Nghiên cứu bệnh thán thư trên thanh long và biện pháp quản lý tổng hợp - Luận án tiến sĩ nông nghiệp

CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Cây thanh long (Hylocereus undatus) được trồng ở nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ như: Bahamas, Bermuda, Hoa Kỳ, Australia, Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc, Đài Loan, Philippines, Malaysia, Indonesia, Cambodia, Israel và Việt Nam. Diện tích thanh long của Việt Nam tăng nhanh nguyên nhân do giá cả thị trường tăng cao, thị trường tiêu thụ trong ngoài nước được mở rộng, lợi thế cạnh tranh của thanh long cao hơn so với các loại cây ăn trái khác và cây thanh long đã giúp nhiều hộ nông dân thoát nghèo. Kim ngạch xuất khẩu trái thanh long lớn, năm 2016 kim ngạch xuất khẩu thanh long tươi đạt khoảng 895,7 triệu USD tăng 70% so với năm 2015 (chiếm 25% giá trị trái cây xuất khẩu dạng tươi, khô, đông lạnh và tượng đường 61,4% giá trị trái cây tươi xuất khẩu). Thanh long được canh tác với diện tích lớn ở 3 tỉnh Tiền Giang, Long An, Bình Thuận và đến nay đã phát triển, lan rộng 60/63 tỉnh thành trong cả nước với tổng diện tích ước khoảng 54 nghìn ha, sản lượng 1,1 triệu tấn.

Trong canh tác cây thanh long, bệnh hại là tác nhân quan trọng ảnh hưởng đến năng suất, trong đó bệnh thán thư là bệnh hại gây thiệt hại trên cành, hoa và trái làm giảm năng suất cũng như sản lượng. Nấm Colletotrichum được xem là một trong mười tác nhân nấm gây bệnh nghiêm trọng nhất trên nhiều loại cây trồng (Dean et al., 2012), đặc biệt là ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Hyde et al., 2010), bệnh cũng thường gây thiệt hại năng suất (Agrios, 2005; Cannon et al., 2012; Silva et al. Các bộ phận trên mặt đất của cây và quả điều có thể bị nấm ảnh hưởng bởi bệnh thán thư Colletotrichum (Phoulivong et al. Bệnh xuất hiện phổ biến trong các tháng mùa mưa do nước mưa làm phát tán bào tử từ cây bệnh đến các cây khác (Roberts et al.

Sự xâm nhiễm của nấm có thể xảy ra ở nhiệt độ 10 - 30oC với khoảng nhiệt độ thích hợp là 20 - 24oC (Roberts et al. Vijaya et al. (2015) đã xác định được Colletotrichum truncatum tác nhân gây bệnh thán thư trên thanh long ở Malaysia dựa vào hình thái và sinh học phân tử. Loài nấm Colletotrichum truncatum cũng được xác định là tác nhân gây bệnh thán thư ở tỉnh Vân Nam, Trung Quốc với triệu chứng vết bệnh có hình elip, màu vàng chuyển sang nâu, có quầng vàng và nhiều hạch nấm trên bề mặt vết bệnh với những vòng tròn đồng tâm (Guo et al.

Ở Thái Lan, loài nấm gây bệnh thán thư đã được công bố do nấm Colletotrichum gloeosporioides và C. truncatum (Athipunyakom & Likhitekaraj, 2010; Athipunyakom et al. Qua kết quả khảo sát nhanh khu vực trồng thanh long tập trung tại Bình Thuận, Tiền Giang và Long An cho thấy đa số các vườn điều có hiện diện của bệnh thán thư và tỷ lệ bị nhiễm từ 30 - 60%. Để quản lý mầm bệnh nông dân chủ lực dựa vào biện pháp hóa học, tuy nhiên biện pháp này đôi khi không hiệu quả do đặc tính gây hại của 1 mầm bệnh và biện pháp hóa học thường để lại dư lượng trên sản phẩm, ảnh hưởng đến việc xuất khẩu.

Vì vậy việc nghiên cứu xác định tác nhân, tìm hiểu khả năng gây hại, đặc điểm phát sinh, phát triển của bệnh. Đồng thời nghiên cứu các giải pháp hóa học than thiện môi trường như dịch trích thảo mộc, tác nhân sinh học (vi khuẩn đối kháng), kết hợp hóa học để phòng trị tổng hợp mầm bệnh là nghiên cứu có giá trị khoa học và thực tiễn tốt, góp phần quản lý bệnh thán thư một cách hiệu quả cũng như tăng tính bền vững sản xuất thanh long trong khu vực.2 Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu Xác định tác nhân, khả năng gây hại, điều kiện phát sinh phát triển của bệnh và nghiên cứu một số biện pháp phòng trừ có hiệu quả bệnh thán thư (Colletotrichum spp.) nhằm cải thiện năng suất thanh long tại Tiền Giang, Long An và Bình Thuận. Mục tiêu cụ thể Xác định được thành phần loài gây nấm Colletotrichum spp. gây bệnh thán thư tại các tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận.

Đánh giá được điều kiện phát sinh phát triển của bệnh, khả năng xâm nhiễm và gây hại của nấm (Colletotrichum spp.) trên các giống thanh long đang trồng phổ biến hiện nay. Tuyển chọn được dòng vi sinh vật, dịch trích thảo mộc, nông dược có hiệu quả và bước đầu xây dựng qui trình quản lý tổng hợp bệnh.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học Cung cấp dữ liệu khoa học về bệnh thán thư thuộc chi nấm Colletotrichum một cách có hệ thống, khẳng định được nấm Colletotrichum gloeosporioides và C. truncatum là tác nhân gây bệnh (giải trình tự vùng ITS), điều kiện xâm nhiễm, khả năng lưu tồn, phát sinh và phát triển của bệnh. Ngoài ra còn tuyển chọn được dòng vi sinh vật, dịch trích thảo mộc, nông dược là cơ sở bước đầu cho việc phòng trừ bệnh thán thư.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu cung cấp các số liệu khoa học về đặc điểm hình thái, sinh học của loài nấm gây bệnh thán thư trên thanh long, việc nhận diện triệu chứng bệnh thán thư chính xác sẽ giúp cho việc phòng trừ bệnh chủ động và hiệu quả hơn; xác định được quy trình ứng dụng kết hợp các biện pháp hiệu quả trong kiểm soát bệnh, góp phần giảm thiểu tổn thất do bệnh, cải thiện năng suất và kéo dài chu kỳ kinh tế cho cây thanh long.

Kết quả luận án còn là nguồn tài liệu cho các nhà khoa học, cán bộ kỹ thuật, sinh viên tại các Viện, Trường tham khảo trong việc định hướng nghiên cứu lĩnh vực này, 2 xây dựng tài liệu giảng dạy, tài liệu tập huấn kỹ thuật cho cán bộ khuyến nông và nông dân.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gloeosporioides và C. truncatum gây hại trên cây thanh long (Hylocereus undatus).2 Phạm vi nghiên cứu Thu thập và định danh xác định các loài từ chi Colletotrichum bằng đặc điểm hình thái học và kỹ thuật sinh học phân tử dựa vào trình tự DNA vùng ITS – rDNA. Nghiên cứu một số điều kiện phát sinh phát triển của bệnh và đánh giá khả năng phòng trừ tổng hợp có tính khả thi, phù hợp với điều kiện sản xuất thanh long tại các tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận.3 Những đóng góp mới của luận án Xác định được loài Colletotrichum gloeosporioides và Colletotrichum truncatum gây bệnh thán thư tại các tỉnh Tiền Giang, Long An và Bình Thuận. Nấm Colletotrichum lưu tồn trong nước mưa, nước mương, tàn dư thực vật và trong đất và một số yếu tố ẩm độ và lượng mưa ảnh hưởng đến sự phát sinh, phát triển của bệnh trong năm.

Xác định được một số giải pháp hiệu quả trong phòng trừ bệnh thán thư (dịch trích thảo mộc, vi sinh vật, nông dược) giúp giảm được áp lực bệnh, giảm được số lần phun thuốc và tăng lợi nhuận so với tập quán nông dân trên mô hình diện hẹp và đây cũng là hợp phần kỹ thuật cho bước đầu xây dựng quy trình tổng hợp.4 Giới hạn của luận án Các nghiên cứu phòng trừ ngoài đồng là thí nghiệm đơn yếu tố và việc đánh giá hiệu lực chủ yếu dựa trên các chỉ tiêu chính như tỷ lệ bệnh, chỉ số bệnh, đường kính vết bệnh và năng suất quả trên trụ thanh long. 3 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về cây thanh long 2.1 Phân loại thực vật Cây Thanh Long (Dragon fruit) có tên khoa học là Hylocereus undatus (Haw) Britt. và Rose thuộc họ Xương Rồng, có nguồn gốc ở vùng sa mạc thuộc Mexico và Colombia (Le Bellec et al. Theo Rojas-Sandoval & Praciak (2020) cây thanh long thuộc: Giới: Plantae Ngành: Tracheophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Caryophyllales Họ: Cactaceae (Xương Rồng) Chi: Hylocereus Loài: Hylocereus undatus Có khoảng 250 loài thuộc họ Xương Rồng được trồng như những cây ăn trái (Le Bellec et al.

Gần đây, các phân tích di truyền cho thấy Hylocereus megalanthus là loài tứ bội trong khi các loài của chi Hylocereus có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội. Vì vậy, rất có thể H. megalanthus thuộc một chi riêng biệt, được lai tự nhiên giữa hai chi Hylocereus và Selenicereus (Tel-Zur et al.2 Nguồn gốc và phân bố Hầu hết các loài thuộc chi Hylocereus có nguồn gốc từ châu Mỹ La-tinh (nhiều khả năng từ Mexico và Colombia), một số loài khác có thể đến từ vùng Tây Ấn (West Indies). Ngày nay, các loài này phân bố khắp nơi trên thế giới, trong đó, Hylocereus undatus là loài được trồng phổ biến hơn hết.

Nhờ vào vẻ bắt mắt về ngoại hình cùng hương vị, thanh long dần trở thành cây trồng mới cho những vùng đất khô hạn và sản lượng ngày càng tăng nhanh. Ngày nay, loài cây này trở thành cây trồng thương mại hóa ở nhiều khu vực như Bahamas, Bermuda, Indonesia, Colombia, Israel, Philippines, Myanmar, Malaysia, Mexico, Nicaragua, phía bắc Australia, Okinawa (Nhật Bản), Sri Lanka, phía Nam Trung Quốc, phía Nam bang Florida (Mỹ), Đài Loan, Thái Lan, Việt Nam và vùng Tây Ấn (Dembitsky et al.2 Tổng quan về bệnh thán thƣ 2.1 Thiệt hại do bệnh thán thƣ Bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gây ra là bệnh phổ biến trên cây ăn trái ở vùng nhiệt đới nóng ẩm. Nó gây ra thiệt hại đáng kể trước và sau thu hoạch trên nhiều loại cây khác nhau như xoài, đu đủ, ổi, mãng cầu, lựu và nhiều loại cây ăn trái bán nhiệt đới khác (Lakshmi et al. Ở vùng ĐBSCL thiệt hại do bệnh thán thư khá cao, tỷ lệ bệnh trên cây trồng trong vườn có khi lên đến 60%.

Trên cây con bệnh làm cây trụi lá, bệnh nặng làm khô ngọn và chết cây. Trên cây lâu năm, bệnh gây thiệt hại cho bộ lá và các cành nhỏ làm cây suy yếu dần, hoa thưa, quả ít (Trị, 2001). Trên cây trồng khác thì theo nghiên cứu của Oanh (2001), Bá & Cúc (1999) thì bệnh thán thư do nấm Colletotrichum sp. gây ra và có 4 loài được tìm thấy trên ớt là: C.

Ngoài ra, Mân & Tề (1998); Anh (1999) thì có thêm loài C. nigrum gây bệnh thán thư trên ớt. Bệnh thán thư trên xoài gây hại trên tất cả các bộ phận của cây và xuất hiện quanh năm (Trị, 2001). Bệnh có thể gây hại mùa vụ từ 60% trở lên (Ann et al.

Bệnh nặng làm chồi non chết khô, cành và hoa bị khô và rụng, thịt trái bị chai sượng và thối. Đây là nguyên nhân làm giảm số lượng, phẩm chất trái. Theo Kim et al. gloeosporioides được biết đến là nguyên nhân gây bệnh thán thư trên nhiều loại cây trồng.

Phân lập nấm C. gloesporioides từ các ký chủ khác nhau thì hình thái nấm không có tính đặc trưng rõ ràng theo từng cây ký chủ.