Luận án Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của tuyến trùng Meloidogyne sp. hại cà tím và biện pháp phòng trừ theo hướng quản lý tổng hợp tại Lâm Đồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ MINH LOAN TRẦN THỊ MINH LOAN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI CỦA TUYẾN TRÙNG Meloidogyne sp. HẠI CÀ TÍM VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ THEO HƯỚNG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TẠI LÂM ĐỒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội, 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ MINH LOAN TRẦN THỊ MINH LOAN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI CỦA TUYẾN TRÙNG Meloidogyne sp. HẠI CÀ TÍM VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ THEO HƯỚNG QUẢN LÝ TỔNG HỢP TẠI LÂM ĐỒNG Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 9620112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Phạm Thị Vượng PGS. TS. Nguyễn Văn Kết 1. PGS.TS. Phạm Thị Vượng 2. PGS.TS. Nguyễn Văn Kết Hà Nội, 2019 BẢN CAM ĐOAN Tôi cam đoan toàn bộ số liệu và kết quả của luận án là công trình khoa học của tôi, chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào khác. Tôi không sao chép luận án hoặc công trình của người khác dưới bất kỳ hình thức nào. Mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn và các trích dẫn đã được trích nguồn Người cam đoan Trần Thị Minh Loan LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này tôi đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo của Thầy Cô giáo, sự gúp đỡ và tạo mọi điều kiện của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Viện Bảo vệ thực vật, Trường Đại học Đà Lạt, sự giúp đỡ của Viện nghiên cứu Nông nghiệp Thủy Sản và Thực phẩm tỉnh Flander (Flanders Research Institute for Agriculture, Fisheries and Food -ILVO), sự động viên tinh thần của người thân và đồng nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô PGS.TS. Phạm Thị Vượng, thầy PGS.TS. Nguyễn Văn Kết đã tận tình giúp đỡ, động viên, hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành khóa học và luận án này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với Thầy GS.TS. Wim Wesemael đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành khóa học tại Bỉ và giúp đỡ tôi phân loại tuyến trùng nốt sần rễ trên mẫu đất và mẫu rễ cà tím. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Lieven Waeyenberge đã hướng dẫn và phân loại tuyến trùng nốt sần rễ bằng biện pháp sinh học phân tử và cảm ơn Nancy de Sutter đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tại Bỉ. Xin cảm ơn Nguyễn Tiến An và TS. Schepers Huub trường Đại học Wageningen đã cung cấp tài liệu về khóa phân loại tuyến trùng nốt sần rễ để tôi có thể hoàn thành luận án này. Xin cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Nông lâm trường Đại học Đà Lạt đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành chương trình học. Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình cô Nhung, chú Thành đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập tại Hà Nội. Em xin cảm ơn anh Nhất, chị Tuyết, chị Hiên đã góp ý và tận tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi cũng gửi lời cảm ơn tới De Steur Peter và Martine Maes, Ủy ban Nhân dân tỉnh Lâm Đồng đã giúp đỡ và kết nối để tôi có thể học khóa định danh về tuyến trùng nốt sần rễ tại Bỉ. Xin cảm ơn gia đình cô Bích, chú Mến và chị Phượng ở thôn Suối thông B xã Đạ Ròn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng và gia đình chị Hường ở Phi Nôm, xã Hiệp Thạnh huyện Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện thí nghiệm và xây dựng mô hình. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Nguyễn Trọng Bảo đã dẫn đường trong quá trình điều tra. Xin cảm ơn các bác, các chú, các cô, các anh, các chị là chủ vườn cà tím khu vực huyện Đơn Dương, Đức Trọng và Đà Lạt sẵn sàng hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra. Cuối cùng tôi xin cảm ơn cha mẹ, các thành viên trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp luôn động viên, cổ vũ và giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án này. Hà Nội, tháng 5 năm 2019 Tác giả luận án Trần Thị Minh Loan MỤC LỤC BẢN CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................... i DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... ii DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... v MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 2. Mục đích, đối tượng, phạm vi và yêu cầu của đề tài .......................................... 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án ............................................... 3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 4 5. Đóng góp mới của luận án .................................................................................. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI .... 6 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................. 6 1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ....................................................... 8 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước .............................................................. 8 1.2.2 Những nghiên cứu trong nước ................................................................. 26 1.3 Sơ lược về cây cà tím ...................................................................................... 32 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 34 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................... 34 2.2 Vật liệu, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu ......................................................... 34 2.3 Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 35 2.4 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 36 2.4.1. Phương pháp điều tra thu thập, xác định thành phần tuyến trùng gây nốt sần rễ hại cà tím tại Lâm Đồng ......................................................................... 36 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài tuyến trùng nốt sần rễ (M. incognita) có vai trò gây hại quan trọng cây cà tím ....... 43 2.4.3 Phương pháp nghiên cứu biện pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne incognita) hại cây cà tím theo hướng quản lý tổng hợp tại Lâm Đồng .................................................................................................................. 50 2.4.4 Phương pháp xây dựng thử nghiệm áp dụng một số giải pháp quản lý tổng hợp trong phòng trừ tuyến trùng gây nốt sần rễ (Meloidogyne incognita) hại cây cà tím tại Lâm Đồng .......................................................................................... 56 2.5 Xử lý số liệu .................................................................................................... 57 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 58 3.1 Điều tra, thu thập xác định thành phần tuyến trùng, diễn biến mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cà tím tại Lâm Đồng ...................................... 58 3.1.1 Điều tra tập quán canh tác của người sản xuất cà tím vùng nghiên cứu 58 3.1.2 Triệu chứng, mức độ gây hại một số sâu bệnh hại chính trên cà tím tại Lâm Đồng .................................................................................................................. 67 3.1.3 Diễn biến mật độ, mức độ gây hại tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne spp.) hại cà tím tại Lâm Đồng ........................................................................... 76 3.1.4 Điều tra thu thập xác định thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ Meloidogyne spp. .............................................................................................. 80 3.2 Đặc điểm hình sinh học, sinh thái của tuyến trùng Meloidogyne incognita ... 93 3.2.1 Đặc điểm hình thái của tuyến trùng Meloidogyne incognita ................... 93 3.2.2. Đặc điểm sinh học của tuyến trùng Meloidogyne incognita................... 97 3.2.3 Ảnh hưởng của điều kiện sinh thái đến tuyến trùng Meloidogyne incognita ......................................................................................................................... 103 3.3 Kết quả nghiên cứu giải pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ theo hướng quản lý tổng hợp .................................................................................................. 116 3.3.1 Kết quả nghiên cứu biện pháp canh tác trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím .............................................................................................. 117 3.3.2. Kết quả nghiên cứu biện pháp vật lý trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím .............................................................................................. 121 3.3.3 Kết quả nghiên cứu biện pháp sinh học trong phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím .............................................................................................. 124 3.4. Áp dụng biện pháp phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ (Meloidogyne incognita) hại cây cà tím theo hướng quản lý tổng hợp tại Lâm Đồng .............. 135 3.4.1 Ảnh hưởng của các giải pháp quản lý tổng đến biến động mật độ quần thể tuyến trùng M. incognita hại cà tím ................................................................ 136 3.4.2 Kết quả mô hình thử nghiệm áp dụng các giải pháp quản lý tổng hợp đến mật độ tuyến trùng trong rễ, tỉ lệ nốt sần rễ, mức độ gây hại và năng suất của cà tím ............................................................................................................... 137 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 145 Kết luận ............................................................................................................... 145 Kiến nghị ............................................................................................................. 146 i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa từ/Cụm từ CC: Chuyên canh CV: Coefficient of variation (hệ số biến thiên) C.V: Cuối vụ DEGO: Dorsal esophageal gland orifice (Lỗ đổ tuyến thực quản lưng) ĐC: Đối chứng ĐCĐD: Đối chứng mô hình Đơn Dương ĐCĐT: Đối chứng mô hình Đức Trọng ĐD: Đơn Dương ĐP: Địa phương ĐT: Đức Trọng IPM: Integrated Pest Management (Phòng trừ dịch hại tổng hợp) INM: Integrated Nematodes Management (Phòng trừ tuyến trùng tổng hợp) J1 : Juveniles 1 (ấu trùng tuổi 1) J2: Juveniles 2 (ấu trùng tuổi 2) J3: Juveniles 3 (ấu trùng tuổi 3) J4: Juveniles 4 (ấu trùng tuổi 4) LC: Luân canh LSD: Least significant difference (Khác biệt nhỏ nhất có ý nghĩa) MH: Mô hình NPK: Ni tơ, Phốt pho, Ka li N: ngày sau xử lý NSN: ngày sau nhiễm ns: non significant (không có sự khác biệt) TT: Trước trồng TXL: Trước xử lý PTTH: Phòng trừ tổng hợp XC: Xen canh ii DANH MỤC BẢNG Bảng Tên bảng trang Bảng 2.1 Mô tả cấp hại của tuyến trùng nốt sần rễ ................................................... 38 Bảng 2.2 Ký hiệu mẫu, địa điểm lấy mẫu định danh tuyến trùng bằng PCR ........... 42 Bảng 2.3 Công thức thí nghiệm, biện pháp và kỹ thuật thực hiện biện pháp vật lý phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ ................................................................. 53 Bảng 2.4 Công thức thí nghiệm, hoạt chất, tên thương mại và liều lượng sử dụng các loại thuốc phòng trừ tuyến trùng nốt sần rễ có nguồn gốc sinh học ................ 54 Bảng 2.5 Công thức, hoạt chất, tên thương mại và liều lượng sử dụng thuốc hóa học phòng chống tuyến trùng nốt sần rễ ................................................................. 55 Bảng 2.6 Các biện pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng được áp dụng trong thử nghiệm .......................................................................................................................... 56 Bảng 3.1 Diện tích, năng suất của các giống cà tím đang trồng phổ biến ngoài sản xuất (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ..................................................................... 58 Bảng 3.2 Tình hình kiểm tra cây giống, hiểu biết của nông dân về tuyến trùng nốt sần rễ (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ........................................................................ 59 Bảng 3.3 Tình hình cây cà tím bị tuyến trùng nốt sần rễ và mức độ thiệt hại ước tính (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ............................................................................. 60 Bảng 3.4 Tình hình xử lý đất trồng cà tím của nông dân tại Lâm Đồng .................. 62 (4/2014-6/2017) ......................................................................................................... 62 Bảng 3.5 Tình hình thu gom, xử lý đất và rễ cây trồng bị nhiễm tuyến trùng (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ...................................................................................... 64 Bảng 3.6 Tình hình sử dụng phân bón của nông dân trồng cà tím vùng nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ............................................................................. 65 Bảng 3.7 Phương pháp tưới nước áp dụng vùng trồng cà tím nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ................................................................................................. 66 Bảng 3.8 Thành phần các giống tuyến trùng ký sinh thực vật tại vùng rễ cà tím vùng nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) .......................................................... 72 Bảng 3.9 Mật độ ấu trùng Meloidogyne spp. tuổi 2 trong đất và trong rễ cà tím tại thời điểm điều tra (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ...................................................... 76 Bảng 3.10 Thành phần loài tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím tại Lâm Đồng tại thời điểm điều tra (4/2014-6/2017) .......................................................................... 81 iii Bảng 3.11 Độ bắt gặp các loài tuyến trùng nốt sần rễ trên cà tím vùng nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ............................................................................. 89 Bảng 3.12 Độ bắt gặp, mức độ gây hại, loài gây hại và mật độ tuyến trùng nốt sần rễ gây hại cà tím ở vùng nghiên cứu (Lâm Đồng, 4/2014-6/2017) ...................... 90 Bảng 3.13 Kích thước một số pha sinh trưởng của loài M. incognita ...................... 97 Bảng 3.14 Thời gian phát triển và tỉ lệ xâm nhiễm vào rễ của ấu trùng tuổi 2 loài M. incognita tại nhiệt độ 24±1oC ........................................................................... 98 Bảng 3.15 Thời gian phát triển của ấu trùng tuổi 3 loài M. incognita tại nhiệt độ 24±1oC .............................................................................................................. 99 Bảng 3.16 Thời gian phát triển của ấu trùng tuổi 4 loài M. incognita tại nhiệt độ 24±1oC ............................................................................................................ 100 Bảng 3.17 Thời gian phát triển của con cái trưởng thành loài M. incognita tại nhiệt độ 24±1oC ....................................................................................................... 100 Bảng 3.18 Thời gian phát triển của trứng và ấu trùng tuổi 1 loài tuyến trùng nốt sần rễ M. incognita tại nhiệt độ 24±1oC ............................................................... 100 Bảng 3.19 Thời gian phát triển hình thành con đực loài M. incognita tại nhiệt độ 24±1oC ............................................................................................................ 101 Bảng 3.20 Vòng đời của loài tuyến trùng nốt sần rễ M. incognita tại nhiệt độ 24±1oC ........................................................................................................................ 101 Bảng 3.21 Ảnh hưởng của môi trường khác nhau đến tỉ lệ nở trứng của ............... 103 M. incognita ............................................................................................................ 103 Bảng 3.22 Ảnh hưởng của thành phần cấp hạt đất đến tuyến trùng nốt sần rễ hại cà tím tại Lâm Đồng (4/2014-6/2017) ................................................................ 104 Bảng 3.23 Tương quan giữa độ ẩm đất, nhiệt độ không khí và lượng mưa đến mật độ ấu trùng M. incognita trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (6/2014- 5/2017) ............................................................................................................ 106 Bảng 3.24 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ đến mật độ ấu trùng M. incognita (J2) trong đất, trong rễ, tỉ lệ rễ bị nốt sần và số lượng nốt sần trên rễ cà tím (Lâm Đồng, 2014-2015)........................................................................................... 112 Bảng 3.25 Mật độ ấu trùng M. incognita tuổi 2 trong đất qua các giai đoạn phát triển khác nhau của cà tím (Lâm Đồng, 2017) ....................................................... 114 Bảng 3.26 Mật độ ấu trùng M. incognita trong rễ và mức độ gây hại trên các giống cà tím tại thời điểm 150 ngày sau nhiễm (Lâm Đồng, 2017) ......................... 115 iv Bảng 3.27 Số hoa, số quả và tỉ lệ đậu quả của các giống cà tím khác nhau (Lâm Đồng, 2017) ............................................................................................................... 116 Bảng 3.28 Ảnh hưởng của biện pháp canh tác đến diễn biến mật độ tuyến trùng nốt sần rễ M. incognita hại cà tím tại Lâm Đồng (2014-2016) ............................ 118 Bảng 3.29 Ảnh hưởng của biện pháp canh tác đến mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sần rễ trên cà tím tại Lâm Đồng (2014-2016) .......................................... 120 Bảng 3.30 Ảnh hưởng của biện pháp vật lý đến diễn biến mật độ ấu trùng M. incognita trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014 - 2015) .......................... 122 Bảng 3.31 Mật độ ấu trùng M. incognita trong rễ, tỉ lệ nốt sần rễ, mức độ xâm nhiễm và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) ................................ 123 Bảng 3.32 Ảnh hưởng của biện pháp sinh học đến diễn biến mật độ tuyến trùng nốt sần rễ trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) .................. 125 Bảng 3.33 Ảnh hưởng của biện pháp sinh học đến mật độ ấu trùng nốt sần tuổi 2 trong rễ, mức độ gây hại và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) .......... 128 Bảng 3.34 Ảnh hưởng của biện pháp hóa học đến mật độ ấu trùng M. incognita trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) ...................................... 131 Bảng 3.35 Ảnh hưởng của biện pháp hóa học đến mức độ gây hại và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2014-2015) ................................................................ 134 Bảng 3.36 Ảnh hưởng của biện pháp quản lý tổng hợp lên mật độ ấu trùng M. incognita tuổi 2 trong đất trồng cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2016-2017) .. 136 Bảng 3.37 Ảnh hưởng của biện pháp quản lý tổng hợp tuyến trùng nốt sần rễ đến mức độ gây hại và năng suất cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2016-2017) .............. 138 Bảng 3.38 Hiệu quả kinh tế của mô hình phòng trừ tổng hợp tuyến trùng trên cà tím tại Lâm Đồng (mùa vụ 2016-2017) ................................................................ 140 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Tên hình trang Hình 1.1 Sự phân bố của M. incognita trên thế giới ............................................... 10 Hình 1.2 Biểu hiện nốt sần rễ ở rễ cà tím ................................................................ 11 Hình 1.3 Cây phân loại tuyến trùng nốt sần rễ Meloidogyne .................................. 12 Hình 1.4 Vòng đời c