Tài liệu Nghiên cứu thành phần bệnh nấm hại trên cây gừng và nghệ tại hà nội và phụ cận

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LÊ THỊ THỦY NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN BỆNH NẤM HẠI TRÊN CÂY GỪNG VÀ NGHỆ TẠI HÀ NỘI VÀ PHỤ CẬN Ngành: Bảo vệ thực vật Mã ngành: 60 62 01 10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Hà Viết Cường NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày… tháng… năm 2017 Tác giả luận văn Lê Thị Thủy i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Hà Viết Cường đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các cán bộ Trung tâm Bệnh cây nhiệt đới – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, các cán bộ Trung tâm cây thuốc Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./. Hà Nội, ngày… tháng… năm 2017 Tác giả luận văn Lê Thị Thủy ii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ........................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi Danh mục bảng ............................................................................................................... vii Danh mục hình ............................................................................................................... viii Trích yếu luận văn ........................................................................................................... ix Thesis abstract................................................................................................................... x Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài........................................................................... 2 1.2.1. Mục đích ............................................................................................................. 2 1.2.2. Yêu cầu của đề tài ............................................................................................... 2 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 3 2.1. Tiềm năng cây thuốc ở Việt Nam và vấn đề bệnh hại ........................................ 3 2.2. Đặc điểm phân loại, nông học, ứng dụng và một số bệnh hại cây gừng và nghệ ........ 5 2.2.1. Cây Nghệ (Curcuma longa) ............................................................................... 5 2.2.2. Cây gừng (Zingiber officinale) ........................................................................... 7 2.3. Một số nguyên nhân gây hại trên cây dược liệu ................................................. 9 2.3.1. Lớp nấm trứng OOmycetes ................................................................................ 9 2.3.2. Pythium sp. ....................................................................................................... 10 2.3.3. Phytopythium sp. .............................................................................................. 13 2.3.4. Nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo vàng ................................................ 14 2.4. Xác định danh tính nấm bằng giải trình tự vùng ITS ....................................... 16 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 17 3.1. Địa điểm và thời gian ....................................................................................... 17 3.2. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu ..................................................................... 17 3.2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 17 3.2.2. Vật liệu nghiên cứu:.......................................................................................... 17 3.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 20 iii 3.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 20 3.4.1. Phương pháp điều tra thành phần bệnh hại....................................................... 20 3.4.2. Phương pháp điều tra mức độ gây hại, quy luật phát sinh phát triển của bệnh. ................................................................................................................. 26 3.4.3. Phương pháp đánh giá khả năng đối kháng của vi khuẩn đối kháng với nấm gây bệnh. ................................................................................................... 27 3.4.4. Đánh giá hiệu lực của một số loại thuốc hóa học trên môi trường nhân tạo .... 27 3.4.5. Đánh giá hiệu lực của một số loại thuốc trừ nấm trên bệnh thối gốc rễ nghệ ngoài đồng ruộng ..................................................................................... 28 Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 29 4.1. Thành phần bệnh hại trên nghệ và gừng tại Hà Nội và phụ cận năm 2016 ...... 29 4.1.1. Thành phần bệnh hại trên cây nghệ tại Quảng Ninh, Hưng Yên và Hà Nội .... 29 4.1.2. Đặc điểm triệu chứng và tác nhân gây bệnh trên nghệ ..................................... 30 4.1.2. Thành phần bệnh hại trên cây gừng tại Hà Nội và Lạng Sơn ........................... 32 4.2. Nghiên cứu bệnh thối gốc rễ trên cây nghệ tại Hưng Yên ............................... 32 4.2.1. Phân lập mẫu cây nghệ bị bệnh thối gốc rễ và mẫu đất trồng nghệ tại Hưng Yên.......................................................................................................... 33 4.2.2. Đặc điểm hình thái nấm phân lập được trên cây nghệ bệnh tại Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017 ............................................................................ 36 4.2.3. Lây nhiễm Fusarium và Pythium phân lập được trên cây nghệ ....................... 43 4.2.4. Xác định 2 loài Pythium Py1 và Py2 bằng giải trình tự vùng ITS.................... 46 4.2.5. Sự phát sinh phát triển của bệnh thối gốc rễ trên nghệ tại Hưng Yên năm 2017 .................................................................................................................. 49 4.2.6. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến bệnh thối gốc rễ trên nghệ tại Hưng Yên năm 2017 ................................................................................................... 50 4.2.7. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến bệnh thối gốc rễ trên nghệ tại Hưng Yên năm 2017 ................................................................................................... 51 4.2.8. Thử nghiệm khả năng ức chế sinh trưởng 2 loài Pythium aphanidermatum và Phytopythium helicoides bằng thuốc hóa học và vi khuẩn đối kháng trong điều kiện invitro ........................................................... 52 4.2.9. Khả năng ức chế sinh trưởng của một số loại thuốc hóa học đối với nấm Pythium spp ngoài đồng ruộng. ........................................................................ 55 iv Phần 5. Kết luận và đề nghị ......................................................................................... 57 5.1. Kết luận............................................................................................................. 57 5.2. Đề nghị ............................................................................................................. 57 Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 59 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng việt CTAB Cetyl trimethylammonium bromide F. oxysporum Fusarium oxysporum PCR Polymerase Chain Reaction P. helicoides Pythium helicoides P. aphanidermatum Pythium aphanidermatum P. myriotylum Pythium myriotylum vi DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1. Thành phần bệnh hại trên nghệ tại Quảng Ninh, Hưng Yên và Hà Nội năm 2016 ............................................................................................ 29 Bảng 4.2. Kết quả phân lập nấm từ mẫu Nghệ bị bệnh thối gốc rễ tại Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017 .......................................................... 34 Bảng 4.3. Kết quả bẫy Phytophthora/Pythium từ đất vùng rễ cây nghệ bệnh thối gốc rễ thu tại Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017 (sau bẫy 3 ngày) ................................................................................................ 35 Bảng 4.4. Đặc điểm hình thái mẫu Pythium Py1 phân lập được trên cây nghệ bệnh thối gốc rễ tại Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017........................... 37 Bảng 4.5. Đặc điểm hình thái mẫu Pythium Py2 phân lập được trên cây nghệ bệnh thối gốc rễ tại Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017........................... 39 Bảng 4.6. Quá trình hình thành và giải phóng động bào tử của mẫu Pythium Py2 ............................................................................................................. 40 Bảng 4.7. Đặc điểm hình thái mẫu nấm Fusarium phân lập được trên cây nghệ bệnh thối gốc rễ tại Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017........................... 42 Bảng 4.8. Kết quả lấy nhiễm nấm Fusarium trên cây nghệ ....................................... 43 Bảng 4.9. Kết quả lây nhiễm nhân tạo nấm 2 loài Pythium trên cây nghệ................. 45 Bảng 4.10. Kết quả giải trình tự 3 mẫu nấm Pythium gây bệnh thối gốc rễ tại Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017 .......................................................... 46 Bảng 4.12. Kết quả tìm kiếm trên Ngân hàng gen (GeneBank) dựa trên trình tự ITS của 2 mẫu Py1 và Py2......................................................................... 48 Bảng 4.12. Diễn biến bệnh thối gốc rễ nghệ tại Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017 ............................................................................................ 49 Bảng 4.13. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến bệnh thối gốc rễ trên nghệ tại Hưng Yên............................................................................................................. 50 Bảng 4.14. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến bệnh thối gốc rễ trên nghệ tại Hưng Yên ............................................................................................................. 51 Bảng 4.15. Hiệu lực ức chế sinh trưởng của thuốc hóa học và vi khuẩn đối kháng đối với Pythium aphanidermatum và Phytopythium helicoides trên môi trường nhân tạo ................................................................................... 53 Bảng 4.16. Ảnh hưởng của một số thuốc hóa học đến bệnh thối gốc rễ trên nghệ ..... 55 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ minh họa các cụm gen rDNA của sinh vật nhân thật. ...................... 16 Hình 4.1. Triệu chứng bệnh thối rễ do nấm Pythium sp. ............................................. 30 Hình 4.2. Triệu chứng bệnh thối gốc rễ do nấm Pythium sp. ...................................... 31 Hình 4.3. Triệu chứng cháy lá trên nghệ...................................................................... 31 Hình 4.4. Triệu chứng ban đầu của bệnh thán thư trên nghệ ....................................... 32 Hình 4.5. Mẫu nghệ nhiễm bệnh ở các mức độ triệu chứng khác nhau tại Chí Tân – Khoái Châu - Hưng Yên (2017) ........................................................ 33 Hình 4.6. Bẫy Phytophthora/Pythium từ đất vùng rễ cây nghệ bệnh thối gốc rễ thu tại Chí Tân – Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017 bằng cánh hoa hồng, quả bầu và quả táo. ............................................................................ 36 Hình 4.7. Đặc điểm hình thái mẫu Pythium Py1.......................................................... 38 Hình 4.8. Đặc điểm hình thái mẫu Pythium Py2.......................................................... 39 Hình 4.9. Quá trình hình thành và giải phóng động bào tử của mẫu Pythium Py2 ..... 41 Hình 4.10. Bọc giả (false-heads) và cành sinh bào tử (phialide) của nấm Fusarium sp. trên nghệ. ............................................................................. 42 Hình 4.11. Kết quả lây nhiễm nhân tạo nấm 2 loài Pythium trên cây nghệ ................... 45 Hình 4.12. PCR nhân vùng ITS của mẫu Pythium Py1 và Py2 phân lập từ cây nghệ bệnh thối gốc rễ thu tại Khoái Châu – Hưng Yên năm 2017. ........... 47 Hình 4.13. Hiệu lực ức chế sinh trưởng của thuốc hóa học và vi khuẩn đối kháng đối với Pythium aphanidermatum và Phytopythium helicoides trên môi trường nhân tạo ..................................................................................... 54 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Lê Thị Thuỷ Tên luận văn: “Nghiên cứu thành phần bệnh nấm hại trên cây gừng và nghệ tại Hà Nội và phụ cận”. Ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 60 62 01 10 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu: Xác định thành phần nấm hại và mức độ gây hại của chúng trên cây gừng và nghệ, khảo sát hiệu lực ức chế của nấm bệnh bằng thuốc hoá học và vi khuẩn đối kháng trên môi trường nhân tạo. Phương pháp nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu của đề tài: điều tra thành phần, mức độ gây hại, quy luật phát sinh phát triển của nấm bệnh gây hại trên cây nghệ. Đồng thời thử nghiệm hiệu lực của vi khuẩn đối kháng và thuốc hoá học đối với nấm bệnh trên môi trường nhân tạo và hiệu lực của thuốc hóa học ngoài đồng ruộng. Nguồn mẫu bệnh được thu thập tại Hưng Yên, Quảng Ninh và Hà Nội, giống cây nghệ được sử dụng là nghệ vàng của Trung tâm cây thuốc Hà Nội. Phương pháp sử dụng trong nghiên cứu bao gồm các phương pháp: điều tra thành phần bệnh hại (thu mẫu, xác định nguyên nhân gây bệnh, bẫy nấm đất, đếm bào tử, lây nhiễm nhân tạo, bảo quản mẫu bệnh, giám định nấm bằng hình thái và kỹ thuật PCR); Điều tra mức độ gây hại, quy luật phát sinh phát triển của bệnh, đánh giá khả năng đối kháng của vi khuẩn có ích; Đánh giá hiệu lực của một số thuốc hoá học đối với nấm bệnh. Kết quả chính và kết luận Xác định thành phần bệnh hại trên cây nghệ tại Hà Nội, Quảng Ninh và Hưng Yên: Bệnh thối gốc rễ do nấm Pythium sp., bệnh thán thư do nấm Collectotrichum sp., bệnh cháy lá do nấm Curvularia sp.. Phát hiện 2 loài gây bệnh thối gốc rễ nghiêm trọng trên nghệ tại Hưng Yên là Phytopythium helicoides và Pythium aphanidermatum. Thử nghiệm thuốc hóa học Metaxyl 500WP, Tachigaren và Ridomil Gol 68WP ở ngoài đồng cho thấy cả 3 loại thuốc đều có khả năng phòng trừ bệnh thối gốc rễ do Phytopythium helicoides và Pythium aphanidermatum gây hại. Trong đó mang lại hiệu quả phòng trừ bệnh hại cây nghệ cao nhất vẫn là thuốc Metaxyl 500WP. ix THESIS ABSTRACT Master candidate: Le Thi Thuy Thesis title: "Research component of fungal diseases harmful on ginger and turmeric in Hanoi and vicinity ". Industry: Plant Protection Code: 60 62 01.10 Name of training institution: Vietnam National University of Agriculture Research purposes: Identify the components of harmful fungus and their severity in ginger and turmeric, survey the inhibition effect of fungal diseases by chemical pesticide on artificial medium. Materials and Methods: Research content of the project: investigating the composition, level of harm, rule of origin of fungus harmful on turmeric. At the same time test the effect of antagonistic bacteria and chemical drugs on pathogenic fungi on the artificial medium and the effectiveness of chemical drugs in the field. Disease samples were collected in Hung Yen, Quang Ninh and Hanoi, the turmeric used is yellow turmeric of center of medicinal plants in Hanoi. Methods used in the study included methods of investigation of disease components (sampling, pathogen identification, soil fungal traps, spore counts, artificial infection, preservation of specimens, fungal identification by morphology and PCR techniques); Investigate the level of harm, the rules of development of the disease, evaluate the ability of resistance of beneficial bacteria; Evaluate the effect of some chemical drugs on fungal diseases. Main results and conclusions Identification of disease components in turmeric in Hanoi, Quảng Ninh and Hưng Yên: root rot disease caused by Pythium sp., anthracnose disease by Collectotrichum sp., curvularia sp. leaf blight disease. Two species of severe root rot disease have been identified on turmeric in Hung Yen is Phythopythium helicoides and Pythium aphanidermatum. Testing chemical drugs Metaxyl 500WP, Tachigaren and Ridomil Gol 68WP in the field showed that all three drugs had the potential to prevent root rot caused by Phythopythium helicoides and Pythium aphanidermatum. Among them, the most effective control of the disease is 500 Methyl Metaxyl. x PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây dược liệu là cây trồng có giá trị kinh tế to lớn hơn bất kỳ cây lương thực, thực phẩm nào (có thể thu nhập trên 100 triệu đồng/ha). Nhiều loại cây dược liệu quí ở nước ta đã được thế giới công nhận như cây hồi, quế, atiso, sâm Ngọc Linh... đem lại giá trị rất lớn cho người trồng. Đồng thời, nguồn dược liệu từ thực vật ngày càng được ưa chuộng bởi những ưu điểm là đáp ứng được nhu cầu người bệnh, có tác dụng chữa bệnh tốt lại rẻ tiền, việc sử dụng tương đối dễ dàng và đặc biệt là ít gây tác dụng phụ cho người bệnh. Theo báo cáo của Tổ chức y tế thế giới (WHO) ngày nay có khoảng 80% dân số các nước đang phát triển với số dân khoảng 3.5-4 tỷ người có nhu cầu chăm sóc sức khỏe ban đầu phụ thuộc vào nền y học cổ truyền. Khoảng 85% trong số này sử dụng dược liệu hoặc các chất chiết xuất từ dược liệu đặc biệt là thực vật có hoa. Trong các loại cây đó phải kể đến cây gừng, nghệ, địa liền, thảo quyết minh, cỏ ngọt… Đặc biệt, cây nghệ và cây gừng được đánh giá là cây dược liệu được trồng phổ biến ở Việt Nam, rất dễ trồng, sinh trưởng khỏe, thích nghi với điều kiện tự nhiên nhưng đem lại giá trị rất lớn cho người sử dụng. Gừng và nghệ không chỉ được biết đến là những cây thuốc, cây gia vị, nhuộm mà hiện nay với nhu cầu hướng tới hưởng thụ cái đẹp, con người còn tạo ra nhiều giống hoa và cây cảnh góp phần làm phong phú thêm cho thiên nhiên và tăng giá trị sử dụng cho con người. Hiện nay, giá gừng và nghệ đang tăng cao, giá trị sử dụng lại ngày càng nhiều, đem lại thu nhập lớn cho người trồng. Tiềm năng to lớn là vậy, song công cuộc bảo tồn, phát triển và mở rộng diện tích trồng gừng và nghệ ở nước ta cũng đang gặp phải một số hạn chế, khó khăn như vấn đề liên quan đến quy hoạch phát triển dược liệu, công tác bảo tồn và phát triển nguồn gen dược liệu,… đặc biệt là vấn đề sâu bệnh hại. Bệnh hại trên gừng, nghệ đã trở thành mối lo lắng lớn cho những vùng sản xuất các cây trồng này, bệnh làm giảm nghiêm trọng năng suất, phẩm chất, giá trị xuất khẩu và công tác chọn tạo giống cây trồng. Người dân ở những vùng trồng gừng, nghệ cho biết, gừng và nghệ là những cây dễ trồng nhưng từ khi mở rộng diện tích trồng trọt và thâm canh nhiều năm liền trên cùng một diện tích thì dễ mắc bệnh thối gốc rễ, cây héo vàng và chết. 1 Vì vây, để có thể góp phần cung cấp thêm những thông tin về bệnh thối gốc rễ trên cây gừng và nghệ, về đặc điểm triệu chứng bệnh để từ đó có biện pháp phòng trừ tổng hợp đạt hiệu quả, cho năng suất cao, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Hà Viết Cường, bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu thành phần bệnh nấm hại trên cây gừng và nghệ tại Hà Nội và phụ cận”. 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1. Mục đích Xác định thành phần nấm hại và mức độ gây hại của chúng trên cây gừng và nghệ, khảo sát hiệu lực ức chế nấm bệnh bằng vi khuẩn đối kháng và thuốc hóa học trên môi trường nhân tạo. 1.2.2. Yêu cầu của đề tài  Điều tra đồng ruộng để đánh giá tầm quan trọng của các bệnh.  Thu thập mẫu bệnh và phân lập tác nhân gây bệnh.  Đánh giá tính gây bệnh bằng lây nhiễm nhân tạo (qui tắc Koc) để xác định chính xác nguyên nhân gây bệnh.  Xác định danh tính tác nhân gây bệnh bằng đặc điểm hình thái và phân tử.  Thử nghiệm hiệu lực ức chế của vi khuẩn đối kháng và thuốc hóa học đối với nấm gây bệnh trong điều kiện invitro.  Thử nghiệm hiệu lực của thuốc hóa học đối với nấm bệnh trên đồng ruộng. 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TIỀM NĂNG CÂY THUỐC Ở VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ BỆNH HẠI Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, vị trí kéo dài từ 8 24 độ vĩ Bắc, địa hình ¾ là đồi núi kéo dài từ Bắc vào Nam, điều kiện thổ nhưỡng đất đai khá phong phú, phù hợp để trồng trọt và phát triển nhiều loài cây thuốc quý, có giá trị bồi bổ sức khỏe và giá trị chữa bệnh cao. Việt Nam hiện đang có khoảng 12.000 loài thực vật bậc cao, trong đó có khoảng 4.000 loài được sử dụng làm thuốc, chiếm tới gần 20% tổng số loài cây thuốc được ghi nhận trên thế giới. Nhiều loài thuốc có trữ lượng lớn, tuy nhiên nếu dựa vào nguồn nguyên liệu này để sản xuất thuốc sẽ không ổn định, việc khai thác không có kế hoạch và không có biện pháp bảo tồn, duy trì và tái sinh sẽ làm cho nguồn dược liệu ngày một cạn kiệt và có nguy cơ tuyệt chủng. Theo báo cáo tổng kết công tác dược năm 2000 – 2005 của Cục quản lý dược, trong khoảng 4000 loài cây thuốc đang được sử dụng hiện nay có gần 90 % là cây thuốc mọc tự nhiên, tập trung chủ yếu trong các quần xã rừng, chỉ có gần 10 % là cây thuốc trồng. Theo số liệu thống kê của ngành Y tế, mỗi năm ở Việt Nam tiêu thụ từ 30 - 50 nghìn tấn các loại dược liệu khác nhau để sử dụng trong y học cổ truyền làm nguyên liệu cho công nghiệp Dược và xuất khẩu. Trong đó, trên 2/3 khối lượng này được khai thác từ nguồn cây thuốc mọc tự nhiên và trồng trọt trong nước. Riêng từ nguồn cây thuốc tự nhiên đã cung cấp tới trên 20.000 tấn mỗi năm. Khối lượng dược liệu này trên thực tế mới chỉ bao gồm từ hơn 200 loài được khai thác và đưa vào thương mại có tính phổ biến hiện nay. Bên cạnh đó, còn nhiều loài dược liệu khác vẫn được thu hái, sử dụng tại chỗ trong cộng đồng và hiện chưa có những con số thống kê cụ thể. Từ nguồn tài nguyên dược liệu này, nhiều loài cây thuốc đã được sử dụng để chiết tách các hoạt chất làm thuốc như: Rutin từ Hoa hòe (Sophora japonica); berberin từ Vàng đắng (Coscinium fenestratum); vinblanstin và vincristin từ Dừa cạn (Catharanthus roseus); artemisinin từ Thanh cao hoa vàng (Artemisia annua); methol và tinh dầu từ Bạc hà (Mentha arvensis); beta caroten và lycopen từ Gấc (Momordica cochinchinensis); Đ-strophantin từ hạt quả Sừng dê (Strophantus divaricatus); rotundin từ nhiều loài Bình vôi (Stephania spp.); papain từ Đu đủ (Carica 3 papaya); diosgenin từ Củ mài (Dioscorea persimilis) và Râu hùm (Tacca chantrieri ); curcuminoid từ Nghệ (Curcuma longa); morantin từ Mướp đắng (Momordica charantia); andrographolid từ Xuyên tâm liên (Andrographis paniculata); shikimic acid từ Hồi (Illicium verum); taxol từ Thông đỏ (Taxus wallichiana)…Bên cạnh đó, từ các dược liệu đã nghiên cứu thành công và sản xuất nhiều loại thuốc có giá trị chữa bệnh, như: Bidentin từ Ngưu tất, Morantin từ Mướp đắng; Abilin từ Nhân trần; Abivina từ Bồ bồ; Raucaxin từ Ba gạc; Ngũ sắc từ cây Cứt lợn, Dihacharin từ Diệp hạ châu; Kim tiền thảo từ Kim tiền thảo; Ampelop từ Chè dây; Angala và Angelin từ Đương qui…Đáng lưu ý rằng, phần lớn khối lượng dược liệu kể trên được dùng làm thuốc trong y học cổ truyền. Số lượng dược liệu để chiết xuất hoạt chất làm thuốc còn ở mức khiêm tốn (mới chỉ khoảng 50 loài). Hiện nay, việc trồng trọt phát triển sản xuất dược liệu tạo vùng trồng, tạo nguồn nguyên liệu làm thuốc chủ động đang được tiến hành một các mạnh mẽ, có nhiều địa phương, các doanh nghiệp đã chủ động phát triển các vùng trồng nhiều loài cây thuốc, tuy nhiên trong thực tế đã gặp không ít khó khăn về khách quan và chủ quan đã làm hạn chế công tác phát triển dược liệu chung của đất nước, trong đó có nguyên nhân hết sức quan trọng là sự phát sinh phát triển của sâu bệnh hại trên các đối tượng cây làm thuốc, đã gây thiệt hại nghiêm trọng nhiều diện tích sản xuất dược liệu và hạt giống, làm thiệt hại đáng kể về chất lượng lẫn năng suất cây trồng sau thu hoạch (Nguyễn Thị Minh Tâm, 2012). Các loại bệnh hại cây trồng phần lớn có phổ ký chủ rộng, chúng gây hại cây này rồi tràn sang cây khác trên cùng một vùng trồng. Sự phát sinh phát triển của các loài bệnh hại có liên quan đến các cây dại, các loài cây rừng ở xung quanh các cánh đồng, vùng trồng cây thuốc. Nhiều loài cây dại là ký chủ phụ của bệnh. Một số loài bệnh hại có giai đoạn ngủ nghỉ trên cây dại hoặc trong các thảm lá mục trong rừng, trong đất trên đồng ruộng hoặc ở các đám đất hoang, do vậy việc phòng trừ các loại bệnh hại cần phải chú ý đến công tác vệ sinh đồng ruộng, thu dọn tàn dư cây trồng và tiêu diệt cây cỏ dại. Nghiên cứu về bệnh hại và biện pháp phòng trừ trên cây thuốc đặc biệt là các bệnh hại mới sẽ hạn chế sự phá hoại của sâu bệnh, có ý nghĩa lớn lao trong công tác bảo vệ cây trồng, tạo ra nguồn nguyên liệu làm thuốc an toàn, phục vụ nhu cầu sức khoẻ của cộng đồng (Nguyễn Bá Hoạt, 2010). 4 2.2. ĐẶC ĐIỂM PHÂN LOẠI, NÔNG HỌC, ỨNG DỤNG VÀ MỘT SỐ BỆNH HẠI CÂY GỪNG VÀ NGHỆ 2.2.1. Cây Nghệ (Curcuma longa) Cây nghệ có tên khoa học Curuma longa L., là một chi lớn trong họ Gừng (Zingiberaceae). Tên khác: nghệ, khương hoàng, uất kim, co hem (Mường), co khản min (Thái), khinh lương (Tày) (Đỗ Tất Lợi, 2006). Chi nghệ (Curcuma L.) ở Việt Nam có 27 loài, trong đó 12 loài được sử dụng làm thuốc chiếm 44,4% tổng số loài nghệ đã biết tại Việt Nam. Thân rễ (củ) là bộ phận được sử dụng làm thuốc chủ yếu (11/12 loài) (Võ Văn Chi, 2005) Đặc điểm hình thái: Cây 0,6-1 m. Củ cắt ngang có màu vàng, thơm mùi nghệ. Phiến lá hình bầu dục dài hay dạng trái xoan, cỡ 40-45 x 15-18 cm, nhẵn 2 mặt. Cụm hoa hình trụ, hay hình trứng dài, cỡ 12-15 x 4-6 cm; mọc từ giữa các lá. Các lá bắc hữu thụ ở phía dưới, dài 3-5 cm, màu trắng-xanh; những lá bắc phía trên bất thụ. Đài hoa dạng chuông, dài 1,4-1,6 cm, đầu xẻ xiên 1 bên, trên có 3 răng. Tràng màu trắng trong; ống tràng dài 2,8-3 cm; các thùy hình tam giác đều, cỡ 0,9-1,1 cm. Cánh môi gần tròn, đường kính 1,8-2 cm, màu vàng; phần trên chia 3 thùy không rõ ràng. Chỉ nhị cỡ 4-4,5 x 3-3,5 mm; bao phấn dài đến 4 mm, gốc mỗi bao phấn kéo dài xuống phía dưới thành cựa dài đến 3 mm, không mào. Nhị lép bên dạng trái xoan rộng, dài 1,2-1,3 cm. Bầu có long (Nguyễn Quốc Bình, 2015). Sinh học và sinh thái: Mùa hoa tháng 7-8. Cây ưa bóng, ẩm, phát triển tốt hơn dưới tán cây thưa. Nghệ ưa khí hậu ôn hoà, nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng, phát triển là 20 - 25oC. Lượng mưa trung bình trong năm từ 2000 - 2500 mm, ẩm độ không khí 80 - 90%. Nghệ ưa đất cao ráo, thoát nước, có độ pH = 6,5 - 7. Phân bố: Trồng phổ biến ở Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Lâm Đồng. Bộ phận sử dụng và công dụng: Thân rễ dùng làm thuốc chữa bệnh, làm gia vị, thuốc nhuộm màu vàng cho thực phẩm, quần áo, hóa trang cơ thể, làm mỹ phẩm. Thị trường tiêu thụ nghệ tại Việt Nam là rất lớn, ước tính mỗi năm lên tới 40.000 tấn nghệ khô; 268.000 tấn nghệ tươi (tức là diện tích trồng nghệ trên 10.000 ha/năm) (http://www.baomoi.com/tiem-nang-cay-nghe-o-taynguyen/c/22037597.epi) 5 * Bệnh hại trên cây nghệ Nghệ dễ bị một số bệnh nấm do lây bệnh từ đất và không khí gây ra. Theo Sarathi và cs. (2014), vào vụ trồng nghệ chính ở Ấn Độ và Trung Quốc, cây rất dễ bị nhiễm bệnh thối rễ do nấm. Những mẫu củ nghệ nhiễm bệnh được thu thập từ 5 vùng sản xuất nông nghiệp khác nhau trong khu vực Pudukkotta và đã được sàng lọc để phân lập và xác định thối rễ do nấm bệnh gây hại. Qua các bước phân lập tìm thấy nấm Pythium aphanidermmatum thuộc họ Phycomycetes. Đây là một tác nhân gây bệnh phá hại rất nhiều loại rau, quả, thân rễ, cỏ và các loại cây trồng làm cảnh ở nhiều nơi trên thế giới và nấm này phân bố kí chủ rộng. Quá trình lây nhiễm bệnh được thực hiện theo quy tắc Koch's. Theo Parker (1997), bệnh thối rễ do Pythium aphanidermatum gây hiện tượng cây héo, mất sức sống, còi cọc và rụng lá. Triệu chứng bắt đầu từ rễ. Phần thối của rễ có thể bong ra để lộ lõi rễ bên trong. Phần củ dưới lòng đất cũng có nguy cơ lây nhiễm bởi P. aphanidermatum. P. aphanidermatum bảo tồn trong đất dưới dạng bào tử trứng, sợi nấm hoặc các túi bào tử. Bào tử trứng có thể phát triển thành một ống mầm và lây nhiễm sang các bộ phận khác hoặc nếu môi trường thuận lợi các bọc bào tử có thể sản xuất các túi bào tử, các du động bào tử bơi vào cây chủ, phát triển và gây ra bệnh thối rễ. Nếu nó nhiễm vào rễ của một cây giống, các sợi nấm sẽ phát triển trong suốt các mô thực vật, giải phóng các enzym tiêu hóa phá vỡ các tế bào thực vật cho phép các tác nhân gây bệnh để hấp thụ các chất dinh dưỡng, giết chết cây trồng. Các tác nhân gây bệnh có thể gây bệnh ở nhiệt độ mát (55 - 64°F), nhưng điều kiện lý tưởng là từ 86 - 95°F. Theo Kandiannan et al. (2008) khi nghiên cứu về bệnh hại trên cây nghệ đã thu được kết quả như sau: Bệnh đốm lá được gây hại bởi Taphrina maculans có kích thước nhỏ, hình bầu dục, hoặc các đốm nâu bất thường ở hai bên của lá sau đó trở thành các vệt màu vàng nâu hoặc đen. Lá cũng bị chuyển sang màu vàng và lá sẽ không quang hợp được làm cho cây không hấp thu được. Bệnh có thể được kiểm soát bằng cách phun Mancozeb 0,2 %. Bệnh thán thư do nấm Colletotrichum capsici, trên lá xuất hiện những đốm lớn có kích cỡ khác nhau trên bề mặt trên của lá non. Các vết đốm có hình dạng khác nhau và có màu trắng hoặc màu xám ở trung tâm vết đốm. Sau đó, hai hay nhiều vết có thể hợp lại và tạo thành một vết bệnh to gần như toàn bộ lá. Lá bị bệnh cuối cùng bị khô chết làm cây không quang hợp được nên thân rễ không 6 phát triển tốt. Bệnh có thể được kiểm soát bằng cách phun Zineb 0,3% hoặc hỗn hợp Bordeaux1%. Bệnh thối củ nghệ là bệnh được gây ra bởi Pythium graminicolum hoặc P.aphanidermatum. Vùng củ và thân trở nên mềm và mọng nước, dẫn đến sự phân rã của thân rễ và củ sẽ bị thối. Xử lý củ giống thân rễ bằng Mancozeb 0,3 % trong 30 phút trước khi gieo trồng ngăn chặn bệnh này. Thối rễ do nấm Pythium spp. gây ra là một bệnh gây hại phổ biến cho cây trồng. Bệnh thối củ có diễn biến rất phức tạp và thường liên quan đến các tác nhân gây bệnh khác như Phytophthora spp. và Rhizoctoniasp. Nấm Pythium có tản nấm phát triển, phân nhánh và có bào tử động (zoospore) với 2 lông roi giúp bào tử di chuyển dể dàng trong nước; các bào tử nằm trong một túi có cuống. Nhiều loài nấm Pythium, cùng với họ Phytophthora, là các tác nhân gây bệnh nguy hại cho kinh tế nông nghiệp. Nấm Pythium spp. không đặc hiệu kí chủ mà nó gây bệnh cho rất nhiều loại cây trồng. Do nấm Pythium spp. phá hại nhiều loại cây trồng nên dù có trồng luân canh thì thường cũng không loại trừ được các tác nhân gây bệnh. 2.2.2. Cây gừng (Zingiber officinale) Thuộc họ gừng (Zingiberaceae), có nguồn gốc từ Ấn Độ, ngày nay thì gừng đã có mặt ở nhiều quốc gia nhiệt đới trên thế giới như: Bangladesh, Trung Quốc, Indonesia, Thái Lan, Cameron,… (CABI, 2007). Ở Việt Nam, cây gừng được trồng từ rất sớm (thế kỷ thứ 2 trước công nguyên). Hiện nay thì gừng có mặt ở mọi nơi, tùy vào đặc điểm sinh thái của từng vùng mà có những giống gừng mang những đặc điểm sinh học khác nhau để thích nghi với điều kiện sống tại nơi đó: các giống gừng có củ (gừng trâu) được trồng ở các vùng núi thấp như Cao Bằng, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Bắc Cạn, Tuyên Quang; giống “gừng gié có màu hồng tía ở phần non củ được trồng ở các vùng núi cao như Hà Giang, Sa Pa (Lào Cai) do chịu được cái lạnh của mùa đông kéo dài, còn loại “gừng gié” có củ màu vàng ngà thì được trồng phổ biến ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và phía Nam (Đỗ Huy Bích và cs., 2004) Đặc điểm thực vật: Gừng là thực vật đa niên nhưng thường được xếp vào nhóm cây thường niên, thân thảo. Thân gừng gồm hai phần: phần thân mang lá vươn lên khỏi mặt đất mang lá, hay còn gọi là chồi, và phần thân dưới mặt đất, thân rễ có thể sống lâu năm. Chồi thẳng không phân nhánh và được bao bọc bởi những lá xếp chồng lên nhau, cao khoảng 50-100cm, đường kính từ 0,5 – 1cm. Phần có thân ngầm phình to chứa dưỡng chất gọi là củ gừng, xung quanh có các 7 rễ tơ; củ và rễ chỉ phát triển tập trung ở lớp đất mặt (sâu 0 -15 cm). Lá màu xanh đậm dài 15 -20 cm, rộng 2 cm, chỉ có bẹ mà không có cuống, mọc thẳng và so le, mặt nhẵn bóng, độ che phủ của tán lá thấp (Phạm Hoàng Hộ, 2003) Cây gừng ít khi ra hoa, trục hoa mọc ra từ gốc, dài 15 -20 cm; hoa màu vàng xanh dài tới 5 cm, rộng 2 -3 cm, có 3 cánh hoa dài khoảng 2 cm, mép cánh hoa và nhị hoa có màu tím (Đỗ Tất Lợi, 2006). Cây gừng được trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới (nhiệt độ trung bình 210 27 C, lượng mưa 1,500 -2,500 mm, độ cao đến 1,500 m), có mùa khô ngắn. Đất thích hợp để trồng gừng phải là đất tốt vì cây có nhu cầu dinh dưỡng tương đối cao (đặc biệt là đạm, sau đó là kali và lân), có pH = 5,5 -6, tầng canh tác dày 20 -40 cm, không bị ngập úng và tơi xốp, nhiều mùn (dùng dao nhọn đâm xuống đất, nếu đâm sâu dễ dàng qua lớp đất mặt là đất tơi xốp; sau đó rút lên, nếu thấy đất có màu sẫm hoặc xám đen bám vào má dao là đất giàu hạt sét, giàu mùn và đủ ẩm). Gừng là loài ưa sáng nhưng có khả năng chịu rợp nên thường được bố trí trồng xen. Tuy nhiên, dưới tán che 70 -80% thì cây chỉ cho năng suất bằng ½ so với nơi nắng trảng trên cùng 1 loại đất. Công dụng: được dùng làm gia vị cho các món ăn hàng ngày, kẹo mứt; ngoài ra, còn được dùng để bào chế thuốc trị bệnh vì có tính chất dược lý (ức chế thần kinh trung ương, làm giảm vận động tự nhiên, hạ nhiệt, giảm đau, giảm ho, chống co thắt, chống nôn, chống loét đường tiêu hóa, kích thích tiết nước bọt, kích thích tiêu hóa, chống viêm, và có tác dụng cường tim (Võ Văn Chi, 2005). * Bệnh hại trên cây gừng: Theo tác giả Martin (1992), gừng (Zingiber officinale) là một cây cùng họ với nghệ về mặt phân loại thực vật. Từ năm 2010 đến năm 2011, tỷ lệ mắc bệnh thối nhũn do Pythium spp. trên giống gừng Lai Vu Big Ginger khoảng 40-75% ở An Khâu và thiệt hại năng suất lên đến 60%. Triệu chứng ban đầu là các đốm xám trên thân rễ gừng sau lan rộng, thân và lá trên mặt đất trở nên khô héo và vàng, và cổ rễ bị nhũn. Thối nhũn không tạo mùi khó chịu, điều này khác với bệnh thối do vi khuẩn. Bốn mươi thân rễ có triệu chứng đã được lấy mẫu từ tám trang trại. Phương pháp của Martin đã được sử dụng để phân lập các tác nhân gây bệnh. Mười mẫu thân rễ đã được rửa sạch bằng nước cất vô trùng trong 30 s và cấy trên môi trường chọn lọc của Martin ở 26°C trong buồng không có ánh sáng, sợi nấm đã phát triển với tản nấm màu trắng xốp. Sợi nấm chính rộng 5,7-9,6 µm. Bọc bào tử hình cầu rộng là 11,4-18,3 µm. Đường kính trung bình của động 8 bào tử là 9,2 µm. Các động bào tử là hình cầu và mịn, có đường kính 21-33 µm. Các trình tự của gen rRNA spacer trên vùng ITS khu vực 1 và 2 và gen 5.8S, năm mẫu phân lập được tiến hành PCR sử dụng mồi ITS1 và ITS4, và trình tự nucleotide là giống như mẫu phân lập số 2, được gửi vào GenBank. Qua BLAST cho thấy tính 99% là loài Pythium aphanidermatum 11-R-8. Kiểm tra khả năng gây bệnh của năm mẫu phân lập được thực hiện trong một nhà kính. Sáu mươi cây gừng Lai Vu Big Ginger được trồng trong 30 ngày trong chậu nhựa (đường kính 20 cm) trong đất cát (pH 5.48) và lây bệnh nhân tạo. Mười cây đã được sử dụng làm đối chứng. Năm mẫu phân lập được nuôi trên môi trường lỏng Martin trong 72h và các bào tử trong nước cất vô trùng ở dạnghuyền phù, bào tử trong năm mẫu phân lập được điều chỉnh với nước cất đến 1 × 108 CFU/ml và tiêm dung dịch vào đất xung quanh rễ của cây. Cây được đặt trong nhà kính ở 2426°C và đánh giá bệnh thối rễ vào ngày thứ 14 sau khi lây bệnh nhân tạo. Việc phân lập chủng đã được lấy từ thân rễ bị bệnh, xác nhận khả năng gây bệnh. Đây là báo cáo đầu tiên về bệnh thối rễ gừng do nấm Pythium aphanidermatum ở Trung Quốc. Ở Việt Nam, Bệnh héo trên gừng được ghi nhận lần đầu tiên tại Quảng Nam vào năm 2000. Bệnh gây ra thiệt hại nghiêm trọng, nhiều nông dân thất thu 100%. Một nghiên cứu sơ bộ năm 2006 cho thấy bệnh héo có nguyên nhân do cả vi khuẩn và nấm Fusarium. Một cuộc điều tra hệ thống về phức hợp bệnh này đã được tiến hành vào tháng 1 năm 2007, một phần trong dự án CP/2002/115 “Chẩn đoán, khuyến nông và phòng trừ bệnh hại cây trồng tại các tỉnh miền Trung Việt Nam” (2005-2008) của Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Australia, đã phát hiện nấm Fusarium oxysporum f. sp. zingiberi và Ralstonia solanacearum là nguyên nhân gây bệnh héo nghiêm trọng trên gừng tại Quang Nam, không những vậy Fusarium oxysporum f. sp. zingiberi còn được ghi nhận rộng rãi tại nhiều nước là nguyên nhân gây bệnh héo Fusarium ở gừng (Burgess et al., 2009). 2.3. MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN GÂY HẠI TRÊN CÂY DƯỢC LIỆU 2.3.1. Lớp nấm trứng Omycetes Lớp nấm trứng Oomycetes có 76 loại nấm và chúng có tính đa dạng sinh học cao, chúng là những loài hoại sinh trên xác thực vật đang thối rữa, xác động vật, kể cả kitin và keratin và những loài ký sinh không bắt buộc và bắt buộc (Burgess, 2001). 9