, trong một số trường hợp, mật độ tuyến trùng trong đất tăng thì không có nghĩa

là mức độ xâm nhiễm vào rễ của tuyến trùng cao Mật độ tuyến trùng phụ thuộc vào

hệ thống rễ cây ký chủ và điều kiện môi trường Phản ứng của cây ký chủ có vai trò quan trọng trong việc duy trì và phát triển mật độ tuyến trùng nốt sần rễ Một số loại cây trồng, khi bị tuyến trùng tấn công thì rễ sẽ bị chết Vì thế, sau khi ấu trùng tuổi 2 xâm nhập vào rễ sẽ phát triển và tạo một chu kỳ phát triển rất nhanh Những cây trồng

có thời gian thu hoạch ngắn thì tuyến trùng chỉ kịp phát triển một ít vòng đời Những cây trồng mà trồng cây con sẽ có vòng đời tuyến trùng ngắn hơn cây gieo hạt Đối với

cà chua, trồng cây con có mật độ tuyến trùng gấp đôi so với cây gieo hạt trong cùng điều kiện gieo trồng Tương tự, trên những cây lâu năm vòng đời tuyến trùng sẽ dài hơn so với cây hàng năm [178]

Mật độ của tuyến trùng nốt sần rễ trong đất phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện sinh thái đất và khí hậu Đối với vùng đất trồng cây hàng năm, hầu hết tuyến trùng nốt sần rễ tập trung ở lớp đất mặt ở khoảng độ sâu từ 5 - 30 cm Ngược lại, những vùng đất trồng cây lâu năm thì tuyến trùng nốt sần rễ có thể phân bố đến độ sâu 5m hoặc hơn [211] Ciancio và Mukerji [78] cho rằng có mối liên hệ giữa ngưỡng gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ với loại đất, điều kiện môi trường và biện pháp quản lý

Yếu tố khí hậu cũng ảnh hưởng đến mật độ tuyến trùng đất Theo kết quả nghiên cứu của Nielsen [168] cho thấy mật độ tuyến trùng đất có liên quan đến 65% lượng mưa và 58% liên quan đến nhiệt độ đất Trong năm, khi mưa nhiều, nhiệt độ ấm thì mật độ tuyến trùng tăng, còn khi nhiệt độ cao, chế độ mưa ít và độ ẩm đất thấp thì mật

độ tuyến trùng giảm Theo kết quả nghiên cứu của Franklin và cộng sự [109], mật độ tuyến trùng nốt sần rễ tăng vào mùa xuân, thấp vào mùa đông và giảm vào mùa hè do nhiệt độ cao và độ ẩm của đất thấp Mật độ tuyến trùng trong đất vào mùa xuân dao động vào khoảng 1- 590 J2/250cm3 và dao động trong khoảng 1 - 2100 J2/250cm3 đất

vào mùa hè [174] Trên một số cây trồng như cà chua, ớt ngọt, thuốc lá, mật độ M incognita cao nhất vào thời điểm mùa hè (cuối hè, đầu thu), nhưng mật độ sẽ giảm

thấp đến 87% sau 1 tháng và 94% sau 6 tháng [96] Ở ngưỡng nhiệt độ -15oC và 37oC thì tuyến trùng không thể sống sót được 15 ngày [134] Nhiệt độ đất không những ảnh hưởng đến đặc điểm sinh học, khả năng sinh sản của tuyến trùng nốt sần rễ mà còn ảnh hưởng đến khả năng sống sót, tỉ lệ trứng nở và mật độ ấu trùng tuổi 2 trong đất [140]

Tuyến trùng ký sinh nói chung và tuyến trùng nốt sần rễ nói riêng cần nước trong các khe hở mao quản của đất để di chuyển và tồn tại Hầu hết tuyến trùng thích hợp ở khoảng 40 - 60% độ ẩm đồng ruộng [140] Độ ẩm đất ảnh hưởng đến sự sống sót của tuyến trùng nốt sần rễ Độ ẩm thấp hoặc cao cũng làm giảm mật độ tuyến trùng trong đất Độ ẩm thấp và đất khô có số lượng tuyến trùng thấp hơn trong đất có độ ẩm cao [203] Tốc độ gia tăng mật độ tuyến trùng lớn nhất trong điều điện độ ẩm trung bình

và thấp nhất ở điều kiện độ ẩm thấp Bên cạnh đó độ ẩm cao thì tốc độ nở trứng của tuyến trùng nốt sần rễ cũng nhanh hơn ở điều kiện độ ẩm thấp [88] Do đó, sự thay đổi chế độ nhiệt và chế độ mưa trong năm cũng ảnh hưởng đến tuyến trùng nốt sần

rễ Thông thường mật độ tuyến trùng nốt sần rễ cao khi độ ẩm đất trung bình và giảm mật độ khi độ ẩm đất thấp Tuyến trùng sống sót tăng khi đất có độ ẩm tăng và nhiệt

độ trên nhiệt độ đóng băng [134]

Đặc điểm kết cấu của đất cũng ảnh hưởng đến mật đố tuyến trùng Tuyến trùng nốt sần rễ thường thích hợp với đất cát hơn là đất sét Tuy nhiên một số loài tuyến trùng vẫn có thể phát triển tốt trong điều kiện đất sét Theo kết quả nghiên cứu của Jaraba và cộng sự [128] thì hàm lượng cát trong đất có ảnh hưởng đến sự phát triển

của tuyến trùng M incognita trên cây bông Trong đất có hàm lượng cát cao thì mật

độ ấu trùng nốt sần rễ trên rễ cây bông cao hơn trong đất có hàm lượng cát thấp Mật

độ ấu trùng gia tăng nhanh trong đất cát pha thịt và gia tăng chậm trong đất cát có sa cấu lớn hơn [207] Sa cấu đất ảnh hưởng đến khả năng di chuyển của tuyến trùng nốt sần rễ Trong đất cát khả năng di chuyển của ấu trùng tuổi 2 nhanh hơn trong đất nhiều sét [110] Ngược lại, hàm lượng sét trong đất càng tăng thì sự di chuyển của ấu trùng tuổi 2 trong đất sẽ càng giảm [180] Sa cấu đất cũng ảnh hưởng đến sự sống sót, khả

năng xâm nhiễm và mật độ ấu trùng tuổi 2 trong rễ Mật độ loài M javanica trong đất

cát cao hơn trong đất sét pha cát và đất sét, tuy nhiên mật độ ấu trùng tuổi 2 trong rễ

và chỉ số hại trong đất cát và đất sét pha cát không có sự khác biệt nhưng cao hơn trong đất sét [86]

Nguồn vật liệu hữu cơ trong đất cũng ảnh hưởng đến tuyến trùng Mật độ tuyến trùng trong đất liên quan đến vật liệu hữu cơ bổ sung vào đất trồng cà tím Sự khác nhau của các vật liệu hữu cơ cũng ảnh hưởng khác nhau đến tuyến trùng trong đất [137] Theo kết quả nghiên cứu của Farahat [106], khi bổ sung các nguồn vật liệu hữu

cơ khác nhau như neem, compost, phân gà và phân vô cơ NPK với liều lượng khác nhau thì cho kết quả là mật độ ấu trùng trong đất, số nốt sần rễ trên rễ, sinh khối trứng,

khả năng sinh sản của loài tuyến trùng M incognita khác nhau Hàm lượng acid humic

cũng ảnh hưởng đến mật độ, sinh khối trứng và khả năng xâm nhiễm của tuyến trùng

nốt sần rễ Theo Kesba và El-Beltagi [143], acid humic làm giảm mật độ ấu trùng M incognita tuổi 2 trong đất, giảm sinh khối trứng và giảm số nốt sần rễ trên rễ

Nhìn chung, sự sinh trưởng, mật độ và khả năng sống sót của tuyến trùng nốt sần rễ phụ thuộc vào ký chủ, các điều kiện sinh thái như nhiệt độ, độ ẩm đất, hàm lượng hữu cơ và sa cấu đất

1.2.1.4 Biện pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ

Sử dụng các biện pháp phòng chống tuyến nốt sần rễ nhằm hạn chế tác hại của

tuyến trùng đến cây trồng, nhằm ổn định năng suất và chất lượng, mang lại hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng các biện pháp trong quản lý tuyến trùng nốt sần rễ trên các loại cây rau rất khó khăn và là một thách thức lớn trong canh tác nông nghiệp [81] Có 6 biện pháp tác động vào cây trồng nhằm hạn chế sự phát triển của tuyến trùng gây hại, bao gồm: luân canh cây trồng, nhổ bỏ gốc, sử dụng gen kháng, biện pháp sinh học, biện pháp vật lý và sử dụng thuốc trừ tuyến trùng Những biện pháp này đều có những ưu điểm nhất định, tuy nhiên để tăng hiệu quả thì nên sử dụng hệ thống quản lý tổng hợp IPM [70], [108]

Biện pháp luân canh cây trồng

Một trong những biện pháp quản lý tuyến trùng hiệu quả đó là sử dụng biện pháp luân canh cây trồng Luân canh cây trồng là biện pháp lâu đời nhất và được xem là một biện pháp khá hiệu quả trong việc kiểm soát tuyến trùng gây hại Vì thế, khi luân canh cây trồng nên chọn các loại cây trồng không phải là ký chủ của nhiều loài gây hại hoặc là ký chủ của rất ít loài tuyến trùng hại, hoặc cũng có thể sử dụng giống

kháng hoặc là cây đối kháng Thực chất việc luân canh cây trồng là cắt đứt nguồn thức

ăn của tuyến trùng đối với ký chủ Việc trồng liên tiếp một loại cây trồng sẽ tạo điều kiện để cho tuyến trùng nốt sần rễ tích lũy và gây hại, tuy nhiên luân canh cây trồng

sẽ khó thực hiện trong điều kiện khai thác để canh tác độc canh một canh trồng nào

đó có hiệu quả kinh tế cao [78] Cây trồng dùng để luân canh là những cây có thể làm giảm mật độ của tuyến trùng hại ở trong đất xuống rất thấp, hoặc có thể sử dụng những cây trồng thu hút, sau đó thu gom và nhổ bỏ Bridge [70] và Kerry [142] cho rằng sử dụng các cây trồng ngắn ngày có tác dụng tiêu diệt và thu hút tuyến trùng là biện pháp hiệu quả trong việc quản lý tuyến trùng hại Theo kết quả nghiên cứu của Govaerts và cộng sự [117] khi trồng độc canh cây ngô đã làm tăng tỉ lệ rễ bị nốt sần nhưng luân canh ngô với lúa mì đã làm giảm tỉ lệ rễ bị nốt sần và tăng năng suất lên đến 30%

Sử dụng cây thu hút để thu hút sự tấn công của tuyến trùng vào một cây nào đó, sau đỏ nhổ và tiêu hủy sẽ làm giảm mật độ gây hại đối với tuyến trùng vụ sau Đây cũng được coi là một biện pháp luân canh cây trồng có hiệu quả trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ Sử dụng những cây trồng là ký chủ thích hợp và có thể thu hút tuyến trùng nốt sần rễ phát triển Cây trồng thường sử dụng là cây có thời gian sinh trưởng ngắn nên tuyến trùng nốt sần rễ chỉ phát triển được một ít chu kỳ, chưa hình thành hoặc chỉ hình thành một ít thế hệ để sinh sản và không di chuyển ra bên ngoài

rễ Sau đó, rễ cây trồng sẽ được nhổ bỏ và tiêu hủy [202]

Biện pháp sử dụng giống kháng

Sử dụng giống kháng cũng là một biện pháp quản lý tuyến trùng Tuy nhiên có nhiều loài tuyến trùng có khả năng gây bệnh trên một loại ký chủ nên việc sử dụng biện pháp này khó đạt hiệu quả cao Trên thế giới cũng đã nghiên cứu thành công một

số loại cây trồng có khả năng kháng tuyến trùng nốt sần rễ Ví dụ, giống khoai lang

kháng M incognita ở Kenyan [141], giống lúa kháng M graminicola ở Trung Quốc [230], giống đậu bắp kháng M incognita [123] Sử dụng giống kháng cho các cây

trồng họ cà được nghiên cứu nhiều và cũng đã sản xuất tạo những giống thương phẩm

có giá trị như cà chua, hồ tiêu [173] Ở khu vực Trung Đông việc sử dụng giống cà chua kháng với các loài tuyến trùng nốt sần rễ đã phát triển mạnh và đã tạo ra giống

cà chua thương phẩm có thể kháng với các loài như M javanica và M arenaria [188],

[218]

Boiteux và Charchar [65] đã nghiên cứu thành công giống cà tím và cà pháo có

khả năng kháng tuyến trùng nốt sần rễ M javanica Việc trồng giống kháng và luân

canh cây trồng với những cây kháng tuyến trùng có khả năng làm tăng năng suất của cây trồng Theo kết quả nghiên cứu của Thies và cộng sự [213], năng suất của dưa leo

tăng 85% và của bí ngồi tăng 55% sau khi trồng cây ớt chuông kháng tuyến trùng M incognita

Biện pháp vật lý

Các biện pháp vật lý như sử dụng nhiệt độ cao, chế độ phơi ải, làm đất, ngập lụt

đã được áp dụng và được xem là những biện pháp hiệu quả trong quản lý tuyến trùng nốt sần rễ

Biện pháp sử dụng nhiệt độ cao: Sử dụng nhiệt độ để giết chết tuyến trùng trong

một thời gian ngắn Xông nhiệt là biện pháp được sử dụng rộng rãi trên thế giới, đây

là biện pháp sử dụng nước nóng làm tăng nhiệt độ trong đất vì thế sẽ giết chết các loài gây hại và kể cả các loài có lợi Khi nhiệt độ trong đất tăng lên trên 70oC trong vòng

ít nhất 30 phút có thể giết chết được hầu hết các loại sinh vật có hại trong đất Tuy

nhiên, để giết chết được tuyến trùng nốt sần rễ M incognita thì chỉ cần nhiệt độ trên

48oC [169] Phương pháp này khá tốn kém vì cần nhiều nước và nhiên liệu hoặc năng lượng để đun nóng nước Ngoài ra, các biện pháp nung nhiệt khác cũng có thể làm tăng nhiệt độ trong đất và tiêu diệt tuyến trùng nốt sần rễ trong đất Các biện pháp nung nhiệt như sử dụng máy phun nóng, đốt ngầm các nguyên liệu hữu cơ trong đất cũng có hiệu quả cao trong việc quản lý tuyến trùng gây hại Phơi ải làm gia tăng nhiệt

độ trong đất bằng cách sử dụng bạt phủ để giữ bức xạ mặt trời, hoặc chỉ phơi ải đất

mà không dùng bạt phủ nilon cũng có tác dụng trong việc kiểm soát tuyến trùng Phương pháp này có thể kiểm soát được nhiều loại bệnh và côn trùng gây hại khác [173] Biện pháp phơi ải chỉ có hiệu quả ở những vùng nhiệt đới, còn ở những vùng

ôn đới thì biện pháp phơi ải không có hiệu quả Biện pháp phơi ải kết hợp với bổ sung

vật liệu hữu cơ làm giảm tỉ lệ gây bệnh của M incognita và M javanica trên cà chua

và hồ tiêu [172] Kết hợp biện pháp ủ yếm khí phân gà và phơi ải đất cũng có tác dụng

trong việc phòng trừ tuyến trùng M incognita hại cà tím và ớt chuông [75], hoặc phơi

ải kết hợp vật liệu hữu cơ cũng có tác dụng phòng trừ M javanica [152]

Biện pháp làm đất và để đất hoang: Tuyến trùng nốt sần rễ là nhóm ký sinh bắt

buộc và cần có ký chủ để phát triển và hoàn thành vòng đời Vì vậy, thiếu ký chủ tuyến trùng nốt sần rễ thường bị đói và chết Thiếu ký chủ, điều kiện nhiệt độ và độ

ẩm môi trường là yếu tố chính ảnh hưởng đến sự sống sót của tuyến trùng [116] Làm đất trong suốt quá trình để hoang nhằm mục đích loại trừ cỏ dại và ngăn cản sự gia tăng mật độ tuyến trùng nốt sần rễ trong đất Bỏ đất hoang và xới đất thường xuyên cũng có tác dụng giống như phơi ải bởi vì ánh sáng mặt trời có thể tác động trực tiếp lên tuyến trùng và làm giảm mật độ tuyến trùng trong đất Phơi ải trong vòng 8 tuần

vào mùa hè lúc nhiệt độ cao nhất có thể giảm mật độ tuyến trùng Meloidogyne xuống

50% và giảm xuống khoảng 80% khi đất được cày xới sau khi thu hoạch và trước khi

bỏ hoang [216] Trên thực tế, vệ sinh đồng ruộng, thu dọn tàn dư thực vật được được xem như một biện pháp làm đất hiệu quả và cũng là phương pháp để hạn chế khả năng gây hại của tuyến trùng [215]

Biện pháp ngâm nước: Ngâm nước là một biện pháp quản lý tuyến trùng nốt

sần rễ hiệu quả Hầu hết tuyến trùng nốt sần rễ đều không chịu được điều kiện độ ẩm

cao hoặc bị ngập nước ngoại trừ M graninicola [77] Ngâm nước làm cho nồng độ

oxy trong đất thực tế bằng 0 trong vòng 1 - 2 ngày, do đó sẽ ảnh hưởng đến quá trình

hô hấp của tuyến trùng nốt sần rễ

Biện pháp sinh học

Biện pháp sinh học trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ bao gồm sử dụng các sinh vật đối kháng, các nguồn vật liệu hữu cơ và các dịch chiết có nguồn gốc sinh học để tiêu diệt tuyến trùng

Biện pháp sử dụng sinh vật đối kháng: Một trong những biện pháp phổ biến

trong việc sử dụng sinh vật đối kháng hiện nay đó là sử dụng các loại nấm, vi khuẩn

có khả năng đối kháng hoặc ký sinh lên tuyến trùng hoặc các loại nhện ăn thịt nhằm mục đích cân bằng hệ sinh thái đất, giảm mật độ tuyến trùng ký sinh thực vật xuống dưới ngưỡng gây hại [90] Các loại nấm và vi khuẩn được nghiên cứu phổ biến và ứng dụng rộng rãi trong phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ Nhiều công trình nghiên cứu,

ứng dụng các chủng nấm Trichoderma như T harzianum, T viride và T virens trong phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ nói chung và M javanica, M incognita nói riêng có hiệu quả cao [43], [47], [66], [231] Sử dụng các loại nấm như Paecilomyces lilacinus

[198], Verticilium spp., Fusarium oxysporum [212] để phòng trừ tuyến trùng nốt sần

rễ khá hiệu quả Bên cạnh đó, các loại nấm như Talaromyces assiutensis, Arthrobotrys spp., Monacrosporium spp., Pureocillium và Trichoderma có khả năng tiêu diệt khoảng 30 - 80% ấu trùng tuổi 2 của loài M javanica [44] Ngoài ra, các chủng vi khuẩn cũng được sử dụng để phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ như Pseudomonas spp., Bacillus spp., Pasteuria spp [50], [67], [80], [147] Theo Khan và cộng sự [146], sử dụng các loại nấm Pochonia chlamydosporia, Paecilomyces lilacinus, T harzianum

và lá xoan làm gia tăng năng suất của cà tím lần lượt là từ 6 - 17%

Biện pháp xông hơi sinh học: Xông hơi sinh học là biện pháp được sử dụng để

kiểm soát tuyến trùng nốt sần rễ khá hiệu quả Biện pháp này sử dụng khí độc tạo ra

từ quá trình lên men, phân hủy vật liệu hữu cơ từ tàn dư thực vật để kiểm soát tuyến trùng, bệnh hại và cỏ dại Các loại cây họ thập tự thường là những cây có khả năng sản sinh ra nhiều khí độc có tác dụng như những chất độc để tiêu diệt tuyến trùng nốt sần rễ [87] và cũng tạo ra một số chất tương tự một số chất tổng hợp bảo vệ thực vật [219] Biện pháp xông hơi sinh học kết hợp với biện pháp phơi nắng thì hiệu quả kiểm soát tuyến trùng ở cây cà chua, dưa leo, hồ tiêu và một số loại rau khác cao hơn biện pháp đơn lẻ [57] Theo Daneel và cộng sự [87], sử dụng cây họ thập tự để xông hơi sinh học có tiềm năng như một loại thuốc phòng trừ tuyến trùng hiệu quả

Biện pháp bổ sung vật liệu hữu cơ hoặc sử dụng các nguồn vật liệu hữu cơ: Sử

dụng các nguồn vật liệu hữu cơ khác nhau như phân xanh, phân chuồng cũng có tác dụng trong việc phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ Việc bổ sung các loại vật liệu hữu

cơ vào đất nhằm gia tăng hàm lượng hữu cơ trong đất và vi sinh vật có lợi trong đất

từ đó ảnh hưởng đến tuyến trùng ký sinh thực vật Việc gia tăng các vi sinh vật có lợi trong đất như các loại nấm có khả năng đối kháng với tuyến trùng hoặc tăng quá trình phân hủy hữu cơ để giải phóng chất độc với tuyến trùng, hoặc cũng có thể vi sinh vật tiết ra các emzyme chitinase để phân hủy tế bào tuyến trùng, từ đó giảm mật số tuyến trùng ký sinh trong đất [78], [178] Đã có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng vật liệu hữu cơ như phân gà ủ, phân bò, phân lợn, cây phân xanh, compost để phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ trên các loại cây trồng khác nhau [40], [119] Trên cà tím cũng có nhiều nghiên cứu sử dụng vật liệu hữu cơ để phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ [42], [126]

Biện pháp sử dụng dịch chiết từ thực vật, động vật: Sử dụng dịch chiết từ các

cây kháng tuyến trùng cũng có tiềm năng trong việc phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ

Sử dụng dịch chiết từ các cây họ cúc Chrysanthemum coronarium, Chr segetum, Calendula maritima, C officinalis và C suffruticosa có hiệu lực trong việc phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ M artiellia khá cao trong điều kiện in vitro và trong buồng sinh trưởng với hiệu lực từ 83,0 - 95,9% [177] Bên cạnh đó, dịch chiết lá xoan, dầu neem

được coi là một trong những sản phẩm có hiệu lực cao trong việc phòng trừ tuyến

trùng nốt sần rễ [129], [170] Chitin hoặc chitosan là sản phẩm chiết xuất từ động vật

và cũng được sử dụng như một chế phẩm sinh học trong phòng trừ tuyến trùng hại thực vật Theo Jin và cộng sự [132], Khalil và Badawy [144], sử dụng chitosan làm

giảm tỉ lệ nốt sần rễ, tỉ lệ trứng và mật độ tuyến trùng nốt sần rễ M incognita trên rễ

cà chua so với việc không sử dụng chitosan

Ngoài ra, chế độ canh tác như lựa chọn thời điểm trồng, bón phân, tưới tiêu thích hợp cũng là những biện pháp hữu ích để quản lý tuyến trùng nốt sần rễ Sử dụng các biện pháp canh tác giúp cây phát triển, bộ rễ khỏe mạnh sẽ hạn chế được tuyến trùng tấn công

Biện pháp hóa học

Các loại thuốc hóa học dùng để phòng trừ tuyến trùng thường có 2 dạng: một dạng là thuốc xông hơi có nguồn gốc từ halogenated hydrocarbon như methyl bromide, chúng có khả năng giải phóng methyl; dạng còn lại là dạng không xông hơi

có nguồn gốc là hợp chất hữu cơ phosphate (fenamiphos, ethoprophos) và carbamate (oxamyl, aldicarb) Hiện nay hầu hết các chất hóa học xông hơi đã bị cấm ở các nước

ở châu Âu và thay thế những hóa chất ít độc hại hơn như fluensulfone [120] Vào thế

kỷ XXI, các loại thuốc hóa học phòng trừ tuyến trùng hướng tới bảo vệ môi trường và

an toàn cho con người, vì thế các hóa chất được chiết xuất từ các loại cây trồng, vi sinh vật được ứng dụng như hoạt chất abamectin, các hợp chất của zelolite Các loại thuốc hóa học phòng trừ tuyến trùng tiếp tục được nghiên cứu và ứng dụng như một giải pháp trong quản lý tổng hợp tuyến trùng

Biện pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng

Quản lý tổng hợp tuyến trùng (INM - Integrated Nematodes Management) là sử dụng tổng hợp nhiều biện pháp để bảo vệ môi trường và duy trì mật độ tuyến trùng

trong đất ở dưới ngưỡng gây hại kinh tế [78] Ngưỡng gây hại kinh tế được định nghĩa

là mật độ tuyến trùng mà ở đó giá trị gây hại của tuyến trùng bằng với giá trị của việc

sử dụng các biện pháp khác [108] Để thiết lập được biện pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng thì cần thiết phải biết về loài tuyến trùng nốt sần rễ, sự dao động mật độ tuyến

trùng Meloidogyne và loại cây thích hợp để trồng trong điều kiện sinh thái đó Sikora

[201] cho rằng việc sử dụng các biện pháp kết hợp như luân canh cây trồng, sử dụng cây thu hút, khử trùng đất, sử dụng sinh vật đối kháng có kết hợp với sử dụng thuốc hóa học đúng nồng độ sẽ có hiệu quả hơn trong việc phòng trừ tuyến trùng hại

Tuyến trùng nốt sần rễ gây hại trên cà tím chủ yếu với ba loài đó là M incognita,

M javanica và M arenaria [59], [112], [124], [224] Trong đó, đối tượng được nghiên cứu nhiều nhất là M incognita [48], [94], [126], [137], [136], [146], [190], tiếp theo

là M javanica [52], [65] Hiện tại, chưa tìm thấy các nghiên cứu về tuyến trùng M arenaria trên cà tím Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của tuyến trùng nốt sần

rễ trên cà tím như ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự phát triển của M incognita [190], ảnh hưởng của M incognita lên các giống cà tím khác nhau [48], [217], ảnh hưởng

của vật liệu hữu cơ lên tuyến trùng nốt sần rễ [136], [137] Các biện pháp quản lý tuyến trùng nốt sần rễ trên cà tím cũng được nghiên cứu khá nhiều, chủ yếu tập trung

ở vùng có khí hậu ấm áp Biện pháp sử dụng để nghiên cứu trong phòng trừ tuyến trùng nhiều nhất là biện pháp sinh học như sử dụng các loại nấm đối kháng, chế phẩm sinh học [118], [146], [185], tiếp theo là sử dụng các nguồn vật liệu hữu cơ khác nhau [42], [49], biện pháp luân canh cây trồng [160], biện pháp phơi ải [75] và biện pháp hóa học [104] Bên cạnh đó, biện pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng cũng được nghiên

cứu để phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ trên cà tím như sử dụng kết hợp nấm P lilacinus và Cladosporium oxysporum với các tinh dầu chiết từ cây neem, thầu dầu, hạt lanh để phòng trừ tuyến trùng M javanica [52] hoặc sử dụng kết hợp dầu neem với P fluorescens và T harzianum để phòng trừ tuyến trùng M incognita [204]

1.2.2 Những nghiên cứu trong nước

1.2.2.1 Lịch sử nghiên cứu, phân loại, phân bố và đặc điểm sinh học, sinh thái tuyến

trùng nốt sần rễ

Ở Việt Nam, nghiên cứu về tuyến trùng đầu tiên do nhà khoa học Andrassy người Hungary công bố vào năm 1970 với hơn 30 loài tuyến trùng ký sinh, chia thành