Luận án được nghiên cứu với mục tiêu nhằm xác định mức độ đa dạng sinh học của nguồn vi sinh vật có ích hiện diện trên cùng hệ sinh thái với cây lúa vùng ĐBSCL và hướng khai thác nguồn tài nguyên sẳn có bổ sung vào các giải pháp quản lý bệnh đạo ôn theo hướng an toàn sinh học, thân thiện môi trường.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - NGUYỄN THỊ PHONG LAN NGHIÊN CỨU PHÒNG TRỪ BỆNH ĐẠO ÔN (PYRICULARIA ORYZAE) HẠI LÚA BẰNG VI SINH VẬT ĐỐI KHÁNG STREPTOMYCES VÀ BACILLUS BẢN ĐỊA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 62.62.01.12 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP CẦN THƠ - 2016 Cơng trình hồn thành tại: VIỆN LÚA ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Người hướng dẫn khoa học: 1.PGS TS Trần Thị Cúc Hòa TS Bùi Thị Thanh Tâm Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp Viện Lúa Đồng sông Cửu Long ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư Viện Quốc gia Thư Viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Thư Viện Viện Lúa ĐBSCL MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nền nơng nghiệp nước phát triển phải chịu áp lực thâm canh, tăng vụ, sản xuất phải đáp ứng tăng suất tăng sản lượng Trong điều kiện thâm canh cao kết hợp với tác động biến đổi khí hậu, dịch hại trồng ngày trở nên đa dạng nghiêm trọng Bệnh đạo ôn lúa nấm Pyricularia oryzae Cav gây dịch bệnh có lịch sử lâu đời với địa bàn phân bố rộng tác hại nghiêm trọng tất quốc gia trồng lúa giới, ĐBSCL ước tính suất lúa giảm khoảng 20-50% trồng giống bị nhiễm bệnh Mặc dù có nhiều nghiên cứu chọn tạo giống kháng bệnh đạo ôn, kỹ thuật canh tác quy trình sản xuất để đối phó với bệnh đạo ôn Tuy nhiên thực tế sản xuất, việc sử dụng thuốc hóa học giải pháp tình chấp nhận phổ biến nhất, chưa có nghiên cứu thật đưa biện pháp quản lý bền vững an toàn cho vấn đề bệnh đạo ơn diễn liên tiếp ĐBSCL Phòng trừ sinh học (PTSH) lĩnh vực nhiều tiềm cần khai thác ứng dụng sản xuất nơng nghiệp Vì vậy, cần thiết nghiên cứu mặt tích cực nguồn tài nguyên phong phú vùng sinh thái chuyên biệt, tái lập lại cân vốn có hệ sinh thái - tảng nông nghiệp bền vững Xuất phát từ nhu cầu thực tế sản xuất nông nghiệp, kết hợp với tiềm hệ sinh thái lúa nước vùng ĐBSCL, đề tài “Nghiên cứu phòng trừ bệnh đạo ơn (Pyricularia oryzae) hại lúa vi sinh vật đối kháng Streptomyces Bacillus địa Đồng sông Cửu Long” đề xuất thực nhằm xác định mức độ đa dạng sinh học nguồn vi sinh vật có ích diện hệ sinh thái với lúa vùng ĐBSCL hướng khai thác nguồn tài nguyên sẳn có bổ sung vào giải pháp quản lý bệnh đạo ôn theo hướng an tồn sinh học, thân thiện mơi trường Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Tuyển chọn nguồn vi sinh vật có ích từ đất vùng trồng lúa sử dụng nguồn vi sinh vật đối kháng có khả kiểm sốt bệnh đạo ơn điều kiện ngồi đồng - Đề xuất giải pháp phòng trừ sinh học quản lý bệnh đạo ôn an toàn bền vững ĐBSCL Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn tính đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu đề tài cung cấp sở liệu, phương pháp luận nghiên cứu vi sinh vật đối kháng với nấm P oryzae, đặc biệt nghiên cứu, sử dụng xạ khuẩn Streptomyces, vi khuẩn, Kết bổ sung cho giáo trình giảng dạy tài liệu tham khảo cho nghiên cứu lĩnh vực tương tự 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu với dòng xạ khuẩn, vi khuẩn ứng dụng thực tiển sản xuất lúa ĐBSCL nhằm quản lý sinh học, an toàn bệnh đạo ơn, bệnh hại lúa, góp phần giảm thiểu thuốc hóa học, đảm bảo mơi sinh an tồn 3.3 Tính đề tài - Xác định nguồn tác nhân phòng trừ sinh học có hiệu cao bệnh đạo ôn hại lúa điều kiện ngồi đồng - Xây dựng quy trình phòng trừ sinh học bệnh đạo ơn sử dụng nguồn vi sinh vật địa đạt hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường, phục vụ sản xuất lúa gạo an toàn Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 4.1 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu tác nhân sinh học diện hệ sinh thái lúa nước vùng ĐBSCL (xạ khuẩn, vi khuẩn) có khả đối kháng với nguồn nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn; bổ sung vào giải pháp khoa học công nghệ có nhằm nâng cao hiệu quản lý bệnh đạo ôn an toàn bền vững 4.2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực vùng trồng lúa ĐBSCL 4.3 Địa điểm thời gian nghiên cứu : Nghiên cứu tiến hành phòng thí nghiệm, nhà lưới khu ruộng thí nghiệm Bộ môn Bảo vệ thực vật, Viện Lúa ĐBSCL, từ tháng năm 2012 đến tháng năm 2015 4.4 Bố cục luận án: Luận án gồm 161 trang không kể Tài liệu tham khảo; 59 bảng; 61 hình CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học đề tài Trong nông nghiệp đại, phòng trừ sinh học (PTSH) trở nên phổ biến hơn, chiến lược nhằm để giảm lạm dụng thuốc hóa học quản lý bệnh hại trồng, việc sử dụng tác nhân sinh học hạn chế phát triển quần thể sinh vật gây hại vấn đề quan tâm đánh giá cao 1.1.1 Sử dụng hiệu nguồn tác nhân phòng trừ sinh học địa Phòng trừ sinh học (PTSH) hướng nghiên cứu bảo vệ trồng an tồn với mơi trường bền vững loại dịch hại trồng, xu phát triển nông nghiệp mà nhiều quốc gia giới hướng tới Xạ khuẩn nhóm tác nhân PTSH có tiềm lớn Chi Streptomyces có khả sinh tổng hợp nhiều loại enzyme thủy phân có hoạt tính cao, chất kháng sinh có khả chống nấm mạnh, phổ tác dụng rộng, tạo nguồn sản xuất chế phẩm hữu ích (Lê Gia Hy,1994) Vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng (PGPR) nhóm tác nhân PTSH lớn với chi Pseudomonas, Bacillus, Azospirillum, Rhizobium Serretia, hoạt động với nhiều chế như: sản xuất siderophores, tạo kháng sinh có phổ tác dụng rộng, tạo enzymes chitinases, glucanases thủy phân vách tế bào nấm bệnh, cạnh tranh dinh dưỡng, không gian sống… với sinh vật gây bệnh Sử dụng hiệu nguồn tác nhân địa PTSH lĩnh vực nhiều tiềm khai thác ứng dụng sản xuất nơng nghiệp 1.1.2 Phòng trừ sinh học hướng đến nơng nghiệp sạch, nơng sản an tồn Nghiên cứu PTSH bệnh hại lúa khoảng 1980, Viện Nghiên Cứu Lúa Quốc Tế (IRRI) số nghiên cứu kiểm soát bệnh hại lúa sử dụng vi khuẩn, Trichoderma spp (Mew and Rosales, 1986; Rosales and Mew, 1997) hay xạ khuẩn (Bonjar et al., 2006; Tan et al., 2006) PTSH nước ta bước đầu có kết khả quan, số nghiên cứu tuyển chọn chủng xạ khuẩn có khả tạo kháng sinh có hiệu cao kiểm soát số bệnh hại trồng tỉnh phía Bắc (Lê Gia Hy, 1994; Bùi Thị Việt Hà, 2006) Ở ĐBSCL,trong năm gần có nghiên cứu tác nhân PTSH quản lý bệnh đạo ôn hại lúa, nhiên hầu hết kết giai đoạn phòng thí nghiệm nhà lưới Nghiên cứu sử dụng tác nhân sinh học sản xuất chế phẩm phòng trừ bệnh đạo ôn cần thiết nay, phát triển PTSH bệnh đạo ôn hại lúa diện rộng góp phần làm giảm thiểu lượng thuốc hóa học sử dụng phổ biến, góp phần bảo vệ mơi trường xây dựng nông nghiệp sạch, hướng đến nông sản an toàn 1.2 Một số kết nghiên cứu ngồi nước 1.2.1 Bệnh đạo ơn hại lúa- tác nhân gây bệnh biến động quần thể nấm gây bệnh đạo ôn Bệnh nấm Pyricularia oryzae Cav., thuộc họ Moniliacea, Miniliales, lớp nấm bất tồn, giai đoạn hữu tính Magnaporthe oryzae thuộc lớp nấm nang Bệnh đạo ôn dịch hại quan trọng phân bố hầu hết vùng trồng lúa giới (Ou, 1985) Theo ước tính FAO thiệt hại bệnh gây làm giảm suất lúa trung bình từ 0,7-17,5%, nơi thiệt hại nặng làm giảm đến 80% Mặc dù có nhiều loại thuốc BVTV sử dụng phòng trị bệnh đạo ơn cố gắng nhà khoa học cải tiến giống lúa kháng bệnh đạo ôn qua phương pháp truyền thống với hỗ trợ công nghệ sinh học, bệnh đạo ôn xem dịch hại quan trọng lúa Trong năm gần đây, bệnh đạo ôn diễn liên tiếp ĐBSCL, gây hại diện tích lớn tất vụ lúa năm, diễn biến bệnh không theo quy luật định gây nhiều khó khăn cho đạo sản xuất Sự biến động quần thể nấm P oryzae nhiều nước giới quan tâm Nhật (Kiyosawa, 1976), Philippines (Kiyosawa et al., 1981), Mỹ (Levy et al., 1991), Pháp (Roumen et al., 1997), Thái Lan (Mekwatanakarn et al., 2000), Hàn Quốc (Kang & Lee, 2000) IRRI phát triển giống thị đơn gen để phân tích đặc tính quần thể nấm gây bệnh sử dụng kỹ thuật lai tạo giống kháng bệnh đạo ơn (Tsunematsu et al., 2000) 1.2.2 Tình hình sử dụng hóa chất sản xuất nơng nghiệp Việt Nam nước nơng nghiệp với diện tích canh tác lớn, điều kiện khí hậu thuận lợi, chủng loại trồng phong phú nên dịch hại phát triển đa dạng nước ta quốc gia sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nhiều giới Vì vậy, giảm lượng thuốc BVTV sản xuất nông nghiệp việc làm cấp bách để giảm thiểu tác hại đến mơi trường, tìm kiếm hướng nghiên cứu, công nghệ sản xuất nhằm tạo sản phẩm có hiệu cao phòng trừ sâu bệnh an tồn với người mơi trường 1.2.3 Phòng trừ sinh học hướng đến nơng nghiệp nơng sản an tồn VSV đối kháng có lợi cho việc bảo vệ trồng khỏi bị sâu bệnh công Số lượng VSV có ích tự nhiên thường có nhiều so với số lượng VSV gây hại (Cook and Baker, 1983) , nhiên tác động trình sản xuất, diễn biến bất thường biến đổi khí hậu gây khơng tổn thương cho hệ vi sinh vật Trong PTSH, VSV sử dụng hai hình thức: (i) nhân ni phun lên bón vào đất để trừ dịch hại; (ii) bảo tồn làm cho quần thể VSV có ích phát triển mạnh tự nhiên, biện pháp gọi bảo tồn cân sinh thái quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) + Vi sinh vật vùng rễ tiềm sử dụng PTSH Nguồn VSV có ích, đặc biệt nhóm xạ khuẩn vi khuẩn vùng rễ hệ sinh thái lúa vùng ĐBSCL đa dạng chủng loại tính sử dụng, cần phát triển, khai thác bảo tồn Vi khuẩn vùng rễ (VKVR) nhóm tác nhân PTSH có nhiều triển vọng nhờ vào khả tiết chất kích thích tăng trưởng trồng, chất ức chế làm suy yếu tác nhân gây bệnh hại hay yếu tố khác tiết siderophores, HCN, cạnh tranh dinh dưỡng, (Kloepper and Schroth, 1978), việc phối hợp VSV có tác động kích thích tính kháng theo nhiều chế khác triển vọng việc cải thiện hiệu quản lý bệnh chế kháng kích họat lúc (Verhagen et al., 2004) Nghiên cứu gần đay ghi nhận vi khuẩn có khả ức chế hình thành phát triển đĩa áp nấm M.oryzae đồng thời kích thích tính kháng lưu dẫn (ISR) thơng qua truyền dẫn tín hiệu JA ET giúp giảm số lượng vết bệnh hình thành (Spence et al., 2014) Xạ khuẩn nhóm vi sinh vật có khả tạo kháng sinh mạnh, có khả sản sinh sidorephore, kích thích tính kháng, khả tiết enzyme thủy phân vách tế bào cellulases, hemicellulases, chitinases, amylases glucanases, đặc biệt chi Streptomyces biết đến với khả sản xuất nhiều enzyme ngoại bào, bao gồm chitinases, thường xạ khuẩn có khả chống lại loại nấm bệnh gây hại cho trồng (Gupta et al., 1995) PTSH lĩnh vực nhiều tiềm khai thác ứng dụng sản xuất nơng nghiệp, cần phải nghiên cứu mặt tích cực nguồn tài nguyên phong phú này, tái lập lại cân vốn có hệ sinh thái- tảng nông nghiệp thân thiện với môi trường CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên vật liệu, địa điểm thời gian nghiên cứu - Nguyên vật liệu bao gồm trang thiết bị Phòng thí nghiệm vi sinh tủ trùng, tủ sấy, tủ lạnh trữ mẫu, tủ cấy vi sinh, kính hiển vi, kính lúp, phòng lây nhiễm bệnh, dụng cụ thủy tinh Môi trường nuôi cấy vi sinh loại (PDA, RSA, NA, Gause, NB, ISP 1-9, ), giống lúa nhiễm bệnh đạo ôn IR50404, OM7347; giống lúa chống chịu tốt bệnh đạo ơn OM5451,OM8959; phân bón, thuốc BVTV, khay chậu vật liệu khác - Địa điểm: Phòng thí nghiệm, nhà lưới khu ruộng thí nghiệm thuộc Viện Lúa ĐBSCL, Mơ hình triển khai địa phương - Thời gian nghiên cứu: từ tháng 6/2012 đến tháng 8/2015 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.1 Thu thập, phân lập chọn lọc chủng vi sinh vật - Thu thập, phân lập xác định độc tính nguồn nấm bệnh đạo ôn - Thu thập, phân lập sơ tuyển chủng vi sinh vật đối kháng với nấm P oryzae 2.2.2 Đánh giá khả kiểm sốt bệnh đạo ơn lúa chủng vi sinh vật điều kiện nhà lưới đồng - Kiểm tra khả gây bệnh xác định độ an toàn sinh học chủng vi sinh vật chọn phòng thí nghiệm - Xác định số yếu tố nâng cao hiệu sử dụng vi sinh vật: mật số vi sinh vật tối thiểu, thời điểm xử lý - Đánh giá khả kiểm sốt bệnh đạo ơn chủng vi sinh vật điều kiện nhà lưới - Đánh giá khả kiểm sốt bệnh đạo ơn chủng vi sinh vật điều kiện đồng 2.2.3 Xây dựng qui trình PTSH bệnh đạo ơn hại lúa triển khai Mơ hình ứng dụng qui trình PTSH bệnh đạo ôn hại lúa - Xác định số chủng có triển vọng, gửi mẫu định danh - Nghiên cứu mơi trường nhân nhanh sinh khối vi sinh vật có triển vọng đảm bảo mật số, thời gian hoạt tính - Xây dựng qui trình PTSH bệnh đạo ơn hại lúa triển khai mơ hình ứng dụng qui trình PTSH bệnh đạo ơn hại lúa 2.2.4 Kết hợp PTSH vào Mơ hình Quản lý tổng hợp bệnh đạo ôn hại lúa ĐBSCL - Kết hợp sử dụng nguồn xạ khuẩn S variabilis S28 vào Mơ hình quản lý tổng hợp bệnh đạo ôn triển khai diện rộng 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Thu thập, phân lập chọn lọc nguồn vi sinh vật: + Thu thập, phân lập xác định độc tính nguồn nấm P oryzae gây bệnh đạo ôn: mẫu bệnh đạo ôn lúa thu thập 10 tỉnh: Long An, Trà Vinh, Cần Thơ, Sóc Trăng, Tiền Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, An Giang, Kiên Giang Bạc Liêu vụ Hè Thu 2012 Phân lập nấm theo phương pháp IRRI (1996) có cải tiến - Đánh giá độc tính nguồn nấm với chuẩn nòi Nhật theo phương pháp Kiyosawa (1984) - Phân nòi nguồn nấm P oryzae theo phương pháp Nagao Fukuta (2009): mẫu nấm lây nhiễm nhân tạo giống đơn gen (31 giống) giống chuẩn nhiễm LTH Phản ứng giống đánh giá theo qui trình chuẩn IRRI (SES, 1996) + Thu thập, phân lập chọn lọc chủng vi sinh vật đối kháng với nấm P oryzae: Mẫu đất ruộng, đất vùng rễ ruộng thu mẫu bệnh đạo ôn 10 tỉnh thu thập để phân lập xạ khuẩn vi khuẩn vùng rễ vụ Hè Thu 2012 Phân lập xạ khuẩn vi khuẩn theo phương pháp pha lỗng trãi mơi trường thích hợp (Hardoim et al., 2008, Hayakawa et al., 1991) + Đánh giá khả ức chế phát triển nấm P oryzae chủng vi sinh vật điều kiện in vitro - Đánh giá khả đối kháng với 10 nòi nấm P oryzae phổ biến Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên đầy đủ (CRD) với lần lặp lại, nghiệm thức chủng vi sinh vật trắc nghiệm theo phương pháp Shahidi Bonjar (2003) Các chủng vi sinh vật thí nghiệm bao gồm: 20 chủng xạ khuẩn: S15, S27, S28, S29, S30, S44, S52, S53, S82, S132, S136, 2177, S178, S233, S268, S269, S271, S273, S288, S380 20 chủng vi khuẩn: B23, B24, B26, B29, B30, B39, B40, B42, B44, B54, B104,B122, B142, B155, B270,B311, B312, B325, B370, B398 Chỉ tiêu theo dõi: bán kính vơ khuẩn (BKVK) giai đoạn 14 ngày sau thí nghiệm xạ khuẩn ngày vi khuẩn - Khảo sát đặc tính sinh học chế sinh hóa liên quan đến khả kểm soát bệnh số chủng vi sinh vật triển vọng: đặc điểm hình thái (màu sắc khuẩn ty, sắc tố tan, hình thành sắc tố melanin), khả đồng hóa nguồn cacbon (glucose, maltose, fructose, lactose, sucrose), khả chịu muối, sinh enzyme ngoại bào, tiết IAA, sinh catalase, thủy phân tinh bột, casein, tiết siderophore, tạo protease, 2.3.2 Đánh giá khả kiểm sốt bệnh đạo ơn lúa chủng vi sinh vật điều kiện nhà lưới đồng: Các thí nghiệm nhà lưới thực từ tháng 4/2013 đến tháng 10/2013 nhà lưới Bộ môn Bảo vệ thực vật, Viện Lúa ĐBSCL +Kiểm tra khả gây bệnh: chủng vi sinh vật chọn lọc cho thí nghiệm nhà lưới kiểm tra khả gây bệnh lúa (Pathogenicity test) Cây lúa giống IR50404 giai đoạn 15 ngày tuổi phun với chủng vi sinh vật lần cách ngày Chỉ tiêu theo dõi : quan sát, ghi nhận triệu chứng lạ lúa 3, 7, 14 ngày sau lây bệnh (NSLB) + Xác định số yếu tố nâng cao hiệu sử dụng vi sinh vật: - Xác định mật số vi sinh vật tối thiểu: Thí nghiệm bố trí theo kiểu ngẫu nhiên đầy đủ (RCD) lần lặp lại với 11 nghiệm thức, mật số vi sinh vật xử lý bao gồm: 108, 109 1010 bt/ml xạ khuẩn 107, 108 109 cfu/ml vi khuẩn, nghiệm thức phun P oryzae riêng rẽ bố trí làm đối chứng Cây lúa lây nhiễm nấm P oryzae 15 ngày sau gieo Mỗi chủng vi sinh vật trắc nghiệm phun ngày trước ngày sau lây bệnh Chỉ tiêu theo dõi: ghi nhận tỷ lệ bệnh 14NSLB tính hiệu giảm bệnh - Xác định thời điểm xử lý vi sinh vật : thí nghiệm bố trí theo kiểu ngẫu nhiên đầy đủ với nghiệm thức lần lặp lại với chủng vi khuẩn B26 chủng xạ khuẩn S28 Mỗi chủng vi sinh vật phun trước sau lúa chủng bệnh, Chỉ tiêu theo dõi: tỷ lệ bệnh, số bệnh 7, 14 21NSLB +Khả kích thích lúa tăng trưởng: thí nghiệm bố trí theo kiểu ngẫu nhiên đầy đủ với lần lặp lại, nghiệm thức chủng vi sinh vật, 10 chủng xạ khuẩn S27, S28, S29, S30, S44, S132, S136, S233, S288, S380 mười chủng vi khuẩn B26, B44, B54, B104, B122, B142, B270, B311, B312, B370 xử lý hạt giống Hạt giống lúa IR50404 xử lý trùng ngâm sau 24giờ vớt ngâm tiếp vào huyền phù xạ khuẩn 109bt/ml vi khuẩn mật số 108cfu/ml Sau ủ hạt điều kiện 30oC có đủ ẩm độ để hạt nảy mầm Gieo vào khay cát trùng, quan sát tiêu sinh trưởng sau 7, 14 ngày sau gieo Chỉ tiêu theo dõi: tỷ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, trọng lượng rễ khô, chiều cao mạ 7, 14 ngày sau gieo (NSG) + Khả phòng trị bệnh đạo ơn lúa chủng vi sinh vật điều kiện nhà lưới - Nguồn vi sinh vật: 10 chủng xạ khuẩn S27, S28, S29, S30, S44, S132, S136, S233, S288, S380 10 chủng vi khuẩn B26, B44, B54, B104, B122, B142, B270, B311, B312, B370 Nguồn nấm phổ biến Pg2 Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên đầy đủ với lần lặp lại, nghiệm thức chủng vi sinh vật Nguồn nấm P oryzae nguồn vi sinh vật chọn lọc nhân nuôi môi trường thích hợp để nhân mật số Cây lúa lây nhiễm 15NSG Mỗi chủng vi sinh vật trắc nghiệm phun ngày trước sau lúa chủng bệnh, nghiệm thức đối chứng phun P oryzae Chỉ tiêu theo dõi: tỷ lệ bệnh, số bệnh giai đọan 7, 14, 21NSLB + Đánh giá khả kiểm sốt bệnh đạo ơn chủng vi sinh vật điều kiện ngồi đồng Thí nghiệm thực Viện Lúa ĐBSCL vụ Đông Xuân 2013 -2014 Hè Thu 2014, phân bón: 100-40-30 kg/ha(N-P2O5-K2O) vụ Đông Xuân 80-40-30 kg/ha (N-P2O5-K2O) vụ Hè Thu Giống lúa OM7347 Thí nghiệm bố trí kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD), nghiệm thức, lần lặp lại, nghiệm thức chủng vi sinh vật Mỗi chủng VSV trắc nghiệm phun định kỳ đợt (giai đoan đẻ nhánh trổ), đợt xử lý gồm lần phun cách ngày Chỉ tiêu theo dõi: tỷ lệ bệnh số bệnh điều tra định kỳ ngày/lần Năng suất yếu tố cấu thành suất 2.3.3 Xây dựng qui trình PTSH bệnh đạo ơn hại lúa triển khai mơ hình PTSH bệnh đạo ơn hại lúa Các thí nghiệm thực từ tháng 8/2014 đến tháng 6/2015 khu ruộng thí nghiệm Bộ môn Bảo vệ thực vật, Viện Lúa ĐBSCL + Định danh số chủng vi sinh vật triển vọng Mẫu chủng vi sinh vật triển vọng gửi định danh xác định lồi phương pháp giải trình tự gen 16S rDNA máy đọc trình tự tự động ABI PRISM 3100-Avant Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) Tra cứu so sánh trình tự gen tương ứng sơ liệu GenBank (www.ncbi.nlm.nih.gov) + Nghiên cứu mơi trường thích hợp nhân nhanh sinh khối vi sinh vật: chủng xạ khuẩn S28 chọn lọc nhân mơi trường gạo (RG) có bổ sung dinh dưỡng giữ 28oC±2oC ngày, chuyển sang điều kiện tối 10 ngày, làm khô 2-3 ngày 30oC Chủng vi khuẩn B26 nhân môi trường nước trích cám gạo (RB) có bổ sung dinh dưỡng Kiểm tra mật số vi sinh vật, xác định công thức hiệu 2.1 Sơ đồ tóm tắt qui trình + Xây dựng qui trình PTSH bệnh đạo ơn Hình Hình 2.2 Sơ đồ tóm tắt qui trình sản xuất chế phẩm sinh học sản xuất chế phẩm sinh học hại lúa: qui trình xử lý vi sinh vật phòng chứa xạ khuẩn S variabilis S28 chứa vi khuẩn B amyloliquefaciens B26 trừ bệnh đạo ôn xây dựng sở kết thí nghiệm Mơ hình sử dụng giống nhiễm bệnh đạo ôn OM7347 với nguồn VSV xử lý lần (2 lần trừ đạo ôn lần trừ đạo ôn cổ bông) + Triển khai mơ hình ứng dụng PTSH bệnh đạo ơn hại lúa: Mơ hình bố trí vụ Đơng Xuân 2014 -2015 Hè Thu 2015 diện rộng không lặp lại, chủng vi sinh vật phun định kỳ đợt (giai đoan đẻ nhánh giai đoan trổ), đợt xử lý gồm lần phun cách Phối trộn môi trường Thanh trùng 121 oC, 30 phút Nhân nguồn stock NB Môi trường RG Giống gốc 10% 28oC, ngày Phối trộn môi trường RB Nhân sinh khối Giống gốc 10% nhiệt độ phòng, ngày 28 oC, 10 ngày điều kiện tối Nhân sinh khối Tạo bào tử sấy 40-45oC, tách bào tử sấy khơ, đóng gói, bảo quản chế phẩm sấy 40-45oC nghiền mịn, sấy khơ, đóng gói, bảo quẩn ngày Giống lúa nhiễm bệnh OM7347 sử dụng Mơ hình 1ha chia thành nghiệm thức : NT1: sử dụng chủng xạ khuẩn S28, NT2: sử dụng chủng vi khuẩn B26, NT3 (ĐCKP): Đối chứng phun nước lã, NT4(ĐCHH) : đối chứng phun thuốc hóa học (Beam75WP) Chỉ tiêu theo dõi : tỷ lệ bệnh số bệnh đạo ôn điều tra định kỳ ngày/lần Năng suất yếu tố cấu thành suất 2.3.4 Kết hợp PTSH vào Mơ hình Quản lý tổng hợp (QLTH) bệnh đạo ôn hại lúa ĐBSCL - Địa điểm: - xã Thạnh Hưng, huyện Mộc Hóa, tỉnh Long An - xã Huyền Hội, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh - xã Tân Thạnh, huyện Thới Lai, TP Cần Thơ - Thời gian thực hiện: vụ Đông Xuân 2014-2015 Hè Thu 2015 - Quy mô : 18 (3ha/MH x vụ x điểm ) - Mơ hình: áp dụng quy trình quản lý tổng hợp bệnh đạo ôn, cụ thể: sử dụng giống chống chịu bệnh tốt OM5451; mật độ sạ 100 kg/ha, cơng thức phân bón 100-40-30 NPK(kg/ha), sử dụng chế phẩm sinh học chứa chủng xạ khuẩn Streptomyces variabilis S28 để phòng trị bệnh đạo ơn - Đối chứng: sử dụng giống nhiễm IR50404 (điểm Cần Thơ Trà Vinh), Nàng hoa (điểm Long An) , mật sộ sạ: 150 kg/ha; cơng thức phân bón 120-40-30 NPK(kg/ha), sử dụng thuốc hóa học phòng trừ bệnh đạo ơn 2.4 Thu thập phân tích số liệu Số liệu phân tích phần mềm NTSYSpc version 2.10 Applied Biostatistic Inc., USA (Rohf, 2000) để phân nhóm nòi qua phương pháp phân tích nhóm UPGMA Tỷ lệ bệnh, số bệnh, hiệu giảm bệnh, giá trị AUDPC ghi nhận, xử lý phần mềm Excel phân tích thống kê chương trình SAS 9.2 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1.Thu thập, phân lập chọn lọc chủng vi sinh vật 3.1.1 Thu thập, phân lập xác định độc tính nguồn nấm P oryzae gây bệnh đạo ôn vùng ĐBSCL Thu thập phân lập 1800 mẫu bệnh đạo ôn 10 L1 tỉnh vùng ĐBSCL, xác định mã số nòi nấm P oryzae cho thấy có đa dạng phân bố nòi địa phương + Độc tính nguồn nấm theo phân nòi Kiyosawa Nhật L4 Dựa chuẩn nòi Nhật có 41 nòi diện, Cần Thơ địa phương có số nòi cao (18 nòi), Đồng Tháp (17 nòi), Tiền Giang (15 nòi), Trà Vinh (14 nòi), Long An, An Giang (13 nòi), Vĩnh Long, Sóc Trăng (10 nòi) thấp Bạc Liêu (8 nòi) Quần thể nấm P oryzae gây bệnh đạo ơn ĐBSCL có biến động độc tính rõ rệt, mã nòi phổ biến vùng ĐBSCL bao gồm: 107.4, 102.4, 106.4, 102.7, 100.4; nòi 007.4, 006.4, 006.0, 003.4, 002.4, 000.4, 000.0, 102.0, 105.4, 004.4 xuất với tỷ lệ thấp Nòi phổ biến có độc tính cao 107.4 Hình 3.2 Giản đồ biểu thị mối liên hệ di truyền nhóm nòi nấm P oryzae cơng giống chuẩn kháng Shin2(Pik-s, Pihs), gây bệnh đạo ôn phổ biến ĐBSCL Aichi Asahi (Pi-a), Ishikari shiroke (Pi-l), Yashiromochi (Pi-ta), K59 (Pi-t); nòi 000.0 diện hầu hết tỉnh + Kết phân nòi nguồn nấm theo phương pháp Nagao Fukuta (2009) cho thấy có 47 nòi nấm P oryzae ĐBSCL, nòi bao gồm: nòi U73-i7-k000-z00-ta733 phổ biến tỉnh (LA, TG, CT,VL, TV, ĐT AG) ; U30-i2-k131-z00-ta633 phổ biến tỉnh (TG, KG, ST LA HG); U73-i7-k000-z10-ta733 phổ biến tỉnh (TV, VL, CT); U73-i3-k000-z10-ta733 phổ biến tỉnh (KG, HG, ST); U11-i4-k130-z00-ta612 phổ biến tỉnh (AG, DT, CT); U11-i2-k000-z00ta100 phổ biến tỉnh (HG, ST, KG) Phân tích đa dạng di truyền isolate nấm P oryzae ĐBSCL ghi nhận mức độ tương đồng 50% có 15 nhóm nòi (linage) gây bệnh đạo ôn bao gồm L1 đến L15, nhóm nòi L4 phổ biến chiếm tỷ lệ 22,78%, bốn nhóm nòi L3, L6, L8, L9 chiếm tỷ lệ trung bình, biến động từ 11,1- 14,44%; nhóm nòi lại phân bố với tỷ lệ thấp, biến động từ 0,56 -3,33% (Hình 3.2) Bảng 3.2 Các gen kháng bệnh đạo ơn hiệu lực tỉnh vùng ĐBSCL (Viện Lúa ĐBSCL, 2012-2013) Địa điểm IRBL i-F5 IRBL ks-S IRBL kp-K60 IRBL kh-K3 IRBL z-Fu IRBL z5-CA Pii Pik-s Pik-p Pik-h Piz + + + LA + TV + CT ST + ĐT + AG + VL + TG + KG + BL Tỷ lệ 80 70 diện (%) LA: Long An, TV: Trà Vinh, Giang, BL: Bạc Liêu + + + + + + + + + + + + + + + 80 + + + + + + + 70 + + + + + 80 IRBL sh-S IRBL 9W Piz-5 IRB L taK1 Pita Pish Pi9(t) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 80 70 + + + 80 + + + + + + 60 CT: Cần Thơ, ST: Sóc Trăng, ĐT: Đồng Tháp, AG: An Giang, VL: Vĩnh Long, TG: Tiền Giang, KG: Kiên Một số gen kháng hiệu lực cao ĐBSCL Pik-s (IRBLks-S), Pik-p, Pik-h, Pi9(t)(IRBL9-W), Pish (IRBLsh-S), Pii, Piz, Piz-5, Pita (IRBLta-K1) sử dụng chương trình lai tạo giống kháng bệnh đạo ôn cho vùng ĐBSCL(Bảng 3.2) Mười nòi nấm phổ biến có độc tính cao chọn cho thí nghiệm sơ tuyển VSV đối kháng, ký hiệu từ Pg1 đến Pg10 3.1.2 Thu thập, phân lập sơ tuyển chủng VSV có khả ức chế nấm P oryzae Từ 765 mẫu đất vùng rễ lúa thu thập 10 tỉnh vùng ĐBSCL, có 1150 chủng vi sinh vật (vi khuẩn xạ khuẩn) phân lập, tỷ lệ vi sinh vật có khả ức chế nấm chiếm 78,38%, 452 chủng xạ khuẩn (chiếm 40,65%) 398 chủng vi khuẩn (chiếm 37,73%) Qua sơ tuyển khả ức chế nấm P oryzae, ghi nhận có 10 chủng xạ khuẩn (S27, S28, S29, S30, S44, S132, S136, S233, S271, A B C S288, S380) 10 chủng vi Hình 3.11 Khả tiết enzyme ngoại bào số chủng xạ khuẩn khuẩn (B26, B44, B54, B104, A amylase, B protease, C endoglucanase B122, B142, B270, B311, B312, B370) có khả đối kháng với 10 nòi nấm P oryzae có độc tính cao phổ biến Các chủng vi sinh vật Hình 3.12 Khả tạo protease chủng vi khuẩn đối kháng đánh giá số đặc tính sinh học liên quan đến khả kiểm soát bệnh cụ thể chủng xạ khuẩn nghiên cứu có khả đồng hóa tốt nguồn cacbon : D - glucose; saccarose; D- xylose; rhamnose; raffinose; thuộc nhóm chịu muối trung bình; chủng S28 S36 có khả sinh loại enzyme ngoại bào mạnh protease Chủng S30 sinh amylase cellulase với hoạt tính cao, chủng S30, S27 S28 có khả sinh endoglucanase Các chủng xạ khuẩn S27, S28, S30, S132, S136, S233 có khả tiết IAA Các chủng vi khuẩn có triển vọng có khả tạo siderophore dạng khác nhau, chủng B26, B44, B54, B122, B270, B312 B370 có khả tạo siderophore dạng catechol, chủng B104, B142, B31 có khả tạo siderophore dạng hydroxamate, điều liên quan đến việc vi khuẩn Bacillus có khả ức chế vi sinh vật gây bệnh khác 3.2 Đánh giá khả kiểm sốt bệnh đạo ơn lúa chủng vi sinh vật điều kiện nhà lưới đồng 3.2.1 Kiểm tra khả gây bệnh chủng vi sinh vật chọn lọc Kết kiểm tra khả gây bệnh xác định 10 chủng xạ khuẩn S27, S28, S29, S30, S44, S132, S136, S233, S288, S380 10 chủng vi khuẩn B26, B44, B54, B104, B122, B142, B270, B311, B312, B370 tác nhân gây hại lúa sử dụng nghiên cứu phòng trừ sinh học 3.2.2 Xác định mật số vi sinh vật tối thiểu thời điểm xử lý đạt hiệu phòng trừ bệnh đạo ơn Nghiên cứu xác định mật số tối thiểu cần thiết để xử lý nghiên cứu phòng trừ bệnh đạo ơn chủng xạ khuẩn 109bt/ml; chủng vi khuẩn 108cfu/ml Thời điểm xử lý vi sinh vật đối kháng đạt hiệu phòng trừ bệnh đạo ôn xử lý lần liên tiếp, cách - ngày tùy điều kiện cụ thể 3.2.3 Khảo sát khả kích thích lúa tăng trưởng chủng vi sinh vật chọn lọc Kết ghi nhận điều kiện nhà lưới, có chủng xạ khuẩn (S28, S136, S44, S30, S132 S27) chủng vi khuẩn (B26, B122, B270, B312 B370) có khả kích thích nảy mầm hạt lúa, kích thích phát triển rễ lúa sinh trưởng lúa giai đoạn đầu Trong chủng xạ khuẩn S28 vi khuẩn B26 thể tốt 3.2.4 Khả kiểm soát bệnh đạo ôn hại lúa chủng vi sinh vật điều kiện nhà lưới + Khả kiểm soát bệnh đạo ôn chủng xạ khuẩn Kết ghi nhận điều kiện nhà lưới có chủng bệnh nhân tạo áp lực cao cho thấy chủng S28 cho hiệu cao trì hiệu ổn định; chủng S27, S30, S132, S136 S233 có khả khống chế tỷ lệ bệnh đạo ôn hiệu điều kiện nhà lưới Hiệu giảm tỷ lệ bệnh so với Đối chứng chủng S233, S132, S30, S136, S28 S27 16,1; 14,7; 17,2; 17,6; 29,9 31,8% Ghi nhận số bệnh cho thấy xử lý chủng xạ khuẩn có hiệu giảm số bệnh ổn định Hiệu giảm số bệnh so với Đối chứng nghiệm thức có xử lý xạ khuẩn S27, S28, S30, S123, S136, S233 biến động từ 31,8 đến 14,7% + Khả kiểm sốt bệnh đạo ơn chủng vi khuẩn Các chủng vi khuẩn chọn lọc có khả khống chế hiệu bệnh đạo ôn điều kiện nhà lưới, 7, 14 21NSLB tỷ lệ bệnh thấp ghi nhận chủng B26 khác biệt có ý nghĩa so với ĐC Các chủng B26, B44, B122, B270, B312 B370 có hiệu giảm tỷ lệ bệnh biến động từ 13,2 đến 35,8% Các chủng vi khuẩn B26, B44, B122, B270, B312 B370 có hiệu giảm số bệnh biến động từ 34,7 đến 23,5% Kết điều kiện nhà lưới chọn chủng xạ khuẩn S28, S27, S30, S132, S136, S233 chủng vi khuẩn B26, B44, B122, B270, B312, B370 chủng S28 B26 có hiệu cao sử dụng cho thí nghiệm điều kiện ngồi đồng 3.2.5 Khả kiểm sốt bệnh đạo ơn chủng vi sinh vật điều kiện đồng 3.2.5.1 Hiệu phòng trị bệnh đạo ơn chủng xạ khuẩn điều kiện ngồi đồng +Vụ Đơng Xn 2013-2014 Đánh giá khả sử dụng chủng xạ khuẩn đối kháng phòng trừ bệnh đạo ơn điều kiện ngồi đồng ghi nhận vụ Đơng Xn 2013-2014 có B chủng (S28, S132, S136, S27 A Hình 3.20 3.21 Biểu đồ hiệu xử lý xạ khuẩn đối kháng đến tỉ lệ S233) cho hiệu giảm tỉ lệ bệnh(A) số bệnh(B) đạo ôn lúa điều kiện đồng, vụ bệnh đạo ôn từ 16% đến 34,1% Đông Xuân 2013-2014 hiệu giảm số bệnh từ 23,8% đến 51,5%, chủng S28 có hiệu giảm bệnh cao cho suất cao (6,8T/ha) với hiệu tăng suất C D 65,88% so với ĐC-KP Hình 3.22 3.23 Biểu đồ hiệu xử lý xạ khuẩn đối kháng đến tỉ lệ bệnh(A) số bệnh(B) đạo ơn lúa điều kiện ngồi đồng, vụ Hè + vụ Hè Thu 2014 Trong vụ Hè Thu 2014, Thu 2014 có chủng xạ khuẩn cho hiệu giảm tỉ lệ bệnh đạo ôn từ 20,5% đến 41,8% hiệu giảm số bệnh từ 20,9% đến 50,3%, chủng S28 có hiệu giảm bệnh cao nhất; chủng S132, S30, S27 S233 có hiệu giảm bệnh cao Hiệu giảm tỉ lệ bệnh đạo ôn cổ 37,7% ghi nhận chủng S28 Nghiệm thức xử lý chủng S28 đạt suất cao (7,2T/ha) hiệu tăng suất 77,05% Chủng S28 có khả phòng trừ bệnh đạo ơn điều kiện ngồi đồng vụ Đơng Xuân Hè Thu, xử lý S28 giống lúa nhiễm bệnh giúp giảm 34,1%- 41,8% tỷ lệ bệnh; giảm 50,3%- 51,5% số bệnh; 34%- 37,7% bệnh đạo ôn cổ bơng giúp tăng suất 65,8-77,0% so với Đối chứng không phun thuốc 3.2.5.2 Hiệu phòng trị bệnh đạo ơn chủng vi khuẩn điều kiện ngồi đồng + vụ Đơng Xn 2013-2014 Đánh giá khả sử dụng chủng vi khuẩn đối kháng phòng trừ bệnh đạo ơn điều kiện ngồi đồng vụ Đơng Xn 2013-2014 ghi nhận hiệu giảm tỉ lệ bệnh từ 12,5% đến 23,3%; hiệu giảm số bệnh 10,6% đến 22,7% bệnh đạo ôn cổ giảm 10,6% đến 31,8%, chủng B270, B312, B311 B26 Năng suất cao ghi nhận nghiệm thức xử lý chủng B26 (7,2T/ha) tương đương ĐC-HH (7,4T/ha), với hiệu tăng suất 63,6% + Vụ Hè Thu 2014 Xử lý chủng vi khuẩn đối kháng phòng trừ bệnh đạo ơn điều kiện đồng vụ Hè Thu 2014 cho hiệu giảm tỉ lệ bệnh từ 15,8% đến 37,9% ; hiệu giảm số bệnh 19,1% đến 33,1% bệnh đạo ôn cổ bộng giảm 6,9% đến 22,2% Hiệu giảm bệnh cao ghi nhận chủng B26 (Biểu đồ 3.4) Năng suất nghiệm thức xử lý chủng B26 (7,0T/ha) tương đương ĐC-HH (7,2T/ha), với hiệu tăng suất 75,5% Chủng B26 có khả phòng trừ bệnh đạo ơn điều kiện ngồi đồng vụ Đông Xuân Hè Thu, xử lý B26 giống lúa nhiễm bệnh giúp giảm 23,3% -37,9% tỷ lệ bệnh; 22,7%-33,1% số bệnh; 22,2% - 31,8% bệnh đạo ơn cổ bơng giúp tăng suất 63,6-75,5% so với Đối chứng không phun thuốc Kết nghiên cứu Tian (2004) cho thấy có khoảng 50% chủng vi sinh vật phân lập đất lúa có khả ức chế phát triển số tác nhân gây bệnh quan trọng lúa 10 Magnaporthe oryzae, Rhizoctonia solani, Xanthomonas oyzae Fusarium moniliforme Nghiên cứu ĐBSCL, số 18 dòng vi khuẩn phân lập từ đất vùng rễ lúa với khả cố định đạm sinh học tổng hợp IAA, dòng vi khuẩn CT14, AM3, NT4, PT10, TN4 TV2B3 có khả đối kháng với nấm P oryzae, tỉ lệ ức chế nấm dao động từ 45,2% đến 64,4% Hai dòng CT14 AM3 dòng có tính đối kháng mạnh Qua đó, nhận định dòng vi khuẩn sống đất vùng rễ lúa khơng có khả kích thích sinh trưởng thực vật tốt mà có khả đối kháng nấm gây bệnh đạo ôn tiềm (Nguyễn Thị Pha ctv., 2014) 3.3 Xây dựng qui trình PTSH bệnh đạo ơn hại lúa triển khai mơ hình ứng dụng qui trình Cần Thơ 3.3.1 Kết định danh chủng vi sinh vật triển vọng Bảng 3.42 So sánh trình tự gene 16S rDNA chủng vi sinh vật triển vọng Mẫu S27 S257 S28 S233 S136 S30 B26 Mơ tả lồi Max Total Max Accession score score Ident number Streptomyces cavourensis A15 Streptomyces xiamenensis MCCC 1A01550 Streptomyces variabilis SW75 880 865 880 865 99% 99% KF304797.1 NR044035.1 880 880 100% LM644094.1 Streptomyces iakyrus NRRL ISP-5482 Streptomyces scopuliridis NRRL B-24574 Streptomyces fulvissimus DSM 40593 Bacillus amyloliquefaciens UCMB5033 854 854 99% 856 856 99% 835 5014 99% NZ_JNXI0100006 2.1 NZ_JOEI0100005 6.1 CP005080.1 946 9427 100% HG328253.1 Max score: giống trình tự nuleotide kiểm tra với trình tự khác sở liệu Total score: tổng số điểm tất cặp điểm số cao HSP (hight scoring pairs) trình tự sở liệu Max identity: % đồng hình cao tất cặp điểm số cao HSP xác định so sánh cặp cho điểm cao sở liệu trình tự Accession number: Số gia nhập vào sở liệu Đối chiếu đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa chủng vi sinh vật với khóa phân loại ISP (1974), Bergey's (1989) kết từ Bảng 3.42 cho thấy trình tự chủng vi sinh vật so sánh với sở liệu ngân hàng gen với phần mềm BLAST Các chủng S27, S257, S233, S136 S30 có mức độ đồng hình 99% với chủng Streptomyces cavourensis A15, Streptomyces xiamenensis MCCC 1A01550, Streptomyces iakyrus NRRL ISP5482, Streptomyces scopuliridis NRRL B-24574, Streptomyces fulvissimus DSM 40593 Chủng S28 B26 có mức độ đồng hình 100% với dòng Streptomyces variabilis SW75 Bacillus amyloliquefaciens UCMB5033 (Bảng 3.42 3.43.) Chủng xạ khuẩn Streptomyces variabilis vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens thuộc nhóm vi sinh vật an toàn mức độ (BSL1) (BMBL, 2009), sử dụng nghiên cứu phục vụ khoa học đời sống; bên cạnh đó, chủng công bố nguồn vi sinh vật có lợi sản xuất nơng nghiệp, cơng nghiệp thực phẩm y học Trong nghiên cứu chọn chủng Streptomyces variabilis S28 Bacillus amyloliquefaciens B26 cho nghiên cứu mơ hình PTSH bệnh đạo ôn hại lúa diện rộng 3.3.2 Nghiên cứu qui trình nhân sinh khối vi sinh vật Trên môi trường chọn , mật số xạ khuẩn kiểm tra biến động từ 0,18 x109 đến 1,52x109 bào tử/ gram sản phẩm mật số vi khuẩn biến động từ 1,16x108 đến 1,45x109 cfu/ ml sản phẩm 11 Vì mơi trường thích hợp cho nhân sinh khối xạ khuẩn chọn RG2 nhân sinh khối vi khuẩn RB4 3.3.3 Quy trình phòng trừ sinh học bệnh đạo ơn Qui trình xử lý vi sinh vật phòng trừ bệnh đạo ôn xây dựng sở kết nghiên cứu điều chỉnh nhằm dễ ứng dụng thực tiễn sản xuất lúa vùng ĐBSC, sử dụng chế phẩm sinh học chứa xạ khuẩn Streptomyces variabilis S28 vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens B26 phòng trừ bệnh đạo ôn Nguồn chế phẩm PTSH sản xuất dạng: dạng tươi túi chứa 300gr dạng khơ túi chứa 50gr Qui trình gồm bước: Bước Chuẩn bị chế phẩm trước xử lý Đối với dạng túi 300g chế phẩm tươi: cho thêm 500ml nước vào túi chứa nguồn xạ khuẩn Streptomyces viriabilis S28 vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens B26, bóp nhẹ để hòa tan hết bào tử; để đạt mật số sử dụng cho thêm nước để pha loãng đạt mức 109btxk/ml 108tbvk/ml(300g chế phẩm pha với 32 lit nước, sử dụng phun cho 1000m2) - Đối với dạng túi 50g chế phẩm khô: cho 50 gr chế phẩm chứa nguồn xạ khuẩn Streptomyces variabilis S28 vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens B26 vào 32 lít nước để pha lỗng đạt mức 109btxk/ml 108tbvk/ml (sử dụng phun cho 1000m2) Bước Xử lý hạt giống Hạt giống sau ngâm 24 giờ, vớt rửa ngâm tiếp với huyền phù chứa xạ khuẩn Streptomyces variabilis S28 vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens B26 1-2 giờ, tỷ lệ sử dụng 1:1 (1kg giống: 1lit dung dịch), sau vớt để nước tiếp tục ủ bình thường Bước Xử lý phòng trừ đạo ơn Phun dung dịch chứa nguồn xạ khuẩn Streptomyces variabilis S28 vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens B26 pha Bước thấy ruộng có xuất bệnh khoảng 5% phun lặp lại sau ngày, phun pha thêm chất bám dính Đối với giống lúa nhiễm bệnh nên theo phun sớm giai đoạn 15-18NSS; trồng giống chống chịu tốt tùy theo tình hình thời tiết dịch hại cụ thể vụ phun thấy có bệnh xuất ruộng Bước Xử lý phòng trừ đạo ơn cổ bơng Dung dịch chứa nguồn xạ khuẩn S variabilis S28 vi khuẩn B amyloliquefaciens B26 pha Bước phun ruộng lúa giai đoạn khoảng ngày trước trổ ngày sau trổ 3.3.4 Mô hình phòng trừ sinh học bệnh đạo ơn vụ Đơng Xuân 2014-2015 Trong vụ Đông Xuân 2014-2015, kết thực Mơ hình PTSH bệnh đạo ơn cho thấy Mơ hình sử dụng chủng xạ khuẩn S variabilis S28 hiệu giảm tỉ lệ bệnh A B đạo ôn 56,7%, số bệnh A Hình 3.35.Biểu đồ hiệu giảm bệnh Mơ hình PTSH vụ Đơng Xn 2014-2015 Cần Thơ 59,3%, tỉ lệ đạo ôn cổ bơng B Hình 3.36 Biểu đồ suất Mơ hình PTSH vụ Đơng Xn 201477,8% tăng suất 2015 Cần Thơ 31,58% (Hình 3.35A, 3.36B) Mơ hình sử dụng chủng vi khuẩn B amyloliquefaciens B26 có hiệu giảm tỉ lệ bệnh 42,4%, số bệnh 32,9% tỉ lệ đạo ôn cổ 69,1% suất tăng 27,82% (Hình 3.35, Hình 3.36) 3.3.5 Mơ hình phòng trừ sinh học bệnh đạo ơn vụ Hè Thu 2015 12 Trong vụ Hè Thu 2015, kết thực Mơ hình PTSH bệnh đạo ơn cho thấy Mơ hình mơ hình sử dụng S variabilis S28 có hiệu giảm tỉ lệ bệnh 42,3%, số bệnh 50,5% tỉ lệ A B đạo ôn cổ 74,3% tăng A Hình 3.41 Biểu đồ hiệu giảm bệnh Mơ hình PTSH vụ Hè suất 40,43% so ĐC-KP Mơ Thu 2015 Cần Thơ hình sử dụng B B Hình 3.42 Biểu đồ suất Mơ hình PTSH vụ Hè Thu 2015 Cần Thơ amyloliquefaciens B26 có hiệu giảm tỉ lệ bệnh 58,5%, số bệnh 40%, tỉ lệ đạo ôn cổ 82,1% tăng suất 43,62% so ĐC-KP (Hình 3.41, Hình 3.42) Trong vụ Đơng Xn 2014-2015 Hè Thu 2015, Mơ hình PTSH sử dụng xạ khuẩn S variabilis S28 vi khuẩn B amyloliquefaciens B26 có hiệu giảm tỉ lệ bệnh, số bệnh đạo ôn lá, tỉ lệ bệnh thối cổ tương đương với sử dụng thuốc hóa học, kết cho thấy vai trò vsv tự nhiên phát huy khống chế tốt vi sinh vật gây hại 3.4 Kết hợp PTSH vào Mơ hình quản lý tổng hợp (QLTH) bệnh đạo ôn hại lúa ĐBSCL + Mơ hình QLTH bệnh đạo ơn hại lúa vụ Đơng Xuân 2014-2015 CẦN THƠ-TLB-ĐX a e CẦN THƠ-CSB-ĐX b i j LONG AN-ĐOCB-ĐX CẦN THƠ- ĐOCB_ĐX g CẦN THƠ-NS-ĐX TRÀ VINH- CSB- ĐX LONG AN-CSB-ĐX f c TRÀ VINH- TLB-ĐX LONG AN- TLB-ĐX TRÀ VINH- ĐÔCB-ĐX k LONG AN-NS_ĐX TRÀ VINH- NS- ĐX d h l Hình 3.44, 3.49, 3.53 Biểu đồ diễn biến bệnh đạo ôn ruộng Mô hình QLTH, vụ Đơng Xn 2014-2015 Cần Thơ (a,b), Long An (e,f), Trà Vinh (i,j) Hình 3.45,3.50, 3.54 Biểu đồ tỷ lệ bệnh đạo ôn cổ suất thực tế Mơ hình QLTH, vụ Đơng Xn 2014-2015 Cần Thơ (b,c), Long An (g, h) Trà Vinh(k,l) Triển khai diện rộng Mơ hình QLTH bệnh đạo ôn hại lúa điểm Cần Thơ, Long An Trà Vinh kết hợp biện pháp sử dụng giống OM5451 chống chịu bệnh, mật độ sạ thưa hợp lý (100kg/ha), bón phân cân đối xử lý chủng xạ khuẩn S variabilis S28 phòng trừ bệnh đạo ôn nên giúp giảm tỷ lệ bệnh 75,59 - 89,96%; số bệnh đạo ôn giảm: 74,16 - 84,67% tỷ lệ bệnh đạo ôn cổ giảm 79,32 - 89,02% Hiệu đầu tư so Đối chứng tăng: 25,94-39,14%.Tiết kiệm chi phí đầu tư 1.797.400đ/ha-3.708.000đ/ha; lợi nhuận đạt 10.216.000đ/ha-14.027.00đ/ha; giảm đợt phun thuốc hóa học/ vụ (Hình 3.44, 3.49, 3.53, 3.45, 3.50, 3.54) 13 + Mơ hình QLTH bệnh đạo ơn hại lúa vụ Hè Thu 2015 CẦN THƠ- TLB-HT a LONG AN- TLB-HT i e f CẦN THƠ- ĐOCB-HT c j TRÀ VINH- ĐOCB-HT LONG AN-ĐOCB-HT g CẦN THƠ- NS-HT TRÀ VINH- CSB-HT LONG AN-CSB-HT CẦN THƠ-CSB-HT b TRÀ VINH-TLB-HT k LONG AN- NS- HT TRÀ VINH- NS-HT d h l Hình 3.46, 3.51, 3.55 Biểu đồ diễn biến bệnh đạo ôn ruộng Mơ hình QLTH, vụ Hè Thu 2015 Cần Thơ (a,b), Long An (e,f), Trà Vinh (i,j) Hình 3.47, 3.52, 3.56 Biểu đồ tỷ lệ bệnh đạo ôn cổ suất thực tế Mơ hình QLTH, vụ Hè Thu 2015 Cần Thơ (b,c), Long An (g, h) Trà Vinh(k,l) Kết ghi nhận cho thấy ruộng Mơ hình tỷ lệ bệnh đạo ơn giảm 72,39 -78,23%, số bệnh đạo ôn giảm 75,21 - 79,97% tỷ lệ bệnh đạo ôn cổ bơng giảm 80,03 - 83,75% Tiết kiệm chi phí đầu tư 3.280.000đ/ha-4.520.000đ/ha, lợi nhuận 12.660.000đ/ha-15.750.000đ/ha; hiệu đầu tư so với Đối chứng tăng: 49,64 - 56,14% giảm - đợt phun thuốc hóa học/ vụ (Hình 3.46, 3.51, 3.55, 3.47, 3.52, 3.56) KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận 1.Phân tích độc tính 1800 mẫu bệnh đạo ôn thu thập 10 tỉnh vùng ĐBSCL cho thấy nguồn nấm Pyricularia oryzae ĐBSCL đa dạng, số mã nòi phổ biến vùng 107.4, 102.4, 106.4, 102.7, 100.4, nòi có khả công hầu hết gen kháng bệnh đạo ôn, lý giải bệnh đạo ôn dịch hại khó quản lý thực tế sản xuất Một số gen kháng hiệu lực sử dụng chương trình lai tạo giống kháng bệnh như: Pik-s (IRBLks-S), Pik-p, Pik-h, Pi9(t)(IRBL9-W), Pish (IRBLsh-S), Pii, Piz, Piz-5, Pita (IRBLta-K1) Nguồn vi sinh vật ruộng lúa vùng ĐBSCL phong phú, vi sinh vật có khả đối kháng với nấm P oryzae chiếm 73,38%; xạ khuẩn 40,65% vi khuẩn 37,73% Các chủng xạ khuẩn chủng vi khuẩn đươc chọn có khả đồng hóa tốt nguồn cacbon, thuộc nhóm chịu muối trung bình; có khả sinh enzyme ngoại bào (protease, amylase, cellulase endoglucanase), có khả tiết IAA Các chủng vi khuẩn có khả tạo siderophore, có khả ức chế tốt vi sinh vật gây bệnh Một số chủng có hiệu phòng trị bệnh đạo điều kiện nhà lưới đồng định danh bao gồm: Streptomyces cavourensis S27, S variabilis S28, S iakyrus S233, S scopuliridis S136, S fulvissimus S30, vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens B26 số chủng chưa định danh nguồn vi sinh vật địa cần khai thác bảo tồn Trong có chủng Streptomyces variabilis S28 Bacillus amyloliquefaciens 14 B26 có hiệu cao phòng trừ bệnh điều kiện ngồi đồng sử dụng cho Mơ hình PTSH diện rộng Mơ hình PTSH bệnh đạo ôn sử dụng chủng xạ khuẩn S variabilis S28 chủng vi khuẩn B amyloliquefaciens B26 cho hiệu giảm tỷ lệ bệnh 49,53% 50,46%; hiệu giảm số bệnh 54,93% 36,46%; hiệu giảm tỷ lệ đạo ôn cổ 76,36% 75,42%; giúp tăng suất 35,73% 35,23% cho thấy tiềm sử dụng vi sinh vật địa phòng trừ bệnh hại lúa ĐBSCL lớn, cần nghiên cứu để phát triển chế phẩm sinh học thân thiện với môi trường Kết hợp giải pháp PTSH sử dụng nguồn vi sinh vật địa vào Mơ hình Quản lý tổng hợp bệnh đạo ôn (sử dụng giống chống chịu, kỹ thuật canh tác hợp lý) giúp giảm tỷ lệ bệnh đạo ôn 75,1 - 82,1%, tỉ lệ bệnh đạo ôn cổ 81,8% - 82,6%, bảo vệ suất lúa Mơ hình giúp tiết kiệm chi phí trung bình 2.700.000 - 3.710.000đ/ha; lợi nhuận 12.600.000 - 14.400.000đ/ha; hiệu đầu tư so với Đối chứng đạt 33,1- 52,5%; quan trọng mơ hình giúp giảm trung bình 3-4 đợt phun thuốc hóa học/vụ, góp phần hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật giảm ô nhiễm môi trường sản xuất lúa Đề nghị - Tiếp tục nghiên cứu qui trình sản xuất thương mại hóa chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh đạo ôn hại lúa sở chủng vi sinh vật đối kháng xác định đề tài - Tiếp tục triển khai Mơ hình diện rộng sản xuất địa phương cấu sản xuất khác nhằm khai thác ứng dụng nguồn tác nhân phòng trừ sinh học góp phần bảo vệ môi trường sinh thái, hướng đến nông nghiệp sạch, nơng sản an tồn./ 15 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Thị Phong Lan, Trần Thị Cúc Hòa (2015), "Nghiên cứu phòng trừ sinh học bệnh đạo ơn hại lúa vùng đồng sơng Cửu Long", Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, số 20, trang 24-33 Nguyễn Thị Phong Lan, Võ Thị Thu Ngân, Trần Hà Anh, Trần Thị Cúc Hòa (2015), "Sử dụng nguồn xạ khuẩn địa chi Streptomyces để phòng trừ sinh học bệnh đạo ôn (Pyricularia oryzae) hại lúa", Tạp chí Nơng nghiệp & Phát triển Nơng thơn, số 22, trang 3-10 Nguyễn Thị Phong Lan, Võ Thị Thu Ngân, Lương Hữu Tâm, Trần Thị Nam Lý (2014), "Biến động độc tính quần thể nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn lúa vùng Đồng sông Cửu Long", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp, số 4, trang 52-57 Nguyễn Thị Phong Lan, Võ Thị Thu Ngân, Trần Phước Lộc, Trần Hà Anh (2015), "Tuyển chọn chủng xạ khuẩn (Streptomyces spp.) đối kháng nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ơn hại lúa", Tạp chí Khoa học & Phát triển, số , trang 1442-1451 Nguyễn Thị Phong Lan, Võ Thị Thu Ngân, Trần Hà Anh, Võ Thị Dạ Thảo, Trần Thị Kiều, Nguyễn Thị Xuân Mai (2015), "Hiệu chủng vi sinh vật vùng rễ phòng trừ bệnh đạo ơn điều kiện nhà lưới", Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp, số 5,trang 127-136 16 ... hợp với tiềm hệ sinh thái lúa nước vùng ĐBSCL, đề tài Nghiên cứu phòng trừ bệnh đạo ôn (Pyricularia oryzae) hại lúa vi sinh vật đối kháng Streptomyces Bacillus địa Đồng sông Cửu Long đề xuất... luận án cấp Vi n họp Vi n Lúa Đồng sông Cửu Long ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư Vi n Quốc gia Thư Vi n Vi n Khoa học Nông nghiệp Vi t Nam Thư Vi n Vi n Lúa ĐBSCL MỞ ĐẦU Tính... dụng vi sinh vật: mật số vi sinh vật tối thiểu, thời điểm xử lý - Đánh giá khả kiểm soát bệnh đạo ôn chủng vi sinh vật điều kiện nhà lưới - Đánh giá khả kiểm soát bệnh đạo ôn chủng vi sinh vật