Tiến Sĩ Nghiên cứu sử dụng nấm Metarhizium anisopliae và nấm Beauveria bassiana phòng chống rệp sáp hại cà p

MỤC LỤC
Lời cam đoan ii
Lời cảm ơn iii
Mục lục iv
Các ký hiệu và chữ viết tắt trong luận án vii
Danh mục bảng viii
Danh mục hình xii
MỞ ĐẦU 14
1. Tính cấp thiết của đề tài 14
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 17
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 17
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 18

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN
TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 19
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 19
1.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 20
1.2.1. Những nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng 20
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng nấm ký sinh côn trùng 43
1.2.3. Những nghiên về rệp sáp hại cà phê 48
1.3. Tình hình nghiên cứu ở trong nước 51
1.3.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng nấm ký sinh côn trùng 51
1.3.2. Những nghiên cứu về rệp sáp hại cà phê 54

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 61
2.1. Địa điểm, thời gian, vật liệu nghiên cứu và dụng cụ thí nghiệm 61
2.1.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 61
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu 61
v
2.1.3. Dụng cụ thí nghiệm 63
2.2. Nội dung nghiên cứu 64
2.2.1. Nghiên cứu thành phần rệp sáp và diễn biến tỷ lệ cành cà phê bị
rệp sáp hại tại Tây Nguyên 64
2.2.2. Thu thập và tuyển chọn các chủng nấm có hoạt tính sinh học cao
trong phòng chống rệp sáp 64
2.2.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học
phòng chống rệp sáp hại cà phê 64
2.2.4. Khảo nghiệm chế phẩm và xây dựng mô hình đánh giá hiệu quả
phòng chống rệp sáp hại cà phê 64
2.3. Phương pháp nghiên cứu 65
2.3.1. Nghiên cứu thành phần rệp sáp và diễn biến tỷ lệ cành cà phê bị
rệp sáp hại tại Tây Nguyên 65
2.3.2. Điều tra thu thập, phân lập, giám định và định loại các chủng
nấm ký sinh 67
2.3.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học
phòng chống rệp sáp hại cà phê 72
2.3.4. Khảo nghiệm chế phẩm và xây dựng mô hình đánh giá hiệu quả
phòng chống rệp sáp hại cà phê 75
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 81
3.1. Thành phần và diễn biến tỷ lệ cành cà phê bị rệp sáp hại tại Tây
Nguyên năm 2009, 2010 81
3.1.1. Thành phần rệp sáp hại cà phê tại Tây Nguyên 81
3.1.2. Diễn biến tỷ lệ cành cà phê bị một số loài rệp sáp chính hại tại
Tây Nguyên năm 2010 82
3.2. Thu thập và tuyển chọn các chủng nấm có hoạt tính sinh học cao
trong phòng chống rệp sáp hại cà phê 89
3.2.1. Thu thập, phân lập và giám định các chủng nấm ký sinh trên sâu hại 89
3.2.2. Kết quả lựa chọn môi trường nuôi cấy nấm 100
3.3.3. Nghiên cứu khả năng phát triển của các chủng nấm ở các mức
nhiệt độ khác nhau 101
3.2.4. Đánh giá và tuyển chọn độc lực các chủng nấm côn trùng 105
3.2.5. Nghiên cứu các phương pháp bảo quản các chủng giống gốc 114
3.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học
phòng chống rệp sáp hại cà phê 116
3.3.1. Kết quả lựa chọn môi trường lên men xốp thích hợp 116
3.3.2. Nghiên cứu một số dạng phụ gia thích hợp để tạo dạng và kéo dài
thời gian bảo quản chế phẩm 117
3.3.3. Nghiên cứu hỗn hợp chất bám dính khi sử dụng chế phẩm 119
3.3.4. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm 120
3.4. Khảo nghiệm chế phẩm và xây dựng mô hình đánh giá hiệu quả
phòng chống rệp sáp hại cà phê 124
3.4.1. Đánh giá hiệu lực của chế phẩm trong phòng thí nghiệm 124
3.4.2. Hiệu lực của chế phẩm nấm trong nhà lưới 130
3.4.3. Hiệu lực của chế phẩm nấm trên đồng ruộng 133
3.4.4. Mô hình ứng dụng chế phẩm phòng chống rệp sáp cà phê trên
đồng ruộng 138
3.4.5. Xây dựng quy trình ứng dụng chế phẩm trên đồng ruộng 142
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 145
1. Kết luận 145
2. Kiến nghị 146
Danh mục công trình công bố của tác giả 147
Tài liệu tham khảo 148
Phụ lục 161

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cà phê là mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, đóng vai trò ngày
càng quan trọng trong sự phát triển kinh tế của đất nước. Hàng năm, nước ta xuất
khẩu khoảng trên 1 triệu tấn cà phê nhân, mang lại kim ngạch gần 2 tỷ U$D. Cà
phê được trồng ở nước ta rải rác từ miền Bắc, miền Trung, Tây Nguyên với tổng
diện tích khoảng nửa triệu hecta, trong đó, Tây Nguyên là nơi tập trung diện tích
lớn nhất. Với điều kiện tự nhiên thích hợp như đất đỏ bazan màu mỡ, tầng canh
tác dày, khí hậu nóng ẩm rất thích hợp cho cà phê phát triển, trong đó Đắk Lắk là
tỉnh có diện tích cà phê lớn nhất của cả nước (Hiệp hội Cà phê – Ca Cao Việt
Nam, 2011). Theo niên giám thống kê 2010, với diện tích 178.000 ha, sản lượng
xuất khẩu trên 300.000 tấn/năm, giá trị xuất khẩu chiếm trên 90% kim ngạch
xuất khẩu của tỉnh. Cây cà phê đã đóng góp trên 60% GDP của tỉnh và trên 1/4
số dân trong tỉnh sống nhờ vào cây cà phê.
Theo Hiệp hội Cà phê – Ca Cao Việt Nam (2011), ngành cà phê nước
ta chưa phát triển bền vững, khả năng cạnh tranh trên thị trường thế giới còn
thấp, giá bán cà phê của Việt Nam thường thấp hơn từ 50-150 USD/tấn so với
sản phẩm cùng loại của các nước khác. Nguyên nhân quan trọng cần phải kể
đến là do hiện nay cà phê được trồng với mức thâm canh cao độ dẫn tới sự
bùng phát của nhiều loài sâu bệnh hại. Theo kết quả nghiên cứu của Viện Bảo
vệ thực vật (1976, 1999), tập đoàn sâu bệnh hại trên cây cà phê rất phong phú
và đa dạng gồm 18 loại sâu bệnh chính. Các loài sâu hại quan trọng thuộc 6
họ của 3 bộ gồm bộ cánh cứng, bộ cánh đều và bộ cánh vảy. Trong đó xuất
hiện phổ biến nhất là rệp sáp, mọt đục quả, ve sầu hại rễ, sâu đục thân, đục
cành, đục quả; bệnh tuyến trùng, gỉ sắt và các loại bệnh nấm
Rệp sáp là một trong những loại sâu bệnh hại chủ yếu trên cây cà phê.
Trong những năm qua, rệp sáp đã gây hại trên diện rộng ở hầu hết các vùng
chuyên canh cây cà phê. Chúng không chỉ gây thiệt hại về năng suất (có thể
làm giảm năng suất tới 40 – 60%) mà còn làm ảnh hưởng đến chất lượng cà
phê thành phẩm. Rệp sáp gây hại cà phê từ giai đoạn kiến thiết cơ bản đến
thời kỳ kinh doanh. Chúng phát sinh và gây hại quanh năm, tập trung chủ yếu
ở các phần non của cây như lá non, chồi non, chùm hoa, quả non. Chúng hút
chất dinh dưỡng của hoa, quả non làm giảm khả năng đậu quả, cây phát triển
kém, sinh trưởng yếu dẫn đến lá vàng, nếu hại nặng cây cà phê bị suy kiệt,
dẫn đến chết dần (Vũ Khắc Nhượng, 1999). Theo Cục thống kê tỉnh Đắk Lắk
(2011), trong các dịch hại quan trọng cho cà phê tại Tây Nguyên từ 1998
đến nay là do tập đoàn rệp sáp. Các địa phương bị rệp sáp hại nặng bao gồm
Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng và Gia Lai. Rệp sáp hại nặng còn gây ảnh
hưởng cho cây cà phê ở các năm tiếp theo. Đi cùng với rệp sáp luôn luôn tồn
tại các nấm bệnh cộng sinh như nấm muội đen sử dụng chất thải của rệp và
tạo nên lớp muội đen làm giảm khả năng quang hợp của cây.
Để phòng trừ sâu hại cà phê nói chung và rệp sáp nói riêng, hiện nay biện
pháp hóa học đang được sử dụng phổ biến. Theo số liệu điều tra của Chi cục
BVTV Đắk Lắk hàng năm, toàn tỉnh đã đưa vào sử dụng khoảng 60 tấn thuốc
BVTV các loại vào quản lý dịch hại cho cây cà phê, cá biệt có nơi sử dụng tới 35
lít thuốc trừ sâu/1 ha cà phê/1 vụ. Tuy nhiên, các loại thuốc trừ sâu hóa học có
hiệu lực phòng trừ rệp sáp không cao bởi trong quá trình sinh trưởng rệp tạo ra
một lớp sáp che phủ bên ngoài làm cho khi phun thuốc rất khó tiếp xúc và tiêu
diệt được chúng. Các biện pháp khác như tưới pép với áp suất cao cũng có hiệu
quả làm giảm mật độ rệp sáp tuy nhiên biện pháp này cũng không hoàn toàn chủ
động đối với các vùng bị khô hạn (Phạm Văn Nhạ, 2012).
Đã có nhiều công trình trước đây tập trung nghiên cứu phòng trừ rệp
sáp, tuy nhiên việc nghiên cứu biện pháp phòng trừ rệp sáp bằng sinh học thì
chưa nhiều, hiện nay biện pháp đấu tranh sinh học để phòng trừ sâu hại đang
được coi là biện pháp chiến lược. Trong tự nhiên, có nhiều loại nấm có khả
năng ký sinh và gây hại cho sâu hại cây trồng đã được nghiên cứu khá nhiều
như: nấm Bạch cương (Beauveria bassiana), nấm Lục cương (Metarzhirium
anisopliae). Ứng dụng các chế phẩm sinh học từ các loại nấm này trong
phòng trừ rệp sáp nói riêng và sâu hại nói chung đang được coi là hướng đi
đúng đắn và bền vững. Tuy nhiên, việc sử dụng các chế phẩm sinh học phòng
trừ dịch hại đang tồn tại những vấn đề hạn chế cơ bản như: (1) các chủng
VSV sử dụng làm vật liệu sản xuất chế phẩm được lưu giữ trong điều kiện
nhân tạo lâu ngày, không chú trọng nghiên cứu tạo các chủng thuần giữ nguồn
giống gốc, các giống VSV sau thời gian bảo quản và cấy truyền nhiều lần mà
không được phục tráng giống, vì vậy hiệu quả phòng trừ dịch hại sau một thời
gian thì hoạt tính của chúng giảm dần; (2) các chủng VSV có độc lực cao
thường được sản xuất chế phẩm ứng dụng cho nhiều vùng trong cả nước, trên
nhiều đối tượng sâu hại khác nhau. Chính vì thế mà độc lực đối với sâu hại ở
các vùng sinh thái khác nhau và các loài sâu hại khác nhau, đôi khi không
mang lại kết quả như mong đợi. Đặc biệt chưa có một chế phẩm sinh học đặc
hiệu nào cho rệp sáp hại cà phê có trên thị trường.
Để khắc phục những nhược điểm này, chúng ta phải có những giải pháp
kỹ thuật về thu thập các nguồn VSV ký sinh trên rệp sáp tại các vùng sinh thái
khác nhau, công nghệ nhằm nâng cao hoạt lực của các chủng VSV đã được
thu thập, từ đó tuyển chọn xác định độc lực của các chủng VSV và thu thập
các chủng sinh thái, nòi sinh học quan tâm làm vật liệu sản xuất chế phẩm áp
dụng trong phòng chống rệp sáp hại cà phê cho các vùng sinh thái khác nhau.
Với những vấn đề nêu trên, để tiến tới một nền sản xuất cà phê sinh thái
bền vững, cùng với nhu cầu của thị trường trong và ngoài nước yêu cầu về
sản phẩm cà phê an toàn, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
sử dụng nấm Metarhizium anisopliae và nấm Beauveria bassiana phòng
chống rệp sáp hại cà phê tại Tây Nguyên”.