Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu vi sinh vật nội sinh đối kháng nấm gây bệnh thực vật trên cây hồ tiêu tại Đắk Lắk

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài “Nghiên cứu vi sinh vật nội sinh đối kháng nấm gây bệnh thực vật trên cây hồ tiêu tại Đắk Lắk” với mục đích nghiên cứu sự đa dạng, phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật nội sinh có hoạt tính kháng nấm gây bệnh trên cây hồ tiêu. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu vi sinh vật nội sinh đối kháng nấm gây bệnh thực vật trên cây hồ tiêu tại Đắk Lắk

1 MỞ ĐẦU Hồ tiêu đen (Piper nigrum L.), đồng nghĩa với danh hiệu "vua gia vị", là một loại cây nho có hoa thuộc họ Piperaceae có nguồn gốc từ bờ biển Malabar ở Nam Ấn Độ (Nazeem et al., 2008). Tại Việt Nam, cây hồ tiêu được trồng chủ yếu tại 9 tỉnh trọng điểm của nước ta, với tổng diện tích 100.000 ha, trong đó, Tây Nguyên là vùng có nhiều tiềm năng về đất đai, khí hậu để mở rộng diện tích trồng tiêu (4 tỉnh Tây Nguyên: Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông và Lâm Đồng đã chiếm 55.339 ha). Tuy diện tích hồ tiêu chỉ chiếm 2,5% trong tổng số 2 triệu ha trồng cây công nghiệp lâu năm nhưng giá trị xuất khẩu đạt khoảng 7.000 USD/ha, gấp 2,6 lần cà phê, 6 lần cây chè, 3,8 lần cây điều, gấp 4 lần cây cao su. Tuy có nhiều lợi thế để phát triển, song thực tế trong những năm qua cây hồ tiêu vẫn chưa thực sự đứng vững, thậm chí nhiều thời điểm người sản xuất còn lao đao bởi cây tiêu chết hàng loạt do chạy theo giá thị trường, phát triển cây tiêu không theo quy hoạch, không chú trọng đến việc cải tạo đất, không xử lý mầm bệnh. Một số diện tích tiêu trồng trên những vùng đất không phù hợp, trồng một cách tạm bợ không được chăm sóc theo đúng quy trình kỹ thuật, giống tiêu không rõ nguồn gốc,... khiến tình hình sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu ngày càng phát triển mạnh. Bệnh hại nghiêm trọng nhất hiện nay đối với hồ tiêu là bệnh chết nhanh do nấm Phytophthora và bệnh chết chậm có thể do sự cộng hợp của các tác nhân nấm Fusarium sp., Rhyzoctonia sp., Pythium sp., tuyến trùng Meloidogyne sp., gây ra. Ở nước ta hiện nay, việc phòng trừ dịch hại trên cây tiêu chủ yếu bằng biện pháp hóa học thường gặp nhiều khó khăn, vì không những khó tiêu diệt được bào tử nấm gây bệnh, mà còn ảnh hưởng đến sinh vật, côn trùng có lợi làm mất cân bằng sinh thái. Hướng sử dụng vi sinh vật đối kháng với nấm gây bệnh trong phòng chống bệnh cho cây trồng nói chung và cây hồ tiêu nói riêng, được xem là giải pháp cần thiết nhằm thay thế các loại thuốc hoá học gây độc hại môi trường. Đối với bệnh hại trên hồ tiêu đã được nghiên cứu và có nhiều triển vọng ứng dụng vào thực tế sản xuất, như sử dụng một số loài
2 nấm Dactylella oviparasitica, Arthrobotrys oligospore, Verticillium chlamydosporium, Monacrosporium gepgyropagum có khả năng diệt tuyến trùng hay nấm Trichoderma đang được sử dụng khá phổ biến trong phòng trừ nấm Phytophthora trên cây hồ tiêu (Ngô Thị Xuyên, 2002). Sử dụng vi sinh vật đối kháng phân lập từ đất sẽ khống chế kìm hãm các vi sinh vật gây bệnh, đây chính là hiệu quả của việc quản lý dịch hại dựa trên cơ sở bảo vệ cân bằng sinh thái trong đất. Tuy nhiên, biện pháp phòng trừ sinh học bằng các vi sinh vật nội sinh đối kháng chưa được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta. Vì vậy, nghiên cứu đa dạng vi sinh vật nội sinh trên cây hồ tiêu, trên cơ sở đó chọn lựa ra những chủng có khả năng kháng nấm và tuyến trùng là việc làm cấp thiết nhằm hạn chế sử dụng thuốc hóa học, phát triển phong phú quần thể vi sinh vật có lợi sẽ giúp cho cây trồng phát triển, tăng sức đề kháng sâu bệnh. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu vi sinh vật nội sinh đối kháng nấm gây bệnh thực vật trên cây hồ tiêu tại Đắk Lắk” với mục đích nghiên cứu sự đa dạng, phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật nội sinh có hoạt tính kháng nấm gây bệnh trên cây hồ tiêu, với các nội dung chính sau đây: 1. Phân lập và đánh giá sự phân bố vi khuẩn nội sinh trên cây hồ tiêu ở Đắk Lắk; 2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn nội sinh có khả năng diệt nấm gây bệnh trên cây hồ tiêu cao ở Đắk Lắk; 3. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, phân loại và an toàn sinh học của chủng được tuyển chọn; 4. Nghiên cứu môi trường và điều kiện nuôi cấy cho sinh trưởng, phát triển của các chủng được tuyển chọn và thử nghiệm khả năng kháng nấm gây bệnh trên lá hồ tiêu.
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. CÂY HỒ TIÊU, BỆNH NẤM TRÊN CÂY HỒ TIÊU 1.1.1. Cây hồ tiêu và tiềm năng phát triển cây hồ tiêu ở Việt Nam Hạt tiêu đen (Piper nigrum L.), đồng nghĩa với danh hiệu "vua gia vị", là một loại cây nho có hoa thuộc họ Piperaceae có nguồn gốc từ bờ biển Malabar ở Nam Ấn Độ (Ravindran, 2000; Nazeem et al., 2008). Hồ tiêu được lan truyền bởi thương nhân Hindu và du khách đến Malaysia và Indonesia. Ngày nay, Hồ tiêu được trồng thương mại ở các vùng nhiệt đới bao gồm Malabar, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Brazil, Sri Lanka, Việt Nam và Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa để hỗ trợ nhu cầu tiêu thụ tiêu đen trên toàn thế giới (Victor R. Preedy, 2016). Tại Việt Nam, cây hồ tiêu được trồng ở nhiều vùng sinh thái như ở miền đồi núi đất đỏ, miền trung như tỉnh Quảng Trị hoặc vùng Đông Nam Bộ và các tỉnh Tây Nguyên. Tuy nhiên, hồ tiêu chủ yếu trồng tại 9 tỉnh trọng điểm của nước ta, với tổng diện tích 100.000 ha, trong đó, Tây Nguyên là vùng có nhiều tiềm năng về đất đai, khí hậu để mở rộng diện tích trồng tiêu (4 tỉnh Tây Nguyên: Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông và Lâm Đồng đã chiếm 55.339 ha). Hồ tiêu là loại cây trồng khó tính, mẫn cảm với sự thay đổi thất thường của thời tiết, mặt Hình 1.1: Cây hồ tiêu khác bộ rễ cây tiêu rất dễ tổn thương bởi các tác động từ bên ngoài và khi bộ rễ đã tổn thương thì không hút được nước, các chất dinh dưỡng, tạo cho các loại sâu bệnh hại thừa cơ xâm nhập để tàn phá. Phytophthora capsici là tác nhân gây bệnh chết nhanh ở thực vật thường được coi là tác nhân gây bệnh thối rữa và bệnh rụng lá ở tiêu (Anandaraj và Sarma, 1995a, Babadoost, 2005, Nguyen, V.L. (2015).
4 1.1.2. Hiện trạng canh tác trồng cây hồ tiêu ở Đắk Lắk Theo Thống kê của ngành nông nghiệp, hồ tiêu được trồng khoảng 100.000ha chủ yếu là Đông Nam Bộ và Tây Nguyên và là một trong những loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế và giá trị xuất khẩu cao. Tuy diện tích hồ tiêu chỉ chiếm 2,5% trong tổng số 2 triệu ha trồng cây công nghiệp lâu năm, giá trị xuất khẩu đạt khoảng 7.000 USD/ha, gấp 2,6 lần cà phê, 6 lần cây chè, 3,8 lần cây điều, gấp 4 lần cây cao su (Quyết định 1442/QĐ-BNN-TT ngày 3/7/2014 của Bộ NN và PTNN). Tuy có nhiều lợi thế để phát triển song thực tế trong những năm qua cây hồ tiêu vẫn chưa thực sự đứng vững, thậm chí nhiều thời điểm người sản xuất còn lao đao bởi cây tiêu chết hàng loạt do chạy theo giá thị trường, phát triển cây tiêu không theo quy hoạch, không chú trọng đến việc cải tạo đất, không xử lý mầm bệnh. Một số diện tích tiêu trồng trên những vùng đất không phù hợp, trồng một cách tạm bợ không được chăm sóc theo đúng quy trình kỹ thuật, giống tiêu không rõ nguồn gốc,... khiến tình hình sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu ngày càng phát triển mạnh. Bệnh hại nghiêm trọng nhất hiện nay đối với hồ tiêu là bệnh chết nhanh, chết chậm. 1.1.3. Bệnh cây và ảnh hưởng của bệnh nấm đối với cây trồng Theo thống kê của Tổ chức Nông- Lương thế giới (FAO): Các loại cây trồng trên đồng ruộng hiện nay phải chống đỡ với khoản 100.000 loại sâu hại, 10.000 loài nấm, 200 loài vi khuẩn, 600 loài tuyến trùng và 600 loài virus gây bệnh. Chính vì vậy, hàng năm khoảng 20% sản lượng lương thực, thực phẩm trên thế giới bị mất trắng. Trên thế giới bệnh cây đã gây ra những thiệt hại to lớn cho sản xuất nông nghiệp, chúng phá huỷ đến 537,3 triệu tấn các loại nông sản chủ yếu, chiếm 11,6% tổng sản lượng nông nghiệp thế giới. Riêng lúa chiếm khoảng 9%, ngô 10%, cây rau 12% và cây ăn quả 16,5%. Trong các loại bệnh cây, bệnh do nấm gây ra chiếm khoảng 83%. Theo Ou, 1972, trong số 45 bệnh lúa đã mô tả có tới 60% do nấm gây ra, cũng theo kết quả nghiên cứu khoa học bảo vệ thực vật 1971-1976 của Viện Bảo vệ thực vật, trong số 24 bệnh hại lúa ở Việt Nam có tới 13 bệnh do
5 nấm gây ra, 34 bệnh ngô có 26 bệnh do nấm gây ra và 21 bệnh khoai tây có 8 bệnh do nấm. Những bệnh nấm chủ yếu và có tầm quan trọng nhất, là các bệnh: đạo ôn, khô vằn, tiêm hạch, đốm nâu, thối rễ, mốc sương… Một số bệnh nấm tiêu biểu gây hại cho cây trồng được quan tâm nhiều nhất là bệnh thối thân, rễ ở thực vật do nhiều loài nấm ký sinh gây ra như Phytophthora sp., Pythium sp., Botrytis cinerespers, Diplodia sp., Fusarium sp., Rhizoctonia solani Kuln, Sclerotium batiticola Faud nhưng chủ yếu là F. oxysporum. Chỉ riêng tính ở khoai tây thiệt hại do Fusarium sp. gây bệnh thối củ trên đồng ruộng và trong bảo quản lên tới 20% số củ thu hoạch được. Ngoài ra, chúng còn gây một số bệnh khác như bệnh mốc hồng và thối thân ở ngô. Nấm Fusarium oxysorum còn gây ra bệnh héo mạch dẫn và nhiều bệnh thối thân thối rễ ở nhiều loại cây rau quả và cây lương thực như lạc, cà chua… Bệnh héo thân cây còn do Pseudomonas solanacerium là loài vi khuẩn Gram âm ký sinh đa thực vật, bào gồm nhiều chủng gây bệnh héo rũ trên 35 họ cây trồng khác nhau, rất phổ biến ở nước ta và nhiều nước trên thế giới. Bệnh héo rũ vi khuẩn là loại bệnh gây tắc ống dẫn, sau mấy ngày toàn cây héo rũ, chết khô dần. 1.1.4. Khả năng đối kháng của các vi sinh vật đối với nấm gây bệnh thực vật Trong tự nhiên có nhiều loại vi sinh vật có thể kháng lại các vi sinh vật gây bệnh cho cây, nhất là đất được canh tác tốt, đúng kỹ thuật sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật có lợi phát triển cạnh tranh với các vi sinh vật có hại gây bệnh cho cây. Trong số các nhóm vi sinh vật có khả năng đối kháng với nấm thì vi khuẩn và xạ khuẩn có tỷ lệ đối kháng cao, có tới 40-60% các chủng xạ khuẩn sống trong đất có khả năng kháng lại các loại nấm gây bệnh cho cây trồng như nấm Fusarium oxysporum gây bệnh thối rễ, nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn ở lúa, nấm Rhizoctonia solani gây bệnh khô vằn ở lúa, ngô... Cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học, các nhà khoa học ở nhiều nước đã nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật, xạ khuẩn có khả năng ức chế nấm gây bệnh thực vật. Theo Kamada, 1974 khi điều tra xạ khuẩn trong đất ở Nhật Bản cho thấy ở nơi có nhiều xạ khuẩn đối kháng thì ở đó có
6 các dòng Fusarium bị biến mất rất nhanh, ở Bungari những chủng xạ khuẩn chống nấm thường thuộc nhóm xám và các loài S. griseus, S. albus , S. candidus… Thông thường một loại xạ khuẩn đối kháng có thể ức chế một vài loại nấm gây bệnh, nhưng cũng có loài có hoạt phổ kháng khuẩn rộng. Ví dụ, loài S. laveudulae var. huinansis có hoạt tính ức chế mạnh cả vi khuẩn Gram dương và Gram âm và nấm gây bệnh. Những chủng như vậy có ưu thế làm tác nhân chống bệnh cây bằng biện pháp sinh học. Tuy nhiên khi sử dụng những chủng này phải thận trọng để tránh xạ khuẩn ức chế luôn cả khu hệ vi sinh vật có lợi trong vùng rễ, không phải tất cả các chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng nấm in vitro đều thể hiện trong đất (thường từ khoảng 4-5%) nhưng chúng có vai trò quan trọng trong việc làm sạch đất khỏi nấm gây bệnh và ngăn ngừa khả năng nhiễm bệnh cho cây. Xạ khuẩn chống nấm ngoài tiết ra chất kháng sinh chúng còn tác động lên khu hệ vi sinh vật thông qua enzym dung giải - đây là phức hệ bao gồm nhiều enzym. Ngoài ra, các chủng vi sinh vật còn tiết ra các chất kích thích sinh trưởng của thực vật cũng như khu hệ vi sinh vật có lợi trong vùng rễ. Hơn nữa, nhiều loại vi sinh vật sống cộng sinh, không gây bệnh cho người, động vật và cây trồng. Vì vậy, việc tìm kiếm các chủng xạ khuẩn có hoạt tính đối kháng cao và tạo chế phẩm kháng sinh kháng nấm áp dụng vào công tác bảo vệ thực vật có tầm quan trọng đặc biệt. Ngay từ năm 1935 các nhà khoa học Liên Xô (cũ) đã dùng một số loại vi khuẩn thuộc chi Pseudomonas bám vào đất để chống nấm Sclerotonia và Botrytis bảo vệ nhiều loại cây. Nhiều công trình nghiên cứu dùng nấm đối kháng như Trichoderma chống bệnh cho bông, khoai tây và cây trồng khác. Ngay từ những năm 1930, ở Trung Quốc đã sử dụng xạ khuẩn và các chất trao đổi của chúng để nghiên cứu hạn chế các bệnh thực vật và từ năm 1950, họ đã chọn được 5406 chủng trong đó 400 chủng xạ khuẩn phân lập được từ đất vùng rễ cây bông và cỏ đinh lăng ức chế Rhizoctonia solani và Verticillicum alboatrum gây bệnh thối rễ cây bông non và ứng dụng trong phòng chống bệnh cho 6 triệu ha hồng. Trong 30 năm qua Trung Quốc cũng đã dùng phân vi sinh (Yield-increasing bacteria) để phòng chống bệnh và tăng
7 năng suất cây trồng và từ năm 1979 bắt đầu nghiên cứu thử nghiệm trên 50 vụ với diện tích lớn cho kết quả khả quan. Chế phẩm phân vi sinh có thể dạng ướt hoặc nước, chúng có thể dùng để ngâm hạt, phun trên lá trộn vào hạt hoăc bón vào rễ cây. Qua thực tế phân vi sinh làm giảm nhiều loại bệnh như đạo ôn ở lúa do Rhizoctonia solari gây ra, bệnh thối củ cải đường do Gaeceme nomyces, Gramynus var. tnitia, bệnh ghẻ ở củ cải đường do Rhizoctonia cerealis, bệnh đốm lá đen ở khoai lang do Ceratocytis fibriato… Hệ vi sinh vật trong phân vi sinh tạo ra chất kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh, sinh ra các chất có hoạt tính kháng nấm và sinh ra enzym và thúc đẩy hoạt tính enzym trong cây. Thực tế cho thấy, hiện nay con người ngày một sử dụng rộng rãi nhiều chế phẩm kháng sinh và các chủng vi sinh vật đối kháng làm phân bón vi sinh vật sử dụng trong sản xuất nông, lâm nghiệp mang lại hiệu quả kinh tế cao và khắc phục được các yếu tố bất lợi của thuốc hóa học. 1.1.5. Các loại bệnh gây hại trên cây hồ tiêu và biện pháp phòng chống ở Tây Nguyên Bảng 1.1: Các tác nhân gây bệnh gây bênh chết nhanh, chết chậm và thán thư trên cây hồ tiêu Bộ phận gây Mức độ Mức độ Bệnh Tác nhân gây hại hại phổ biến gây hại Khu vực gốc, Chết Phytophthora sp. rễ, lá, gié tiêu, +++ +++ nhanh quả Chết chậm Fusarium sp. Rễ +++ +++ Lá, thân, gié Thán thư Colletotrichum sp. +++ ++ tiêu, quả Ghi chú: +++ rất phổ biến, rất nghiêm trọng; ++ phổ biến, trung bình; +: ít, nhẹ (Nguồn: Nguyễn Tăng Tôn, 2005) Theo Nguyễn Tăng Tôn, 2005, trên thế giới người ta đã phát hiện có 105 loài nấm gây bệnh trên cây tiêu được phân lập từ rễ, thân, lá, đất như Pythium, Puccinia, Phytophthora, Fusarium, Alternaria, Colletotrichum,
8 Curvularia, Cylindrocarpon, Corticilium, Lasiodiplodia, Rhizoctonia, Verticillium, Cladosporium, Acremonium, Aphanoascus, Aureobasidium, Cephaliophora, Cephalosporium, Cercosporina, Fusariella, Haplariopsis, Nadsonia, Exobasidium, Didymostilbe, Haplariopsis… Trong số đó, có 3 loài nấm phổ biến Phytophthora, Fusarium và Colletotrichum gây bệnh chết nhanh, chết chậm và thán thư, và gây thiệt hại nặng đến năng suất cây hồ tiêu (Bảng 1.1). Ngoài ra, trên cây hồ tiêu còn bị một số bệnh ít phổ biến khác mà tác nhân gây ra là nấm hại như bệnh khô cành – khô trái, bệnh nấm chỉ, bệnh nấm hồng, bệnh thối rễ do mốc trắng, bệnh héo do nấm hạch, bệnh bồ hóng. Đối với hồ tiêu hầu hết các các bộ phận cây thân, lá và quả đều dễ bị nhiễm Phytophthora. Nấm Phytophthora được biết đến như là một loại mầm bệnh phát triển vào mùa mưa khi thời tiết ẩm ướt (Anandaraj và Sarma, 1995, Gevens et al., 2008; Lamour et al., 2012a, 2012b , Fisher et al.,2012). P. capsici thường phát sinh và phát triển lây lan trong thời gian mùa mưa, cao điểm là giai đoạn giữa và cuối mùa mưa độ ẩm tương đối cao hơn 79%, do đó bệnh Phytophthora phổ biến trong thời kỳ ẩm ướt của năm (Babadoost, 2005, Sarma et al., 2013).Sự nhiễm bệnh liên quan đến P. capsici ở Lampung, Indonesia vào năm 1885 và sau đó được xác định bởi Muller vào năm 1936 (Drenth and Guest, 2004, Sarma et al.,2013). Giữa tháng 11 năm 2010 và tháng 1 năm 2011, 13 vườn tiêu ở 4 khu vực tại bang Sarawak, Malaysia đã bị bệnh thối gốc do Phytophthora và tỷ lệ mắc bệnh rất nghiêm trọng trong thời kỳ bùng phát dịch bệnh (Farhana và cộng sự, 2013). Ulu Sarikei ở Sarikei là vùng có tỷ lệ mắc bệnh cao nhất (75%), sau đó là Pasai Siong ở Sibu (70%) và thấp nhất ở Tatau ở Bintulu (5%) (Farhana et al.,2013). Trong khi đó, mức độ nghiêm trọng của bệnh được ghi nhận ở Ulu Sarikei (70%), sau đó là Pasai Siong (62%) và thấp nhất ở Tatau (4%) (Farhana et al., 2013), tác nhân gây bệnh thối gốc của tiêu được xác định là P. capsici Leonian. Qua giai đoạn dịch bệnh trên, chính quyền tại Malaysia đã khuyến cáo và nâng cao nhận thức của người dân về tác động gây hại của hóa chất diệt nấm hoá học đối với sức khoẻ, môi trường và hệ sinh thái và khuyến khích sử dụng biện pháp
9 phòng ngừa sinh học như là giải pháp an toàn để kiểm soát bệnh Phytophthora (Anandaraj và Sarma, 1995b, Marins et al., 2014). Để giảm thiểu việc áp dụng thuốc trừ nấm, mục tiêu của nghiên cứu này là sàng lọc các vi sinh vật và nấm nội sinh trên cây hồ tiêu để ức chế sự phát triển của P. capsici và nấm bệnh khác. Hình 1.2: Hình dạng khuẩn lạc (A) và bào tử nấm (B) của nấm Fussarium gây bệnh cây hồ tiêu Hình 1.3: Bệnh thối rễ cây hồ tiêu do nấm Phytophthora Hình 1.4: Nấm Phytophthora tấn công dây lươn cây hồ tiêu (Ghi chú: Hình 1.1; 1.2 và 1.3 theo https://phanbondientrang.vn/cong-nghe/nam-gay- benh-tren-cay-ho-tieu-391.html)
10 Ở Việt Nam, nói đến cây hồ tiêu, trước hết là nói đến bệnh hại, đó là vấn đề lớn nhất với người trồng tiêu. Trong những năm gần đây, thiệt hại do dịch bệnh trên cây tiêu có xu hướng tăng cả về diện tích lẫn mức độ thiệt hại. Dịch hại phân bố rộng khắp trên các vùng trồng tiêu trong cả nước và là nguyên nhân chính làm giảm năng suất cây tiêu, giảm tuổi thọ vườn tiêu và thu nhập của nông dân trồng tiêu. Tổng hợp tình hình thiệt hại do dịch bệnh ở 16 tỉnh trồng hồ tiêu, Cục Bảo vệ Thực vật cho biết bệnh chết nhanh, tuyến trùng và rệp sáp là ba loại dịch hại phát sinh từ đất hiện diện phổ biến và gây hại nặng cho cây tiêu ở tất cả các tỉnh, trong đó bệnh gây hại nặng nhất là bệnh chết nhanh, kế đến là tuyến trùng và rệp sáp. Bệnh chết nhanh (Quick wilt, Phytophthora foot rot) hay còn gọi là thối gốc, rễ, chết dây trên cây tiêu. Có tên gọi như vậy là vì từ khi thấy cây tiêu “ủ rũ”, dây héo, xuống lá bắt đầu chuyển vàng, rụng nhiều lá chỉ để lại dây, sau đó cây tiêu chết rất nhanh trong vòng vài tuần lễ. Quan sát dấu hiệu cây hồ tiêu bị bệnh khi được nhổ lên thì thấy toàn bộ rễ bị thối đen nhất là phần cổ rễ, phần thân sát mặt đất bị thối rã, vỏ cây bong ra, mùi hôi nhẹ. Một khi đã xuất hiện bệnh sẽ làm cây chết hàng loạt nọc tiêu, dẫn đến việc phòng và trị bệnh rất khó khăn, tốn kém và thường không mang lại hiệu quả vì khi triệu chứng đã biểu hiện ra bên ngoài thì bộ rễ tiêu đã bị nấm tấn công trước đó 1 đến 2 tháng. Bệnh thối gốc, chết dây có nguyên nhân do một loại nấm sống dưới đất, ưa ẩm là Phytophthora (Phytophthora palmivora, Phytophthora capsici,…). Các nấm gây bệnh này thường phát sinh và phát triển lây lan trong thời gian mùa mưa, cao điểm là giai đoạn giữa và cuối mùa mưa. Nấm Phytophthora thường kết hợp với các loại nấm ở trong đất khác như Pythium, Fusarium, Rhizoctonia… cùng tấn công cây hồ tiêu làm cây chết rất nhanh. Nấm bệnh có thể xâm nhập được hầu hết tất cả các bộ phận của cây như lá, rễ, thân, nhánh…đặc biệt là phần nằm trong đất và sát mặt đất. Nếu có thêm những tác nhân từ bên ngoài tác động vào, bệnh sẽ dễ dàng phát triển thành dịch. Khi dịch đã phát sinh, sự lây lan nhanh chóng của bệnh theo kiểu vết dầu loang do nước mưa chảy tràn. Bước vào mùa mưa, mầm bệnh có trong đất được nước lây nhiễm lên phần trên của cây. Ở một số quốc gia khác như: Ấn
11 Độ, Malaysia, Trung Quốc, Thái Lan, Philippine còn xuất hiện thêm loài nấm P. nicotianae và loài nấm P. palmivora còn xuất hiện ở Indonesia, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc, Brazil (Đoàn Nhân Ái, 2007). Bệnh chết chậm (hay còn gọi bệnh tiêu vàng lá, bệnh tuyến trùng…) vì bệnh làm cho cây tiêu sinh trưởng chậm, lá bị vàng héo trên toàn trụ tiêu và rụng dần, ban đầu là các lá già, sau đó đến rụng đốt. Quan sát trong vườn tiêu thì bệnh xuất hiện thành từng vùng, lúc đầu là một vài cây sau đó lan sang các cây bên cạnh và tạo thành vùng bệnh. Tiêu bị bệnh chết chậm có thể vẫn cho quả nhưng năng suất cực kỳ kém, phần mạch dẫn nhựa của thân dây có màu nâu đen, và quá trình này kéo dài vài ba tháng đến cả năm. Một số cây có điều kiện dinh dưỡng tốt và tiêu tơ bộ rễ đang phát triển mạnh, thì có thể chống chọi với bệnh lên đến 2-3 năm nhưng cuối cùng vẫn chết. Bệnh chết chậm cùng với bệnh tiêu chết nhanh tạo thành cặp “song sát” gây ra nỗi ám ảnh cho người trồng tiêu, một khi tiêu đã mắc bệnh, rất dễ lây lan ra cả vườn tiêu, gây nên dịch và làm tiêu chết hàng loạt. Bộ rễ tiêu bị bệnh chết chậm phát triển kém, khi đào lên quan sát thì thấy các nốt sần nằm rải rác hoặc nằm thành từng chuỗi. Ở tiêu con (tiêu tơ mới trồng được 1-2 năm) các triệu chứng vàng lá do tuyến trùng thường dễ bị nhầm với thiếu dinh dưỡng, để nhận biết nên quan sát nếu thấy lá non teo nhỏ, bạc màu, vàng đồng loạt trên toàn trụ, bứt lá thấy khá dai. thì nên kiểm tra ngay phần rễ, nếu xuất hiện nốt sần thì khả năng cao là tuyến trùng Meloidogyne đã vào làm tổ, cây có thể sinh trưởng chậm nhưng chưa chết ngay, vào giai đoạn kinh doanh sẽ phát bệnh do bắt đầu nhiễm nấm. Theo đánh giá tại Tây Nguyên, nguyên nhân gây ra bệnh tiêu chết chậm là tuyến trùng Meloidogyne incognita và một số loại nấm (Fusarium sp., Fusarium solani, Phytophthora sp., Pythium sp.) gây ra. Ban đầu tuyến trùng tấn công vào bộ rễ gây ra những vết thương tổn, tạo điều kiện cho nấm tấn công. Rễ tiêu bị nhiễm nấm yếu dần dẫn tới việc cung cấp nước và dinh dưỡng cho phần cành lá bên trên không hiệu quả. Theo thời gian sợi nấm và bào tử sẽ lan dần lên phần thân và cành, rễ bắt đầu thối và cây sẽ chết. Sở dĩ gọi tuyến trùng là sát thủ giấu mặt vì chúng có kích thước hiển vi nên mắt thường không nhìn thấy được, chỉ có loại tuyến trùng nội ký sinh (Meloydogyne) làm cho rễ bị u bướu thì các nhà khoa học mới biết tác động
12 gây bệnh của tuyến trùng. Thường khi cây bị vàng lá bất thường chúng ta hay nghĩ là do nấm Phytophthora sp. Fusarium sp. Pythium sp… Nhưng một trong những nguyên nhân sâu xa là do tuyến trùng tấn công rễ, làm rễ bị tổn thương, tạo cơ hội cho các loại nấm trên tấn công hại rễ tiêu. Ngoài tuyến trùng Meloidogyne (còn gọi tuyến trùng nốt sần) gây hại hồ tiêu, trên tiêu có nhiều loại tuyến trùng gây hại phổ biến khác như Pratylenchus, Radopholus, Xiphinema, Circonemoides, Tylenchus sp, Rotylenchulus, Paratrichodorus,.... Bệnh chết nhanh trên cây tiêu rất nguy hiểm, nấm gây bệnh tấn công trên tất cả các phần của cây tiêu, và ở tất cả các thời kỳ sinh trưởng của cây, trường hợp nấm bệnh tấn công vào rễ hoặc cổ rễ sẽ gây cây chết đột ngột (Phan Quốc Sủng, 2000). Bệnh thường phát triển nhiều trong mùa mưa, những lá bên dưới sẽ dễ nhiễm nấm bệnh sau những cơn mưa lớn vào đầu mùa mưa. Nấm bệnh xâm nhập vào cây trực tiếp qua biểu bì hoặc gián tiếp qua khí khổng. Cây bị nhiễm bệnh ở cổ rễ sẽ chết héo thình lình, lá chuyển sang màu đen, khô sớm nhưng còn dính lại trên cây. Ngược lại, nếu cây bị nhiễm từ rễ, lá bị héo vàng, và cây rụng lá từ từ. Nguyên nhân gây bệnh là do loài nấm Phytophthora palmivora, Phytophthora capsici, Fusarium sp., Rhyzoctonia sp., Pythium sp., tuyến trùng Meloidogyne sp.,... (Phan Quốc Sủng, 2000) Ngoài ra, hồ tiêu hiện là cây trồng bị rất nhiều loài tuyến trùng ký sinh gây hại, ví dụ như tại Tân Lâm (Quảng Trị), cây tiêu bị nhiễm đến 49 loài tuyến trùng, trong đó có 4 loài được đánh giá quan trọng gây nguy hiểm cho cây gồm Meloidogyne incognita gây bệnh nốt sần, Rotylen chulus gây đen rễ, Xiphinema americanum truyền virus gây bệnh vàng lá, Paratrichodorus namus truyền virus gây bệnh xoắn lá (Nguyễn Ngọc Châu, 1995). Nghiên cứu về tình hình dịch hại và đề xuất các biện pháp phòng trừ đối với vùng trồng tiêu thuộc các tỉnh Tây Nguyên (Đào Thị Lan Hoa và cộng sự, 2003; Trần Kim Loang và cộng sự) cho rằng bệnh hại rễ là các đối tượng xuất hiện phổ biến, gây thiệt hại nghiêm trọng và rất khó phòng trừ là nấm Phytopthora spp. và tuyến trùng Meloidogyne sp. là quan trọng. Sử dụng vi sinh vật đối kháng
13 sẽ khống chế kìm hãm các vi sinh vật gây bệnh, đây chính là hiệu quả của việc quản lý dịch hại dựa trên cơ sở bảo vệ cân bằng sinh thái trong đất. 1.1.6. Nghiên cứu sử dụng vi sinh vật đối kháng trong đấu tranh sinh học phòng chống bệnh cho cây trồng Theo Cook JR và Ber KF (1983), “Biện pháp đấu tranh sinh học” (biocontrol) trong bảo vệ thực vật là sử dụng một hay nhiều loại vi sinh vật để kiềm chế bệnh thực vật sinh ra từ đất. Biện pháp này là cơ sở của hệ thống quản lý thống nhất các tai họa (IPM) do tổ chức FAO để xướng. Qua thực tế cho thấy, các loại vi sinh vật đối kháng trong đất phát triển và xâm nhập vào bên trong và trên cây tạo khả năng chống chịu cho cây chủ. Biện pháp này nhằm giải phóng đất khỏi các vi sinh vật gây bệnh. Để khắc phục tình trạng trên, con người đã tìm kiếm các biện pháp phòng chống các tác nhân gây hại. Từ đó ra đời nền công nghiệp hoá học trừ sâu, diệt các mần bệnh cho cây trồng. Cho đến nay, không ai phủ nhận vai trò tích cực của thuốc hoá học trừ sâu bệnh hại cây trồng. Nhưng biện pháp hoá học cũng có những mặt hạn chế của nó. Nhiều trường hợp ô nhiễm môi trường khi dùng thuốc diệt cỏ hoặc thuốc trừ sâu hóa học làm cho người bị ngộ độc, súc vật bị chết và sinh vật đi kèm theo cây trồng cũng bị ảnh hưởng dẫn đến sự mất cân bằng sinh thái. Đáng ngại hơn một số thuốc trừ sâu chậm bị phân huỷ và là mối nguy hại lâu dài trong đất (ví dụ DDT có thể kéo dài 25 năm). Các hợp chất này được tích luỹ trong đất và nồng độ của chúng tăng theo thời gian. Nghiêm trọng hơn là sự tuỳ tiện về liều dùng và thời gian phun thuốc hoá học chống sâu bệnh đã tạo nên dư lượng thuốc lớn trên các loại rau màu và cây lương thực, gây những vụ ngộ độc tại hại ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người. Chính vì vậy, những cuộc tìm kiếm, thử nghiệm các biện pháp mới nhằm phòng chống bệnh cho cây trồng đã được tiến hành và đã thu được kết quả khả quan. Sau một thời gian tìm tòi nghiên cứu, người ta đã phát hiện được vai trò tích cực của vi sinh vật trong việc điều chỉnh cân bằng sinh học của sinh quần. Biện pháp đấu tranh sinh học được hoàn thiện thêm dần khi người ta sử dụng vi sinh vật để phòng chống sâu bệnh cho cây trồng. Ở nhiều nước,
14 chế phẩm vi sinh được sản xuất ở qui mô lớn và được sử dụng rộng rãi trong công tác phòng trừ bệnh cho cây trồng và cây rừng. Có thể nói biện pháp đấu tranh sinh học bằng vi sinh vật đã thực sự trở thành nội dung quan trọng của hệ thống phòng trừ sâu bệnh tổng hợp. Chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh có nguồn gốc sinh học nói chung và vi sinh vật nói riêng có nhiều điểm ưu việt như sau: - Không gây độc hại cho người, động vật và cây trồng; có khả năng tiêu diệt chọn lọc các loại sâu bệnh và không ảnh hưởng xấu đến khu hệ vi sinh vật trong đất, cho nên nó không phá vỡ cân bằng sinh thái, không gây ô nhiễm môi trường. - Sử dụng các chế phẩm vi sinh vật, một số loại mang ý nghĩa phòng bệnh lâu dài. Trong đấu tranh sinh học, việc sử dụng các loại vi sinh vật cũng cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi đưa vào áp dụng trong thực tế sản xuất. Con người đã và đang nghiên cứu mở rộng tác dụng của chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh có nguồn gốc vi sinh vật bằng nhiều biện pháp. Một trong những biện pháp đó là thực hiện chuyển gen chi phối việc tạo tính độc cho nhiều loại sâu bệnh hại sang cho nhiều loại cây trồng, tạo nên cây trồng tự nó có khả năng kháng được sâu bệnh. Ở Việt Nam cũng đã có thành công trong việc chuyên gene kháng rầy nâu, kháng bệnh đạo ôn cho lúa, kháng sâu hà cho khoai lang. Trong tương lai chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả to lớn cho ngành trồng trọt. Phát triển nông nghiệp bền vững là quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cường sử dụng các chế phẩm sinh học đang là xu hướng chung Việt Nam cũng như các nước trên thế giới. Các chế phẩm công nghệ sinh học ứng dụng cho cây trồng hiện nay cơ bản được chia làm 3 nhóm chính với các tính năng khác nhau như sau: (1) Nhóm chế phẩm công nghệ sinh học dùng cho sản xuất phân bón hữu cơ sinh học, phân hữu cơ vi sinh, chất kích thích tăng trưởng bón cho cây trồng; (2) Nhóm chế phẩm công nghệ sinh học ứng dụng cho việc phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng và (3) Nhóm chế phẩm công nghệ sinh học dùng cho cải tạo đất, xử lý phế thải nông nghiệp.
15 Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới nóng ẩm nên tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều vi sinh vật phát triển, đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh thực vật. Vì vậy, việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu hóa học nhằm tăng năng suất, sản lượng đã dẫn tới thoái hóa đất, tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật, mất cân bằng hệ sinh thái trong đất và ảnh hưởng đến sức khỏe con người và gây ô nhiễm môi trường. Theo hướng trên, ngay từ năm 1990, KC-08-14: “Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu bệnh bằng các chế phẩm vi khuẩn và nấm” thuộc Chương trình Công nghệ sinh học (1990-1995) đã tuyển chọn được tập hợp các chủng xạ khuẩn có khả năng sinh chất kháng sinh chống nấm, đặc biệt là các loại nấm Piricularia oryzae gây bệnh đạo ôn, Pellicularia oryzae gây bệnh khô vằn, Fusarium oxysporum gây bệnh thối cổ rễ cho cây trồng; lên men tạo chế phẩm và thử nghiệm chế phẩm ở quy mô đồng ruộng cho kết quả tốt, giảm bệnh nấm trên cây. Từ đó đã nghiên cứu nâng cao hoạt tính các chủng xạ khuẩn ứng dụng vào phòng chống bệnh cho cây trồng. Nhiều đề tài nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật đối kháng ứng dụng phòng chống bệnh cho cây trồng, như các đề tài ở Viện Công nghệ sinh học đã nghiên cứu sử dụng chế phẩm (tế bào, dịch ngoại bào) từ vi khuẩn đối kháng Burkholderia, Pseudomonas và Bacillus có tác dụng kiểm soát hiệu quả nấm R.solani gây hại cây rau và F. oxysporum gây hại cây cà chua; vi khuẩn đối kháng Pseudomonas sinh tổng hợp chất ngoại bào syringomycin, syringostatin, syringotoxin, cepacin A, cepacin B, phenazine và pyrrolnitrin; Burkholdria sinh tổng hợp chất cepacin và pyrrolnitrin; Bacillus sinh tổng hợp iturin, surfacin, bacilysin, bacillomycin và mycobacillin có hoạt tính diệt nấm R. solani, F. oxysporum gây bệnh thối rễ, thối thân ở nhiều loại cây trồng quan trọng. Trong các vi sinh vật đối kháng, nhóm vi khuẩn Bacillus được chứng minh có khả năng đối kháng với nhiều loại nấm như: Rhizoctonia, Sclerotinia, Fusarium, Pythium và Phytophthora và một số vi khuẩn khác nhờ vào khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn. Hướng phòng trừ bệnh cây bằng biện pháp sinh học đã và đang được nhiều các nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam nghiên cứu và cho ra các
16 chế phẩm sinh học có nhiều triển vọng. Đây là một trong những biện pháp đấu tranh sinh học có hiệu quả để phòng trừ các loại nấm gây bệnh hại cây trồng, giúp cây trồng phát triển tốt hơn, làm cho tác nhân gây bệnh không kháng thuốc, an toàn với môi trường sinh thái, phù hợp với xu hướng an toàn nông nghiệp hiện nay. Tìm ra các chủng vi sinh vật có khả năng kháng nấm bệnh là biện pháp phổ biến của công tác phòng trừ sinh học. Hiện nay nhiều chế phẩm vi sinh vật đối kháng đang được bán và sử dụng trong phòng chống bệnh cho cây trồng. 1.2. VI SINH VẬT NỘI SINH TRÊN CÂY HỒ TIÊU VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG KHÁNG NẤM GÂY BỆNH THỰC VẬT 1.2.1. Vi sinh vật nội sinh (endophytic microorganisms) trên cây hồ tiêu Năm 1957, Smith đã phân lập thành công chủng xạ khuẩn Micro- monospora sp. ở mô tế bào từ 4/20 giống cà chua khỏe mạnh và chủng xạ khuẩn này có khả năng ức chế mạnh nấm Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici. Từ đó, có rất nhiều định nghĩa về vi sinh vật nội sinh (endophytic), trong đó, Bacon và White đã định nghĩa Vi sinh vật nội sinh như sau: “Vi sinh vật nội sinh là những vi sinh vật sinh trưởng trong mô tế bào thực vật, không gây ra những hiệu ứng xấu tới cây chủ”. Điều đó cũng có nghĩa, các VSVNS cũng giống như vi sinh vật khác có khả năng đối kháng các vi sinh vật gây bệnh cây, nhưng không ảnh hưởng sấu đến cây chủ. Ngoài ra, các nghiên cứu về VSVNS trên cây hồ tiêu của Conn et al., 2008 và Nascimento và cộng sự, 2015 cho thấy, với sự có mặt VSVNS sẽ tăng cường khả năng trao đổi chất, kích thích tăng trưởng, tăng khả năng miễn dịch cho vật chủ bằng cách sản sinh ra những sản phẩm trao đổi chất thứ cấp. 1.2.2. Sự đa dạng vi sinh vật nội sinh đối kháng nấm gây bệnh trên cây hồ tiêu Bệnh thối rữa do Phytophthora capsici là một trong những trở ngại nghiêm trọng đến sản xuất tiêu ở Việt Nam và các nước khác, đòi hỏi phải
17 thường xuyên phun thuốc trừ nấm trong nông nghiệp. Để giảm thiểu việc sử dụng các hoá chất độc hại, một số giải pháp quản lý an toàn như các giống kháng bệnh, các tác nhân kiểm soát sinh học đã được đề xuất. Một số vi sinh vật đối kháng ở vùng rễ đã được sử dụng để phòng bệnh thối gốc (Anith et al.,2003; Diby et al.,2005) và một số vi khuẩn nội sinh (Van Buren et al.,1993; Chen et al.,1995; Chanway 1996; Zinniel et al.,2002). Quần thể vi sinh vật nội sinh đã được xác định trong khoai tây (Sturz et al.,1999; Garbeva et al.,2001), ngô (McInroy và Kloepper 1995), bông (Misaghi và Donndelinger 1990, McInroy và Kloepper 1995) và dưa chuột (Mahafee và Kloepper 1997). VSV nội sinh có thể xâm nhập hoặc lan truyền tới các bộ phận khác nhau của thực vật (Hallmann et al.,1997), trong gian bào (Patriquin và Dobereiner 1978) hoặc trong hệ thống mạch nhựa cây (Bell et al.,1995). Vi khuẩn có thể xâm chiếm và tồn tại trong rễ, đi vào trong các mô cây như củ (Hollis, 1951), trái cây (Samish et al.,1961), thân cây (Misaghi và Donndelinger 1990), hạt và noãn (Mundt và Hinkle, 1976). Năm 2008, Aravind và cộng sự đã phân lập được 74 chủng vi sinh vật nội sinh trên cây tiêu đen (Piper nigrum L.) để đánh giá đối kháng đối với P. capsici, trong đó 6 chi thuộc Pseudomonas spp. (20 chủng, Serratia (1 chủng), Bacillus spp. (22 chủng), Arthrobacter spp. (15 chủng), Micrococcus spp. (7 chủng), Curtobacterium sp. (1 chủng) và 8 chủng không xác định đã được phân lập từ các mô, nội mô của rễ và thân. Ba chủng IISRBP 35, IISRBP 25 và IISRBP 17 có khả năng đối kháng Phytophthora tới 70% trong phòng thí nghiệm và nhà lưới. Các chủng IISRBP 35 được định danhlà Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas EF568931), IISRBP 25 là P. putida (Pseudomonas EF568932), và IISRBP 17 là Bacillus megaterium (B. megaterium EU071712). Năm 2015, Nascimento và cộng sự đã phân lập được 28 chủng vi sinh vật nội sinh trên cây tiêu đen (Piper nigrum L.) thuộc 13 chi: Bacillus, Paenibacillus, Pseudomonas, Enterobacter, Rhizobium, Sinorhizobium, Agrobacterium, Ralstonia, Serratia, Cupriavidus, Mitsuaria, Pantoea, và Staphylococcus. Kết quả cho thấy, hai chủng vi sinh vât nội sinh Pt12 và Pt13, được xác định là Pseudomonas putida và Pseudomonas sp., tương ứng,
18 có thể ức chế F. solani f. sp piperis trong thử nghiệm in vitro. Trước đây, nhóm nghiên cứu này đã mô tả đặc tính phân tử của 23 vi sinh vật nội sinh từ hồ tiêu P. tuberculatum, trong đó có hai loài Pseudomonas có khả năng kiểm soát bệnh thối rễ của tiêu đen ở vùng Amazon. 1.2.3. Khả năng ứng dụng vi sinh vật nội sinh trong phòng chống nấm gây bệnh cây hồ tiêu Vi sinh vật nội sinh (endophytic microorganisms) là những vi sinh vật có thể sinh trưởng, phát triển trong các mô của cây. Conn et al., (2008) công bố kết quả nghiên cứu gây nhiễm chủng Streptomyces sp. EN27 và Micromonospora sp. EN43 trên hạt giống cây Arabidopsis thaliana đã làm tăng sức đề kháng lại nấm bệnh Erwinia carotovora và F. oxysporum, kích hoạt biểu hiện gen tổng hợp acid jasmonic, acid salicilic và etylen. Mối liên hệ giữa VSV nội sinh với các cây chủ và các sản phẩm tự nhiên có hoạt tính sinh học được sinh ra bởi VSV nội sinh giúp tìm ra các loại thuốc đặc hiệu có tiềm năng ứng dụng trong bảo vệ và tăng năng suất cây trồng. Mujal et al., (2015) công bố chủng vi khuẩn nội sinh phân lập từ rễ hồ tiêu Bacillus megaterium có hoạt tính kháng nấm bệnh Phytophthora capsici, Pythium, Rhizotocnia mạnh do sản sinh một số hợp chất kháng nấm. Aravildet al., (2009, 2010), đã phân lập 71 chủng vi khuẩn nội sinh trong rễ và thân cây hồ tiêu và tuyển chọn được 3 chủng có khả năng ức chế nấm thối rễ hồ tiêu Phytophthora capsici tới 70% trong điều kiện phòng thí nghiệm và mô hình trong nhà lưới. Ngoài ra, người ta cũng đã phát hiện nhiều loại vi nấm nội sinh trên thực vật và ký sinh trên tuyến trùng (nấm nội ký sinh): đây là các loài nấm có khả năng dính và xâm nhập vào cơ thể tuyến trùng để ký sinh gây bệnh cho tuyến trùng. Một số loài nấm như Nematoctonus spp, Meria coniospora đã được thử nghiệm và cho kết quả nhất định. 1.3. NGHIÊN CỨU VỀ VI SINH VẬT NỘI SINH VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHÒNG TRỪ NẤM GÂY BỆNH CÂY HỒ TIÊU Ở VIỆT NAM 1.3.1. Nghiên cứu bệnh gây hại trên cây hồ tiêu
19 Bệnh hại nghiêm trọng nhất hiện nay đối với hồ tiêu là bệnh chết nhanh do nấm Phytophthora và bệnh chết chậm có thể do sự cộng hợp của các tác nhân nấm và tuyến trùng gây ra. a. Bệnh chết nhanh Bệnh chết nhanh ở Việt Nam được ghi nhận vào năm 1952, nhưng không được biết đến tác nhân gây bệnh. Tác giả Phạm Văn Biên et al. (1990) ghi nhận tác nhân gây bệnh chết nhanh cây hồ tiêu là nấm Phytophthora palmivora và Diệp Đông Tùng et al. (1999) đã xác định tác nhân gây thối rễ chết cây hồ tiêu tại Phú Quốc là do nấm Phytophthora parasitica var. piperina. Theo Phan Quốc Sủng (2001) xác định tác nhân gây bệnh chết nhanh cây hồ tiêu do nấm Phytophthora spp. gây nên. Bằng phương pháp PCR, Trần Kim Loang et al.(2006) bước đầu đã xác định tác nhân gây bệnh chết nhanh cây hồ tiêu tại Tây Nguyên là nấm Phytophthora palmivora. Tác giả Nguyễn Vĩnh Trường (2008), dựa vào triệu chứng gây bệnh, đặc điểm hình thái của các chủng phân lập được từ 4 tỉnh: Đồng Nai, Bà Rịa-Vũng Tàu, Bình Phước và Quảng Trị, đã xác định tác nhân gây bệnh chết nhanh cây hồ tiêu là do nấm Phytophthora capsici. Kết quả này đã được kiểm tra lại bằng phương pháp PCR-RFLP của vùng ITS, sử dụng primer ITS4 và ITS6. Tác giả Phạm Ngọc Dung et al. (2010) xác định tác nhân gây bệnh chết nhanh hồ tiêu ở Đăk Nông là do nấm Phytophthora tropicalis một loài mới được phân tách từ loài Phytophthora capsici bằng kết quả chạy PCR và phân tích chuỗi Internal Transcribed Spacer (ITS). Trong những năm gần đây, tại Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu thành công trong sử dụng nấm đối kháng Trichoderma để phòng trừ một số bệnh hại cây trồng trong đó có chế phẩm sinh học đa chức năng SH1 của Viện Bảo vệ thực vật ứng dụng trong phòng trừ bệnh chết nhanh hồ tiêu do nấm Phytophthora sp., chế phẩm Trichoderma spp. phòng trừ bệnh thối quả ca cao do nấm Phytophthora palmivora của Viện Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên, Trần Kim Loang et al.(2008). Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật nội sinh trong phòng và chống bệnh nấm gây bệnh chết nhanh trên cây hồ tiêu.
20 b. Bệnh vàng lá chết chậm Theo Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh (1991) cho biết ở tất cả các vùng trồng tiêu của Việt Nam đều có hiện tượng một số cây hoặc toàn bộ vườn chết toàn bộ, chỉ còn trơ lại cây nọc, gây thiệt hại rất lớn. Bệnh làm chết cả tiêu kiến thiết cơ bản và tiêu kinh doanh. Thông thường, bệnh chết chậm dẫn tới 10 - 30 % diện tích tiêu bị hại nặng không có khả năng cho thu hoạch. Một số vùng trồng tiêu lâu năm ở Phú Quốc và Quảng Trị, Quảng Bình bệnh này phát triển mạnh tạo thành dịch lớn, gây thiệt hại nặng nề và đe dọa ngành sản xuất tiêu ở đây. Ở Bình Long, Lộc Ninh tỷ lệ tiêu chết và bệnh là 30%, xã Bình Giã, Châu Thành, Đồng Nai có tới 90 % tiêu bị chết (Phạm Văn Biên, 1989). Theo tác giả Nguyễn Ngọc Châu (1995), đã ghi nhận cây hồ tiêu không chỉ bị bệnh do nhiều loại tuyến trùng ký sinh trên rễ như: Meloidogyne, Radophonus, Rotylencholus… mà còn có một số nấm như: Fusarium, Rhizoctonia…cùng tác động gây hại lên bộ rễ của cây tiêu. Những thao tác trong khi bón phân, xới xáo đất và đặc biệt trong mùa mưa nếu tạo ra các vết thương cho bộ rễ là điều kiện cho nấm bệnh xâm nhiễm và gây hại bộ rễ và cuối cùng cây bị chết. Theo Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh (1993), các loài tuyến trùng Meloidogyne sp.tuy khác nhau về ký chủ song giống nhau về quá trình phát triển. Tốc độ và thời gian phát triển phụ thuộc vào nhiệt độ, ánh sáng, ký chủ mà chúng gây hại. Theo Nguyễn Ngọc Châu (2003), các loài tuyến trùng ký sinh thực vật cũng bị tấn công bằng nhiều thiên địch tồn tại trong đất như virus, vi khuẩn, nấm, Rickettsia Tardigrade, Tuberlaria, Enchytraeid, ve bét, côn trùng và tuyến trùng ăn thịt. Vì vậy, nghiên cứu sử dụng thiên địch của tuyến trùng có tầm quan trọng rất lớn trong việc làm giảm mật độ quần thể để hạn chế tác hại do tuyến trùng ký sinh gây ra cho cây trồng. 1.3.2. Biện pháp phòng trừ bệnh cây hồ tiêu bằng biện pháp sinh học Ở Việt Nam, các nhà khoa học chỉ ra rằng sự chuyển dịch phần lớn nền nông nghiệp sang phương thức canh tác hữu cơ thì mới có thể vừa hạn chế tình trạng đói nghèo trên thế giới, vừa góp phần cải thiện môi trường và biến