Tài liệu Nghiên cứu nấm aspergillus sp hại hạt ngô, lạc, đậu tương ở vùng bắc ninh, bắc giang năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ************ NGUYỄN THÀNH CHƠN NGHIÊN CỨU NẤM ASPERGILLUS SP HẠI HẠT NGÔ, LẠC, ĐẬU TƯƠNG Ở VÙNG BẮC NINH, BẮC GIANG NĂM 2014 CHUYÊN NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT MÃ SỐ: 60.62.01.12 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. ĐỖ TẤN DŨNG HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Thành Chơn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân tôi còn nhận được nhiều rất nhiều sự giúp đỡ quý báu khác. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đỗ Tấn Dũng đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài Tôi xin cảm ơn tới các thầy cô giáo trong Bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các tập thể, cá nhân, bạn bè và người thân đã động viên khích lệ tôi trong thời gian học tập tại trường và thực hiện đề tài tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thành Chơn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC Lời cam đoan............................................................................................................ i Lời cảm ơn .............................................................................................................. ii Mục lục .................................................................................................................. iii Danh mục các ký hiệu chữ viết tắt .......................................................................... vi Danh mục bảng ..................................................................................................... vii Danh mục hình ..................................................................................................... viii MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1 2. Mục đích và yêu cầu của đề tài ............................................................................ 2 2.1. Mục đích .......................................................................................................... 2 2.2. Yêu cầu ............................................................................................................ 2 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 3 1.1. Những nghiên cứu ngoài nước .......................................................................... 3 1.1.1. Những nghiên cứu nấm Aspergillus sp. hại trên ngô, lạc, đậu tương ...... 3 1.1.2. Những nghiên cứu chung về Aspergillus sp. .......................................... 4 1.1.3. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh học của nấm Aspergillus flavus .........7 1.1.4. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh học của nấm Aspergillus niger ..........8 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................... 10 Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 15 2.1. Đối tượng, địa điểm, vật liệu nghiên cứu ........................................................ 15 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 15 2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................................................ 15 2.1.3. Vật liệu nghiên cứu.............................................................................. 15 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 16 2.3.1. Phương pháp thu thập mẫu hạt ............................................................. 16 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ................................ 16 2.5. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................. 21 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...................................... 22 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 3.1. Nghiên cứu xác định thành phần và mức độ phổ biến của nấm hại hạt ngô, lạc, đậu tương vùng Bắc Ninh, Bắc Giang....................................................... 22 3.1.1. Xác định thành phần và mức độ phổ biến của nấm hại hạt ngô ............ 22 3.1.2. Xác định thành phần và mức độ phổ biến của nấm hại hạt lạc.............. 23 3.1.3. Xác định thành phần và mức độ phổ biến của nấm hại hạt đậu tương .................................................................................................. 25 3.1.4. Mức độ nhiễm nấm Aspergillus spp. trên các mẫu hạt ngô, lạc, đậu tương vùng Bắc Ninh, Bắc Giang ....................................................... 27 3.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm Aspergillus spp. gây hại trên hạt ngô, lạc, đậu tương.......................................................................................... 31 3.3. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, sinh học của nấm Aspergillus spp. gây hại hạt ngô, lạc, đậu tương ...................................................................... 35 3.3.1. Ảnh hưởng của môi trường đến sự phát triển của nấm A. niger và A. flavus hại ngô ................................................................................. 35 3.3.2. Ảnh hưởng của môi trường đến sự phát triển của nấm A. niger và A. flavus hại lạc................................................................................... 36 3.3.3. Ảnh hưởng của môi trường đến sự phát triển của nấm A.niger và A. flavus hại đậu tương ....................................................................... 38 3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A.niger và A.flavus hại hạt ngô trên môi trường PGA .......................................... 39 3.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. niger và A.flavus hại hạt lạc trên môi trường PGA ............................................ 41 3.3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. niger và A.flavus hại hạt đậu tương trên môi trường PGA................................. 43 3.4. Khảo sát hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt ngô, lạc, đậu tương bằng nước Javel .................................................................................... 45 3.4.1. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt ngô .................... 45 3.4.2. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt lạc...................... 47 3.4.3. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt đậu tương........... 48 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 3.5. Khảo sát hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt ngô, lạc, đậu tương bằng một số thuốc hóa học và nấm đối kháng Trichodeema viride ........ 49 3.5.1. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt ngô .................... 49 3.5.2. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt lạc...................... 52 3.5.3. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A .niger hại hạt đậu tương........... 53 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 56 1. Kết luận ............................................................................................................. 56 2. Đề nghị.............................................................................................................. 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 58 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ STT viết Ký hiệu, chữ Diễn giải ký hiệu, chữ viết tắt và thuật ngữ tắt và thuật ngữ 1 2 o C A . 3 A . 4 B V 5 H L 6 P C 7 P G 8 N X 9 S T 10 T L 11 T L Nhiệt độ (độ C) A s A s B ả H i P o P o N h S ố T ỷ T ỷ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1. Thành phần và mức độ phổ biến của nấm hại hạt ngô 23 3.2. Thành phần và mức độ phổ biến của nấm hại hạt lạc 24 3.3. Thành phần và mức độ phổ biến của nấm hại hạt đậu tương 26 3.4. Mức độ nhiễm nấm Aspergillus sp trên mẫu hạt ngô 28 3.5. Mức độ nhiễm nấm Aspergillus sp. trên mẫu hạt lạc 29 3.6. Mức độ nhiễm nấm Aspergillus sp trên mẫu hạt đậu tương 30 3.7. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm A. niger và A. flavus hại ngô 35 3.8. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm A.niger và A. flavus hại lạc 37 3.9. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm A. niger và A. flavus hại lạc 38 3.10. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. niger và A.flavus hại ngô trên môi trường PGA 40 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. niger và A.flavus hại hạt lạc trên môi trường PGA 41 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A.niger và A.flavus hại hạt đậu tương trên môi trường PGA 43 3.13. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt ngô bằng nước Javel 46 3.14. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt lạc bằng nước Javel 47 3.15. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt đậu tương bằng nước Javel 48 3.16. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt ngô bằng một số thuốc hóa học và nấm đối kháng T.viride 50 3.17. Hiệu lực phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt lạc bằng một số thuốc hóa học, nấm đối kháng T.viride 52 3.18. Khảo sát phòng trừ nấm A. flavus và A. niger hại hạt đậu tương bằng một số thuốc hóa học, nấm đối kháng T.viride Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 54 Page vii DAN HÌ T r S 3.1 32 . 3.2 32 . 3.3 33 . 3.4 33 . 3.5 33 . 3.6 33 . 3.7 34 . 3.8 34 . 3.9 34 . 3.1 34 0. 3.1 35 1. 3.1 35 2. 3.1 36 3. 3.14. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm A. flavus và A. niger hại lạc sau 7 ngày nuôi cấy 38 3.15. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm A. niger và A. flavus hại đậu tương sau 7 ngày nuôi cấy 39 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. flavus và A. niger hại ngô trên môi trường PGA sau 7 ngày nuôi cấy 41 3.17. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. flavus và A. niger hại lạc trên môi trường PGA sau 7 ngày nuôi cấy 42 3.18. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. flavus và A. niger hại đậu tương trên môi trường PGA sau 7 ngày nuôi cấy 44 3.19. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. flavus hại đỗ tương trên môi trường PGA 44 3.20. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm A. niger hại đỗ tương trên môi trường PGA Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 45 Page viii MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngô, lạc, đậu tương là những loại cây trồng họ hòa thảo, họ đậu có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao. Ở Việt Nam, ngô, lạc, đậu tương được trồng phổ biến ở hầu hết các tỉnh trên cả nước. Đây là những cây trồng đem lại hiệu quả kinh tế cao nhờ khả năng cải tạo và nâng cao độ phì của đất, tăng năng suất các cây trồng khác. Bên cạnh đó, các loại cây trồng này là nguồn bổ sung đạm, chất béo cho con người, là thức ăn giàu dinh dưỡng cho chăn nuôi và là nguồn nguyên liệu giá trị cho công nghiệp chế biến thực phẩm. Thân lá ngô, lạc, đậu tương sau khi thu hoạch có thể làm thức ăn cho gia súc hoặc làm phân bón. Hạt của các loại cây ngô, lạc, đậu tương là thực phẩm giàu dinh dưỡng có chứa lipit, protein, gluxit, vitamin và nhiều loại vitamin có giá trị khác bổ sung cho con người. Đối với công nghiệp chế biến, ngô, lạc, đậu tương là nguồn nguyên liệu quan trọng để chế biến ra các sản phẩm có giá trị như dầu ăn, bánh kẹo, khô dầu, thức ăn chăn nuôi,…. Trong sản xuất nông nghiệp, vai trò của cây lạc, đậu tương trong hệ thống nông nghiệp ở vùng nhiệt đới ngày càng được khẳng định. Có thể đưa cây lạc, đậu tương vào nhiều công thức luân canh, xen canh với nhiều loại cây trồng khác nhau như ngô, lúa,... hay trồng ở những nơi có chất đất khác nhau. Đây cũng là những loại cây trồng cải tạo đất quan trọng trong hệ thống canh tác đa canh ở nước ta. Do ý nghĩa nhiều mặt của cây ngô, lạc, đậu tương nên chúng càng ngày càng được quan tâm hơn. Tuy nhiên các loại hạt này là nơi tiềm ẩn nhiều loài nấm gây bệnh, đặc biệt là các loài nấm có nguồn gốc trong đất (như Sclerotium rolfsii) và truyền qua hạt giống như Aspergillus sp.,... Ở Việt Nam qua kết quả điều tra từ năm 1995 đến năm 2006 cho thấy tất cả các nấm gây bệnh và hầu hết các bệnh gây hại đến năng suất chất lượng lúa trên đồng ruộng đều là các bệnh có khả năng tồn tại và truyền qua hạt giống. Nấm Aspergilus niger và A.flavus gây hại phổ biến trên hạt giống lúa, ngô, đậu đỗ, lạc... không những làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức nảy mầm mà còn sinh ra độc tốc aflatoxin gây ảnh hưởng nguy hại đến đời sống con người. Ngoài lúa, đậu đỗ, lạc, rau và cây thực phẩm, bệnh hại trên hạt giống các loại Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 cây trồng khác cũng rất đa dạng và gây thiệt hại lớn trong sản xuất. Bệnh hạt giống là một trong những nguyên nhân chính gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng hạt và làm giảm đáng kể giá trị xuất khẩu của một số nông sản ở nước ta (Nguyễn Kim Vân và cs., 2006). Bắc Ninh và Bắc Giang là hai tỉnh có diện tích trồng nhiều lạc, đậu tương và ngô và ở đây cây lạc được xem là một trong những cây trồng chủ lực trên địa bàn của tỉnh. Tuy nhiên, thực tế sản xuất trong tỉnh cho thấy tình tình phát triển các loại cây trồng này còn nhiều hạn chế, chưa xứng đáng với tiềm năng đất đai và điều kiện sinh thái của vùng. Năng suất cũng như phẩm chất các loại cây này ở đây còn thấp. Trong những năm gần đây, sự gia tăng về diện tích trồng và việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh làm phát sinh ngày càng nhiều dịch hại nguy hiểm, đặc biệt là nhóm nấm gây bệnh héo rũ gây ra. Nhóm nấm này phát sinh và gây hại trong cả chu kỳ sống của cây trên đồng ruộng và trong kho bảo quản, ảnh hưởng đến chất lượng hạt giống. Đây cũng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự giảm sút về năng suất và phẩm chất hạt ngô, lạc, đậu tương. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu nấm Aspergillus sp. hại hạt ngô, lạc, đậu tương ở vùng Bắc Ninh, Bắc Giang năm 2014”. 2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 2.1. Mục đích Nghiên cứu xác định thành phần và mức độ nhiễm Aspergillus sp hại hạt ngô, đậu tương, lạc thu được tại vùng Bắc Ninh, Bắc Giang ;thử nghiệm một số biện pháp xử lý hạt ngô, lạc, đậu tương trong phòng trừ bệnh. 2.2. Yêu cầu Xác định thành phần của nấm Aspergillus sp. và mức độ phổ biến của các loài nấm này trên hạt ngô, lạc, đậu tương. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm Aspergillus sp. hại hạt ngô, lạc, đậu tương. Nghiên cứu xử lý phòng trừ nấm Aspergillus sp. hạt ngô, lạc, đậu tương bằng một số loại thuốc hóa học và nấm đối kháng Trichoderma viride. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Những nghiên cứu ngoài nước 1.1.1. Những nghiên cứu nấm Aspergillus sp. hại trên ngô, lạc, đậu tương Bệnh héo rũ gốc mốc đen (Aspergillus niger) hại lạc được báo cáo chính thức lần đầu tiên vào năm 1926 ở Sumatra và Java D.J. Allen and J.M. Lenne (1998), N.Kokalis Burelle (1997). Thực tế tác nhân gây bệnh đã được ghi nhận từ năm 1920, gây nên biến màu vỏ và hạt lạc. Theo CAB International Press (2001): ở châu Á bệnh được ghi nhận đầu tiên tại Andhara Pradesh 1980. Theo kết quả nghiên cứu của Allen và Lenne (1998), CABI (2001) thiệt hại về năng suất lạc đã được ghi nhận cụ thể ở Malawi, Senegal, Sudan, Niger...v.v. Ở Ấn Độ, bệnh héo rũ gốc mốc đen là một trong những nhân tố quan trọng gây ra năng suất thấp với tỷ lệ nhiễm khoảng 5-10%. Nếu nhiễm trong khoảng 50 ngày sau gieo sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng và có thể gây chết tới 40% số cây. Ở Mỹ, bệnh héo rũ gốc mốc đen ngày càng trở nên nghiêm trọng từ đầu những năm 1970 khi việc xử lý hạt bằng thuốc có chứa thủy ngân bị cấm và nó trở thành một vấn đề ở Florida những năm 1980. Phòng trừ bệnh héo rũ gốc mốc đen hại lạc gặp rất nhiều khó khăn do nấm Aspergillus niger là nấm bệnh hại hạt nhưng lại là nấm đất điển hình gây hại cây trồng (Edwin et al., 2010; Embaby et al., 2013). Theo kết quả nghiên cứu của Dharmaputra et al. (2001): nấm Aspergillus niger có mặt 100% số mẫu đất đem kiểm tra. Trong hệ thống các biện pháp phòng trừ bệnh héo rũ gốc mốc đen, biện pháp dùng thuốc hóa học để xử lý hạt giống là biện pháp hữu hiệu nhất. Theo những kết quả của Amanda Huber (2002): bệnh héo rũ gốc mốc đen xuất hiện nhiều hơn trên hạt không xử lý so với hạt có xử lý. Các kết luận của CABI (2001) cho rằng: dùng thuốc trừ nấm trên hạt có thể phòng trừ bệnh héo rũ gốc mốc đen hiệu quả nếu áp dụng đúng kỹ thuật khi xử lý hạt giống. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 Theo kết quả nghiên cứu của CABI (2001), Allen và Lenne (1998) : nhóm thuốc hóa học dùng xử lý hạt giống khuyến cáo nên dùng và thực tế đang được dùng hiện nay là thuốc Thiram, Carbendazim, hợp chất chứa hoạt chất benomyl và hỗn hợp của một vài loại trong chúng. Theo CABI (2001): xử lý hạt bằng thuốc Thiram thể hiện hiệu quả nhất, hỗn hợp thuốc Carbendazin trộn với thuốc Thiram sử dụng ngay hoặc trong khoảng 20 ngày trước gieo phòng trừ nấm Aspergillus niger rất hiệu quả trên hạt. Bệnh trên hạt ngô đã được các nước nghiên cứu từ nhiều năm nay theo Denis Mc.Gee (1998) trên hạt ngô có bệnh héo rũ gốc mốc đen rất quan trọng. Hiện nay 50 nước trên thế giới hạn chế nhập khẩu ngô từ các nước đã ghi nhận có bệnh này (Rasheed et al., 2004; Niaz and Dawar, 2009; Masirevic et al., 2012). Những bệnh này được phòng chống bằng nhiều cách như chọn giống chống chịu, xử lý hạt giống, luân canh cây trồng... tuy nhiên biện pháp mang lại hiệu quả cao nhất vẫn là xử lý hạt. Theo Samuels (2006), trong chi Trichoderma có tới 89 loài với khả năng sử dụng rất lớn và đa dạng. Nếu thêm Trichoderma vào như là một biện pháp xử lý hạt giống, chúng sẽ xâm chiếm các bề mặt gốc rễ và có thể tồn tại ở con số hữu ích; Trichoderma spp. sinh sôi nảy nở tốt nhất khi có rễ dồi dào, khỏe mạnh, phát triển nhiều cơ chế: tấn công các loại nấm khác và thúc đẩy tăng trưởng cây trồng, phát triển gốc (Harman, 2000; Gajera et al., 2011; Mohammed and Chala, 2014). 1.1.2. Những nghiên cứu chung về Aspergillus sp. Năm 1809, Link mô tả loài Aspergillus glaucus trên tiêu bản mẫu cây khô. Năm 1850, De Bary phát hiện giai đoạn bào tử trần của Euritium herbariorum chính là Aspergillus flavus. Đến cuối thế kỉ 19, nhiều công trình nghiên cứu cho biết sản phẩm lên men của 1số loài thuộc Aspergillus sp là các acid hữu cơ như acid oxalic,...và do đó Aspergillus sp được bắt đầu chú ý nghiên cứu về nhiều mặt: sinh hóa, lên men, phân loại học. Năm 1901, Wehmer đã có một chuyên luận về chi Aspergillus. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 Nấm Aspergillus sp là một trong những nấm lâu đời nhất. Đến năm 1926, đã trở thành nhóm nấm mốc nổi tiếng và được nghiên cứu nhiều nhất. Nấm Aspergillus sp có thể lên đến 200 loài, trong đó có khoản 20 loài gây hại cho con người. Năm 1926, Thom và Church đã nghiên cứu phân loại các loài đã được mô tả của chi Aspergillus và đề nghị chấp nhận 69 tên loài và thứ trong tổng số 350 loài đã được tả và hai ông đã sắp xếp 69 tên loài đó vào 11 nhóm. Năm 1945, chuyên luận thứ hai của Thom và Raper ghi nhận chi Aspergillus gồm 80 loài và 10 thứ, 80 loài này được tập hợp trong 14 nhóm. Năm 1965, Raper và Fennell đã chấp nhận và mô tả được 132 loài và 18 thứ, tập hợp trong 18 nhóm. Nấm Aspergillus sp có dạng hình sợi, phân nhánh, có vách ngăn, không màu, màu nhạt hoặc trở nên nâu, nâu nhạt ở một số vùng nhất định của khuẩn lạc. Nấm Aspergillus sp rất đặc biệt do chúng có hệ bào tử phân sinh. Bào tử phát triển từ thành tế bào rất dày bên trong hệ sợi nấm gọi là tế bào chân. Bộ máy mang bào tử trần được phát triển từ một tế bào có đường kính lớn hơn, màng dày hơn so với các tế bào lân cận của sợi nấm. Giá bào tử trần phát triển từ tế bào chân như là một nhánh của sợi nấm, giá bào tử thường mọc gần thẳng góc với trục của tế bào chân và thường hướng lên trên bề mặt cơ chất, giá bào tử trần không có nhánh, ít hoặc không có vách ngăn ngang, có phần đỉnh phù to thành bọng hình chùy, hình elip, hình bán nguyệt hoặc hình cầu. Bọng hữu thụ này mang các thể bình. Các thể bình này hoặc song song hoặc tập hợp thành cụm ở phần đỉnh bọng hoặc xếp thành tia sát nhau trên toàn bộ bề mặt bọng. Thể bình có thể có một hoặc hai tầng. Các bào tử trần tạo thành xếp nối tiếp nhau trong miệng thể bình, tạo thành chuỗi hướng gốc, không phân nhánh. Bào tử trần không ngăn vách, hình dạng, kích thước, màu sắc, dấu vết ở mặt ngoài thay đổi tùy từng loài. Tất cả các bào tử trần được tạo thành từ các thể bình của một bọng đính giả hợp thành khối bào tử trần đỉnh bọng (conidial head). Nấm Aspergillus sp sinh sản bằng hình thức vô tính đó là cách sinh sản mẩu sợi, một đoạn sợi nấm rơi vào cơ chất gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển hệ sợi nấm mới. Ngoài ra, còn sinh sản bằng bào tử đính, đây là hình thức sinh sản phổ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 biến ở nấm mốc. Khi đó các sợi nấm hình thành một dạng tế bào đặc biệt hình chai và đầu các tế bào này sinh ra các bào tử gọi là bào tử phân sinh, màu sắc của các bào tử đặc trưng cho nấm mốc ở tuổi trưởng thành. Sự gây thương tổn của côn trùng cho ngô ở ngoài đồng cũng có thể đi cùng hoặc tiếp theo sự nhiễm Aspergillus flavus và sự tạo aflatoxin trước thu hoạch. Theo ước tính của tổ chức Nông lương quốc tế (FAO) thì có khoảng 25% nông sản của thế giới chịu ảnh hưởng nghiêm trọng bởi mycotoxin, chủ yếu là aflatoxin. Aflatoxin đã làm thiệt hại cho ngành trồng trọt và chăn nuôi rất lớn. Mặc dù aflatoxin được tìm thấy trong nhiều loại lương thực, thực phẩm khác nhau nhưng hầu hết sự nhiễm tập trung ở lạc, các hạt có dầu khác như bông, ngô, và các sản phẩm được chế biến từ chúng. Hạt dẻ Braxin là thường nhiễm nhiều nhất. Bên cạnh đó, lúa mạch ở Ấn Độ cũng bị nhiễm aflatoxin. Một số loài nấm mốc trong bảo quản như Aspergillus, Penicillium, không những làm biến màu hạt mà còn sản sinh ra độc tố (Pildain et al. 2008). Nấm gây bệnh hại có thể phát triển và gây hại rất nhanh chóng trên các loài cây trồng ở mọi giai đoạn, mọi nơi, mọi lúc. Trên hạt, một số nấm gây bệnh phá huỷ axit béo, vitamin và tạo ra các hợp chất hoá học có thể gây nguy hại tới Ocấy, đất mùn, hệ rễ cà chua, hoặc hệ rễ lúa mì. Người ta còn coi nó là có thể nhanh chóng xâm nhập lại đất đã khử trùng bằng hơi nước. Đất đai vùng nhiệt đới chứa nhiều loài này hơn nhiều so với đất đai vùng ôn đới. Nó thường gặp trên lúa mì, bột, trên các chế phẩm bột sống, trong bánh mì. Ngô gạo cũng như các sản phẩm từ ngô gạo thường chứa loài này. Nó có rất nhiều trên sợi bong và nhất là trên hạt bông, nó xâm nhập vào hạt qua các điểm hợp hoặc nhờ những chỗ hủy hoại do côn trùng gây ra… Ngoài ra người ta còn thấy nó trên hạt và khô dầu tương, cùi dừa, sắn, nhân hạt ca cao, quả cà phê, quả hồ đào Brazin, thuốc lá, hạt lúa miến, hạt hướng dương, hạt thông, kê, ớt, hạt tiêu đỏ, củ cải đường, quả lê, giăm bông, dồi thịt và nhiều thức ăn khác… Sự có mặt của các loài này trong các thức ăn phức hợp của gia súc, ngay khi nuôi không có ngô, lạc, trên cỏ khô gia súc cũng vậy. Nếu có điều kiện thuận lợi, nó sinh sôi nảy nở rất Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 nhiều, trên lúa mì tồn trữ trong kho kín có độ ẩm 15,2% đến 17% bào tử của nó chiếm từ 50-100% tổng số bào Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 tử có mặt, nhiều đến nỗi trên mặt kho đóng vón lại thành một lớp vỏ cứng sâu tới 0.6 cm. Nó cũng thường có mặt trên ngô bẹ khi độ ẩm vượt quá 15.5%. 1.1.3. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh học của nấm Aspergillus flavus 1.1.3.1. Phân bố và phạm vi kí chủ của Aspergillus flavus Nấm Aspergillus flavus có ở khắp mọi nơi: dưới đất, trên các chất hữu cơ, và các loại hạt nhất là cá hạt có dầu. Từ lâu người ta đã phát hiện sự có mặt của nó ở dưới đất, dù là trong rừng, ở vùng than bùn, vùng đất sa mạc Sahara, hoặc trong đất cày cấy, đất mùn, hệ rễ cà chua, hoặc hệ rễ lúa mì. Người ta còn coi nó là có thể nhanh chóng xâm nhập lại đất đã khử trùng bằng hơi nước. Đất đai vùng nhiệt đới chứa nhiều loài này hơn nhiều so với đất đai vùng ôn đới. Nó thường gặp trên lúa mì, bột, trên các chế phẩm bột sống, trong bánh mì (Medić-Pap et al. 2007). Ngô gạo cũng như các sản phẩm từ ngô gạo thường chứa loài này. Nó có rất nhiều trên sợi bong và nhất là trên hạt bông, nó xâm nhập vào hạt qua các điểm hợp hoặc nhờ những chỗ hủy hoại do côn trùng gây ra… Ngoài ra người ta còn thấy nó trên hạt và khô dầu tương, cùi dừa, sắn, nhân hạt ca cao, quả cà phê, quả hồ đào Brazin, thuốc lá, hạt lúa miến, hạt hướng dương, hạt thông, kê, ớt, hạt tiêu đỏ, củ cải đường, quả lê, giăm bông, dồi thịt và nhiều thức ăn khác… Sự có mặt của các loài này trong các thức ăn phức hợp của gia súc, ngay khi nuôi không có ngô, lạc, trên cỏ khô gia súc cũng vậy. Nếu có điều kiện thuận lợi, nó sinh sôi nảy nở rất nhiều, trên lúa mì tồn trữ trong kho kín có độ ẩm 15,2% đến 17% bào tử của nó chiếm từ 50-100% tổng số bào tử có mặt, nhiều đến nỗi trên mặt kho đóng vón lại thành một lớp vỏ cứng sâu tới 0.6 cm. Nó cũng thường có mặt trên ngô bẹ khi độ ẩm vượt quá 15.5% (Youm, 2000; Rossetto et al., 2003). 1.1.3.2. Đặc điểm sinh học của nấm Aspergillus flavus Không giống với hầu hết các loại nấm, Aspergillus flavus yêu ưa điều kiện 0 khô nóng. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển là 37 C, nhưng chúng dễ dàng phát triển 0 0 ở nhiệt độ 25- 42 C nhưng ở nhiệt độ 12 C chúng đã bắt đầu phát triển và dạt tới 0 hạn ở nhiệt độ 48 C. Nhiệt độ tối ưu cao góp phần nâng cao khả năng gây bệnh của chúng đối với con người (Houshiyarfard et al, 2012; Safdar et al., 2013). Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8 1.1.3.3. Đặc điểm phát sinh phát triển của nấm Aspergillus flavus Bào tử của nấm Aspergillus flavus có khả năng phát tán trong không khí, trong nước, trong đất. Đặc biệt khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng phát sinh phát triển trên lương thực, thực phẩm, hoa quả và thậm chí còn gây hại một số loài cây trồng. Vì phạm vi kí chủ rộng, khả năng phát tán rất lớn nên phòng trừ nấm hại này thường rất khó khăn. Nấm Aspergillus flavus có thể kí sinh, gây hại các loại lương thực, thực phẩm như: lúa, ngô, sắn, trên một số loại hạt làm thực phẩm như: đỗ tương, lạc, vừng..., trên thực phẩm như: các sản phẩm chế biến từ ngũ cốc, lạc, vừng, đậu đỗ... và thậm chí trên hoa quả tươi bị dập như: thanh long, nhãn, xoài, vải... Trong quá trình xâm nhiễm, sinh trưởng phát triển, chúng tiết ra độc tố Aflatoxin (Kulwant et al, 1991; Kokalis-Burelle et al., 1997; Hussain et al., 2013). 1.1.3.4. Đặc điểm hình thái của nấm Aspergillus flavus Loài Aspergillus flavus có màu vàng hơi lục, có dạng ít nhiều vón cục của tán. Ở đỉnh các cuống bào tử đính mọc thẳng đứng có vách sần sùi, hình thành những đầu mang bào tử đính có dạng gần hình cầu đến thuôn dài. Các thể chai hoặc đính trực tiếp vào đầu mang bào tử đính (thể bình một lớp) hoặc qua một lớp thể bình trung gian( thể bình hai lớp) đôi khi cả hai kiểu đồng thời tồn tại. Các bào tử có kích thước khá lớn (đường kính từ 5-7µ m) hình cầu màu vàng nâu đến hơi lục, hơi sần sùi. Đôi khi người ta coi Aspergillus flavus là những loài nấm có cuống bào tử đính xù xì và hai lớp thể bình (Hillocks et al., 1997). 1.1.4. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh học của nấm Aspergillus niger 1.1.4.1. Phân bố và phạm vi kí chủ Nấm Aspergillus niger phân bố rộng khắp thế giới. Theo Compendium of Crop Protection 2001, R.J. Hillocks and J.M. Waller, S.J. Kolte (1997): nó xuất hiện ở trên 100 nước thuộc khắp các châu lục, đặc biệt là ở Australia, Iran, Ấn Độ, Sudan, Mỹ,...v.v. (Guchi et al., 2014). Phạm vi kí chủ: nấm Aspergillus niger gây hại trên rất nhiều họ thực vật trong đó khoảng trên 90 cây trồng và trên 11 kí chủ dại. Kí chủ chính trên khoảng 10 họ thực vật trên nhiều cây trồng trong đó đáng chú ý nhất phải kể đến lạc, ngô, hành tỏi, xoài, đậu đỗ, điều...v.v. (John Damicone, 1999) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9 1.1.4.2. Đặc điểm sinh học của nấm Aspergillus niger Theo European Mycotoxin Awareness Network (2004), H. David Thurson (1998) nhận định: nấm Aspergillus niger không phổ biến ở vùng khí hậu ôn đới, bào tử của nó có nhiều trông không khí ở những vùng nóng như Ấn Độ. Theo Compendium of Crop Protection (2001): sự gia tăng mầm bệnh nấm Aspergillus niger khi có mưa kéo dài do sự tập trung bào tử nấm tăng trong thời kì khô nóng và bị rửa trôi xuống theo nước mưa, tuy nhiên sức sống của mầm bệnh sẽ giảm khi lượng mưa tăng. Khi mầm bệnh trong không khí của nấm Aspergillus niger tiếp xúc được với tán cây, tế bào cây cũng có thể bị nhiễm nếu điều kiện phù hợp xuất hiện như tế bào bị tổn thương, nhiệt độ và độ ẩm cao. Dù nước không bắt buộc cho sự nảy mầm của bào tử nấm Aspergillus niger nhưng độ ẩm tới hạn là cần thiết. Độ ẩm yêu cầu cho bào tử nảy mầm thay đổi theo 0 nhiệt độ nhưng độ ẩm thích hợp cho bào tử nảy mầm là 93% và nhiệt độ dưới 40 C. 0 Nếu độ ẩm 100% thì sự nảy mầm thích hợp nhất ở 30 C. khi bào tử bắt đầu nảy mầm, chúng đặc biệt mẫn cảm với sự thay đổi sinh thái đặc biệt là yếu tố nhiệt độ. Tỷ lệ bào tử nảy mầm là rất quan trọng cho sự xâm nhiễm của bệnh lên cây sau này. Vì vậy, theo D.J. Allen and J.M. Lenne (1998), R.J. Hillocks and J.M. Waller, S.J. Kolte (1997): ở những vùng khí hậu nóng ẩm như vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới là thích hợp cho sự nảy mầm của bào tử hơn là những vùng khí hậu ôn đới. 1.1.4.3. Đặc điểm phát sinh phát triển của nấm Aspergillus niger Nấm As. niger phân bố rộng khắp trên thế giới. Tốc độ sinh trưởng của Aspergillus niger nhanh, sự phát triển và hình thành bào tử của nấm thích hợp trong điều kiện nóng ẩm do đó khi gặp điều kiện thuận lợi chỉ một lượng nhỏ nguồn lây nhiễm cũng có thể phát triển sự gây nhiễm nghiêm trọng. Theo N. Kokalis-Burelle, D. M. Porter, R. Rodr›guez -K. Bana, D. H. Smith, P.Subrahmanyameds. (1997), R.J. Hillocks and J.M. Waller, S.J. Kolte (1997): mầm bệnh của Aspergillus niger được tìm thấy ở đất ẩm nhiều hơn là ở đất khô và nó có khả năng chịu được điều kiện đất có độ ẩm thấp. Theo kết quả của Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10 Precision Agriculture (2004): đất ướt dễ dàng cho nấm gây thối hạt ở cuối vụ trong khi điều kiện đất khô, khí hậu nóng tạo điều kiện thuận lợi cho thối mầm và thối sau Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11