CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.3. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
1.3.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng nấm ký sinh côn trùng
Vấn đề nghiên cứu các chủng vi nấm gây bệnh cho côn trùng đã được các nhà khoa học ở một số trường Đại học và Viện nghiên cứu bắt đầu thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ 20. Nấm lục cương (Metarhizium) diệt sâu bọ đã được Nguyễn Lân Dũng (1998) mô tả hình thái, phân tích cơ chế tác dụng, hướng dẫn nguyên tắc cách phân lập, nuôi cấy, phương pháp sản xuất sinh khối từ những năm 70 của thế kỷ 20.
Năm 1975, Tạ Kim Chỉnh và cộng sự đã thu thập mẫu bệnh sâu róm thông Dendrolimus ponctatus chết do nấm và xác định là do loài nấm trắng Beauveria gây ra. Từ các mẫu bệnh này tác giả đã phân lập, thuần khiết và đã định loại được các chủng B. bassiana (Bb1, Bb2, Bb4, Bb5, BbKC và BbYD) và điều chế chế phẩm dạng bột để thử nghiệm phòng trừ sâu róm thông ở lâm trường Yên Dũng- Bắc Giang.
Các nghiên cứu về vi nấm diệt côn trùng ở trong nước như Nguyễn Thị Lộc (2007) ở Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long, đã sử dụng chế phẩm nấm xanh Metarhizium anisopliae để phòng trừ bọ cánh cứng Brontispa longissima hại dừa.
Trịnh Văn Hạnh (2007) viện Khoa học Thủy lợi đã hoàn thành một dự án sản xuất thử nghiệm nấm Metarhizium để phòng trừ mối hại đê đập (2003- 2005)…
Các công trình nghiên cứu cơ bản về các chủng vi nấm M. anisopliae và B. bassiana bao gồm những nghiên cứu về điều tra (Tạ Kim Chỉnh và cs, 1994), phân lập và tuyển chọn các chủng vi nấm có khả năng diệt côn trùng (Tạ Kim Chỉnh, 2006), nghiên cứu các đặc điểm sinh học của các chủng Metarhizium và Beauveria (Tạ Kim Chỉnh và cs, 1992), nghiên cứu về lựa
chọn các thành phần cơ chất trong môi trường nuôi cấy giống (Tạ Kim Chỉnh và cs, 1994), lựa chọn các phương pháp bảo quản giống (Tạ Kim Chỉnh và cs, 1994) và phương pháp thu hồi sản phẩm trong quy trình sản xuất chế phẩm (Tạ Kim Chỉnh và cs, 2005).
Nghiên cứu áp dụng phương pháp sinh học phân tử để tuyển chọn chủng vi nấm M. anisopliae (Phạm Văn Nhạ, 2012). Phạm Văn Nhạ (2004) đã nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ châu chấu tại Nam Đàn – Nghệ An và Phủ Cừ - Hưng Yên, kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đạt tỷ lệ châu chấu trưởng thành chết 100%
sau 7 ngày và trên đồng ruộng tỷ lệ này đạt trên 70%. Đại học Quốc Gia Hà Nội nghiệm thu đề tài: “Nghiên cứu vi nấm Metarhizium anisopliae chống mối hại cây trồng”. Kết quả đáng chú ý là đã phân lập được nhiều chủng nấm có khả năng chống loài mối Coptotermes hainanensis quan trọng và được bảo quản tại bảo tàng vi sinh vật của trường. Nguyễn Thị Lộc và cộng sự ở Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long đã thực hiện dự án SXTN cấp Nhà nước
“Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar và Biovip”. Từ 1998 đến 2002, Trịnh Văn Hạnh và cộng sự ở Trung tâm nghiên cứu mối- Viện KH Thủy Lợi, đã nghiên cứu tuyển chọn các chủng M. anisopliae có hiệu lực cao để phòng trừ loài mối nguy hiểm nhất (Coptotermes formosanus Shiraki) phá hại các công trình kiến trúc, loài mối hại đê Odontotermes hainanensis và loài mối hại đập Macrotermes annandelei. Các công trình nghiên cứu ứng dụng sản phẩm nấm M. anisopliae và B. bassiana chủ yếu thực hiện trên các côn trùng ăn lá (Viện Bảo vệ thực vật, 1997).
Các nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm để phòng trừ sâu trong đất hại cây trồng cạn và cây công nghiệp được thực hiện nhiều nhất tại Trung tâm nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học (Tạ Kim Chỉnh và cs., 2003-2006 và từ 2007 đến nay).
Từ năm 1992, Phạm Thị Thùy và cộng sự (1995, 1997, 2000) đã phân lập, nuôi cấy và thử nghiệm các chủng nấm bệnh thuộc 3 loài B. bassiana, M.
anisopliae và M. flavoride để phòng trừ cho một số loài sâu hại cây nông, lâm nghiệp như châu chấu, rầy nâu, sâu đo xanh, sâu khoang bằng phương pháp phun trực tiếp bào tử Metarhizium trên đồng ruộng.
Nguyễn Dương Khuê và cộng sự (2001) đã nghiên cứu tuyển chọn một số chủng Metarhzium để thử nghiệm diệt mối C. formosanus trong phòng thí nghiệm. Các tác giả đã xác định được LT50, LT100, LD50, LD100, của các chủng M. anisopliae đã tuyển chọn đối với C. formosanus và cho biết có 3 chủng có hiệu lực diệt mối khá cao trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Viện Bảo vệ thực vật đã thu thập, phân lập và tuyển chọn được 28 chủng (10 chủng Beauveria và 18 chủng Metarhizium) trên các loại sâu hại khác nhau tại các tỉnh phía Bắc và phía Nam đã chọn được 4 chủng có hoạt lực diệt côn trùng rất cao và hiện đang sử dụng để sản xuất chế phẩm là 2 chủng Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae . Đã sản xuất được 2.355 kg Beauveria và 3.275 kg Metarhizium sử dụng trừ sâu keo da láng, sâu khoang ăn lá đậu tương và sâu xanh đục quả đậu xanh. Hiệu quả của Beauveria đối với sâu xanh là 68,2-72,3%, còn Metarhizium đạt 69,2-75,1% , hiệu quả của nấm Metarhizium trừ bọ hại dừa đạt 63,63-81,42%. Đặc biệt trong năm 2012 Viện đã sản xuất được 6.500 kg chế phẩm nấm để phòng trừ các loài sâu hại sống trong đất hại mía đường.
Viện Bảo vệ thực vật đã thử nghiệm chế phẩm nấm Metarhizium anisoplie để phòng trừ ve sầu hại cà phê ở các tỉnh Đắc Lắc và Lâm Đồng với lượng 500 g/gốc sau 45 ngày kết quả đạt 33,33%.
Vừ Thị Thu Oanh và cs (2008) đó nghiờn cứu khả năng gõy bệnh của nấm Metarhizium anisoplie đối với rệp sáp giả (Dysmicoccus sp) trên cây na cho biết trong điều kiện phòng thí nghiệm nấm Metarhizium anisoplie có hiệu
lực cao ở nồng độ 9 x 108 bt/ ml sau 5 ngày xử lý. Bộ môn phòng trừ sinh học Viện lúa đồng bằng sông Cửu long đã sản xuất được 3.440 kg chế phẩm (2.175 kg chế phẩm M.a và 1265kg chế phẩm B.b) phục vụ cho các thí nghiệm diện rộng và ứng dụng phòng trừ sâu hại lúa, cây ăn quả, cây công nghiệp... tại các tỉnh Cần Thơ, An Giang, Trà Vinh và Tiền Giang... Hiệu quả phòng trừ đạt 70-80%.
Trường đại học Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh đã xác định 16 mẫu nấm Metarhizium anisopliae và chia làm 2 nhóm Ma-VN1, Ma-VN2 đã được đăng ký trờn ngõn hàng dữ liệu GenBank (Vừ Thị Thu Oanh và cs, 2009).
1.3.2. Những nghiên cứu về rệp sáp hại cà phê 1.3.2.1. Thành phần rệp sáp hại cà phê
Các công trình nghiên cứu về cà phê, nhất là về sâu bệnh hại cà phê đều cho biết trong các năm gần đây, rệp sáp là những đối tượng gây hại rất quan trọng trên cà phê cả trên cà phê chè và cà phê vối.
Kết quả điều tra côn trùng của Viện Bảo vệ thực vật (1976) ở các tỉnh phía Bắc (1967-1968) chỉ phát hiện được có 1 loài là Coccus viridis gây hại trên cà phê.
Với kết quả điều tra năm 1977 – 1978 đã thu được 6 loài bao gồm:
Coccus viridis, Coccus celatus de, Hermiberlesia palmae, Ischnaspis longirostris, Pseudaulacaspis dendrobii, Saissetia coffeae.
Nguyễn Thị Chắt (2008), từ năm 1999-2004 trên cà phê ở một số tỉnh Tây Nguyên đã phát hiện được 5 loài rệp gây hại trên cà phê đó là Planococcus citri Risso, Pseudococcus comstocki Kuwana, Rastrococcus sp., Pseudococcus citriculus Green và loài Icerya seychelarum West.
Nguyễn Huy Phát (2000) cho rằng thành phần rệp sáp hại cà phê tại Thành phố Buôn Ma Thuột- Đăk Lăk thì loài hại quả là Pseudococcus citri.
Theo Nguyễn Thị Chắt (2003) đã ghi nhận có 10 loài rệp sáp hại cà phê
tại các tỉnh phía Nam.
Kết quả nghiên cứu của Phạm Thị Vượng và Trương Văn Hàm (2004) trên cà phê chè của các tỉnh phía Bắc có đến 6 loài rệp hại cà phê, trong đó các loài rệp sáp giả (Planococcus citri) và rệp sáp nâu mềm (Parasaissetia nigra) là quan trọng nhất. Những năm khô hạn và nắng mưa xen kẽ có mật độ và tỷ lệ bị hại cao. Tại Tây Nguyên,
Phạm Thị Vượng và cộng sự năm 2005-2008 cho biết trong 18 loài sâu bệnh hại phổ biến trên cà phê Đăk Lăk có 7 loài rệp, trong đó loài rệp sáp tua mềm tua ngắn và rệp sáp tua dài là loài gây hại quan trọng cho cà phê.
Theo Quách Thị Ngọ và Lê Thị Tuyết Nhung (2008), Hoàng Thị Thu Trang (2009) trên cà phê chè tại Sơn La thì 3 loài hại trên cà phê là Formicococcus polysperes Williams hại trên rễ cà phê, loài Planococcus minor Maskell trên lá cà phê, và Planococcus citri Risso hại quả cà phê chè.
Theo kết quả điều tra 2006 – 2010 của Cục Bảo vệ thực vật (2010), trên cà phê tại Việt Nam thì họ rệp sáp mềm có 6 loài gây hại và họ rệp sáp bột có 7 loài gây hại.
Kết quả nghiên cứu của Phạm Thị Vượng và cộng sự (2005-2008) cho thấy loài hại trên mặt đất và dưới gốc rễ cà phê là hoàn toàn khác nhau. Loài gây hại chủ yếu trên hoa quả là Planococcus kraunhiae Kuwana và loài rệp sáp tua dài Ferrisia virgata Cockerell. Loài gây hại chủ yếu dưới đất là Planococccus lilacinus Cockerell, kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Ramaial, P. K.A (1985) và Dennis, Hill S .(1983), Mike A. R. et al., (2006) cho rằng hai loài gây hại trên quả cà phê và dưới rễ là khác nhau.
Nhìn chung đã có nhiều công trình nghiên cứu về rệp sáp hại trên cây cà phê là một trong các cây trồng xuất khẩu chủ lực chỉ sau lúa gạo. Thực tế cho đến nay việc xác định thành phần các loài rệp sáp trên cà phê còn gây nhiều tranh cãi và kết quả chưa thống nhất ở tất cả các vùng trồng cà phê trên cả nước.
1.3.2.2. Vai trò và mức độ gây hại của rệp sáp trên cà phê
Theo Đoàn Triệu Nhạn (2008), rệp sáp là loại côn trùng đa thực sinh sống, gây hại trên rất nhiều cây như: cây cà phê, cây lâu năm, cây lâm nghiệp, cây cảnh, cây trồng trong nhà lưới….Trên cà phê chúng hại tất cả các bộ phận trên mặt đất và dưới mặt đất, và gây hại trên cả 3 loại cà phê là cà phê chè, cà phê vối và cà phê mít. Dựa vào đặc điểm gây hại của các loài rệp sáp có thể chia chúng làm 2 nhóm, nhóm gây hại trên mặt đất và nhóm gây hại dưới rễ.
+ Các loài rệp sáp hại các bộ phận trên mặt đất của cây cà phê: chúng tập trung gây hại ở các phần non của cây cà phê như phần ngọn, các đọt non và bộ phận hoa và qủa non dẫn đến cây kém phát triển, cành lá vàng, quả rụng. Rệp còn tiết ra dịch làm cho nấm muội đen phát triển ảnh hưởng đến quang hợp của cây, làm bẩn tán lá và chùm quả, quả chậm lớn. Rệp sáp là đối tượng rất khó phòng trừ vì chúng được bao quanh bởi lớp sáp ngăn không cho thuốc và ký sinh thiên địch tiếp xúc với cơ thể, ngoài ra lớp sáp của chúng còn bao bọc xung quanh cành, thân quả cà phê làm các bộ phận này không thể phát triển được.
+ Các loài rệp sáp hại gốc rễ: chúng chích hút ở phần gốc cây, cổ rễ và rễ cây cà phê. Trên rễ chúng thường tấn công ở cổ rễ trước từ đó lan dần ra các rễ tơ và rễ thứ cấp. Cây cà phê bị rệp sáp hại rễ thì sinh trưởng kém, lá vàng từ gốc lờn ngọn, thiếu dinh dưỡng (Vừ Chấp và cs, 2003).
Từ những vết rệp chích hút tiết ra dịch làm môi trường cho nấm hoại sinh phát triển tạo thành một lớp bọc không thấm nước quanh rễ. Cây bị suy yếu do rệp chích hút nhựa và lớp bọc nấm bó chặt làm cho rễ kém hoạt động, rễ bị thối, cây héo vàng dần, bị nặng lá rụng hàng loạt, quả nhỏ, hạt bị lép, cây khó hồi phục và có thể bị chết. Hiện tượng vàng lá xuất hiện trên cà phê khi mật độ rệp sáp trên 100 con/gốc (Nguyễn Thị Chắt, 2003).
Rệp sáp gây hại không chỉ làm ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển,
năng suất của cây cà phê trong thời điểm bị hại của ngay năm bị hại, mà nó còn gây ảnh hưởng cho vườn cà phê vào các năm kế tiếp sau, nếu cà phê không được chăm sóc, hồi phục tốt.
Vào những năm đầu của thập niên 1990 rệp sáp đã hủy diệt hàng ngàn ha cà phờ thời kỳ kiến thiết cơ bản (Vừ Chấp và cs, 2003). Năm 2003-2004 và 2006-2008 dịch rệp sáp đã bùng phát gây hại hàng ngàn ha cà phê cả thời kỳ kiến cơ bản và kinh doanh của một số tỉnh Tây Nguyên; Năm 2003 -2004 sâu đục thân, đục vỏ, đục cành, đục hạt, rệp sáp tàn phá cà phê chè của các tỉnh miền Bắc và Lâm Đồng. Theo thống kê của Chi Cục Bảo vệ thực vật Đắk Lắk, chỉ tính riêng vùng cà phê Đắk Lắk hàng năm có hàng chục ngàn ha bị hại do rệp sáp, mức hại từ trung bình đến nặng.
Khi nghiên cứu về rệp sáp (Pseudococcus citri Risso) hại quả cà phê tác giả Vũ Văn Tố có một số nhận xét sau: đây là loài rệp phổ biến nhất ở hai tỉnh Đắk Lắk và Gia Lai. Rệp nặng làm quả bị rụng, cây bị nặng năng suất giảm từ 20 – 40%. Khi mật độ rệp cao thì ở vườn giao tán bị nặng hơn vườn không giao tán, vườn được tưới nước phun mưa thì tỷ lệ rệp và mức độ rệp giảm đi.
Vũ Quang Giảng (2008) khi nghiên cứu về rệp sáp nâu Parasaissetia nigra (Nietner) hại cà phê cho biết loài này có mặt thường xuyên trên cà phê chè tại Sơn La, hại các bộ phận như thân cành, chồi vượt, cuống lá, đặc biệt ở các bộ phận đang sinh trưởng như cành bánh tẻ cành non, chồi vượt. Khả năng đẻ của chúng từ 91-331 trứng, vòng đời từ 53 – 78 ngày.
Theo Nguyễn Thị Chắt (2003): Tỷ lệ cây cà phê tại Lâm Đồng và Bình Phước bị hại do rệp sáp là 53%, tỷ lệ cành bị hại là 22-29%, tỷ lệ lá bị hại là 11-21%, tỷ lệ trái bị hại là 11-17%. Rệp sáp giả không chỉ hại cành, lá mà còn hại cả gốc cà phê.
Phạm Thị Vượng và Trương Văn Hàm (2004) trên cà phê chè của các tỉnh phía Bắc thì những năm khô hạn và nắng mưa xen kẽ loài rệp sáp giả
(Planococcus citri) và rệp sáp nâu mềm (Parasaissetia nigra) có mật độ và tỷ lệ bị hại cao. Tại Tây Nguyên, kết quả nghiên cứu năm 2005-2008, loài rệp sáp tua mềm tua ngắn và rệp sáp tua dài là loài gây hại quan trọng cho cà phê.
Chúng phát sinh quanh năm trên vườn, đỉnh cao nhất từ tháng 2 đến tháng 4 và giảm khi mùa mưa đến, sau đó lại tăng quần thể từ tháng 9 đến cuối năm, tuy nhiên không cao như đỉnh cao tháng 2 đến tháng 4. Cà phê kinh doanh bị hại nặng hơn cà phê kiến thiết cơ bản.
Theo Nguyễn Văn Đĩnh và cs (2012) thì rệp sáp bột tua ngắn gây hại cà phê ở cả giai đoạn rệp non và rệp trưởng thành nhất là các bộ phận trên mặt đất. Chúng thường tập trung ở những phần non như đọt, lá non, quả non để chích hút. Ngoài việc chích hút dinh dưỡng của cây, chất thải của rệp còn lôi cuốn nhiều loại nấm bồ hóng đến phát triển làm ảnh hưởng đến quang hợp của cây trồng. Cây, cành bị rệp chích hút nặng lá thường vàng, rụng dần rồi chết.
Biến động số lượng của rệp sáp: Tại Gia Lai, rệp sáp phát triển mạnh từ tháng 2 đến tháng 7, từ tháng 8 – 10 do mưa liên tục nên rệp sáp ít đẻ và đẻ ít trứng. Nhiệt độ thích hợp cho rệp sinh sản và phát triển là 20 – 250C và có nắng mưa xen kẽ. Theo Nguyễn Thị Chắt (2003) thì rệp sáp ưa độ ẩm, vào mùa khô mật độ rệp sáp trên các đọt non, lá quả giảm nhiều và di chuyển xuống dưới gốc, mưa ẩm chúng lại di chuyển lên.
Các loài rệp sáp giả và rệp sáp nâu mềm thường phát sinh mạnh vào các tháng 7-9 hàng năm tại các tỉnh phía Bắc khi có nắng mưa xen kẽ. (Phạm Thị Vượng và cs, 2004).
1.3.2.3. Tình hình gây hại và diễn biến của một số loài rệp hại chính trên cà phê tại Đắk Lắk
Rệp sáp hại tất cả các bộ phận trên mặt đất và dưới mặt đất của cây cà phê. Chỉ tỉnh riêng vùng cà phê của Đắk Lắk năm 2004 có 14.717 ha bị nhiễm
rệp sáp trong đó có 2000 ha bị hại nặng. Các địa phương bị rệp sáp hại nặng là Krông Búk 3.700 ha, Ea Hleo 3.500 ha, thành phố Buôn Ma Thuột 3.147 ha, Krông Păk 2.130 ha.. Nhiều diện tích cà phê sau khi nở hoa đậu quả bị nhiễm rệp sáp làm rụng hết quả. Các diện tích cà phê bị hại nặng đã giảm năng suất cà phê nghiêm trọng. Rệp sáp gây hại không chỉ làm ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển, năng suất của cây cà phê trong thời điểm bị hại của năm đó, mà nó còn gây ảnh hưởng cho vườn cà phê vào các năm sau, nếu cà phê không được chăm sóc, hồi phục tốt. Theo thông tin từ bộ Nông nghiệp
&PTNT cho biết, các địa phương của tỉnh Đắk Lắk đã triển khai các biện pháp phòng trừ rệp sáp, nhưng hiệu quả thấp, rệp tái phát lại nhiều lần, có thể rệp đã nhờn với thuốc hoá học. Khi rệp sáp hại cà phê ở cấp 4 (tức là trên 75% bộ phận của cây có rệp) thì thiệt hại là 66,6% năng suất cà phê nhân (Phạm Thị Vượng và cs, 2004).
Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Thủy và cs (2011), từ năm 2006 đến 2009 tại Đắk Lắk cho thấy mức độ phát sinh và mật độ của rệp sáp tua ngắn Planococcus kraunhiae chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố ngoại cảnh, trong đó yếu tố mưa là quan trọng nhất, ảnh hưởng rất lớn tới sự phát sinh phát triển của rệp tua ngắn. Ở lượng mưa 82,2mm thì sau mưa 1 ngày và 3 ngày mật độ rệp tua ngắn giảm tương ứng là 41,4 – 51,5% và 60,75 – 72,31%.
Trong mùa khô, rệp sáp tua ngắn có mật độ như nhau ở các vị trí khác nhau trên tán cây cà phê, biến động từ 21,42 con/đoạn cành ở tầng dưới của tán cây đến 22,75 con/đoạn cành ở tầng trên của tán cây. Nhưng vào mùa mưa thì có sự khác biệt về mật độ ở các vị trí khác nhau trong tán cây. Biến động từ 0 con/đoạn cành ở tầng trên của tán cây đến 9,25 con/đoạn cành ở tầng dưới của tán cây. Mật độ rệp sáp tua ngắn ở trên đỉnh đồi từ 42,92 đến 58,75 con/đoạn cành, cao hơn nhiều so với mật độ ở dưới chân đồi từ 14,72 đến 36,58 con/đoạn cành. Cây cà phê ở thời kỳ kinh doanh rệp sáp tua ngắn phát sinh