Khảo sát khả năng kiểm soát tuyến trùng bướu rễ cây hồ tiêu của chế phẩm NemaITB ở điều kiện nhà lưới và bước đầu thử nghiệm tại ấp Bầu Trư, xã An Bình, huyện Phú Giáo, Bình Dương

ñịnh hai loại vi rút: vi rút hoa lá dưa chuột (Cucumber mosaic virus – CMV) và virut khảm vàng trên hồ tiêu (Piper yellow mottle virus – PYMV). Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu bệnh lý học và biện pháp cụ thể nào về hai loại virut kể trên gây hại trên hồ tiêu ở nước ta. Triệu chứng Làm lá tiêu nhỏ, xoăn lại, vàng, ñọt tiêu không phát triển, cây lùn, cằn cỗi, chậm phát triển, bệnh nặng cây sẽ chết. Cây mới bị bệnh trên lá có triệu chứng khảm hay còn gọi là hoa lá, lá nhỏ lại và cây phát triển còi cọc. Giai ñoạn cuối, các ñốt thân sưng lên và các ñốt xít lại gần nhau, nhiều khi gây hiện tượng “nổ ñốt – tháo ñốt”. Bệnh gây hại làm cho vườn tiêu phát triển chậm, dần dần tàn lụi và giảm năng suất rõ rệt. - Bệnh thán thư: Do nấm Colletotrichum gloeosporioides gây nên. Triệu chứng Trên lá có những vết vằn lớn màu vàng nâu, xung quanh vết vằn có quầng ñen. Nếu vết bệnh lây sang cành, bông thì làm rụng ñốt, cành, hạt khô ñen và lép. - Dịch bệnh trên “choái” tiêu: Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 18 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu Năm 2005 và 2006 vấn ñề cây vông làm choái tiêu ở Bà Rịa – Vũng Tàu bị ong gây hại. Ong gây hại trên lá, ñọt và ñục vỏ làm xập dây tiêu ñã gây thiệt hại ñáng kể cho người trồng tiêu. Có rất nhiều loại cây choái khác nhau bao gồm: Vông (Erythyrina inerana), Lồng mức (Wrightia annamenis), Gòn (Eriodendron anyracinosum), Cóc rừng (Spondias mangifera), Mít (Atocarpus integrifolia), v.v. Nhưng trong các cây làm choái này chỉ có cây ong hại và không chỉ có ở Bà Rịa – Vũng Tàu mà tại ðắc Nông cũng bị. Vì vậy, trong ñiều kiện hiện nay chỉ có thay thế cây vông bị ong gây hại bằng các loại choái sống khác phù hợp với ñiều kiện ñịa phương là giải pháp kinh tế nhất. 1.1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ tiêu trên thế giới và Việt Nam
Thế giới: Theo tổ chức FAO, cây tiêu ñược trồng khắp nơi trên thế giới từ thế kỷ XIX và hiện nay có 70 quốc gia trồng tiêu. Năm 1954: thế giới có khoảng 64.000 tấn tiêu hột. Năm 1978: 160 ngàn tấn tiêu hột. Năm 1983: 180.000 tấn. - Sau 1982 sản lượng tiêu trên thế giới giảm dần do sâu bệnh (bệnh tiêu ñiên) và thời tiết (ít mưa làm tiêu chết vì thiếu nước và tiêu rụng nhiều) ô nhiễm môi trường cũng ảnh hưởng lớn ñến việc thụ phấn của hoa. Sau 1983 giá tiêu tăng vọt, ñến 1989 – 1990 các nước ñổ xô trồng tiêu và diện tích trồng tiêu tăng lên. Các nước sản xuất nhiều tiêu nhất trên thế giới là Ấn ðộ, Indonesia, Malaysia, Brazil, Madagasca, Srilanka. - Còn ở các nước ðông Dương, từ thế kỷ XVI ñã tìm thấy loại tiêu mọc hoang trong rừng, sang thế kỷ XVII thì nhập giống tiêu Ấn ðộ, Indonesia có năng suất cao về trồng. ðến thế kỷ XIX, Campuchia là nước trồng tiêu nhiều nhất ðông Dương. Những năm trước dao ñộng trong khoảng 6.000 ñến 7.000 ha nhưng từ năm 1997 ñến năm 1998 tăng từ 9.800 ñến 11.800 ha tương ứng với năng suất từ 8.000 ñến 9.000 tấn và từ 13.000 ñến 14.000 tấn/ năm. * Năng suất trung bình hiện nay trên thế giới 2 – 3kg/nọc/năm. * Về xuất khẩu tiêu có 2 dạng: Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 19 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu + Tiêu hột: Chia làm 2 loại: tiêu ñen và tiêu trắng (tiêu sọ) và chiếm hầu hết lượng tiêu xuất khẩu vào khoảng 160.000 tấn/năm. Trung bình 100kg tiêu tươi (tiêu chùm) chế biến phơi khô ñược 35 kg tiêu ñen còn tiêu trắng chiếm khoảng 70% so với trọng lượng tiêu ñen. Như vậy 100 kg tiêu tươi thu ñược khoảng 25 kg tiêu trắng. Lượng tiêu hột chiếm 85% tổng sản lượng và xuất khẩu tiêu của thế giới. + Tiêu xanh: Thế giới hiện nay sản xuất ñể xuất khẩu khoảng 2.000 tấn tiêu xanh (tiêu tươi, tiêu chùm), 4.000 tấn dầu hạt tiêu. Tốc ñộ tiêu thụ tăng 5-6% nhưng tốc ñộ sản xuất chỉ tăng 4%. Trên thế giới có 42 nước nhập khẩu chính, nhiều nhất là Mỹ khoảng 30.000 tấn tiêu hột/năm, ðức 15.000 tấn/năm, Pháp 7.000 tấn/năm. Mức tiêu thụ bình quân trên thế giới là 300 gam/ñầu người (cao nhất là Mỹ với mức tiêu thụ khoảng 500 gam/ñầu người). Gần ñây ở những nước Trung ðông ñang tăng dần việc sử dụng tiêu. Giá cả tiêu: - Trước 1970 trên thế giới là 1500 USD/tấn tiêu ñen. 1970 – 1980 2000 USD/tấn 1983 ñến cuối 1985 4400 USD/tấn - Cuối 1986 cao nhất là 5200 – 5400 USD/tấn. - Sau ñó giảm dần, ñến năm 1994 là 2000 – 2500 USD/tấn. Tiêu sọ cao nhất là namw giá 6000 USD/tấn, năm 1994 là 3500 – 4000 USD/tấn. Theo các nhà trồng tiêu thế giới thì cây tiêu vẫn còn có khả năng kinh tế lớn. Tiêu chuẩn xuất khẩu: - Ẩm ñộ hạt: 15%, tốt nhất là 11%. - Trọng lượng hạt tiêu 480 gam/1 lít hạt. - ðộ tinh khiết 90%, hạt tiêu lép < 2%.
Việt Nam: Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 20 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu Ở Việt Nam tiêu ñược du nhập và trồng ñầu tiên ở Hà Tiên, Phú Quốc, Phước Tuy, Bà Rịa. Từ sau 1975 ngành trồng tiêu phát triển mạnh ở Bình Long, Phước Long (tỉnh Bình Phước). Miền Trung phát triển mạnh ở vùng Khe Sanh (Quảng Trị). Năm 1965 toàn miền Nam có khoảng 465 ha với sản lượng 605 tấn tiêu hột và do không chịu ñược nhiệt ñộ thấp nên chỉ trồng ở vĩ tuyến 17 trở vào (Quảng Trị vào). Hiện nay cây tiêu ñược trồng nhiều ở các vùng như ðăk Lăk, Gia Lai, Kontum, Bình Thuận, ðồng Nai, Bình Dương, Bình Phước, Bà Rịa – Vũng Tàu cho ñến các tỉnh miền Tây Nam Bộ: Cần Thơ, Sóc Trăng, Kiên Giang (Phú Quốc)… với khoảng 50.000 ha và sản lượng gần 100.000 tấn. Cây tiêu Việt Nam có năng suất cao nhất là ở Phú Quốc (8 – 10 kg/nọc chết/năm), các vùng khác (Bà Rịa, Bình Long…) cao nhất là 6 – 8 kg/nọc chết/năm. Nếu so với thế giới thì năng suất trồng tiêu ở Việt Nam còn thấp vì: • Trình ñộ thâm canh chưa cao ( ngoài kỹ thuật, còn thiếu vốn sản xuất). • Bệnh tiêu. • Bón phân mất cân ñối (chủ yếu là chỉ bón ñạm). - Các vùng có khả năng phát triển tiêu ở Việt Nam: + ðông Nam Bộ: tốt nhất là vùng ñất ñỏ bazan: Lộc Ninh, Bình Long (Bình Phước), Bà Rịa, Xuân Lộc (Long Khánh): Do ñất ñỏ có cơ cấu cụm, thông thoáng, dinh dưỡng cao, năng suất ở ñất ñỏ 2 – 3 hoặc ñến 8 – 10 -12kg/nọc. ðất xám miền ðông thường phải tưới nhiều nước hoặc chọn nơi có mực thủy cấp cao. Miền ðông Nam Bộ là vùng trồng tiêu lớn nhất của cả nước với tổng diện tích năm 2006 là 30.500 ha. + Tây Nguyên: Lâm ðồng (Di Linh, Bảo Lộc, ða Hoai), ðăk Lăk, Pleiku, Buôn Ma Thuột. Khả năng phát triển tiêu lớn nhờ ñất ñỏ, ñất vàng ñỏ nhưng hiện ñang tranh chấp với cà phê, cao su. Hiện các tỉnh Tây Nguyên có 14.000 ha. + Miền Trung: Khe Sanh (Quảng Trị), Tiên Phước (ñang tranh chấp với dâu tằm)…Các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ có 1.200 ha, Bắc Trung Bộ 3.800 ha. + Kiên Giang: Hà Tiên (vùng khởi ñầu: Tô Châu, Thạch ðộng), Phú Quốc… nếu bón nhiều phân hữu cơ có thể ñạt 10 – 15kg/nọc năm. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 21 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu + ðồng bằng sông Cửu Long: phát triển từ năm 1984 – 1985 trở lại ñây, chủ yếu vườn nhà (nọc sống) mang tính chất gia ñình, phải bồi mương cao trắc diện ở nơi trồng tiêu. Hiện nay, ở ðồng Bằng Sông Cửu Long có 600 ha [8]. 1.1.6 Thực trạng vùng trồng hồ tiêu tại Phú Giáo, Bình Dương  Các giống tiêu: Giống tiêu ñược sử dụng nhiều là giống tiêu Vĩnh Linh, theo các nhà trồng tiêu ñây là giống cho năng suất cao và ít tốn công chăm sóc. Ngoài ra, trong vùng cũng trồng một số giống tiêu khác như giống tiêu sẻ, giống tiêu chung, giống tiêu Lộc Ninh…  Nọc trồng tiêu: nọc sống ñược sử dụng phổ biến là cây lồng mức do dễ tìm và cho năng suất cao. Nọc xây thường là nọc xây gạch và nọc xi măng.  ðiều kiện sinh thái: Huyện Phú Giáo, tỉnh Bình Dương nằm trong vùng ðông Nam Bộ có khí hậu nhiệt ñới gió mùa. ðất ở ñây thuộc nhóm ñất xám là một trong những loại ñất thích hợp cho sự phát triển của cây tiêu. Bên cạnh ñó, ñất bằng (ñất không có ñộ dốc) nên dễ chăm sóc và bón phân ít bị sửa trôi ñỡ phải làm bồn.  Phân bón: Chủ yếu sử dụng phân chuồng ( phân heo, phân bò), một năm bón 2 lần. Ngoài ra, họ còn sử dụng một số phân hữu cơ khác như Komix, Tân Hồng Lam, phân NPK…  Tưới tiêu: chế ñộ tưới từ 3-5 ngày mới tưới một lần.  Tình hình sản xuất và sản lượng tại Phú Giáo, Bình Dương: Theo số liệu cung cấp của trạm Bảo vệ Thực vật huyện Phú Giáo [1] hiện nay, theo thống kê toàn huyện Phú Giáo có 295 ha, trong ñó diện tích trồng mới là 6 ha và diện tích cho sản phẩm (diện tích tiêu kinh doanh) là 287 ha. Năng suất trên diện tích cho sản phẩm khoảng 24,64 tạ / ha. Sản lượng thu hoạch là 707,2 tấn. ðối với xã An Bình có 173,67 ha chiếm hơn 58% diện tích của cả huyện, với diện tích trồng mới là 2 ha, còn diện tích cho sản phẩm là 169,67 ha. Năng suất ñạt 24,6 tạ/ ha. Sản lượng thu hoạch 407,2 chiếm hơn 57% sản lượng của cả huyện.  Tình hình dịch bệnh: Hiện nay, tại Phú Giáo ñang có dịch bệnh chết nhanh và chết chậm, ñặc biệt là bệnh chết nhanh diễn ra ở diện rộng làm cho một số vườn tiêu bị chết sạch dẫn ñến giảm diện tích trồng tiêu, gây thiệt hại kinh tế và gây tâm lý lo sợi cho người Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 22 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu trồng tiêu làm cho họ có hướng chuyển ñổi cây trồng khác như cao su, cây ñiều, cây khoai mì. Và diện tích trồng mới ñể phôi phục diện tích trồng tiêu không cao. Hình 1.3 Một số hình ảnh về bệnh chết nhanh ñang diễn ra ở Phú Giáo 1.1.7 Thành phần hóa học và giá trị sử dụng của hạt hồ tiêu 1.1.7.1 Thành phần hóa học của hạt tiêu Trong hạt tiêu có 1,2-2% tinh dầu gồm monoterpene, sesquiterpene, và hợp chất alkaloid như piperine, piperetin, chavicin. Trong ñó 5-9% piperin và 2,2-6% chanvixin. Piperin và chanvixin là 2 loại ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay. Trong tiêu còn có 8% chất béo, 36% tinh bột và 4% tro. Hồ tiêu cũng rất giàu vitamin C, thậm chí còn nhiều hơn cả cà chua. Một nửa cốc hồ tiêu xanh, vàng hay ñỏ sẽ cung cấp tới hơn 230% nhu cầu canxi 1 ngày/ 1 người [23]. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 23 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu 1.1.7.2 Giá trị sử dụng - Thường dùng hạt tiêu ñã rang chín, thơm cay làm gia vị. Tiêu thơm, cay nồng và kích thích tiêu hoá, có tác dụng chữa một số bệnh. - Hạt tiêu cũng rất giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn như beta carotene, giúp tăng cường hệ miễn dịch và ngăn ngừa sự hủy hoại các tế bào, gây ra các căn bệnh ung thư và tim mạch. - Dùng nhiều trong ñời sống con người: gia vị thức ăn, y học (chất cay nóng kích thích dịch vị tiêu hóa, chống lạnh, nôn mửa, tiêu chảy), hương liệu (chất chính của tiêu là piperin 9%, nó bị thủy phân sẽ tạo acid piperic và piperidin), acid piperic bị oxy hóa bởi KMnO4 thành piperonal: ñây là chất thơm ñặc biệt dùng làm mỹ phẩm như nước hoa… - Dùng làm chất trừ côn trùng. - Thương mại, xuất khẩu. Hiệu quả kinh tế ñối với người trồng tiêu rất lớn vì tiêu hiện rất ñược giá, trung bình 3.000 – 4.000 USD/tấn tiêu ñen có khi khan hiếm giá tới 6.000 USD/tấn. Vấn ñề quan trọng vẫn là tìm ñược thị trường. Ngoài ra tiêu dễ tồn trữ, nên người dân có thể giữ lại ñể bán khi giá cao. 1.2 Khái quát về tuyến trùng Tuyến trùng còn gọi là giun tròn (Nematodes) là những ñộng vật không xương sống thuộc ngành giun tròn (Nematoda hay Nemata). ðây là một trong các nhóm ñộng vật ña dạng và phong phú nhất trên hành tinh của chúng ta. Sự phong phú và ña dạng của tuyến trùng thể hiện cả về số lượng loài, số lượng cá thể cũng như kiểu sống, phân bố và hệ sinh thái của chúng. Về số lượng loài tuyến trùng hiện ñược dự ñoán có tới hàng triệu loài, ngang bằng hoặc chỉ ñứng sau côn trùng. Tuy nhiên, về số lượng cá thể thì tuyến trùng là nhóm ñộng vật luôn chiếm ưu thế (trung bình cứ 10 ñộng vật ña bào thì có 8-9 thuộc về tuyến trùng). Tuyến trùng cũng luôn luôn có mặt và chiếm ưu thế trong mọi sinh cảnh. Số lượng tuyến trùng phân bố trong một số sinh cảnh ñặc trưng như sau: ñất trồng 3-30 triệu/m2 ; bãi cát ven biển 1.5 triệu/m2 ; tuyến trùng kí sinh Anguina tritici trong một nang (gall) ở lúa mì trung bình 18.000 cá thể và có thể ñạt tới 90.000 cá thể; tuyến trùng ký sinh gây bệnh héo chết thông Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 24 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu Bursaphelenchus xilophilus có thể ñạt tới 15-20.000 cá thể trong vài gam gỗ; tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng Steinernema viobravis có thể ñạt tới 300.000 cá thể trong một xác chết của sâu ñục thân ngô (Heliothis zea). Theo thống kê có khoảng 50% tuyến trùng sống ở biển (marine nematodes); 25% tuyến trùng sống tự do (free-living nematodes) và 25% nhóm tuyến trùng ký sinh (parasitic nematodes), trong ñó 15% ký sinh ở ñộng vật (animal-parasitic nematodes) và 10% ký sinh ở thực vật (plant-parasitic nematodes) Tuyến trùng chia thành 2 nhóm: nhóm tuyến trùng sống tự do và nhóm tuyến trùng ký sinh: Hầu hết các nhóm tuyến trùng sống tự do, trong ñó phần lớn chúng sống ở trong ñất, trong các thủy vực nước ngọt, bãi biển, thềm lục ñịa và ngay cả ñáy các ñại dương. Phần lớn tuyến trùng sống tự do dinh dưỡng bằng các loại sinh vật nhỏ như vi khuẩn, nấm và tảo. Một số dinh dưỡng bằng các chất nền tạo ra do hoạt ñộng phân giải các chất hữu cơ. Các loại tuyến trùng biển thường có kích thước lớn hơn và cơ thể có cấu tạo nguyên thủy, phức tạp hơn so với các loài tuyến trùng sống ở nước ngọt và ở ñất. Ở trong ñất và nước tuyến trùng ñóng vai trò như một mắt xích quan trọng trong chuỗi sinh thái của các hệ sinh thái ñất và thủy vực. Trong chuỗi sinh thái này tuyến trùng ñóng vai trò chủ yếu trong việc phân giải các chất hữu cơ thành các thành phần cơ bản. Như vậy bằng việc chuyển hóa một phần các chất hữu cơ này mà tuyến trùng trực tiếp tiêu thụ, chúng giúp cho việc duy trì các hệ sinh thái hoạt ñộng liên tục và nhanh chóng. Còn tuyến trùng ký sinh là nhóm tuyến trùng ñã chuyên hóa với ñời sống ký sinh ở ñộng vật và thực vật. Tuyến trùng ký sinh ở ñộng vật có kích thước tương ñối lớn, gây nhiều bệnh hiểm nghèo cho người và ñộng vật cho nên là những ñối tượng nghiên cứu sớm hơn cả. Từ thời Hy Lạp cổ ñây khoảng 2700 năm trước công nguyên ñược danh y Hypocrates ñề cập ñến giun tròn lớn ký sinh ở ruột người là Ascaris. Và ngày nay có nhiều bệnh nan giải do giun tròn ký sinh ở người như: giun móc câu, giun chỉ trong mạch bạch huyết, giun bao nang trong cơ và giun mắt (Onchocerca) ở trong mắt. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 25 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu Tuyến trùng ký sinh ở thực vật là các loài ký sinh gây hại ở thực vật. Trải qua quá trình tiến hóa tuyến trùng ñã thích nghi và có mặt trong hầu hết các phần của thực vật như rễ, thân, lá, hoa, quả. Nhóm này có một số ñặc trưng khác với nhóm tuyến trùng ký sinh ở ñộng vật: có kích thước hiển vi; phần miệng có cấu tạo kim hút chuyên hóa ñể chích vào mô thực vật và hút chất dinh dưỡng; kích thước của trứng rất lớn so với kích thước của cơ thể; ñời sống của chúng có quan hệ bắt buộc và trực tiếp với thực vật ñang phát triển. Trong ñó ñặc ñiểm cấu tạo kim hút chuyên hóa là khác biệt quan trọng nhất [5]. 1.2.1 Lịch sử nghiên cứu tuyến trùng Con người biết ñến tuyến trùng từ thời khai sinh các nền văn minh Trung Hoa và Ai Cập trước ñây 5000 năm. Lúc ñó, người ta chỉ nghĩ tuyến trùng như là một loại giun tròn ký sinh ở người và ñộng vật, do chúng có ý nghĩa thực tiễn gắn với ñời sống con người và cũng do có kích thước lớn mà chúng ñược phát hiện sớm hơn. Ngược lại, các loài tuyến trùng thực vật, tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng, sống tự do trong ñất, nước và ñặc biệt là tuyến trùng sống ở biển ñược biết ñến muộn hơn. Cho ñến sau khi O.Leewenhoek chế tạo ra kính hiển vi vào năm 1650, các phát hiện cũng chủ yếu trên các triệu chứng mắc bệnh ở người và ñộng vật có liên quan ñến loài giun tròn ký sinh ở người và ñộng vật. Vào năm 1667, Robert Hooke thông báo về một loại giun lươn trên bột nhão (Panagrellus redivius), tác giả F.Redi (1684) ñã soạn thảo các báo cáo về giun tròn ở các ñộng vật có xương sống, trong ñó có một số ñộng vật mới như sư tử và cá. Mặc dù có một lịch sử khá lâu ñời nhưng các nghiên cứu về tuyến trùng thực sư chín mùi từ năm 1743 khi một giáo sĩ có khuynh hướng khoa học tên là Needham ñã bóc một hạt lúa mỳ bị dị tật, teo lại ñưa vào một giọt nước và kiểm tra dưới kính hiển vi. Ông thực sự bất ngờ khi phát hiện ra vô số các ñộng vật dạng sợi ñang chuyển ñộng xoắn vặn trong nước mà ông cho rằng chúng là những ñộng vật nước và chúng có thể ñược gọi là giun hoặc lươn giống như những con lươn giấm ñược quan sát khoảng 90 năm trước ñó. Phát hiện của ông ñã ñược công bố vào năm 1745 và cũng chính phát hiện này ñã giúp cho con người biết ñến tuyến trùng như là một loài ñộng vật ña dạng nhất trên hành tinh. Chúng có mặt Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 26 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu trong hầu hết môi trường sống. Từ năm 1985 ñến nay, tuyến trùng học truyền thống với ñặc trưng là nghiên cứu hình thái và sinh thái học ñã và ñang chuyển sang các lĩnh vực nghiên cứu sâu hơn ở mức ñộ tế bào và phân tử với các công cụ hiện ñại như kính hiển vi ñiện tử, kỹ thuật phân tử DNA (PCR, sequencing). Nhưng cũng do sự ña dạng về chủng loài và số lượng cá thể, môi trường sinh sống mà việc nghiên cứu tuyến trùng luôn luôn là ñiều mới mẻ cho khoa học nói chung và cho ngành tuyến trùng học nói riêng. Hàng loạt các phát hiện loài mới, các ñặc tính của tuyến trùng ñã góp phần phong phú thêm cho ngành tuyến trùng học trên toàn thế giới [5]. 1.2.2 Phân loại tuyến trùng ký sinh thực vật Theo ñộng vật chí Việt Nam, dựa vào các ñặc ñiểm cấu tạo hình thái, giải phẫu và tính chất ký sinh ở thực vật thì tuyến trùng ký sinh thực vật gồm có 4 nhóm liên quan ñến 4 bộ tuyến trùng: - Nhóm tylench bao gồm phần lớn các loài tuyến trùng của bộ Tylenchida (chỉ trừ một số loài tuyến trùng họ Tylenchidae); - Nhóm aphelen bao gồm một số loài thuộc họ Aphelenchoidae bộ Aphelenchida; - Nhóm longidorid bao gồm các loài thuộc họ Longidoridae bộ Dorylaimida; - Nhóm trichodorid bao gồm các loài thuộc họ Trichodoridae của bộ Triplonchida. Trong các nhóm trên thì tylench là nhóm tuyến trùng ký sinh ñông ñảo nhất và có tầm quan trọng nhất trên phạm vi toàn thế giới Ngoài ra, một số nhóm tuyến trùng khác như Aphelenchus, Paraphelenchus là các nhóm tuyến trùng có liên quan ñến thực vật nhưng vai trò ký sinh của chúng chưa ñược xác ñịnh rõ [6]. 1.2.3 Tuyến trùng ký sinh thực vật (plant-parasitic nematodes) Tuyến trùng ký sinh ở thực vật chủ yếu sống trong ñất và có quan hệ chặt chẽ với thực vật (vật chủ) ñang phát triển. Chúng ký sinh và sống ở tất cả các phần của thực vật như rễ, thân, lá, và các hoa của thực vật ñang phát triển. Chúng có những tập quán dinh dưỡng rất khác nhau: dinh dưỡng trên bề mặt những mô ngoài của thực vật Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 27 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu hoặc thâm nhập vào bên trong ñể ký sinh cây chủ tạo ra những nguồn dinh dưỡng phù hợp tại nơi chúng ký sinh. Chúng có thể gây ra nhiều biến ñổi về cơ học cũng như về sinh lý, sinh hóa bất lợi ñối với thực vật chủ. Do quá trình châm chích, di chuyển và dinh dưỡng trên cơ thể thực vật tuyến trùng ký sinh thường gây ra tổn thương cơ học như phá hủy mô, tạo ra các vết thương bề mặt và bên trong thân và rễ thực vật. Các quá trình sinh lý của thực vật như hút các chất khoáng trong ñất, vận chuyển chất dinh dưỡng và khả năng quang hợp bị biến ñổi hoặc bị phá hủy. Các biến ñổi về sinh hóa thực vật do tuyến trùng ký sinh tiết ra các men tiêu hóa làm thay ñổi các quá trình sinh hóa bình thường của cây. Ngoài tác hại trực tiếp như trên, tuyến trùng còn tạo ñiều kiện hoặc liên kết, tương hỗ với các tác nhân gây bệnh khác như nấm, vi khuẩn và virus, gây nên các bệnh khác nhau cho thực vật. Triệu chứng gây hại của một số tuyến trùng có thể dễ dàng quan sát ñược ở rễ, thân cây hoặc ở các phần trên mặt ñất khác như lá và hoa. Tuyến trùng bướu rễ là một ñại diện cho nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật. Tuyến trùng bướu rễ hay còn gọi tuyến trùng nốt sưng rễ (Meloidogyne sp.) ñược xem là loài gây hại phổ biến trên nhiều loài cây trồng. Quá trình ký sinh và gây bệnh của nhóm tuyến trùng này chỉ xảy ra trong bộ rễ của cây trồng. Tuyến trùng bướu rễ thường tạo từng bướu riêng lẽ hoặc từng chuỗi, làm giảm chiều cao cây, chiều dài rễ, cây có thể bị suy yếu và có thể bị chết ở thời kỳ cây con. Tuyến trùng bướu rễ giữ vai trò chủ ñạo tạo ra vết thương cơ giới ñể mở ñường thuận lợi hơn cho nấm và vi khuẩn xâm nhiễm tiếp theo và làm cây chết nhanh chóng với những triệu chứng hỗn hợp. Tuyến trùng bướu rễ giữ vai trò lan truyền cho các bệnh do vi sinh vật gây ra nhất là vào thời ñiểm cây lớn. Thực tế khi ñiều tra trên ñồng ruộng thường bắt gặp cả hai triệu chứng bệnh hại cùng một lúc: một, rễ có bướu do tuyến trùng bướu rễ M.incognita; hai, do nấm gây bệnh như: Phytophthora parasitica var. nicotiana gây bệnh ñen thân thuốc lá hoặc nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo vàng hoặc vi khuẩn Pseudomonas solanacearum gây bệnh héo xanh. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 28 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu 1.2.4 Hình thái và cấu tạo tuyến trùng thực vật  Về hình thái Tuyến trùng thực vật có kích thước thân nhỏ bé: 0,5-5mm, nhỏ nhất là loài Greeffiella minutum, cơ thể dài 82 µm, ña số dưới 2mm. Hầu hết tuyến trùng khi thân cắt ngang bao giờ cũng có hình tròn không chia ñốt, có dạng sợi chỉ hay hình thoi, không có phần phụ nào ñể di chuyển. Các loại tuyến trùng ít hoạt ñộng có hình cầu và quả lê, những nhóm này ít hơn nhiều. Tylenchulus (hình quả lê) Helicotylenchus (dạng giun/xoắn) Pratylenchus (dạng giun) Heterodera (hình quả chanh) Hirschmanniella (hình giun/dài) Meloidogyne (hình cầu/bầu) Hình 1.4 Một số hình ảnh về tuyến trùng Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 29 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu  Về cấu tạo Thân thể tuyến trùng ñược chia làm ba phần: - Phần ñầu: có ñầu và yết hầu. - Phần giữa: chứa ruột giữa và các tuyến sinh dục. - Phần ñuôi: bắt ñầu từ hậu môn. Hình dáng của ñuôi là một ñặc ñiểm quan trọng ñể phân loại tuyến trùng. Vách thân tuyến trùng gồm 3 lớp: lớp cutin tương ñối bền vững và có thể co giãn, trên vỏ cutin có các lỗ của hệ tiêu hóa, sinh dục, bài tiết, một số các lỗ khác của các cơ quan tiết hoặc thụ cảm khác nhau. Phía bên trong gắn với vỏ cutin là hạ bì và hệ cơ soma. Bên trong thành cơ thể là xoang cơ thể chứa các tế bào khác nhau như hệ tiêu hóa và hệ sinh sản, mà thực chất là giả xoang, không ñược bao bọc bằng cấu trúc biểu mô và nó ñược tạo áp lực thường xuyên làm cho cơ thể tuyến trùng luôn ở trạng thái căng phồng lên nhờ áp lực này làm giảm tác ñộng lên cơ soma và cho phép tuyến trùng di chuyển ñược. Hệ thống thần kinh trung ương cũng liên quan rất chặt chẽ với vách thân. Hệ thần kinh của tuyến trùng gồm các bó thần kinh chạy dọc theo thân và ñược các vòng dây thần kinh nối liền với nhau. Bộ máy tiêu hóa của tuyến trùng thực vật gồm ống ruột, bắt ñầu từ miệng và kết thúc ở hậu môn nằm về phía bụng. Tuyến trùng hại cây là những ñộng vật phân giới rất rõ rệt. Bộ phận sinh dục của con cái và ñực rất khác nhau. Hiện tượng lưỡng tính rất ít gặp. Bộ phận sinh dục của tuyến trùng gồm 2 ống cùng một lỗ dẫn chung ra ngoài. Con cái có lỗ sinh dục ở giữa thân, con ñực ở ruột dưới. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 30 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu Hình 1.5 Hình ảnh cấu tạo tuyến trùng ñực và cái. 1.2.5 Chu kỳ sống của tuyến trùng Tuyến trùng phát triển qua các giai ñoạn sau: trứng (egg), ấu trùng (juvenile), trong ñó ấu trùng ñược chia làm 4 dạng ( ấu trùng tuổi 1,2,3, và ấu trùng tuổi 4) và tuyến trùng trưởng thành (adult nematodes). Các giai ñoạn phát triển của ấu trùng có khác nhau với một số loài tuyến trùng khác nhau. Ngoài ra chúng cũng chịu ảnh hưởng cơ bản của nhiệt ñộ và chất lượng chất nền trong môi trường như một nguồn cung cấp thức ăn cho tuyến trùng. Ở Adenophorea ấu trùng tuổi 1 nở ra từ trứng, Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 31 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu còn ở Secernentea, các loài ký sinh thực vật thuộc bộ Tylenchida, ấu trùng tuổi 1 phát triển trong trứng và khi nở ra ngoài là ấu trùng tuổi 2. Cơ chế nở của tuyến trùng và vai trò của các chất kích thích khác nhau cũng như cơ chế giảm hoạt ñộng của các quá trình sống. Ở hầu hết tuyến trùng, nhất là các nhóm ký sinh thực vật, quá trình nở trứng thường có liên quan chặt chẽ ñến các chất tiết ra từ thực vật. Khi tạo ra sự thay ñổi ñộ thấm của vỏ trứng, sự nở có thể xảy ra bằng một quá trình vật lý hoặc sinh hóa.  Quá trình nở trứng ñến giai ñoạn ấu trùng: Mỗi một giai ñoạn sinh trưởng trong chu kì phát triển của tuyến trùng bướu rễ tiến hành tuần tự kế tiếp nhau theo một trình tự nhất ñịnh.Trứng kết phôi và hình thành ấu trùng tuổi 1 ngay trong vỏ trứng, túi trứng tụt ra ngoài cơ thể con cái và nằm trên bề mặt của bướu rễ trong khi ñó con cái vẫn nằm bên trong mô rễ. Phần ñầu của ấu trùng tuổi 1 phát triển mạnh nhất, tiếp ñó ñến phần giữa thân và sau cùng là phần nữa thân sau và các cơ quan bên trong bắt ñầu phát triển. Ấu trùng chui ra ngoài vỏ trứng hình thành ấu trùng tuổi 2, chúng ra ngoài ñất thực hiện quá trình xâm nhiễm vào cây chủ. Ấu trùng tuổi 2 tiếp xúc với bề mặt rễ dùng kim chính và xâm nhập ngay vào trong rễ. Sau khi xâm nhiễm chúng di chuyển giữa các tế bào vỏ rễ ñến ñịnh vị tại vùng mô phân sinh vỏ và bắt ñầu quá trình dinh dưỡng. Khi dinh dưỡng chúng tiết ra men tiêu hóa làm cho quá trình sinh lý, sinh hóa của mô rễ thay ñổi hình thành tế bào khổng lồ. Cùng với sự hình thành tế bào khổng lồ các mô rễ xung quanh nơi tuyến trùng ký sinh phình to tạo thành các nốt sưng (bướu rễ). Sau ñó chúng bắt ñầu quá trình thay ñổi ñể bước sang tuổi 3. Ở tuổi 3 và tuổi 4 chúng phát triển và thay ñổi mạnh mẽ các cơ quan bên trong như hệ tiêu hóa và hệ sinh dục ñể bước sang tuổi trưởng thành. Từ tuổi 2 bước sang tuổi 3 cũng là giai ñoạn biến ñổi quan trọng và quyết ñịnh phân giới tính của tuyến trùng bướu rễ: con cái tiếp tục phát triển chiều ngang và có dạng hình quả lê hoặc hình giọt nước, ñây cũng là ñặc ñiểm quan trọng về hình thái và ñặc tính ký sinh của tuyến trùng bướu rễ cái. Cũng từ tuổi 3 trở ñi tuyến trùng bướu rễ phát triển về chiều dài và chuyển thành con ñực, sau ñó tuyến trùng ñực ñi ra ngoài ñất chứ không nằm trong mô rễ cây [4]. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 32 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu  Sự lột xác ở tuyến trùng ñể trở thành tuyến trùng trưởng thành Hiện tượng lột xác ở tuyến trùng vẫn còn là một ñiều mới mẻ chưa ñược biết ñến nhiều. Tuy nhiên, có thể tóm tắt theo 2 kiểu lột xác ở tuyến trùng như sau : - Lột bỏ hoàn toàn lớp vỏ cutin với tất cả các lớp khác bị rũ bỏ. - Chỉ lột phần biểu bì của vỏ cutin trong khi các lớp khác bị hòa tan. Sự lột xác ñược bắt ñầu với sự tăng cường các hoạt ñộng trao ñổi chất ở lớp hạ bì, làm cho hạ bì dưới của vỏ cutin dày lên, nhân tế bào hạ bì nở ra. Sự lột xác chính là một ñiều kiện cơ bản ñể tuyến trùng phát triển qua các giai ñoạn phát triển trong vòng ñời của chúng từ các giai ñoạn ấu trùng cho ñến lúc trưởng thành [5]. Ấu trùng tuổi Ấu trùng tuổi 2 Ấu trùng tuổi Ấu trùng tuổi 4 Con cái Con ñực Túi trứng và con cái trưởng thành Túi trứng Trứn Hình 1.6 Chu kỳ sống của tuyến trùng ký sinh thực vật [15]. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 33 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu 1.2.6 Sinh sản và phát triển của tuyến trùng thực vật [5]  Sự sinh sản Dạng sinh sản phổ biến nhất ở tuyến trùng là sinh sản hữu tính bắt buộc (amphimitic). ðây là kiểu sinh sản do sự kết hợp của 2 tế bào sinh sản ñực và cái. Với cấu tạo của bộ máy sinh dục rất phát triển nên khả năng sinh sản của chúng cũng rất lớn. Tỷ lệ ñực cái trong quá trình sinh sản hữu tính phụ thuộc nhiếu yếu tố. ðiều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng nhiếu tới quá trình sinh sản và phát triển qua các giai ñoạn từ tuyến trùng non lên tuyến trùng lên tuyến trùng trưởng thành ñể phân giới ñực cái. Tuyến trùng ñẻ trứng là chủ yếu, trứng ñược hình thành trong cơ thể mẹ và phát triển trong tế bào trứng. Trứng sau khi thụ tinh phát triển trong túi trứng (loài Meloidogyme sp), một số khác nằm trong cơ thể mẹ (loài Heterodera), vỏ cơ thể mẹ chuyển thành nang và tuyến trùng non phát triển trong ñó, sau ñó chui ra ngoài ở tuổi 2 trong ñiều kiện ngoại cảnh phù hợp. Trường hợp này gọi là hiện tượng tuyến trùng tạo nang. Ở các loài ký sinh thực vật, thường gặp kiểu sinh sản ñơn tính (parthenogeneis) và có 3 kiểu sinh sản ñơn tính là : sinh sản tự giao giảm phân (meiotic automixis), sinh sản ñơn tín giảm phân (meiotic parthenogeneis) và sinh sản ñơn tính nguyên phân (mitotic parthenogeneis) Sinh sản tự giao giảm phân : là hiện tượng sinh sản ñơn tính giảm phân tạm thời dùng ñể chỉ quá trình sinh sản xảy ra khi bổ sung nhiễm sắc thể lưỡng bội ñược phục hồi ở giai ñoạn noãn bào ñược giảm phân bằng sự tổ hợp của thể cực thứ 2 với trứng tiền nhân. Sinh sản ñơn tính giảm phân : là quá trình sinh sản mà trong ñó sự tiếp hợp xảy ra và giảm số lượng nhiễm sắc thể xuất hiện ở pha tiền giảm nhiễm ñầu tiên. Số lượng nhiễm sắc thể soma (lưỡng bội, tứ bội) ñược phục hồi bằng cách nhân ñôi nhiễm sắc thể ở giai ñoạn phân kỳ cuối lần một, lúc này không có sự phân chia kiểu giảm phân lần 2. Sinh sản ñơn tính nguyên phân : ñược dùng ñể chỉ quá trình sinh sản xảy ra mà không có sự cặp ñôi của các nhiễm sắc thể tương ñồng ở kỳ trước, và do ñó số lượng nhiễm sắc thể soma ñược giữ nguyên. Kết quả dẫn ñến sự hình Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 34 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu thành thể phân cực thứ nhất và noãn bào ñơn bội tiền nhân, từ thời ñiểm này quá trình phát triển phôi diễn ra bình thường. Ngoài ra còn gặp dạng sinh sản lưỡng tính ở các giống tuyến trùng ăn vi khuẩn như Caenorhabditis, tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (Heterorhabditis) và Heterogonema (mermitid ký sinh ở sâu cánh cứng nitidulid). Trứng ñược ñẻ ra ngoài ñất hoặc vào các mô thực vật (ñối với tuyến trùng ký sinh thực vật). Trong các loài có con ñực, thường tỷ lệ ñực – cái không cân bằng và có phần nghiêng về phía con cái khi quần thể phải chịu sức ép chung của môi trường, ngay cả khi giới tính ñã ñược xác ñịnh bằng cơ chế di truyền (Yeates, 1987). Ở một số loài tuyến trùng thuộc họ Heteroderidae, khi con cái phát triển ñạt ñến giai ñoạn cuối, trứng ñược giữ lại bên trong cơ thể chúng và con cái tạo thành một cái bọc chứa trứng (cyst). Trong khi ñó ở nhóm nội ký sinh cố ñịnh, tuyến trùng cái ñẻ hàng loạt trứng vào một túi gelatin do nó tự tiết ra trong quá trình ñẻ trứng gọi là túi trứng. Cyst và túi trứng thực chất là những cấu tạo thích nghi và tiến hóa nhằm bảo vệ trứng khỏi các ñiều kiện bất lợi của môi trường.  Quá trình phát triển Tuyến trùng phát triển qua 3 giai ñoạn: trứng, tuyến trùng non và trưởng thành. Tốc ñộ phát triển của tuyến trùng phụ thuộc rất lớn vào ñiều kiện dinh dưỡng. Trứng: thường có hình bầu dục dài hay hình quả thận, cũng có loại trứng hình tròn, tương ñối lớn. Trứng có vỏ nhiều lớp và chứa một ít lòng ñỏ trong nguyên sinh chất. Trứng thường ñược thụ tinh khi chưa ñược chín hoàn toàn. Tuyến trùng non: khác con trưởng thành ở bộ phận sinh dục chưa phát triển, có một lớp vỏ cutin bao bọc, phát triển bằng con ñường lột xác. Tuyến trùng thực vật non có 4 tuổi và tuổi thứ 5 là trưởng thành. Kích thước ở các tuổi khác nhau. Tuyến trùng có hai dạng biến thái: biến thái hoàn toàn ở các loài chuyển ñộng ñược và biến thái không hoàn toàn ở các loài sống cố ñịnh. 1.2.7 Sự di chuyển và phát tán của tuyến trùng [5] Hầu hết các loài tuyến trùng ñều có ít nhất một vài lần di chuyển trong vòng ñời của mình. Sự di chuyển của tuyến trùng ñược tạo ra bằng các sóng lệch pha của các cơ co giãn ở mặt lưng và bụng dẫn ñến chuyển ñộng uốn khúc hoặc các sóng Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 35 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu ñược tạo ra cùng pha dẫn ñến hình thành chuyển ñộng kiểu giun ñất. Tuy nhiên, khả năng di chuyển của tuyến trùng là rất hạn chế, các nghiên cứu cho thấy, chúng chỉ có thể di chuyển khoảng vài cm trong vòng một năm. Sự di chyển của tuyến trùng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi trường khác nhau như tuyến trùng sống tự do trong ñất chịu ảnh hưởng của cấu trúc ñất (cấu trúc hạt, ñộ dốc,…), sự dẫn dụ của các chất kích thích tiết ra từ rể, từ con mồi. 1.2.8 Các yếu tố ảnh hưởng lên ñời sống tuyến trùng [5] Các yếu tố sinh học (biotic) và không sinh học (abiotic) ñều có tác ñộng ñến cấu trúc quần xã tuyến trùng về ñịnh tính hoặc ñịnh lượng ở các mức ñộ khác nhau và tùy từng giai ñoạn phát triển khác nhau của tuyến trùng. Bảng 1.1 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng lên ñời sống tuyến trùng thực vật Các yếu tố không sinh học Các yếu tố sinh học A. ðịa hình A. Vật chủ 1. ðộ cao 1. Thích hợp 2. ðộ dốc 2. ðiểm sinh dưỡng có sẵn 3. ðộ phơi sáng B. Tuyến trùng ký sinh 4. Tính chất bề mặt 1. Vòng ñời B. Môi trường ñất 2.Hệ số sinh sản 1. ðộ ẩm 3. Cơ chế tồn tại Lượng mưa 4. Tỷ lệ giới tính Lượng tuyết 5. Khả năng nhiễm Thoát nước bề mặt C. Hoạt ñộng của con người Nội tiêu 1. Chế ñộ canh tác Sương Chế ñộ tưới nước 2. Nhiệt ñộ Luân, xen canh Nhiệt ñộ trung bình Các giống chống chịu Nhiệt ñộ quá ngưỡng Thuốc hóa học Thời gian quá ngưỡng 2. Chế ñộ duy trì bảo tồn Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 36 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu Tổng nhiệt D. Các sinh vật khác 3. Không khí 1. Nấm 4. ðộ xốp của ñất 2. Vi khuẩn 5. Cấu trúc của ñất 3. Tuyến trùng 6. pH và phân vô cơ 4. Virus và các loài liên quan 7. Phân hữu cơ 5. Côn trùng và ve bét 8. ðộ thoáng khí 6. Các ñộng vật khác 1.2.9 Mối quan hệ giữa nitơ, phospho ñối với quần xã tuyến trùng ñất [17] Tuyến trùng ñóng vai trò là một mắt xích trong chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái ñất. Là một cơ thể mang nitơ, phospho có ñược từ nguồn dinh dưỡng vi khuẩn (bacterivores), nấm (fungivores) và từ loài tuyến trùng khác (predators). Nhờ có tuyến trùng mà các chu trình nitơ, phospho ñược thực hiện một cách ñều ñặn và nhanh chóng. Thay vào ñó, nitơ và phospho cũng là nguồn dinh dưỡng quan trọng cần thiết cho hoạt ñộng sống của tuyến trùng như sinh sản, sinh trưởng và phát triển số lượng cá thể. Hàm lượng nitơ và phospho trong ñất có ảnh hưởng ñến sự phân bố loài, cấu trúc quần xã tuyến trùng cũng như khả năng sinh sản và sinh trưởng của chúng. Nghiên cứu thí nghiệm bón phân nitơ trong các ñiều kiện có lượng CO2 khí quyển ñược kiểm soát của nhóm tác giả gồm Wenju Liang, Qi Li, Young Jiang, Yi Shi, Jianguo Zhu, Deborah A.Neher ñược báo cáo vào năm 2006 cho thấy trong ñiều kiện không bón phân và không gia tăng lượng CO2 ảnh hưởng ñáng kể ñến sự phong phú của nhóm tuyến trùng ăn vi khuẩn (bacterivores) và nhóm ký sinh thực vật (plant parasitic) ở bất kỳ giai ñoạn phát triển nào của cây lúa mỳ. Sự phong phú của nhóm tuyến trùng ăn tạp-ăn thịt (omnivores-predators) gia tăng khi có sự gia tăng lượng CO2 ở giai ñoạn nảy mầm của lúa mỳ nhưng không bị ảnh hưởng bởi sự bón phân nitơ. Ngược lại, sự phong phú của nhóm tuyến trùng ăn nấm (fungivores) gia tăng khi gia tăng sự bón phân nitơ nhưng không bị ảnh hưởng bởi nồng ñộ CO2. Sự phong Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 37 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu phú của nhóm ăn nấm là ít nhất. 1.3 Cơ sở phòng trừ tuyến trùng - Mục tiêu: + Giảm mật ñộ quần thể tuyến trùng ban ñầu. + Giảm số cây trồng bị nhiễm tuyến trùng. Trong ñó giảm mật ñộ quần thể tuyến trùng gây hại ban ñầu bằng các biện pháp: - Giết tuyến trùng bằng cách làm mất nguồn dinh dưỡng ñể tuyến trùng chết ñói. - Giết trực tiếp tuyến trùng bằng hóa chất hoặc bắt kỳ một kỹ thuật khác ñược dùng trước khi gieo trồng. - Sử dụng các hóa chất một cách hợp lý ñể chống lại tuyến trùng trên ñồng ruộng có cây trồng. Một số tuyến trùng (Aphelenchoides, Rhabdinaphelenchus và Bursaphelenchus) có tỷ lệ sinh sản cao cho nên mật ñộ quần thể ban ñầu thấp vẫn gây hại trầm trọng. ðối với những loài này cần phải giảm số lượng cây trồng bị nhiễm bằng sự loại trừ các nguồn tuyến trùng nhiễm bằng các biện pháp chữa bệnh các cây trồng bị nhiễm tuyến trùng [5]. - Biện pháp phòng trừ: 1.3.1 Phòng ngừa [5] Phòng ngừa là giải pháp ñầu tiên quan trọng nhất trong quản lý tuyến trùng. Chúng nhiều biện pháp khác nhau như: sản xuất nguồn giống sạch, xử lý giống bị nhiễm tuyến trùng trước khi gieo trồng, kiểm tra và vệ sinh ñồng ruộng , ngăn ngừa tuyến trùng lây nhiễm theo người, máy móc, dụng cụ nông nghiệp hoặc theo ñường nước. Cần tạo ra các nguồn giống sạch tuyến trùng bằng việc sản xuất nguồn giống trong các vườn nhân giống, ở ñó ñất ñã ñược thu mẫu kiểm tra ñịnh kỳ hoặc ñã ñược khử trùng. Xử lý nguồn giống bị nhiễm tuyến trùng bằng xử lý nhiệt loại bỏ nguồn giống ñó. Cần làm sạch dụng cụ máy móc trước khi chuyển sang cánh ñồng mới, hoặc làm lắng ñọng tuyến trùng trong thùng hoặc bể chứa nước có thể làm giảm sự hiện diện của chúng trong nước tưới và hạn chế sự lây lan của tuyến trùng. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 38 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu 1.3.2 Luân canh [5,10] ðây ñược coi là biện pháp quản lý tuyến trùng ñơn giản. Các cây luân canh là cây miễn nhiễm hoặc có khả năng chống chịu cao với một hoặc một vài loại tuyến trùng. Ví dụ, cà chua là một cây trồng kinh tế nhưng cũng rất mẫn cảm với các loại tuyến trùng bướu rễ, trong trường hợp tuyến trùng hại cây cà chua không phải là M. hapla hoặc chủng 1 của M. arenaria thì có thể luân canh bằng cây ñậu phộng, là cây không có nguy cơ bị hại bởi hầu hết các loài khác của giống Meloidogyne. Tuyến trùng không thể sinh sản trên rễ cây ñậu phộng, nhiều ấu trùng trong ñất sẽ chết hoặc trở nên không có khả năng nhiễm do bị ñói hoặc do sự tấn công của vật ăn thịt, nấm hoặc bệnh khác. Có thể dùng các loại cây dẫn dụ thu hút tuyến trùng (trồng cây bẫy tuyến trùng) bằng phương pháp trồng xen (sau ñó nhổ ñi). Dùng những cây trồng xen mà rễ bài tiết các chất mang tính xua ñuổi tuyến trùng: cúc vạn thọ ( Tagetes patula, T. erecta) làm giảm số lượng Pratylenchus pratensis và P. crenatus. Gieo 1 – 2 lần trong 3 – 4 năm trên ñất nhiễm Pratylenchus sp. ðất trồng thuốc lá luân canh với cây trồng nước, trồng ñậu và không trồng cây họ cà, kết hợp với trồng xen cây cúc vạn thọ. 1.3.3 Biện pháp canh tác [5,10] Gieo trồng sớm: ñiều chỉnh thời vụ gieo trồng ñể tránh giai ñoạn mẫn cảm tuyến trùng. Ở vùng ôn ñới có thể gieo hoặc trồng ở thời kỳ lạnh, vì vậy cây trồng có thể phát triển trước khi tuyến trùng hoạt ñộng. Làm khô ruộng : hầu hết các loài tuyến trùng trong trạng thái hoạt ñộng rất mẫn cảm với sự khô nhanh. Khi chuyển chúng trực tiếp từ nước vào môi trường có ñộ ẩm tương ñối thấp hoặc áp suất thẩm thấu cao, chúng có thể bị chết vài phút. Làm ải, phơi ñất khô dưới ánh nắng mặt trời sau thu hoạch 3 – 4 tuần và trước khi gieo trồng có tác dụng tiêu diệt và hạn chế ñược sự ký sinh và phát triển của một số tuyến trùng sống và tích lũy trong ñất. Ở vùng hạn và bán khô hạn 80% tuyến trùng chết có thể ñạt ñược bằng sự khô tức thời và mạnh của ñất trong một thời gian ngắn. Việc cày xới sẽ làm trứng và ấu trùng cảm nhiễm chết do bị phơi và khô nhanh. Làm ngập nước :là biện pháp kinh tế và rất hiệu quả ñể phòng trừ tuyến trùng, quá trình này làm giảm nồng ñộ oxi và tăng CO2 cũng như làm thay ñổi hóa học Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 39 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu trong ñất như: phản nitrit hóa, tích lũy chất amonia, giảm sắt, tăng các loại axit hữu cơ. Hầu hết môi trường của tuyến trùng bướu rễ sẽ bị phá hủy trong thời gian ngập 7 tháng. Cho ngập nước là một biện pháp kinh tế và rất hiệu quả ñể phòng trừ tuyến trùng hại chuối ở những cánh ñồng chuối trồng trên ñất sét bùn tại Surinam (Châu Phi). 1.3.4 Biện pháp hóa học [5,10] Từ những năm 1970 trở lại ñây các loại thuốc hóa học khác nhau ñã ñược sử dụng rộng rãi ñể phòng trừ tuyến trùng ký sinh thực vật như các loại thuốc xông hơi, các loại thuốc không xông hơi. Tuy nhiên biện pháp này lại gây hậu quả xấu ñến môi trường và sức khỏe cộng ñồng, ñặc biệt thuốc hóa học cũng làm cho nhiều loại tuyến trùng trở nên kháng thuốc. Do ñó cũng chỉ nên dùng thuốc hóa học trong trường hợp cần thiết và phải sử dụng chúng một cách hợp lý. ðưa thuốc vào ñộ sâu 35 – 40 cm, ñã cày bừa kỹ, ẩm ñộ 75% và nhiệt ñộ phải phù hợp trong thời ñiểm cần xử lý với từng loại thuốc, dùng thuốc vào ñúng giai ñoạn mẫn cảm nhất của tuyến trùng, có thể thực hiện trước khi trồng, sau khi thu hoạch và trong bảo quản. 1.3.5 Biện pháp vật lý [5] Tuyến trùng rất mẫn cảm với nhiệt ñộ, hầu hết tuyến trùng ký sinh thực vật bị phá hủy ở nhiệt ñộ 600C trong vòng 30 phút. Do ñó sử dụng các biện pháp như: xử lý khói ( khử trùng ñất bằng khói); phơi nắng: ñồng ruộng ñược phay ñất và tháo nước cạn sau ñó phủ các tấm polyetylene, hiệu quả ñược chứng minh ñạt kết quả tốt; khử trùng bằng nhiệt ñiện: ñược áp dụng trong các nhà kính hoặc vườn cây quý, khi nhiệt ñộ ñược duy trì ở 500 C trong vòng một giờ thì hầu hết tuyến trùng bướu rễ trong ñất bị chết; bằng nhiệt vi sóng; ñốt ñồng sau khi thu hoạch; khử trùng nguyên liệu gieo trồng bằng nhiệt; chiếu xạ: làm giảm khả năng sự thụ tinh, làm chậm sự phát triển cơ quan sinh dục, giảm lượng trứng ñẻ, làm trứng nở chậm và làm biến ñổi hình thái tuyến trùng. Tất cả các phương pháp trên ñều ñem lại hiệu quả cao nhưng giá thành cao và chỉ ứng dụng ở qui mô nhỏ như nhà lưới hoặc phòng thí nghiệm. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 40 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu 1.3.6 Biện pháp sinh học 1.3.6.1 Các tác nhân thiên ñịch Tuyến trùng ký sinh thực vật bị tấn công bằng các loại thiên ñịch trong ñất như: virus, vi khuẩn, nấm, Rickettsia, ñơn bào, Tardigrade, Tuberlaria, Enchytraeid, ve bét, côn trùng và tuyến trùng ăn thịt. Sử dụng các vi sinh vật ñối kháng có ở trong ñất, các tuyến trùng ăn thịt, nấm ký sinh bậc 2 dùng ñể tiêu diệt tuyến trùng. Các loại nấm Dactularia, Harposporium anguillulae, Arthrobotrys oligospora tiêu diệt tuyến trùng bằng cách ký sinh, bao vây tuyến trùng và sử dụng cơ thể tuyến trùng thực vật làm thức ăn. Các loài tuyến trùng ăn thịt như loài Mononchus (họ Mononchidae) chuyên ăn tuyến trùng bướu rễ, mỗi con ăn thịt trên 80 con tuyến trùng hại cây trong một ngày [10]. - Vi khuẩn Pasteuria penetrans: ñây là loại ký sinh bắt buộc ở một số tuyến trùng ký sinh thực vật như các loại ấu trùng của Meloidogyne spp, Pratylenchus spp,…Vi khuẩn Pasteuria penetrans rất ñộc và có thể giảm mật ñộ quần thể tuyến trùng Meloidogyne trong chậu ñến 99% trong 3 tuần. Loại vi khuẩn này xem như tác nhân sinh học có tiềm năng trong phòng trừ sinh học, nhưng khả năng thương mại còn khó khăn. Một số kết quả ñiều tra ban ñầu cho thấy ở Việt Nam có hơn 20 loài tuyến trùng trong tự nhiên bị nhiễm vi khuẩn Pasteuria penetrans như Meloidogyne spp, Pratylenchus spp, Helicotylenchus spp,…(Nguyen N.C & Sturhan, D., chưa công bố) [5]. - Nấm bẫy tuyến trùng: ñây là các loài nấm có khả năng tạo ra những mạng bẫy dạng lưới dính ñể bắt giữ và ăn thịt tuyến trùng [5]. - Nấm nội ký sinh tuyến trùng là các loài nấm có khả năng dính và xâm nhập vào cơ thể tuyến trùng ñể ký sinh gây bệnh cho tuyến trùng. Một số loài nấm như Nematoctonus spp, Meria coniospora ñã thử nghiệm và cho kết quả nhất ñịnh [5]. - Vi sinh vật ñối kháng: là các loại nấm và vi khuẩn có khả năng cạnh tranh chỗ ở và thức ăn với tuyến trùng do ñó chúng có khả năng han chế hoạt ñộng và sinh sản của tuyến trùng [5]. Windham và cộng sự (1989) ñã tiến hành sử lý ñất với nấm Trichoderma harzianum và Trichoderma koningii, sau ñó trồng ngô, kết quả cho thấy ở các lô thí nghiệm ñã làm giảm quá trình sinh trứng của tuyến trùng nốt rễ Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 41 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu Meloidogyne arenaria so với ñối chứng. Việc kết hợp Trichoderma harzianum khi kết hợp với cây khác (như bánh dầu của cây thầu dầu) cũng làm giảm tuyến trùng Meloidogyne incognita [18]. Có rất nhiều cơ chế có liên quan ñến hoạt ñộng kiểm soát sinh học của Trichoderma spp như: tiết kháng sinh, cạnh tranh dinh dưỡng, ký sinh lên nấm bệnh, hệ enzyme thủy phân. Các enzyme như chitinases, glucanases, và proteases rất quan trọng ñối với quá trình ký sinh nấm. Trichoderma spp còn có tác dụng kiểm soát các loại nấm bệnh khác như: Rhizoctonia spp, Sclerotium rolfsii, Phytophthora spp, Pythium spp, Penicillium diditatum. Vi khuẩn Pseudommonas fluorescence cũng có khả năng ñối kháng với một số tuyến trùng ký sinh [5]. Phòng trừ tuyến trùng bằng phương pháp sinh học là một hướng phòng trừ mang lại hiệu quả kinh tế, có thể lợi dụng ñược ñặc ñiểm tự nhiên sẵn có trong ñất ñể phòng trừ, làm giảm số lượng tuyến trùng ở trong ñất. Tuy nhiên, ñể tiến tới ứng dụng phương pháp này rộng rãi trong sản xuất hiện nay còn chưa rộng rãi. 1.3.6.2 Chế phẩm sinh học Một số cây trồng và cây hoang dại ñã ñược dùng ñể tạo các chế phẩm phòng trừ tuyến trùng như cây neem (Azadirachta indica A.Juss) có chứa hoạt chất azadirachtin, hạt cây củ ñậu, rễ cây ruốc cá, hạt và lá cây sầu ñâu rừng ở Việt Nam (Brucea javanica) chúng chứa các hợp chất phenolic, glucid, các alkaloid,… có tác dụng gây ñộc diệt tuyến trùng và một số sâu hại. Các chế phẩm như: HBJ, LBJ ( từ quả ,lá cây sầu ñâu rừng) cho hiệu quả phòng trừ từ 75 – 98% với liều 40- 60 g/ m2 (Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Vũ Thanh,1993; Nguyễn Thị Yến, 1997) [5]. Các sản phẩm sinh học từ cây Neem Azadirachta indica A. Juss. (họ Meliaceae), có tác dụng kiểm soát hơn 16 loài tuyến trùng ký sinh thực vật và hơn 400 loài ñộng vật chân ñốt ở các loài cây lương thực quan trọng. Hoạt tính sinh học của cây Neem trong kiểm soát côn trùng, sâu bệnh nói chung và tuyến trùng nói riêng ñó là nhờ các hợp chất như: triterpenes, ñặc biệt là các limonoid (salanin, nimbin, nimbidin,..), azadirachtin và các chất tương tự. Tất cả các sản phẩm của cây neem ñều có kết quả tốt trong việc làm giảm mật ñộ các nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật như: Radopholus similis, Pratylenchus goodeyi, Meloidogyne spp. Bên cạnh ñó, bánh dầu neem chứa khoảng 1,00-1,40% hợp chất sulfur, khoảng 5,5-7,0% N, khoảng 0,7-1,2% P2O5 và 1,2- 1,5% Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 42 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu K2O. Bánh dầu neem là nguồn phân hữu cơ rất tốt, vừa cung cấp dinh dưỡng cho cây, vừa diệt các loài tuyến trùng, kiến mối trong ñất và có khả năng ức chế quá trình nitrat hóa trong ñất, làm tăng hiệu quả sử dụng ñạm của cây trồng [22]. Trong các sản phẩm bánh dầu neem và bột hạt cho kết quả tốt nhất vì dầu neem tuy cũng có tác ñộng ngăn ngừa tuyến trùng nhưng lại có tác ñộng không mong muốn khác là có chứa ñộc tố cho cây, còn ñối với bột nhân hạt lại làm cho cây trở nên khô vì chứa lượng dầu cao trong nhân hạt, lượng dầu này cản trở quá trình hấp thu nước và quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng.
Vai trò của chế phẩm sinh học: - Không ảnh hưởng ñến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng. Không ô nhiễm môi trường sinh thái; có tác dụng cân bằng hệ sinh thái (vi sinh vật, dinh dưỡng,v.v.) trong môi trường ñất. - Không làm hại kết cấu ñất, không làm chai ñất, thoái hóa ñất mà còn góp phần tăng ñộ phì nhiêu của ñất; có tác dụng ñồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản. - Có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng ñề kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng ñến môi trường như các thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học. - Có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, công nghiệp, góp phần làm sạch môi trường. Các chế phẩm sinh học ứng dụng cho cây trồng hiện nay cơ bản ñược chia làm 3 nhóm sản phẩm với tính năng khác nhau: - Nhóm chế phẩm sinh học ứng dụng cho phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng: chẳng hạn, các sản phẩm chế biến từ cây Neem như VINEEM 1500 EC của công ty Thuốc sát trùng Miền Nam, ñược chiết xuất từ nhân hạt neem có chứa hoạt chất azadirachtin, có hiệu lực phòng trừ nhiều sâu hại trên cây lúa, rau màu, cây công nghiệp, cây ăn trái, hoa kiểng. Các sản phẩm thương mại tương tự từ cây neem còn có Neemaza, Neemcide 3000 SP, Bimectin 0,5 EC. - Nhóm chế phẩm sinh học dung cho sản xuất phân bón hữu cơ sinh học, phân hữu cơ vi sinh, chất kích thích tăng trưởng bón cho cây trồng. Luận văn tốt nghiệp Tổng quan tài liệu SVTH: ðỗ Duy Cường 43 GVHD: Th.S Dương ðức Hiếu - Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho cải tạo ñất, xử lý phế thải nông nghiệp. 1.3.7 Tác ñộng của compost ñến tuyến trùng - Làm thay ñổi các ñặc tính lý và hóa của ñất, ngăn chặn sự phát triển của tuyến trùng. - Phóng thích những chất dinh dưỡng làm bộ rễ phát triển nhanh hơn làm cây trưởng thành toàn diện, ñiều này sẽ giúp cho các cây thoát khỏi sự tấn công của tuyến trùng. - Kích thích tăng sức ñề kháng của thực vật chống lại các tuyến trùng ký sinh thực vật. - Những chất có hoạt tính gây ñộc cho tuyến trùng hiện diện trong bánh dầu neem ñược phân rã sau khi hòa tan trong nước. - Gia tăng những ñộng vật ăn thịt và hoạt ñộng ký sinh của khu hệ vi sinh vật ñất. - Những chất ñộc ñược tạo ra trong suốt quá trình vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. - Hoạt ñộng của vi sinh vật trong suốt quá trình phân hủy bánh dầu neem tạo ra những chất chuyển hóa có hoạt tính gây ñộc ñối với các tuyến trùng ký sinh thực vật.