Tài liệu 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