CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY DƯA HẤU
1.2. BỆNH HÉO VÀNG TRÊN CÂY DƯA HẤU DO NẤM (Fusarium
1.2.6. Biện pháp quản lý bệnh
1.2.6.3. Biện pháp canh tác
Biện pháp ghép ngọn dưa hấu trên gốc bầu bí hạn chế được bệnh héo rũ do nấm F. oxysporum f.sp. niveum (Trần Thị Ba, 2010).
Một trong những biện pháp kiểm soát tốt nhất chống lại bệnh này là sử dụng giống kháng bệnh (trích CABI, 2001). Sử dụng giống dưa hấu kháng bệnh: giống dưa hấu PI-296341-FR có nguồn gốc từ Nam Phi có khả năng kháng đến 95% đối với cả 3 nòi F. oxysporum f.sp. niveum – 0, Fon – 1, Fon – 2 (Martyn và Bruno, 1989) ở thời điểm 4 tuần sau khi chủng nấm (trích Phạm Thị Hoàng Lan, 2009).
Theo Phạm Hồng Cúc (2007), nấm Fusarium lưu tồn trong đất rất lâu và gia tăng mật số qua mỗi mùa mưa, phòng trị bằng cách ngưng trồng dưa 3 - 4 năm trên đất có bệnh xuất hiện, nếu trồng phải dùng bầu bí làm gốc ghép, phun hoặc tưới ngừa Benlat, Copper B, Ridomil 2 - 3% vào gốc (trích Nguyễn Thái Học, 2009).
Kết quả thí nghiệm tại nhà lưới của Ren và ctv., (2008) tại Trung Quốc cho thấy trồng xen kẻ lúa với dưa hấu có thể làm bệnh héo rũ trên dưa hấu không xuất hiện đến 55 ngày sau khi trồng. Trong khi đó nếu trồng độc canh dưa hấu thì bệnh có thể xuất hiện ở thời điểm 40 ngày sau khi trồng (trích CABI, 2001).
1.3. PHÒNG TRỪ SINH HỌC BỆNH CÂY TRỒNG 1.3.1. Khái niệm phòng trừ sinh học.
Theo Phạm Văn Kim (2006), “Biện pháp sinh học trong phòng trị bệnh cây là điều kiện môi trường, cây trồng và sinh vật đối kháng một cách thích hợp, để tạo nên một thế cân bằng sinh học cần thiết, giúp giảm mật số của mầm bệnh xuống dưới ngưỡng gây hại. Nhờ đó bệnh của cây trồng chỉ xuất hiện ở mức độ nhẹ, không gây ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt kinh tế”. Biện pháp sinh học không có mục đích tiêu diệt hoàn toàn mầm bệnh và cũng không có khả năng này.
Theo Agrios (2005), phòng trừ sinh học bệnh cây là kiểm soát bằng sinh học một cách hoàn toàn hay một phần sự phá hủy mật số của mầm bệnh bởi những vi sinh vật khác xuất hiện trong tự nhiên.
Vì vậy, biện pháp sinh học đang được sự quan tâm và đánh giá rất cao trong quản lý bệnh cây trồng. Biện pháp này có thể khắc phục những khuyết điểm của biện pháp hóa học là giúp bảo vệ cân bằng sinh học và môi trường và an toàn thực phẩm cho con người. Mặc dù, biện pháp PTSH đã được nghiên cứu rất nhiều, hiệu
quả của biện pháp này được ghi nhận rất nhiều trong những nghiên cứu ở mức độ phòng thí nghiệm và nhà lưới, một số ghi nhận hiệu quả giảm bệnh ở điều kiện ngoài đồng tuy nhiên vẫn còn nhiều hạn chế. Do đó biện pháp PTSH ban đầu vẫn còn ít ứng dụng thực tiễn trong quản lý bệnh cây trồng hiện nay (trích Nguyễn Thanh Giàu và Nguyễn Trung Long, 2009).
1.3.2. Vai trò của vi sinh vật có lợi trong phòng trừ sinh học.
Theo Phạm Văn Kim (2000), trong hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái trồng trọt luôn có sự hiện diện phong phú của quần thể vi sinh vật có lợi trong đất như nhóm động vật, vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm. Nhóm vi sinh vật có lợi là nhóm vi sinh vật có khả năng hạn chế sự phát triển của các tác nhân gây bệnh như nấm, vi khuẩn, tuyến trùng. Sự hiện diện dồi dào các vi sinh vật đối kháng có thể kìm giữ sự phát triển của mầm bệnh làm cho dịch bệnh không xảy ra, nhất là các mầm bệnh trong đất. Các yếu tố của môi trường vừa tác động lên mầm bệnh vừa tác động lên nhóm vi sinh vật này. Do đó các yếu tố môi trường không phù hợp với nhóm vi sinh vật đối kháng, sẽ là điều kiện tốt cho sự phát triển mầm bệnh.
Rất nhiều nghiên cứu ứng dụng nhóm vi sinh vật có lợi trong đất trong phòng trừ sinh học bệnh cây. Benhamou và ctv., (1996) chứng minh rằng vi khuẩn ký sinh Bacillus pumilus giống SE34 bảo vệ cây họ đậu chống lại F. oxysporum f.sp. pisi (trích Shimizu và ctv., 2008); Xạ khuẩn Streptomyces halstedii AJ-7 được đánh giá để kiểm soát chống nấm Phytophthora capsici, một tác nhân gây bệnh truyền qua đất của ớt đỏ (Joo, 2005).
1.4. GIỚI THIỆU VỀ XẠ KHUẨN
1.4.1. Phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên
Xạ khuẩn (Actinobacteria) thuộc nhóm vi khuẩn thật (Eubacteria) phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên. Chúng có trong đất, nước, rác, phân chuồng, bùn, thậm chí cả trong cơ chất mà vi khuẩn và nấm mốc không phát triển được. Sự phân bố của xạ khuẩn phụ thuộc vào khí hậu, thành phần đất, mức độ canh tác và thảm thực vật (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2002).
Sự phân bố của xạ khuẩn còn phụ thuộc nhiều vào độ pH môi trường, chúng có nhiều trong các lớp đất trung tính và kiềm yếu hoặc axit yếu 6,8 - 7,5. Xạ khuẩn có rất ít trong lớp đất kiềm hoặc axit và càng hiếm trong các lớp đất rất kiềm, số lượng xạ khuẩn trong đất cũng thay đổi theo thời gian trong năm (trích Bùi Thị Hà, 2010).
Trong một gam đất có khoảng 29.000 - 2.400.000 tế bào xạ khuẩn, chiếm 9 - 45% tổng số VSV (Waksman, 1961).
Theo Phạm Văn Kim (2000), xạ khuẩn (Actinobacteria) trước kia được xếp vào lớp nấm nhưng ngày nay nhờ các hiểu biết tường tận hơn về xạ khuẩn nên chúng được xếp vào nhóm vi khuẩn. Trong nhóm xạ khuẩn, đặc biệt là chi Streptomyces thuộc họ Streptomycetaceae có nhiều liên hệ với nông nghiệp nhất.
1.4.2. Các điều kiện ảnh hưởng đến sự phát triển của xạ khuẩn
Xạ khuẩn có thể sống được trong điều kiện môi trường biến động, pH biến động từ 4 - 8, nhiệt độ biến động từ 45 – 1400F (7 đến 600C), điều kiện môi trường bất lợi xạ khuẩn sẽ hình thành bào tử. Nhưng chúng sẽ chết nếu nhiệt độ vượt quá 1600F (800C), riêng xạ khuẩn ưa nhiệt hay ưa lạnh có thể phát triển ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn (trích Đặng Thị Kim Uyên, 2010).
1.4.3. Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn
ã Khuẩn lạc
Khuẩn lạc xạ khuẩn tuy có dạng sợi phân nhánh phức tạp đan xen nhau nhưng toàn bộ hệ sợi chỉ là một tế bào có nhiều nhân, không có vách ngăn ngang.
Giống như vi khuẩn Gram (+), nhân thuộc loại đơn giản, không có màng nhân. Hệ sợi xạ khuẩn mảnh hơn của nấm mốc với đường kính thay đổi trong khoảng 0,2-1 àm đến 2-3 àm (Nguyễn Lõn Dũng và ctv., 2002).
Khuẩn lạc thường chắc, xù xì có dạng da, dạng vôi, dạng nhung tơ hay dạng màng dẻo, có màu sắc khác nhau: đỏ, da cam, vàng, nâu, xám, trắng…tuỳ thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh. Đường kính mỗi khuẩn lạc chỉ chừng 0,5-2 mm nhưng cũng có khuẩn lạc có đường kính lớn hơn (trích Bùi Thị Hà, 2010).
ã Khuẩn ty
Trên môi trường đặc, hệ sợi của xạ khuẩn phát triển thành 2 loại:
ã Một loại cắm sõu vào mụi trường gọi là hệ sợi cơ chất (khuẩn ty cơ chất substrate mycelium) với chức năng chủ yếu là dinh dưỡng.
ã Một loại phỏt triển trờn bề mặt thạch gọi là hệ sợi khớ sinh (khuẩn ty khớ sinh aerial mycelium) với chức năng chủ yếu là sinh sản.
Nhiều loại chỉ có hệ sợi cơ chất nhưng cũng có loại (như chi Sporichthya) lại chỉ có hệ sợi khí sinh. Khi đó hệ sợi khí sinh vừa làm nhiệm vụ sinh sản vừa làm nhiệm vụ dinh dưỡng. Nhân của tế bào xạ khuẩn sắp xếp đều đặn theo chiều dài của sợi (Waksman, 1961).
1.4.4. Cấu tạo của xạ khuẩn
Theo Phạm Văn Kim (2000), xạ khuẩn có nhiều nét khác với nấm, nhưng giống với vi khuẩn. Thành tế bào xạ khuẩn giống với thành tế bào vi khuẩn Gram +:
- Có giai đoạn đa bào và giai đoạn đơn bào.
- Kích thước rất nhỏ, tương tự vi khuẩn.
- Nhân: giống với vi khuẩn, không có màng nhân và tiểu hạch.
- Vách tế bào: không chứa cellulose hoặc kitin.
- Sinh sản bằng cách phân chia (kiểu gián phân).
- Xạ khuẩn không có giới tính (không có tế bào đực, cái).
- Hoại sinh và ký sinh.
Màng tế bào chất dày khoảng 50 nm và có cấu trúc tương tự như màng tế bào chất của vi khuẩn. Khi còn non, toàn bộ tế bào chỉ có một nhiễm sắc thể sau đó hình thành nhiều hạt rải rác trong toàn bộ hệ khuẩn ty (gọi là hạt Cromatin).
1.4.5. Sinh sản
Theo Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Nữ Kim Thảo (2006), xạ khuẩn sinh sản sinh dưỡng bằng bào tử, bào tử được hình thành từ cuống sinh bào tử theo kiểu kết đoạn hoặc cắt khúc.
Ngoài hình thức sinh sản bằng bào tử, xạ khuẩn còn có thể sinh sản bằng khuẩn ty. Các đoạn khuẩn ty gãy ra môi trường phát triển thành hệ khuẩn ty.
1.4.6. Vai trò của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học
Trong mối tương tác vi sinh vật và cây trồng, nhóm xạ khuẩn giữ vai trò rất quan trọng. Xạ khuẩn sống trong đất, tham dự vào quá trình chuyển hóa tự nhiên của nhiều hợp chất trong đất (trích Bùi Thị Hà, 2010).
Theo Phạm Văn Kim (2000), xạ khuẩn có khả năng hình thành chất kháng sinh, 60 - 70% xạ khuẩn được phân lập từ đất có khả năng sinh chất kháng sinh, dùng làm thuốc trị bệnh cho con người, gia súc và cây trồng. Một số chất kháng sinh từ xạ khuẩn:
Streptomyces venezuelae cho ra chloramphenicol (Tifomycine).
Streptomyces griseus cho ra Streptomycine = Chlortetracycline (Biomycine, Aureomycine).
Streptomyces rimosus cho ra terramycine = oxytetracycline.
Streptomyces griseochromogenes cho ra Blasticidin S dùng trị bệnh cháy lá lúa.
Xạ khuẩn còn có khả năng tiết ra các loại vitamin thuộc nhóm B (B2, B6, B12,…) 1 số acid amin và các acid amin hữu cơ (Phạm Văn Kim, 2000).
Ngoài ra, xạ khuẩn tham gia tích cực vào các quá trình chuyển hoá nhiều hợp chất trong đất, nước. Dùng để sản xuất nhiều enzym như proteaza, amylaza, xenluloza…một số axit amin và axit hữu cơ, trong tương lai có thể được dùng để thay thế nấm, vì nấm có khả năng sinh ra aflatoxin độc cho người và gia súc (Nguyễn Lân Dũng và Phạm Thị Trân Châu, 1978).
1.5. ỨNG DỤNG CỦA NHÓM XẠ KHUẨN TRONG PHÒNG TRỊ SINH HỌC BỆNH CÂY TRỒNG.
Năm 2002, ở Ấn Độ đã phân lập được chủng Streptomyces sp. 201 có khả năng sinh CKS mới là z - methylheptyl iso - nicotinate, chất kháng sinh này có khả năng kháng được nhiều loại nấm gây bệnh như Fusarium oxysporum, F.
solani...(trích Bùi Thị Hà, 2008).
Ở Việt Nam cũng đã sử dụng nhiều chế phẩm kháng sinh trong bảo vệ thực vật nhập từ Trung Quốc hay Nhật Bản và đã phân lập được một số chủng xạ khuẩn có khả năng chống Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn và Fusarium oxysporum gây bệnh thối rễ ở thực vật (Ngô Đình Quang Bính, 2005).
Chủng xạ khuẩn L30 được phân lập từ đất, được nuôi trên môi trường ISP-4 sau 5 ngày, xác định hoạt tính kháng sinh. Kết quả cho thấy chủng xạ khuẩn có khả năng sinh chất kháng sinh phổ rộng, kháng vi khuẩn và nấm, nhưng mạnh nhất là chống các chủng Pseudomonas solanacearum gây bệnh héo lá ở cây trồng (P.
solanacearum 12 gây bệnh héo lá trên khoai tây, P. solanacearum 20 gây bệnh trên cà chua và P. solanacearum 222 gây bệnh trên cây lạc) (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2002).
Theo Shimizu và ctv., (2008), dòng MBCU-56 (vi khuẩn hình roi) được phân lập từ sự khử trùng họ bầu bí và cây bí ngô, được xác định là Streptomyces và được sàn lọc sự đối kháng trong ống nghiệm với bệnh thán thư trên dưa leo (Colletotrichum orbiclare), có tiềm năng mạnh mẽ cho việc kiểm soát bệnh thán thư trên dưa leo.
Các chủng Streptomyces sp. dòng S30 được phân lập từ cà chua tiệt trùng bề mặt - (Lycopersicon esculentum) rễ tăng cường sức đề kháng bệnh Rhizoctonia solani cho cây cà chua; chủng Streptomyces sp. dòng S96 từ khử trùng bề mặt rễ chuối đối kháng các tác nhân gây bệnh héo Fusarium, chủng vào cây con ở giai
đoạn đầu của tăng trưởng để tăng tính đối kháng lại bệnh héo Fusarium của chuối (Cao và ctv., 2005).
Streptomyces halstedii AJ-7 được đánh giá để kiểm soát chống nấm Phytophthora capsici, một tác nhân gây bệnh truyền qua đất của ớt đỏ (Joo, 2004).
Sử dụng mạt dừa sau khi được trồng nấm bào ngư (có tỉ lệ C/N là 49) xử lý tiếp bằng chủng xạ khuẩn được phân lập từ mạt dừa được đổ đống lâu ngày. Mạt dừa sau khi trồng nấm được ủ với xạ khuẩn 60 ngày giảm hàm lượng lignin còn 34%, cellulose 7% và C/N là 19 thích hợp ứng dụng sản xuất phân sinh hóa hữu cơ, cung cấp cho cây trồng kháng được bệnh (Phạm Thị Ánh Hồng và Lương Bảo Uyên, 2008).
Cũng theo Phạm Văn Kim (2000) để đối phó với bệnh héo rũ trên dây tiêu ở ĐBSCL thì phân chuồng được ủ thành oai mục cũng là một biện pháp hữu hiệu. Bởi vậy khi bón nhiều phân chuồng, không những tạo điều kiện thông thoáng cho sự phát triển của bộ rễ đồng thời cung cấp một lượng xạ khuẩn và các vi sinh vật đối kháng, đủ sức để chế ngự sự phát triển của nấm gây bệnh- Fusarium solani.