Phân lập và nghiên cứu đặc điểm của chủng vi khuẩn đối kháng với nấm gây bệnh trên cây mía

1HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
g g g g  g g g g

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
PHÂN LẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CỦA
CHỦNG VI KHUẨN ĐỐI KHÁNG VỚI NẤM GÂY
BỆNH TRÊN CÂY MÍA

HÀ NỘI - 2023


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
g g g g  g g g g

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
PHÂN LẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CỦA
CHỦNG VI KHUẨN ĐỐI KHÁNG VỚI NẤM GÂY
BỆNH TRÊN CÂY MÍA

Người thực hiện

: Nguyễn Thị Phương Thảo

Khóa

: 64

Ngành

: Cơng nghệ sinh học

Người hướng dẫn

: ThS. Trần Thị Hồng Hạnh

HÀ NỘI – 2023


LỜI CAM ĐOAN
 

Tơi xin cam đoan khóa luận này hồn tồn được hồn thiện bằng sự tìm
hiểu nghiên cứu khoa học của bản thân dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Thị
Hồng Hạnh, giảng viên khoa Công nghệ Sinh học, Học viện Nơng Nghiệp Việt
Nam. Tất cả số liệu, hình ảnh, kết quả được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp
này là hoàn toàn trung thực.
Toàn bộ tài liệu tham khảo được sử dụng trong khóa luận này được liệt kê
trong danh mục tài liệu tham khảo của khóa luận.
Tơi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước Hội đồng chấm
khóa luận tốt nghiệp và Học viện.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2023

Sinh viên

Nguyễn Thị Phương Thảo

 

i


LỜI CẢM ƠN
 

Sau một thời gian thực tập tại Bộ môn Công nghệ Vi sinh, Khoa Công
nghệ Sinh học, Học viện Nơng nghiệp Việt Nam, ngồi sự cố gắng và nỗ lực
khơng ngừng của bản thân để hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp, tơi đã nhận
được sự quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy cơ giáo và các cán
bộ tại Phịng thí nghiệm của bộ môn.
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu nhà
trường, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học cùng tồn thể các thầy cơ giáo
đã truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng bổ ích và quý báu trong suốt thời
gian học tập, rèn luyện và thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo ThS. Trần Thị Hồng Hạnh Giảng viên Bộ môn Công nghệ Vi sinh – Khoa Công nghệ Sinh học – Học viện
Nông nghiệp Việt Nam. Cô đã dành rất nhiều thời gian, tâm huyết, tận tình
hướng dẫn và dạy dỗ tơi trong suốt q trình thực hiện khố luận tốt nghiệp này.
Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cán bộ tại phịng thí nghiệm Bộ
mơn Cơng nghệ Vi sinh, toàn thể các anh, chị, bạn bè, và các em đang thực tập,
nghiên cứu tại phịng thí nghiệm đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho
tôi trong suốt thời gian thực tập tốt nghiệp.
Và cuối cùng, với tất cả lịng kính trọng và biết ơn vơ hạn, tôi xin gửi lời
cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ và người thân của tôi đã nuôi nấng, động viên và tạo
động lực cho tôi trong suốt thời gian qua.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2023
Sinh viên

Nguyễn Thị Phương Thảo

 

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. viii
TÓM TẮT ............................................................................................................ ix
PHẦN I. MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề....................................................................................................... 1
1.2. Mục đích và yêu cầu....................................................................................... 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................... 2
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 4
2.1. Hệ vi sinh vật vùng rễ .................................................................................... 4
2.1.1. Sự phân bố của vi sinh vật trong đất ........................................................... 4
2.1.2. Mối quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật trong đất ....................................... 6
2.1.3. Mối quan hệ giữa vi sinh vật và thực vật .................................................... 7
2.1.4. Vai trò của vi khuẩn đối kháng ................................................................... 8
2.2. Cây mía........................................................................................................... 9
2.2.1. Nguồn gốc ................................................................................................... 9

2.2.2. Điều kiện sinh thái..................................................................................... 10
2.2.3. Giá trị kinh tế cây mía ............................................................................... 11
2.3. Một số bệnh do nấm gây ra trên mía ............................................................ 13
2.3.1. Bệnh than................................................................................................... 13
2.3.2. Bệnh đốm vàng hại mía............................................................................. 14
2.3.3. Bệnh thối đỏ .............................................................................................. 15
2.4. Nấm Colletotrichum gây bệnh trên mía ....................................................... 16
2.4.1. Phân loại .................................................................................................... 16

 

iii


2.4.2. Đặc điểm sinh học ..................................................................................... 16
2.5. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn đối kháng với nấm gây bệnh trên mía ....... 18
2.5.1. Các nghiên cứu nước ngồi ....................................................................... 18
2.5.2. Các nghiên cứu trong nước ....................................................................... 21
PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................... 23
3.1. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 23
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 23
3.1.2. Hóa chất..................................................................................................... 23
3.1.3. Dụng cụ, thiết bị ........................................................................................ 23
3.1.4. Các môi trường nghiên cứu đã sử dụng. ................................................... 23
3.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 24
3.2.1. Phương pháp phân lập vi khuẩn từ đất vùng rễ. ....................................... 24
3.2.3. Phương pháp đồng nuôi cấy trên PDA ..................................................... 25
3.2.4. Bảo quản chủng giống ............................................................................... 25
3.2.5. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa ............... 25
3.2.6. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy ................... 29

3.2.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................................ 29
PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 31
4.1. Phân lập các chủng vi khuẩn ........................................................................ 31
4.2. Khả năng đối kháng của các chủng vi khuẩn với nấm Colletotrichum ....... 33
4.3. Khả năng sinh enzyme ngoại bào................................................................. 34
4.4. Đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn ................................................. 36
4.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy đến khả năng sinh trưởng
của chủng vi khuẩn tuyển chọn ........................................................................... 38
4.5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy ............................................................. 38
4.5.2. Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy .................................................. 39
4.5.3. Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl ......................................................... 42
4.5.4. Đánh giá khả năng đồng hóa các nguồn carbon ....................................... 43

 

iv


4.5.5. Đánh giá khả năng đồng hóa nguồn nitơ .................................................. 45
PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 47
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 47
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................... 47
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 54

 

 

v

DANH MỤC BẢNG
 

Bảng 4.1. Kết quả phân lập chủng vi khuẩn từ đất vùng rễ ................................ 31
Bảng 4.2. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc HN1 và GL7 ....................................... 31
Bảng 4.3. Khả năng sinh enzym ngoại bào của 2 chủng HN1 và GL7 .............. 34
Bảng 4.4. Đặc điểm sinh học của 2 chủng vi khuẩn HN1 và GL7 ..................... 36
Bảng 4.5. Đánh giá khả đồng hóa các nguồn carbon của 2 chủng vi khuẩn
HN1 và GL7 sau 2 ngày nuôi cấy ....................................................... 44
Bảng 4.6. Đánh giá khả năng đồng hóa các nguồn nitơ của 2 chủng vi khuẩn
HN1 và GL7 sau 2 ngày nuôi cấy ....................................................... 46
 

 

 

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Hình ảnh cây mía .................................................................................. 9
Hình 2.2. Roi than xuất hiện ở mía nhiễm bệnh ................................................. 13
Hình 2.3. Mía bị bênh đốm vàng......................................................................... 14
Hình 2.4. Các triệu chứng của bệnh thối đỏ trên cây mía ................................... 15
Hình 4.1. Đặc điểm khuẩn lạc và hình thái tế bào của chủng HN1 dưới kính
hiển vi (x1000 lần) .............................................................................. 32
Hình 4.2. Đặc điểm khuẩn lạc và hình thái tế bào của chủng GL7 dưới kính
hiển vi (x1000 lần) .............................................................................. 33

Hình 4.3. Kết quả đối kháng theo chấm điểm của các chủng phân lập được ..... 33
Hình 4.4. Khả năng sinh enzym của 2 chủng HN1 và GL7 sau 1 ngày ni cấy ... 35
Hình 4.5. Hình ảnh test hóa sinh của 2 chủng vi khuẩn HN1 và GL7................ 37
Hình 4.6. Khả năng sinh trưởng của chủng HN1 ở các nhiệt độ khác nhau sau
2 ngày ni cấy ................................................................................... 38
Hình 4.7. Khả năng sinh trưởng của chủng GL7 ở các nhiệt độ khác nhau sau
2 ngày ni cấy ................................................................................... 39
Hình 4.8. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của chủng HN1 sau 2 ngày
ni cấy ............................................................................................... 40
Hình 4.9. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của chủng GL7 sau 2 ngày
ni cấy ............................................................................................... 41
Hình 4.10. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự sinh trưởng của chủng HN1
sau 2 ngày ni cấy ............................................................................. 42
Hình 4.11. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự sinh trưởng của chủng GL7
sau 2 ngày nuôi cấy ............................................................................. 43

 

 

vii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

 

Từ viết tắt

Tên đầy đủ

CMC

Carboxymethyl Cellulose

ĐC

Đối chứng

LB

Luria Bertani

ml

Mililter

mm

Milimet

MR

Methyl Red

VP

Voges - Proskauer

µl

Microliter

PDA

Potato Dextrose Agar

TN

Thí nghiệm

viii


TĨM TẮT
 

Thối đỏ trên mía do nấm Colletotrichum là một trong những bệnh gây thiệt
hại nặng đến năng suất và chất lượng mía trên phạm vi tồn cầu. Biện pháp sử
dụng vi sinh vật đối kháng để phòng trừ bệnh hại đang là xu hướng hiện nay do
tính an tồn và hiệu quả của nó. Trong số nhiều vi sinh vật đối kháng, các chủng
vi khuẩn được nghiên cứu rất nhiều về khả năng đối kháng với nấm gây bệnh.
Vì vậy, nghiên cứu này tiến hành phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn có khả
năng đối kháng tốt với nấm Colletotrichum gây bệnh thối đỏ trên mía.
Bằng phương pháp phân lập trên môi trường đặc 2 chủng vi khuẩn từ đất rễ
cây mía có khả năng đối kháng với nấm gây bệnh trên mía, được kí hiệu là HN1
và GL7. Trong đó chủng GL7 có hoạt tính đối kháng mạnh hơn chủng HN1 với
hiệu số đối kháng lần lượt là 53,48% và 40,47%.
Chủng vi khuẩn HN1 là trực khuẩn gram dương, khuẩn lạc nhầy, màu trắng
đục, GL7 là trực khuẩn gram dương, khuẩn lạc khô, màu trắng đục. Cả hai

chủng đều có khả năng sinh enzym chitinase, amylase và cellulase. Trong đó,
khả năng phân giải chitin và tinh bột ở mức trung bình với đường kính chitin là
NH1 19mm, GL7 14mm và đường kính amylase NH1, GL7 là 17 mm. Hai
chủng HN1 và GL7 đều phát triển ở nhiệt độ từ 20 – 50oC tại pH từ 5 - 9 và 1 12% NaCl. Với nhiều nguồn carbon khác nhau như: cellulose, dextrin, fructose,
sucrose, lactose, D – glucose và tinh bột khi được bổ sung 1% vào môi trường
nuôi cấy; nguồn nitơ hữu cơ như: pepton, cao thịt, cao nấm men thì cả 2 chủng
có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt.

 

ix


MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Mía ( Saccharum officinarum L.) đang là một trong những loại cây công
nghiệp cho hiệu quả kinh tế cao ở nước ta và nhiều nước trên thế giới như Cuba,
Ấn độ, Australia,..Vì vậy diện tích trồng mía cũng như sự ra đời của nhiều giống
mới khơng ngừng gia tăng trong những năm gần đây. Tuy nhiên, bên cạnh sự
phát triển mạnh của ngành trồng mía thì tình hình dịch bệnh trên mía cũng bắt
đầu xuất hiện nhiều và ngày một gia tăng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng
suất và chất lượng của mía. Trong đó phổ biến nhất là bệnh thối đỏ trên mía do
nấm Colletotrichum falcatum Went (Went, 1893) gây ra.
Colletotrichum falcatum Went gây bệnh thối đỏ mía trong canh tác mía ở
vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Bệnh này gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho
ngành sản xuất mía đường. Tuy nhiên, do có nhiều đặc điểm chồng chéo trong
phức hợp của loài nên việc xác định bằng các kỹ thuật hình thái học là khơng đủ.
Hơn nữa, việc quản lý bệnh thối đỏ trên đồng ruộng rất khó khăn do cấu trúc di
truyền của loại nấm này liên tục thay đổi.
Theo điều tra của Viện Bảo vệ thực vật và Viện Nghiên cứu Mía đường

cơng bố, có tới trên 50 loài sâu và khoảng 30 loại bệnh gây hại trên cây mía ở
các vùng sản xuất mía trên cả nước. Trong đó bệnh thối đỏ là một trong những
loại dịch hại phổ biến đối với cây mía. Tại Việt Nam Vụ mía 2009-2010 tại khu
vực các tỉnh Nam bộ, bệnh thối đỏ gây hại tới gần 500ha mía nguyên liệu tại
Tây Ninh. Vùng mía các tỉnh miền Bắc, bệnh thối đỏ cũng là đối tượng quan
trọng gây thiệt hại không nhỏ trong đồng mía.
Bệnh này cũng là nguyên nhân gây ra sự suy thối của các giống mía và
tiếp tục là một vấn đề ở các nước khác như Mỹ, Bangladesh, Pakistan, Úc, Thái
Lan và Đài Loan. Mầm bệnh lây nhiễm vào thân mía và gây ra các triệu chứng
như biến màu mô, đảo ngược sucrose do sản xuất các invertase do mầm bệnh
gây ra và làm khơ thân mía. Nhiều loại thuốc diệt nấm đã được thử nghiệm để

 

1


quản lý bệnh, nhưng không thành công trong điều kiện đồng ruộng (Singh và
Singh, 1989). Do đó, thuốc bảo vệ thực vật không được khuyến cáo để quản lý
bệnh thối đỏ trên mía. Quản lý bệnh thối đỏ thơng qua các tác nhân kiểm soát
sinh học ngày càng được coi là một chiến lược thay thế an toàn về mặt sinh thái
và an tồn với mơi trường để quản lý bệnh.
Đứng trước thực trạng như vậy thì việc tìm kiếm các giải pháp mới là hết
sức cấp bách đối với ngành trồng mía của Việt Nam hiện nay và trong tương lai.
Do đó đề tài “Phân lập và nghiên cứu đặc điểm của chủng vi khuẩn đối kháng
với nấm gây bệnh trên mía” được tiến hành.
1.2. Mục đích và yêu cầu
 Mục đích
Phân lập và nghiên cứu đặc điểm của chủng vi khuẩn đối kháng nấm
Colletotrichum gây bệnh thối đỏ trên mía.

 Yêu cầu
- Phân lập chủng vi khuẩn từ đất vùng rễ cây mía.
- Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng đối kháng với vi khuẩn gây
bệnh trên mía.
- Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và sinh lý sinh hóa của chủng vi
khuẩn tuyển chọn.
- Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của chủng vi khuẩn đã
tuyển chọn.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
 Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu góp phần cung cấp nguồn sữ liệu về vi khuẩn gây
bệnh trên mía cũng như về chủng vi khuẩn có khả năng đối kháng nấm
Colletotrichum gây bệnh trên mía ở Hà Nội
 Ý nghĩa thực tiễn

 

2


- Kết quả thu được sẽ là nguồn vật liệu phục vụ cho quá trình nghiên cứu
và sản xuất chế phẩm sinh học nhằm nâng cao năng xuất và phát triển bền vững
cho ngành nông nghiệp.

 

 

3

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Hệ vi sinh vật vùng rễ
Sự phân bố của vi sinh vật trong đất
Vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé dễ dàng phát tán nhờ gió, nước và các
sinh vật khác. Bởi vậy nó có thể di chuyển một cách dễ dàng đến mọi nơi trong
thiên nhiên. Nhất là những vi sinh vật có bào tử, bào tử của chúng có khả năng
sống tiềm sinh trong các điều kiện khó khăn. Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng
lại phát triển, sinh sôi. Bởi vậy trên trái đất này, nếu có một loại sinh vật nào
phân bố rộng rãi nhất, phong phú nhất thì đó chính là vi sinh vật (Nguyễn Lân
Dũng, 2011). Tuy nhiên đất là nơi vi sinh vật cư trú nhiều nhất so với các môi
trường khác. Sự phân bố của các vi sinh vật đất còn gọi là khu hệ vi sinh vật đất.
Chúng bao gồm các nhóm có đặc tính hình thái, sinh lý và sinh hóa rất khác
nhau. Các nhóm vi sinh vật chính cư trú trong đất bao gồm: vi khuẩn, vi nấm, xạ
khuẩn, vius, tảo, động vật nguyên sinh. Trong đó vi khuẩn là nhóm chiếm nhiều
nhất về số lượng. Chúng bao gồm vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn kị khí, vi khuẩn tự
dưỡng, vi khuẩn dị dưỡng,… Nếu chi theo nguồn dinh dưỡng thì lại có nhím tự
dưỡng carbon, tự dưỡng amin, dị dưỡng amin, vi khuẩn cố định nitơ,… ( Ngô
Tự Thành, 2016).
Số lượng và thành phần vi sinh vật trong đất thay đổi theo chiều sâu và chất
đất. Số lượng và thành phần vi sinh vật trên bề mặt đất rất ít nhưng lại thấy
nhiều hơn khi độ sâu 10 – 20 cm so với bề mặt do ở tầng lớp này độ ẩm thích
hợp, các chất dinh dưỡng tích lũy nhiều, khơng bị tác động của ánh sáng mặt trời
nên vi sinh vật phát triển nhanh, các q trình chuyển hóa quan trọng chủ yếu
xảy ra trong tầng đất này. số lượng và thành phần vi sinh vật đất sẽ giảm đi khi
độ sâu của đất hơn 30cm và ở độ sâu 4-5m hầu như rất ít vi sinh vật ( trừ trường
hợp đất có mạch nước ngầm ) do ở tầng đất này áp suất khá lớn và thiếu chất
dinh dưỡng. Ở những nơi đất có nhiều chất hữu cơ, giàu chất mùn có độ ẩm
thích hợp thì vi sinh vật sẽ phát triển mạnh như đầm lầy, đồng nước trũng, ao
 

4


hồ, khúc sơng chết, cống rãnh,… cịn ở những nơi đất có nhiều đá và cát thì số
lượng và thành phần vi sinh vật sẽ ít hơn. Lợi dụng điều này mà người ta phân
lập, tuyển chọn, đồng thời duy trì những chuyển hóa có lợi phục vụ cho cuộc
sống (Lê Xuân Phương, 2008)
Trung bình trong đất vi khuẩn chiếm khoảng 90% tổng số, xạ khuẩn chiếm
khoảng 8%, vi nấm 1%, còn lại 1% là tảo và nguyên sinh động vật. Tỷ lệ này
thay đổi tùy theo các loại đất khác nhau cũng như khu vực địa lý, tầng đất, thời
vụ, chế độ canh tác… Ở những đất có đầy đủ chất dinh dưỡng, độ thống khí tốt,
nhiệt độ, độ ẩm và pH thích hợp thì vi sinh vật phát triển nhiều về số lượng và
thành phần. Sự phát triển của vi sinh vật chính là nhân tố làm cho đất thêm phì
nhiêu, màu mỡ. Vì vậy, khi đánh giá độ phì nhiêu của đất phải tính đến thành
phần và số lượng vi sinh vật. Nếu chỉ tính đến hàm lượng chất hữu cơ, chất mùn,
đạm và lân đều cao mà cây trồng lại phát triển kém. Đó là điều kiện yếm khí của
đất đã hạn chế các loại vi sinh vật hiếu khí phát triển làm cho các chất hữu cơ
khơng được phân giải, các dạng chất khó tiêu đối với cây trồng không được
chuyển thành dạng dễ tiêu và các chất độc tích lũy trong đất trong quá trình trao
đổi chất của cây cũng khơng được phân giải nhờ vi sinh vật, gây ảnh hưởng xấu
đến cây trồng ( Lê Xuân Phương, 2008).
Quần thể vi sinh vật thường tập trung nhiều nhất ở tầng canh tác. Đó là nơi
tập trung nhiều chất dinh dưỡng do rễ cây tiết ra, có cường độ chiếu sáng, nhiệt
độ và độ ẩm thích hợp nhất. Đối với tất cả các loại cây trồng, vùng rễ cây là
vùng vi sinh vật phát triển mạnh nhất so với vùng khơng có rễ. Vì rễ cây cung
cấp một lượng lớn chất hữu cơ khi nó chết đi và cũng thường xuyên tiết ra các
chất hữu cơ khi còn sống làm nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật. Rễ cây cịn làm
cho đất thống khí, giữ được độ ẩm. Chính những nhân tố trên đã làm cho số
lượng vi sinh vật ở vùng rễ phát triển mạnh hơn vùng ngoài rễ.

Số lượng và thành phần vi sinh vật cũng thay đổi theo các giai đoạn phát
triển của cây trồng. Số lượng và thành phần vi sinh vật thường đạt cực đại vào

 

5


thời kì cây con đang phát triển và đạt cực tiểu vào thời kì cây đã trưởng thành do
giai đoạn cây đang phát triển đã tiết ra qua bộ rễ khá nhiều chất hữu cơ là nguồn
dinh dưỡng cho vi sinh vật. Thành phần vi sinh vật biến động theo các giai đoạn
phát triển của cây phù hợp với hàm lượng các chất tiết qua bộ rễ.
Mối quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật trong đất
Sự phân bố của vi sinh vật trong đất vô cùng phong phú cả về số lượng
cũng như thành phần nên chúng có một mối quan hệ tương hỗ vô cùng chặt chẽ.
Dựa vào tính chất của các loại quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật, người ta chia
ra làm 4 loại quan hệ: ký sinh, cộng sinh, hỗ sinh và kháng sinh ( Nguyễn Xuân
Thành, 2003 ) :
- Quan hệ ký sinh là hiện tượng vi sinh vật này sống ký sinh trên vi sinh vật
khác và gây hại cho vật chủ như virus sống ký sinh trong tế bào vi khuẩn hay
một vài loài vi khuẩn sống ký sinh trên vi nấm.
- Quan hệ cộng sinh là quan hệ hai bên cùng có lợi, bên nảy khơng thể thiếu bên
kia trong q trình sống. Ở vi sinh vật người ta ít thấy kiều quan hệ này.
- Quan hệ hỗ sinh là quan hệ hai bên cùng có lợi nhưng khơng nhất thiết
phải có nhau mới sống được như quan hệ cộng sinh. Quan hệ này thường thấy
trong sự sống của vi sinh vật vùng rễ như mối quan hệ giữa nấm mốc phân huỷ
tinh bột thành đường và nhóm vi khuẩn phân giải loại đường đỏ hay mối quan
hệ giữa nhóm vì khuẩn phân giải photpho và nhóm vi khuẩn phân giải protein,
trong đó nhóm thứ nhất cung cấp P cho nhóm thứ hai và nhóm thứ hai cung cấp
N cho nhóm thứ nhất.

- Quan hệ kháng sinh là mối quan hệ đối kháng lẫn nhau giữa hai nhóm vi
sinhvật. Lồi này tiêu diệt lồi kia hoặc hạn chế q trình sống của nhau như vi
khuẩn đối kháng nấm. Khi nuôi cấy 2 nhóm này trên mơi trường thạch đĩa, ta có
thể thấy rõ hiện tượng kháng sinh: xung quang vi khuẩn có một vịng ức chế
nấm, tại đó nằm khơng mọc được. Người ta căn cứ vào đường kính của vịng ức
chế đó mà đánh giá khả năng kháng nấm của vi khuẩn.

 

6


Tất cả các mối quan hệ trên đây của khu hệ vi sinh vật đất đã tạo nên những
hệ sinh thái vô cùng phong phú trong từng loại đất. Chúng làm nên độ màu mỡ
của đất, thay đổi tính chất lý hoa của đất và từ đó làm ảnh hưởng đến cây trồng
Mối quan hệ giữa vi sinh vật và thực vật
Mỗi loại cây đều có một khu hệ vi sinh vật vùng rễ đặc trưng bởi vì rễ của
mỗi loại cây lại tiết ra một lượng lớn các chất hữu cơ và vô cơ, các chất sinh
trưởng..., khác nhau. Những chất tiết của rễ có ảnh hưởng rất lớn đến vi sinh vật
vùng rễ. Trên bề mặt và lớp đất nằm sát rễ chứa nhiều chất dinh dưỡng nên tập
trung vi sinh vật với số lượng lớn. Càng xa rễ số lượng vi sinh vật càng giảm đi.
Thành phần vi sinh vật vùng rễ không những phụ thuộc vào loại cây trồng mà
còn phụ thuộc vào thời kỳ phát triển của cây. Ví dụ như vi sinh vật phân giải
cellulose có rất ít khi cây cịn non nhưng khi cây già thì rất nhiều. Điều đó
chứng tỏ vi sinh vật không những sử dụng các chất tiết của rễ mà còn phân huỷ
rễ khi chúng giả và chết đi. Trong khu hệ vi sinh vật vùng rễ ngoài những nhóm
vi sinh vật có ích, có rất nhiều vi sinh vật gây bệnh cây. Nhóm vi sinh vật gây
bệnh cây thuộc loại dị dưỡng, sống nhờ vào chất hữu cơ của thực vật đang sống
(khác với nhóm hoại sinh - sống trên những tế bào thực vật đã chết). Hàng năm
bệnh cây đã gây thiệt hại to lớn cho sản xuất nông nghiệp. Vi sinh vật gây bệnh

không chỉ làm giảm sản lượng mà cịn làm giảm phẩm chất nơng sản. Chúng sử
dụng các chất hữu cơ của cây bằng cách tiết ra các loại men phân huỷ, các chất
độc làm cây chết. Vi sinh vật gây bệnh có khả năng tồn tại trong đất hoặc trên
tàn dư thực vật từ vụ này qua vụ khác dưới dạng bào tử hoặc các dạng tiềm sinh
khác gọi là nguồn bệnh tiềm tàng. Từ nguồn bệnh tiềm tàng vi sinh vật được
phát tán đi khắp nơi nhờ gió, nước mưa, dụng cụ lao động, động vật và con
người, đặc biệt là qua côn trùng môi giới khiến cho nguồn bệnh lây lan sang các
cây khoẻ và chúng bắt đầu xâm nhiễm vào cây khi gặp điều kiện thuận lợi. Các
bào tử nằm trên bề mặt cây khi gặp độ ẩm và nhiệt độ thích hợp sẽ nảy mầm và
xâm nhập vào cây. Sau khi xâm nhập vào cây chúng bắt đầu sử dụng các chất

 

7


dinh dưỡng của cây và tiết chất độc làm cây suy yếu hoặc chết. Qua quá trình
hoạt động của vi sinh vật cây bị thay đổi quá trình sinh lý, sinh hố, sau đó thay
đổi về cấu tạo và hình thái tế bào, cuối cùng là xuất hiện những triệu chứng bệnh
như những đốm trên lá, trên thân. Nếu bệnh xuất hiện ở bỏ mạch thì biểu hiện
triệu chứng héo lá, héo than. Sau một thời gian phát triển vi sinh vật bắt đầu
hình thành cơ quan sinh sản mọc ra ngồi bề mặt của cây và từ đó lại lan truyền
đi (Lê Xuân Phương, 2008).
Để tránh bệnh cho cây người ta dùng nhiều biện pháp hoá học, biện pháp
sinh vật học, biện pháp tổng hợp bảo vệ cây trồng ... Ngày nay người ta hạn chế
việc chống bệnh bằng hố học vì biện pháp này thường phá hoại sự cân bằng
sinh thái và gây ô nhiễm môi trường. Các biện pháp sinh học đang được nghiên
cứu và áp dụng ngày cảng nhiều do những tụ điểm của nó như an toàn với các
loài thực vật, động vật cũng như con người, không gây ô nhiễm môi trường,...
Một biện pháp hiện đại đang được nghiên cứu và áp dụng nữa là tạo cho cây

những đặc tính chống chịu mới bằng biện pháp công nghệ sinh học – chuyển
gen chống chịu cho cây.
Vai trị của vi khuẩn đối kháng
Các lồi vi khuẩn đối kháng đều thuộc hệ vi sinh vật sống ở vùng rễ cây
trồng và sống hoại sinh trong đất. Trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu
về hiệu lực của vi khuẩn đối kháng với các tác nhân gây bệnh cây (do vi khuẩn
và nấm) (Nguyễn Thị Ngọc Huyền, 2012; Trần Thị Hồng và cộng sự, 2014;
Etyemez and Balcazar, 2016; Sajitha và cộng sự, 2016). Kết quả nghiên cứu cho
thấy các lồi vi khuẩn đối kháng có thể bảo vệ cây trồng, chống lại các vi sinh
vật gây bệnh đồng thời tạo điều kiện cho cây sinh trưởng và phát triển tốt, Cơ
chế tác động của vi khuẩn đổi kháng
- Vi khuẩn đối kháng có khả năng cạnh tranh các chất dinh dưỡng với vi
sinh vật khác

 

8


- Vi khuẩn đối kháng có thể sinh ra một số chất làm tăng tính chống chịu
của cây hay kích thích sinh trưởng và có khả năng phân giải độc tố do vi sinh vật
gây hại tiết ra.
- Vi khuẩn đối kháng có khả năng cạnh tranh, chiếm vị trí rất thuận lợi ở
vùng rễ của cây trồng.
Vi khuẩn đối kháng có khả năng phịng chống lại nhiều lồi vi sinh vật gây
bệnh chủ yếu trên cây, ngồi ra nó cịn có tầm quan trọng trong việc chống lại
những vi sinh vật thứ yếu hại cây là những vi sinh vật gây bệnh làm giảm sự
phát triển của cây trồng.
2.2. Cây mía

(Nguồn: Perto Times)
Hình 2.1. Hình ảnh cây mía
Nguồn gốc
Mía (Saccharum officinarum L.) xuất hiện trên trái đất từ thời rất xa xưa,
khi lục địa châu Á và châu Úc cịn dính liền. Một số tác giả cho rằng vùng Tân
Guinea là quê hương của cây mía nguyên thủy, nhưng theo De Candelle cây mía
được trồng đầu tiên ở vùng Đơng Nam Á, rồi từ đó qua châu Phi và sau cùng là
châu Mỹ (Humbert, 1963).

 

9


Cùng với cây mía là cơng nghệ chế biến đường mía và Ấn Độ (châu Á) là
nước đi đầu trên thế giới (Nguyễn Ngộ, 1984) . Ngay từ thế kỷ thứ IV, họ đã
biết chế biến mật thành đường kết tinh. Từ Ấn Độ, Trung Quốc, kỹ nghệ chế
biến đường mía được lan rộng sang các vùng Ả Rập, châu Phi, châu Âu, châu
Mỹ và châu Úc. Đến thế kỷ XVI, nhiều nhà máy đường được xây dựng hoàn
chỉnh hơn và sang thế kỷ XIX thì nhà máy đường hiện đại đầu tiên ra đời. Vùng
mía tập trung ở nhiệt đới và á nhiệt đới, giữa vĩ tuyến 35 độ Bắc và Nam (Đinh
Xuân Đức, 2009).
Điều kiện sinh thái
 Khí hậu:
Cây mía là cây nhiệt đới ưa nhiệt, nhiệt độ thích hợp cho cây mía từ 25 30°C. Nhiệt độ thấp hơn 20°C hoặc cao hơn 35°C cây mía sinh trưởng chậm.
Yêu cầu về nhiệt độ còn tùy thuộc vào giai đoạn phát triển, thời kỳ nảy mầm 25
- 34°C, thời kì đẻ nhánh và vươn lóng 28 - 34°C, thời kì chín 18 - 22°C (Trần
Thùy, 1999).
 Ánh sáng:
Khi cường độ ánh sáng tăng thì hoạt động quang hợp của bộ lá cũng tăng.

Thiếu ánh sáng cây mía phát triển yếu, vóng cây, hàm lượng đường thấp và cây
mía dễ bị sâu bệnh.Trong suốt chu kỳ sinh trưởng, cây mía cần khoảng 2.000 –
3.000 giờ chiếu sáng, tối thiểu 1.200 giờ trở lên (Trần Thùy, 1999).
 Lượng nước và độ ẩm đất:
Đây là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và phát triển của cây mía.
Lượng mưa thích hợp 1.500 – 2.000mm/năm, phân bố trong khoảng thời gian từ
8-10 tháng, từ khi cây mọc mầm đến khi thu hoạch. Cây mía là lồi cây trồng
cạn, có bộ rễ nông nên rất cần nước nhưng không chịu ngập úng. Thời kỳ cây
mía làm dóng vươn cao cần rất nhiều nước, độ ẩm thích hợp khoảng 70 – 80%,
ở các thời kỳ khác cần độ ẩm 65 - 70% (Trần Thùy, 1999).

 

10


 Đất:
Mía có thể trồng nhiều loại đất từ đất cát, cát pha đến đất sét, đất có thành
phần cơ giới nặng. Mía là cây có năng suất sinh học cao nhất, để đạt được năng
suất 100 tấn/ha cay mía lấy đi khoảng 80 - 180kg N, 80 - 170kg P2O5, 200 –
270kg k2O (Trần Văn Sỏi, 1999).
Giá trị kinh tế cây mía
Mía là nguồn nguyên liệu chính của ngành cơng nghiệp chế biến đường.
Đường mía hiện chiếm trên 60% tổng sản lượng đường thơ của tồn thế giới.
Mía là loại cây có nhiều dưỡng chất như đạm, canxi, khống, sắt, nhiều nhất là
đường, giúp con người thanh nhiệt, giải khát, xóa tan mệt mỏi, trợ giúp tiêu hóa
và cung cấp năng lượng cho cơ bắp hoạt động. Đường giữ một vai trò rất quan
trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người, là nhu cầu không thể thiếu
trong đời sống xã hội.
Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO, 2012),

hàng năm toàn thế giới sản xuất được khoảng 1.832.541 nghìn tấn mía, báo cáo
tổng kết hoạt động sản xuất ngành mía đường niên vụ 2021 – 2022 của Hiệp hội
mía đường Việt Nam ( VSSA) cho biết, vụ ép 2021/2022 đã ép được khoảng 7,5
triệu tấn mía và sản xuất được gần 745.000 tấn đường, lần lượt tăng 11,8% và
8,3% so với cùng kỳ của mùa vụ 2020-202.
 Về nơng nghiệp
Mía là cây đa dụng, ngồi sản phẩm chính là đường, cây mía cịn là nguyên
liệu hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp của nhiều ngành công nghiệp nghiệp như rượu,
giấy, ván ép, dược phẩm, điện từ bã mía; thức ăn chăn ni, phân bón từ lá,
ngọn mía, bùn lọc và tro lị; rỉ đường được dùng làm nguyên liệu trong công
nghiệp để sản xuất nhiên liệu sinh học, rượu, dung môi aceton, butanol, nấm
men, axit citric, lactic, aconitic và glycerin, … Các sản phẩm phụ của mía đường
nếu được khai thác triệt để, giá trị cịn có thể gấp 3-4 lần chính phẩm (đường)
(Nguyễn Huy Ước, 2001; Đinh Xuân Đức, 2009).

 

11


Bã mía chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép. Trong bã mía chứa trung
bình 49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45-55% cellulose) 2,5% là chất hồ
tan (đường). Bã mía có thể dùng làm ngun liệu đốt lị, hoặc làm bột giấy, ép
thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm ra Furfural là nguyên liệu cho
ngành sợi tổng hợp.
Mật gỉ chiếm 3-5% trọng lượng đem ép. Thành phần mật gỉ trung bình
chứa 20% nước, đường saccaro 35%, đường khử 20%, tro 15%, protein 5%, sáp
1%, bột 4% trọng lượng riêng. Từ mật gỉ cho lên men chưng cất rượu rum, sản
xuất men các loại.
Bùn lọc chiếm 1,5-3% trọng lượng mía đem ép. Đây là sản phẩm cặn bã

còn lại sau khi chế biến đường. Trong bùn lọc chứa 0,5% N, 3% Protein thô và
một lượng lớn chất hữu cơ. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía để sản xuất nhựa
xêrin làm sơn, xi đánh giày,....Sau khi lấy sáp bùn lọc dùng làm phân bón rất tốt.
(Hồ Xuân Hương, 2013)
 Về công nghiệp
Theo Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA) mía là cây đa dụng, ngồi sản
phẩm chính là đường, cây mía cịn là ngun liệu hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp
của nhiều ngành công nghiệp như rượu, giấy, ván ép, dược phẩm, điện từ bã
mía; thức ăn chăn ni, phân bón từ lá, ngọn mía, bùn lọc và tro lị; rỉ đường
được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp để sản xuất nhiên liệu sinh học,
rượu, dung môi aceton, butanol, nấm men, axit citric, lactic, aconitic và
glycerin,….
 Về sinh học
Nhờ đặc điểm có chỉ số diện tích lá lớn (gấp 5-7 lần so với diện tích đất) và
khả năng lợi dụng cao ánh sáng mặt trời (tối đa tới 6 - 7% trong khi các cây
trồng khác chỉ đạt 1 - 2%), trong vòng 10 - 12 tháng, một hecta mía có thể cho
năng suất hàng trăm tấn mía cây và một khối lượng lớn lá xanh, gốc, rễ để lại
trong đất.

 

12


Mía có khả năng để gốc được nhiều năm, tức là một lần trồng thu hoạch
được nhiều vụ. Ruộng mía để được nhiều vụ gốc, giá trị kinh tế càng cao (giảm
được chi phí sản xuất).
Cây mía có khả năng thích ứng rộng: có thể trồng trên nhiều vùng sinh thái
khác nhau (khí hậu, đất đai, khơ hạn hoặc úng ngập,...), chống chịu tốt với các
điều kiện khắc nghiệt của tự nhiên và mơi trường, dễ thích nghi với các trình độ

sản xuất từ thơ sơ đến hiện đại (Trần Thùy, 1999).
2.3. Một số bệnh do nấm gây ra trên mía
Bệnh than
Tác nhân gây bệnh là nấm Ustilago scitaminea Sydow.

(Nguồn: Cơng ty TNHH mía đường Nghệ An)
Hình 2.2. Roi than xuất hiện ở mía nhiễm bệnh
Trong thời gian từ đoạn đẻ nhánh đến giai đoạn 10 tháng tuổi tỉ lệ bệnh
than tăng nhanh nhất. Một điều đáng quan tâm là tỉ lệ bệnh than trên mía
gốc ln cao hơn trên mía tơ và sự gia tăng của bệnh than trên mía gốc cũng gia
tăng nhanh hơn trên mía tơ (Hà Đình Tuấn, 2006). Roi than có kích thước dài
ngắn khác nhau, roi này có thể xuất hiện từ đỉnh sinh trưởng của cây hoặc từ
mầm nách. Bào tử có thể dễ dàng phát tán theo gió và nước mưa. Khi mía bị
bệnh cây cằn lại, tàn lụi dần và chết.

 

13


Bệnh than có thể gây thất thốt trên 50% về mặt năng suất và lượng đường
trong mía.
Hiện nay chưa có thuốc hoá học trừ được nấm gây bệnh than. Biện pháp
phòng trừ tốt nhất là sử dụng giống kháng bệnh, chỉ trồng các giống kháng được
bệnh than như VN84-4137, ROC10, F156, My55-14. Khi phát hiện bệnh cần
nhanh chóng gom đốt.
Bệnh đốm vàng hại mía
Do nấm Mycovellosiella Koepkei gây ra, loại nấm này lây lan bằng bào tử.

A

B

( Nguồn: Công ty TNHH mía đường Nghệ An)
Hình 2.3. Mía bị bênh đốm vàng
a – bệnh trên lá non ; b – bệnh trên lá già
Vết bệnh lúc đầu là các đốm nhỏ xuất hiện trên lá non, vết bệnh có màu
vàng sáng. Bệnh gây hại từ đỉnh lá xuống bẹ lá (hình2.2a). Khi bệnh phát triển
nặng, các vết bệnh liên kết với nhau thành từng đám, đường kính từ 1 đến vài
cm, chuyển từ màu vàng sáng thành màu đỏ gạch đến nâu đỏ; lá mía khơ dần, có
thể chết (hình2.2b). Bệnh xuất hiện trên cả 2 mặt lá mía, khơng xuất hiện trên bẹ
và thân mía.
Bệnh xuất hiện nhiều ở các thung, thiếu ánh sáng, ẩm độ cao, đọng nước.
Trong các giống đang trồng, giống ROC10 bệnh đốm vàng gây hại mạnh nhất.

 

14