BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI


NGUYỄN TẤT THẮNG NGHIÊN CỨU BỆNH HÉO XANH VI KHUẨN
Ralstonia solanacearum Smith HẠI CÂY LẠC,
CÂY KHOAI TÂY VÙNG HÀ NỘI, PHỤ CẬN
VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : Bảo vệ thực vật
Mã số : 62.62.1001

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Đỗ Tấn Dũng
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
2. PGS.TS. Nguyễn Văn Tuất
Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

HÀ NỘI - 2012
i

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả luận án
Nguyễn Tất Thắng
iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT vii
DANH MỤC BẢNG viii
DANH MỤC CÁC HÌNH xii
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 4
2.1. Mục đích 4
2.2. Yêu cầu 4
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5
3.1. Ý nghĩa khoa học 5
3.2. Ý nghĩa thực tiễn 5
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5
4.1. Đối tượng nghiên cứu 5
4.2. Phạm vi nghiên cứu 5
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 7
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 7
1.2. Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước và trong nước 7

3.1.1. Đánh giá thực trạng bệnh HXVK hại cây lạc ở vùng Hà Nội
và phụ cận 70

3.1.2. Đánh giá thực trạng bệnh HXVK hại cây khoai tây ở vùng
Hà Nội và phụ cận 73

3.1.3. Đánh giá mức độ tác hại của bệnh HXVK trên cây lạc, cây
khoai tây 75

3.2. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học, xác
định các biovar của loài vi khuẩn Ralstonia solanacearum 78

3.2.1. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học của loài vi
khuẩn R. solanacearum hại cây lạc, cây khoai tây 79

v

3.2.2. Nghiên cứu xác định biovar của các mẫu phân lập vi khuẩn
R. solanacearum trên cây lạc, cây khoai tây ở vùng Hà Nội
và phụ cận 82

3.2.3. Nghiên cứu tính gây bệnh của một số isolates vi khuẩn

R. solanacearum trên một số giống lạc và khoai tây vùng
Hà Nội và phụ cận (trong điều kiện chậu vại) 84

3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái, kỹ thuật đến
sự phát sinh phát triển của bệnh HXVK hại cây lạc, khoai tây 92

3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ luân canh đến bệnh

hóa học và chất kích kháng điều kiện ngoài đồng ruộng 128

3.4.5. Thực nghiệm mô hình phòng trừ bệnh HXVK hại cây
khoai tây ở xã Tam Sơn, Từ Sơn, Bắc Ninh, vụ đông năm
2009 - 2010 132

4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 139
4.1. Kết luận 139
4.2. Đề nghị 140
CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO 142
PHỤ LỤC 159
vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

TT
Viết tắt
Cụm từ
1
B. megaterium
Bascillus megaterium
2
B. subtillis
Bascillus subtillis
3
BVTV
Bảo vệ thực vật
4
CS

Vi sinh vật
15
VK
Vi khuẩn
viii

DANH MỤC BẢNG

STT
Tên bảng
Trang
2.1. Cách thức phân vi khuẩn gây bệnh héo xanh thành các biovar 52
3.1. Tình hình bệnh HXVK hại cây lạc vụ xuân ở vùng Hà Nội và
phụ cận (năm 2008 - 2010) 71


khoai tây phân lập ở các vùng khác nhau (vụ đông năm 2009) 90

ix

3.12. Mức độ nhiễm bệnh trung bình (%) của một số giống khoai
tây trong lây bệnh nhân tạo với 10 isolates vi khuẩn

R. solanacearum (vụ đông năm 2009) 91
3.13. Ảnh hưởng của chế độ luân canh đến bệnh HXVK hại lạc tại
xã Cổ Loa, Đông Anh, Hà Nội (vụ xuân năm 2009 - 2010) 93

3.14. Ảnh hưởng của chế độ luân canh đến bệnh HXVK hại lạc tại
xã Cổ Loa, Đông Anh, Hà Nội (vụ hè thu năm 2009 - 2010) 94

3.15. Ảnh hưởng của chế độ luân canh đến bệnh HXVK hại khoai tây
vụ đông tại xã Tam Sơn, Từ Sơn, Bắc Ninh (năm 2009 - 2010) 95

3.16. Ảnh hưởng của chế độ luân canh đến khả năng tồn tại của loài
vi khuẩn R. solanacearum trên đất trồng lạc tại xã Cổ Loa,
Đông Anh, Hà Nội (vụ xuân năm 2009 - 2010) 97

3.17. Ảnh hưởng của chế độ luân canh đến khả năng tồn tại của loài
vi khuẩn R. solanacearum trên đất trồng lạc tại xã Cổ Loa,
Đông Anh, Hà Nội (vụ hè thu năm 2009 - 2010) 97

3.18. Ảnh hưởng của chế độ luân canh đến khả năng tồn tại của loài
vi khuẩn R. solanacearum trên đất trồng khoai tây tại xã Tam
Sơn, Từ Sơn, Bắc Ninh (năm 2009 - 2010) 99

3.19. Ảnh hưởng của chân đất đến bệnh HXVK hại lạc vùng Hà Nội

bằng thuốc kháng sinh, thuốc hóa học trong điều kiện phòng
thí nghiệm (năm 2009) 114

3.29. Khảo sát khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh HXVK hại khoai
tây bằng thuốc kháng sinh, thuốc hóa học trong điều kiện
phòng thí nghiệm (năm 2009) 115

3.30. Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại lạc bằng chế
phẩm vi sinh vật đối kháng B. subtilis trong điều kiện chậu vại
(vụ xuân năm 2009 - 2010) 118

3.31. Khảo sát khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại lạc bằng chế
phẩm VSV đối kháng B. subtilis trong điều kiện chậu vại (vụ
hè thu năm 2009 - 2010) 119

3.32. Khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại khoai tây bằng chế phẩm
VSV đối kháng B. subtilis trong điều kiện chậu vại (vụ đông
năm 2009 - 2010) 121

3.33. Khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại lạc của thuốc kháng sinh,
thuốc hóa học trong điều kiện chậu vại (vụ xuân năm 2009) 122

3.34. Khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại lạc của thuốc kháng sinh,
thuốc hóa học trong điều kiện chậu vại (vụ hè thu năm 2009) 123

xi

3.35. Khả năng phòng trừ bệnh HXVK hại khoai tây của thuốc
kháng sinh, thuốc hóa học trong điều kiện chậu vại (vụ đông
năm 2009) 124


STT
Tên hình
Trang
3.1. Triệu chứng bệnh héo xanh vi khuẩn hại cây lạc, cây khoai tây
trên đồng ruộng 74

3.2. Chẩn đoán nhanh bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây trong
phòng thí nghiệm 77

3.3. Bó mạch cây lạc bị bệnh HXVK (a) và cây lạc khỏe (b) 78
3.4. Bó mạch cây khoai tây khỏe và cây bị bệnh HXVK 78
3.5. Khuẩn lạc của loài vi khuẩn Ralstonia solanacearum hại lạc,
khoai tây trên môi trường Kings’B, TZC, SPA 81

3.6. Thử phản ứng siêu nhạy của loài R. solanacearum phân lập
trên cây lạc (isolates LSS2) và trên cây khoai tây (isolates
KTTY2) 84

3.7. Mức độ nhiễm bệnh trung bình (%) của một số giống lạc trong
lây bệnh nhân tạo với 14 isolates vi khuẩn R. solanacearum
(năm 2009) 88

3.8. Lây nhiễm nhân tạo bệnh HXVK (R. solanacearum) hại lạc
bằng phương pháp sát thương rễ 89

3.9. Mức độ nhiễm bệnh trung bình (%) của một số giống khoai tây
trong lây bệnh nhân tạo với 10 isolates vi khuẩn R.
solanacearum (vụ đông năm 2009) 91


trồng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Diện tích trồng lạc trên toàn thế
giới là 25,2 triệu ha (năm 2009), trong đó lớn nhất là Ấn Độ với diện tích 6,7
triệu ha. Trung Quốc dẫn đầu về sản lượng lạc hàng năm (15,1 triệu tấn/
năm), chiếm tới 45,1% tổng sản lượng trên toàn thế giới. Một số nước như
Mỹ, Trung Quốc, Achentina, Hàn Quốc, thuộc nhóm các quốc gia đạt năng
suất lạc cao nhất thế giới do tập trung đầu tư vào nghiên cứu và áp dụng các
tiến bộ khoa học kỹ thuật trên cây lạc (FA0, 2010) [68].
Việt Nam hiện nay đứng thứ 10 thế giới và thứ 5 tại châu Á về diện
tích trồng lạc. Năm 2009, diện tích lạc của cả nước là 270.000 ha, được
trồng ở tất cả các vùng sinh thái trong cả nước. Nhưng một số vùng trồng
tập trung có diện tích lớn chủ yếu tại vùng Đồng bằng sông Hồng
(34.000ha), vùng Đông Bắc (37.000ha), vùng Bắc Trung Bộ (82.000ha) và
vùng Đông Nam Bộ (43.000ha) (Tổng cục thống kê, 2010) [44]. Năng suất
lạc của Việt Nam (khoảng 1,8 tấn/ha) cao hơn năng suất trung bình của thế
giới (1,42 tấn/ha), nhưng thấp hơn so với Trung Quốc (2,96 tấn/ha). Qua đó
cho thấy tiềm năng về nâng cao năng suất lạc của nước ta còn rất lớn. Tuy
nhiên năng suất lạc của nước ta hiện nay còn thấp, theo các nhà khoa học là
do: thiếu giống năng suất cao, chất lượng tốt, giống có khả năng chống
chịu sâu bệnh,… đó là những nguyên nhân chính làm cho năng suất lạc
thấp, không ổn định và diện tích trồng lạc mở rộng chậm. Phát triển và mở
rộng diện tích các giống lạc mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chống
chịu sâu bệnh là một trong những hướng nghiên cứu ưu tiên nhằm đẩy
mạnh sản xuất lạc ở nước ta.
2

Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc từ châu Mỹ, là
loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong củ khoai tây có chứa nhiều
tinh bột, đạm, đường, chất béo và các loại vitamin khác nhau, vì vậy khoai tây
còn là cây lương thực chủ yếu của nhiều nước trên thế giới. Chính vì vậy cây
khoai tây hiện nay đang được trồng rất rộng rãi trên thế giới và phát triển

[76]; Prior et al., 1997 [125]). Bệnh gây nên những thiệt hại nghiêm trọng về
kinh tế, làm giảm năng suất trên nhiều cây trồng từ 15 đến 95%, thậm chí
100% trên cây cà chua (AVRDC report, 2000) [54], đến 70% trên cây khoai
tây (Sinha, 1986) [133] và 90% trên cây lạc (Machmud, 1986) [107].
Bệnh HXVK phân bố rộng rãi, phổ biến và gây tác hại nghiêm trọng ở
vùng nhiệt đới, á nhiệt đới và những vùng có khí hậu ấm và ẩm trên thế giới
(Hayward, 1991 [77]; Kelman, 1997 [96]). Hàng năm ước tính thiệt hại do bệnh
HXVK trên lạc từ 50.000 đến 150.000 tấn (Machmud et al., 1994) [105].
Qua điều tra, khảo sát bệnh trong những năm 1990 - 1992, Nguyễn
Xuân Hồng và cs (1993) [87] đã cho biết: bệnh HXVK hại lạc xuất hiện phổ
biến ở hầu hết các vùng, mức độ bị bệnh có sự thay đổi giữa các vùng sinh
thái. Bệnh hại nghiêm trọng ở một số vùng trọng điểm ở Tỉnh Nghệ An và
Thanh Hóa với tỷ lệ bệnh giao động từ 15 - 35% và ở vùng trồng lạc của Tỉnh
Long An và Tây Ninh là 20 - 30%.
Trong kết quả nghiên cứu về bệnh HXVK hại cây lạc ở 3 tỉnh Hà Nội,
Bắc Giang và Nghệ An, Nguyễn Thị Ly và cs (1991) [25] đã cho rằng: ở 14
HTX trồng lạc thì bệnh HXVK hại nặng ở một số điểm điều tra của tỉnh Nghệ
An với tỷ lệ bệnh giao động trong khoảng 15 - 40%, trong khi đó ở Việt Yên
(Bắc Giang) tỷ lệ bệnh trung bình chỉ từ 10 đến 15%.
Nguyễn Văn Liễu (1998) [24] khi điều tra tình hình bệnh HXVK hại
lạc trong sản xuất ở Miền Bắc cho thấy: hầu hết các giống lạc đang được
trồng phổ biến trong sản xuất hiện nay là không kháng bệnh HXVK (tỷ lệ cây
4

chết trung bình trong vụ xuân là 15-25%), ở những vùng ổ dịch bệnh gây chết
90-100%). Tác giả cho rằng đây là một trong những nguyên nhân chính làm
cho tác hại của bệnh trong sản xuất ngày càng gia tăng.
Chính vì vậy, quá trình điều tra nghiên cứu đánh giá thực trạng bệnh
héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith. hại cây lạc, cây khoai tây,
mức độ phổ biến, tác hại cũng như nghiên cứu những biện pháp phòng trừ

thời nhằm hạn chế tác hại của bệnh HXVK, tăng cao năng suất và chất
lượng nông sản phẩm.
- Kết quả nghiên cứu một số đặc tính sinh học của loài R.
solanacearum Smith có ý nghĩa trong chẩn đoán, giám định và dự báo xu thế
phát sinh gây hại của bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây ở vùng Hà Nội
và phụ cận.
- Luận án góp phần xây dựng ngày càng hoàn thiện hơn quy trình
quản lý tổng hợp bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây vùng Hà Nội và
phụ cận.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề xuất quy trình quản lý tổng hợp bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai
tây vùng Hà Nội và phụ cận, góp phần giải quyết nhu cầu cần thiết trong thực
tiễn sản xuất cây lạc, cây khoai tây vùng Hà Nội và phụ cận do bệnh HXVK
gây ra.
- Bổ sung nguồn tư liệu khoa học làm cơ sở xây dựng định hướng quy
hoạch, nghiên cứu phát triển vùng trồng cây lạc, cây khoai tây của các nhà
quản lý, các nhà khoa học trong nước.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây vùng Hà Nội và phụ cận.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài tiến hành từ tháng 6 năm 2008 đến tháng 10 năm 2011
- Điều tra thực trạng bệnh HXVK hại cây lạc, cây khoai tây.
6

- Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học; xác định các
race, biovar của loài R. solanacearum gây bệnh HXVK.
- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát sinh, phát
triển bệnh HXVK.
- Nghiên cứu biện pháp quản lý tổng hợp bệnh HXVK hại cây lạc, cây

tốt đến sức khỏe con người, đất, nước, môi trường sinh thái.
Mặt khác, hiện nay ở nước ta những nghiên cứu về chế phẩm sinh học
để phòng trừ các tác nhân gây bệnh có nguồn gốc trong đất hại cây trồng chưa
được ứng dụng nhiều trong sản xuất.
Vì vậy, nghiên cứu đề xuất quy trình quản lý tổng hợp, trong đó chú
trọng biện pháp canh tác, chọn lọc sử dụng giống chống chịu bệnh, biện pháp
sinh học,… một cách tổng hợp để nâng cao hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh
trên một số cây trồng cạn là điều cấp thiết hiện nay.
1.2. Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước và trong nước
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước
1.2.1.1. Lịch sử nghiên cứu, mức độ phổ biến, tác hại và sinh thái của bệnh
héo xanh vi khuẩn trên cây lạc, cây khoai tây và một số cây trồng khác
Bệnh héo xanh vi khuẩn là một trong các bệnh gây hại nghiêm trọng
đến năng suất và chất lượng cây lạc, cây khoai tây ở nhiều nước trên thế giới.
Vi khuẩn được Smith nghiên cứu và đặt tên là Pseudomonas solanacearum
(P. solanacearum) từ năm 1896. Năm 1996 tác giả Yabuuchi đã nghiên cứu,
8

đề nghị chuyển vi khuẩn gây bệnh HXVK thành tên mới Ralstonia
solanacearum (Smith) Yabuuchi. Bệnh HXVK là loại bệnh quan trọng và
điển hình nhất ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và những vùng có khí hậu ôn
đới trên thế giới (Hayward, 1994 [76]; Prior et al., 1997 [125]). Bệnh gây nên
những thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, làm giảm năng suất trên nhiều cây
trồng từ 15 đến 95%, thậm chí 100% trên cây cà chua (AVRDC report, 2000)
[54], đến 70% trên cây khoai tây (Sinha, 1986) [133] và 90% trên cây lạc
(Machmud, 1986) [107].
Bệnh HXVK phân bố rộng rãi, phổ biến và gây tác hại nghiêm trọng ở
vùng nhiệt đới, á nhiệt đới và những vùng có khí hậu ấm và ẩm trên thế giới
(Hayward, 1991 [77]; Kelman, 1997 [96]). Trên cây lạc, bệnh HXVK đã được
công bố ở Indonesia vào năm 1905 và mức độ gây hại có thể làm giảm năng

dân về việc xác định sự lây lan cũng như việc kiểm soát căn bệnh này đã được
tiến hành với 81 nông dân và 489 mẫu củ thu thập ngẫu nhiên trong 8 chợ lớn
để xác định bệnh tiềm ẩn bằng phương pháp DAS-ELISA. Kết quả cho thấy
100% nông dân đã nhận thức được sự xuất hiện của bệnh héo xanh do vi
khuẩn trên cánh đồng của họ và phương thức lây lan. Mức độ nhiễm bệnh của
vi khuẩn gây bệnh héo xanh được đánh giá là cao hơn 25% so với các loại vi
khuẩn khác (Kagona, 2008) [95].
1.2.1.2. Những nghiên cứu về vi khuẩn gây bệnh héo xanh R. solanacearum Smith.
Các công trình nghiên cứu cho thấy rằng bệnh HXVK do vi khuẩn

P. solanacearum Smith có hình gậy ngắn, tròn ở hai đầu gây ra. Vi khuẩn
thường gặp ở dạng đơn lẻ, ghép đôi hoặc bốn hiếm khi thấy chúng kết hợp thành
chuỗi. Kích thước của chúng trong khoảng 1,0 - 1,5 x 0,5 - 06 μm. Chúng có từ
một đến vài tiên mao và luôn chuyển động. Khuẩn lạc có bề mặt trơn, nhẵn, ít
khi gồ ghề, hơi chảy hoặc không chảy, có thể có màu trắng, trắng đục hoặc phớt
hồng ở tâm khuẩn lạc trên môi trường TZC. Vi khuẩn có tính độc cao và có tính
độc thấp đều có lông nhỏ ở rìa (Mehan et al., 1994) [109].
10

Vi khuẩn gây bệnh HXVK là ký sinh đa thực. Nó có thể gây hại trên cà
chua, lạc, thuốc lá và nhiều cây trồng, cây rừng và cỏ dại. Vi khuẩn có thể tồn
tại lâu dài trong đất, trong tàn dư cây bệnh và trên cỏ dại. Nhiều công trình
của các tác giả trước đây đã công bố cho thấy sự tồn tại của vi khuẩn P.
solanacearum bị ảnh hưởng rất lớn bởi điều kiện môi trường như: nhiệt độ và
độ ẩm đất (Persley, 1986) [122].
R. solanacearum là vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên rất nhiều loại cây
trồng và cây cảnh bao gồm cây khoai tây, cà chua và cây hoa phong lữ. Đây
là một trong những loại vi khuẩn phá hoại cây nghiêm trọng nhất trên toàn thế
giới và hàng năm gây thiệt hại cho ngành nông nghiệp hàng tỉ đô la Mỹ. Vi
khuẩn R. solanacearum race 3 biovar 2 (R3bv2) không xuất hiện ở Mỹ nhưng

khoai tây (thông qua các vết thương hoặc tại các điểm xuất hiện của rễ bên).
Các sinh vật trong đất như giun tròn có thể gây ra tổn thương cho rễ cây và
tạo điều kiện cho sự xâm nhập của vi khuẩn vào cây. Trong một số trường
hợp, vi khuẩn từ cây bị nhiễm bệnh có thể lây lan qua các cây chưa bị nhiễm
bệnh qua nước tưới. Vi khuẩn R. solanacearum có thể tồn tại trong nhiều
ngày thậm chí nhiều năm trong củ giống khoai tây bị nhiễm bệnh ở trong đất,
trong nước tưới tiêu bị nhiễm khuẩn, cỏ dại bị nhiễm bệnh và trong nước thải.
Từ những nguồn bệnh đó, vi khuẩn có thể lây lan từ những ruộng bị nhiễm
bệnh đến các ruộng chưa bị nhiễm bệnh qua đất dính trên nông cụ, nước tưới
hay do mưa. Trong điều kiện nhiệt độ thấp (<4
0
C) mật độ vi khuẩn giảm
nhanh chóng nhưng vi khuẩn vẫn có thể tồn tại và thường ở trạng thái tiềm ẩn.
Trong môi trường tự nhiên, vi khuẩn R. solanacerum biovar 3 race 2 có thể
sống sót qua mùa đông trong cỏ dại bán thủy sinh, trong các phần sót lại của
cây trên ruộng hoặc trong vùng đất quanh rễ của các cây chủ ký (Patrice,
2008) [121].
Nghiên cứu những đặc tính sinh hóa chính của vi khuẩn

R. solanacearum, He et al. (1983) [83] đã cho biết: