Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xác định khả năng xâm nhiễm, gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa và các giải pháp phòng chống bệnh tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam
Không dễ để nhận thấy nấm Bipolaris oryzae (B. oryzae) gây
hại trên hạt giống hay lây nhiễm làm giảm sản lượng của cây trồng ở
trên đồng ruộng, tuy nhiên có thể nhận thấy nấm bệnh đã phá hủy biểu
mô của hạt, làm giảm sức sống của cây mầm (Neergaard, 1966). B.
oryzae là nấm gây hại hạt giống lúa tiêu biểu có thể tồn tại bên trong
hạt rất nhiều năm, nấm có thể gây chết cây mầm hoặc gây ra vết bệnh
trên cây mầm (Ou, 1985). B. oryzae có thể tồn tại trên cây lúa ở tất cả
các giai đoạn phát triển, có thể gây hại trên lá mầm, phiến lá, bẹ lá, cổ
bông, phôi và hạt. Trên cây mạ nhiễm B. oryzae có thể gây ra các triệu
chứng thối vòng quanh lá mầm hoặc làm biến dạng lá sơ cấp và thứ
cấp. B. oryzae cũng có thể xâm nhập vào hạt qua lớp vỏ hạt, là nguyên
nhân gây ra “pecky rice” một thuật ngữ chỉ hạt bị đốm và biến màu
(Webster and Gunnel, 1992). Nấm B. oryzae đã không được chú ý
nhiều trong thời gian gần đây do không gây thiệt hại nặng về năng suất
và kinh tế, B. oryzae cũng không gây thành dịch hại như một số loài
nấm khác, tuy nhiên B. oryzae được coi là nấm gây bệnh trên lúa của
nông dân nghèo ở những vùng đất bị khô hạn và đất nghèo dinh dưỡng
(Zadoks, 2002). Theo kết quả khảo nghiệm và kiểm nghiệm giống cây
trồng hàng năm từ năm 1998 đến 2008 của Trung tâm khảo kiểm
nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia,
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xác định khả năng xâm nhiễm, gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa và các giải pháp phòng chống bệnh tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam
1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Không dễ để nhận thấy nấm Bipolaris oryzae (B. oryzae) gây hại trên hạt giống hay lây nhiễm làm giảm sản lượng của cây trồng ở trên đồng ruộng, tuy nhiên có thể nhận thấy nấm bệnh đã phá hủy biểu mô của hạt, làm giảm sức sống của cây mầm (Neergaard, 1966). B. oryzae là nấm gây hại hạt giống lúa tiêu biểu có thể tồn tại bên trong hạt rất nhiều năm, nấm có thể gây chết cây mầm hoặc gây ra vết bệnh trên cây mầm (Ou, 1985). B. oryzae có thể tồn tại trên cây lúa ở tất cả các giai đoạn phát triển, có thể gây hại trên lá mầm, phiến lá, bẹ lá, cổ bông, phôi và hạt. Trên cây mạ nhiễm B. oryzae có thể gây ra các triệu chứng thối vòng quanh lá mầm hoặc làm biến dạng lá sơ cấp và thứ cấp. B. oryzae cũng có thể xâm nhập vào hạt qua lớp vỏ hạt, là nguyên nhân gây ra “pecky rice” một thuật ngữ chỉ hạt bị đốm và biến màu (Webster and Gunnel, 1992). Nấm B. oryzae đã không được chú ý nhiều trong thời gian gần đây do không gây thiệt hại nặng về năng suất và kinh tế, B. oryzae cũng không gây thành dịch hại như một số loài nấm khác, tuy nhiên B. oryzae được coi là nấm gây bệnh trên lúa của nông dân nghèo ở những vùng đất bị khô hạn và đất nghèo dinh dưỡng (Zadoks, 2002). Theo kết quả khảo nghiệm và kiểm nghiệm giống cây trồng hàng năm từ năm 1998 đến 2008 của Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia, Trung tâm đã nghiên cứu các mẫu hạt giống không đạt chỉ tiêu chất lượng nảy mầm theo quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam tại phòng Bệnh hạt giống. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong số các loại nấm xuất hiện, B. oryzae là loài nấm đã được tìm thấy trên toàn bộ các mẫu hạt giống này với tỷ lệ tương đối cao và là nguyên nhân chính gây ra tỷ lệ nảy mầm thấp, hạt bị chết, cây mầm không bình thường và cây mầm không bình thường. Các nghiên cứu của Trường Đại học Cần Thơ, Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long đã cho rằng B. oryzae có ảnh hưởng tới tỷ lệ nảy mầm của hạt giống lúa và giai đoạn mạ trên đồng ruộng tại các tỉnh phía Nam. Các nghiên cứu 2 này cho thấy nấm B. oryzae không gây ra thiệt hại về năng suất nhưng đã gây thiệt hại về số lượng và chất lượng hạt giống. Sản xuất lúa tại Việt Nam thường bằng hai hình thức là gieo mạ sau đó cấy chuyển ra ruộng hoặc gieo sạ trực tiếp trên đồng ruộng. Cả hai phương pháp này đều có khả năng bị ảnh hưởng do hạt giống bị nhiễm B. oryzae gây ra, lượng hạt giống sử dụng phải tăng lên để bù vào tỷ lệ hạt bị B. oryzae gây hại. Đối với gieo mạ để cấy, tình trạng thiếu mạ xảy ra do hạt giống bị chết bởi B. oryzae. Đối với phương pháp gieo sạ, B. oryzae có thể gây mất khoảng dẫn tới tăng công lao động cấy dặm hoặc bị giảm năng suất khi không bù được khoảng mất cây. Nếu sử dụng các giống lúa chỉ cấy một vụ trong năm, giống có thời gian ngủ nghỉ dài, giống cổ truyền phải để qua vụ, giống dự trữ Quốc gia hoặc với mục đích khác nhau, B. oryzae có thể là nguyên nhân tác động dẫn tới giảm sức sống của cây mầm. Với diện tích trồng lúa khoảng 8 triệu ha của Việt Nam, nếu hạn chế được khả năng gây hại của nấm B. oryzae thì sẽ tiết kiệm được một lượng lớn hạt giống lúa. Hạt giống lúa chất lượng tốt là hạt giống ngoài ưu điểm vượt trội về năng suất hay chất lượng thì phải đáp ứng các yêu cầu đặt ra về độ ẩm, độ sạch, hạt khác giống và tỷ lệ nảy mầm. Để đảm bảo tỷ lệ nảy mầm cao thì lô hạt giống lúa phải được loại bỏ các yếu tố gây bệnh như hạt lép lửng chứa nguồn bệnh hoặc bản thân hạt giống không được mang nguồn bệnh. Tuy vậy bệnh trên hạt giống lúa hiện nay chưa được coi là một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất hạt giống tại Việt Nam, chưa có tiêu chuẩn cụ thể về tỷ lệ hạt nhiễm nấm là bao nhiêu thì lô hạt giống đạt yêu cầu làm giống và được phép lưu thông trên thị trường. Việc trao đổi mua bán hạt giống diễn ra rất thường xuyên và dễ dàng nhưng việc quản lý bệnh trên hạt giống chưa được quan tâm đặc biệt với nấm B. oryzae lan truyền qua hạt giống. Để có thông tin đầy đủ và toàn diện, các thông tin được thực hiện trong luận án sẽ là cơ sở dữ liệu để nghiên cứu và ứng dụng để tạo ra một hệ thống sản xuất hạt giống lúa sạch bệnh trên toàn bộ các vùng trồng lúa của Việt Nam. 3 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích - Nghiên cứu xác định khả năng xâm nhiễm, gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa và các giải pháp phòng chống bệnh tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam. 1.2.2. Yêu cầu - Có được thông tin về sự gây hại của B. oryzae trên đồng ruộng, tỷ lệ hạt bị nhiễm nấm trên hạt giống lúa tại các tỉnh miền Bắc và ven biển miền Trung. - Xác định được quá trình xâm nhiễm của B. oryzae vào hạt giống và ảnh hưởng của nấm tới khả năng nảy mầm của hạt giống. - Xác định được một số đặc điểm sinh học, đặc điểm gây hại trên hạt và sự đa dạng di truyền của nấm B. oryzae. - Xác định được các biện pháp, chế biến và bảo quản hạt giống lúa và các biện pháp xử lý hạt giống lúa để phòng trừ nấm B. oryzae. 1.3. Những đóng góp mới của đề tài - Bổ sung số liệu về mức độ gây hại của nấm B. oryzae trên đồng ruộng và hạt giống lúa sản xuất tại Việt Nam. - Bổ sung các đặc điểm sinh học và đặc điểm vùng gen ITS của các nguồn nấm thu thập từ các vùng sinh thái và từ các giống lúa khác nhau. - Bổ sung các thông tin về vị trí của nấm B. oryzae trong cơ cấu giống và canh tác hiện nay từ đó tìm ra các phương pháp hạn chế tỷ lệ hạt giống lúa bị nhiễm B. oryzae và hạn chế sự gây hại của nấm B. oryzae trên cây lúa. 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1.4.1. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa sản xuất tại Việt Nam sẽ bổ sung dữ liệu khoa học về nấm B. oryzae hại lúa. - Các kết quả thu được của đề tài sẽ là cơ sở để xây dựng tiêu chuẩn hạt giống về tỷ lệ hạt nhiễm nấm được phép của lúa cũng như xây dựng quy trình sản xuất hạt lúa giống có chất lượng cao. 4 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn Đề tài bổ sung những nghiên cứu về nấm B. oryzae, là cơ sở để xây dựng hệ thống quản lý hạt giống lúa ở các cấp giống nhằm cung cấp nguồn giống lúa sạch bệnh cho sản xuất từ đó quản lý được quá trình lan truyền và gây hại của B. oryzae. 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 1.5.1. Đối tượng nghiên cứu Hạt giống lúa sử dụng phổ biến trong sản xuất và các nguồn nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam. 1.5.2. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu về mức độ phổ biến, mức độ gây hại, khả năng lan truyền, khả năng tồn tại trên hạt giống lúa, đặc điểm sinh học, đặc điểm nuôi cấy, đa dạng di truyền của nấm B. oryzae cũng như nghiên cứu về một số biện pháp xử lý hạt giống để phòng trừ bệnh. PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Những nghiên cứu ngoài nước 2.1.1. Tên gọi và vị trí phân loại nấm B.oryzae Nấm gây bệnh là Bipolaris oryzae (Brede de Haan) Shoemaker, trước đó được gọi là Helminthosporium oryzae Brede de Haan hoặc Drechslera oryzae (Brede de Haan), giai đoạn hữu tính được gọi là Cochliobolus miyabeanus (Ito and Kurib) thuộc bộ Pyrenomycetales, lớp nấm túi Ascomycetes (Ou, 1985). Nấm có phân loại Fungi, Ascomycota, Pezizomycotina, Dothideomycetes, Pleosporomycetidae, Pleosporales, Pleosporaceae, Bipolaris (Shoemaker, 1959). 2.1.2. Hình thái học của nấm B.oryzae Theo Ou (1985), Brede là người đầu tiên mô tả hoàn chỉnh về nấm B. oryzae. Sợi nấm và bào tử có từ 1đến 14 nhân. Trên môi trường nuôi cấy, nấm có màu trắng xốp rồi xám nâu đen. Bào tử hữu tính rất ít gặp, thường chỉ gặp ở cuối giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây, có 5 hình sợi dài, có từ 6 đến 15 ngăn, nằm trong quả thể có màu vàng nhạt có thể tìm thấy trong rơm rạ. 2.1.3. Đặc điểm phát sinh phát triển của nấm B.oryzae Sau mùa thu hoạch, nấm tồn tại trên tàn dư cây bệnh, trên rơm rạ, hạt giống và ký chủ dại là các cây cỏ một lá mầm, trong điều kiện khô ráo bào tử có thể tồn tại 2 năm và sợi nấm là 3 năm (Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề, 2001). Theo Ou (1985), sợi nấm nằm trong mô bệnh là 3 năm, với điều kiện thường bào tử có thể tồn tại trong đất 5 tháng ở nhiệt độ 350C Nấm phát triển thích hợp ở 27- 30°C, bào tử nảy mầm tốt từ 25 - 30°C, phát triển trong điều kiện nhiệt độ từ 10 -410C với độ ẩm không khí 60 -100%. Bào tử chết ở nhiệt độ từ 50 -510C và sợi nấm chết ở ở nhiệt độ từ 48 -500C trong 10 phút. pH thích hợp cho nấm phát triển từ 6,6 -7,4, pH thích hợp cho bào tử nảy mầm từ 2,6 -10,9. Bào tử có thể được sinh ở pH từ 4 - 10, trên môi trường nếu vượt quá 0,5% sucrose và 0,1% pepton thì sự phát triển tản nấm và sự sinh sản bào tử sẽ bị hạn chế (Shoemaker, 1959). Bào tử nấm B.oryzae có 3 kiểu nảy mầm là: nảy mầm ở 2 đầu của bào tử, nảy mầm ở tế bào giữa của bào tử và nảy mầm ở một đầu của bào tử. Tỷ lệ các kiểu nảy mầm này phụ thuộc vào các loại môi trường nuôi cấy, nhiệt độ nuôi cấy, loại ánh sáng và thời gian chiếu sáng trong quá trình nuôi cấy (Dela, 2006). Không tìm thấy sự liên quan giữa các vùng địa lý với sự đa dạng của cấu trúc gen hay bệnh lý và khả năng gây bệnh của nấm (Kamal and Mia, 2009). Nghiên cứu về biến đổi của gen và độc tính của nấm, 352 isolate đã được thu thập tại 11 địa phương của Philippin đã được thống kê về mặt đa dạng sinh học. Kết quả cho thấy có sự đa dạng sinh học, tại một địa điểm có thể có cả hai loại gen cổ điển và vô tính (Burgos, 2013). 2.1.4. Độc tố và sự hình thành bào tử của nấm B.oryzae Misra et al. (1962) đã tìm ra sự khác biệt về tính độc và sự hình thành bào tử giữa hai ioslate phân lập được. Matuo (1948) cho rằng bào tử từ cây lúa mọc trên dung dịch có ít hay không có kali thì độc tính cao 6 hơn. Hình thành bào tử đòi hỏi phải có cả hai giai đoạn tối và sáng, ánh sáng xanh ức chế sự hình thành bào tử (Honda and Sakamoto, 1969). B. oryzae tiết ra hai loại độc tố là Cochliobolin gây độc cho cây mạ, hạn chế sự phát triển của rễ lúa ở nồng độ 30ppm; Ophiobolin gây độc cho rễ và diệp lục, gây héo úa cây ở nồng độ 2-5ppm. Các độc tố này có thể bị oxychlorua đồng làm bất hoạt. Nếu bệnh phát triển trên môi trường ít hay không có kali, độc tính gây bệnh sẽ gia tăng. Từ một bào tử hay nuôi cấy từ một tế bào ngọn, có thể tạo nên các dòng có độc tính khác nhau (Shoemaker, 1959). 2.1.5. Cơ chế lây nhiễm của nấm B.oryzae lên hạt giống Theo Nome et al. (2012), có 2 trường hợp xảy ra: - Nhiễm bệnh toàn hạt giống: nấm xâm nhiễm bất kỳ phần nào của hạt giống bởi hệ thống mạch dẫn hoặc trực tiếp bởi những vết thương tự nhiên hoặc nhân tạo. Nấm lây nhiễm thông qua giai đoạn nở hoa tạo hạt, bào tử của một số loại nấm nảy mầm và sợi nấm phát triển đến phôi nơi chúng có thể tồn tại như một sợi nấm tiềm sinh không hoạt động cho đến khi hạt nảy mầm. Khi hạt nảy mầm, điều kiện cho nấm phát triển cũng xuất hiện. - Mang nguồn bệnh thụ động: mầm bệnh dính vào hạt giống khi thu hoạch hoặc sau thu hoạch bao gồm các u sưng, các hạch nấm bộ phận của cây hoặc các hạt đất có mang mầm bệnh của một tác nhân gây bệnh có thể làm hạt giống nhiễm bệnh thứ cấp thông qua sự cọ sát trong bất kỳ quá trình sản xuất hạt giống nào như thu hoạch, chế biến và đóng gói. Bằng các biện pháp kỹ thuật Schroeder (1966) đã chứng minh sợi nấm Drechslera oryzae nằm trong nội nhũ, các sợi nấm phát triển dọc theo vách tế bào. Các phần bị nhiễm bệnh trên hạt: vỏ trấu, vỏ cám và phôi của hạt lúa. 2.1.6. Biện pháp phòng trừ nấm B.oryzae Theo Ou (1985), biện pháp phòng trừ tốt nhất là sử dụng giống chống chịu bệnh và sử dụng hạt giống sạch bệnh. Xử lý hạt giống bằng các phương pháp như vật lý, hóa học, sinh học để bảo vệ cây con không nhiễm bệnh từ hạt giống truyền sang, qua đó làm giảm khả năng phát 7 sinh dịch bệnh trên cây trồng. Xử lý hạt giống để tăng tỷ lệ nảy mầm, giảm khả năng truyền bệnh sang cây con, cây trồng không bị gây hại bởi bệnh truyền qua hạt giống, để bảo vệ khi hạt nảy mầm và cây con khỏi sự tấn công của nấm. 2.2. Những nghiên cứu trong nước 2.2.1. Đặc điểm của nấm B.oryzae Bệnh đốm nâu (tiêm lửa) đã được nghiên cứu từ những năm 60, 70. Theo Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề (2001), bệnh tiêm lửa do nấm B. oryzae gây hại chủ yếu trên lúa xấu, thiếu dinh dưỡng và các giai đoạn sinh trưởng mà cây khủng hoảng dinh dưỡng ở các bộ phận già hay thiếu dinh dưỡng, ở thời kỳ cuối mạ và lúa bị hạn, trên các lá già, giai đoạn cuối khi mạ chuẩn bị nhổ cấy, trên lá già sau đẻ nhánh, trên vỏ hạt bông lúa non lúc trỗ và đòng non khiến bông lúa bị lép. Mức độ thâm canh càng cao bệnh càng ít gây hại, giống lúa dài ngày càng dễ bị bệnh vì có nhiều giai đoạn sinh trưởng thiếu dinh dưỡng. Bệnh gây ít tác hại khi ở mức độ nhẹ, khi bệnh nặng, vết bệnh nhiều sẽ làm lá cây bị úa vàng khô héo. 2.2.2. Tình hình nấm B.oryzae gây hại trên hạt giống Theo Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia, trong các nghiên cứu từ năm 1998 đến năm 2008 trên các mẫu hạt giống thu thập được ở các tỉnh miền Bắc và miền Trung, nấm B. oryzae được tìm thấy trên một số giống có chất lượng gạo ngon như Tám, Hương thơm số 1, IR353-66. Tỷ lệ hạt nhiễm bệnh này cao nhất là trên 80%, những mẫu hạt giống có tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae đều có tỷ lệ cây mầm bất bình thường cao, tỷ lệ nảy mầm thấp. Một số dòng bố mẹ lúa lai tạo ra các giống lúa lai chất lượng cũng bị nhiễm bệnh với tỷ lệ trên 60%. 2.2.3. Khả năng truyền bệnh của nấm B.oryzae trên hạt B. oryzae là nấm bệnh truyền qua hạt giống, tất cả các phần của hạt đều tìm thấy bào tử nấm. Phôi, nội nhũ, mày hạt, vỏ trấu trên, vỏ trấu dưới, lớp vỏ cám đều có thể bị nấm bệnh tấn công và gây hại. Nấm 8 cũng có thể nằm bên trong hạt hoặc sát bề mặt hạt trong các lớp vỏ hạt (Somsiri and Vu Van Ba, 2005). 2.2.4. Khả năng gây hại của nấm B.oryzae trên cây mầm Nấm bệnh đã truyền qua cây mạ biểu hiện triệu chứng thành chín kiểu khác nhau, các cây mạ này trở thành cây mầm không bình thường không được tính vào tỷ lệ nảy mầm, có nghĩa là tỷ lệ nảy mầm chung của lô hạt giống đã bị giảm đi đúng bằng tỷ lệ cây mang triệu chứng bệnh: Cây mầm không có rễ; Không có rễ và bị thối ở thân mầm; Rễ ngắn; Thối thân mầm; Thối mầm và thối rễ; Rễ sơ cấp bị biến màu nâu, không phân nhánh và không có rễ sơ cấp; Mầm còi cọc vặn xoắn; Mầm nhỏ, yếu, úng nước; Rễ sơ cấp nhỏ và yếu (Huỳnh Văn Nghiệp và Ashok, 2004). 2.2.5. Biện pháp phòng trừ nấm B.oryzae Theo Phạm Văn Dư và cs. (2011), bệnh lem lép trong đó có nấm B. oryzae chiếm tỷ lệ 4,9%. Các giống lúa cải tiến có tỷ lệ bệnh cao hơn các giống lúa địa phương. Sử dụng phương pháp lựa chọn hạt giống sạch bệnh và dùng dung dịch muối pha loãng 15% trước khi gieo sạ trên ruộng, phương pháp này làm giảm tỷ lệ truyền bệnh qua hạt, tăng năng suất từ 12 đến 15%. Hiện nay việc xử lý hạt giống bằng thuốc hóa học đang được sử dụng rộng rãi, sử dụng các loại dịch chiết thực vật cũng đang được áp dụ ... của 8 mẫu nấm trên 8 giống lúa khác nhau thu được tại 8 tỉnh khác nhau đã cho kết quả giống nhau tại vùng gen ITS1 và ITS2 cho thấy tại Việt Nam nấm B. oryzae chưa tìm thấy sự đa dạng tại 2 vùng gen này. Để tìm ra đa dạng sinh học của nấm B. oryzae cần có các nghiên cứu sâu hơn bằng các phương pháp khác. 4.4. Đặc điểm gây hại của nấm B.oryzae trên hạt 4.4.1. Giai đoạn xâm nhiễm của nấm B. oryzae vào hạt Theo dõi quá trình xâm nhiễm tự nhiên của nấm B. oryzae vào hạt được tiến hành trên ruộng sản xuất hạt giống lúa Hương thơm số 1 tại Thái Bình vụ mùa năm 2012. Ruộng lúa lựa chọn để nghiên cứu ở giai đoạn phân hóa đòng có tỷ lệ cây nhiễm nấm B. oryzae là 100%, chỉ số bệnh là 7,9%. Để đảm bảo quá trình xâm nhiễm vào hạt không bị ảnh hưởng, ruộng thí nghiệm không phun thuốc trừ bệnh. Bảy giai đoạn phát triển hình thành hạt giống lúa đã được điều tra lấy mẫu bông mang về phòng thí nghiệm để kiểm tra sự xuất hiện của nấm hạt, kết quả cho thấy chỉ số bệnh của ruộng giống tăng dần từ giai đoạn phân hóa đòng đến khi thu hoạch, các giai đoạn của quá trình hình thành hạt đều có sự xuất hiện của nấm B. oryzae với hạt nhiễm nấm trên bông tăng dần cho đến khi chín hoàn toàn, tỷ lệ hạt nhiễm nấm tăng từ 0,5 đến 6%. Để đánh giá khả năng xâm nhiễm của nấm B. oryzae vào hạt ở các thời điểm tạo hạt, các cây lúa sạch bệnh trồng trong chậu đã được đặt ra ruộng lúa đang được theo dõi ở trên. Toàn bộ bông trong chậu thí nghiệm được thu hoạch vào cuối giai đoạn phát triển để kiểm tra tỷ lệ hạt nhiễm nấm. Tổng số 24 chậu lúa được gieo từ nguồn hạt giống đã xử lý nấm bệnh và trồng cách ly với nguồn bệnh đã được sử dụng làm 17 thí nghiệm. Kết quả cho thấy các giai đoạn từ đẻ nhánh đến chuẩn bị trỗ cây lúa có thời gian tiếp xúc với nấm bệnh lâu nhất nhưng B. oryzae vẫn chưa xâm nhập được vào đòng nên không có bằng chứng cho thấy nấm xâm nhập vào hạt. Tỷ lệ hạt nhiễm nấm tăng đột biến vào giai đoạn trỗ 50% trở đi, tỷ lệ hạt nhiễm cao nhất vào giai đoạn lúa trỗ 100% và giảm dần vào các giai đoạn sau (bảng 4.2). Bảng 4.2. Kết quả theo dõi mức độ nhiễm nấm B. oryzae ở các giai đoạn hình thành hạt trên đồng ruộng STT Giai đoạn phát triển Chỉ số bệnh (%) Tỷ lệ hạt nhiễm nấm (%) 1 Đẻ nhánh 3,1 - 2 Phân hóa đòng 7,9 0 3 Chuẩn bị trỗ 7,9 1,5d 4 Trỗ 50% 8,0 6,5b 5 Trỗ thoát 100% 9,9 9,0a 6 Chín sữa 13,2 8,5a 7 Chín sáp 14,0 3,0c 8 Chín hoàn toàn 15,3 2,0d Mỗi giai đoạn thực hiện với 3 chậu, mỗi chậu trồng 5 cây, các chậu được đặt vào giữa ruộng bị nhiễm bệnh. Cuối giai đoạn thu các chậu này về và đặt các chậu mới để thực hiện giai đoạn tiếp theo. Các ký tự khác nhau có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 0,05; CV=7,3%. 4.4.2. Vị trí tồn tại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa Thu ngẫu nhiên các bông lúa từ ruộng lúa Hương thơm số 1 có chỉ số bệnh lớn hơn 15%, chọn ba nhóm hạt có triệu chứng không biến màu, biến màu nhẹ, biến màu và biến dạng. Tách các phần của hạt, đặt các phần này trên giấy ẩm theo phương pháp Blotter. Kết quả thu được cho thấy tất cả các phần vỏ trấu, phôi, vỏ cám và nội nhũ của cả ba nhóm hạt đều xuất hiện nấm B. oryzae (bảng 4.3). 18 Bảng 4.3. Vị trí tồn tại của nấm B. oryzae trên hạt Đặc điểm mẫu Vị trí tồn tại của nấm Vỏ trấu Phôi Vỏ cám Nội nhũ Hạt không biến màu + + + + Hạt biến màu nhẹ ++ + + + Hạt biến màu và biến dạng +++ ++ ++ + Ghi chú: + ++ +++ <10% số hạt bị nhiễm nấm tại vị trí kiểm tra 10-25% số hạt bị nhiễm nấm tại vị trí kiểm tra >25% số hạt bị nhiễm nấm tại vị trí kiểm tra 4.4.3. Vị trí phát triển và gây hại trên hạt của nấm B.oryzae Vị trí phát triển trên hạt của nấm có ý nghĩa rất lớn trong quá trình nảy mầm của hạt. Song song với quá trình hạt giống lúa nảy mầm, nấm B. oryzae cũng phát triển, nếu vị trí của nấm phát triển gần phôi hạt thì khả năng cây mầm bị gây hại nặng là rất cao. Gây nguy hiểm nhất đối với hạt giống lúa là nấm tồn tại và phát triển ngay tại phôi hoặc các vị trí sát cạnh phôi, khi mầm phát triển là nấm lập tức tấn công gây hại. Với mức độ nhiễm nặng, nấm có thể gây thối (chết) phôi ngay khi hạt chưa kịp nảy mầm hoặc làm chết mầm của hạt ngay khi vừa nhú. Vị trí ít gây hại hơn cả khi nấm phát triển ở phía cuối hạt nơi cách xa phôi nhất, tuy nhiên cũng phụ thuộc vào mức độ nhiễm nấm của hạt. Nấm B. oryzae gây hại trên hạt với các biểu hiện như sau: - Gây chết hạt (hạt bị thối trước khi nảy mầm). - Toàn bộ bề mặt hạt bị bao phủ một lớp nấm màu xám đen - Mầm bị thối hoàn toàn. - Rễ bị thối hoàn toàn. - Mầm và rễ bị thối toàn bộ. - Một phần mầm hoặc rễ bị thối. Nấm gây hại trên hạt trong quá trình nảy mầm ở các cấp độ khác nhau đã tạo ra các thương tổn khác nhau (hình 4.3). 19 Hình 4.3. Các dạng cây mầm hạt giống lúa HT1 bị nấm B. oryzae gây hại Mật độ bào tử xuất hiện trên hạt có ý nghĩa trong việc lan truyền trên đồng ruộng. Mật độ bào tử dầy tức là số lượng bào tử nhiều, khả năng lan truyền nhanh và mạnh, mật độ bào tử thưa, sợi nấm nhiều thì khả năng lan truyền sẽ kém hơn. Kết quả nghiên cứu cho thấy bào tử phát triển dày đặc xuất hiện với tần xuất nhiều hơn trên hạt bị nấm bao phủ quá nửa bề mặt. Đối với hạt mang nấm phát triển dưới một nửa hạt thì kiểu mật độ bào tử thưa xuất hiện nhiều hơn. Nghiên cứu xu thế phát triển của nấm trên bề mặt hạt kết quả cho thấy nấm có xu thế phát triển về phía phôi hạt với tỷ lệ cao ở tất cả các mẫu nghiên cứu. 4.4.4. Khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B.oryzae thu thập tại các tỉnh Toàn bộ 24 mẫu nấm tham gia thí nghiệm đều cho kết quả tương đối giống nhau về thời kỳ tiềm dục, khả năng lây bệnh và mức độ gây hại. Thời gian xuất hiện triệu chứng bệnh đầu tiên sau khi lây nhiễm là khoảng từ 3 đến 4 ngày. Tỷ lệ bệnh tương đối cao từ 74,5 đến 86,8%, chỉ số bệnh từ 7,6 đến 10,3%. Không có sự khác nhau nhiều về độ độc và khả năng gây bệnh của các nguồn nấm thu thập. Hạt mang nấm bên trong hạt hay bám dính bên ngoài đều có khả năng gây hại tương tự nhau, tỷ lệ hạt chết và cây mầm bất bình thường tương đương nhau. 20 4.4.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ hạt nhiễm nấm B.oryzae đến tỷ lệ nảy mầm của hạt giống lúa Nấm tấn công trực tiếp vào phôi làm hạt không có khả năng nảy mầm hoặc mầm bị chết. Cây mầm cũng có thể trở nên yếu ớt bất bình thường hoặc bị nhiễm bệnh thứ cấp do có các vết bệnh nghiêm trọng tại các vị trí như thân mầm và bao lá mầm. Các mẫu có tỷ lệ nảy mầm cao đều có tỷ lệ hạt nhiễm nấm thấp, mẫu có tỷ lệ nảy mầm thấp có tỷ lệ hạt nhiễm nấm cao tương đương tỷ lệ hạt chết và cây mầm bất bình thường của các mẫu này (bảng 4.4, 4.5). Bảng 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae đến tỷ lệ nảy mầm của giống Hương thơm số 1 Đặc điểm nảy mầm của mẫu Dung lượng mẫu Tỷ lệ (%) Tỷ lệ hạt nhiễm nấm B.o (%) Mầm BT Mầm KBT Hạt KNM Hạt chết Cao (> 80%) 23 91,0 5,0 0 4,0 3,6 Trung bình 36 78,0 17,0 0 5,0 15,7 Thấp (<50%) 4 42,0 54,0 0 4,0 56,5 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của sự phát triển của nấm B. oryzae trên hạt đến sức sống cây mầm Sự phát triển của nấm trên hạt Tỷ lệ cây mầm (%) Nhóm nảy mầm >80% 50-80% <50% Toàn bộ hạt Bị chết 100 100 100 Bị yếu 0 0 0 Trên một nửa bề mặt hạt Bị chết 57,2 69,0 90,9 Bị yếu 21,4 31,0 9,1 Khỏe mạnh 21,4 0 0 Dưới một nửa bề mặt hạt Bị chết 38,0 41,8 58,0 Bị yếu 37,0 41,8 32,0 Khỏe mạnh 25,0 16,4 10,0 21 4.5. Biện pháp phòng trừ nấm B.oryzae 4.5.1. Phơi, sấy và làm sạch hạt giống Đánh giá trên tỷ lệ hạt nhiễm nấm tại 5 mức độ sạch khác nhau, trung bình khi độ sạch giảm 0,5 % thì tỷ lệ hạt nhiễm nấm tăng 0,5 đến 1%. Các mẫu hạt giống được thu từ ruộng ban đầu có triệu chứng bệnh, kiểm tra tỷ lệ hạt nhiễm nấm ngay tại thời điểm còn tươi. Chia các mẫu làm 2 phần: 1 phần phơi khô dưới nắng tới độ ẩm còn từ 11,5 đến 12,5%; 1 phần sấy khô theo quy trình: quạt cho ráo vỏ từ 2 đến 3 giờ, sấy ở nhiệt độ 380C, 400C, 420C mỗi ngưỡng 3 giờ, tăng nhiệt độ sấy lên 500C trong 2 giờ, để giảm nhiệt tự nhiên trong lò sấy. Kiểm tra tỷ lệ hạt nhiễm nấm của các mẫu hạt ngay khi đạt được độ ẩm thử nghiệm. Phương pháp sấy có tác dụng làm giảm tỷ lệ hạt nhiễm nấm tốt hơn phương pháp hong phơi dưới nắng (giảm từ 5-20%) (bảng 4.6). Bảng 4.6. Ảnh hưởng của quá trình phơi, sấy hạt tới tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae Chỉ tiêu theo dõi Tỷ lệ hạt nhiễm nấm (%) Phương pháp IR35366 BT 7 BC 15 Q5 Nếp 87 Trước phơi sấy 42,5 12,5 16,5 1,5 5,0 Sau phơi 42,0 12,0 16,0 1,5 5,0 Sau sấy 22 1.5 6.5 0 0 4.5.2. Biện pháp xử lý hạt giống Các biện pháp đã nghiên cứu gồm nước nóng, nước muối, dịch chiết thực vật, bằng thuốc hóa học, các biện pháp đều có thể làm giảm tỷ lệ hạt nhiễm nấm từ 15 đến 37%. Kết hợp xử lý nước nóng và nước muối, tỷ lệ hạt nhiễm nấm giảm tới 40%. Ba loại thuốc hóa học dùng xử lý hạt giống lúa là Cruiser Plus 312,5FS, Amistar Top 325SC, Till Super 300EC đều có tác dụng diệt trừ nấm. Xử lý hạt giống trên đồng ruộng bằng thuốc hóa học có thể làm tăng tỷ lệ nảy mầm, tiết kiệm 8 kg hạt giống lúa/ha, ngăn sự lan truyền bệnh từ hạt ra đồng ruộng. 22 Bảng 4.7. Kết quả xử lý hạt giống lúa Hương thơm số 1 bằng thuốc hóa học gieo cấy trên đồng ruộng Công thức Xử lý Tỷ lệ nảy mầm (%) Diện tích cấy được (m2) Tỷ lệ bệnh sau cấy (%) Lượng hạt giống sử dụng (kg/ha) CT 1 Cruiser Plus 312,5 FS 0,3% 85,0b 330,3 0 30,3 CT 2 Amistar Top 325 SC 0,3% 83,0ab 320,1 0 31,2 CT 3 Till Super 300 EC 0,3% 91,0a 350,7 0 25,5 (Đ/c) Nước cất 80,0c 301,6 1,5 33,2 Kết quả trung bình trên 4 lần nhắc, các ký tự khác nhau có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 0,05, CV=3,7%. PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận 1) Kết quả điều tra trên đồng ruộng cho thấy B. oryzae gây bệnh cho đa số các giống lúa với chỉ số bệnh dưới 1% ở cấp bệnh 1 và tỷ lệ bệnh dưới 10%, tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh trong vụ mùa cao hơn vụ xuân. Các giống bị gây hại thường thuộc bộ giống cũ, trong đó Bao thai lùn là giống bị gây hại nặng nhất. 2) Kết quả điều tra trên hạt giống lúa cho thấy tỷ lệ mẫu nhiễm nấm và tỷ lệ hạt nhiễm nấm biến động không đáng kể qua các năm điều tra trên cả lúa thuần và lúa lai. Tỷ lệ mẫu nhiễm nấm của giống lúa thuần từ 35,4- 39,8% với tỷ lệ hạt nhiễm nấm trung bình dưới 10% trong ba năm điều tra. Tỷ lệ mẫu nhiễm nấm của giống lúa lai sản xuất trong nước từ 54,7 -59,0% với tỷ lệ hạt nhiễm nấm nhỏ hơn 5%. Hạt giống lúa lai nhập khẩu không tìm thấy nấm B. oryzae. 3) Kết quả điều tra cho thấy tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae bị ảnh hưởng bởi vùng sinh thái, chế độ canh tác, địa hình canh tác và loại đất canh tác. Tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae vùng đồng bằng sông Hồng thấp nhất, vùng Bắc trung bộ cao nhất trong bốn vùng điều tra là 23 Đồng bằng sông Hồng, Đông Bắc, Tây Bắc, Bắc Trung bộ. Chế độ canh tác một vụ lúa- một vụ cá có tỷ lệ hạt nhiễm thấp nhất, chế độ canh tác chuyên canh lúa có tỷ lệ hạt nhiễm cao nhất, chế độ sản xuất hạt giống lúa luân canh với cây vụ đông hạn chế được tỷ lệ mẫu nhiễm nấm tới 40% và hạt nhiễm nấm tới 15%. Đất cao dốc và khô hạn có tỷ lệ hạt nhiễm nấm cao nhất sau đó là đất ruộng chuyên canh lúa ven biển, đất pha cát và bạc mầu cuối cùng là đất ngập nước và nhiễm phèn. 4) Khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. oryzae thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung tương đối giống nhau về thời gian tiềm dục và khả năng gây bệnh trong điều kiện nhân tạo. Khả năng tồn tại của nấm B. oryzae không bị ảnh hưởng sau 9 tháng sau thu hoạch và bảo quản, tỷ lệ nảy mầm của các mẫu hạt giống nhiễm nấm B. oryzae giảm nhiều nhất so với đối chứng là 30%. 5) Nấm B. oryzae có khả năng xâm nhiễm vào hạt ở tất cả các giai đoạn từ lúc hình thành hạt đến thu hoạch, quá trình xâm nhiễm mạnh nhất xảy ra ở giai đoạn lúa trỗ hoàn toàn. B. oryzae tồn tại ở tất cả các bộ phận của hạt, khả năng gây hại nặng và nhanh nhất cho cây mầm khi xâm nhiễm vào phôi không phân biệt nấm tồn tại bên trong hay bám bên ngoài vỏ hạt. 6) Mức độ đồng nhất về trình tự của vùng gen ITS của các mẫu nấm B. oryzae thu thập tại Việt Nam với nhóm B. oryzae đã được công bố trên thế giới từ 82,2% trở lên (100% trên toàn bộ đoạn so sánh với mẫu nấm có nguồn gốc từ Nhật Bản). Trình tự vùng gen ITS của các mẫu nấm thu tại các tỉnh khác nhau trên các giống lúa khác nhau hoàn toàn giống nhau nên chưa tìm thấy sự đa dạng sinh học của nấm B. oryzae tại vùng gen này. 7) Để làm giảm tỷ lệ hạt nhiễm nấm có thể áp dụng biện pháp chế biến như làm sạch và sấy khô. Độ sạch tăng 0,5 % thì tỷ lệ hạt nhiễm nấm giảm 0,5 đến 1%. Sấy khô hạt giống lúa theo quy trình: quạt cho ráo vỏ từ 2 đến 3 giờ, sấy ở nhiệt độ 380C, 400C, 420C mỗi ngưỡng 3 giờ, tăng nhiệt độ sấy lên 500C trong 2 giờ, để giảm nhiệt tự nhiên 24 trong lò sấy làm giảm tỷ lệ hạt nhiễm nấm từ 10 đến 20%. Biện pháp xử lý hạt giống bằng nước nóng 540C, nước muối hoặc bằng dịch chiết hành, tỏi, lá cây trúc đào đều có thể làm giảm tỷ lệ hạt nhiễm nấm từ 15 đến 37%. Để tăng hiệu quả phòng trừ có thể kết hợp cả xử lý nước nóng và nước muối, tỷ lệ hạt nhiễm nấm giảm tới 40%. Ba loại thuốc hóa học dùng xử lý hạt giống lúa là Cruiser Plus 312,5FS, Amistar Top 325SC, Till Super 300EC đều có tác dụng diệt trừ nấm, xử lý hạt giống bằng Till Super 300 EC là tốt nhất có thể làm giảm 100% tỷ lệ hạt nhiễm nấm, tiết kiệm 8 kg hạt giống lúa/ha với phương pháp cấy. 5.2. Kiến nghị - Trong quá trình nghiên cứu, sự đa dạng về hình thái phát triển của nấm B. oryzae đã được tìm thấy. Việc giải trình tự gen của nấm để tìm hiểu về đa dạng di truyền mới giới hạn ở vùng ITS, kết quả cho thấy các mẫu nấm đồng nhất tại vùng gen này. Để có thêm thông tin về đa dạng di truyền của nấm B. oryzae cần có các nghiên cứu ở các vùng gen khác hoặc bằng phương pháp khác trong thời gian tới. - Tất cả các loại hạt giống lúa trước khi bán ngoài thị trường cần được kiểm tra bệnh hạt giống, nếu tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae dưới 10% thì phải xử lý hạt giống bằng thuốc hóa học trước khi sử dụng, nếu tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae trên 10% thì không nên bán ra thị trường và sử dụng làm hạt thương phẩm. Phải xử lý hạt giống là do tỷ lệ nảy mầm của hạt giống lúa (bao gồm lúa thuần, lúa lai, bố mẹ lúa lai) được quy định từ 80% trở lên mới đạt yêu cầu theo quy chuẩn Quốc gia; tỷ lệ nảy mầm thông thường của các lô hạt giống hiện nay cao nhất thường đạt xung quanh ngưỡng 90% do đó xử lý hạt giống khi tỷ lệ hạt nhiễm nấm >10% để đảm bảo tỷ lệ nảy mầm đạt yêu cầu làm giống. - Các công ty sản xuất hạt giống lúa nên xây dựng quy trình chế biến hạt giống trong đó sử dụng phương pháp sấy khô để hạn chế tối đa sự lan truyền của nấm bệnh qua hạt. Có thể áp dụng quy trình: quạt ráo vỏ từ 2- 3 giờ, sấy ở nhiệt độ 380C, 400C, 420C mỗi ngưỡng 3 giờ, tăng nhiệt độ sấy lên 500C trong 2 giờ, để giảm nhiệt tự nhiên trong lò sấy.
File đính kèm:
- tom_tat_luan_an_nghien_cuu_xac_dinh_kha_nang_xam_nhiem_gay_h.pdf