Tài liệu Nghiên cứu nấm rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa tại tỉnh kiên giang và biện pháp phòng trị bệnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRẦN QUỐC SƠN NGHIÊN CỨU NẤM Rhizoctonia solani GÂY BỆNH ĐỐM VẰN TRÊN LÚA TẠI TỈNH KIÊN GIANG VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỊ BỆNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRẦN QUỐC SƠN NGHIÊN CỨU NẤM Rhizoctonia solani GÂY BỆNH ĐỐM VẰN TRÊN LÚA TẠI TỈNH KIÊN GIANG VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỊ BỆNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60420201 Quyết định giao đề tài: 67/QĐ - ĐHNT Quyết định thành lập HĐ: 196/QĐ - ĐHNT Ngày bảo vệ: 22/03/2018 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS TRẦN THỊ THU THỦY TS. PHẠM THỊ MINH THU Chủ tịch Hội đồng: TS. ĐẶNG THÚY BÌNH Khoa sau đại học: KHÁNH HÒA - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa tại tỉnh Kiên Giang và biện pháp phòng trị bệnh” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi và chƣa từng đƣợc công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này. ………..., Ngày tháng Tác giả luận văn Trần Quốc Sơn iii năm LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ của quý phòng ban trƣờng Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi đƣợc hoàn thành đề tài. Đặc biệt là sự hƣớng dẫn tận tình của PGS. TS. Trần Thị Thu Thủy và TS. Phạm Thị Minh Thu đã giúp tôi hoàn thành tốt đề tài. Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn! ………..., Ngày tháng Tác giả luận văn Trần Quốc Sơn iv năm MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... iii LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................iv MỤC LỤC .......................................................................................................................v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... vii DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN .............................................................................................. x MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................3 1.1. Tình hình sản xuất lúa ở tỉnh Kiên Giang ................................................................ 3 1.2. Sơ lƣợc về bệnh đốm vằn trên lúa ............................................................................4 1.2.1. Lịch sử phát hiện, địa bàn phân bố ........................................................................4 1.2.2. Thiệt hại của bệnh gây ra.......................................................................................4 1.2.3. Triệu chứng bệnh ...................................................................................................5 1.2.4. Tác nhân ................................................................................................................6 1.2.5. Sự lây lan, xâm nhiễm và gây bệnh .....................................................................11 1.2.6. Đặc điểm phát sinh và phát triển của bệnh .......................................................... 12 1.2.7. Quản lý bệnh........................................................................................................14 1.3. Sơ lƣợc về giống lúa dùng trong thí nghiệm: Jasmine 85 ......................................18 1.3.1. Nguồn gốc............................................................................................................18 1.3.2. Những đặc tính chủ yếu .......................................................................................18 1.3.3. Yêu cầu kỹ thuật và tình trạng sử dụng ............................................................... 18 1.4. Sơ lƣợc các loại thuốc sử dụng trong thí nghiệm ...................................................19 1.4.1. Thuốc Validan 5 SL............................................................................................. 19 1.4.2. Thuốc Evitin 50 SC ............................................................................................. 19 1.4.3. Tricô - ĐHCT 108 bt/g ......................................................................................... 20 Chƣơng 2: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 21 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ..........................................................................21 2.2. Vật liệu nghiên cứu.................................................................................................21 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................ 22 v 2.3.1. Thu mẫu bệnh và phân lập nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn .............22 2.3.2. Khảo sát đặc điểm nuôi cấy của các chủng nấm Rhizoctonia solani ..................23 2.3.3. Đánh giá khả năng gây hại của nấm Rhizoctonia solani .....................................24 2.3.4 Nghiên cứu khả năng phòng và trị bệnh đốm vằn của thuốc sinh học trong điều kiện nhà lƣới ..................................................................................................................26 2.3.5 Phân tích số liệu....................................................................................................27 Chƣơng 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ............................................29 3.1. Thu mẫu bệnh và phân lập nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn ................29 3.1.1. Đặc điểm phát sinh, phát triển bệnh đốm vằn trên ruộng ghi nhận đƣợc khi thu mẫu bệnh........................................................................................................................ 29 3.1.2. Phân lập các chủng nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa............30 3.2. Đặc điểm nuôi cấy của các chủng nấm Rhizoctonia solani ...................................31 3.2.1. Đặc điểm khuẩn ty, khuẩn lạc .............................................................................31 3.2.2 Tốc độ khuẩn ty nấm phát triển ............................................................................34 3.2.3. Sự hình thành và đặc điểm hình thái của hạch nấm ............................................35 3.3. Khả năng gây hại của các chủng nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa ..................................................................................................................................40 3.3.1. Tỷ lệ bệnh (TLB) .................................................................................................41 3.3.2. Chỉ số bệnh (CSB) ............................................................................................... 42 3.4. Khả năng phòng và trị bệnh của thuốc sinh học và hóa học trong điều kiện nhà lƣới .................................................................................................................................44 3.4.1. Tỷ lệ bệnh (TLB) .................................................................................................44 3.4.2. Chỉ số bệnh (CSB) ............................................................................................... 49 3.4.3. Các chỉ tiêu về thành phần năng suất ..................................................................54 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................. 58 4.1 Kết luận....................................................................................................................58 4.2 Khuyến nghị ............................................................................................................58 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................59 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CSB : Chỉ số bệnh Cs : Cộng sự ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long GSKC : Giờ sau khi cấy KTSKHT : Kể từ sau khi hình thành NSCB : Ngày sau chủng bệnh NSNC : Ngày sau nghiên cứu PDA : Patato dextrose agar TLB : Tỷ lệ bệnh WA : Water agar vii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Danh sách các chủng nấm Rhizoctonia solani đã đƣợc phân lập .................31 Bảng 3.2. Đƣờng kính tản nấm của 10 chủng nấm Rhizoctonia solani qua các thời điểm ..... 34 Bảng 3.3. Đặc điểm hình thành và hình thái của hạch nấm ..........................................36 Bảng 3.4. Tỷ lệ (%) chồi lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn qua các thời điểm .....................41 Bảng 3.5. Chỉ số bệnh (%) của cây lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn qua các thời điểm .....42 Bảng 3.6. Tỷ lệ (%) chồi lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 5 NSCB .................45 Bảng 3.7. Tỷ lệ (%) chồi lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 7 NSCB .................45 Bảng 3.8. Tỷ lệ (%) chồi lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 9 NSCB .................46 Bảng 3.9. Tỷ lệ (%) chồi lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 14 NSCB ...............47 Bảng 3.10. Chỉ số bệnh (%) của cây lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 5 NSCB ......... 49 Bảng 3.11. Chỉ số bệnh (%) của cây lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 7 NSCB ...... 50 Bảng 3.12. Chỉ số bệnh (%) của cây lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 9 NSCB ...... 51 Bảng 3.13. Chỉ số bệnh (%) của cây lúa bị nhiễm bệnh đốm vằn ở thời điểm 14 NSCB ....... 51 Bảng 3.14. Tổng số bông /chậu ở các nghiệm thức ......................................................54 Bảng 3.15. Trung bình số hạt/bông ...............................................................................55 Bảng 3.16. Tỷ lệ (%) hạt chắc/bông ..............................................................................55 Bảng 3.17. Trọng lƣợng hạt /chậu .................................................................................56 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Vết bệnh đốm vằn trên lúa...............................................................................6 Hình 1.2. Chu trình bệnh đốm vằn trên lúa ...................................................................12 Hình 3.1. Triệu chứng bệnh đốm vằn trên các bộ phận cây lúa ở điều kiện ngoài đồng. ..... 30 Hình 3.2. Đặc điểm tản nấm của các chủng nấm Rhizoctonia solani ở thời điểm 36 GSNC ..............................................................................................................32 Hình 3.2. (tiếp theo) Đặc điểm tản nấm của các chủng nấm Rhizoctonia solani ở thời điểm 36 GSNC ................................................................................................ 33 Hình 3.3. Hình thái khuẩn ty chủng nấm R. solani – chủng RG1 trên môi trƣờng PDA ........ 33 Hình 3.4. Quá trình hình thành hạch nấm Rhizoctonia solani của chủng nấm RG2.....37 Hình 3.5. Đặc điểm hình thành hạch nấm trên đĩa petri của các chủng nấm ở thời điểm 120 GSKC .......................................................................................................39 Hình 3.5. (tiếp theo) Đặc điểm hình thành hạch nấm trên đĩa petri của các chủng nấm ở thời điểm 120 GSKC ...................................................................................40 Hình 3.6. Mức độ gây bệnh đốm vằn của một số chủng nấm ở thời điểm 14 NSCB ...43 Hình 3.7. Mức độ bệnh đốm vằn trên cây lúa ở thời điểm 14 NSCB của một số nghiệm thức xử lý ........................................................................................................48 ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Đề tài “Nghiên cứu nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa tại tỉnh Kiên Giang và biện pháp phòng trị bệnh” đƣợc thực hiện từ tháng 01 năm 2017 đến tháng 06 năm 2017 trong điều kiện phòng thí nghiệm Phòng trừ Sinh học và Nhà lƣới thuộc bộ môn Bảo vệ Thực vật, Khoa NN & SHƢD, trƣờng Đại học Cần Thơ nhằm nghiên cứu khả năng gây hại, đặc điểm hình thái của nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên giống lúa Jasmine 85 tại tỉnh Kiên Giang và đánh giá hiệu quả của hai loại thuốc sinh học Validan 5SL và Tricô-ĐHCT trong việc phòng và trị bệnh. Đề tài đã phân lập đƣợc 10 chủng nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên 6 giống lúa (OM5451, Jasmine 85, OM2517, KG9921, OM4900, OM6976) tại các huyện Châu Thành, Gò Quao, Giồng Riềng và thành phố Rạch Giá, thuộc tỉnh Kiên Giang. Qua khảo sát các đặc điểm nuôi cấy của các chủng nấm nhận thấy các chủng nấm có nhiều đặc điểm giống nhau về hình thái khuẩn lạc và phát triển nhanh trên môi trƣờng PDA; đồng thời có sự đa dạng về đặc điểm hạch nấm nhƣ thời gian bắt đầu hình thành, mức độ hình thành trên đĩa petri, màu sắc và kích thƣớc. Kết quả thực hiện đánh giá khả năng gây hại của 10 chủng nấm Rhizoctonia solani trên giống lúa Jasmine 85, đã ghi nhận đƣợc chủng Rhizoctonia solani RG1 có khả năng gây bệnh cao nhất với tỷ lệ chồi bị nhiễm bệnh và chỉ số bệnh ở thời điểm 14 ngày sau chủng bệnh lần lƣợt là 100% và 52,82% nên đƣợc sử dụng làm nguồn nấm bệnh để thực hiện cho thí nghiệm tiếp theo. Kết quả thực hiện đánh giá khả năng phòng và trị bệnh đốm vằn của thuốc sinh học so với hóa học trong điều kiện nhà lƣới đã ghi nhận các thuốc sinh học Validan 5SL và Tricô-ĐHCT đều có hiệu quả quản lý bệnh đốm vằn trong điều kiện nhà lƣới ở những thời điểm xử lý khác nhau. Trong đó, thuốc Validan 5SL ở biện pháp phun trƣớc hoặc phun kết hợp trƣớc + sau và thuốc Tricô-ĐHCT ở biện pháp phun kết hợp trƣớc + sau cho hiệu quả phòng trị bệnh cao và bảo vệ năng suất tốt hơn so với khi áp dụng 2 thuốc này ở các biện pháp xử lý khác. Từ khóa: Bệnh đốm vằn, biện pháp phòng trị, Rhizoctonia solani, Validan 5SL, Tricô-ĐHCT. x MỞ ĐẦU Nƣớc ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, điều kiện thuận lợi cho cây lúa phát triển, kèm theo đó là sự phát triển của nhiều loại dịch hại. Hằng năm, những thiệt hại do bệnh gây ra trên cây trồng có thể lên tới hơn 7% sản lƣợng lƣơng thực (Phạm Văn Kim, 2000). Trong đó, bệnh đốm vằn là một bệnh hại quan trọng và xuất hiện ở hầu hết các nơi trồng lúa trên thế giới. Bệnh có thể gây thiệt hại năng suất lên đến 25-50% (Ou, 1985; Agarwal et al.., 1989; Phạm Hoàng Oanh và cs, 2004; Gnanamanickam, 2009). Trong những năm gần đây, xu hƣớng sản xuất lúa theo hƣớng độc canh, tăng vụ, sử dụng giống cao sản đó là nguyên nhân và điều kiện cho các loại bệnh hại phát triển ngày càng nhiều hơn, trong đó bệnh đốm vằn là một trong những đối tƣợng, phá hoại nghiêm trọng ở các vùng trồng lúa nƣớc của nƣớc ta, gây thiệt hại nặng về năng suất, làm tổn hại đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời cùng với việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật, sử dụng liên tục một loại thuốc trừ bệnh ở một vùng có thể làm tác nhân gây bệnh quen thuốc và có thể dẫn đến hiện tƣợng kháng thuốc (Vũ Triệu Mân, 2007b). Tỉnh Kiên Giang là một trong số các tỉnh trồng lúa trọng điểm của vùng ĐBSCL và của cả nƣớc. Diện tích trồng lúa 769,464 ha, năng suất lúa 60,34 tạ/ha và sản lƣợng lúa cả năm 4.642,896 nghìn tấn. Kiên Giang đang tập trung phát triển ngành nông nghiệp toàn diện và bền vững theo hƣớng sản xuất hàng hóa hiện đại phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh và sản xuất lúa gạo đóng một vai trò quan trọng (Niên giám thống kê tỉnh Kiên Giang 2015). Để phòng trị bệnh đốm vằn, nhiều biện pháp đã đƣợc nghiên cứu và áp dụng, trong đó biện pháp sử dụng thuốc với nhiều thuốc có nguồn gốc hóa học và sinh học hiện nay đƣợc khuyến cáo áp dụng rộng rãi trong địa bàn tỉnh Kiên Giang tuy nhiên với hiệu quả ở những mức độ khác nhau. Việc quản lý bệnh bằng thuốc hóa học tuy cho hiệu quả nhanh chóng nhƣng không bền vững vì có một số nhƣợc điểm nhƣ: gây ô nhiễm môi trƣờng, không an toàn cho ngƣời sản xuất và tiêu dùng, tăng chi phí sản xuất và tạo điều kiện cho mầm bệnh hình thành nòi kháng thuốc (Gusmin et al., 2005). Trong khi, các sản phẩm có nguồn gốc sinh học tỏ ra thân thiện với môi trƣờng và hiệu quả bền vững hơn, cho nên việc sử dụng các sản phẩm này trong phòng trị bệnh cây nói chung và bệnh đốm vằn trên lúa nói riêng là hƣớng nghiên cứu và sản xuất rất hứa hẹn nhằm hạn chế hậu quả của các nông dƣợc đến môi trƣờng. 1 Chính vì những lý do trên đề tài “Nghiên cứu nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa tại tỉnh Kiên Giang và biện pháp phòng trị bệnh”cần đƣợc thực hiện nhằm: (1) Nghiên cứu đặc điểm hình thái và khả năng gây hại của nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa tại tỉnh Kiên Giang (2) Nghiên cứu hiệu quả thuốc sinh học Validan 5SL và thuốc Tricô-ĐHCT trong việc phòng và trị bệnh đốm vằn trong điều kiện nhà lƣới. 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình sản xuất lúa ở tỉnh Kiên Giang Kiên Giang là tỉnh có sản lƣợng lúa chiếm tỷ lệ cao và là một trong những tỉnh trọng điểm sản xuất nông nghiệp của vùng ĐBSCL và của cả nƣớc. Ngành trồng trọt luôn giữ vai trò chủ đạo trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp của tỉnh. Các nhóm cây trồng bao gồm cây lƣơng thực, cây công nghiệp, cây thực phẩm và cây ăn quả, trong đó ƣu thế thuộc về các cây lƣơng thực, đặc biệt là cây lúa. Trong đó các huyện nhƣ huyện Giồng Riềng, huyện Gò Quao, huyện Hòn Đất, huyện Kiên Lƣơng, huyện Tân Hiệp… là những huyện trồng lúa tiêu biểu của tỉnh. Năm 2010, tỉnh Kiên Giang tỉnh đã xuất khẩu đƣợc 819.000 tấn gạo, tiếp tục dẫn đầu các tỉnh ĐBSCL về xuất khẩu gạo ra 45 thị trƣờng, tăng 6 thị trƣờng so với năm 2009 (Niên giám thống kê tỉnh Kiên Giang, 2015). Theo Sở NN và PTNT tỉnh Kiên Giang cho biết, vụ Đông xuân 2016-2017, năng suất bình quân của tỉnh chỉ 6,16 tấn/ha, còn năng suất vụ lúa mùa chỉ đạt 3,76 tấn/ha. Tổng sản lƣợng lúa thu hoạch đạt khoảng 2 triệu tấn, “hụt” khoảng 400.000 tấn so kế hoạch. Nguyên nhân chính là do tình trạng hạn hán, xâm ngập mặn, sâu hại và bệnh hại. Từ đó, lợi nhuận của ngƣời nông dân cũng thấp đi (http://www.nhandan.com.vn/kinhte/item/32885802-chuyen-cay-lua-va-nguoinong-dan-o-kien-giang.html.) Năm 2017 đƣợc dự đoán là năm thứ 2 liên tiếp Kiên Giang sản xuất lƣợng lúa không đạt kế hoạch. Nguyên nhân chủ yếu do thời tiết diễn biến bất thƣờng phát sinh tình trạng nắng hạn, xâm nhập mặn cục bộ, mƣa bão gây bất lợi tới sản xuất nông nghiệp. Để khắc phục thiệt hại, ngành nông nghiệp tỉnh Kiên Giang xây dựng kế hoạch, triển khai hỗ trợ nông dân sản xuất lúa theo hƣớng cải tiến bao gồm sản xuất lúa theo hƣớng ViêtGap và phát động nông dân giảm lƣợng giống gieo sạ, quản lý và sử dụng giống lúa chất lƣợng cao. Nông dân nâng năng lực sản xuất, mạnh dạn áp dụng tiến bộ khoa học; tăng giá trị lúa hàng hoá, sản xuất nông nghiệp thân thiện với môi trƣờng, liên kết sản xuất theo mô hình cánh đồng lớn, góp phần nâng thu nhập ngƣời trồng lúa. Nhờ vậy, vụ Đông Xuân 2017-2018 với diện tích gieo trồng là 3 290.000 ha, năng suất lúa ở Kiên Giang đạt khoảng 7,1 tấn/ha, tăng hơn so với cùng vụ năm 2016-2017 (Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Kiên Giang, 2018). 1.2. Sơ lƣợc về bệnh đốm vằn trên lúa 1.2.1. Lịch sử phát hiện, địa bàn phân bố Bệnh đốm vằn hay còn gọi là bệnh khô vằn, tiếng Anh gọi là Sheath blight disease. Đây là một trong các bệnh quan trọng trên ruộng lúa ở khắp thế giới (Phạm Văn Kim, 2015). Bệnh đƣợc ghi nhận đầu tiên ở Nhật Bản vào năm 1910 bởi Myake (Lee and Rush, 1983) nhƣng mãi đến năm 1912 thì Sawada đã phát hiện rằng Shirai từng mô tả bệnh này từ năm 1906. Không lâu sau đó, bệnh đốm vằn đã đƣợc các nhà khoa học báo cáo sự hiện diện ở nhiều quốc gia khác nhau. Địa bàn phân bố của bệnh khá rộng ở tất cả các vùng trồng lúa trên thế giới (Ou, 1985). Bệnh xuất hiện ở nhiều nƣớc nhƣ Philippines, Sri Lanka, Trung Quốc và nhiều quốc gia Châu Á khác (Ghaffer, 1988), trong đó có cả ở Việt Nam. Barazil, Venezuela, Surinam, Madagasca và USA cũng đƣợc ghi nhận là có sự xuất hiện của bệnh (Võ Thanh Hoàng, 1993). 1.2.2. Thiệt hại của bệnh gây ra - Những ghi nhận trên thế giới: Bệnh đốm vằn là một loại bệnh gây hại quan trọng cho các vùng trồng lúa trên thế giới, đƣợc ghi nhận là một loại mầm bệnh do nấm gây ra quan trọng thứ 2 sau bệnh đạo ôn (Ou, 1985). Hiện nay, chƣa có giống kháng đối với loại bệnh này (Kotamraju, 2010). Bệnh gây ảnh hƣởng nặng đến năng suất từ 20% đến 25%, khi bệnh nặng có thể lên đến 50% (Ou, 1985; Agrios, 2005; CABI, 2007; Gnanamanickam, 2009). Thất thu năng suất còn tùy thuộc vào mức độ phân đạm, cũng nhƣ tính nhiễm bệnh của giống (Võ Thanh Hoàng, 1993). Từ năm 1985 - 1990, bệnh đốm vằn đã xuất hiện trên 47% diện tích đất trồng lúa của Trung Quốc và ƣớc tính thiệt hại 200.000 tấn/năm. Tại Nhật Bản, bệnh có thể gây thất thu năng suất đến 20% (Ghaffer, 1988). Tại Hoa Kỳ đã có trƣờng hợp thiệt hại năng suất đến 50% khi trồng các giống nhiễm nặng (Lee and Rush, 1983). 4 - Những ghi nhận ở nƣớc ta: Ở Việt Nam, ruộng lúa từ miền Bắc đến miền Nam đều bị bệnh đóm vằn gây hại (Phạm Văn Kim, 2015). Bệnh nặng có thể làm giảm năng suất đáng kể, trung bình từ 15 – 40% (Lê Lƣơng Tề, 1998). Diện tích nhiễm bệnh đã tăng lên 10 lần trong 5 năm (từ 21.000 ha của năm 1985 tăng lên 200.000 ha trong năm 1990 và 1991) (Ghaffer, 1988). Tại ĐBSCL, bệnh đốm vằn gây hại quanh năm và có mặt khắp nơi (Phạm Văn Kim, 2015). Trong những năm 1996 và 1997, bệnh gây nhiều thiệt hại quan trọng cho ruộng lúa và là một trong hai bệnh quan trọng nhất tại ĐBSCL (Phạm Minh Sang và cs, 1996). Bệnh đốm vằn tuy phát triển chậm, không ồ ạt nhƣ bệnh đạo ôn, nhƣng luôn luôn có mặt trong mỗi vụ và vụ sau luôn có khuynh hƣớng nặng hơn vụ trƣớc (Phạm Văn Kim, 2015). Theo dự báo sâu bệnh tổng hợp trong tuần, từ 15 – 21/01/2018, bệnh khô vằn trên cả nƣớc ta có diện tích nhiễm 3.225 ha (giảm 454 ha so với kỳ trƣớc, tăng 2.469 ha với cùng kỳ năm trƣớc). Bệnh tập trung phân bố tại tỉnh Bạc Liêu, Vĩnh Long, Sóc Trăng, HCM, Đồng Nai... (Cục bảo vệ thực vật, 2017). 1.2.3. Triệu chứng bệnh Trên đồng ruộng vết bệnh có thể xuất hiện gần mực nƣớc (Ou, 1985). Bệnh đốm vằn gây hại chủ yếu ở bẹ lá, phiến lá, thân và cổ bông, nhƣng các bẹ lá ở sát mặt nƣớc hoặc các lá già thƣờng là nơi phát sinh bệnh (Võ Thanh Hoàng, 1993; Vũ Triệu Mân, 2007a). Vết bệnh đầu tiên có hình bầu dục hoặc hình elíp, ovan, hoặc bất định, chiều rộng từ 0,5 - 1 cm và chiều dài từ 1 - 3 cm (Groth và cs, 2009). Giữa vết bệnh có màu xám trắng, xung quanh có màu nâu (Ou, 1985) (Hình 1.1). Mô nhiễm bị hƣ chỉ còn biểu bì ngoài của bẹ nên vết bệnh bị lõm xuống, phần biểu bì còn lại áp sát vào bẹ lá bên trong (Võ Thanh Hoàng, 1993). Lúc đầu, vết bệnh có màu lục tối hoặc xám nhạt, sau lan rộng ra thành dạng vết vằn da hổ, dạng đám mây (Vũ Triệu Mân, 2007a). Bệnh lan dần từ các bẹ dƣới lên các bẹ trên, kể cả phiến lá (Võ Thanh Hoàng, 1993). Vết bệnh ở lá tƣơng tự nhƣ ở bẹ lá, thƣờng vết bệnh lan rộng ra rất nhanh chiếm hết cả bề rộng phiến lá tạo ra từng mảng vân mây hoặc dạng vết vằn da hổ. Các lá già bên dƣới hoặc lá sát mặt nƣớc là nơi phát sinh trƣớc sau đó lan dần lên các lá trên (Vũ Triệu Mân, 2007a). 5 Vết bệnh ở cổ bông thƣờng là vết bệnh kéo dài bao quanh cổ bông, hai đầu vết bệnh có màu xám loang ra, phần giữa vết bệnh màu lục sẫm co tóp lại (Vũ Triệu Mân, 2007b). Kích thƣớc và màu sắc vết bệnh cũng nhƣ sự hình thành hạch nấm tùy thuộc vào điều kiện môi trƣờng. Trong điều kiện ẩm, sợi nấm trắng có thể phát triển rất nhanh trên bề mặt vết bệnh (có thể dài khoảng vài cm trong 24 giờ) (Võ Thanh Hoàng, 1993; Ou, 1985). Nhiều đốm liên kết nhau tạo thành vết vằn, bẹ và phiến lá bị cháy khô, khuẩn ty sẽ hình thành hạch nấm tròn, dẹt có màu trắng khi non, biến sang màu ngà, nâu và nâu sậm khi già. Hạch nấm dễ dàng rơi ra khỏi vết bệnh và trôi nổi trên mặt nƣớc (Võ Thanh Hoàng, 1993). Bẹ lá, lá và các bộ phận bị bệnh khô lụi sớm, vàng xơ xác, nghẹn đòng, bông lép (Lê Lƣơng Tề, 1998). 1.2.4. Tác nhân Bệnh đốm vằn hại lúa đƣợc báo cáo lần đầu tiên ở Nhật Bản năm 1910 đƣợc xác định bệnh đốm vằn hại lúa do nấm Hypochnus sasakii Shirai, tại Srilanca và Philippin đƣợc coi là do nấm Rhizoctonia solani Kuhn. Nấm Rhizoctonia solani Kuhn là giai đoạn sinh sản vô tính, giai đoạn hữu tính của nấm có tên là Pellicularia sasakii Shirai (hay còn gọi là Corticicum sasakii hoặc Thanatephorus cucumericus (Frank) Donk) thuộc lớp Nấm Đảm (Vũ Triệu Mân, 2007a; CABI, 2007). Hình 1.1. Vết bệnh đốm vằn trên lúa 6 Giai đoạn sinh sản vô tính là giai đoạn thƣờng gặp ngoài đồng và ở giai đoạn này nấm bệnh đóm vằn chỉ sinh ra hạch nấm. Chỉ khi nào chuyển sang giai đoạn sinh sản hữu tính, nấm mới sinh ra bào tử và là bào tử đảm; giai đoạn này ít khi bắt gặp ở điều kiện ngoài đồng (Phạm Văn Kim, 2015). Gây hại bằng bào tử đảm cũng đƣợc ghi nhận ở Bắc Ấn Độ (Võ Thanh Hoàng, 1993). Đặc điểm hình thái Nấm sinh trƣởng dễ dàng trên các loại môi trƣờng phổ biến (Ou, 1985). Sợi nấm Rhizoctonia solani Kuhn có màu trắng khi còn non, khi già thì chuyển dần sang màu nâu, đƣờng kính sợi nấm từ 8 - 12 µm và sợi nấm đƣợc phân thành nhiều nhánh, vách ngăn ngang đƣợc thành lập ở những khoảng cách xa nhau (Parmeter, 1970; Ou, 1985; Agarwal và cs, 1989; Võ Thanh Hoàng, 1993). Sợi nấm phát triển nhanh phân nhánh gần vách ngăn của tế bào sợi nấm, sợi nấm phân nhánh vuông gốc hoặc 450 và thắt eo ngay vị trí phân nhánh (Agrios, 2005; CABI, 2007; Gnanamanickam, 2009). Nấm có 3 kiểu khuẩn ty: - Khuẩn ty vƣợt, thẳng: những khuẩn ty mọc nhanh và mọc thẳng, mang trên đó các khuẩn ty cầu. - Khuẩn ty cầu: là những nhánh ngắn, hình cầu phát triển ở những khoảng cách nhất định trên khuẩn ty vƣợt. Thƣờng có nhiều nhánh, tập hợp thành mảng có hình dáng và kích thƣớc thay đổi và chính nó quyết định hình dạng và kích thƣớc vết bệnh. - Khuẩn ty dạng xâu chuỗi hạt: gồm các tế bào ngắn, thắt lại ở nơi có các vách ngăn ngang. Loại này tham gia vào việc thành lập hạch nấm (Võ Thanh Hoàng, 1993). Nấm Rhizoctonia solani biến động về hình thái. Nhóm hình thái đƣợc xác định dựa vào sự bắt cặp vô tính của hai sợi nấm khác nhau. Hai sợi nấm có nhóm hình thái khác nhau có thể bắt cặp vô tính khi tiếp xúc với nhau. Nếu cùng nhóm hình thái hai sợi nấm dù tiếp xúc nhau cũng không bắt cặp đƣợc với nhau. Đến nay ngƣời ta đã biết đến 12 nhóm hình thái khác nhau của nấm này: AG1 đến AG11 và AGB1 (Phạm Văn Kim, 2015). Nấm Rhizoctonia solani sinh sản vô tính không hình thành bào tử mà hình thành hạch nấm (Parmeter, 1970; Ou, 1985; CABI, 2007). Hạch nấm là một cấu trúc phức tạp đƣợc tạo ra do các sợi nấm cuộn lại, chúng có khả năng đƣợc duy trì sức sống 7 trong điều kiện môi trƣờng không thuận lợi nhƣ: khô hạn, thiếu thành phần dinh dƣỡng hay hóa chất độc hại (Ghaffer, 1993). Có thể nhìn thấy hạch nấm ngay trên vết bệnh, rất dễ dàng rơi và nổi trên mặt nƣớc (CABI, 2007; Vũ Triệu Mân, 2007a; Gnanamanickam, 2009). Trên môi trƣờng thạch khoai tây (PDA), hạch nấm ban đầu có màu trắng, sau đó chuyển sang màu nâu hoặc nâu sậm theo thời gian với nhiều hình dạng (tròn, bầu dục, elip…), dẹp ở phía dƣới và đa dạng về kích thƣớc. Đƣờng kính hạch nấm từ 1 - 6 mm, nhiều hạch nấm có thể kết hợp với nhau tạo thành khối lƣợng lớn (Parmeter, 1970; Ou, 1985; CABI, 2007). Khi mới đƣợc hình thành, hạch nấm bị chìm trong nƣớc, khi già mới có thể nổi trên mặt nƣớc (Lee and Rush, 1983; CABI, 2007). Cụ thể, sau 15 ngày, do các tế bào bên ngoài rỗng nên hạch nấm sẽ nổi trong nƣớc. Hầu hết các hạch nấm thành lập ngoài đồng đều nổi trên mặt nƣớc sau khi thành lập đƣợc một tháng (Võ Thanh Hoàng, 1993). Kích thƣớc của sợi nấm và hạch nấm khi nấm mọc trên môi trƣờng nuôi cấy thƣờng lớn hơn so với nấm mọc trên các mô ký chủ trong tự nhiên (Ou, 1985). Nấm sinh sản hữu tính bằng đảm. Đảm không vách ngăn, 10 – 15 x 7 – 9 micron, mấu đảm 4,5 – 7 x 2 -3 µm, có 2 – 4 cái trên mỗi đảm. Đảm kích thƣớc 8 - 11 x 6,5 µm (Võ Thanh Hoàng, 1993). Độc tố Độc tố do nấm Rhizoctonia solani sinh ra là một carbohydrate có chứa glucose, mannose, Nacetygalactosamine và N-Acetyglucosamine (Vidhyasekaran et al., 1997). Chen (1958) đã phân lập đƣợc axit p-hydrovyphenylacetic từ nấm và Yoshimura (1955) đã nghiên cứu khả năng phân hủy cellulose của chúng (trích dẫn bởi Ou,1985). Khả năng biến dị Đặc điểm phát triển, kích thƣớc và số lƣợng hạch nấm cũng nhƣ độc tính gây bệnh trên cây giữa các chủng nấm có thể khác nhau rất nhiều. Điều kiện môi trƣờng, nhất là dinh dƣỡng cũng làm thay đổi các đặc tính này của các chủng nấm Võ Thanh Hoàng, 1993). 8 Đặc điểm sinh lý Agrios (2005) cho rằng nấm Rhizoctonia solani phát triển tốt nhất trong khoảng nhiệt độ từ 15 – 18oC, tuy vậy vẫn có những chủng hoạt động ở nhiệt độ cao hơn trên 35oC. Theo ghi nhận của Hemmi and Yokogi (1927), điều kiện nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển sợi nấm R. solani là 30oC, tối đa 40 – 42oC, ở nhiệt độ 10oC sợi nấm phát triển rất ít hoặc không phát triển. Đến năm 1993, Matsumoto et al. cho rằng nhiệt độ thích hợp cho nấm phát triển là từ 28oC đến 31oC. Hashiba et al.. (1974) cho thấy các chủng thu thập ở vùng nhiệt độ cao thì phát triển tốt trên môi trƣờng Potato Dextrose Agar (PDA) ở 35oC và phát triển kém ở 12oC. Tuy nhiên, nhiệt độ ảnh hƣởng lên sự phát triển của nấm còn thay đổi tùy theo chủng nấm (Võ Thanh Hoàng, 1993). Năm 1974, Hashiba et al đã xác định pH thấp nhất, tối ƣu và cao nhất cho sự phát triển của nấm lần lƣợt là 2,5; 5,4 - 6,7 và 7,8 (Hemmi and Yokogi, 1927; Matsumoto et al., 1933; Hashiba et al., 1974; trích dẫn bởi Ou, 1985). Nguồn đạm tốt nhất là arginine, threonine, glycine và ammonium sulfate. Chất 2,4 – D có kích thích sự phát triển và làm tăng khả năng gây bệnh của nấm (Võ Thanh Hoàng, 1993). Theo Santos (1970), thấy rằng một số nguồn carbon nhƣ: innositol và sorbitol cho tỉ lệ phát triển của hệ sợi nấm cao nhất. Điều kiện cho sự phát triển của hạch nấm 16 – 30oC, nhiệt độ tối hảo 28 - 30oC, ẩm độ tƣơng đối cao trên 95 - 96% là điều kiện cần thiết cho sự hình thành hạch nấm (Inoue and Uchino, 1963; trích dẫn bởi Ou, 1985). Võ Thanh Hoàng (1993) cũng cho biết nhiệt độ hạ đột ngột, tốc độ hình thành cũng gia tăng; trong điều kiện có ánh sáng, hạch nấm sẽ đƣợc thành lập nhiều. Nguồn dinh dƣỡng cũng ảnh hƣởng đến số lƣợng và kích thƣớc hạch nấm, nếu dùng ammonium sulfate, hạch nấm sẽ không thành lập đƣợc. Phổ ký chủ Nấm Rhizoctonia solani là loài nấm có phổ ký chủ rộng chúng có thể xâm nhiễm 32 họ cây trồng và 20 loài cỏ dại thuộc 11 họ (CABI, 2005). Theo Vũ Triệu Mân (2007) thì nấm Rhizoctonia solani gây hại trên lúa là loại nấm bán kí sinh thuộc nhóm AG 1 type 2 nhƣng cũng có tính chuyên hóa rộng, phạm vi ký chủ trên 180 loài cây trồng khác nhau nhƣ lúa, đại mạch, đậu tƣơng, ngô, mía, đậu đỗ, dâu, ... 9 Tại các tỉnh ĐBSCL, nấm R. solani ngoài gây bệnh đốm vằn trên lúa, nấm còn gây bệnh thối nhũn lá đậu nành, bệnh héo cây con đậu xanh, bệnh đốm vằn trên bắp và bệnh trên nhiều loại cây trồng khác (Võ Thanh Hoàng, 1993). Theo Phạm Hoàng Oanh và cs (2004), trong cùng một khu vực, chúng ta có thể bắt gặp nấm này gây hại trên nhiều loài cỏ dại, trên lúa và trên các cây trồng khác lúa. Khả năng lƣu tồn Nấm Rhizoctonia solani có thể lƣu tồn bằng sợi nấm hoặc hạch nấm trong đất, trong rơm rạ lúa bị nhiễm bệnh hoặc thực vật khác (Agrios, 2005; Burgess et al., 2009; Wamishe et al., 2012). Nấm có khả năng lƣu tồn đƣợc trên 188 loài thực vật, thuộc 32 họ, trong đó có ít nhất 20 loài cỏ dại thuộc 22 họ. Hạch nấm chính là bộ phận lây lan chủ yếu của bệnh đốm vằn. Hạch nấm mọc cơi trên mặt của bẹ lúa nơi có vết bệnh và rất dễ rơi xuống nƣớc ruộng, nổi trên mặt nƣớc hoặc hạch nấm rơi trên mặt đất ruộng và lƣu tồn trong đất trong thời gian dài. Bên cạnh hạch nấm, sợi nấm trong rơm rạ sau thu hoạch cũng giúp nấm bệnh tồn tại khá lâu và cũng là nguồn lây lan của bệnh đốm vằn (Phạm Văn Kim, 2015). Các sợi nấm trong tàn dƣ cây bệnh sẽ xâm nhiễm trực tiếp vào mô cây (Burgess và cs, 2009). Còn đối với hạch nấm, quá trình xâm nhiễm đƣợc lặp lại thƣờng xảy ra qua tiếp xúc giữa hạch nấm và bẹ lá lúa. Thời gian tồn tại hạch nấm trong tự nhiên rất biến đổi và phụ thuộc rất lớn vào điều kiện ngoại cảnh nhƣ nhiệt độ, ánh sáng, ẩm độ, hóa chất và các vi sinh vật đối kháng (Lê Lƣơng Tề, 2000). Theo Vũ Triệu Mân (2007), hạch nấm có thể sống một thời gian dài sau thu hoạch lúa, thậm chí trong điều kiện ngập nƣớc vẫn có tới 30% số hạch giữ đƣợc sức sống, nảy mầm thành sợi và xâm nhiễm gây bệnh cho vụ sau. Hạch nấm sau khi nảy mầm nhiều lần, khả năng nảy mầm giảm dần từ 90% còn 13% đối với hạch nấm lớn và 3% đối với hạch nấm nhỏ (Ou, 1985). Trong điều kiện khô ráo và nhiệt độ phòng, hạch nấm có thể sống sót đến 20 tháng (Phạm Văn Kim, 2015). Ở Nhật Bản, sợi nấm cũng nhƣ hạch nấm có thể tồn tại qua mùa đông, hạch nấm có thể sống trong đất khô sau 21 tháng (Endo, 1931). Theo kết quả nghiên cứu của Bertus (1932) ghi nhận trong điều kiện nhiệt độ phòng đối với đất khô hạch nấm có thể sống ít nhất 130 ngày, đất ẩm khả năng sống tối thiểu 224 ngày. Theo ghi nhận của Hori and Anraku (1971), 60 - 70% hạch nấm nhỏ hơn 1 cm đƣợc tìm thấy trên mặt đất 10