Phần 2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
2.5. Biện pháp phòng trừ
2.5.1. Nghiên cứu ngoài nước
2.5.1.1. Biện pháp canh tác và vệ sinh đồng ruộng
Tiêu hủy và chôn lấp tàn dư cây trồng là một biện pháp có hiệu quả. Mức độ phát triển của bệnh ở mức thấp hơn khi áp dụng biện pháp cày lấp so với hệ thống canh tác truyền thống mà các tàn dư cây trồng ở trên mặt đất (Sumner and Littrell, 1974). Các bào tử trên mặt đất có khả năng nảy mầm lớn hơn các bào tử bị chôn lấp (Kingsland, 1972). Chuyên canh liên tục ngô trên một diện tích sẽ gia tăng mức độ nghiêm trọng của bệnh (Bekele and Sumner, 1983).
Theo Bekele (1983), các thử nghiệm ngoài đồng ruộng đã chỉ ra rằng phương pháp canh tác, độ rộng các luống và phương pháp bón phân có ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh trong các giai đoạn đầu của cây ngô nhưng không ảnh hưởng sau khi ngô phun râu. Hệ thống canh tác không ảnh hưởng đến sức chịu bệnh hay khả năng mẫn cảm đối với bệnh C. heterostrophus chủng O.
Trong nhà kính, không có một phương pháp canh tác nào chỉ ra sự khác biệt về bệnh giữa các phương pháp canh tác khác nhau. Số lượng vết bệnh, kích cỡ, số lượng bào tử đính/vết bệnh hay trên mm2 của vết bệnh là hữu hiệu nhất trong việc xác định tính kháng. Mức độ thiệt hại sẽ tăng cao nếu giống ngô mẫn cảm với bệnh được trồng liên tục hay là tưới nước quá nhiều.
Một vài vết bệnh được hình thành trên giống ngô thuần được đặt trong điều kiện nhiệt độ cao trong 4 giờ sau khi lây nhiễm C. heterostrophus chủng T và O.
Số lượng vết bệnh gia tăng theo cấp số nhân trong thời gian từ 4 - 8h, sau 8h thì tỷ lệ này giảm (Larsen, 1973).
2.5.1.2. Sử dụng giống kháng
Theo Holden (1989), ảnh hưởng của độc tố do nấm Bipolaris maydis chủng T đến sự vận chuyển electron trong ty thể của ngô bất dục đực tế bào chất Texas được điều tra, sử dụng dichlorophenol indophenol và ferricyanide như các chất nhận electron. Vận chuyển electron phụ thuộc succinat được kích thích bởi độc tố, phù hợp với sự gia tăng màng tế bào được gây ra bởi độc tố. Vận chuyển electron phụ thuộc vào Malate đã bị ức chế, sự ức chế này tăng lên theo chức năng của thời gian tiếp xúc với độc tố. Ty thể từ ngô sinh sản bình thường (N) không bị ảnh hưởng bởi độc tố. Cả hai sự ức chế vận chuyển điện tử và sự gia tăng tính thấm của ion, như sự phân tán của màng và Ca2+, gây ra bởi độc tố trong ngô T đã bị ngăn chặn
bởi N, N-Dicyclohexylcarbodiimide, một carbodiimit kỵ nước. Các kết quả cho thấy rằng các hoạt động khác nhau của độc tố được trung gian thông qua sự tương tác của độc tố với một vị trí mục tiêu, có lẽ là một polypeptide 13 kilodalton độc nhất với ty thể T. N, N-Dicyclohexylcarbodiimit có thể bảo vệ bằng cách điều chỉnh dư lượng axit amin trong phần kỵ nước của vị trí mục tiêu.
Theo Rajesh Singh (2012), cách phòng trừ bệnh đốm lá nhỏ hại ngô tốt nhất sử dụng giống kháng bởi bình thường ngô lai tế bào chất có thể chống lại cả Race T và Race C, do đó phổ biến rộng rãi hơn sự hiện diện của Race O. Trong một số giống lai flecking kháng có thể được tìm thấy, nhưng chỉ là một phản ứng đối kháng và sẽ không gây ra thiệt hại có ý nghĩa kinh tế. Đánh giá cây trồng cho kháng bệnh chủ yếu tại giai đoạn cây con, khoảng 3 tuần sau khi trồng thì sử dụng thang đánh giá bệnh khác nhau như 1 - 5 hoặc 1 - 9 tỉ lệ. Theo Payak and Sharma (1985) đã sử dụng bệnh 1 - 5 thang đánh giá để ước tính mức độ nghiêm trọng bệnh bao gồm năm loại. Việc ứng dụng loại thuốc trừ nấm có thể kiểm soát hiệu quả bệnh khi áp dụng vào đúng thời điểm, việc kiểm soát dịch bệnh trên lá là rất quan trọng từ 14 ngày trước trỗ cờ đến 21 ngày sau khi phun râu, đây là thời điểm nhạy cảm nhất của bệnh đốm lá nhỏ.
Theo Chang et al. (1995), B. maydis là tác nhân gây bệnh đốm lá nhỏ trên ngô. Tính kháng đối với bệnh được kiểm soát bởi một gen lặn đơn lẻ, được ký hiệu là rhm. Allen trội (Rhm) biểu hiện tính mẫn cảm. Bằng một khảo sát gắn gen rhm với các yếu tố vận chuyển, Rhm/Rhm ElEl (El = element), dòng này được lai chéo với một rhm thử nghiệm. Sau đó tiến hành sàng lọc đột biến về rhm trên cây con F1, Rhm / rhm El. Việc chèn các phần tử vào Rhm được mong đợi sẽ là các sự kiện ngẫu nhiên và sẽ biến đổi kiểu hình Rhm thành rhm (nhiễm thành kháng).
Trong các thử nghiệm, tỷ lệ đột biến của Rhm đối với rhm thường ở mức 10-5. Tuy nhiên, các quần thể lai giữa hai dòng Rhm El khác nhau (dòng Cy và dòng T) cho kết quả khoảng 5% đột biến. Để tính đến tỷ lệ đột biến cao đột ngột, một giả thuyết được đề xuất có hai gen lặn liên kết kiểm soát tính kháng. Hai dòng khác nhau về kiểu gen và tần số đột biến 5% đột biến xuất hiện từ sự giao thoa giữa hai allele chiếm ưu thế tại hai vị trí liên kết trong giai đoạn đẩy lùi (Rhm1 rhm2 / rhm1 Rhm2). Giả thuyết cho rằng một trong hai gen là một bản sao của một gen được tạo ra bởi sự sao chép. Tình trạng chi phối ở hai locus tạo ra một sản phẩm chức năng và do đó loại bỏ tính kháng. Mô hình hai gen hiện đang được thử nghiệm. Ý nghĩa và sự liên kết của phát hiện này đang được thảo luận.
Theo Zaitlin et al. (1993), Gen lặn rhm biểu hiện tính kháng bệnh đốm lá do B. maydis chủng O gây ra trong số những cây ngô dễ nhiễm bệnh khác. Do sự không nhất quán trong việc ghi nhận bệnh trên cây trưởng thành trên đồng ruộng, một thử nghiệm đã được phát triển để theo dõi sự biểu hiện của gen này ở giai đoạn cây con trong điều kiện kiểm soát. Khoảng 102 cây con F3 là sản phẩm lai từ dòng RH95rhm x B73 đã được lây nhiễm bằng bào tử của B.maydis chủng O và kiểu gen ở locus rhm của mỗi bố mẹ F2 được suy luận từ các biểu hiện quan sát được trên cây con. Các gen F2 được tái tạo bằng cách chiết DNA từ mô lá kết hợp từ 30 - 36 cây con F3 trên mỗi họ. Xếp hạng bệnh cây giống được phân tích cùng với điểm phân số của 14 mẫu dò DNA đơn. Các kết quả chỉ ra rằng rhm liên kết chặt chẽ với hai loci marker RFLP (UMC85 và p144), trên bản đồ gen là nằm trên cánh ngắn của nhiễm sắc thể số 6. Ngoài ra, một cuộc khảo sát nhanh dựa trên phản ứng PCR được sử dụng để xác nhận sự liên kết giữa rhm và marker P144 RFLP không liên quan đến quần thể F2.
Theo Smith et al. (1982), cây con của dòng ngô lai cùng dòng bất dục đực có gen rhm kháng nấm B. maydis đã được lây nhiễm với bào tử chủng O. Ở ngày thứ nhất, các tổn thương bao gồm một số tế bào thịt lá bị chết được bao quanh bởi một cặp bó mạch, và đến ngày thứ 4 vết thương chỉ lan rộng chiều rộng của 3 bó mạch. Các quan sát về cấu trúc cho thấy mặc dù các tế bào thịt lá thoái hóa ở giai đoạn sớm, bó mạch và các tế bào libe vẫn còn nguyên vẹn ngay cả ở những vết bệnh 4 ngày tuổi. Gen rhm tạo ra sự đề kháng đối với bó mạch và tế bào libe chống lại các độc tố do nấm phát ra.
Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và đồng ruộng cho thấy nhóm CI (CMS-C) của ngô nhóm C đặc biệt nhạy cảm với B. maydis chủng C, nhưng các phân nhóm CII (CMS-RB) và CIII (CMS-ES) không bị nhiễm nặng. (Liu et al., 1991).
Theo Lakshmi et al. (1987), kỹ thuật tách lá được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác giữa 10 phân lập của B. maydis và 25 kiểu gen của ngô. Các phân lập khác nhau về độ độc nhưng tất cả đều thuộc chủng O. Vết loét kích thước 6 ngày sau khi lây nhiễm được sử dụng để phân loại các giống kháng hoặc nhạy cảm.
Kích thước vết loét trung bình dao động từ 0,06 cm2 ở CM110, Eto182, CM600 và Ph DMR1 đến 0,19 cm2 ở CM201 x CM105. Số lượng bào tử trên đơn vị diện tích không phản ánh tính kháng bệnh. Các kiểu gen được cho là khác nhau về tính kháng ngang.
Sáu dòng lai cùng dòng và 15 cá thể lai chéo đơn dòng đã được đánh giá bằng cách lây nhiễm tự nhiên nấm B.maydis chủng O vào mùa thu năm 1991 và mùa xuân năm 1992. Dòng lai cùng dòng Antibua Antigua-2D và Sw654 cho thấy mức kháng bệnh cao nhất, điều này là nhất quán giữa các mùa vụ. Khả năng kết hợp chung (GCA) và đặc hiệu (SCA) nói chung rất có ý nghĩa đối với tính kháng trong cả mùa thu và mùa xuân. Hiệu ứng phụ chiếm phần lớn trong tổng số biến thể. Những kết quả này chỉ ra rằng các phương pháp chọn lọc phả hệ hoặc lặp lại có hiệu quả trong việc nhân giống để cải thiện khả năng kháng với bệnh đốm lá. (Shieh et al., 1993).
Nấm B. maydis chủng O trong tàn dư có thể tồn tại trên bề mặt đất có độ ẩm là 15 hoặc 20%. Khả năng sống sót của mầm bệnh giảm đáng kể khi các tàn dư mang mầm bệnh được chôn trong đất, trong đó độ ẩm đất tương đương với cách xử lý trước đó. Khi độ ẩm đất là 30 - 40%, C. heterostrophus chỉ sống sót được 1 tuần trong các tàn dư bị chôn vùi. Sự sống sót tốt hơn ở các mô non hơn so với các mô già. Bào tử được tạo ra từ các tàn dư trên mặt đất hoặc trong đất có thể gây bệnh cho cây ngô con. C. heterostrophus bị ký sinh bởi Trichosporon.
sp., Chaetomium globosum, Trichoderma harzianum và T. viride. Khi Trichosporon sp. được phun trên cây ngô 24 - 48 giờ trước khi lây nhiễm với C. heterostrophus để ức chế sự sản sinh bào tử, mức độ nghiêm trọng của bệnh đã được giảm đáng kể trong các thí nghiệm nhà kính. Việc áp dụng Trochosporon. sp. sau khi cây nhiễm bệnh không có hiệu quả. Trong một thử nghiệm trên đồng ruộng, hiệu quả của Trochosporon. sp. đối với việc kiểm soát bệnh đốm lá nhỏ ngô cũng tương tự như zineb được phun 48 giờ trước khi lây nhiễm C. heterostrophus. (Wang et al., 1987).
Theo Byrnes (1989) bệnh đốm lá nhỏ do chủng B. maydis gây ra có ảnh hưởng đến năng suất của 3 loại giống ngô lai là B73 x Mo17, FR27 x Pa01 và giống Pioneer 3183, đã được đánh giá tại 9 địa điểm tại các bang Illinois và Ohio của Mỹ. Mức độ gây hại của bệnh đốm lá nhỏ cao nhất vào khoảng giữa và cuối tháng 8 trong khoảng từ 0 - 5% trên giống FR27 x Pa91 ở Tolonto, từ 10 - 40%
trên giống Pioneer 3185 ở Urbana. Sự suy giảm năng suất và mức độ gây hại của bệnh đốm lá nhỏ là rõ ràng với các mức là 7,6 và 4 của 9 địa điểm theo thứ tự các giống là Pioneer 3183, B73 x Mo17 và FR27 x Pa91. Năng suất của giống FR27 x Pa91 và B73 x Mo17 bị giảm từ khoảng 0,7 - 0,8% cho mỗi 1% khi gia tăng khả năng gây hại trong khoảng 0 - 25%. Đối với giống Pioneer 3183, năng suất
giảm khoảng 0,6 - 0,7% cho mỗi 1% khi mà gia tăng khả năng bị hại trong khoảng từ 0 - 25%. Năng suất của giống Pioneer 3183 đã bị giảm thêm 23% khi mức độ gây hại tăng từ 25 - 40%. Ảnh hưởng của bệnh đốm lá nhỏ đối với năng suất của ngô khác biệt giữa các vùng trồng, điều này có thể do khác biệt của địa hình trồng.
Theo Abdul et al. (1992), 12 giống dài ngày và 6 giống ngắn ngày của các giống ngô lai đã được đánh giá trong suốt mùa thu hoạch mùa đông năm 1988.
Trong các giống dài ngày, giống Ehsan x SW49-2 cho năng suất cao nhất (6800 kg/ha), theo sau là giống Ehsan (6773 kg/ha). Cả hai giống này đều chín sớm và ít vết bệnh của bệnh đốm lá nhỏ B. maydis và H. turcicum. Xét về tính chín sớm, khả năng chống bệnh đốm lá nhỏ thì 2 giống EV4085 và EV1 cho năng suất cao nhất trong nhóm giống ngắn ngày. Các giống địa phương bao gồm cả nhóm ngắn ngày và dài ngày đều cho năng suất thấp hơn, mẫn cảm với bệnh và chín muộn.
Theo kết quả nghiên cứu về bệnh đốm lá hại ngô của trường Đại học ILLINOIS tại Urbana - Champaign, biện pháp phòng trừ tốt nhất là sử dụng biện pháp phòng trừ tổng hợp như tìm hiểu để xác định triệu chứng gây bệnh thông thường, xác định đúng cách để chọn biện pháp phòng trừ đúng đắn;
thực hành luân canh cây trồng; dọn vệ sinh đồng ruộng, tiêu hủy hay chôn những cây bị bệnh. Khi chôn, tàn dư cây trồng bắt đầu phân hủy và khả năng hình thành bào tử giảm; bón phân hợp lý và kiểm soát dịch hại sẽ giúp duy trì cây trồng phát triển mạnh mẽ.
2.5.1.3. Biện pháp hóa học
Theo Saxena et al. (1985), 10 thuốc trừ nấm được đánh giá trừ nấm B.
maydis trong môi trường nhân tạo và ngoài đồng ruộng, Karathane (hoạt chất dinocap) nồng độ 0.07% và Bavistin (hoạt chất carbendazim) nồng độ 0.1% cho thấy hiệu quả kiểm soát tốt nhất và năng suất tăng.
2.5.1.4. Biện pháp sinh học
Chưa có biện pháp sinh học hoặc sản phẩm có thể phòng trừ B. maydis; tuy nhiên, các tác nhân kiểm soát sinh học tiềm năng đã được xác định.
Theo Matsuyama (1991) chủng Streptomyces. sp. phân lập từ bề mặt lá cây đào năm 1988 có tính đối kháng mạnh khi được nuôi cấy cùng với một số nấm gây bệnh bao gồm: Pyricularia oryzae, Botrytis cinerea, B.maydis [C.heterostrophus], Bipolaris oryzae [Cochliobolus miyabeanus ] và Fusarium
aroseum f.sp. cerealis. Một kháng sinh kháng nấm được chiết suất từ phần lọc môi trường của S. sp và được ký hiệu là Ac - 1. Trọng lượng phân tử (MW) là 536 và công thức phân tử là C34H16O7.
Theo Upadhyay (1992), trong môi trường nuôi cấy Pseudomonas cepacia cho thấy sự đối kháng với Trichoderma viride (vùng ức chế 7,5 mm), Helminthosporium turcicum (Setosphaeria turcica) (5,5 mm), Sclerotinia sclerotiorum (5,0 mm), Helminthosporium maydis (Cochliobolus heterostrophus) (4,3 mm), Sclerotium [Corticium ] Rolfsii (4,2 mm), Macrophomina phaseolina (4,0 mm), Fusarium roseum (3,0 mm), Colletotrichum graminicola (2,5 mm) và Phytopthora megasperma var. Sojae (1,5 mm). Sự ức chế tăng trưởng có liên quan đến những bất thường về hình thái học như sự hình thành chlamydoconidium, sợi nấm phân nhánh, không bào và sự hình thành hạt. Pseudomonas cepacia cũng ức chế sự hình thành bào tử của một số loại nấm. Sự ức chế cao nhất được ghi nhận đối với T. viride và Fusarium. roseum, sau đó là Colletotrichum graminicola và Macrophomina phaseolina. Những thay đổi về hình thái và sự ức chế sự hình thành bào tử cũng được tìm thấy khi pha một hợp chất chống nấm được phân lập từ Pseudomonas cepacia, trong khi các đột biến của Pseudomonas cepacia thiếu hợp chất này không tạo ra sự thay đổi.
Theo Noriel (1990), hoạt tính diệt nấm của chất chiết xuất từ Portulaca oleracea chống lại B. maydis đã được điều tra. Chất chiết xuất dưới dạng lỏng của Portulaca oleracea ở nồng độ 25, 50, 75 và 100% làm giảm đáng kể đường kính tản nấm B. maydis trong điều kiện in vitro. Các thí nghiệm in vivo sử dụng nồng độ 25, 50 và 75% kết luận rằng các chiết xuất Portulaca oleracea có các hoạt động bảo vệ và chống lại triệu chứng đốm lá Helminthosporium thể hiện bằng việc giảm số lượng và diện tích các vết bệnh. Tuy nhiên, chất chiết xuất được sử dụng một ngày sau khi lây nhiễm không tác động đến số vết thương do B. maydis gây ra. Nồng độ chất chiết xuất cao nhất 75% thể hiện sự giảm tương tự kích thước vết bệnh như benomyl ở tốc độ 10 g/20 lít. Chất chiết xuất Portulaca oleracea cũng làm chậm sự khởi phát của bào tử B. maydis và giảm số lượng bào tử trên mỗi vết bệnh.
Hợp chất (1,3,7 - Trimethylxanthine) được phân lập từ hạt cà phê cho thấy tính chống nấm trong điều kiện in vitro chống lại B. maydis trên ngô, ức chế sự phát triển của sợi nấm ở nồng độ 1500 ppm. Nó ít ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt và phát triển cây giống ngô, không gây ra thiệt hại nào đáng kể sau khi
phun. Vì nó có khả năng chịu nhiệt (lên đến 100oC) và có phổ tác động rộng đối với nấm, ức chế tất cả 10 loại nấm được thử nghiệm, hợp chất có thể có ý nghĩa phòng chống bệnh do nấm gây ra. (Rizvi et al., 1980).
Để phòng trừ bệnh đốm lá nhỏ thì việc sử dụng giống kháng bệnh đem lại hiệu quả kinh tế đáng kể. Ngoài ra việc vệ sinh đồng ruộng, dọn sạch tàn dư đóng vai trò rất quan trọng. Các biện pháp như canh tác, chọn thời vụ hợp lý, xử lý hạt giống bằng thuốc hóa học trước khi trồng cũng góp phần hạn chế bệnh.