Tiến Sĩ Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith hại cây lạc, cây khoai tây vùng Hà Nộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành : Bảo vệ thực vật
NĂM - 2012
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT vii
DANH MỤC BẢNG viii
DANH MỤC CÁC HÌNH xii
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 4
2.1. Mục đích 4
2.2. Yêu cầu 4
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5
3.1. Ý nghĩa khoa học 5
3.2. Ý nghĩa thực tiễn 5
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5
4.1. Đối tượng nghiên cứu 5
4.2. Phạm vi nghiên cứu 5
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 7
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 7
1.2. Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước và trong nước 7
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước 7
1.2.2. Những nghiên cứu trong nước 32
Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45
2.1. Địa điểm, vật liệu và thời gian nghiên cứu 45
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu 45
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu 45
2.1.3. Thời gian nghiên cứu 47
2.2. Nội dung nghiên cứu 47
2.3. Phương pháp nghiên cứu 47
2.3.1. Phương pháp điều tra, nghiên cứu bệnh HXVK ngoài đồng ruộng 47
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng 49
2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu bệnh HXVK trong điều kiện chậu vại và ngoài đồng ruộng 56
2.3.4. Xây dựng qui trình quản lý tổng hợp bệnh HXVK trên cây khoai tây ở vùng Hà Nội và phụ cận 66
2.3.5. Thực nghiệm một mô hình quản lý tổng hợp bệnh HXVK trên cây khoai tây ở Xã Tam Sơn, Từ Sơn, Bắc Ninh 67
2.3.6. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu 68
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 70
3.1. Đánh giá thực trạng bệnh héo xanh vi khuẩn hại cây lạc, cây khoai tây ở vùng Hà Nội và phụ cận 70
3.1.1. Đánh giá thực trạng bệnh HXVK hại cây lạc ở vùng Hà Nội và phụ cận 70
3.1.2. Đánh giá thực trạng bệnh HXVK hại cây khoai tây ở vùng Hà Nội và phụ cận 73
3.1.3. Đánh giá mức độ tác hại của bệnh HXVK trên cây lạc, cây khoai tây 75
3.2. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học, xác định các biovar của loài vi khuẩn Ralstonia solanacearum 78
3.2.1. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học của loài vi khuẩn R. solanacearum hại cây lạc, cây khoai tây 79
3.2.2. Nghiên cứu xác định biovar của các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum trên cây lạc, cây khoai tây ở vùng Hà Nội và phụ cận 82
3.2.3. Nghiên cứu tính gây bệnh của một số isolates vi khuẩn R. solanacearum trên một số giống lạc và khoai tây vùng Hà Nội và phụ cận (trong điều kiện chậu vại) 84
3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái, kỹ thuật đến sự phát sinh phát triển của bệnh HXVK hại cây lạc, khoai tây 92
3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ luân canh đến bệnh HXVK hại cây lạc, khoai tây 92
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chân đất đến bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc, khoai tây 100
3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ bón phân đạm đến bệnh HXVK hại lạc, khoai tây vùng Hà Nội và phụ cận 103
3.3.4. Khảo sát khả năng chống chịu bệnh HXVK của một số giống lạc, khoai tây trong điều kiện chậu vại 107
3.4. Nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây vùng Hà Nội, phụ cận 111
3.4.1. Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại lạc, khoai tây bằng chế phẩm vi sinh vật đối kháng, thuốc kháng sinh, thuốc hóa học, chất kích kháng trong điều kiện phòng thí nghiệm 112
3.4.2. Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại lạc, khoai tây bằng chế phẩm vi sinh vật đối kháng trong điều kiện chậu vại 117
3.4.3. Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh HXVK bằng một số thuốc kháng sinh, thuốc hóa học và chất kích kháng trong điều kiện chậu vại
3.4.4. Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại lạc, khoai tây bằng chế phẩm vi sinh vật đối kháng, thuốc kháng sinh, thuốc hóa học và chất kích kháng điều kiện ngoài đồng ruộng 128
3.4.5. Thực nghiệm mô hình phòng trừ bệnh HXVK hại cây khoai tây ở xã Tam Sơn, Từ Sơn, Bắc Ninh, vụ đông năm 2009 - 2010 132
4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 139
4.1. Kết luận 139
4.2. Đề nghị 140

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây lạc (Arachis hypogaea L.) có nguồn gốc ở Nam Mỹ, là cây công nghiệp ngắn ngày, cây thực phẩm có giá trị kinh tế cao và ngày càng được trồng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Diện tích trồng lạc trên toàn thế giới là 25,2 triệu ha (năm 2009), trong đó lớn nhất là Ấn Độ với diện tích 6,7 triệu ha. Trung Quốc dẫn đầu về sản lượng lạc hàng năm (15,1 triệu tấn/ năm), chiếm tới 45,1% tổng sản lượng trên toàn thế giới. Một số nước như Mỹ, Trung Quốc, Achentina, Hàn Quốc, . thuộc nhóm các quốc gia đạt năng suất lạc cao nhất thế giới do tập trung đầu tư vào nghiên cứu và áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trên cây lạc (FA0, 2010) [68].
Việt Nam hiện nay đứng thứ 10 thế giới và thứ 5 tại châu Á về diện tích trồng lạc. Năm 2009, diện tích lạc của cả nước là 270.000 ha, được trồng ở tất cả các vùng sinh thái trong cả nước. Nhưng một số vùng trồng tập trung có diện tích lớn chủ yếu tại vùng Đồng bằng sông Hồng (34.000ha), vùng Đông Bắc (37.000ha), vùng Bắc Trung Bộ (82.000ha) và vùng Đông Nam Bộ (43.000ha) (Tổng cục thống kê, 2010) [44]. Năng suất lạc của Việt Nam (khoảng 1,8 tấn/ha) cao hơn năng suất trung bình của thế giới (1,42 tấn/ha), nhưng thấp hơn so với Trung Quốc (2,96 tấn/ha). Qua đó cho thấy tiềm năng về nâng cao năng suất lạc của nước ta còn rất lớn. Tuy nhiên năng suất lạc của nước ta hiện nay còn thấp, theo các nhà khoa học là do: thiếu giống năng suất cao, chất lượng tốt, giống có khả năng chống chịu sâu bệnh, đó là những nguyên nhân chính làm cho năng suất lạc thấp, không ổn định và diện tích trồng lạc mở rộng chậm. Phát triển và mở rộng diện tích các giống lạc mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh là một trong những hướng nghiên cứu ưu tiên nhằm đẩy mạnh sản xuất lạc ở nước ta.
Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc từ châu Mỹ, là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong củ khoai tây có chứa nhiều tinh bột, đạm, đường, chất béo và các loại vitamin khác nhau, vì vậy khoai tây còn là cây lương thực chủ yếu của nhiều nước trên thế giới. Chính vì vậy cây khoai tây hiện nay đang được trồng rất rộng rãi trên thế giới và phát triển mạnh ở châu Âu cũng như châu Á. Do điều kiện sinh thái, mức độ thâm canh và trình độ sản xuất khác nhau nên năng suất khoai tây ở các vùng chênh lệch rất lớn từ 7 tấn đến 65 tấn/ha. Năm 2009 diện tích trồng khoai tây trên thế giới là 18,89 triệu ha, sản lượng đạt 320,98 triệu tấn (FAO, 2010) [68].
Năm 2009 ở Việt Nam, diện tích trồng khoai tây đạt 35.000 ha, năng suất trung bình đạt 10,57 tấn/ ha, sản lượng đạt 370.000 tấn (FAO, 2010) [68].
Ở Việt Nam, cây khoai tây là cây trồng vụ đông cho hiệu quả kinh tế cao nhưng khá nhạy cảm với điều kiện canh tác, sâu bệnh, phân bón vô cơ và thuốc BVTV. Tuy nhiên, cũng như các cây trồng khác khi diện tích gieo trồng tăng, thì xuất hiện nhiều vấn đề về khả năng cung cấp giống, tăng tỷ lệ sâu bệnh, tăng khả năng lưu truyền nguồn bệnh trong môi trường làm lây lan phát triển thành dịch và giảm năng suất nghiêm trọng, . Hiện nay trong quá trình sản xuất diện tích cây khoai tây ở nước ta mở rộng với tốc độ chậm và năng suất hàng năm không cao do những nguyên nhân: thiếu bộ giống thích hợp với điều kiện nóng ẩm đặc biệt là giống có chất lượng tốt; củ giống bị thoái hóa, không sạch bệnh, giá thành giống cao, .
Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm nên thuận lợi cho việc gieo trồng nhiều loại cây trồng khác nhau, đồng thời điều kiện thời tiết khí hậu của nước ta cũng rất thuận lợi cho các loài vi sinh vật xâm nhiễm gây hại đối với cây trồng. Trong đó các loài nấm, vi khuẩn gây bệnh là nhóm tác nhân chính gây bệnh trên hầu hết các loại cây trồng; đặc biệt là nhóm vi khuẩn gây bệnh héo xanh. Một trong những loài vi khuẩn điển hình gây bệnh héo xanh trên cây lạc, cây khoai tây là vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith.
Bệnh héo xanh vi khuẩn (HXVK) là một trong các bệnh gây hại nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng cây lạc, cây khoai tây ở nhiều nước trên thế giới. Bệnh HXVK là loại bệnh quan trọng và điển hình nhất ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và những vùng có khí hậu ôn đới trên thế giới (Hayward, 1994 [76]; Prior et al., 1997 [125]). Bệnh gây nên những thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, làm giảm năng suất trên nhiều cây trồng từ 15 đến 95%, thậm chí 100% trên cây cà chua (AVRDC report, 2000) [54], đến 70% trên cây khoai tây (Sinha, 1986) [133] và 90% trên cây lạc (Machmud, 1986) [107].
Bệnh HXVK phân bố rộng rãi, phổ biến và gây tác hại nghiêm trọng ở vùng nhiệt đới, á nhiệt đới và những vùng có khí hậu ấm và ẩm trên thế giới (Hayward, 1991 [77]; Kelman, 1997 [96]). Hàng năm ước tính thiệt hại do bệnh HXVK trên lạc từ 50.000 đến 150.000 tấn (Machmud et al., 1994) [105].
Qua điều tra, khảo sát bệnh trong những năm 1990 - 1992, Nguyễn Xuân Hồng và cs (1993) [87] đã cho biết: bệnh HXVK hại lạc xuất hiện phổ biến ở hầu hết các vùng, mức độ bị bệnh có sự thay đổi giữa các vùng sinh thái. Bệnh hại nghiêm trọng ở một số vùng trọng điểm ở Tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa với tỷ lệ bệnh giao động từ 15 - 35% và ở vùng trồng lạc của Tỉnh Long An và Tây Ninh là 20 - 30%.
Trong kết quả nghiên cứu về bệnh HXVK hại cây lạc ở 3 tỉnh Hà Nội, Bắc Giang và Nghệ An, Nguyễn Thị Ly và cs (1991) [25] đã cho rằng: ở 14 HTX trồng lạc thì bệnh HXVK hại nặng ở một số điểm điều tra của tỉnh Nghệ An với tỷ lệ bệnh giao động trong khoảng 15 - 40%, trong khi đó ở Việt Yên (Bắc Giang) tỷ lệ bệnh trung bình chỉ từ 10 đến 15%.
Nguyễn Văn Liễu (1998) [24] khi điều tra tình hình bệnh HXVK hại lạc trong sản xuất ở Miền Bắc cho thấy: hầu hết các giống lạc đang được trồng phổ biến trong sản xuất hiện nay là không kháng bệnh HXVK (tỷ lệ cây chết trung bình trong vụ xuân là 15-25%), ở những vùng ổ dịch bệnh gây chết 90-100%). Tác giả cho rằng đây là một trong những nguyên nhân chính làm cho tác hại của bệnh trong sản xuất ngày càng gia tăng.
Chính vì vậy, quá trình điều tra nghiên cứu đánh giá thực trạng bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith. hại cây lạc, cây khoai tây, mức độ phổ biến, tác hại cũng như nghiên cứu những biện pháp phòng trừ bệnh là hết sức cần thiết. Xuất phát từ những nhu cầu bức thiết của thực tiễn sản xuất rau màu hiện nay, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith hại cây lạc, cây khoai tây vùng Hà Nội, phụ cận và biện pháp phòng trừ”.
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích
Trên cơ sở nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học và phạm vi ký chủ của vi khuẩn gây bệnh, khảo sát hiệu lực phòng trừ bệnh HXVK hại cây lạc, khoai tây, từ đó đề xuất qui trình quản lý tổng hợp bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây vùng Hà Nội và phụ cận nhằm nâng cao và ổn định năng suất, chất lượng của cây lạc, cây khoai tây.