LUẬN VĂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NẤM METARHIZIUM SPP TRỪ SÂU HẠI CÂY TRỒNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM





KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP





TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
NẤM METARHIZIUM SPP TRỪ SÂU HẠI
CÂY TRỒNG




Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC


Sinh viên thực hiện : Phan Công Nhật
MSSV: 0811110061 Lớp: 08CSH1



TP. Hồ Chí Minh, 2011

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bài khóa luận tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực
sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết.
Các số liệu, những kết quả thí nghiệm trong báo cáo khóa luận tốt nghiệp là
trung thực. Nội dung bài báo cáo này có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông
tin được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí và các trang web theo danh mục tài liệu
tham khảo.

Sinh viên thực hiện
Phan Công Nhật
LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên con xin gửi những lời thân thương nhất đến cha mẹ,
người đã sinh thành, dưỡng dục và nuôi dạy con nên người. Cha mẹ là
nguồn động lực to lớn giúp con vững bước phấn đấu trong học tập và cuộc
sống.
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cám ơn toàn thể quý Thầy
Thầy Cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM đã quan tâm,
nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong
suốt ba năm học.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Hai, người cô
đáng kính đã nhiệt tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức để em có thể hoàn
thành tốt đề tài này.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể tập thể 08CSH đã chia
sẽ những vui buồn, nhiệt tình giúp đỡ em trong thời gian qua.
Em xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2011
SVTH: Phan Công Nhật

i

MỤC LỤC
Nội dung Trang

LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU BIỆN PHÁP SINH HỌC PHÒNG TRỪ
SÂU HẠI CÂY TRỒNG 3
1.1. Vị trí của phương pháp hóa học trong hệ thống bảo vệ cây trồng 3
1.1.1. Biện pháp hóa học trong BVTV những năm đầu thế kỷ XX 3
1.1.2. Hạn chế của thuốc hóa học trong BVTV vào thập kỷ 80 - 90 thế
kỷ XX 4
1.2. Đấu tranh sinh học trong tự nhiên là cơ sở, nền tảng của CNSH trong
BVTV 5
1.2.1. Sơ lược lịch sử về đấu tranh sinh học (ĐTSH) 5
1.2.2. Khái niệm về đấu tranh sinh học 6
1.2.3. Cơ sở khoa học của đấu tranh sinh học trong BVTV 7
1.2.4. Các nhóm sinh vật có ích trong ĐTSH 8
1.3. Vị trí của biện pháp sinh học trong BVTV 8

1.4. Các hướng chính của đấu tranh sinh học 9
1.4.1. Tính toán để nâng cao hoạt tính của sinh vật có ích 9
ii

1.4.2. Nghiên cứu tạo ra các chế phẩm sinh học trong phòng trừ sinh vật
gây hại 10
1.5. Tính ưu việt của chế phẩm sinh học 11
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA NẤM METARHIZIUM SPP 13
2.1. Phân loại 13
2.2. Đặc điểm hình thái 13
2.3. Độc tố diệt côn trùng của nấm Metarhizium 14
2.4. Cơ chế tác động của nấm lên côn trùng và con đường truyền bệnh 15
2.4.1. Cơ chế tác động 16
2.4.2. Con đường truyền bệnh 16
2.5. Cấu tạo và thành phần hóa học của tế bào vi nấm 17
2.6. Khả năng đồng hóa các nguồn cacbon, nitơ của nấm M. anisoliae 20
2.7. Nhu cầu về chất kích thích sinh trưởng 21
2.8. Phổ ký chủ của nấm lục cương Metarhizium spp 22
CHƯƠNG 3: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NẤM
METARHIZIUM SPP 27
3.1. Tình hình nghiên cứu sử dụng Metarhizium trên thế giới 27
3.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng Metarhizium ở Việt Nam 28
3.3. Hiệu lực phòng trừ sâu hại của chế phẩm Metarhizium anisopliae 29
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM
NẤM METARHIZIUM SPP TRỪ SÂU HẠI 33
4.1. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm 33
4.1.1. Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy 33
4.1.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến quá trình
phát triển của nấm M. anisopliae 33
4.1.3. Ảnh hưởng của ánh sáng 34

4.1.4. Ảnh hưởng của độ thoáng khí 34
iii

4.1.5. Ảnh hưởng của hàm lượng nước 34
4.1.6. Ảnh hưởng của pH 34
4.2. Công nghệ sản xuất nấm Metarhizium spp 35
4.2.1. Sử dụng các chủng giống để sản xuất 35
4.2.2. Chọn môi trường 35
4.3. Phương pháp sản xuất 37
4.3.1. Lên men chìm 37
4.3.2. Lên men bề mặt không vô trùng 40
4.3.3. Lên men xốp 42
4.3.4. Tạo chế phẩm ở qui mô nhỏ- thủ công 46
4.4. Cải tiến quy trình bảo quản giống gốc 46
4.4.1. Phục hồi giống gốc 46
4.4.2. Các phương pháp bảo quản một số giống nấm côn trùng ở Việt
Nam 47
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49
5.1. Kết luận 49
5.2. Kiến Nghị 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BVTV : Bảo vệ thực vật
B.bassiana : Beauveria .bassiana
Bt : Bacciluss Thuringiensis
bt : bào tử
cc : Cubic centimeter
cs : Cộng sự
cm : Centimet
ĐTSH : Đầu tranh sinh học
g : Gram
IU : International Unit
Mat : Metarhizium anisopliae
M.anisopliae : Metarhizium anisopliae
M. flavoviride : Metarhizium flavoviride
Môi trường PDA : Potato Dextro Agar
Môi trường PGA : Potato Glucose Agar
mg : Milligram
ml : Milliitter
NPV : Nucleo Polyhedrosis Virus
NSP : Ngày sau phun






v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1. Hiệu lực của chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae trên bọ
xít hại nhãn vải (Tessaratoma papillosa) trong phòng thí
nghiệm 30






















vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Metarhizium anisopliae 13
Hình 2.2. Cơ chế tác dụng của chế phẩm 17
Hình 2.3. Khuẩn lạc Metarhizium anisopliae 19
Hình 2.4. Bào tử nấm 19
Hình 2.5. Sâu xanh hại bông 25
Hình 2.6. Bọ lá khoai tây 25
Hình 2.7. Châu chấu bị nấm tấn công 26
Hình 2.8. Bọ rầy bị nhiễm nấm Metarhizium 26
Hình 3.1. Chế phẩm Metarhizium anisopliae trừ bọ cánh cứng 31
Hình 3.2. Chế phẩm Metarhizium 80LS 31
Hình 3.3. Chế phẩm Metarhizium 90 DP 32
Hình 3.4. Chế phẩm BIMA 32













vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 3.1. Sơ đồ lên men chìm được sản xuất tại một số cơ sở trong nước
39
Sơ đồ 3.2. Sơ đồ lên men bề mặt không vô trùng 41
Sơ đồ 3.3. Sơ đồ quá trình lên men xốp 43
Sơ đồ 3.4. Quy trình sản xuất nấm Mat theo phương pháp lên men bề mặt
45


Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

1

LỜI MỞ ĐẦU

Sâu bệnh gây hại luôn là mối đe dọa cho nền sản xuất nông nghiệp. Đối
với các quốc gia dựa nên nông nghiệp, sự nguy hại đó lại càng nghiêm trọng hơn.
Chính vì vậy chúng trở thành đối tượng quan tâm trong rất nhiều nghiên cứu
khoa học với mong muốn làm sao loại trừ được các loài sâu bệnh gây hại.
Qua nhiều thập kỷ, để diệt các sâu bệnh gây hại, con người dựa chủ yếu
biện pháp hóa học như một biện pháp đem lại hiệu quả tối đa. Tuy nhiên song
song với lợi ích đó, biện pháp hóa học gây xáo trộn hệ sinh thái, làm thoái hóa và
làm ô nhiễm môi trường. Cao hơn nữa, thuốc hóa học còn làm tăng tính kháng
thuốc của sâu hại và dư lượng thuốc hóa học tồn đọng trong thực vật gây tác
động xấu đến sức khỏe của con người. Trước thực tế đó, con người phải tìm kiếm
một phương pháp khác vừa hiệu quả vừa an toàn cho con người và không ô
nhiễm môi trường đồng thời không làm mất cân bằng sinh thái. Trên cơ sở đó,
biện pháp phòng trừ bằng sinh học ra đời. Biện pháp này dựa trên khả năng kí
sinh của các loài nấm, vi khuẩn, virus và khả năng ăn con mồi của các loài ăn
thịt, có nghĩa là sử dụng các sinh vật sống để diệt trừ côn trùng gây hại. Nhờ

những ưu điểm của mình, biện pháp này hiện đang được các nhà khoa học khắp
thế giới rất quan tâm và là hướng ưu tiên hàng đầu trong công tác phòng trừ sâu
bệnh.
Ở Việt Nam, biện pháp sinh học cũng được quan tâm và phát triển trong
nhiều năm gần đây khi mà vấn đề ngộ độc thực phẩm và nhiễm hóa chất bảo vệ
thực vật đã lên đến mức báo động. Trong số các tác nhân phòng trừ thì nấm xanh
Metarhizium được sử dụng rộng rãi vì có ưu điểm là phổ kí sinh rộng. Sản xuất
chế phẩm nấm sử dụng trong phòng trừ sâu hại cây trồng cũng lại là vấn đề quan
tâm của Công nghệ sinh học. Đó cũng chính là lý do để em thực hiện tổng quan
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

2

về đề tài: “Tìm hiều quy trình công nghệ sản xuất nấm Metarhizium spp trừ
sâu hại cây trồng”.
Mục đích và nội dung
Mục đích
- Tìm hiểu quy trình sản xuất nấm xanh Metarhizium spp trừ sâu hại cây
trồng.
Nội dung
- Biện pháp sinh học trong phòng trừ sâu hại cây trồng.
- Đặc điểm chung của nấm Metarhizium spp.
- Tình hình nghiên cứu và sử dụng nấm Metarhizium spp.
- Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm nấm Metarhizium spp trừ sâu.
- Hiệu lực phòng trừ sâu hại của chế phẩm Metarhizium anisopliae.

Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

3

CHƯƠNG 1
VAI TRÒ CỦA BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG PHÒNG TRỪ SÂU HẠI
CÂY TRỒNG

1.1. Vị trí của phương pháp hóa học trong hệ thống bảo vệ cây trồng [4, 7]
1.1.1. Biện pháp hóa học trong BVTV những năm đầu thế kỷ XX
Những năm đầu của thế kỷ XX, ngành hóa học bảo vệ thực vật đã phát
triển với tốc độ rất nhanh, nhất là sau đại chiến thế giới thứ hai, toàn thế giới đã
sản xuất ra hơn 15 triệu tấn thuốc hóa học để phun trên diện tích hơn 4 tỷ ha cây
trồng nông- lâm nghiệp. Thực tế cho thấy, trên đồng ruộng đã giảm hẳn số lượng
sâu bệnh hại và năng suất, sản lượng nông nghiệp tăng lên xấp xỉ hai lần. Kết quả
này cho thấy chỉ cần có thuốc hóa học, con người có thể giải quyết được việc
phòng trừ sâu, bệnh hại cây trồng và thời gian đó biện pháp hóa học đã giữ vị trí
khá quan trọng, gần như là độc tôn trong phòng trừ dịch hại bảo vệ cây trồng.
Từ giữa những năm 1950 trở đi, việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu hóa
học đã không ngừng được tăng nhanh và phát triển rộng khắp trên nhiều đối
tượng cây trồng, ở khắp mọi nơi trên toàn thế giới với số lượng ngày càng lớn. Vì
vậy, việc sử dụng thuốc hóa học phòng trừ sâu, bệnh hại ở nhiều nước đã trở nên
lạm dụng, có khi còn quá tùy tiện, rất nhiều nơi chỉ trong 1 vụ họ đã phun tới 10-
12 lần, thậm chí có khi lên tới 20-24 lần, đến lúc nào đó thì năng suất cây trồng

đã không thể tăng lên được nữa mà bị chững lại và kết quả ngược lại là sâu, bệnh
hại lại có chiều hướng gia tăng bởi vì sâu, bệnh hại cây trồng đã quen dần với
thuốc hóa học. Thực tế là sâu, bệnh hại đã phát sinh, phát triển ngày một nhiều
hơn, chúng đã phá hoại cây trồng nhanh hơn và gây thiệt hại đáng kể, có nhiều
loài sâu hại trước đây chỉ là thứ yếu thì nay lại trở thành chủ yếu là do chúng đã
phát sinh với số lượng lớn, rộng khắp trên toàn diện tích trồng trọt và phá hoại rất
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

4

mạnh, chính điều đó đã gây ra những tổn thất và làm mùa màng thiệt hại nghiêm
trọng, ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và phẩm chất của nông sản.
1.1.2. Hạn chế của thuốc hóa học trong BVTV vào thập kỷ 80 - 90 thế kỷ XX
Do phun thuốc trừ sâu hóa học định kỳ với nồng độ cao nên môi trường
sinh thái chung bị ô nhiễm trầm trọng, các nông sản phẩm bị nhiễm độc và ít
nhiều cũng để lại dư lượng hóa chất trong nông sản thực phẩm.
Điều tra trên các cây trồng nông - lâm nghiệp, các nhà khoa học đã phát
hiện thấy có khoảng 500 loài sâu, nhện hại mang tính kháng thuốc. Các quần thể
côn trùng ký sinh, thiên địch có ích như các loài ăn thịt và bắt mồi ngoài tự nhiên
đã bị giảm hẳn số lượng. Ong bướm thụ phấn hoa đã bị tiêu diệt khá nhiều, điều
này đã gây ảnh hưởng lớn đến năng suất cây trồng đặc biệt là các loại côn trùng
thụ phấn chéo. Các loài giun và côn trùng sống trong đất cày cũng ngày một ít đi.
Cá, tôm, cua, ếch, nhái, ở các ao hồ bị giảm sút rõ rệt, các loài chim thú ăn sâu
cũng dần dần biến mất, có khi bị cạn kiệt.
Chính vì vậy, vai trò của các biện pháp sinh học trong đấu tranh sinh học
đã được các nhà khoa học trong những năm 80 - 90 của thế kỷ XX đánh giá rất
cao khi mà biện pháp hóa học đã bộc lộ rõ những hạn chế chính như sau:
- Thuốc hóa học đã tác động lên hệ côn trùng ký sinh và ăn thịt mạnh hơn
nhiều so với đối tượng sâu hại cần phòng trừ.
- Thuốc tích tụ trong các cơ thể động vật, thực vật thông qua chuỗi mắt

xích thức ăn, thuốc còn đọng lại cả trên đất, nước mà cá, tôm đã ăn phải con
người lại ăn cả những loại cá, tôm trên.
- Liều lượng thuốc trừ sâu cứ tăng dần nên dẫn đến môi trường sinh thái bị
ảnh hưởng, sức khỏe con người bị giảm sút.
- Việc sử dụng liên tục một loại thuốc đã gây cho những cá thể bị đột biến
có khả năng chịu đựng cao với thuốc trừ sâu làm cho sâu hại lờn thuốc.
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

5

1.2. Đấu tranh sinh học trong tự nhiên là cơ sở, nền tảng của CNSH trong
BVTV
1.2.1. Sơ lược lịch sử về đấu tranh sinh học (ĐTSH)
Lịch sử của việc ứng dụng đấu tranh sinh học đã được phát triển theo sự
phát triển chung của nền kinh tế thế giới. Thêm vào đó, khi kinh tế ở mỗi nước
phát triển thì cuộc sống của con người ngày càng được cải thiện và đấu tranh sinh
học cũng ngày càng được phát triển, trong đó khoa học về công nghệ sinh học
trong BVTV càng được các nhà lãnh đạo của những nước đó quan tâm chú ý để
nâng cao chất lượng sản phẩm nhằm mục đích phục vụ trở lại cho con người.
Có thể kể ra một vài ví dụ cụ thể về lịch sử phát triển của đấu tranh sinh
học là từ xa xưa, con người đã biết sử dụng những loài côn trùng và nhện gây hại
cây trồng. Ngay từ thế kỷ I - IV, người nông dân Việt Nam đã biết dùng kiến
vàng để phòng trừ sâu hại cam, chanh. Người Trung Hoa cổ xưa cũng biết dùng
kiến vàng để trèo lên cây cho kiến ăn sâu, ăn bọ xít hại cây.
Năm 1856, tại Pháp, nhà khoa học Fitch đã thí nghiệm dùng bọ rùa ăn rệp
hại cây, tác giả nhận thấy có hiệu quả,
Năm 1882, tác giả Cook. Mc cho biết, loài người đã biết sử dụng các loài
côn trùng có ích như bọ mắt vàng, bọ xít, kiến, để diệt sâu, bảo vệ cây trồng.
Đầu thế kỷ XX có rất nhiều công trình nghiên cứu mang tính quy luật về
vai trò của các nhóm sâu ăn thịt như bọ rùa, bọ xít, kiến, của nhóm ký sinh như

ong, ruồi, Vào những năm 1890 - 1897, nhà khoa học Koben người Đức đã thu
thập nấm Metarhizium sp ký sinh trên sâu hại từ HaOai, mang về Đức để nghiên
cứu. Năm 1870 - 1895, nhà bác học Louis Paster cũng đã phát hiện ra vi khuẩn
Bacillus thuringiensis và nấm Beauveria sp gây hại trên con tằm vôi Bombyx
more, theo các tác giả thì đây là hướng mở ra cho việc nghiên cứu sử dụng các vi
sinh vật gây bệnh với sâu hại nói riêng và côn trùng hại nói chung.
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

6

Những năm gần đây, nhiều nhà khoa học BVTV trên thế giới và trong
nước đã nghiên cứu thành công việc kết hợp các biện pháp sinh học với biện
pháp hóa học để phòng trừ sâu bệnh hại đạt kết quả tốt. Các kết quả nghiên cứu
có giá trị của ngành hóa hữu cơ và hóa phân tích đã giúp cho một số nhà khoa
học tách được các chất dẫn dụ sinh dục đối với một số đối tượng sâu hại, làm cho
con cái mất khả năng sinh sản dẫn đến loài sâu hại do đó bị diệt vong.
Năm 1965, nhà khoa học Steiner đã nghiên cứu ra chất dẫn dụ ăn uống
Metylengenol, khi hỗn hợp chất dẫn dụ này với thuốc trừ sâu có nguồn gốc lân
hữu cơ (phosphat) theo tỷ lệ 97: 3 (100%), tác giả Steiner đã tẩm dịch hỗn hợp
trên vào bã mía, kết quả cho thấy chất dẫn dụ ăn uống Metylengenol có thể dẫn
dụ được các con đực của ruồi đục quả ở phạm vi bán kính xa 1km, theo Steiner,
chỉ cần sử dụng 8g chất dẫn dụ ăn uống Metylengenol cho 1 ha thì có thể tiêu diệt
được hoàn toàn ruồi đục quả Dacus dorsalis hại cam, chanh.
Thực tế cho thấy trên thế giới, đấu tranh sinh học đã được các nhà khoa
học nghiên cứu từ lâu. Ở nước ta, đấu tranh sinh học cũng đã được biết đến từ xa
xưa, nhưng những năm gần đây mới được nghiên cứu trên cơ sở công nghệ sinh
học để phát triển và hoàn thiện quy trình một cách đồng bộ trên quy mô lớn,
nhằm góp phần ứng dụng vào bảo vệ cây trồng theo hướng bền vững tạo ra nông
sản, thực phẩm an toàn phục vụ cho cuộc sống của con người.
1.2.2. Khái niệm về đấu tranh sinh học

Theo tài liệu của Hoàng Đức Nhuận (dẫn theo Phạm Thị Thùy,2010) thì có
rất nhiều định nghĩa về đấu tranh sinh học, nhưng định nghĩa đơn giản và dễ hiệu
hơn cả là:
”Đấu tranh sinh học là biện pháp sử dụng sinh vật hoặc các sản phẩm của
chúng nhằm ngăn chặn, hoặc làm giảm bớt những thiệt hại do các sinh vật hại
gây ra”
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

7

Điều chỉnh sinh học là một quá trình trong đó các loài ký sinh, ăn thịt hoặc
gây bệnh trên côn trùng xuất hiện trong sinh quần do sự tác động có ý thức của
con người với mục đích là làm giảm số lượng cá thể của một loài vật hại nào đó
đến mức sinh vật hại đó không còn gây hại, hoặc sự thiệt hại do nó gây ra không
có ý nghĩa về mặt kinh tế.
Sử dụng kẻ thù tự nhiên trong đấu tranh sinh học là: Khi sâu hại gặp điều
kiện thuận lợi và phát triển mạnh thì nguyên tắc đầu tiên con người phải vận
dụng là tạo điều kiện không thuận lợi nhằm ngăn chặn sự phát triển và thu hẹp
phạm vi ảnh hưởng của quần thể sâu hại đối với cây trồng.
Sử dụng biện pháp ĐTSH là vận dụng hài hòa những nguyên tắc và biện
pháp sinh học phòng trừ sâu bệnh hại. Trong bảo vệ thực vật nếu biết ứng dụng
ĐTSH thì hiệu quả phòng trừ cao và hiệu quả được diễn ra liên tục trong thời
gian dài, các nhà khoa học thường coi đấu tranh sinh học là sinh thái học ứng
dụng.
1.2.3. Cơ sở khoa học của đấu tranh sinh học trong BVTV
Tạo ra mối quan hệ mới không thuận lợi cho đối tượng gây hại trên cơ sở
vận dụng sáng tạo, nghĩa là đưa vào môi trường sống của sâu hại một yếu tố sinh
học mới là kẻ thù tự nhiên để phá vỡ điều kiện mới không thuận lợi cho sự phát
triển của quần thể sâu hại. Yếu tố sinh học mới đó là các loài ăn thịt, bắt mồi hay
kí sinh ong, ruồi và các vi sinh vật gây bệnh côn trùng như Bt, virus, vi nấm,

Tạo nên hiện tượng nhiều ký sinh cả trong điều kiện tự nhiên cũng như
trong nghiên cứu thí nghiệm, dựa trên cơ sở côn trùng gây hại thường có các loài
sinh vật có ích kí sinh. Bình thường thì chỉ có một loài kí sinh, nhưng trong thực
tế cũng có cá thể côn trùng có từ hai loài ký sinh trở lên, hiện tượng này được các
nhà khoa học gọi là nhiều kí sinh. Điều này dẫn đến sự cạnh tranh thức ăn trực
tiếp giữa các loài kí sinh, ví dụ như ong Opius sp ký sinh lên ruồi đục quả trong
cùng một thời gian đã tạo nên sự cạnh tranh quyết liệt. Theo Howard, năm 1911,
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

8

việc nghiên cứu tác động của hiện tượng nhiều kí sinh để tiêu diệt sâu róm đã dẫn
tới lý thuyết tuần tự trong đấu tranh sinh học, nghĩa là tạo cho mỗi loại kí sinh tác
động vào một giai đoạn phát triển của sâu hại. Hiện nay, hiện tượng nhiều kí sinh
ít thực hiện vì các nhà khoa học đã chứng minh: chỉ cần một loài kí sinh tác động
có hiệu quả cũng đủ kìm chế khả năng phát triển của sâu hại.
Vai trò của kí sinh và bắt mồi, ăn thịt trong đấu tranh sinh học: Tùy điều
kiện cụ thể, người ta thường căn cứ vào mối quan hệ sinh học đặc thù giữa sâu
hại với kẻ thù tự nhiên mà quyết định sử dụng loài kí sinh hoặc loài bắt mồi ăn
thịt để phòng trừ trên cơ sở của công nghệ sinh học.
Đấu tranh sinh học theo vùng địa lý: Kết quả thí nghiệm trên đồng ruộng
cho thấy, côn trùng thường phát triển thích hợp trong điều kiện thuận lợi về ẩm
độ, lượng chiếu sáng, lượng mưa cũng như chế độ dinh dưỡng, đất đai, đấu
tranh sinh học với các loài côn trùng hại này thường dễ dàng hơn và ngược lại.
1.2.4. Các nhóm sinh vật có ích trong ĐTSH
Nhóm bắt mồi ăn thịt : như bọ rùa, bọ mắt vàng, kiến vàng, bọ đuôi kim,
Nhóm kí sinh:
- Côn trùng và nhện kí sinh
- Vi sinh vật
• Virus : NPV, CV, CPV,

• Vi khuẩn : Bt,
• Vi nấm : Metarhizium, Beauveria,
Ở mỗi nhóm sinh vật có ích đều phát huy vai trò và tác dụng to lớn trong
đấu tranh sinh học, đặc biệt là trong việc phòng trừ các loài dịch hại nguy hiểm
trên các cây trồng nông, lâm nghiệp.
1.3. Vị trí của biện pháp sinh học trong BVTV
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

9

Trong những thập kỷ gần đây, chiến lược bảo vệ cây trồng trên thế giới đã
được thay đổi một cách cơ bản. Biện pháp sinh học ngày càng thể hiện rõ tính ưu
việt và vị trí đặc biệt của nó trong hệ thống tổng hợp bảo vệ cây trồng.
Nội dung chính của biện pháp sinh học trong BVTV:
Tăng cường sự điều hòa tự nhiên để làm giảm lâu dài số lượng các cơ thể
sinh vật gây hại xuống mức không thể gây tổn thất lớn về kinh tế đối với cây
trồng. Vì vậy, tất cả các phương pháp được vận dụng nhằm đấu tranh chống các
cơ thể gây hại đều phải nhằm nâng cao thế năng sinh học của các kẻ thù tự nhiên
để tạo nên mối quan hệ sinh học mới trong sinh quần đồng ruộng, làm cho các
sinh vật hại không thuận lợi về mặt sinh sản cũng như tiếp tục phát triển.
Con người phải luôn luôn kìm hãm sự tăng trưởng về số lượng của các cơ
thể có hại trong các quần thể tự nhiên trên cơ sở tác động tối ưu đến môi trường
sống, nghĩa là bảo vệ và tăng cường sự hoạt động của các loài thiên địch có ích
trong tự nhiên cũng như nghiên cứu và sử dụng các tác nhân sinh học mới trong
công tác phòng trừ dịch hại.
Những năm vừa qua, ở Việt Nam, việc sử dụng các giống cây trồng chống
chịu với sâu, bệnh và các biện pháp phòng trừ sâu, bệnh một cách tổng hợp tuy
đã có nhiều tiến bộ, nhưng thực sự chưa được nhân rộng. Biện pháp hóa học vẫn
giữ vị trí chủ đạo trong bảo vệ thực vật, mặc dù số lượng thuốc hóa học được
dùng còn thấp so với nhiều nước trên thế giới, nhưng vì sử dụng thuốc một cách

tùy tiện, thiếu hiểu biết nên đã gây ra những hậu quả tiêu cực tương tự như đã
xảy ra trên thế giới trước đây.
1.4. Các hướng chính của đấu tranh sinh học
Là cơ sở khoa học của công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật, ở nước ta
trong 3 thập kỷ gần đây đã và đang phát triển với nhịp độ nhanh các ngành khoa
học nói chung và các biện pháp sinh học nói riêng để điều hòa số lượng các cá
thể dịch hại xuống mức thấp nhất. Các hướng chính của đấu tranh sinh học trong
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

10

phòng trừ dịch sâu, bệnh hại, cỏ dại, gây ra đã được các nhà khoa học định
hướng và xác lập thành một thể thống nhất dựa trên hai hướng chính sau đây:
1.4.1. Tính toán để nâng cao hoạt tính của sinh vật có ích
Xác định thành phần và hiệu quả của các loài côn trùng ký sinh- ăn thịt có
ích và các tác nhân vi sinh vật gây bệnh trên cơ thể sinh vật hại có sẵn ngoài tự
nhiên, nhằm mục đích duy trì sự xuất hiện của chúng trên đồng ruộng để làm
giảm một phần hoặc tiến tới giảm hẳn khối lượng sử dụng thuốc trừ sâu.
Xây dựng cơ cấu cây trồng thích hợp để tạo ra các nguồn thức ăn có các cơ
chế không thích hợp với các loài sâu, bệnh, nhện hại gây ra như gieo trồng các
loài cây có khả năng chuyển gen độc, các cây có khả năng miễn dịch, các giống
mới có khả năng kháng được sâu bệnh hại,
Xác lập các biện pháp canh tác thích hợp để nâng cao hoạt tính của các
sinh vật có ích.
Sử dụng các loại thuốc trừ sâu hóa học có ảnh hưởng thấp nhất đối với các
quần thể côn trùng ký sinh - ăn thịt và bắt mồi, cũng như không ảnh hưởng tới
môi trường sống cộng đồng.
1.4.2. Nghiên cứu tạo ra các chế phẩm sinh học trong phòng trừ sinh vật gây
hại
Sản xuất và sử dụng rộng rãi các loại thuốc trừ sâu vi sinh vật trên cơ sở

các nguồn vi khuẩn, virus, vi nấm và các thuốc kháng sinh.
Sử dụng các chất có hoạt tính sinh học như các pheromon sinh dục, các
hormon sinh trưởng, các chất dẫn dụ ăn uống, các chất gây ngán và các chất xua
đuổi côn trùng,
Sản xuất trên quy mô công nghiệp để phóng thả các loại côn trùng và nhện
kí sinh - ăn thịt có ích lên đồng ruộng nhằm hạn chế được quần thể sâu hại.
Phóng thả các côn trùng có hại đã được gây vô sinh nhằm tạo ra sự cạnh
tranh sinh dục với quần thể sâu hại ngoài tự nhiên.
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

11

Sử dụng các côn trùng ăn thực vật, các tuyến trùng và các tác nhân gây
bệnh chuyên tính hẹp đã qua kiểm dịch để diệt trừ các loài cỏ gây hại cho cây
trồng.
Trong hai hướng trên, hiện nay các nhà khoa học đặc biệt chú ý đến hướng
thứ hai, bởi hướng này hầu hết phải dựa trên nền tảng nghiên cứu của công nghệ
sinh học mới có thể phát triển sản xuất ra các loại thuốc trừ sâu sinh học đạt chất
lượng cao, mang tính ổn định để sử dụng rộng rãi trong phòng trừ dịch hại cây
trồng, lâm nghiệp.
Đến nay, trên thế giới đã có rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu về
CNSH trong bảo vệ thực vật, nhiều nước đã thu được những kết quả tốt trong quá
trình triển khai ứng dụng các chế phẩm sinh học phòng trừ sâu hại, bệnh hại, cỏ
dại và chuột hại bảo vệ cây trồng.
1.5. Tính ưu việt của chế phẩm sinh học
Không gây độc hại cho con người động vật và cây trồng, có khả năng tiêu
diệt một cách chọn lọc các loài sâu bệnh. Phần lớn các tác nhân sinh học nói
chung có tính đặc hiệu cao trong việc tiêu diệt các loại côn trùng. Trong khi đó,
thuốc trừ sâu hóa học gây độc cho người, gia súc nếu tiếp xúc lâu dài, một số là
tác nhân gây ung thư. Do không độc hại đối với con người, lại không ảnh hưởng

xấu đến hệ sinh vật quanh hệ rễ của cây trồng, nên chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh
có nguồn gốc vi sinh vật không phá vỡ cân bằng hệ sinh thái, không gây ô nhiễm
môi trường sống.
Việc sử dụng các chế phẩm vi sinh vật diệt sâu bệnh cho đến nay chưa phát
hiện được hiện tượng “ lờn thuốc” ở các loài côn trùng. Đây cùng là ưu điểm hơn
hẳn của biện pháp sinh học với biện pháp hóa học.
Các vi sinh vật diệt sâu bệnh có thể nhiễm lên sâu bệnh bằng nhiều cách
khác nhau: bằng con đường tiêu hóa (ở vi khuẩn), qua da, tầng cuticum (ở
nấm),…
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

12

Các vi sinh vật diệt sâu bệnh, côn trùng có thể tồn tại trong điều kiện môi
trường không thuận lợi (không vật chủ, điều kiện khí hậu khắc nghiệt,…) ở nhiều
dạng khác nhau: dạng bào tử, dạng hạch nấm hay giả hạch nấm.
Khả năng phát tán rộng trong tự nhiên của các giống vi sinh vật có ý nghĩa
rất lớn trong việc tăng cường lây lan tạo thành dịch ở côn trùng, sâu bệnh. Ngoài
ra một số nấm, vi khuẩn, virus còn có thể được lan truyền rộng, nhờ dòng không
khí, nước mưa và côn trùng,…
Với tất cả các đặc điểm sinh học tự nhiên như trên, các vi sinh vật diệt sâu
bệnh, có thể xuất hiện bất cứ lúc nào có thể nói là bất ngờ, với một tốc độ rất
nhanh, mang tính chất một ổ bệnh, dẫn đến gây chết côn trùng, sâu bệnh hại cây
trồng trên địa bàn rộng. Chính vì vậy chúng giúp bảo vệ cây trồng có hiệu quả rất
đáng kể.

Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

13


CHƯƠNG 2
ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VỀ NẤM METARHIZIUM SPP

2.1. Phân loại
Ngành : Ascomycota
Lớp : Sordariomycetes
Bộ : Hypocreales
Họ : Clavicipitaceae
Chi : Metarhizium
Loài : M. anisopliae và M. flavoviride


Hình 2.1. Metarhizium anisopliae
Trong 2 loài nấm Metarhizium anisopliae và Metarhizium flavoviride, loài
Metarhizium anisopliae Sorok ,1883 được sử dụng nhiều trong phòng trừ sâu hại
cây trồng (Phạm Thì Thùy,2010).
2.2. Đặc điểm hình thái [4]
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

14

Sợi nấm phát triển trên bề mặt sâu bệnh có màu từ màu trắng đến màu
xanh, cuống sinh bào tử ngắn mọc tỏa tròn trên đám sợi nấm dày đặc. Bào tử trần
hình que có kích thước 3,5 x 6,4 x 7,2 µm, màu từ lục xám đến oliu - lục, bào tử
xếp thành chuỗi khá chặt chẽ và nhìn bằng mắt thường người ta có thể thấy bào
tử được tạo ra trên bề mặt cơ thể côn trùng một lớp phấn khá rõ màu xanh lục.
Sợi nấm khi phát triển bên trong côn trùng có chiều rộng khoảng 3 - 4 µm, dài
khoảng 20µm, chia thành nhiều tế bào ngắn, trong tế bào có thể thấy rõ nhiều giọt
mỡ.
Nấm M. anisopliae có bào tử dạng hình trụ, hình hạt đậu, khuẩn lạc có màu
xanh thỉnh thoảng có màu tối hoặc màu hồng vỏ quế, chúng phát triển chậm trên
môi trường không có peptone (ví dụ như môi trường PDA, Czapek - Dox), thích
hợp trên môi trường có pepton, cụ thể trên môi trường Sabouraud nấm phát triển
tốt trong điều kiện nhiệt độ 25⁰C sau 7 - 10 ngày nuôi cấy thì khuẩn lạc có đường
kính 4 - 6 cm. Loài nấm Metarhizium anisopliae có hai loài (varities) dạng bào tử
nhỏ và lớn, dạng bảo tử nhỏ Metarhizium var. anisopliae có kích thước bào tử
3,5 - 5,0 x 2,5 - 4,5 µm, dạng bào tử lớn là Metarhizium anisopliae var. major có
kích thước bào tử 10,0 - 14,0 µm.
Để phân biệt hai loài nấm trên, tác giả Tsai và cs (dẫn theo Phạm Thị
Thùy, 2010) đã nghiên cứu đặc tính huyết thanh khác nhau của hai loài này và
xác định rằng loài Metarhizium anisopliae là chủng gây bệnh mạnh nhất trên côn
trùng thuộc bộ cánh cứng Coleoptera. Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm
thấy có khoảng 204 loài sâu bệnh, côn trùng thuộc họ Elaridae và Curculionidae
dễ bị nhiễm bệnh bởi nấm Metarhizium anisopliae.
2.3. Độc tố diệt côn trùng của nấm lục cương Metarhizium [4]
Độc tố diệt côn trùng của nấm lục cương gồm một số ngoài độc tố có tên là
Destruxin A, B, C hay D. Các ngoại độc tố đó là các sản phẩm thứ cấp vòng
Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật

15

peptit, L - prolyn, L - leucine, anhydride, L - prolyn - L - valine anhydride và
Desmethyl Destruxin B.
Theo tài liệu của tác giả Lysenko và Kucera thì nấm M. anisopliae cũng
sinh độc tố Destruxin A và độc tố Destruxin B. Theo Suzuki và cộng sự (1970)
thì:
Destruxin A có công thức nguyên là C
29
H
47
O
7
N
5
, có điểm sôi là 188⁰C.
Destruxin B có công thức nguyên là C
30
H
51
O
7
N
5
, có điểm sôi là 234⁰C.
Độc tố Destruxin A có bản chất hóa học là D - 2 hydroxy - 4 - pentenoy - L
- prolyl - isoleucyl - N - methyl - L valyl - N - methyl - L - alanyl - alanyl lacton.
Độc tố Destruxin B có bản chất hóa học là D - α hydroxy - γ -
methylvaleryl - L - prolyl - L - isoleucyl - N - methyl - L valyl - N - methyl - L -
alanyl - β alanyl lacton.

Lần lượt từ năm 1961 và 1962, Y. Kodaira (dẫn theo Phạm Thị Thùy,
2010) đã tách ra được độc tố Destruxin A, và Destruxin B từ dịch nuôi cấy nấm
lục cương M. anisopliae.
S. Tamura và cs từ năm 1965 – 1970 đã tiến hành nuôi cấy nấm lục cương.
Các tác giả cũng tách được những độc tố trên từ môi trường Czapek - Dox có
chứa 0,5% pepton. Từ 1 lít dịch nuôi cấy người ta có thể thu nhận được 13 - 15
mg độc tố Destruxin A và B, dịch lọc được xử lý bằng than hoạt tính rồi được
phản hấp phụ bằng N - butanol, sau đó được tách ra bằng benzene và được làm
sạch trên bột nhôm oxit trung tính (dẫn theo Phạm Thị Thùy, 2010).
Năm 1971, người ta đã tổng hợp nhân tạo được Destruxin B. Có khoảng 70
loài côn trùng bị tiêu diệt bởi nấm lục cương M. anisopliae.
Dưới kính hiển vi điện tử với độ phóng đại lớn, năm 2000 các nhà khoa
học Mỹ đã chụp được chuỗi bào tử M. anisopliae kéo dài với mật độ giống như
dạng khôi mô giậu.
2.4. Cơ chế tác động của nấm lên sâu bệnh và con đường truyền bệnh [5, 7]