Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.5.1. Các nghiên cứu sản xuất chế phẩm nấm có ích để phòng trừ sâu hại cây trồng
cây trồng nói chung và sâu hại nhãn vải nói riêng trên thế giới
Hiện nay có 2 công nghệ chính được sử dụng rộng rãi để nhân sinh khối nấm đó là công nghệ lên men chìm và công nghệ lên men xốp. Mỗi công nghệ có những lợi thế khác nhau tùy vào quy mô sản xuất, điều kiện trang thiết bị, nguồn nguyên liệu sẵn có và sản phẩm cần đạt.
Công nghệ lên men chìm có thể sản xuất chế phẩm ở quy mô lớn, tuy nhiên đòi hỏi phải có trang thiết bị hiện đại. Một số nghiên cứu theo hướng này phải kể đến các nhà khoa học là C. W. Mecoy và cộng sự (Mỹ) đã sản xuất nấm
Hirsutella thompsonii (nấm tua) bằng phương pháp nuôi cấy chìm tạo chế phẩm với hiệu suất trung bình đạt 400g/bình bằng 33g/lít sau 96 giờ nuôi cấy. Tiếp đó Rombach M. C. (Mỹ) và cộng sự đã sản xuất chế phẩm B. bassiana trên môi trường với thành phần saccharose 2,5%, và YE 2,5% thu được chế phẩm đạt
740×106 bào tử/ml. Dùng chế phẩm với liều lượng 2,5 - 5 x 1012/ha (20 - 40 lít dịch huyền phù từ môi trường lên men) để xử lý cho 1 ha lúa để phòng trừ sâu hại cây trồng. Tại Đài Loan, Liu S. D., et al. (1996), đã xác định thành phần môi
trường lên men chìm nhân sinh khối nấm Metarhizium anisopliae là Sabourand
có bổ sung cao nấm men, đường Dextrose cho hiệu quả hình thành sợi nấm và bào tử chồi đạt hiệu suất cao với số lượng lớn ở quy mô công nghiệp.
Công nghệ lên men chìm với một quy trình tự động khép kín nên dễ dàng chuyển sang sản xuất trong nhà máy sản xuất chế phẩm sinh học với quy mô lớn nhưng nhược điểm của công nghệ này là chỉ thu được chế phẩm ở dạng bào tử chồi (plastospore) có cấu trúc không bền vững nên có thời gian sống ngắn. Hiện nay đang có xu hướng ứng dụng công nghệ này để sản xuất các sản phẩm hoạt động sống của nấm như các enzym (proteaza, kitinaza, lipaza) phân giải cơ chất côn trùng cũng như để tách lọc các độc tố tinh khiết như boverixin, dextruxin A, B, cordiseptine từ dịch nuôi cấy để làm chất diệt sâu (Hsieh et al., 1998).
Công nghệ lên men xốp thu nhận được chế phẩm nấm dạng đính bào tử (conidiospore), ổn định và bền vững hơn dạng bào tử chồi (Plastospore), vì vậy công nghệ này đã được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong phòng trừ sâu hại cây trồng. Trong quy trình nhân sinh khối nấm thì việc lựa chọn và tạo được một thành phần dinh dưỡng thích hợp có ý nghĩa quan trọng: làm tăng
độc tính diệt sâu của nấm và tăng số lượng bào tử nấm. Để nhân giống nấm M.
anisopliae, Desgranges và cộng sự đã thử nghiệm một số môi trường và xác định môi trường Czapek - Dox là thích hợp nhất. Kao and Tsai (1989) cũng đã xác
định có thể sản xuất khối lượng lớn bào tử đính (conidiospore) nấm Metarhizium
anisopliae bằng môi trường gạo đánh bóng, trong điều kiện 280C. Theo tác giả
Macleod và Hoong thì nấm Beauveria bassiana sinh trưởng và phát triển tốt trên
môi trường có thành phần (%) cao ngô - 2; glucose - 2,5; tinh bột - 2,5; NaCl -
0,5; CaCO3 - 0,2. Các tác giả cũng nhận thấy trong số các loại ngũ cốc sử dụng
làm nguồn cacbon thì gạo là nguồn cacbon phù hợp nhất để nhân sinh khối nấm. Nhiều công trình nghiên cứu khác cũng cho thấy nguồn cacbon trong gạo thích hợp nhất để phát triển sinh khối nấm Metarhizium và Beauveria (Dangar et al.
,Dorta et al. ,Patel et al.) Basto Cruz và cộng sự đã thử nghiệm và nhận thấy nấm
M. anisopliae trên môi trường gạo với lượng bào tử sinh ra nhiều gấp 3 lần và thời gian hình thành bào tử cũng nhanh hơn so với môi trường đậu tương ngâm.
cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Điều kiện nhiệt độ tối ưu để nấm M. anisopliae phát triển là 27- 280C (Fesson), độ pH là 5,8 – 6,0 (Lapp và Goral), nguồn ánh sáng thích hợp là ánh sáng đèn neon (Loureiro). Trong khi đó tổ hợp điều kiện tối ưu và đồng bộ để nấm B.bassiana phát triển bao gồm: nhiệt độ 23 – 250C (Brunno S., 1964), độ pH là 5,7 – 5,9 (Traute H. Anderson).
Patel et al. (1990) đã nuôi cấy nấm M. anisopliae trên môi trường Czapek- Dox và xác nhận đây là môi trường phù hợp nhất cho sự hình thành bào tử và cho lượng sinh khối lớn nhất. Trong khi đó Basto Cruz et al. (1985, 1987) nhận thấy trong số các hạt ngũ cốc thì gạo là nguồn cacbon của môi trường nuôi cấy phù hợp nhất, họ đã so sánh với môi trường có đậu tương thì thấy lượng bào tử nấm
M.anisopliae sinh ra nhiều hơn gấp ba lần và thời gian hình thành bào tử cũng nhanh hơn.
Ở Mỹ người ta cũng sử dụng nấm để phòng trừ sâu hại cây trồng, tác giả
Mark Jacson et al. (2011) đã nghiên cứu công nghệ lên men dịch thể ở quy mô
công nghiệp các loài nấm Beauveria bassiana, B. Brongniartii, Metarhizium anisopliae, Paecilomyces fumosoroseus. Theo Snoi (1988) tiến hành một loạt các
thí nghiệm nấm trắng Muscardin (nay là Beauveria bassiana) để phòng trừ bọ xít
(Blisus leucoterus) hại lúa mì. Ở các nước Châu Mỹ La Tinh và Bắc Mỹ cũng có nhiều công trình nghiên cứu về nấm diệt côn trùng: Ramosca (1982) trường đại
học Kansas đã thí nghiệm gây bệnh dịch cho muỗi (Culex quique faciatus) bằng
nấm M. anisopliae. Tác giả Lai et al. đã sử dụng 6 chủng nấm để thử khả năng
diệt loài mối Coptotermes formosanus. Các nhà khoa học còn sử dụng các chủng
nấm diệt côn trùng để phòng trừ sâu non loài Leptinotasa decemlineata và phòng
trừ bọ cánh cứng Anthonomus grandis qua đông trong đất, phòng trừ sâu đục thân ngô Ostrinia nubinalis (Bing, Lewwis, 1993)
Các chủng nấm M. anisopliae và B. bassiana cũng được các tác giả Krueger (1991), Villani (1990) thí nghiệm khả năng gây bệnh của chúng đối với côn trùng nhóm Scarab sống trong đất (Popilila japonica và Rhizotropus majalis).
Các nước châu Mỹ la tinh có xu hướng sử dụng các chủng vi nấm M. anisopliae và B. bassiana để phòng trừ côn trùng sống trong đất (Quitela et al., 1992) như cá thể trưởng thành của sâu khoai lang (Cylas puncticollis), nghiên cứu phòng trừ cá thể trưởng thành của côn trùng bộ Coleoptera, tập trung bởi tác giả Brasil (Lobolima, 1990).
Ở Australia, việc phòng trừ sâu hại mía (Milner, 1992), ấu trùng sống trong đất và loài mối Coptotermes (Milner, 1991) cũng được thử nghiệm bằng
các chủng nấm M. anisopliae. Trong thời gian này, ở Châu Âu cũng tiếp tục công
bố những công trình ứng dụng vi nấm diệt côn trùng, như Cộng hòa liên bang Đức, với một loạt công trình nghiên cứu về ứng dụng nấm M. anisopliae để phòng trừ loài mối Nasutitermes exitiosus (Hil).
Công trình nghiên cứu của Trung Quốc (Fan, et al., 1990) sử dụng nấm M. anisopliae để phòng trừ sâu róm thông Dendrolimus tabulacformis.
Nhật Bản cũng sử dụng nấm B. bassiana để phòng trừ sâu Ostrinia furnacalis đục hạt quả táo.
Một số tác giả ở Bắc Âu như Thụy Sỹ, Hà Lan và Phần Lan cũng sử dụng nấm diệt côn trùng để phòng trừ một số sâu hại.
2.5.2. Các nghiên cứu sản xuất chế phẩm nấm có ích để phòng trừ sâu hại cây trồng nói chung và sâu hại nhãn vải nói riêng tại Việt Nam cây trồng nói chung và sâu hại nhãn vải nói riêng tại Việt Nam
Các công trình nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng tại nước ta chủ yếu tập trung vào công tác thu thập chủng, phân lập các chủng giống bản địa và phát triển sinh khối tạo chế phẩm sinh học phòng trừ các loại sâu mà bị chính chủng nấm đó ký sinh. Viện Bảo vệ thực vật đã nghiên cứu và sử dụng nấm xanh
Metarhizium anisopliae và nấm trắng Beauveria bassiana để phòng trừ một sâu
hại cây trồng (Phạm Thị Thuỳ, 1994). Bào tử nấm Metarhiziumanisopliae có khả
năng gây chết trên 50% (LT50) cá thể các loại sâu bộ cánh vảy như sâu xanh da láng Spodoptera exigua, sâu xanh đục quả Heliothis armigera với lượng là 105cfu/ml sau 48 giờ (Tạ Kim Chỉnh, Lý Kim Bảng, 1995). Nấm xanh M. anisopliae được ứng dụng vào việc quản lý sâu rầy hại lúa (Nguyễn Thị Lộc, 1997, 2001). Nấm xanh Metarhizium anisopliae và nấm trắng Beauveria bassiana có khả năng phòng trừ các loại rệp sáp hại cà phê với hiệu lực phòng trừ đạt trên 70% (Phạm Văn Nhạ và cs., 2009 - 2012). Việt Nam cũng đã có sản phẩm với tên
thương mại là MAT chủng nấm xanh Metarhizium anisopliae trừ bọ cánh cứng hại
dừa và chế phẩm Boverit (Beauveria bassiana) trừ sâu róm thông và các loại sâu
hại cây trồng khác (Viện Bảo vệ thực vật, 2001).
Từ năm 2005 đến nay, Trung tâm Đấu tranh sinh học - Viện Bảo vệ thực vật đã thu thập, phân lập và tuyển chọn được 28 chủng (10 chủng Beauveria bassiana và 18 chủng Metahizium anisopliae) trên các loại sâu hại khác nhau tại
các tỉnh phía Bắc và phía Nam. Trong số đó 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 ở phía Bắc, 2 chủng Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae ở phía Nam. Đã sản xuất được 2,355kg
Beauveria và 3,275kg Metarhizium sử dụng trừ sâu keo da láng, sâu khoang ăn lá
đậu tương và sâu xanh đục quả đậu xanh. Hiệu quả của chế phẩm Beauveria với
sâu xanh là 68,2% - 72,3%, còn của chế phẩm Metarhizium đạt từ 69,2- 75,1%.
Hiệu quả của nấm Metarhizium trừ bọ hại dừa ở các tỉnh phía Nam như Bến Tre,
Bình Định, Bà Rịa Vũng Tàu đạt 63,6% - 81,4%.
Trên cây công nghiệp như hồ tiêu, cà phê ca cao, Viện Bảo vệ thực vật đã nghiên cứu thành công nhiều chế phẩm sinh học như chế phẩm Biofun 1 từ chủng
nấm xanh Metarhizium anisopliae, chế phẩm Biofun 2 từ chủng Beauveria
bassiana phòng trừ có hiệu quả đối với rệp sáp hại cà phê tại Tây Nguyên (Phạm Văn Nhạ, 2011). Chế phẩm sinh học SH - BV1 phòng trừ tuyến trùng và nấm bệnh hại rễ hồ tiêu và cà phê với hiệu quả phòng trừ đạt 70-80%. Từ đó hạn chế được hai loại bệnh đang gây hại nặng trên hồ tiêu là bệnh chết nhanh, và hội chứng chết chậm (Lê Văn Trịnh và cs., 2009; 2014).
Tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, hai chế phẩm Ometar từ chủng M.
anispliae và chế phẩm Biovip từ chủng B. bassiana do Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long đã được ứng dụng rộng rãi để trừ một số loại sâu hại quan trọng như rầy nâu và bọ xít hại lúa, sâu hại rau, cây ăn quả và cây công nghiệp và đã thu được một
số kết quả khả quan. Tại Tiền Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu đã sử dụng Metarhizium
anisopliae để phòng trừ rầy nâu, bọ xít, sâu cắn gié, bọ cánh cứng hại dừa đạt hiệu
quả cao. Tại Cần Thơ, từ năm 2005 - 2007 đã sử dụng nấm Metarhizium anisopliae
để phòng trừ sâu ăn tạp, rầy mềm đạt hiệu quả khá cao trên 70% sau 7 - 12 ngày. Trong mô hình thử nghiệm sử dụng chế phẩm Ometar để phòng trừ rầy nâu hại lúa trên diện rộng ở các tỉnh Trà Vinh, Sóc Trăng, hiệu quả hạn chế mật độ rầy đạt trên 70% đồng thời không ảnh hưởng xấu đến thiên địch. Vì vậy mà các loài rầy hại lúa đã bị khống chế và luôn tồn tại ở mật độ thấp (Nguyễn Thị Lộc, 2009).
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
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, phân lập và tuyển chọn các chủng vi nấm có khả năng diệt côn trùng, nghiên cứu các đặc điểm sinh học của
các chủng Metarhizium và Beauveria (Tạ Kim Chỉnh và cs., 2003), nghiên cứu
về lựa chọn các thành phần cơ chất trong môi trường nuôi cấy giống, lựa chọn các phương pháp bảo quản giống và phương pháp thu hồi sản phẩm trong quy trình sản xuất chế phẩm (Tạ Kim Chỉnh và cs., 2009).
Về công nghệ sản xuất, các cơ sở nghiên cứu ở trong nước đã ứng dụng và phát triển các công nghệ đã có trên thế giới trong đó chủ yếu là công nghệ lên men xốp, đồng thời cải tiến một số khâu trong quy trình sản xuất cho phù hợp với điều kiện của nước ta. Năm 2002, Trung tâm sinh học - Viện Bảo vệ thực vật đã
nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân sinh khối nấm Beuveria bassiana, trên cơ
sở cải tiến môi trường nhân sinh khối với việc bổ sung 10% trấu và một số phụ gia vào môi trường cơ bản. Với quy trình này đã sản xuất chế phẩm nấm
Beauveria bassiana đạt lượng bào tử 2,5 x109 cfu/g. Còn đối với nấm
Metarhizium anisopliae nhóm đề tài đã sử dụng với nguyên liệu là tấm gạo, luộc
rồi sấy khô, hỗn hợp với dịch CaCO3 0,5% để nhân lượng lớn sinh khối nấm với
lượng bào tử đạt 3,2 x 109cfu/g. Đã hoàn thiện công nghệ sản xuất theo phương
pháp lên men xốp bằng các nguyên liệu rẻ tiền (Lê Văn Trịnh và cs., 2010). Hai chế phẩm nấm do Trung tâm sản xuất với tên thương mại là Mat và Boverit đã được đưa vào danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng ở Việt Nam năm 2001 để phòng trừ sâu tơ hại rau, bọ xít và rầy nâu hại lúa, bọ cánh cứng hại dừa, sâu róm hại thông và một số loại sâu hại cây trồng khác.