Thạc Sĩ Nghiên cứu nấm Phytophthora infestans gây bệnh mốc sương hại cà chua, khoai tây vụ đông xuân năm 200

Luận văn dài 104 trang:
1. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.), khoai tây (Solanum tuberosum L.) là hai loại cây họ cà được trồng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Trên thế giới khoai tây là loại cây lương thực có diện tích trồng đứng thứ 4 sau lúa nước, lúa mì và ngô [51]với diện tích hơn 18 triệu ha vào năm 2007. Khoai tây, cà chua là hai loại cây ngắn ngày, năng suất cao có vai trò quan trọng trong hệ thống luân canh cây trồng nhất là tại miền Bắc Việt Nam nơi có một mùa đông lạnh. Hiện nay ngành nông nhiệp Việt Nam mới cung cấp được 80% nhu cầu tiêu dùng khoai tây trong nước hiện chúng ta vẫn phải nhập khẩu gần 100.000 tấn khoai tây/năm. Hiện nay sản xuất khoai tây ở nước ta chủ yếu phục vụ nhu cầu trong nước, số lượng xuất khẩu không nhiều, thị trường trong nước của khoai tây là khá rộng lớn.Đặc biệt một số nước lân cận như Lào, Campuchia, Malaysia, Singapore . lại không có khả năng sản xuất khoai tây vì vậy tiềm năng suất khẩu của khoai tây Việt Nam là rất lớn.
Diện tích trồng cà chua của nước ta năm 2001 khoảng 12 - 14 ngàn ha, khoai tây khoảng 32 - 40 ngàn ha (Tạ Thu Cúc, 2001) [1] và tiếp tục tăng thêm. Trong những năm gần đây các vùng chuyên canh rau ngày càng mở rộng thêm về diện tích và được chú ý đầu tư công nghệ cao tuy vậy sản lượng khoai tây chỉ đạt 10-11 tấn/ha thấp hơn so với năng suất trung bình trên thế giới (16.8 tấn/ha) và khu vực (15.7 tấn/ha), năng suất cà chua đạt 30-40 tấn/ha xấp xỉ với mức trung bình chung của thế giới và khu vực (30 tấn/ha). Có điều này là do sản xuất khoai tây, cà chua ở nước ta còn có nhiều yếu tố bất lợi kìm hãm năng suất như: bệnh hại, sâu hại, trình độ canh tác của người nông dân . Trong các yếu tố hạn chế năng suất của sản xuất khoai tây cà chua bệnh hại là một trong những yếu tố quan trọng và nguy hiểm bậc nhất.
Bệnh hại trên cà chua khoai tây rất đa dạng về thành phần và nguyên nhân gây bệnh. Cà chua, khoai tây bị rất nhiều loại dịch hại tấn công như: nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng Thành phần bệnh trên cây khoai tây và cà chua cũng khá đa dạng: bệnh mốc sương, bệnh héo rũ gốc mốc trắng, bệnh héo vàng, bệnh đốm lá, bệnh héo rũ vi khuẩn, bệnh xoăn lá do virus, bệnh sưng rễ do tuyến trùng nốt sưng .Trong đó bệnh mốc sương do nấm Phytophthora infestans gây ra là bệnh gây hại nghiêm trọng bậc nhất, đặc biệt bệnh nếu bùng phát thành dịch sẽ rất nguy hiểm ở các vùng chuyên canh.
Các nghiên cứu về phân bố cũng như tác hại của bệnh cũng đã được tiến hành từ rất sớm. Theo đánh giá tác hại của bệnh mốc sương gây hại ở vùng ngoại thành Hà Nội những năm 1965 thiệt hại trung bình từ 30-70%, ở mức độ cao có thể gây mất năng suất hoàn toàn.Trong những năm gần đây mức độ bệnh hại vẫn ở mức khá cao. Vụ xuân 1996 tỉ lệ bệnh tại Hà Nội là 40-60% . Vụ đông xuân 1996-1997 tại vùng Gia Lâm, Đông Anh- Hà Nội vào giai đoạn cuối tháng 3 đầu tháng 4 tỉ lệ bệnh lên tới 51% với chỉ số bệnh 28,6% và thiệt hại tới 60% năng suất. Phân bố của bệnh mốc sương cũng khá rộng theo các nghiên cứu cho thấy bệnh phổ biến ở các vùng Hà Nội, Lào Cai, Bắc Giang, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Phòng, Lâm Đồng (Vũ Hoan, 1973; Nguyễn Văn Viên, 1998).
Nhiều biện pháp đã được đưa ra để hạn chế tác hại của bệnh mốc sương gây ra như sử dụng tập đoàn giống mới cho các vùng nhiễm bệnh, sử dụng các thuốc hoá học nhưng chưa đem lại kết quả như mong đợi. Bên cạnh đó do việc sử dụng thuốc hoá học để phòng hay trừ bệnh lại thường hay không đúng cách người nông dân tăng nồng độ thuốc lên nhiều lần gia tăng áp lực của thuốc làm cho tính kháng thuốc đã bắt đầu xuất hiện ở loài nấm này.
Hơn nữa do tình hình biến động về chủng quần, điều kiện sống tự nhiên loài nấm này đã hình thành các chủng nấm khác nhau A1và A2. Theo các nghiên cứu gần đây về sự phân bố của các chủng nấm, chủng quần mới A2 đã xuất hiện ở các nước lân cận như: Hàn Quốc, Indonesia, Thái Lan, Trung Quốc .và gây hại nghiêm trọng trong sản xuất (Nishimura et all, 1999). Chủng quần mốc sương cuả Việt Nam là chủng quần cũ (chủng nấm A1) nếu có sự biến đổi chủng quần hoặc có thêm chủng quần mới chủng nấm A2 sẽ gây tổn thất rất lớn tới sản xuất khoai tây cà chua nước ta. Trước những nguy cơ về tính kháng thuốc cũng như sự thay đổi về chủng quần nấm mốc sương P. infestans chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu nấm Phytophthora infestans gây bệnh mốc sương hại cà chua, khoai tây vụ đông xuân năm 2008-2009 tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam”
1.2 Mục đích, yêu cầu nghiên cứu của đề tài.
1.2.1 Mục đích
Tìm hiểu một số đặc điểm sinh học của nấm mốc sương P. infestans như khả năng tồn tại trong đất, trong điều kiện ánh nắng trực xạ ; khả năng lây nhiễm của nấm trên một số giống khoai tây, cà chua từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống thích hợp.
1.2.2 Yêu cầu
- Thu thập được các mẫu bệnh mốc sương từ các địa phương trong vụ đông xuân 2008-2009.
- Nghiên cứu các đặc tính sinh học của nấm P. infestans (khả năng tồn tại dưới ánh sáng , chủng nấm )
- Nghiên cứu các đặc tính về khả năng lây nhiễm của nấm P. infestans trên một số giống khoai tây, cà chua.
- Nghiên cứu về sự tồn tại nguồn bệnh mốc sương trong đất tại các vùng trồng cà chua khoai tây, vùng Hà Nội và phụ cận.
- Nghiên cứu sự tồn tại của bệnh mốc sương cũng như các bệnh hại khác trên củ (thương phẩm và giống) khoai tây.
- Nghiên cứu khả năng kháng thuốc Metalaxyl, Metalaxyl M, Mancozeb của các mẫu nấm phân lập được.
2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Bệnh mốc sương cà chua, khoai tây do nấm P. infestans là một trong những bệnh được nghiên cứu nhiều nhất, lịch sử nghiên cứu lâu dài nhất, tuy vậy bệnh vẫn là một trong những bệnh hại nguy hiểm nhất trong lịch sử nhân loại.
Có nhiều tác giả nghiên cứu về trung tâm phát sinh của nấm P. infestans nhưng vẫn chưa có kết luận chính xác về trung tâm phát sinh của nấm này. Theo những nghiên cứu của những nhà khoa học đầu tiên nghiên cứu về bệnh này là Berkelay và De Bary thì trung tâm phát sinh của bệnh là dãy Andes Nam Mỹ cũng là trung tâm phát sinh của khoai tây kí chủ chính của nấm mốc sương. Reddick (1939) cho rằng nấm mốc sương có trung tâm phát sinh ở cao nguyên miền trung Mexico. Các nghiên cứu gần đây về trung tâm phát sinh của bệnh này cho rằng Mexico là trung tâm đa dạng sinh học của loài nấm P. infestans nhưng vẫn chưa kết luận rằng Mexico hay dãy Andes là trung tâm phát sinh của nấm này (Abad, 1998) [21]. Mizubuti và Fry (2006) cũng kết luận rằng Mexico là trung tâm đa dạng sinh học của loài nấm này. Mexico cũng là nơi đầu tiên phát hiện ra chủng nấm A2. Chủng quần ở hầu hết các nước trên thế giới là vô tính, phần lớn thuộc vào chủng nấm A1 (Goodwin et all, 1994) trong khi đó tại trung tâm đa dạng sinh học này xuất hiện hai loại chủng nấm A1 và A2 với tỉ lệ ngang bằng nhau (Gallegly và Ganlido, 1958;Tooley et all, 1985; Nierderhauster,1991) tạo ra một quần thể nấm hữu tính (Tooley et all, 1985; Fernandez-pavia, 2004) hoàn toàn khác biệt với các quần thể nấm khác trên thế giới (B. M. Cooke, D. Gareth Jones, B. Kaye, 2006)Ðề: Nghiên cứu nấm Phytophthora infestans gây bệnh mốc sương hại cà chua, khoai tây vụ đông xuân năm 2008-2009 tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam
DANH MỤC BẢNG
3.1. Các isolate nấm thu thập được trong vụ đông xuân 2008-2009 tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam. 24
4.1. Tình hình bệnh mốc sương hại cà chua, khoai tây tại các tỉnh phía bắc Việt Nam vụ đông xuân năm 2008-2009. 38
4.2. Chủng nấm của các isolate nấm P.infestans thu thập được trong vụ đông xuân 2008-2009 tại các tỉnh phía bắc Việt Nam. 40
4.3. Ảnh hưởng của ánh sáng đối với khả năng nảy mầm của P.infestans trong các điều kiện khác nhau trong những thời điểm khác nhau trong ngày. 43
4.4. Ảnh hưởng của ánh sáng tới khả năng nảy mầm của bào tử nấm mốc sương trong khoảng thời gian từ 12-13 giờ trong ngày. 46
4.5. Thời kì tiềm dục (ngày) của các isolate nấm P.infestans trên một số giống cà chua. 48
4.6. Thời kì tiềm dục của các isolate nấm P.infestans trên một số giống khoai tây. 50
4.7. Tốc độ phát triển của nấm P.infestans trên lá một số giống cà chua 52
4.8. Tốc độ phát triển của nấm P.infestans trên lá một số giống khoai tây. 53
4.9. Số lượng bào tử phân sinh nấm P.infestans/cm2 vết bệnh trên các giống khoai tây, cà chua. 56
4.10a. Ngưỡng xâm nhiễm của bào tử P.infestans trong thí nghiệm đĩa lá trên một số giống cà chua 59
4.10b. Ngưỡng xâm nhiễm của bào tử P.infestans trong thí nghiệm đĩa lá trên một số giống khoai tây 60
4.11. Khả năng tồn tại của bào tử mốc sương P.infestans trong đất canh tác 63
4.12. Thành phần tác nhân gây bệnh trên củ khoai tây giống và khoai tây thương phẩm. 66
4.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tới sự xuất hiện của các tác nhân gây bệnh hại trên mắt củ khoai tây giống. 68
4.14. Tính kháng thuốc metalaxyl của nấm P. infestans trong thí nghiệm đĩa củ khoai tây 71
4.15. Tính kháng thuốc metalaxyl và metalaxyl M của nấm P. infestans trong thí nghiệm đĩa lá cà chua. 73
4.16. Tính kháng thuốc metalaxyl và metalaxyl M của nấm P. infestans trong thí nghiệm lá nguyên cà chua. 74
4.17. Tính kháng nhiễm toàn củ của một số giống khoai tây đối với nâm P.infestans 76
4.18. Tính kháng nhiễm trên khoanh củ của một số giống khoai tây đối với nấm P.infestans 77
4.19. Khả năng kháng nhiễm của một số giống khoai tây, cà chua trong thí nghiệm chậu vại 78

DANH MỤC HÌNH
4.1. Một số ảnh triệu chứng bệnh mốc sương trên cà chua, khoai tây
4.2. Ảnh hưởng của ánh sáng đối với khả năng nảy mầm của P.infestans trong các điều kiện khác nhau trong những thời điểm khác nhau trong ngày với điều kiện thời tiết khác nhau. 44
4.3. Ảnh hưởng của ánh sáng tới khả năng nảy mầm của bào tử nấm trong khoảng thời gian từ 12-13 giờ trong ngày 46
4.4. Sự nảy mầm của bào tử phân sinh nấm mốc sương trên môi trường WA trong thí nghiệm ảnh hưởng của ánh sáng tới sự nảy mầm bào tử 47
4.5. Thời kì tiềm dục (ngày) của các isolate nấm P.infestan trên một số giống cà chua. 49
4.6. Thời kì tiềm dục của các isolate nấm P.infestans trên một số giống khoai tây. 50
4.7. Tốc độ phát triển của nấm P.infestans (mm2/24 giờ) trên một số giống cà chua. 52
4.8. Tốc độ phát triển của nấm P.infestans trên lá một số giống khoai tây 54
4.9. Số lượng bào tử phân sinh nấm P.infestans/cm2 vết bệnh trên các giống khoai tây, cà chua. 55
4.10. Một số ảnh ttrong thí nghiệm độc tính của nấm P.infestans trên các giống khoai tây cà chua 58
4.11. Ngưỡng xâm nhiễm của bào tử P.infestans trong thí nghiệm đĩa lá trên một số giống khoai tây 61
4.12. Khả năng tồn tại của bào tử mốc sương P.infestans trong đất canh tác 64
4.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tới sự xuất hiện của các tác nhân gây bệnh hại trên mắt củ khoai tây giống. 69
4.14. Thí nghiệm bệnh trên mắt củ khoai tây giông. 70
4.15. Tính kháng thuốc metalaxyl của nấm P.infestans trong thí nghiệm khoanh củ khoai tây. 72
4.16. Tính kháng thuốc metalaxyl và metalaxyl M của nấm P. infestans trong thí nghiệm đĩa lá cà chua. 73
4.17. Một số ảnh trong thí nghiệm kháng thuốc metalaxyl và metalaxyl M của nấm P.infestans
4.18. Tính kháng nhiễm toàn củ của một số giống khoai tây đối với nâm P.infestans 76
4.19. Tính kháng nhiễm trên khoanh củ của một số giống khoai tây đối với nấm P.infestans 77
4.20. Một số ảnh thí nghiệm kháng nhiễm nấm P.infestans trên củ khoai tây.
4.21. Một số ảnh của thí nghiệm lây bệnh nhân tạo nấm P.infestans trên một số giống khoai tây, cà chua