BỘ GIÁO DỤC VÀO ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
*
NGUYỄN THỊ BÌNH ðIỀU TRA THÀNH PHẦN NẤM HẠI
CÂY ðẬU ðŨA (Vigna sesquipedalis Fruwirth) VÀ NGHIÊN
CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHẤT KÍCH KHÁNG ðỂ
PHÒNG TRỪ BỆNH GỈ SẮT
Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
Mã số : 60.62.0112
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học:
TS. Trần Nguyễn Hà
sự giúp ñỡ quý báu này!
Tác giả Nguyễn Thị Bình
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
ii
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu khoa học do tôi trực tiếp
thực hiện, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trần Nguyễn Hà.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn là trung thực
và chưa từng ñược công bố trong bất cứ công trình nào khác ở trong nước và
nước ngoài.
Tác giả Nguyễn Thị Bình
Trang
Lời cảm ơn…………………………………………………………………… i
Lời cam ñoan………………………………………………………………….ii
Muc lục……………………………………………………………………….iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt………………………………………iv
Danh mục các bảng………………………………………………………… v
Danh mục các hình………………………………………………………… vi
MỞ ðẦU…………………………………………………………………………… i
1. Tính cấp thiết của ñề tài…………………………………………………
1
2. Mục tiêu và yêu cầu của ñề tài…………………………………………. 2
2.1.Mục tiêu……………………………………………………………… 2
2.2. Yêu cầu……………………………………………………………… 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài……………………………… 3
3.1. Ý nghĩa khoa học…………………………………………………… 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn………………………………………………… … 3
4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài………………… …… 3
4.1. ðối tượng nghiên cứu………………………………………… ……… 3
4.2. Phạm vi nghiên cứu…………………………………………… …… 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ
TÀI………………………………………………………… 4
1.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu……………………… …
….…. 4
1.1.1.Cơ chế kháng bệnh trên cây trồng…………………………………… 4
1.1.2.Kích kháng cây trồng……………………………………….……… 5
1.1.2.1. Cơ chế kích kháng……………………………………………………… 5
1.1.2.2.Tác nhân gây kích kháng…………………………………………… … 5
1.1.2.3. Phân loại kích kháng……………………………………………………. 6
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
2.3.2.3. Phương pháp giấy thấm ñể kiểm tra thành phần bệnh nấm hại hạt
giống…………………………………………………………………………………. 23
2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm trong nhà lưới………………………. 23
2.3.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu……………………………… 24
2.3.4.1. Phương pháp tính toán………………………………………………… 24
2.3.4.1. Phương pháp xử lý số liệu………………………………………………. 25
CHƯƠNG 3. KẾTQUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…………………… 26
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
iii
3.1. Kết quả ñiều tra thành phần bệnh hại trên cây ñậu ñũa và ñặc ñiểm phát
sinh, phát triển của bệnh gỉ sắt ñậu ñũa tại xã Song Phương, Hoài ðức, Hà
Nội………………………………………………………………………
26
3.1.1. Tình hình bệnh hại trên cây ñậu ñũa vụ hè thu năm 2011 tại xã Song
Phương, Hoài ðức, Hà Nội………………………………………………… 26
3.1.2. Diễn biến của bệnh gỉ sắt (Uromyces appendiculatus) trên cây ñậu ñũa
vụ hè thu năm 2011 tại Song Phương – Hoài ðức – Hà Nội 28
3.1.3. ðặc ñiểm phát sinh, phát triển của bệnh gỉ sắt ñậu ñũa…………. … 30
3.2. Kết quả nghiên cứu thành phần nấm hại hạt giống ñậu ñũa……… ……33
3.3. Kết quả khảo sát và ñánh giá khả năng phòng trừ bệnh gỉ sắt trên ñậu ñũa
bằng các chất kích kháng ……………………………………………………35
3.3.1. Kết quả thử nghiệm Salicylic acid 1000 ppm ñối với nấm Uromyces
appendiculatus gây bệnh gỉ sắt trên cây ñậu ñũa 35
3.3.2. Kết quả thử nghiệm CuCl
2
0.05mM ñối với nấm Uromyces
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
iii
Tiếng Việt
……………………………………………………………………… 63
Tiếng Anh…………………………………………………………………
65
PHỤ LỤC………………………………………………………………… 69
Phụ lục 01: Kết quả xử lý số liệu bằng IRRISTAT 5.0…………………… 69
Phụ lục 02: Số liệu khí tượng Trạm Láng - Hà Nội năm 2012…………… 98
2
: ðồng (II) Clorua
PGA : Potato glucose agar
WA : Water agar
CRD : Phương pháp bố trí thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên hoàn
toàn
ðC : ðối chứng
CT : Công thức
TLB : Tỷ lệ bệnh
CSB : Chỉ số bệnh
HLPT : Hiệu lực phòng trừ
LSD : ðộ lệch chuẩn của thí nghiệm
mM : Milimol (1mM = 10
-3
M)
α : Mức ý nghĩa
ppm : Phần triệu
NSKS : Ngày sau khi sạ
PB : Phổ biến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
v
2
0.05mM ñến kích thước ổ bào tử gỉ sắt
trên lá ñậu ñũa do nấm Uromyces appendiculatus gây ra
42
3.9 Hiệu lực phòng trừ của CuCl
2
0.05mM với nấm Uromyces
appendiculatus trên cây ñậu ñũa
43
3.10 Ảnh hưởng của Thiamin (B
1
) 1000ppm ñến số lượng ổ bào tử
gỉ sắt trên lá ñậu ñũa do nấm Uromyces appendiculatus gây ra
46
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
v
3.11 Ảnh hưởng của Thiamin (B
1
) 1000ppm ñến kích thước ổ bào
tử gỉ sắt trên lá ñậu ñũa do nấm Uromyces appendiculatus gây
ra
47
3.12 Hiệu lực phòng trừ của Thiamin (B
1
) 1000ppm với nấm
Uromyces appendiculatus trên cây ñậu ñũa
48
3.13 Ảnh hưởng của Chitosan 100ppm ñến số lượng ổ bào tử gỉ sắt
1
) 1000ppm, Chitosan 100ppm với nấm Uromyces
appendiculatus trên cây ñậu ñũa khi xử lý hạt, 2 lá mầm và 5
lá thật
58 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình Tên hình Trang
1.1 ðồng (II) clorua 10
1.2 Cấu tạo phân tử CuCl
2
10
1.3 Cấu trúc hóa học của Salicylic acid 11
1.4 Cấu trúc Thiamin [(2- metyl, 6-aminopyndin, 5-(4- metyl, 5-
oxyetyl tiazolorid) - hydroclond)]
12
3.1 Bệnh gỉ sắt (Uromyces appendiculatus) 27
3.2 Bệnh ñốm nâu (Cercospora canescen) 27
3.3 Bệnh khảm lá do virus 27
3.4 Bệnh ñốm lá vi khuẩn (Xanthomonas phaseoli) 27
3.5 Diễn biến của bệnh gỉ sắt (Uromyces appendiculatus) trên
ppm ñối với nấm Uromyces appendiculatus gây bệnh gỉ sắt
trên cây ñậu ñũa
40
3.17 Ảnh hưởng của CuCl
2
0.05mM ñến số lượng ổ bào tử gỉ
sắt trên lá ñậu ñũa do nấm Uromyces appendiculatus gây
ra
41
3.18 Ảnh hưởng của CuCl
2
0.05mM ñến kích thước ổ bào tử gỉ
sắt trên lá ñậu ñũa do nấm Uromyces appendiculatus gây
ra
42
3.19 Hiệu lực phòng trừ của CuCl
2
0.05mM với nấm Uromyces
appendiculatus trên cây ñậu ñũa
44
3.20 Một số hình ảnh tiến hành thử nghiệm CuCl
2
0.05mM ñối
với nấm Uromyces appendiculatus gây bệnh gỉ sắt trên cây
ñậu ñũa
45
3.21 Ảnh hưởng của Thiamin (B
1
) 1000ppm ñến số lượng ổ bào
52
3.27 Hiệu lực phòng trừ của Chitosan 100ppm với nấm
Uromyces appendiculatus trên cây ñậu ñũa
54
3.28 So sánh ảnh hưởng của CuCl
2
0,05mM, SA 1000ppm,
Thiamin (B
1
) 1000ppm, Chitosan 100ppm ñến số lượng ổ
bào tử gỉ sắt trên lá ñậu ñũa do nấm Uromyces
appendiculatus gây ra khi xử lý 3 giai ñoạn
56
3.29 So sánh ảnh hưởng của CuCl
2
0,05mM, SA 1000ppm,
Thiamin (B
1
) 1000ppm, Chitosan 100ppm ñến kích thước
ổ bào tử gỉ sắt trên lá ñậu ñũa do nấm Uromyces
appendiculatus gây ra khi xử lý 3 giai ñoạn
57
3.30
Hiệu lực phòng trừ của CuCl
2
0,05mM, SA 1000ppm,
Thiamin (B
1
) 1000ppm, Chitosan 100ppm với nấm
Uromyces appendiculatus trên cây ñậu ñũa khi xử lý hạt, 2
thuốc hóa học. Tuy nhiên, biện pháp này không có hiệu quả trong việc phòng
trừ một số loại nấm bệnh có nguồn gốc trong ñất, gây ô nhiễm môi trường và
ảnh hưởng ñến sức khoẻ con người. Một biện pháp khác ñược ñưa vào ñó là
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
2
sử dụng giống kháng bệnh trên ñồng ruộng. Nhưng thời gian áp dụng giống
kháng là không lâu dài, mặt khác sử dụng giống kháng trên diện rộng sẽ gây
áp lực chọn lọc của sâu bệnh, ñiều này dễ phát sinh chủng nòi mới phá vỡ tính
kháng bệnh của cây trồng.
Ngày nay, việc sử dụng biện pháp sinh học trong bảo vệ thực vật ñang
ñược áp dụng và triển khai trong sản xuất nông nghiệp. Trong ñó, sử dụng
chất kích kháng nhằm kích thích phản ứng tự vệ của cây trồng chống lại bệnh
do nấm gây hại ñang là một vấn ñề ñược ñặt ra ñối với những người làm về
bảo vệ thực vật. Biện pháp này không gây ô nhiễm môi trường và an toàn ñối
với con người. Việc sử dụng các chất không ñộc hại ñối với môi trường như:
Bion, Chitosan, CuCl
2
, Salicylic acid (SA)…ñể kích thích tính kháng bệnh ở
cây trồng ñược nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm ñã góp phần tích
cực trong phòng trừ bệnh hại, bảo vệ cây trồng, tạo sản phẩm nông nghiệp
sạch. Từ năm 1998 ñến nay, các nhà khoa học ở vùng ðồng bằng sông Cửu
Long ñã tiến hành nghiên cứu và ứng dụng thành công các chất kích kháng
như SAR3, CuCl
2
, Oxalic acid, Chitosan… trong quản lý bệnh ñạo ôn, bệnh
cháy lá và bệnh khô vằn trên lúa tại Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cần Thơ… Tuy
nhiên, những nghiên cứu và sử dụng chất kích kháng trên các cây trồng khác
ñặc biệt trên cây rau ở Việt Nam nói chung và ở miền Bắc nói riêng ñến nay
Việc nghiên cứu sử dụng chất kích kháng trên cây ñậu ñũa góp phần
tích cực trong phòng trừ bệnh hại, bảo vệ cây trồng, không làm ô nhiễm môi
trường, tạo ra sản phẩm nông nghiệp sạch, góp phần giải quyết nhu cầu rau an
toàn trên thị trường.
4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài.
4.1. ðối tượng nghiên cứu
Bệnh nấm hại ñậu ñũa và các chất kích kháng: Salicylic acid (SA),
ðồng clorua (CuCl
2
), Thiamin (B
1
) và Chitosan.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Thành phần bệnh nấm hại ñậu ñũa.
- ðặc ñiểm phát sinh, phát triển của bệnh gỉ sắt hại ñậu ñũa.
- Khả năng phòng trừ bệnh gỉ sắt bằng chất kích kháng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC
CỦA ðỀ TÀI
1.1. Cơ sở khoa học của việc nghiên cứu
1.1.1.Cơ chế kháng bệnh trên cây trồng
a)Kháng bệnh thụ ñộng
Kháng bệnh thụ ñộng là dạng kháng bẩm sinh có sẵn trong cây trước
khi mầm bệnh xâm nhiễm, dù có sự hiện diện hay có sự hiện diện của mầm
bệnh (Phạm Văn Kim, 2002) [6]. Khi mô cây bị mầm bênh xâm nhiễm, lập
tức cây trồng có khả năng chống lại sự tấn công ñó bằng cách tạo các cấu trúc
bên ngoài (lớp lông phủ ngoài mặt lá, ñộ dày của lớp cutin, lớp silicon ở biểu
mang tính ñộc ñối với cây trồng hoặc có thể là một loại hóa chất không ñộc và
không có tác ñộng trực tiếp tiêu diệt mầm bệnh như những hóa chất ñược
dùng trong nông dược (Phạm Văn Kim, 2002) [6].
Khả năng kích kháng của cây có thể biểu hiện về mặt cấu trúc hay sinh
hóa, có thể tác ñộng tại chỗ hay lưu dẫn ñến các bộ phận khác của cây (Agrios,
1997) [13].
1.1.2.1. Cơ chế kích kháng
Ở thực vật, trong các tế bào luôn có các gen có khả năng ñiều khiển tế bào
tiết ra các chất nhằm kháng lại một loại bệnh nào ñó. Tuy nhiên trong ñiều
kiện bình thường các gen này không ñược thể hiện do bị một gen ức chế nằm
bên cạnh kiểm soát.
Cơ chế của kích kháng theo Steiner (1995) [41] khi ta tác ñộng bằng cách
ngâm ủ hạt hay phun lên lá bằng các chất kích kháng, các chất này sẽ tác ñộng
lên bề mặt lá, giúp các thụ thể trên bề mặt lá phát ra tín hiệu (là những dòng
ion hay tín hiệu ñiện tử trong cây) nhằm tác ñộng vào các gen ức chế, kích
hoạt các gen kháng có trong nhân tế bào giúp cho tế bào cây tiết ra các chất
kháng bệnh
1.1.2.2.Tác nhân gây kích kháng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
6
Cũng theo Phạm Văn Kim (2002) [6] thì có hai loại tác nhân gây kích
kháng là tác nhân sinh học và hóa học. Trong ñó, vi khuẩn và nấm là hai tác
nhân sinh vật thường ñược dùng trong nghiên cứu sự kích kháng chống lại
bệnh hại cây trồng. ðể ñược coi là tác nhân kích kháng thì các vi sinh vật này
phải không có tác ñộng ñối kháng với mầm bệnh. ðối với tác nhân hóa học
thì các hóa chất ñược sử dụng làm chất kích kháng không phải là thuốc bảo vệ
thực vật và các hóa chất này không có tác ñộng trực tiếp ñến mầm bệnh, mà
chỉ có tác ñộng kích thích cây kháng với bệnh và ñược sử dụng với nồng ñộ
- Có sự lignin hóa nhanh hơn hoặc ít nhất thấy ñược sự tự phát huỳnh
quang của những phendic tích tụ quanh vị trí ñĩa áp của nấm bệnh.
b. Kích kháng tại chỗ
Kích kháng tại chỗ là loại kích kháng mà hiệu quả kích thích tính
kháng chỉ xảy ra tại vị trí ñược xử lý bởi các tác nhân kích kháng.
Theo Chunlin Liu và ctv (2008) [25], ñối với cây dưa chuột nhận thấy
Salicylic acid chỉ có tác dụng kích kháng vị trí, trong khi ñó Bion có thể kích
kháng lưu dẫn và kích kháng tại chỗ.
Theo tác giả Ngô Thành Trí và ctv (2004) [16], thì 3 tác nhân kích
kháng là clorua ñồng (sản phẩm BIOSAR - 3) 0,05mM, acibenzolar - S -
methyl 200 ppm a.i. và bào tử nấm hoại sinh Sporothrix sp. (Colletotrichum
sp.) trong huyền phù chứa 10
6
- 10
7
bào tử/ml ñều cho hiệu quả kích kháng
lưu dẫn.
Trên thực tế, kích kháng lưu dẫn hữu ích hơn kích kháng tại chỗ và
ñược quan tâm nghiên cứu nhiều hơn. Theo Nguyễn Phú Dũng (2005) [4]
trích dẫn cho rằng cơ chế của hiện tượng kích kháng lưu dẫn bao gồm:
- Cơ chế truyền tín hiệu: Cây trồng bắt ñầu nhận những phân tử báo
hiệu chỉ ra sự hiện diện của mầm bệnh ngay khi mầm bệnh tiếp xúc với cây
trồng. Mầm bệnh phóng thích ra môi trường các chất như glycoprotein,
carbohydrate, acid béo, peptides và oligosaccharide (Agrios, 1997) [19]. Các
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
8
chất này hoạt ñộng như chất mồi (elicitor), chúng sẽ tác ñộng lên mặt ngoài
của tế bào biểu bì ký chủ, kích thích giúp ký chủ biết ñược có mầm bệnh tấn
gây khó khăn cho sự phát triển, hấp thu nước và chất dinh dưỡng ñối với
mầm bệnh. Bên cạnh sự lignin, một số PR protein là cấu thành của vách tế
bào (glycine-rich glycoprotein) và sự oxy hóa liên kết chéo vách tế bào bởi
peroxidase, giúp tăng cường sức bền vững của vách tế bào (Sticher và ctv.,
1997) [40].
Các protein có liên quan ñến sự phát sinh bệnh (pathogensis-
related-protein: PRs): PRs là những loại protein ñược tích lũy trong vùng
ngoại bào hoặc trong không bào sau khi có sự tấn công của mầm bệnh
(Sticher và ctv, 1997) [40]. Theo ông thì PRs có vai trò giúp hình thành tính
kháng bệnh trên một số cây trồng: thuốc lá, cà chua, khoai tây, dưa chuột.
Người ta phân loại các PRs bao gồm: PR-1, là một protein kháng nấm chưa
xác ñịnh ñược chức năng rõ ràng; PR-2, một nhóm của β-1,3-glucanase có
hoạt tính kháng nấm; PR-3, một nhóm của chitinase kháng nấm và kháng vi
khuẩn; PR-4, các PR protein có trọng lượng phân tử thấp và chưa ñược biết
chức năng; PR-5, là một osmotin tương tự thaumatin; proteinase, α-amylase,
peroxidase, cysteine và glycine-rich proteins (Agrios, 1997) [19].
Mức ñộ thể hiện của những protein này thay ñổi trong những loài cây
khác nhau. Trên cây thuốc lá, theo Alexander (1993) ñược Bruce A. Stermer
(1995) [24] trích dẫn cho rằng PR-1 có liên quan ñến kích kháng làm giảm sự
xâm nhiễm do Peronospora tabacina gây ra. Theo Richmond (1979) ñược
Ngô Thành Trí và ctv (2004) [16] trích dẫn thấy rằng sự biểu hiện của β-1,3-
glucanase và chitinase có liên quan ñến việc chống lại nấm Rhizoctonia solani.
Trên cây lúa, có sự gia tăng hoạt tính PR-2 (β-1,3-glucanase) và PR-3
(chitinase) khi bị nhiễm với nấm Pyricularia grisea, hoặc khi xử lý với dịch
chiết nuôi cấy từ nấm này. Cũng theo Tharreau và ctv. (1998) ñược Ngô
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
10
Thành Trí và ctv (2004) [16] trích dẫn cho rằng, có vài PR protein hoạt hóa
Hình 1.1. ðồng (II) clorua Hình 1.2. Cấu tạo phân tử CuCl
2
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
11
- Trọng lượng phân tử: 170, 48
- Nhiệt ñộ sôi: Dung dịch clorua ñồng bão hòa sôi ở 159
0
C
- Khả năng hòa tan trong nước ở 31,5
0
C là 44,7 %
Thí nghiệm sử dụng dung dịch CuCl
2
0,05mM, cách pha: Pha 0,1 g
CuCl
2
với 10 lít nước, ñược dung dịch CuCl
2
0,05mM
1.1.3.2. Salicylic acid (SA)
- Tên khoa học: 2-Hydroxybenzoic acid
- Thành phần: : assay : 99.0% min, heavy metals 20 ppm max, water
0,5 % max, ash 0,1 % max, loss on drying 0,5 % max.
- Công thức phân tử: C
7
năng chữa viêm thần kinh. Năm 1937 Uy-liam xác ñịnh cấu trúc chất này, cấu
trúc gồm 2 phần: vòng pyrimidin và vòng tiazol.
Hình 1.4. Cấu trúc Thiamin [(2- metyl, 6-aminopyndin, 5-(4- metyl, 5-oxyetyl
tiazolorid) - hydroclond)]
1.1.3.4. Chitosan
Chitosan (oligo - sacarit) là một chất hữu cơ cao phân tử ñược ñiều chế
từ vỏ tôm, cua và một số loài rong biển. Ngoài tác dụng kích thích hoạt ñộng
của hệ thống kháng bệnh trong cây, Chitosan còn có tác dụng như một chất
kích thích sinh trưởng của cây và trực tiếp tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh do
hủy hoại màng tế bào vi sinh vật. Với các tác dụng trên, Chitosan phòng trừ
Copyright: Tài liệu đại học ©