Thử nghiệm chế phẩm nấm metarhizium anisopliae để phòng trừ ve sầu hại cà phê và xén tóc hại mía trên địa bàn tỉnh Gia Lai

81 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(82)/2017 lượng của trái khóm trồng tại huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang. Luận án tiến sĩ sinh học. Trường Đại học Cần Thơ. Aggarwal B.B, Sung B., 2009. Pharmacological basis for the role of curcumin in chronic diseases: an age- old spice with modern targets. Trends Pharmacol Sci, 30: 85-94. Ajay Kumar, Ritu Singh, Akhilesh Yadav, D. D. Giri, P. K. Singh, Kapil D. Pandey, 2016. Isolation and characterization of bacterial endophytes of Curcuma longa L. 3 Biotech, 6: 60. Chen T., Z. Chen, G.H. Ma, B.H. Du, B. Shen, Y.Q. Ding and K. Xu, 2014. Diversity and potential application of endophytic bacteria in ginger. Genetics and Molecular Research 13 (3): 4918-4931. Jalgaonwala Ruby E and Mahajan Raghunath T., 2011. A Review: Bacterial Endophytes and their Bioprospecting. Journal of Pharmacy Research, 4 (3): 795-799. Jasim B., Aswathy Agnes Joseph, C. Jimtha John, Jyothis Mathew, E. K. Radhakrishnan, 2014. Isolation and characterization of plant growth promoting endophytic bacteria from the rhizome of Zingiber officinale. 3 Biotech, Volume 4, Issue 2, pp. 197-204. Liu L, Sun L, Zhang R.Y, Yao N, Li L., 2010. Diversity of IAA-producing endophytic bacteria isolated from the roots of Cymbidium goeringii. Biodivers. Sci. 18, No.2: 182-187. Maiti S.K., 2004. Water and waste water analysis. In Handbook of methods in environmental studies. India: ABD Publishers. Isolation and evaluation of biological characteristics of bacterial endophytes from turmeric roots Tran Thi Tuyet, Nguyen Van Giang Abstract This experiment was carried out to isolate and evaluate biological characteristics of endophytic strains from turmeric roots. 21 endophytic bacterial isolates were isolated from turmeric rhizome. All of these strains produced siderophore, IAA and solubilized phosphate. The strongest strain of TD2 was selected for evaluation of the effect of incubation time and medium pH on the IAA biosynthesis ability; effects of carbon and nitrogen sources on phosphate solubility. The TD2 strain showed the most powerful IAA synthesis after 5th day of culture (76.11 µg / ml) in the NA medium with pH 6 - 7. Suitable carbon and nitrogen sources for this strain exhibit phosphate solubility were D-sorbitol, peptone and NH4+ and NO3- containing nitrogen sources. Key words: Endophytes, IAA and siderophore biosynthesis, phosphate solubility, turmeric roots Ngày nhận bài: 15/8/2017 Người phản biện: TS. Trần Danh Sửu Ngày phản biện: 20/8/2017 Ngày duyệt đăng: 10/9/2017 1 Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển cây Hồ tiêu, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên THỬ NGHIỆM CHẾ PHẨM NẤM Metarhizium anisopliae ĐỂ PHÒNG TRỪ VE SẦU HẠI CÀ PHÊ VÀ XÉN TÓC HẠI MÍA TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH GIA LAI Nguyễn Quang Ngọc1, Phan Võ Ngọc Quyền1 TÓM TẮT Đề tài “Thử nghiệm chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ Ve sầu hại cà phê và Xén tóc hại mía trên địa bàn tỉnh Gia Lai” đã được thực hiện trong 2 năm 2010 - 2011 và thu được các kết quả như sau: Hiệu lực phòng trừ Ve sầu của nấm Metarhizium anisopliae đạt khá cao, trong hai năm biến động từ 34,25% đến 61,69% và cao nhất là vào năm 2011 ở công thức 3 sau 30 ngày phun (61,69%). Mật độ bào tử nấm Metarhizium anisopliae lưu tồn trong đất tại vườn cà phê thí nghiệm khá cao (từ 5,4 - 6,0 ˟ 105cfu/g); Hiệu lực phòng trừ của nấm Metarhizium anisopliae đối với Xén tóc hại mía chưa rõ ràng. Mật độ bào tử nấm Metarhizium anisopliae lưu tồn trong đất ruộng mía thấp, chỉ đạt từ 3,8 - 4,4 ˟ 103cfu/g. Từ khóa: Cà phê, mía, ve sầu, xén tóc 82 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(82)/2017 I. ĐẶT VẤN ĐỀ Cà phê và mía là những cây trồng trọng điểm của ngành nông nghiệp tỉnh Gia Lai và đã mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân. Nhưng cùng với sự gia tăng về diện tích cũng như đẩy mạnh mức độ thâm canh đối với hai loại cây trồng này là sự xuất hiện ngày càng nhiều các loài sâu bệnh gây hại nghiêm trọng, đặc biệt là Ve sầu hại cà phê và Xén tóc hại mía đã làm ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng của hai loại cây trồng này (Chi cục BVTV Gia Lai, 2009 và 2011). Các biện pháp phòng trừ được người nông dân áp dụng đối với hai loài sâu hại kể trên chủ yếu là dùng thuốc hóa học. Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc hóa học chưa mang lại hiệu quả; thêm vào đó là nguy cơ ô nhiễm môi trường bởi việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật. Đã có rất nhiều những nghiên cứu và ứng dụng nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ côn trùng hại cây trồng (Nguyễn Dương Tuệ và Võ Thị Hoa, 2009; Phạm Thị Thùy và ctv., 2003). Đây là một hướng đi được nhiều nhà khoa học quan tâm bởi: Việc sử dụng chế phẩm sinh học nói chung và chế phẩm nấm M. anisopliae nói riêng đang ngày càng có hiệu quả tích cực trong việc phòng trừ dịch hại và thân thiện với môi trường sinh thái (Phạm Thị Thùy, 2004). Để góp phần giải quyết những yêu cầu của thực tiễn nói trên đề tài tiến hành nghiên cứu “Thử nghiệm chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ Ve sầu hại cà phê và Xén tóc hại mía trên địa bàn tỉnh Gia Lai”. Với mục tiêu đạt hiệu quả phòng trừ cao, thân thiện môi trường. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae 1 ˟ 109 cfu/g, dạng bột dễ hoà tan. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Đánh giá hiệu lực của chế phẩm M. anisopliae a) Đối với ve sầu hại cà phê Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm gồm 4 công thức, bố trí theo kiểu ô lớn không lặp lại, mỗi ô cơ sở 1.000 m2 (các công thức: 2 - 2,5 - 3 kg chế phẩm và CT4: đối chứng). b) Đối với Xén tóc hại mía Thí nghiệm gồm 4 công thức, bố trí theo kiểu ô lớn không lặp lại mỗi ô cơ sở 500 m2 (các công thức: 1 - 1,25 - 1,5 kg chế phẩm và CT4: đối chứng). c) Các chỉ tiêu theo dõi * Thí nghiệm trên Ve sầu hại cà phê: - Thời gian theo dõi thí nghiệm: Trước khi xử lý chế phẩm 2 ngày. Sau khi xử lý chế phẩm 25 và 30 ngày. - Phương pháp thu thập, đánh giá tỷ lệ chết của ve sầu do nhiễm nấm + Áp dụng phương pháp thu mẫu theo 5 điểm chéo góc trên mỗi công thức thí nghiệm; mỗi điểm quan trắc 2 gốc cà phê. + Áp dụng phương pháp thu thập mẫu không hoàn lại ở vị trí lấy mẫu cũ. Tại mỗi gốc cà phê sẽ được chọn 1 hướng để thu thập theo chiều rộng của bồn với 3 hố được đào trên 1 hướng, sau đó tiến hành đào và thu thập mẫu ve sầu (ở giai đoạn sâu non) sống và chết trước và sau thí nghiệm: Hố 1 cách gốc cà phê 20 cm (30 cm ˟ 20 cm ˟ 10 cm); Hố 2 cách gốc cà phê 70 cm (30 cm ˟ 20 cm ˟ 5 cm); Hố 3 cách gốc cà phê 120 cm (30 cm ˟ 30 cm ˟ 30 cm). Tỷ lệ ve sầu chết (%) = ˟ 100 ∑ số ve sầu chết do nhiễm nấm sau xử lý ∑ số ve sầu sống trước xử lý * Thí nghiệm trên Xén tóc hại mía: - Thời gian theo dõi thí nghiệm: Trước khi xử lý chế phẩm 2 ngày; Sau khi xử lý thuốc 30 và 45 ngày. - Phương pháp thu thập, đánh giá tỷ lệ chết của xén tóc do nhiễm nấm: + Áp dụng phương pháp thu thập mẫu theo 5 điểm chéo góc trên mỗi công thức thí nghiệm. Mỗi điểm quan trắc là 1 m2 của ruộng mía công thức thí nghiệm. Trên 1m2 của ruộng mía công thức thí nghiệm tiến hành đào sâu từ 20 - 30 cm ở 2 bên mép của mỗi gốc mía bị Xén tóc gây hại để điều tra, thu thập số lượng Xén tóc (ở giai đoạn sâu non) sống và chết do nấm Metarhizium anisopliae gây nên. + Áp dụng phương pháp thu thập mẫu không hoàn lại vị trí lấy mẫu cũ. Thời gian thu thập mẫu: Trước xử lý chế phẩm 2 ngày và sau xử lý chế phẩm lần 2: 30 và 45 ngày. - Hiệu lực của chế phẩm: Được tính theo công thức Henderson- Tilton. 2.2.2. Đánh giá khả năng lưu tồn của nấm M. anisopliae trên đồng ruộng - Phân tích mật độ bào tử nấm M. anisopliae trong đất trước và sau khi phun chế phẩm. 83 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(82)/2017 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 5 năm 2010 đến tháng 5 năm 2012 tại 2 huyện Đắk Đoa và Đắk Pơ, tỉnh Gia Lai. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiệu quả sử dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae 3.1.1. Hiệu quả phòng trừ Ve sầu hại cà phê a) Ảnh hưởng của chế phẩm nấm Metarhizium anisoplaie đến tỷ lệ chết của Ve sầu Sau khi phun chế phẩm vào các thời điểm 25 và 30 ngày, tỷ lệ Ve sầu chết do nhiễm nấm M.anisopliae ở các công thức nghiên cứu (có phun) có sự khác biệt rõ rệt so với công thức đối chứng và đều có sai khác ý nghĩa về mặt thống kê (Pi <0,05). Cao nhất tại công thức 3 năm 2011 sau phun 30 ngày, số ve sầu chết là 37 con, tỷ lệ 52, 11%. Hình 1. Ve sầu chết do nhiễm nấm M. anisopliae b) Hiệu lực phòng trừ Ve sầu của chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae Bảng 2. Hiệu lực của chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae đối với ve sầu ở các công thức thí nghiệm tại xã Hneng, huyện Đắc Đoa, năm 2010 và 2011 Hiệu lực phòng trừ Ve sầu của nấm Metarhizium anisopliae đạt khá cao, hiệu lực trong hai năm biến động từ 34,25% đến 61,69% và cao nhất là ở công thức 3 sau 30 ngày phun (năm 2011). c) Năng suất cà phê thực thu của các công thức nghiên cứu Hình 2. Năng suất cà phê thực thu Năng suất cà phê của các công thức nghiên cứu đã có sự chênh lệch, tại các công thức có phun chế phẩm năng suất trung bình hai năm cao hơn công thức đối chứng (không phun) và tăng dần theo nồng độ phun chế phẩm (trung bình dao động từ 153 - 478 kg/ha). Điều đó cho thấy rằng việc phun chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae không những gây nhiễm và làm chết Ve sầu mà còn gián tiếp làm năng suất cà phê. Bảng 1. Tỷ lệ Ve sầu chết ở các công thức thí nghiệm tại xã Hneng, huyện Đắc Đoa, năm 2010 và 2011 Công Thức Năm Số ve sầu sống trước phun (con/công thức) Sau xử lý chế phẩm Sau 25 ngày Sau 30 ngày Chết (con) Tỷ lệ (%) Chết (con) Tỷ lệ (%) Công thức 1 2010 102 38 37,25 33 32,35 2011 76 31 40,79 24 31,58 Công thức 2 2010 78 30 38,46 31 39,74 2011 74 37 50,00 30 40,54 Công thức 3 2010 67 34 50,75 33 49,25 2011 71 42 59,15 37 52,11 Công thức 4 2010 87 14 16,09 9 10,34 2011 68 10 14,71 9 13,24 Công thức Năm Số ve sầu sống trước phun (con/công thức) Hiệu lực (%) sau xử lý chế phẩm 25 NSP 30 NSP Công thức 1 2010 102 34,25 42,00 2011 76 37,76 41,84 Công thức 2 2010 78 44,23 55,38 2011 74 54,05 58,65 Công thức 3 2010 67 54,01 58,45 2011 71 58,36 61,69 Biểu đồ 1: Năng suất cà phê thực thu tại các công thức nghiên cứuNăng suất (kg nhân/ha) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 CT1 3043 3413 3228 2010 2011 T. Bình CT2 3261 3500 3380 CT3 3478 3609 3543 CT4 2826 3304 3065 34133228 3043 35003380 3478 36093543 2826 3304 30653261 84 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(82)/2017 3.1.2. Hiệu quả phòng trừ Xén tóc hại mía Ảnh hưởng của chế phẩm Metarhizium anisopliae đến tỷ lệ chết của Xén tóc hại mía trong 2 năm nghiên cứu được thể hiện qua bảng 3. Năm 2010, tỷ lệ Xén tóc chết do nhiễm nấm Metarhizium anisopliae bằng 0. Nguyên nhân chủ yếu là do Xén tóc thường nằm sâu trong gốc mía, thân cây và thân ngầm nên khả năng tiếp xúc, lây nhiễm của nấm rất khó. Thí nghiệm năm 2011 với những thay đổi trong phương pháp xữ lý đã có Xén tóc nhiễm nấm tuy nhiên tỷ lệ rất thấp và có sự chênh lệch giữa các công thức nghiên cứu nhưng không có ý nghĩa thống kê (P > 0,05). Hình 3. Xén tóc chết do nhiễm nấm M. anisopliae Như vậy, khả năng lây nhiễm cũng như hiệu lực phòng trừ của nấm M.anisopliae đối với Xén tóc hại mía là rất thấp. Nguyên nhân chủ yếu theo nhóm nghiên cứu đánh giá là do: Xén tóc ở giai đoạn sâu non thường sống và gây hại ở giữa gốc mía và bên trong thân cây mía, nên việc xử lý gặp trở ngại. Bên cạnh đó, ẩm độ không khí trong ruộng mía giai đoạn đẻ nhánh, vươn lóng thấp làm giảm mật độ nấm sau khi xử lý chế phẩm trên đồng ruộng, ảnh hưởng đến tỷ lệ nấm tiếp xúc với xén tóc. 3.2. Khả năng lưu tồn của nấm M. anisopliae trong đất sau khi phun chế phẩm 3.2.1. Thí nghiệm phòng trừ Ve sầu hại cà phê Bảng 4. Mật độ bào tử nấm Metarhizum anisopliae trong đất tại xã Hneng, huyện Đắk Đoa, Gia lai, năm 2010 - 2011 Sau khi xử lý chế phẩm 30 ngày, mật độ bào tử nấm Metarhizium anisopliae lưu tồn trong đất của các công thức nghiên cứu rất cao, biến động trong khoảng (5,4 ˟ 105 - 6,0 ˟ 105 cfu/g). Việc nấm Metarhizium anisopliae tồn lưu trong đất là vô cùng quan trọng, đây là nguồn nấm để có thể tiếp tục lây lan và gây nhiễm trên những đối tượng còn sống và hạn chế sự phát triển trở lại của Ve sầu. Bảng 3. Tỷ lệ Xen tóc chết ở các công thức thí nghiệm tại xã Đắk Pơ, huyện Đắk Pơ, năm 2010 - 2011 Công thức Năm Số xén tóc sống trước xử lý (con/công thức) Sau xử lý chế phẩm Sau 30 ngày Sau 45 ngày Chết (con) Tỷ lệ (%) Chết (con) Tỷ lệ (%) Công thức 1 2010 4 - - - - 2011 19 2 10,53 3 15,79 Công thức 2 2010 7 - - - - 2011 20 3 15,00 4 20,00 Công thức 3 2010 5 - - - - 2011 20 3 15,00 4 20,00 Công thức 4 2010 6 - - - - 2011 18 1 5,56 1 5,56 Công thức Năm Mật độ bào tử (cfu/g) qua các lần lấy mẫu Trước khi phun 30 ngày sau phun Công thức 1 2010 < 10 5,1 ˟ 105 2011 < 10 5,6 ˟ 105 Trung bình <10 5,4 ˟ 105 Công thức 2 2010 < 10 5,3 ˟ 105 2011 < 10 5,9 ˟ 105 Trung bình <10 5,6 ˟ 105 Công thức 3 2010 < 10 5,6 ˟ 105 2011 < 10 6,4 ˟ 105 Trung bình <10 6,0 ˟ 105 Công thức 4 2010 < 10 < 10 2011 < 10 < 10 Trung bình <10 <10 85 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(82)/2017 3.2.2. Thí nghiệm phòng trừ Xén tóc hại mía Bảng 5. Mật độ bào tử nấm Metarhizum anisopliae trong đất (cfu/g), xã Đắk Pơ, huyện Đắk Pơ, Gia Lai năm 2011 Kết quả phân tích thí nghiệm năm 2010 không tìm thấy sự tồn tại của nấm Metarhizium anisopliae trong đất ở các công thức nghiên cứu. Tuy nhiên kết quả phân tích thí nghiệm năm 2011 cho thấy đã có sự lưu tồn của nấm Metarhizium anisopliae trong đất ở các công thức nghiên cứu sau khi xử lý chế phẩm nhưng mật độ bào tử nấm ở mức thấp, dao động trong khoảng (3,8 ˟ 103 - 4,4 ˟ 103 cfu/g). Sở dĩ khả năng lưu tồn của nấm trong đất trồng cà phê cao hơn đất trồng mía là do nguồn hữu cơ (C, N), hàm lượng kitin trong đất trồng cà phê dồi dào (số lượng Ve sầu - là nguồn cơ chất chủ yếu cho nấm phát triển- trong đất trồng cà phê tại các lô thí nghiệm rất nhiều). Mặt khác tại thời điểm xử lý chế phẩm, ẩm độ đất trồng cà phê cũng cao hơn đất trồng mía, do đó khả năng sinh trưởng, phát sinh bào tử nấm trong đất trồng cà phê cao hơn đất trồng mía. IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4. 1. Kết luận - Hiệu lực phòng trừ Ve sầu của nấm Metarhizium anisopliae đạt khá cao, trong hai năm biến động từ 34,25% đến 61,69% và cao nhất là ở công thức 3 sau 30 ngày phun, năm 2011 (61,69%). - Năng suất cà phê của các công thức thí nghiệm tăng so đối chứng, trung bình dao động từ 153 - 478 kg/ha. - Mật độ bào tử nấm M. anisopliae lưu tồn trong đất trồng cà phê cao, biến động trong khoảng (5,4 ˟ 105 - 6,0 ˟ 105 cfu/g). - Ảnh hưởng của nấm M. anisopliae đến tỷ lệ chết của Xén tóc và hiệu lực phòng trừ Xén tóc chưa rõ ràng. 4.2. Đề nghị - Khuyến cáo sử dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae với liều lượng từ 2,5 - 3 kg/1000 m2 để phun phòng trừ Ve sầu hại cà phê trên đồng ruộng. Tuy nhiên chỉ sử dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ ve sầu ở những vườn cà phê bị ve sầu gây hại - Tiếp tục thử nghiệm chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae phòng trừ Xén tóc hại mía để có cơ sở khoa học cho những kết luận chính xác hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Chi cục BVTV Gia Lai, 2009. Báo cáo tình hình Xén tóc hại mía trên địa bàn tỉnh Gia Lai. Báo cáo Sở Nông nghiệp và PTNT. Chi cục BVTV Gia Lai, 2011. Thông báo tình hình Ve sầu hại cà phê và biện pháp khắc phục. Báo cáo Sở Nông nghiệp và PTNT. Nguyễn Dương Tuệ và Võ Thị Hoa, 2009. Báo cáo nghiên cứu “Sử dụng nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ các loại sâu, bọ cánh cứng tại vùng rau Đông Vĩnh, Nghi Đức, Nghệ An” . Phạm Thị Thùy, 2004. Công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật. NXB ĐH Quốc Gia Hà Nội. Phạm Thị Thùy, Lê Văn Kỳ, Thân Thời An, 2003. Báo cáo khoa học “Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ bọ hại dừa (Brontispa sp.) ở Bình Định”. Công thức Năm Mật độ bào tử (cfu/g) qua các lần lấy mẫu Trước khi phun 45 ngày sau phun Công thức 1 2011 < 10 3,8 ˟ 103 Công thức 2 2011 < 10 4,2 ˟ 103 Công thức 3 2011 < 10 4,4 ˟ 103 Công thức 4 (ĐC) 2011 < 10 < 10 Testing of Metarhizium anisopliae fungus preparation for Cicada and longhorn beetle control Nguyen Quang Ngoc, Phan Vo Ngoc Quyen Abstract The project “Testing of Metarhizium anisopliae fungus preparation for Cicada and longhorn beetle control in Gia Lai, Vietnam” was conducted from 2010 to 2011. The results showed that Metarhizium anisopliae gave high effectiveness from 34.25% to 61.69% for cicada control after two years application. The highest effectiveness was recorded in treatment 3 (61.69% in 2011) after 30 days of application. Metarhizium anisopliae population remained in coffee plantation soil was 5.4 - 6.0 ˟ 105CFU/g. The effectiveness was unclear for longhorn beetle control. Furthermore, Metarhizium anisopliae population remained in sugar cane plantation soil was only 3.8 - 4.4 ˟ 103CFU/g. Key words: Coffee, sugarcane, cicada, longhorn beetle Ngày nhận bài: 25/7/2017 Ngày phản biện: 13/8/2017 Người phản biện: TS. Nguyễn Thị Nhung Ngày duyệt đăng: 10/9/2017