Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc ở nghệ an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN

VIỆN KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
-------------------------

HỒNG CƠNG SÁNG

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ PHẨM VI SINH VẬT
PHỊNG TRỪ BỆNH HÉO XANH VI KHUẨN HẠI
LẠC Ở NGHỆ AN

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
Mã số

: 606210

Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Như Kiểu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….1


LỜI CẢM ƠN
ðể hoàn thành bản luận văn này, ngoài nỗ lực của bản thân, tơi cịn
nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè và
người thân.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Như Kiểu - Viện phó
Viện Thổ nhưỡng Nơng Hố, đã tận tình hướng dẫn tơi về khoa học cũng như

suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Ban ðào tạo Sau ðại học Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tơi
trong suốt q trình học tập.
Tơi xin chân thành cảm ơn các cán bộ khoa học Bộ môn Vi sinh vật Viện Thổ nhưỡng Nơng Hố đã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện
các nghiên cứu để hồn thành luận văn này.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến các cán bộ cơng nhân viên Trung tâm
Nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng đã tạo mọi điều kiện cho tơi
trong q trình cơng tác và thực hiện luận văn này.
Tôi chân thành cảm ơn các hộ nông dân tại xã Nghi Long, huyện Nghi
Lộc và xã Thọ Hợp, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An đã tạo điều kiện, giúp đỡ
tơi thực hiện các thí nghiệm ñồng ruộng tại ñây.
Hà Nội, ngày 20 tháng 4 năm 2010
Tác giả luận văn

Hồng Cơng Sáng

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….2


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan, kết quả của luận văn là hồn tồn trung thực và chưa
từng được cơng bố trong bất cứ cơng trình nào khác.
Các kết quả nghiên cứu là nỗ lực của chính tác giả, các trích dẫn của
các tác giả khác và đồng nghiệp đều được chú thích rõ ràng.

Tác giả luận văn

Hồng Cơng Sáng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….3

MỤC LỤC
Trang
TRANG PHỤ BÌA .........................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................ii
LỜI CAM ðOAN ........................................................................................iii
MỤC LỤC.................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ðỒ............................................... ix
MỞ ðẦU ........................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 10
2. Mục tiêu của ñề tài...................................................................................... 12
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài ................................................... 12
4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài ............................................. 13
CHƯƠNG I – TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC ............. 14
CỦA ðỀ TÀI................................................................................................... 14
1.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu ...................................................... 14
1.2. Một số kết quả nghiên cứu trong và ngồi nước liên quan đến đề tài...... 15
1.2.1. Kết quả nghiên cứu trên thế giới ..................................................... 15
1.2.2. Kết quả nghiên cứu trong nước ....................................................... 19
CHƯƠNG II – VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ................... 24
NGHIÊN CỨU................................................................................................ 24
2.1. Vật liệu nghiên cứu................................................................................ 24
2.2. Nội dung nghiên cứu.............................................................................. 24
Theo TCVN 5297 - 1995; 5960-95; 10TCN 367-99. ................................ 25
2.3.3. Phương pháp phân lập Ralstonia solanacearum ............................. 25
2.3.4. Phương pháp xác định độc tính của các chủng R.solanacearum ..... 26
2.3.5. Phương pháp xác định độ an tồn sinh học của các chủng vi sinh vật

ñối kháng .................................................................................................. 27
2.3.6. Phương pháp xác định hoạt tính đối kháng của các chủng vi sinh vật
ñối kháng ñối với vi khuẩn Ralstonia solanacearum ................................. 28
2.3.7. ðánh giá hoạt tính đối kháng của các chủng vi khuẩn ñối kháng với
R.solanacearum trong ñiều kiện nhà lưới ................................................. 28
2.3.8. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng diện hẹp ...................... 29
2.3.9. Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh ñối kháng30
2.3.10. Xử lý số liệu .................................................................................. 31
CHƯƠNG III – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................... 32
3.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng R. solanasearum từ các mẫu bệnh thu
thập ñược và xác ñịnh ñộc tính của chúng..................................................... 32

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….4


3.1.1. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn R. solanacearum ......................... 32
3.1.2. ðánh giá độc tính của những chủng R. solanacearum phân lập ñược
................................................................................................................. 35
3.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn đối kháng với R. solanacearum và xác
định hoạt tính ñối kháng ............................................................................... 36
3.2.1. Tuyển chọn vi khuẩn ñối kháng từ nguồn có sẵn............................... 36
3.2.2. Nghiên cứu các đặc điểm sinh học và phân loại các chủng vi khuẩn
ñối kháng ......................................................................................................... 31
3.2.3. ðánh giá độc tính của các chủng vi khuẩn ñối kháng trên cây trồng
......................................................................................................................... 32
3.2.4. ðánh giá ñộc tính của các chủng vi khuẩn đối kháng trên chuột bạch
......................................................................................................................... 36
3.3. Nghiên cứu quy trình sản xuất và ứng dụng chế phẩm vi sinh vật phòng
chống bệnh héo xanh cây lạc ........................................................................... 40
3.3.1. Nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật ñối kháng bệnh

héo xanh cây lạc ............................................................................................... 40
3.3.2. Sản xuất chế phẩm vi sinh vật ñối kháng bệnh héo xanh lạc............ 50
3.3.3. ðánh giá chế phẩm vi sinh vật ñối kháng bệnh héo xanh cây lạc
trong nhà lưới, phạm vi hẹp ngồi cánh đồng và mơ hình trình diễn ................ 51
3.3.4. ðánh giá mức độ sống sót của các chủng vi sinh vật trong chế phẩm
......................................................................................................................... 60
3.3.5. ðánh giá hiệu quả kinh tế của chế phẩm ngồi đồng ruộng ............ 62
3.3.6. Quy trình sử dụng chế phẩm vi sinh phòng trừ bệnh héo xanh lạc... 64
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................... 66
4.1. Kết luận ................................................................................................. 66
4.2. Kiến nghị ............................................................................................... 66
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 74
Tiếng Việt..................................................................................................... 87
Tiếng Anh..................................................................................................... 89

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….5


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13
14

Kí hiệu
VK
VKðK
VSV
KB
TTC
CT
ðC
NXB
ðKVK & N
IAA
VƯC
KTSTTV
PG
VPGKT

Chữ viết tắt
Vi khuẩn
Vi khuẩn đối kháng
Vi sinh vật
Mơi trường King B
Mơi trường TTC
Công thức
ðối chứng

Nhà xuất bản
ðối kháng vi khuẩn và nấm
Idol Acetic Acid
Vịng ức chế vi khuẩn/nấm gây bệnh
Kích thích sinh trưởng thực vật
Phân giải
Vòng phân giải kitin

DANH MỤC CÁC BẢNG
Nội dung
Trang
TT
1 Bảng 3.1: đặc điểm sinh học điển hình của một số chủng R. 24

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….6


2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15
16
17
18
19
20

solanacearum thu thập được
Bảng 3.2: Các chủng R. solanacearum có độc tính mạnh với lạc
Bảng 3.3: ðặc điểm hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn ñối
kháng lựa chọn
Bảng 3.4: Hoạt lực ñối kháng của các chủng vi khuẩn lựa chọn với vi
khuẩn gây bệnh héo xanh lạc
Bảng 3.5: ðặc ñiểm sinh học của các chủng vi khuẩn ñối kháng
Bảng 3.6: ðánh giá ñộc tính của các chủng vi khuẩn đối kháng
với cây lạc quy mơ nhà lưới
Bảng 3.7: Tổ hợp các chủng vi khuẩn sử dụng trong nghiên cứu sản
xuất chế phẩm vi sinh phòng trừ bệnh héo xanh lạc
Bảng 3.8: ðánh giá khả năng gây ñộc tính cấp của các chủng vi
khuẩn nghiên cứu trên chuột, thí nghiệm sau 24h
Bảng 3.9: ðánh giá khả năng gây ñộc bán trường diễn của các chủng
vi khuẩn nghiên cứu trên chuột bạch sau 30 ngày
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng ñến sự phát triển của
các chủng vi khuẩn
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng ñến hoạt tính đối
kháng của các chủng vi khuẩn
Bảng 3.12: Thơng số kỹ thuật trong sản xuất sinh khối vi khuẩn (sử
dụng sản xuất chế phẩm vi sinh ñối kháng bệnh héo xanh cây lạc)
Bảng 3.13: Mật ñộ tế bào của các chủng VKðK trong hai loại môi
trường nghiên cứu

Bảng 3.14: Mật ñộ của chủng PS1 và BK1 trong thiết bị lên men
dung tích 100 lít/mẻ
Bảng 3.15: Một số chỉ tiêu chất lượng của chế phẩm vi sinh phòng
trừ bệnh héo xanh cây lạc
Bảng 3.16: Khả năng hạn chế bệnh héo xanh cây lạc - giống L02 của
chế phẩm CP1 (Viện Thổ nhưỡng Nơng hố, vụ hè thu năm 2008)
Bảng 3.17: Ảnh hưởng của chế phẩm CP1 ñến sinh trưởng, phát
triển và năng suất lạc - giống LO2 ở ñiều kiện nhà lưới (Viện Thổ
nhưỡng Nơng hố, vụ hè thu năm 2008)
Bảng 3.18: Khả năng hạn chế bệnh héo xanh vi khuẩn của chế phẩm
CP1 trên cây lạc - giống MD7 ở điều kiện nhà lưới (Viện Thổ
nhưỡng Nơng hố, vụ hè thu năm 2008)
Bảng 3.19: Ảnh hưởng của chế phẩm CP1 ñến sinh trưởng, phát
triển và năng suất lạc - giống MD7 ở điều kiện nhà lưới (Viện Thổ
nhưỡng Nơng hố, vụ hè thu năm 2008)
Bảng 3.20: Hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn của chế

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….7

26
27
31
32
33
34
37
38
41
42
43

44
45
46
52
53
54
55
57


21
22
23
24
25
26
27

phẩm CP1 trên cây lạc - giống L14 tại xã Nghi Long, Nghi Lộc,
Nghệ An- vụ xuân năm 2009
Bảng 3.21: Ảnh hưởng của chế phẩm CP1 ñến sinh trưởng, phát
triển và năng suất lạc - giống L14 tại xã Nghi Long, Nghi Lộc, Nghệ
An- vụ xuân năm 2009
Bảng 3.22: Khả năng hạn chế bệnh héo xanh vi khuẩn của chế phẩm
CP1 trên lạc - giống L14 tại xã Thọ Hợp, Quỳ Hợp, Nghệ An- vụ hè
thu năm 2009
Bảng 3.23: Ảnh hưởng của chế phẩm CP1 ñến sinh trưởng, phát
triển và năng suất lạc - giống L14 tại xã Thọ Hợp, Quỳ Hợp, Nghệ
An- vụ hè thu năm 2009
Bảng 3.24: Khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật trong chế

phẩm CP1 cho cây lạc sau thời gian bảo quản khác nhau
Bảng 3.25: Hoạt lực ñối kháng của các chủng vi sinh vật trong chế
phẩm CP1 cho cây lạc sau thời gian bảo quản khác nhau
Bảng 3.26: Hiệu quả kinh tế của mơ hình bón chế phẩm vi sinh vật
đối kháng bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc tại HTX Thọ Sơn - Thọ
Hợp, Quỳ Hợp - Nghệ An -Vụ hè thu 2009
Bảng 3.27: Hiệu quả kinh tế của mô hình bón chế phẩm vi sinh vật
đối kháng bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc tại xã Nghi Long – Nghi
Lộc- Nghệ An - vụ xuân 2009

58
59
60
61
61
62
63

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ðỒ VÀ SƠ ðỒ
TT
Hình ảnh, biểu đồ và sơ đồ
Trang
1 Ảnh 3.1: Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn gây
25
bệnh héo xanh
2 Ảnh 3.2. Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn ñối
30
kháng
3 Ảnh 3.3. Hình dạng tế bào của một số chủng vi khuẩn đối kháng
30

ở độ phóng đại 1.000 lần

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….8


4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Ảnh 3.4. Hoạt lực ñối kháng của các chủng vi khuẩn kháng R.
solanacearum
Ảnh 3.5: ðánh giá hoạt lực ñối kháng vi khuẩn R.
solanacearum gây bệnh héo xanh lạc
Ảnh 3.6. Nuôi cấy các chủng vi khuẩn tuyển chọn trên cùng môi
trường dinh dưỡng
Ảnh 3.7: ðánh giá tính độc của hỗn hợp các chủng vi khuẩn ñối
kháng trong chế phẩm CP1 trên cây lạc
Ảnh 3.8. Ảnh hưởng của hỗn hợp các chủng vi khuẩn ñối kháng
trong chế phẩm CP1 với bệnh héo xanh lạc - giống MD7
Ảnh 3.9. Lơ chuột thí nghiệm sau 30 ngày xử lý
Ảnh 3.10. Hình ảnh mẫu gan chuột ở cơng thức thí nghiệm

SƠ ðỒ 3.1: QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VSV ðỐI
KHÁNG BỆNH HÉO XANH CÂY LẠC
Ảnh 3.11. Chế phẩm vi sinh ñối kháng bệnh héo lạc
Ảnh 3.12. Ảnh hưởng của chế phẩm VSV ñối kháng với bệnh
héo xanh lạc- giống L02
Ảnh 3.13: ðánh giá chế phẩm vi sinh đối kháng diện hẹp ngồi
đồng đối với cây lạc
Ảnh 3.14: Mơ hình đánh giá chế phẩm vi sinh ñối kháng bệnh
héo xanh lạc vụ hè thu năm 2009 tại tại HTX Thọ Sơn - Thọ
Hợp, Quỳ Hợp - Nghệ An -Vụ hè thu 2009

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….9

31
34
35
35
36
39
39
47
51
53
56
59


MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lạc (Arachis hypogaea L.) là cây cơng nghiệp ngắn ngày có giá trị dinh

dưỡng cao và ý nghĩa kinh tế lớn. Hiện nay lạc ñược trồng phổ biến ở hơn
100 quốc gia trên thế giới với tổng diện tích 24,671 triệu ha, năng suất bình
qn đạt 14 tạ/ha, cho tổng sản lượng là 34 triệu tấn/năm. Ở nhiều nước trên
thế giới lạc là mặt hàng ñem lại kim ngạch xuất khẩu cao (ở Xênêgan giá trị
từ lạc chiếm ½ tổng thu nhập, 80% giá trị xuất khẩu và con số này ở Nigiêria
là 60%. Ở nước ta lạc là sản phẩm quan trọng ñể xuất khẩu và sản xuất dầu ăn
(hiện nay nước ta còn phải nhập khẩu) [1], [11].
Năng suất lạc của nước ta so với một số nước trên thế giới còn thấp,
năng suất lạc ở Mỹ là 2,99 tấn/ha, Trung Quốc là 2,94 tấn/ha trong khi đó ở
Việt Nam là 1,44 tấn/ha năm 1999 [Nguồn: Production Estimates and Crop
Assessment Division, FAS, USDA]. Một trong những nguyên nhân dẫn ñến
năng suất lạc của nước ta thấp là do các loại sâu bệnh phá hại. Các loại đối
tượng sâu bệnh hại ln là cản trở lớn cho hoạt động sản xuất nơng nghiệp,
chúng khơng chỉ làm giảm năng suất mà cịn ảnh hưởng xấu đến chất lượng
nơng sản, làm tăng chi phí sản xuất do các hoạt động phịng trừ chúng. Trong
đó bệnh héo xanh vi khuẩn là một trong những bệnh hại nghiêm trọng làm
giảm năng suất lạc. Cùng với hàng loạt các tiến bộ khoa học kỹ thuật ñược áp
dụng trong sản xuất, ñặc biệt là các cuộc cách mạng về giống và phân bón,
sản xuất nơng nghiệp nước ta trong những năm gần ñây ñã phát triển vượt
bậc, vươn lên trở thành một trong những nước xuất khẩu hàng ñầu thế giới về
lúa gạo, cà phê, ñiều v.v…

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….10


Tuy vậy, vấn đề đặt ra cho sản xuất nơng nghiệp của nước ta là đi đơi
với việc tăng năng suất, vấn ñề chất lượng sản phẩm và vệ sinh an tồn thực
phẩm đang trở nên cấp bách được cả xã hội quan tâm. Việc áp dụng biện pháp
hóa học trong bảo vệ thực vật ñã gây ra hàng loạt vấn đề về sức khỏe, về mơi
trường sinh thái, về ña dạng quần thể sinh vật và cân bằng sinh học tự nhiên

[19], [20].
Bệnh héo xanh vi khuẩn (Bacterial wilt disease) hại lạc và nhiều loại
cây trồng khác rất phổ biến ở châu Mỹ, châu Phi, châu Úc. Bệnh gây hại
nghiêm trọng và là một trở ngại lớn cho sản xuất lạc ở nước ta, Trung Quốc,
Inđơnêxia, Malayxia, Uganđa…Ở nước ta và các nước ðông Nam Á, thiệt hại
về năng suất do bệnh gây ra trong khoảng 5 - 80%, trung bình hàng năm từ 10
- 40% [23].
Việc sử dụng các biện pháp phịng trừ bệnh này bằng thuốc hóa học
chưa đem lại hiệu quả mong muốn. Hơn nữa nó cịn ảnh hưởng nghiêm trọng
đến các quần thể sinh vật sống trong ñất, ñể lại một lượng tồn dư trong ñất,
nước và các sản phẩm nông sản, ảnh hưởng xấu ñến môi trường sinh thái và
sức khỏe con người. Theo Trần Thị Lệ Hà và Nguyễn Hữu Thành những loại
thuốc có chứa hoạt chất Dimethoat, Fenvalerate, Cypermethrin có thời gian
tồn tại trong ñất và trong sản phẩm từ 7 - 10 ngày [6].
Các cơng trình nghiên cứu trong và ngồi nước những năm qua ñã chỉ
ra rằng một số vi sinh vật có hoạt tính đối kháng đối với một số vi khuẩn gây
bệnh, kết quả này ñã mở ra khả năng ứng dụng tính đối kháng trong phịng
một số bệnh cho cây trồng [7], [9], [10], [18], [26]. Do vậy việc sử dụng các
loại thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học, trong đó các loại chế phẩm được sản
xuất từ các vi sinh vật đối kháng có nhiều ưu ñiểm như thời gian cách ly ngắn,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….11


an toàn cho người sử dụng và thân thiện với mơi trường đang ngày càng được
quan tâm nghiên cứu và phát triển [16].
Trong thời gian qua, các nhà khoa học ñã ñi sâu nghiên cứu ñặc tính
ñối kháng của các chủng vi sinh vật trong phòng trừ bệnh héo xanh trên cà
chua, ớt, khoai tây ..v…v…và ñạt nhiều kết quả khả quan. Từ khả năng có thể
ứng dụng đặc tính ñối kháng của các vi sinh vật trong phòng trừ bệnh héo

xanh vi khuẩn nên chúng tơi tiến hành đề tài “Nghiên cứu và sử dụng chế
phẩm vi sinh vật phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc ở Nghệ An”.

2. Mục tiêu của ñề tài
Sản xuất ñược chế phẩm vi sinh vật ñối kháng bệnh héo xanh vi khuẩn
trên cây lạc. Các chủng vi sinh vật ñuợc ứng dụng để sản xuất chế phẩm phải
có độ an tồn sinh học cao.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
- Ý nghĩa khoa học:
Tuyển chọn ñược những chủng vi khuẩn Ralstonia solanacearum có
độc tính cao ở những ñịa ñiểm tiến hành thu mẫu và nghiên cứu. ðây là các
chủng vi khuẩn có ý nghĩa khoa học cho việc nghiên cứu tiếp theo.
Tuyển chọn ñược các chủng vi sinh vật có hoạt tính đối kháng mạnh
với bệnh héo xanh trên cây lạc ñể làm vật liệu khởi ñầu nghiên cứu tạo chế
phẩm sinh học phòng trừ một số bệnh phổ biến trong sản xuất lạc nói riêng và
sản xuất nơng nghiệp nói chung.

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….12


- Ý nghĩa thực tiễn:
Phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc có hiệu quả, góp phần giảm
thiểu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học trong phòng trừ
bệnh héo xanh trên cây lạc, nâng cao năng suất và chất lượng lạc, góp phần
làm trong sạch môi trường ở vùng nghiên cứu.
4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài
ðối tượng nghiên cứu: bệnh héo xanh vi khuẩn trên các giống lạc ñang
trồng phổ biến tại Nghệ An.
Thu thập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật ñối kháng từ nguồn gen

vi sinh vật có sẵn tại Phịng vi sinh Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa, từ các mẫu
đất, cây họ cà và vùng rễ cây trồng tại nơi nghiên cứu.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….13


CHƯƠNG I – TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC
CỦA ðỀ TÀI

1.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu
Trong tự nhiên các sinh vật chịu tác ñộng ñồng thời của nhiều yếu tố,
về cơ bản là yếu tố vô sinh và yếu tố hữu sinh trong quá trình sinh sống của
mình. Yếu tố hữu sinh gồm các cơ thể sống như thực vật, ñộng vật, vi sinh vật
và tất cả các mối quan hệ giữa các sinh vật với nhau. Các sinh vật ñều trực
tiếp hay gián tiếp ảnh hưởng đến nhau. Các lồi sinh vật ln luôn tồn tại
trong các dạng quan hệ, về cơ bản ñều thuộc năm dạng quan hệ: cạnh tranh,
cộng sinh, ký sinh, kìm hãm và vật ăn thịt - con mồi [20].
Quan hệ hãm sinh là kiểu quan hệ mà một sinh vật kìm hãm sự phát
triển của một sinh vật khác bằng cách tiết vào mơi trường các chất độc cho
lồi khác. Chẳng hạn, một số lồi nấm có khả năng tiết ra chất kìm hãm sự
phát triển của vi khuẩn. Khá nhiều lồi thực vật cũng có khả năng này, rễ của
chúng tiết ra chất gọi là Phytoxit có tác dụng kìm hãm sự phát triển của các
lồi thực vật khác, đặc tính này cũng đã được ứng dụng trong thực tế, như
việc sử dụng các chất tiết của nấm ñể làm thuốc kháng sinh Penicilin; chế
phẩm Bt trong phịng trừ sâu bệnh hại cây nơng nghiệp…
ðất trồng khơng chỉ thuần túy là tập hợp của các nguyên tố hóa học, mà
ẩn chứa bên trong nó là một thế giới sống vô cùng phong phú và phức tạp.
ðất là nơi trú ngụ và sinh sống của hàng triệu loài vi sinh vật khác nhau và ở
đó ln ln xẩy ra các phản ứng lý, hóa và sinh học. Thơng qua các phản
ứng đó và các hoạt động sống của vi sinh vật đất trồng mới có điều kiện để

phục hồi và cân bằng thông qua các qui luật của tự nhiên. ðất trồng cũng là

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….14


nơi tồn tại của nhiều loại vi sinh vật gây bệnh hại cây trồng. ðể phát triển nền
nông nghiệp bền vững các nhà khoa học trên thế giới và trong nước ñã và
ñang rất quan tâm ñến các giải pháp tổng hợp vừa có tác dụng cung cấp dinh
dưỡng cho cây trồng, vừa có tác dụng cải tạo, bồi bổ ñất cũng như giảm thiểu
sự gây hại của các ñối tượng sâu bệnh hại.
Một số nghiên cứu của các tác giả đã chỉ ra nhiều vi sinh vật có khả
năng đa hoạt tính sinh học, trong đó có những vi sinh vật vừa có khả năng tạo
nguồn dinh dưỡng cho cây, sinh tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật
đồng thời cũng có khả năng ức chế một số vi sinh vật gây bệnh vùng rễ cây
trồng [21], [31], [33], [34], [35], [36], [37]. Một số nghiên cứu khác cũng ñã
chứng minh chế phẩm vi sinh vật làm phân bón nhưng lại có tác dụng hạn chế
bệnh do vi khuẩn hoặc nấm gây nên [26], [29], [30], [38], [39].
Các kết quả nghiên cứu trong và ngồi nước đã mở ra một hướng mới
trong cơng tác phịng trừ bệnh hại, ñó là sử dụng các dạng chế phẩm ñược sản
xuất từ các vi sinh vật có hoạt tính đối kháng.
1.2. Một số kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan ñến ñề tài
1.2.1. Kết quả nghiên cứu trên thế giới
Từ lâu, các nhà khoa học trên thế giới đã có nhiều cơng trình nghiên
cứu về các loại chế phẩm mang bản chất sinh học để phịng trừ nhiều loại sâu
bệnh hại cây trồng và ñã ñạt ñược nhiều thành tựu quan trọng, góp phần
khơng nhỏ trong việc nâng cao năng suất cây trồng, giảm tác hại của thuốc
bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học.
Các loại chế phẩm ñược sản xuất từ các loại vi sinh vật khác nhau cũng
ñã ñược sản xuất. Ở Mỹ, ñã ứng dụng nấm bạch cương Beauveria globulifera
để trừ bọ xít hại lúa mì, nấm được sản xuất với khối lượng lớn, phát cho các

trang trại (Coppel et al…, 1977; Weiser, 1966) [28]. Ngồi ra tiềm năng đối

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….15


kháng của các vi sinh vật với nhau cũng ñược các nhà khoa học sử dụng trong
công tác bảo vệ thực vật. Người ta ñã thử nghiệm sử dụng nấm Trichoderma
ñể trừ bệnh cho cà chua, dưa chuột, ớt, cải tím, rau diếp…Ở Ấn ðộ, nấm
T.viride có thể ức chế sự phát triển của bệnh R.solani gây ra trên khoai tây,
hiệu lực ức chế tối ña lên ñến 83,4 % (Sing et al, 1991).
Năm 1978, Cuppels và cs ñã kết luận rằng, nhiều chủng vi khuẩn có
khả năng sản sinh bacteriocin và một số chủng sinh bacteriocin khơng độc có
khả năng giảm bệnh héo xanh của cà chua.
Bệnh héo xanh do R.solanacearum là một trong 5 bệnh cây trồng thuộc
ñối tượng quan tâm nhất của chương trình phịng trừ tổng hợp của FAO (Lê
Như Kiểu, 2004). Nó là loại bệnh chịu sự kiểm soát chặt chẽ của kiểm dịch
quốc tế, nhất là ở các nước thuộc cộng ñồng Châu Âu.
Năm 1892, Halsted là người khởi ñầu nghiên cứu bệnh héo xanh cà
chua. Càng về sau này càng có nhiều cơng trình nghiên cứu về các đặc điểm
sinh lý, sinh hố, di truyền, sinh học phân tử và phân tích genome của vi
khuẩn R.solanacearum.
Năm 1896, E.F. Smith ñã nghiên cứu bệnh héo xanh do vi khuẩn ở
khoai tây, cà chua và cà tím, năm 1909 ơng lại phát hiện thấy bệnh này ở
thuốc lá.
Kelman đã cơng bố rằng chính polysacarit ngoại bào tạo ra bởi
R.solanacearum là chất gây nên bệnh héo xanh. Cook và Sequeira đã tách
thành cơng những gen phức tạp điều khiển q trình sinh tổng hợp
Exopolisacarits EPS. R.solanacearum tạo ra ít nhất 3 polygalacturonaza ngoại
bào. Một endo-PG của pI 9.2 (PehA) ñã ñược tạo ra một lượng lớn khi
R.solanacearum phát triển trên mơi trường giàu dinh dưỡng, nó thể hiện vai

trị chính trong sự phát triển bệnh.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….16


Năm 1986, Aspiras R.B và Cruz A. R cho rằng Bacillus polymyxa và P.
fluorescens có khả năng giảm bệnh héo xanh cà chua ở điều kiện nhà kính.
Năm 1990, Tanaka và cs ñã phát hiện ñược các thực khuẩn thể khơng độc có
vai trị tiềm tàng trong phịng trừ sinh học ñối với R.solanacearum.
Năm 1993, Hsu ñã cho rằng cải tạo đất bằng một hỗn hợp theo cơng
thức ammonium sulphat, bột xương, bột hải ly, cua, glixerin, sỉ silic và valin
ñã làm tăng tần xuất tạo khuẩn lạc của các chủng P.fluorescens ở đầu rễ,
chính vì vậy đã làm tăng khả năng phòng chống bệnh héo xanh cho cây trồng
ở các thực nghiệm trong chậu.
Năm 1993, Elphinstone và Aley ñã chỉ ra một lồi khác là P.cepacia
được phân lập từ rễ ngơ có khả năng đối kháng với vi khuẩn gây bệnh héo
xanh trong phịng thí nghiệm và trong chậu.
Trigalet, Frey và Demery đã đưa ra một bức tranh tồn cảnh gồm các
cơng trình nghiên cứu của nhiều tác giả về biện pháp phòng trừ sinh học bệnh
héo xanh do R.solanacearum như sau:
Khi sử dụng các biện pháp phòng trừ sinh học ñều cho thấy mức ñộ
giảm quần thể R.solanacearum một cách hiệu quả, mặc dù hầu hết các kết quả
đều ở phạm vi phịng thí nghiệm, nhà kính và quy mơ đồng ruộng nhỏ. Các
chất giống như kháng sinh sinh ra bởi Pseudomonas cepacia và Pseudomonas
glumae, cần ñược nghiên cứu kỹ hơn để đánh giá vai trị tiềm tàng của chúng
trong việc phịng chống R.solanacearum ở trên đồng ruộng .
Tanaka đã phát hiện được các thực khuẩn thể khơng độc có vai trị tiềm
tàng trong phịng trừ sinh học bệnh héo xanh. Wall ñã phát hiện thấy tần suất
thực khuẩn thể khơng độc cao hơn ở những ruộng khơng có cây bị nhiễm
bệnh, khi so với những ruộng bị nhiễm kề cạnh. Vi khuẩn ñối kháng với

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….17


R.solanacearum có thể được phân lập từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn
từ những vùng ñất và rễ cây họ cà, ớt và hành khơng có mầm bệnh.
Trong hầu hết các trường hợp thì các thực nghiệm trên đồng ruộng vẫn
cịn nhiều hạn chế, có thể do sự xâm nhiễm của các nhân tố phòng trừ sinh
học vào trong rễ cây còn quá yếu, hoặc do sự phụ thuộc quá nhiều vào các
ñiều kiện tự nhiên. Một số tác giả ñã phát hiện ñược một số chủng vi sinh vật
có khả năng ñối kháng với R.solanacearum thể hiện ở bảng sau.

Các chủng vi sinh vật ñối kháng với R.solanacearum
Chủng vi sinh vật
Pseudomonas fluorescens

Pseudomonas glumae
Pseudomonas cepacia
Bacillus sp.
Erwinia sp.
Các thể ñột biến của
R. solanacearum khơng độc

Tác giả nghiên cứu
Kempe và Sequeira (1983)
Ciampi-Panno và cs (1989)
Gallardo và cs (1989)
Anuratha và Gnanamanickam (1990)
Wakimoto (1987)
Furaya và cs (1991)

Aoki và cs (1991)
Fucikovsky và cs (1989)
Anuratha và Gnanamanickam (1990)
Fucikovsky và cs (1989)
Kempe và Sequeira (1983)
Chen và Echandi (1984)
Tanaka (1985)
Trigalet và Trigalet-Demery (1990)
Hara và Ono (1991)

B. F. Hu ñã phân lập ñược 2 chủng vi khuẩn ñối kháng Pseudomonas
sp. (P751) và Bacillus cereus (B752) từ lá thông. Chúng có khả năng ức chế
sinh trưởng và phát triển của 9 lồi nấm và cơn trùng, 2 chủng này an tồn đối

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….18


với người, thực vật và ñộng vật, ức chế bệnh và tăng năng suất cây trồng như
lúa, lúa mì, thuốc lá, trà, rau và cỏ....
Ciampi-Panno ñã tách ñược chủng P.fluorescens BC8 có thể ức chế
mạnh vi khuẩn gây bệnh héo xanh ở khoai tây, ñặc biệt khi hạt ñược bao bọc
một lớp vỏ vi khuẩn P.fluorescens BC8. Dường như vi khuẩn này có thể xâm
nhập được vào cây chủ qua hệ thống rễ, song hiệu qủa kháng bệnh chưa cao,
thực tế sự nhiễm bệnh ở củ vẫn xảy ra.
Thực tế, trên thế giới nhiều dạng chế phẩm vi sinh vật tổng hợp khác
như E.2001, Super life, Phytobacter…[40], [41], [42], [43] ñã ñược nghiên
cứu sản xuất và trở thành sản phẩm thương mại. Chế phẩm vi sinh vật hữu
hiệu (Effective microorganisms - EM (do giáo sư Teruo Higa Nhật Bản
nghiên cứu), đây là chế phẩm trộn lẫn một nhóm các lồi vi sinh vật có ích
trong đó vi khuẩn axit lactic, một số nấm men, một số xạ khuẩn, vi khuẩn

quang hợp,…Nó tác dụng: cải tạo lý hóa tính và đặc tính sinh học của đất,
làm giảm mầm mống sâu bệnh trong đất, làm tăng hiệu quả của phân bón hữu
cơ [2], [22].
Những thành tựu nghiên cứu về các dạng chế phẩm vi sinh vật ñối
kháng trên thế giới ñã ñược ứng dụng và đem lại nhiều lợi ích quan trọng
trong phòng trừ một số loại sâu bệnh hại cây trồng, cũng như góp phần bảo vệ
sức khỏe cho con người và môi trường sinh thái.
1.2.2. Kết quả nghiên cứu trong nước
Trong những năm qua, ở nước ta có nhiều nghiên cứu, ứng dụng các
dạng chế phẩm có nguồn gốc là các vi sinh vật cũng đã có nhiều thành tựu
đáng kể, góp phần khơng nhỏ trong phịng trừ sâu bệnh hại.
Trường ðại học Sư phạm I - Hà Nội ñã nghiên cứu chủng xạ khuẩn
Streptomyces V6 có khả năng sinh kháng sinh chống nấm và vi khuẩn R.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….19


solanacearum. Viện Cơng nghệ Sinh học cũng đã sản xuất các chế phẩm Bt
và một số chế phẩm sinh học khác có nguồn gốc từ vi khuẩn, xạ khuẩn và vi
nấm v.v... Các chế phẩm này đã có tác dụng trong phòng chống một số sâu,
bệnh hại cây trồng [8], [14]. Nấm Trichoderma và một số xạ khuẩn cũng có
tác dụng trừ bệnh hại cây trồng như bệnh héo rũ lạc, bệnh khơ vằn ngơ, lúa
(Nguồn: khoa học đại chúng phục vụ Nông nghiệp và Nông thôn).
Viện Khoa học Kỹ thuật Nơng nghiệp Việt Nam (cũ) đã nghiên cứu tạo
chế phẩm phân bón vi sinh trên cơ sở một tập hợp đa chủng vi sinh vật, trong
đó có vi khuẩn ñối kháng, sản phẩm ñược sử dụng trong trồng trọt vừa có tác
dụng kích thích sinh trưởng của cây, vừa có khả năng ức chế một số bệnh
thực vật gây ra bởi vi khuẩn hoặc nấm [26], [27], [38].
Các kết quả nghiên cứu trong thời gian gần ñây ở nước ta đã cho những
kết quả nhất định về đặc tính ñối kháng của các chủng vi sinh vật. ðã xác
ñịnh ñược 3 chủng Burkholderia có khả năng kháng nấm Fusarium gây bệnh

vùng rễ cây trồng cạn, nhiều chủng Bacillus và Pseudomonas có khả năng đối
kháng vi khuẩn héo xanh ở cả cà chua, khoai tây và lạc, trong đó một số
chủng Bacillus cịn có thể ức chế cả nấm Fusarium gây bệnh lở cổ rễ cây
trồng cạn [26]. Các nghiên cứu khác cũng cho thấy khi sử dụng chế phẩm có
chứa tổ hợp vi khuẩn đối kháng Azotobacter và Bacillus trên cây cà chua tỷ lệ
chết do bệnh héo xanh chỉ cịn 2% so với 70 - 80% khi khơng dùng chế phẩm
và tỷ lệ này là 0% ñối với tổ hợp vi sinh vật Enterobacter, Burkholderia,
Bacillus, Azotobacter [26]. Trên lạc cũng cho kết quả tương tự, làm giảm tỷ lệ
chết do bệnh héo xanh vi khuẩn từ 70 - 80% xuống còn 2% và 0% [26]. Trên
khoai tây tỷ lệ này là 5% xuống còn 3,3%. ðối với cây lâm nghiệp và công
nghiệp các tổ hợp vi sinh vật trên có tác dụng ngăn chặn bệnh lở cổ rễ

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……………….20