Nghiên cứu sử dụng nấm metarhizium anisopliae và nấm beauveria bassiana phòng chống rệp sáp hại cà phê tại tây nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
--------

PHẠM VĂN NHẠ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NẤM Metarhizium anisopliae
VÀ NẤM Beauveria bassiana PHÒNG CHỐNG RỆP SÁP
HẠI CÀ PHÊ TẠI TÂY NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT

HÀ NỘI - 2013


i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
--------

PHẠM VĂN NHẠ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NẤM Metarhizium anisopliae
VÀ NẤM Beauveria bassiana PHÒNG CHỐNG RỆP SÁP
HẠI CÀ PHÊ TẠI TÂY NGUYÊN

CHUYÊN NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT
MÃ SỐ: 62 62 01 12

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: PGS.TS. HỒ THỊ THU GIANG
2: PGS.TS. PHẠM THỊ VƯỢNG

HÀ NỘI - 2013

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được sử dụng để
bảo vệ một học vị nào. Các tài liệu trích dẫn được ghi rõ nguồn gốc và mọi sự
giúp đỡ đã được cảm ơn.
Hà Nội, ngày 10 tháng 07 năm 2013
Tác giả luận án

Phạm Văn Nhạ

ii


LỜI CẢM ƠN
Hoàn thành luận án này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâuu sắc
tới PGS.TS. Hồ Thị Thu Giang và PGS.TS. Phạm Thị Vượng đã tận tình
hướng dẫn, dìu dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Côn trùng, Khoa
Nông học và Ban Quản lý Đào tạo, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã
quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài.

Tôi xin trâng trọng cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám đốc, Viện Bảo vệ thực
vật đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt cho tôi trong suốt thời
gian thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Viện Khoa học Nông lâm
nghiệp Tây Nguyên, các công ty, các nông trường cà phê và các hộ nông dân
tại Tây Nguyên đã giúp đỡ tôi thực hiện đề tài trong thời gian qua.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới bạn bè, đồng nghiệp, người thân
trong gia đình đã tận tình động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện
luận án.
Hà Nội, ngày 10 tháng 07 năm 2013
Tác giả luận án

Phạm Văn Nhạ

iii


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.

51

Tình hình nghiên cứu ở trong nước

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.

61

Địa điểm, thời gian, vật liệu nghiên cứu và dụng cụ thí nghiệm

2.1.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

61

2.1.2. Vật liệu nghiên cứu

61

iv


2.1.3. Dụng cụ thí nghiệm

63

2.2.

64

Nội dung nghiên cứu

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
2.3.

phòng chống rệp sáp hại cà phê

64

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
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1.
3.1.1.

75
81

Thành phần và diễn biến tỷ lệ cành cà phê bị rệp sáp hại tại Tây
Nguyên năm 2009, 2010

81

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
3.2.

82

Thu thập và tuyển chọn các chủng nấm có hoạt tính sinh học cao

trong phòng chống rệp sáp hại cà phê

v

89


3.2.1. Thu thập, phân lập và giám định các chủng nấm ký sinh trên sâu hại
3.2.2. Kết quả lựa chọn môi trường nuôi cấy nấm

89
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

3.3.1. Kết quả lựa chọn môi trường lên men xốp thích hợp

116
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

vi


CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN
Ký hiệu,

Diễn giải

chữ viết tắt
BVTV

Bảo vệ thực vật

B.b

Beauveria bassiana

CMC

Cellulose

cs.

Cộng sự

CT

Công thức

CTV

cộng tác viên

ĐC

Đối chứng

et al.

Và những người khác

M.a

Metarhizium anisopliae

MĐPB

Mức độ phổ biến

MH

Mô hình

NSP

Ngày sau phun

NXB

Nhà xuất bản

PG

phụ gia

PTNT

Phát triển nông thôn

RH%

Ẩm độ không khí (%)

TCN

Tiêu chuẩn ngành

TLH

Tỉ lệ hại

TP

Trước phun

t0C

Nhiệt độ không khí (độ C)

VSV

Vi sinh vật

vii


DANH MỤC BẢNG
STT
3.1.

Tên bảng

Trang

Thành phần rệp sáp hại cà phê tại Đắk Lắk và Gia Lai (năm

2009-2010)

3.2.

81

Diễn biến tỷ lệ cành nhiễm rệp sáp mềm xanh trên vườn cà phê
tại Đắk Lắk và Gia Lai năm 2010

3.3.

Diễn biến tỷ lệ cành nhiễm rệp sáp bột (Planococcus kraunhiae,
Ferrisia virgata) trên vườn cà phê tại Tây Nguyên năm 2010

3.4.

88

Tỷ lệ cành cà phê bị nhiễm rệp sáp và tỷ lệ rệp sáp xanh mềm bị
nấm ký sinh trên trên đồng ruộng tại Buôn Ma Thuột năm 2010

3.5.

83

90

Kết quả định tên các mẫu nấm ký sinh bằng phương pháp giải
trình tự gene (giám định tại ĐH Missouri – USA, 2011)

96

3.6.

Thành phần các loài nấm ký sinh trên rệp sáp hại cà phê

97

3.7.

Danh sách các chủng nấm ký sinh trên sâu hại đã phân lập được
ở Việt Nam 2009 - 2011

3.8.

98

Khả năng sinh enzyme ngoại bào của chủng nấm MR4 trên các
môi trường khác nhau (Viện BVTV, 2009)

3.9.

Khả năng phát triển của các chủng nấm BR trên môi trường N1 ở
15oC

3.10.

101

Khả năng phát triển của các chủng nấm BR trên môi trường N1 ở

20oC (Viện BVTV, 2009 – 2011)

3.11.

102

Khả năng phát triển của các chủng nấm BR | trên môi trường N1
ở 25oC (Viện BVTV, 2009 – 2011)

3.12.

100

103

Khả năng phát triển của các chủng nấm BR trên môi trường N1 ở
30oC (Viện BVTV, 2009 – 2011)

viii

104


3.13.

Khả năng phân giải một số cơ chất của Enzyme ngoại bào các
chủng nấm BR sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường N1 (Viện
BVTV, 2009 – 2011)

3.14.

105

Khả năng phân giải một số cơ chất của Enzyme ngoại bào các
chủng nấm MR sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường N1 (Viện
BVTV, 2009 – 2011)

3.15.

106

Khả năng phân giải các cơ chất của enzyme ngoại bào khi nuôi
cấy hỗn hợp một số chủng nấm sau 7 trên môi trường N1 (Viện
BVTV, 2010)

3.16.

107

Hiệu lực trừ rệp sáp bột tua ngắn (Planococcus kraunhiae) của
các chủng BR trong phòng thí nghiệm (Viện BVTV, 7/2010)

3.17.

109

Hiệu lực trừ rệp sáp tua ngắn (Planococcus kraunhiae) của các
chủng thuộc loài Metarhizium anisopliae trong phòng thí nghiệm
(Viện BVTV, 8/2010)

3.18.

111

Hiệu lực trừ rệp sáp mềm xanh (Coccus viridis) của các chủng
thuộc loài Metarhizium anisopliae trong phòng thí nghiệm (Viện
BVTV, 7/2010)

3.19.

112

Hiệu lực trừ rệp sáp mềm xanh (Coccus viridis) của các chủng
BR trong phòng thí nghiệm (Viện BVTV, 7/2010)

3.20.

Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản tới chất lượng giống gốc
(Viện BVTV, 2010 – 2011)

3.21.

113
115

Khả năng sinh bào tử của chủng BR5 loài Beauveria bassiana và
chủng MR4 loài Metarhizium anisopliae trên một số môi trường
sản xuất (Viện BVTV, 2010)

3.22.

116

Chất lượng chế phẩm tinh sau các tháng bảo quản khi phối trộn
với các dạng phụ gia khác nhau (Viện BVTV, 2010 – 2011)

ix

117


3.23.

Chất lượng chế phẩm sau các tháng bảo quản khi phối trộn với
phụ gia ở các tỷ lệ khác nhau (Viện BVTV, 2010 – 2011)

3.24.

Ảnh hưởng của một số chất bám dính đến sự nảy mầm của bào tử
nấm MR4 và BR5 (Viện BVTV, 2011)

3.25.

124

Hiệu lực của chế phẩm trên rệp sáp tua ngắn (Planococcus
kraunhiae) trong phòng thí nghiệm (Viện BVTV, 5/2010)

3.27.

119

Hiệu lực của chế phẩm trên rệp sáp mềm xanh trong phòng thí
nghiệm (Viện BVTV, 4/2010)

3.26.

118

125

Hiệu lực trừ rệp sáp bột tua ngắn (Planococcus kraunhiae) của
chế phẩm BIOFUN 2 (BR5) qua các tháng (Viện KHNLNTN,
2010)

3.28.

126

Hiệu lực trừ rệp sáp bột tua ngắn (Planococcus kraunhiae) của
chế phẩm BIOFUN 1 (Viện KHNLNTN, 2010)

3.29.

Hiệu lực trừ rệp sáp mềm xanh hại cà phê của chế phẩm
BIOFUN 1 và BIOFUN 2 (Viện KHNLNTN, 5/2010)

3.30.

130

Hiệu lực của chế phẩm trên rệp sáp bột tua ngắn (Planococcus
kraunhiae) trong nhà lưới (Viện BVTV, 10/2010)

3.33.

131

Hiệu lực của chế phẩm trên rệp mềm xanh trong nhà lưới tại Tây
Nguyên (Viện KHKTNLN Tây Nguyên, 2/2011)

3.34.

129

Hiệu lực của chế phẩm trên rệp sáp mềm xanh trong nhà lưới
(Viện BVTV, 10/2010)

3.32.

128

Hiệu lực trừ rệp sáp hại gốc cà phê (Planococcus sp) của 2 loại
chế phẩm nấm (Viện KHNLNTN, 7/2010)

3.31.

128

132

Hiệu lực của chế phẩm trên rệp sáp bột tua ngắn (Planococcus
kraunhiae) trong nhà lưới tại Tây Nguyên (Viện KHKTNLNTN,
2/2011)

133

x


3.35.

Hiệu lực của chế phẩm BIOFUN 1 và BIOFUN 2 đối với rệp sáp
mềm xanh trên đồng ruộng diện hẹp (Đắk Lắk, 3/2011)

3.36.

134

Hiệu lực của chế phẩm BIOFUN 1 và BIOFUN 2 đối với rệp sáp
bột tua ngắn (Planococcus kraunhiae) trên đồng ruộng diện hẹp
(Đắk Lắk, 3/2011)

3.37.

135

Hiệu lực trừ rệp sáp tua ngắn (Planococcus kraunhiae) của chế
phẩm BIOFUN 1 và BIOFUN 2 trên diện rộng (CưKuin, 3/2011) 136

3.38.

Hiệu lực trừ rệp sáp mềm xanh của chế phẩm BIOFUN 1 và
BIOFUN 2 trên diện rộng (Buôn Ma Thuột , 3/2011)

3.39.
3.40.

137

Hiệu lực trừ rệp sáp gốc rễ của chế phẩm BIOFUN 1 ngoài đồng
ruộng (Buôn Ma Thuột, 3/2011)

138

Hiệu quả kinh tế của mô hình (năm 2011)

141

xi


DANH MỤC HÌNH
STT
3.1.

Tên hình

Trang

Diễn biến tỷ lệ cành nhiễm rệp sáp mềm xanh tại Buôn Ma Thuột
– Đắk Lắk năm 2010

3.2.

84

Diễn biến tỷ lệ cành nhiễm rệp sáp mềm xanh tại Cưkuin – Đắk
Lắk năm 2010

3.3.

84

Diễn biến tỷ lệ cành nhiễm rệp sáp mềm xanh tại Krông Păk–
Đắk Lắk năm 2010

3.4.

85

Diễn biến tỷ lệ cành nhiễm rệp sáp mềm xanh tại Chư Sê – Gia
Lai năm 2010

85

3.5.

Cà phê dưới 5 tuổi nhiễm rệp sáp mềm xanh

87

3.6.

Cành cà phê bị nhiễm rệp sáp bột tua ngắn

89

3.7.

Rệp sáp mềm xanh bị nấm ký sinh trên đồng ruộng tại Đắk Lắk,
năm 2009

91

3.8.

Rệp sáp bột tua ngắn bị nấm Metarhizium ký sinh

94

3.9.

Rệp sáp bột tua ngắn bị nấm Beauveria ký sinh

94

3.10.

Rệp sáp mềm xanh bị nấm ký sinh

94

3.11.

Rệp sáp bột 2 tua dài bị nấm Metarhizium ký sinh

94

3.12.

Khuẩn lạc chủng MR1

95

3.13.

Cuống sinh bào tử chủng MR1

95

3.14.

Khuẩn lạc chủng MR4

95

3.15.

Bào tử chủng MR4

95

3.16.

Khuẩn lạc chủng BR5

95

3.17.

Cành bào tử của chủng BR5

95

3.18.

Thử phản ứng enzyme các chủng nấm

108

3.19.

Đường kính vòng phân giải enzyme của các chủng khác nhau

108

xii

3.20.

Kiểm tra chất lượng chủng MR4 sau thời gian bảo quản

115

3.21.

Giống nấm cấp 1

123

3.22.

Giống nấm cấp 2

123

3.23.

Nhân sinh khối

123

3.24.

Nhân nuôi nguồn rệp sáp

129

3.25.

Đánh giá hiệu lực chế phẩm trong phòng thí nghiệm

129

3.26.

Đánh giá hiệu lực của chế phẩm nấm trên đồng ruộng

136

3.27.

Tỷ lệ cành bị hại của rệp sáp trên vườn mô hình, cà phê trên 10
tuổi tại Krông Păk qua các kỳ điều tra

3.28.

138

Tỷ lệ nấm ký sinh trên rệp sáp mềm xanh trong mô hình tại
Krông Păk qua các kỳ điều tra

xiii

139


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


15

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

15

16

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”.

16


17

2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích của đề tài
Trên cơ sở xác định thành phần chủng nấm ký sinh rệp sáp hại cà phê,
lựa chọn chủng có ý nghĩa từ đó đi sâu nghiên cứu, xây dựng quy trình sản
xuất nhằm tạo ra chế phẩm sinh học đặc hiệu trong phòng chống rệp sáp hại
cà phê đạt hiệu quả.
2.2. Yêu cầu của đề tài
- Điều tra, xác định thành phần các loài rệp sáp gây hại trên cà phê và diễn
biến của một số loài rệp sáp hại chính trên cà phê tại Tây Nguyên.
- Thu thập và xác định thành phần chủng nấm ký sinh rệp sáp hại cà phê.
- Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái một số chủng nấm có độc
tính cao đối với rệp sáp hại cà phê.
- Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm nấm phòng trừ rệp
sáp hại cà phê.
- Khảo nghiệm hiệu lực của chế phẩm và xây dựng mô hình sử dụng
chế phẩm nấm phòng chống rệp sáp hại cà phê đạt hiệu quả.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Cung cấp các dẫn liệu về thành phần các loài nấm ký sinh trên rệp sáp
hại cà phê tại vùng nghiên cứu.
- Bổ sung các dẫn liệu cơ bản về đặc điểm sinh học, sinh thái của một
số chủng nấm ký sinh trên rệp sáp gây hại chủ yếu trên cà phê.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn

- Giúp cho người trồng cà phê có được chế phẩm sinh học đặc hiệu để
phòng trừ rệp sáp hại cà phê.
- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học
phòng trừ rệp sáp hại cà phê.
- Có được quy trình sử dụng chế phẩm trong phòng trừ rệp sáp hại cà
phê trên đồng ruộng.

17


18

3.3. Những đóng góp mới của đề tài
- Là công trình khoa học đầu tiên nghiên cứu một cách có hệ thống về
nấm ký sinh trên rệp sáp gây hại cà phê. Đã phân lập và định danh được 20
chủng thuộc 4 loài nấm ký sinh trên rệp sáp hại cà phê, trong đó có 12 chủng
thuộc 4 loài nấm tại Tây Nguyên.
- Bổ sung những dẫn liệu mới về đặc điểm sinh học, sinh thái và độc
lực ký sinh của 25 chủng (16 chủng BR, 9 chủng MR) thuộc 6 loài nấm ký
sinh trên rệp sáp hại cà phê và sâu hại trên cây trồng khác ở Việt Nam. Trong
25 chủng có 13 chủng thu được ở Tây Nguyên. Đây là cơ sở khoa học để
nghiên cứu tuyển chọn, nhân nuôi tạo chế phẩm sinh học có hiệu quả.
- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất và sử dụng hai chế
phẩm nấm ký sinh BIOFUN 1 từ chủng MR4 và BIOFUN 2 từ chủng BR5 để
phòng chống rệp sáp hại cà phê đạt hiệu quả kinh tế, môi trường ở Tây
Nguyên và vùng phụ cận.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Nấm ký sinh trên rệp sáp hại cà phê, các mẫu phân lập từ bệnh phẩm
ngoài tự nhiên tạm gọi là chủng.

- Rệp sáp hại cà phê tại Tây Nguyên.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Xác định thành phần chủng nấm ký sinh rệp sáp hại cà phê tại vùng
nghiên cứu.
- Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái một số chủng nấm có độc
tính cao đối với rệp sáp hại cà phê.
- Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm nấm phòng trừ rệp
sáp hại cà phê.
- Xây dựng mô hình sử dụng chế phẩm nấm phòng chống rệp sáp hại
cà phê đạt hiệu quả.

18


19

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Việc sử dụng các chế phẩm sinh học phòng trừ dịch hại nói chung và
phòng trừ rệp sáp hại cà phê nói riêng đang tồn tại những vấn đề hạn chế cơ
bản và cũng là định hướng cần được giải quyết trong phạm vi nghiên cứu của
luận án:
Trong lĩnh vực sản xuất chế phẩm sinh học tại Viện Bảo vệ thực vật các
năm trước đây: Đã thu thập và tuyển chọn được nhiều chủng VSV có hoạt lực
cao trong hạn chế dịch hại. Đó là nguồn gen quý có trong tự nhiên của hệ sinh
thái. Song 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. Chính vì thế mà hiệu
quả phòng trừ dịch hại sau một thời gian thì hoạt tính của chúng giảm dần kết
quả không đạt như mong muốn.
Các chủng VSV có độc lực cao thường được sản xuất chế phẩm ứng
dụng cho nhiều vùng trong cả nước. Chính vì thế mà độc lực đối với sâu hại ở
các vùng sinh thái khác nhau, đôi khi không mang lại kết quả như mong đợi.
Chế phẩm sản xuất thường ở dạng thô (bao gồm cả giá thể và chất
mang) nên trong quá trình sử dụng rất bất tiện.
Các chế phẩm khi sản xuất ra có chất lượng cao, song thời hạn bảo
quản rất ngắn nên rất khó tiếp cận với thực tế sản xuất.
Khắc phục những nhược điểm này, đòi hỏi chúng ta phải có những giải
pháp kỹ thuật công nghệ nhằm nâng cao và duy trì hoạt lực của các chủng

19


20

nấm côn trùng. Từ đó tuyển chọn xác định độc lực của các chủng nấm làm vật
liệu sản xuất chế phẩm áp dụng trong phòng chống rệp sáp hại cà phê.
Khác với hệ sinh thái nông nghiệp cây ngắn ngày, hệ sinh thái vườn
cà phê có thời gian hình thành phát triển tương đối dài, thành phần chủng
loài có tính ổn định tương đối cao. Rệp sáp hại thường sống thành quần tụ,
vườn cà phê thường có cây che bóng hạn chế ánh sáng trực xạ, đây là
những điều kiện rất thuận lợi cho nấm ký sinh gây bệnh cho rệp sáp và lây
nhiễm trong quần thể..
Xuất phát từ luận điểm cơ bản trên và đáp ứng yêu cầu của sản xuất
hiện nay và lâu dài, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài này với mong
muốn có những đóng góp cả về lý thuyết và thực tiễn sản xuất cà phê ở
Việt Nam hiện nay.

1.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
1.2.1. Những nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng
* Khái niệm chung về bệnh lý côn trùng
Côn trùng thường mắc nhiều bệnh khác nhau do nhiều loài vi sinh vật
gây lên như vi rút, vi khuẩn, nấm, tuyến trùng và nguyên sinh động vật. Bệnh
côn trùng thường thể hiện hàng loạt các đặc tính khác nhau, đặc điểm chung là
sau khi gây bệnh thì làm chết các cá thể côn trùng. Khoa học nghiên cứu bệnh
côn trùng gọi là bệnh lý học côn trùng. Bệnh lý học côn trùng không chỉ đơn
thuần miêu tả những biến đổi bệnh lý trong cơ thể côn trùng mà còn nghiên
cứu các tác nhân gây bệnh, dịch bệnh, đặc điểm cơ bản và những diễn biến của
vi sinh vật gây bệnh ở trong và ngoài cơ thể ký chủ. Cá thể côn trùng bị bệnh
khác hẳn với cá thể khỏe bởi hàng loạt triệu chứng bên ngoài do có những thay
đổi về sinh lý và bệnh lý của các mô (trích theo Tạ Kim Chỉnh, 2009).
Những thay đổi bên ngoài có thể cảm nhận được gọi là triệu chứng
bệnh. Triệu chứng đặc trưng nhất là sự thay đổi cách vận động của côn trùng.

20


21

Sự vận động này tùy theo mức độ phát triển bệnh. Khi bị bệnh, các mô dần
dần bị phá hủy từng phần, lúc đầu côn trùng vận động yếu, sau ngừng hẳn,
nằm im một chỗ cho đến khi chết. Khi bị bệnh nấm, vận động của côn trùng
ngừng sau 2-3 ngày, thậm chí kéo dài đến 1 tuần trước khi nấm phát triển dầy
đặc trong thân côn trùng. Khi bị bệnh do nấm Entomophthorales, côn trùng
ngừng vận động 24 giờ trước khi sợi nấm từ trong cơ thể mọc ra ngoài. Chỉ
những côn trùng bị thương hay bị bệnh nấm màu sắc mới bị thay đổi và xuất
hiện những vết đen. Khi bị nhiễm nấm bộ Deuteromycetes đặc biệt bị bệnh do
nấm Beauveria bassiana ở chỗ bào tử bám vào và phát triển bên trong thân

côn trùng tạo nên một vệt đen không có hình thù nhất định. Côn trùng bị bệnh
nấm khi chết thường có màu hồng, vàng nhạt và trắng, thân hơi cứng lại, màu
sắc này phụ thuộc vào màu sắc của bào tử nấm gây bệnh. Nấm Sorosporella
hay Mycophagus làm cho côn trùng khi chết có màu đỏ rực rỡ.
Sự thay đổi kích thước và tốc độ lớn của côn trùng cũng là đặc điểm
đặc trưng của các bệnh mãn tính hoặc các bệnh xâm nhập chậm. Trường hợp
bị bệnh nấm, thân thể côn trùng bị ngắn lại hoặc bị khô đét đi do hệ thống tiêu
hóa bị tổn thương hoặc do thiếu thức ăn. Các vi sinh vật gây bệnh côn trùng
tác động đến những mô nhất định. Khi côn trùng bị bệnh nấm, tuyến mỡ và
các mô khác bị hòa tan do emzyme lipasa và protease của nấm tiết ra. Nhờ
đặc điểm đó, người ta có thể xác định được côn trùng bị bệnh do động vật
nguyên sinh hay do nấm bậc thấp (Coelomycidium, Entomophthora…) gây
ra. Hiện tượng chết hoại gắn liền với hiện tượng tiêu mô là tiêu biểu cho bệnh
nấm. Quá trình này tiến triển qua 2 giai đoạn:
- Hiện tượng chấn thương: Các mô bị thương, bị phá hoại do nấm từ
bên ngoài gây ra. Trong trường hợp này, limfo máu đọng lại và mô tái sinh
được tạo nên trên bề mặt phần thân bị chấn thương.
- Hiện tượng nhiễm trùng máu của côn trùng khi bị bệnh nấm là do

21


22

limfo chứa đầy sợi nấm hoặc những giai đoạn phát triển khác nhau của nấm
(Helen et al, 2010). Hiện tượng thực bào là một quá trình tế bào bao vây và
nuốt một phần tiểu thể nhất định nào đó. Khi côn trùng bị bệnh nấm
Beauveria thì những hợp bào và những loại tế bào khổng lồ đặc biệt được
hình thành bao vây ký sinh và cố gắng tiêu diệt chúng. Samson et al, 2008
cũng đã nhận xét hiện tượng này khi nghiên cứu nấm Sorosporella.

* Quá trình gây bệnh và nguyên nhân gây bệnh côn trùng
Thông thường đối với các bệnh truyền nhiễm, vi sinh vật lan truyền qua
đường thức ăn, nhưng đối với nấm chủ yếu lại là do sự va chạm trực tiếp, qua
gió hay qua môi giới truyền bệnh, môi giới có thể là những ký sinh hay côn
trùng ăn thịt. Nhiều trường hợp do việc xác định vi sinh vật gây bệnh không
chính xác nên dễ dẫn đến nhầm lẫn, do vậy Robert Koch, 1897 đã lập ra tiêu
chuẩn để chứng minh sự hiện diện của tác nhân gây bệnh như sau:
- Vi sinh vật phải có mặt trong mọi trường hợp của bệnh.
- Có thể phân lập và thuần khiết các vi sinh vật đó.
- Khi dùng dạng thuần khiết để gây bệnh nhân tạo thì cũng gây được
loại bệnh cũ.
- Cần phải chứng minh được sự có mặt của vi sinh vật trong cơ thể côn
trùng thí nghiệm.
Muốn cho vi sinh vật xâm nhập vào cơ thể ký chủ trở thành vi sinh vật
gây bệnh thì chúng phải có tác động về mặt hóa học hay cơ học lên ký chủ và
gây bệnh cho ký chủ. Trong các tác động hóa học, có hoạt tính thấp nhất là
những quá trình trong đó vi sinh vật chỉ lấy một phần thức ăn của ký chủ và
tiết ra các sản phẩm trao đổi chất với một lượng nhất định đối với côn trùng.
Ảnh hưởng của các sản phẩm trao đổi chất thường được thể hiện rất rõ đối với
nấm ở cuối giai đoạn hình thành bào tử.
Những năm cuối thế kỷ 20, nhiều tác giả tách chiết được từ dịch nuôi

22


23

cấy nấm Beauveria và Metarhizium ngoại độc tố destruxin. Li et al, 2009;
James el al, 2010 đã xác định từ dịch nuôi cấy chủng Metarhizium
anisopliae Ma.83 loại độc tố destruxin A và thử nghiệm diệt loài sâu

Soparda populnea tuổi 3 với LD50 là 3µg/gr. Tính độc của vi sinh vật về cơ
bản là làm cho côn trùng có những thay đổi về bệnh lý và bị chết. Có thể
đánh giá độ nguy hiểm của vi sinh vật và theo liều lượng vi sinh vật gây
bệnh. Đó là lượng vi sinh vật thấp nhất để gây bệnh trong một thời gian nhất
định làm chết 50% hay 90% số cá thể (LD50, LD90) và thời gian ngắn nhất để
vi sinh vật gây bệnh làm chết 50% hay 90% số cá thể ký chủ (LT50, LT90).
* Con đường truyền bệnh và cơ chế gây bệnh nấm côn trùng
Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu là lây lan từ con côn trùng bị nhiễm
bệnh sang con khỏe thông qua va chạm trực tiếp với nhau, qua gió hay qua
thức ăn chứa mầm bệnh. Việc truyền bệnh qua con đường đẻ trứng của ký chủ
hầu như không đáng kể. Bệnh nấm rất dễ truyền bằng những va chạm đơn
giản mà một số bệnh khác không thực hiện được. Khi lây lan bằng gió, dịch
bệnh nấm tạo thành những ổ bệnh kéo dài theo chiều gió thường thổi.
Những bào tử trên thân côn trùng nhờ gió bay đi và rơi vào cơ thể côn trùng
khác. Từ đó bào tử nấm nảy mầm, hệ sợi phát triển tới mức phủ kín các lỗ thở trên
cơ thể côn trùng. Quá trình sinh trưởng, phát triển của bào tử và hệ sợi nấm ăn sâu
vào trong cơ thể côn trùng là quá trình trao đổi chất của nấm. Đã có nhiều công
trình nghiên cứu về những sản phẩm trao đổi chất khi nuôi cấy nấm Beauveria
bassiana và Metarhizium anisopliae trên môi trường nhân tạo. Trong quá trình
bào tử nảy mầm đã tiết ra một phức hệ enzyme ngoại bào phân giải chitine,
protein và lipid. Tiếp theo giai đoạn là mô và tuyến mỡ bị hòa tan bởi enzyme
protease là giai đoạn nhiễm trùng máu của côn trùng. Đó là hiện tượng limfo chứa
đầy sợi nấm hoặc những giai đoạn khác của nấm. Chỉ đến khi hồng cầu trong cơ
thể côn trùng bị phá vỡ thì côn trùng mới chết. Lúc này nấm vẫn tiếp tục phát

23


24

triển và sinh trưởng trên xác côn trùng là nền cơ chất giầu chất hữu cơ.
Về cơ chế gây bệnh nấm và làm côn trùng chết cũng phải kể đến vai trò
của độc tố (toxin) nấm. Trong công trình nghiên cứu các chủng nấm sống trong
đất các tác giả McCoy et al, 2008 đã mô tả rất chi tiết các chủng nấm thuộc
giống Beauveria, Latch et al, 1976 thì mô tả các chủng nấm thuộc chi
Metarhizium. Các tác giả cũng đã xác định ngoại độc tố của những nấm này là
sản phẩm thứ cấp vòng peptít là destruxin A, B, C, D, L – provin – L – leucine
anhydride, L-provin-L-valine anhydride và desmethyl destruxin B.
* Nghiên cứu về các nhân tố ảnh hưởng hiệu lực của nấm gây bệnh đến
ký chủ
- Bệnh nguyên
Khả năng gây bệnh của nấm lên cơ thể côn trùng là yếu tố chất lượng
của độc lực loài nấm đó và nó được xác định bởi nhiều các nhân tố, bao gồm
sinh lý của ký chủ (kháng thể), sinh lý của nấm (các nhân tố khả năng gây
bệnh như sản sinh các enzyme và các độc tố) và môi trường. Nấm là một
nhóm có phổ ký chủ rộng nhất trong các loại bệnh của chân khớp. Tuy nhiên
phổ ký chủ rộng tùy thuộc theo từng loài nấm như Aschersonia aleyrodis chỉ
ký sinh trên ruồi nhà, N. rileyi hầu như chỉ ký sinh trên họ ngài đêm bộ cánh
vảy. Trái lại, các loài như B. bassiana và M. anisopliae có phổ ký chủ rất rộng
bao gồm nhiều bộ trong ngành chân đốt. Hiện nay hai loài B.bassiana và
M.anisopliae được đăng ký với ngân hàng Gene một bộ sưu tập kiểu gene và
được coi là các loài hoàn hảo và có triển vọng nhất. Khả năng ký sinh thường
được xác định trong các giới hạn quyết định của môi trường bao gồm nồng độ
và phương pháp sử dụng, trong đó khả năng ký sinh (độc lực) của một loài
nấm, một phức hệ bao gồm các nhân tố như thời tiết khí hậu phù hợp là một
tương lai cho việc thành công của phòng trừ sinh học.
Một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn một chủng là độc lực, nó là

24