Tài liệu Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai chế phẩm trừ sâu sinh học ometar và biovip

  • Số trang: 89 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 219 |
  • Lượt tải: 2
nguyetha

Đã đăng 8490 tài liệu

Mô tả:

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN LÚA ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ DỰ ÁN Tên dự án: “HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HAI CHẾ PHẨM TRỪ SÂU SINH HỌC OMETAR VÀ BIOVIP” Mã số dự án: DAĐL- 2006/01 CƠ QUAN CHỦ TRÌ DỰ ÁN: VIỆN LÚA ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG CHỦ NHIỆM DỰ ÁN: TS. NGUYỄN THỊ LỘC 8601 Cần Thơ-2010 MỤC LỤC Trang DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT..................................................................v DANH SÁCH BẢNG .......................................................................................vi DANH SÁCH HÌNH.........................................................................................vi MỞ ĐẦU............................................................................................................1 1. Giới thiệu về sự hình thành và xuất xứ của Dự án:.....................................1 2. Tính cấp thiết của dự án: ............................................................................3 3. Mục tiêu chính của Dự án ...........................................................................5 CHƯƠNG I: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU............................................................6 1.1 Đặc điểm sinh học của nấm trắng và nấm xanh........................................6 1.1.1. Đặc điểm sinh học của nấm trắng ........................................................6 1.1.2. Đặc điểm sinh học của nấm xanh..........................................................6 1.2. Khả năng ký sinh côn trùng của nấm trắng và nấm xanh ........................6 1.2.1. Khả năng ký sinh côn trùng của nấm trắng...........................................6 1.2.2. Khả năng ký sinh côn trùng của nấm xanh ...........................................8 1.3. Độc tố của nấm trắng và nấm xanh..........................................................9 1.3.1. Độc tố của nấm trắng ............................................................................9 1.3.2. Độc tố của nấm xanh...........................................................................10 1.4. Cơ chế tác động của nấm trắng và nấm xanh đối với côn trùng gây hại11 1.4.1. Phương thức xâm nhập của nấm vào cơ thể côn trùng .......................11 1.4.2. Sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng .....................................12 1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng..................................................................................................................13 1.5. Các chế phẩm sinh học từ nấm xanh, Metarhizium anisopliae và nấm trắng, Beauveria bassiana. ...............................................................................14 1.5.1. Các chế phẩm sinh học từ nấm xanh, Metarhizium anisopliae và nấm trắng, Beauveria bassiana trên thế giới. ..........................................................14 i 1.5.2. Các chế phẩm sinh học từ nấm xanh, Metarhizium anisopliae và nấm trắng, Beauveria bassiana ở Việt Nam ............................................................15 CHƯƠNG II: NỘI DUNG KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÃ THỰC HIỆN ..............16 2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ (là xuất xứ của Dự án) để triển khai Dự án16 2.2. Phân tích những vấn đề mà đự án cần giải quyết về công nghệ ............19 2.3. Nội dung và các bước công việc mà dự án cần thực hiện......................20 2.4. Tóm tắt quá trình tổ chức sản xuất thử nghiệm .....................................22 2.4.1. Năng lực triển khai thực nghiệm và hoàn thiện công nghệ của Dự án22 2.4.2. Địa bàn triển khai Dự án .....................................................................23 2.4.3.Trang thiết bị ........................................................................................23 2.4.4. Nguyên vật liệu ...................................................................................24 2.4.5. Nhân lực cần cho triển khai Dự án......................................................24 2.4.6. Nhu cầu đào tạo phục vụ Dự án ..........................................................25 2.4.7. Môi trường sinh thái............................................................................25 CHƯƠNG III:CÁC KẾT QUẢ VỀ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC ..............................................................................................................26 3.1. Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar và Biovip ........................................................................26 3.1.1. Kết quả nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar..........................................................................26 3.1.2. Kết quả nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học Biovip...........................................................................37 3.1.3. Khảo nghiệm diện hẹp về hiệu lực của 2 chế phẩm sinh học Ometar và Biovip đối với một số sâu, rầy hại lúa để đánh giá chất lượng và sự ổn định của 2 chế phẩm trước khi mở rộng sản xuất ...................................................45 3.2. Sản xuất hai chế phẩm Ometar và Biovip ở quy mô lớn (42 tấn), phục vụ công tác bảo vệ thực vật tại Đồng bằng sông Cửu Long. ...........................47 3.2.1.Tập huấn hướng dẫn kỹ thuật sản xuất chế phẩm Ometar/Biovip.......47 ii 3.2.2.Xây dựng mô hình sản xuất hai chế phẩm Ometar và Biovip ở quy mô lớn (chuyên đề 16)............................................................................................47 3.3. Xây dựng mô hình ứng dụng chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar và Biovip phòng trừ sâu hại cây trồng chính (lúa, dừa) tại Đồng Bằng sông Cửu Long (200 ha). ..................................................................................................48 3.3.1. Xây dựng mô hình ứng dụng chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar /Biovip phòng trừ sâu, rầy hại lúa (Sóc Trăng và Cần Thơ với 170 ha)..........48 3.3.2. Xây dựng mô hình ứng dụng chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar phòng trừ bọ cánh cứng hại dừa tại Cần Thơ với 30 ha (chuyên đề 20)..........50 3.4. Sản phẩm khoa học và công nghệ chính của dự án ...............................51 3.4.1. Số lượng và chất lượng sản phẩm .......................................................51 3.4.2. Sản phẩm đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp; Các ấn phẩm; kết quả đào tạo cán bộ. .....................................................................................54 3.4.3. Một số tồn tại của chế phẩm sinh học Ometar và Biovip và hướng khắc phục..........................................................................................................54 CHƯƠNG IV: NHỮNG ÍCH LỢI THU ĐƯỢC TỪ DỰ ÁN.........................56 4.1. Mức độ ứng dụng cộng nghệ và thương mại hóa sản phẩm ..................56 4.2. Hiệu quả kinh tế trực tiếp.......................................................................56 4.3. Mức độ tác động đối với kinh tế, xã hội và môi trường, quốc phòng an ninh ...................................................................................................................58 CHƯƠNG V: PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN CỦA DỰ ÁN SAU KHI KẾT THÚC ...............................................................................................................59 5.1. Liên kết với Công ty Hợp danh sinh học nông nghiệp Sinh Thành.......59 5.2. Chuyển giao quy trình “Sản xuất nhanh chế phẩm nấm xanh Ometar ở quy mô nông hộ” cho các tỉnh ở ĐBSCL.........................................................59 CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................60 6.1. Kết Luận .................................................................................................60 6.1.1. Hoàn thiện quy trình công nghệ ..........................................................60 iii 6.1.2. Sản xuất hai chế phẩm Ometar và Biovip ở quy mô và khối lượng lớn, phục vụ công tác bảo vệ thực vật tại Đồng bằng sông Cửu Long ...................63 6.1.3. Xây dựng được 200 ha mô hình sử dụng có hiệu quả hai chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar và Biovip tại ĐBSCL .....................................................63 6.1.4. Hiệu quả của dự án..............................................................................64 6.1.5. Dự án đã liên kết .................................................................................65 6.1.6. Về mặt tài chính ..................................................................................65 6.2. Đề nghị ...................................................................................................65 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................66 Phụ lục iv DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 1. B.b: Beauveria bassiana 2. BVTV: Bảo vệ thực vật 3. ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long 4. KHCN: Khoa học công nghệ 5. M.a: Metarhizium anisopliae 6. NN & PTNN: Nông nghiệp và phát triển Nông thôn 7. NSP: Ngày sau phun 8. PDA: Potato-Dextrose-Agar 9. SXTN: Sản xuất thử nghiệm 10. TP: Thành Phố 11. XDCB: xây dựng cơ bản v DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 3.1: Danh mục sản phẩm khoa học và công nghệ dạng kết quả I, II......51 Bảng 4.1: Hiệu quả kinh tế của dự án ..............................................................57 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1: Quy trình sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar/Biovip đã có............. 16 Hình 2: Quy trình sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar đã hoàn thiện............ 34 Hình 3: Quy trình sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học Biovip đã hoàn thiện ............. 45 vi BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu về sự hình thành và xuất xứ của Dự án: Cũng giống như các loài động vật khác, côn trùng cũng bị bệnh, vì vậy sử dụng các loài vi sinh vật gây bệnh cho côn trùng để quản lý chúng là một trong những biện pháp sinh học lý tưởng đối với côn trùng hại cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng. Tiểu khí hậu trong hệ sinh thái ruộng lúa rất thuận lợi cho sự lây nhiễm của bệnh nấm, vì vậy nấm gây bệnh cho côn trùng là một nhân tố hữu dụng trong hệ thống quản lý sâu hại tổng hợp và là yếu tố gây chết chủ yếu đối với sâu hại lúa, đặc biệt là những vùng nhiệt đới ẩm [30], [65]. Hơn nữa cơ chế gây hại của nấm là bào tử nấm nảy mầm và tấn công qua da côn trùng, vì vậy nấm gây bệnh cho côn trùng tấn công được cả các pha trứng và nhộng của một số loài côn trùng và đặc biệt quan trọng là chúng còn xâm nhập mạnh vào những côn trùng chích hút mà những côn trùng này không bao giờ bị nhiễm bệnh vi khuẩn và virus. Bộ môn Phòng Trừ Sinh Học, Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng hai chế phẩm sinh học để quản lý các loài sâu hại lúa”, đề tài đã được báo cáo nghiệm thu tại Hội nghị của Ban Trồng Trọt và Bảo Vệ Thực Vật, Bộ Nông Nghiệp & PTNT tổ chức tại TP Hồ Chí Minh vào ngày 20-21/08/2002, đã được đánh giá xuất sắc về mặt khoa học và được Bộ Nông Nghiệp & PTNT công nhận “Quy trình sản xuất hai chế phẩm sinh học B.b (OM1-R) và M.a (OM2-B) để quản lý các loài sâu hại lúa của Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long”, là tiến bộ kỹ thuật 1 và cho phép ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp (theo quyết định số 5310 QĐ/BNN-KHCN ngày 29 tháng 11 năm 2002 của Bộ NN & PTNT). Chế phẩm sinh học B.b (OM1-R) được sản xuất từ dòng nấm trắng, Beauveria bassiana (OM1-R) phân lập từ con rầy nâu hại lúa bị bệnh tự nhiên tại Ô Môn và chế phẩm sinh học M.a (OM2-B) được sản xuất từ dòng nấm Metarhizium anisopliae (OM2-B) phân lập từ con bọ xít hôi hại lúa bị bệnh tự nhiên tại Ô Môn. Cả 2 chế phẩm sinh học này được sản xuất bằng quy trình công nghệ sinh học của Bộ môn Phòng Trừ Sinh Học, Viện Luá Đồng Bằng sông Cửu Long. Trong năm 2002, Viện lúa ĐBSCL đã nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng 2 chế phẩm trừ sâu sinh học này để bảo vệ cho cây lúa và cây dừa tại một số tỉnh ở ĐBSCL đạt kết quả rất tốt, được Bộ NN & PTNT cùng ban tổ chức hội chợ NN và thủy sản Quốc tế tại Cần Thơ trao tặng 2 giải thưởng Bông Lúa Vàng Việt Nam năm 2002 cho 2 công trình nghiên cứu và ứng dụng 2 chế phẩm trừ sâu sinh học này. Hai chế phẩm sinh học: M.a (OM2-B) và B.b (OM1-R) đã được đưa vào danh mục thuốc sinh học bảo vệ thực vật, với tên thương mại là Ometar (M.a (OM2-B)) và Biovip (B.b (OM1-R)), được phép sử dụng ở Việt Nam để phòng trừ bọ xít, rầy hại lúa và bọ cánh cứng hại dừa theo quyết định số 63/2003/QĐ-BNN ngày 27 tháng 05 năm 2003 của Bộ Trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT. Ngày 22 tháng 05 năm 2007, Viện Luá Đồng Bằng sông Cửu Long đã được Bộ Khoa học và Công nghệ ký hợp đồng triển khai thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm:“Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar và Biovip”. 2 2. Tính cấp thiết của dự án: Sự phát triển tính kháng của sâu hại đối với thuốc trừ sâu hóa học và điều đáng quan tâm hơn là ảnh hưởng có hại của thuốc hóa học lên sức khoẻ của con người và môi trường đã tạo áp lực mạnh cho sự phát triển của tác nhân sinh học trong phòng trừ tổng hợp côn trùng gây hại. Các vi sinh vật được sử dụng phổ biến để phòng trừ sâu hại bao gồm virus, vi khuẩn, tuyến trùng và nấm. Trong đó nấm được quan tâm phát triển và ứng dụng thuộc lớp Hyphomycetes, ngành phụ nấm bất toàn Deteromycotina. Loài nấm kí sinh côn trùng phổ biến nhất của lớp Hyphomycetes thường tìm thấy ở côn trùng hại cây trồng nông nghiệp là: Metarhizium, Beauveria, Hirsutella, Nomuraea và Paecilomyces. Mỗi loài nấm này được xác định bởi đặc tính bào tử của nó [7]; [67]; [32]. Trong đó các loài nấm bệnh côn trùng phổ biến như: Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Metarhizium flavoviride, Hirsutella citriformis, Nomuraea rileyi... [50]. Đặc biệt là nấm xanh, Metarhizium anisopliae và nấm trắng, Beauveria bassiana đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới. Cho đến nay ở VN đã có 13 loại chế phẩm trừ sâu sinh học được sản xuất từ nấm trắng, Beauveria bassiana (như: Beauveria, Biobauve 5 DP, Biovip, Cộng hợp Vi sinh 32 BTN, Muskardin) và nấm xanh, Metarhizium anisopliae (Bemetent, Metament, Vimetarzimm 95 DP, Ometar, Dimez, Metavina 10 DP, Metavina 80 LS, Metavina 90 DP) đã đăng ký vào danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng ở Việt Nam năm 2009, trong đó có hai loại chế phẩm sinh học Ometar và Biovip được sản xuất từ hai chủng nấm gây bệnh côn trùng Metarhizium anisopliae (OM2-B) và Beauveria bassiana (OM1-R). Đây là hai sản phẩm được sử dụng cho mô hình phòng trừ rầy nâu hại lúa và bọ cánh cứng hại dừa trong dự án này. 3 Từ vụ Hè Thu năm 2006, vùng Đồng bằng sông Cửu Long với 3 vụ lúa mỗi năm, trong đó mỗi vụ trên một triệu ha lúa đã phải đương đầu với loài dịch hại nghiêm trọng đó là rầy nâu, loài dịch hại này không chỉ gây hại bằng cách chích hút cây lúa gây nên hiện tượng cháy rầy mà còn là tác nhân lan truyền bệnh virus vàng lùn, lùn xoắn lá lúa, là nguy cơ ảnh hưởng nghiêm trọng tới thu nhập của người nông dân, lúa gạo xuất khẩu và an ninh lương thực quốc gia. Biện pháp hóa học đã được tập trung với khối lượng thuốc khá lớn, tốn hàng ngàn tỷ đồng và chi phí vận động phòng chống, hỗ trợ cho nông dân cũng không nhỏ, nhưng hiệu quả vẫn chưa được như mong muốn. Đặc biệt, nhiều nơi nông dân đã lạm dụng thuốc hóa học và không tuân thủ nguyên tắc 4 đúng đã gây ra hiện tượng bộc phát rầy nâu [60]. Như vậy rõ ràng rằng, thuốc hóa học không phải là biện pháp duy nhất, mà chỉ là vũ khí tối tân cuối cùng trong chương trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) đối với rầy nâu hại lúa nói riêng và dịch hại cây trồng nói chung. Qua kết quả của quá trình nghiên cứu và thử nghiệm đã chứng minh rằng cả hai chế phẩm sinh học Ometar (M.a (OM2 -B)) và Biovip (B.b (OM1 R)) có hiệu quả cao trong việc phòng trừ rầy nâu và bọ xít hại lúa; Ometar còn có hiệu quả rất cao khi dùng để trừ bọ cánh cứng hại dừa. Cả hai chế phẩm trừ sâu sinh học này không ảnh hưởng tới thiên địch của sâu hại, lại có khả năng lây lan nên có tác dụng bền lâu trong quản lý sâu hại cây trồng. Với công nghệ sẵn có, hai quy trình sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar và Biovip tuy có nhiều ưu điểm, song vẫn còn nhiều mặt hạn chế cần được khắc phục để quy trình được hoàn thiện hơn. Do đó để thiết thực phục vụ nhu cầu sản xuất hiện nay về phòng trừ dịch hại cây trồng theo hướng sinh thái bền vững, thì việc hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hai chế phẩm trừ sâu sinh học Ometar và Biovip với số lượng lớn, có chất lượng ổn định để 4 phòng trừ rầy nâu, bọ xít hại lúa và bọ cánh cứng hại dừa tại Đồng Bằng Sông Cửu Long là rất cấp thiết. 3. Mục tiêu chính của Dự án: - Hoàn thiện quy trình công nghệ, sản xuất thành công hai chế phẩm sinh học Ometar và Biovip với số lượng lớn (42 tấn), có chất lượng cao và ổn định (đạt 1,5-2 x 109 bào tử/gram chế phẩm) để phòng trừ rầy nâu hại lúa và bọ cánh cứng hại dừa. - Xây dựng được 200 ha mô hình sử dụng hai chế phẩm trên có hiệu quả tại ĐBSCL. - Liên kết với các địa phương để tăng cường sử dụng và thương mại hóa các sản phẩm này nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế cho sản xuất và bảo vệ môi trường sinh thái tại Đồng Bằng Sông Cửu Long. 5 CHƯƠNG I: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm sinh học của nấm trắng và nấm xanh 1.1.1. Đặc điểm sinh học của nấm trắng Nấm trắng, Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. (còn gọi là nấm bạch cương) được sử dụng trong phòng trừ dịch hại nông nghiệp gần như khắp thế giới [25]. Nấm trắng có bào tử dạng hình cầu hoặc hình trứng có kích thước 2,5-3,5 µm) mọc trên cuống sinh bào tử hướng gốc và tụ lại thành những đám dày đặc trên các sợi nấm vươn khỏi lớp khuẩn ty, cuống sinh bào tử có phần gốc hình cầu hoặc hình lọ tam giác (2-3×2-4 µm) gắn trên cành bào tử hình díc dắc dài tới 20 µm [62]. 1.1.2. Đặc điểm sinh học của nấm xanh Nấm xanh, Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok (còn gọi là nấm lục cương) được tìm thấy trên hơn 200 loài côn trùng khác nhau [25]. Nấm xanh thường xâm nhiễm trên rầy lá, rầy thân, bọ xít đen và nhiều loài sâu hại khác. Nấm hình thành trên bề mặt côn trùng một lớp phấn màu xanh vàng đến xanh đậm trên mạng sợi nấm chằng chịt màu trắng. Cuống sinh bào tử có hình trụ 6 - 13 × 2 - 4 µm mọc trên các cành bào tử. Bào tử trần hình trụ hoặc hình elip có kích thước 4,5 - 8,5 × 2,5 - 4 µm và xếp thành chuỗi dài [62]. 1.2. Khả năng ký sinh côn trùng của nấm trắng và nấm xanh 1.2.1. Khả năng ký sinh côn trùng của nấm trắng Nấm trắng đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên hơn 70 loại cây trồng ở Xô Viết cũ và những quốc gia vệ tinh để phòng trừ nhiều dịch hại khác nhau [25]. Ignoffo và ctv. (1979) [33] đã thử nghiệm thuốc trừ sâu Boverin (sản xuất từ nấm trắng) trên sâu tơ và cho thấy LC50 đối với ấu trùng 6 sâu tơ ba ngày tuổi là 2,7 x 108 bào tử/ml tương đương với 1,5 x 106 bào tử/cm2 bề mặt lá. Vanderberg đã tiến hành thí nghiệm trong phòng và cho thấy rằng tất cả các giai đoạn ấu trùng sâu tơ đều bị mẫn cảm đối với nấm trắng nhưng ấu trùng bị chết nhanh hơn khi ở nhiệt độ trung bình và bào tử nấm trắng cao. Vanderberg và ctv. cũng đã thử nghiệm ngoài đồng bằng cách sử dụng sản phẩm Mycotrol (sản xuất từ B. bassiana) phun định kỳ một tuần/lần hoặc hai tuần/lần đã làm giảm mật số và sự gây hại của sâu tơ một cách có ý nghĩa so với dùng thuốc hóa học trên cây giống [26]. Aguda và ctv. (1984a) [3] đã dùng nấm B. bassiana để phòng trừ rầy nâu, Nilaparvata lugens, rầy lưng trắng, Sogatella furcifera và rầy xanh đuôi đen, Nephotettix spp. hại lúa. Nấm trắng đã được ứng dụng để phòng trừ rầy nâu, bọ xít đen, Scotinophora coarctata ở ngoài đồng tại Hàn Quốc, Philippin [2], [4], [64], [65]. Nấm trắng phổ biến trong quần thể bọ xít hôi, Leptocorisa oratorius ở Philippin [63]. Nấm trắng còn được sử dụng để phòng trừ sâu róm thông, Dendrolimus spp. ở Trung Quốc với hiệu lực đạt 43 – 93% [53]. Nấm trắng có khả năng phòng trừ sâu đục thân bắp ở Châu Âu khi được phun trên tán lá cây bắp [31]; [38], [39]. Dòng nấm trắng trích từ rầy nâu hại lúa ở Pantagar (Ấn Độ) có khả năng gây chết cao đối với rầy nâu (88,35 đến 91,25%), rầy lưng trắng (86,59 đến 92,44%), rầy xanh đuôi đen (96,12%) và sâu cuốn lá (74,45%) [47]. Salmeida và ctv. (1998) cho thấy rằng dùng bào tử nấm trắng trong bả mồi cùng với thuốc trừ sâu đã ngăn chặn tốt mối hại mía đường ở Brazil. Gần đây, chế phẩm nấm trắng được sản xuất từ một nòi B. bassiana (GHA) phân lập tại Mỹ, đã được đăng ký để phòng trừ bọ trĩ, rầy mềm và một số bọ cánh cứng khác [19]. Ở Việt Nam, nấm trắng cũng đã được thí nghiệm trong nhà lưới để trừ các loài rầy hại lúa và kết quả cho thấy rằng nấm trắng có hiệu lực trừ rầy nâu, rầy lưng trắng và rầy xanh cao. Ấu trùng của rầy nâu và rầy lưng trắng dễ nhiễm bệnh đối với B. bassiana hơn thành trùng của hai loại rầy trên [49]. 7 Các nhà khoa học của Viện Bảo Vệ Thực Vật cũng đã thử nghiệm và sử dụng nấm trắng trừ sâu róm thông, Dendrolimus punctatus ở Thanh hóa và Sơn La [56], [57]. Phạm Thị Thùy và ctv. (2001) [58] đã sử dụng nấm trắng với nồng độ 9 x 108 bào tử/ml để trừ sâu tơ đạt hiệu quả rất cao (81,25%) ở 8 ngày sau khi phun. 1.2.2. Khả năng ký sinh côn trùng của nấm xanh Nhà khoa học Nga Ilia Mesnhicov là người đầu tiên phát hiện ra bệnh nấm xanh (gọi là Entomopthora anisopliae), nay đổi là Metarhizium anisopliae. Đến năm 1908, Mesnhicov và học trò của ông là Crasintxik đã sử dụng nấm này để chống bọ đầu dài hại củ cải đường. Đến những năm 80, 90 của thế kỷ này nấm Metarhizium và những chế phẩm sản xuất từ loài nấm này lại được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới để phòng trừ sâu đục thân ở Tasmania, chống loài mối, Nasutitermes exitiousus (Hill) ở Đức, các loài mối thuộc Coptotermes ở Úc [76]. Từ những năm 80 của thế kỷ 20, trên thế giới, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm sinh học từ vi nấm M. anisopliae mang tên thương mại Metaquino để phòng trừ muỗi sốt rét Lubilosa, phòng trừ châu chấu, Schistocerra gregaria. Ấu trùng bọ cánh cứng hại dừa, Oryctes rhinoceros bị nhiễm tự nhiên bởi nấm xanh và nấm này được xem là một nhân tố gây chết tự nhiên quan trọng của bọ dừa [17]. Nhiều nghiên cứu đã áp dụng bào tử nấm xanh phòng trừ bọ cánh cứng và sử dụng nấm này trong chương trình IPM cùng với baculovirus [82]. Nấm xanh có tên thương mại là Bio – Path® được sử dụng để phòng trừ mối tại Mỹ [34]. Ở Brazil, tỉ lệ mối chết cao (gần 100%) khi quan sát 19 của 20 tổ mối được xử lý với nấm xanh và tổ còn lại có tỉ lệ chết là 70% [5]. Ở Úc, bào tử nấm xanh được phun trên các gò và tổ mối đã cho tỉ lệ chết đáng kể nhưng khi xử lý gián tiếp bằng cách đặt bã mồi thì không thành công [43], [44]. Sản phẩm thương mại của nấm xanh là BioGreen® gần 8 đây được khuyến cáo sử dụng trừ bọ hung đầu đỏ, Adoryphorus couloni ở Úc [69]. Viện Bảo Vệ Thực vật đã nghiên cứu và sử dụng nấm M. anisopliae để phòng trừ một số loài sâu hại nông nghiệp [55], [56]. Nấm xanh, M. anisopliae đã được nghiên cứu và ứng dụng để phòng trừ các loài mối hại cây công nghiệp, cây ăn trái và cây cảnh [77]. Nấm xanh, M. anisopliae được ứng dụng trong việc quản lý các loài sâu hại lúa [49]. Khi sử dụng nấm trắng, B. basiana hoặc nấm xanh, M. anisopliae trên đồng ruộng để quản lý sâu rầy hại lúa thì không gây ảnh hưởng xấu tới những thiên địch của sâu hại lúa như nhện lớn bắt mồi, nhện lưới, nhện lùn, nhện chân dài, bọ xít mù xanh và bọ xít gai ăn thịt tại ĐBSCL [48] Nấm xanh còn có hiệu quả cao khi dùng để trừ bọ cánh cứng hại dừa, Brontispa sp. (Coleoptera: Chrysomelidae). Kết quả khảo nghiệm trên bọ cánh cứng hại dừa ở Ô Môn cho thấy rằng dòng nấm xanh trích từ rầy nâu, bọ xít và bọ dừa bị nhiễm tự nhiên có hiệu lực diệt trừ bọ dừa rất tốt và đạt 71,6 79,1% ở 14 ngày sau khi phun và đặc biệt dòng nấm M.a (OM3-BD) phân lập từ con bọ cánh cứng hại dừa bị nhiễm nấm xanh tự nhiên ngoài đồng tại Ô Môn có hiệu lực trừ bọ dừa cao không khác biệt về mặt thống kê so với Rotenone [46]. Theo Nguyễn Xuân Niệm (2009) [51], chế phẩm Mat, Metarhizium anisopliae có hiệu lực diệt trừ bọ cánh cứng hại dừa khá cao đạt 71,03% ở 10 ngày sau khi xử lý, 73,34% ở 14 ngày sau xử lý và duy trì hiệu lực đến 21 ngày sau xử lý 69,19%. Khả năng lây lan của nấm M.anisopliae giữa các cá thể trong quần thể bọ cánh cứng hại dừa là khá lớn và có thể lợi dụng bọ cánh cứng hại dừa như những vector truyền bệnh nấm M.anisopliae trong quần thể của chúng nhằm hạn chế bớt số lượng cây dừa cần xử lý nấm mà vẫn đảm bảo hiệu quả phòng trừ. 9 1.3. Độc tố của nấm trắng và nấm xanh 1.3.1. Độc tố của nấm trắng Nấm trắng tạo ra hỗn hợp độc tố bao gồm beauvericin, bassianolide và cosporein. Trong đó độc tố chính gây hại cho côn trùng đã được chú ý nghiên cứu nhiều nhất là beauvericin. Cấu trúc của beauvericin là một hexadepsipeptide đã được phân lập từ các loài nấm ký sinh côn trùng như Beauveria spp., Paecilomyces spp. và nấm gây bệnh cây trồng như Fusarium spp. và Polyporus fumosoroseus [28], [45]. Beauvericin có cấu trúc và chức năng tương tự những chất kháng sinh gây hại màng tế bào enniatin A, B và C và có sự khác biệt của những hợp chất này so với N-methylamino acids [72]. Beauvericin bao gồm một chuỗi lặp lại của ba phân tử N-methylphenylalanine liên kết với ba phân tử 2-Hydroxyisovaleric acid. Beauvericin tạo phức hợp với ion Na+ và K+ dẫn đến làm tăng tính thấm của màng tế bào tự nhiên và nhân tạo [52]. Beauvericin còn là kháng sinh chống lại một số vi khuẩn như Bacillus subtilis, Escherichia coli, Mycobacterium phlei,… [52]. Hơn nữa, beauvericin còn có tính chất trừ sâu trung bình [75], [29]. LD50 của nấm trắng đối với ấu trùng sâu cuốn lá tuổi ba là 7,4 x 103 bào tử/ml ở một tuần sau khi chủng [1]. Theo Phạm Văn Biên và ctv., (2000), nấm trắng thuộc nhóm độc IV, rất ít độc với người, gia súc và môi trường. LD50 qua miệng >18 x 108 bào tử/kg, LD50 qua da >2000 mg/kg. Nấm trắng không gây bệnh cho người, thời gian cách ly là năm ngày [59]. 1.3.2. Độc tố của nấm xanh Nấm xanh tạo ra độc tố Destruxin A và B [37], [75]. Destruxin là một phức hợp có nhiều chất đồng phân. Cấu trúc cơ bản của nó gồm 5 aminoacid và một α-hytroxy acid. Destruxin gây chán ăn và gây độc cho côn trùng sau khi được hấp thu vào da [6]. Một số Destruxin làm tê liệt côn trùng [22] và một số destruxin khác có thể ức chế miễn dịch [18]. 10 Tính mẫn cảm của côn trùng đối với destruxin là khác nhau và một số loài sâu thuộc bộ cánh vảy có thể mẫn cảm cao nhất [12], [20], [36], [61], [68], [79]. LD50 của Destruxin A và B tiêm vào ấu trùng tằm là 0,015 – 0,03 mg/g ở 24 giờ sau khi tiêm [37], [75], [78]. LC50 của nấm xanh đối với ấu trùng rầy nâu, N. Lugens là 1,86 x 106 bào tử/ml ở bốn ngày chủng trong điều kiện nhiệt độ 250C [30]. Bào tử nấm xanh có LT50 và LD50 đối với một số loài sâu bộ cánh vảy như ấu trùng tằm, sâu xanh da láng, Spodoptera exigua, sâu xanh, Heliothis armigera là 48 giờ và 105 bào tử/ml [76]. Destruxin cũng gây độc cho động vật nhỏ có vú. LD50 của Destruxin A và B sau khi tiêm vào bụng chuột là 1 - 1,35 mg/kg tương ứng với 13,2 – 16,9 mg/kg trong 1 giờ (Kodaira, 1961). Trái lại, Destruxin ít độc đối với cá và động vật lưỡng cư, không làm chết, gây quái thai hay trì hoãn sự xuất hiện phôi cá Brachydaniorerio H. B [21]. 1.4. Cơ chế tác động của nấm trắng và nấm xanh đối với côn trùng gây hại 1.4.1. Phương thức xâm nhập của nấm vào cơ thể côn trùng Nấm là một trong những tác nhân gây bệnh côn trùng bằng cách nhiễm vào ký chủ chủ yếu xuyên qua biểu bì bên ngoài. Bào tử của nấm dính chặt vào da côn trùng và tấn công vào da theo cơ chế bám dính không chuyên biệt thông qua tính kỵ nước của vách tế bào của bào tử [10], [11]. Khi tiếp xúc với da côn trùng và với điều kiện thích hợp bào tử sẽ mọc mầm có thể tạo ra các cấu trúc xâm nhiễm (như tạo ra ống mầm, túi ngoại bào hoặc túi áp suất) từ đó xâm nhiễm vào bên trong cơ thể côn trùng qua lớp chitin. Sự xâm nhập của nấm vào trong biểu bì thường là do sự phối hợp của enzyme và cơ chế cơ học. Nấm xanh và nấm trắng tiết ra các loại men làm mềm lớp vỏ chitin và tạo thành một lỗ thủng tại nơi bào tử mọc mầm, qua lỗ thủng đó mầm của bào tử nấm xâm nhập vào bên trong cơ thể côn trùng. Các 11 enzyme đó là exoproteases, endoproteases, esterases, lipases, chitinases và chitobiases [9], [13], [71]. 1.4.2. Sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng Giai đoạn phát triển của nấm từ khi xâm nhiễm vào trong cơ thể côn trùng cho đến khi côn trùng chết là giai đoạn sống ký sinh của nấm. Trong giai đoạn này nấm thường tạo ra rất nhiều sợi nấm ngắn, chúng được phân tán khắp cơ thể theo dịch máu. Trước khi nấm có thể sinh sôi nảy nở trong máu nó thường phải vượt qua phản ứng phòng vệ của côn trùng, và sự tạo độc tố của nấm có thể làm suy yếu phản ứng tự vệ của côn trùng. Côn trùng có thể phản ứng với sự xâm nhiễm của nấm bằng cách sử dụng thể dịch (như phenoloxidase, lectins, peptid và protein hoặc sử dụng cơ chế của vách tế bào như sự thực bào hoặc kết nang [8]; [9]. Côn trùng chết có thể là kết quả của sự phối hợp các hoạt động như sự làm giảm dinh dưỡng, làm tắt nghẽn cơ thể hoặc sự xâm lấn của các cơ quan và tác động của độc tố đối với côn trùng. Ví dụ nấm trắng tạo ra phức hợp các độc tố bao gồm beauvericin, bassianolide và oosporein, nấm xanh tạo ra độc tố Destruxin làm tê liệt côn trùng [22], [23], hoặc gây ức chế miễn dịch [18]. Sau khi con côn trùng chết, nấm thường phát triển hoại sinh trong ký chủ. Dưới điều kiện thích hợp nấm tạo ra các bào tử hoặc nấm mọc thành sợi ra bên ngoài bề mặt cơ thể vật chủ. Sau đó các bào tử được tạo thành trên lớp sợi nấm ở bề mặt cơ thể vật chủ và bị phóng thích đi. Bào tử phát tán thụ động nhờ gió và những yếu tố khác như mưa đóng vai trò quan trọng trong phát tán bào tử. 12 1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng Ánh sáng là nhân tố quan trọng trong sinh vật học của hầu hết các nấm ký sinh, đặc biệt có liên quan đến sợi nấm, sự phóng thích và sự sống sót của bào tử [15], [66]. Ánh sáng tự nhiên có phổ 290 - 400 nm sẽ ảnh hưởng lên sự bền của nấm trên tán cây và ít ảnh hưởng hơn trên những cơ chất khác [27]. Fargues và ctv. (1996) thấy rằng nấm trắng và nấm xanh bị mẫn cảm cao đối với ánh sáng đặc biệt là thành phần tia cực tím của quang phổ (285 - 315 nm) [24]. Walstad và ctv. (1970) đã có những nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên hai loài nấm trắng, Beauveria bassiana và nấm xanh, Metarhizium anisopliae. Các loài nấm này đòi hỏi 92,5% ẩm độ tương đối và 15 - 35 0C nhiệt độ cho sự nảy mầm của bào tử, sự phát triển của sợi nấm và sự hình thành bào tử. Điều kiện tối hảo cho sự nảy mầm của bào tử, sự phát triển sợi nấm và hình thành bào tử ở 100% ẩm độ và 25 - 300C [81]. Theo Vestergaard và ctv. (1995), nhiệt độ tối hảo cho nấm bất toàn là 20 - 250C, nhưng sự xâm nhiễm và gây bệnh từ 15-300C, lớn hơn 300C sự phát triển của nấm bị giới hạn và ngừng phát triển ở 370C. Sợi nấm trắng và nấm xanh có thời gian chết ít hơn 15 phút ở 400C, bào tử nghỉ của nấm có thể chịu được 80 0 C trong một giờ hoặc lâu hơn, dưới 40C đa số các tế bào nấm còn sống nhưng không phát triển [80]. Bào tử nấm xanh phát triển tốt ở nhiệt độ ôn hòa và ẩm độ cao. Bào tử nấm xanh và nấm trắng nảy mầm ở 94% ẩm độ, tỉ lệ nảy mầm và phát triển sợi nấm tối đa ở ẩm độ 97 - 99% và bị giảm ở 94 - 96%. Nấm xanh phát triển hình thái không bình thường ở 96% ẩm độ. Nước không chỉ cần thiết cho sự nảy mầm mà còn điều chỉnh sự hình thành bào tử trên xác côn trùng [30]. 13
- Xem thêm -