Sưng rễ do tuyến trùng
Giới thiệu chung
Bắp cải được coi là một rau phổ biến nhất của họ Hoa Thập tự (Cruciferae). Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO) thì riêng trong năm 2011 cả thế giới sản xuất được 69 triệu tấn bắp cải. Với nguồn vitamin C, K cũng như chất xơ dồi dào nên bắp cải là loại rau được sử dụng ở tất cả các quốc gia trên thế giới. Chúng có thể tạo ra các món xào, hầm, lên men (muối dưa) hoặc ăn sống.
Tuy nhiên, tuyến trùng hại rễ (Meloidogyne spp.) đem lại những tổn thất khá lớn cho cây trồng này. Nó chính là một trong những rào cản cho việc tăng năng suất của bắp cải ở tất cả các nước có thể trồng được nó.
Meloidogyne spp. lần đầu tiên được mô tả trong nghiên cứu của Neal năm 1889.1 Nó được đánh giá là một trong những tác nhân gây bệnh hàng đầu ảnh hưởng đến sản xuất lương thực, rau màu trên thế giới. Meloidogyne spp. phân bổ trên toàn thế giới với một phạm vi rộng của các điều kiện địa lý khác nhau. Chúng thích nghi để sống ký sinh trên 3000 loài thực vật khác nhau từ hoang dã đến cây trồng (Hussey và Janssen, 2002). Tuy nhiên không có loài tuyến trùng nào gây hại tất cả các loài thực vật trên. Một số loài cỏ dại (226 loài thuộc 43 họ) được biết là ký chủ của các rễ tuyến trùng nốt sưng (Rich et al., 2008).2
Ngoài bắp cải thì Meloidogyne spp. còn hại khá nhiều cây lương thực và rau khác. Nó được coi là một trong những tác nhân gây hại “ăn tạp” quan trọng nhất trong nông nghiệp. Ví dụ: loài M. incognita gây hại trên: đậu, dưa đỏ, cà rốt, cần tây, củ cải, bắp, dưa chuột, cà tím, rau diếp, đậu bắp, hành tây, ớt, khoai tây, bí ngô, củ cải, bí, khoai lang, cà chua, củ cải và dưa hấu. Còn loài M. hapla gây hại: dâu tây, đậu, dưa đỏ, cà rốt, dưa chuột, thì là, cà tím, rau diếp quăn, bầu, rau diếp, cải, hành tây, hành tím, tỏi tây, đậu bắp, rau mùi tây, củ cải, đậu, ớt, khoai tây, bí ngô, củ cải, và cà chua.3
1.1 Triệu chứng
Triệu chứng của Meloidogyne spp. biểu hiện rõ nét ở rễ hoặc phần thân ngầm. Tuy nhiên, những biểu hiện các bộ phận trên mặt đất cũng có thể nhận thấy là cây còi cọc, chậm phát triển từ đầu đến giữa vụ rau (hình 1 a,b). Lá bị vàng và cây héo trong khoảng thời gian có nhiệt độ cao trong ngày (hình 2). Trong điều kiện thuận lợi thì tuyến trùng sưng rễ có thể làm chết cây con hoặc những mầm non, lá rụng sớm. Những triệu chứng này rất giống với những biểu hiện sinh lý khác như thiếu nước, thiếu dinh dưỡng,….mặc dù chúng được cung cấp đầy đủ.3,4,5,6
Đối với những cây trưởng thành thì hiện tượng chết không xảy ra nhưng cây bệnh có khả năng phục hồi kém, lá nhỏ và ít hơn cây khỏe.
Trên đồng ruộng, hiện tượng chết cây hoặc có biểu hiện như thiếu dinh dưỡng thường xảy ra trên diện hẹp, cục bộ hoặc từng khoảnh chứ không phải trên toàn bộ cánh đồng (hình 3).
 |
 |
| (a) | (b) |
| Hình 1: Cây bị bệnh do Meloidogyne spp. – bên trái. Cây khỏe – bên phải (1a). | |
 |
| Hình 2: Triệu chứng do Meloidogyne spp. trên cây bắp cải con. |
 |
 |
 |
| Hình 3: Thiệt hại do Meloidogyne spp. gây ra trên ruộng. | ||
Trên rễ hình thành các nốt sần dọc theo chiều dài của rễ và trên toàn bộ các loại rễ. Kích thước các nốt sần có thể dao động từ vài nốt sần nhỏ đến các u to, kéo dài, đó là kết quả của việc lặp đi lặp lại sự lây nhiễm và sự gia tăng mật độ tuyến trùng trong rễ. Tùy theo loài Meloidogyne hay giống bắp cải mà kích thước, số lượng, hình dạng các nốt sần này khác nhau. Hình 4.
 |
 |
 |
| Hình 4: Các nốt sần trên rễ cải bắp. | ||
Các nốt sần hình thành là do trong quá trình gây hại của tuyến trùng (hút dinh dưỡng) đã kích thích sự phát triển các tế bào rễ lớn bất thường tạo nên những u, bướu. Những nốt sần này chứa một lượng lớn nước và hấp thu chất dinh dưỡng của cây dẫn đến cây còi cọc, kém phát triển. Các nốt sần xuất hiện hoặc đơn lẻ hoặc trong các cụm, chúng có thể bao vây toàn bộ gốc và dẫn đến biến dạng đáng chú ý của toàn bộ hình thái gốc. Trong trường hợp sau này, đường kính gốc là 4-8 lần lớn hơn so với gốc cây không bị nhiễm bệnh.
Các nốt sần có thể nứt hoặc tách ra, do đó cho phép sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh khác trong đất. Điều này làm tăng tính nhạy cảm của hệ thống rễ đối với sự gây hại của vi sinh vật gây bệnh (nấm,vi khuẩn,…).3,5
Những nốt sần trên rễ rất có thể bị nhầm lẫn với các nốt sần do Rhizobium (vi khuẩn cố định đạm) tạo ra. Tuy nhiên, sự khác biệt ở chỗ các nốt sần do Rhizobium thường phân bố ở sát gốc rễ (hình 5). Nó rất dễ tự bong, rời ra khỏi vị trí hình thành. Bên trong khi tách ra thường có màu xanh hoặc hồng. Còn các nốt sần do tuyến trùng thường phân bổ trên chu vi của bộ rễ và rất khó tách rời (thậm chí bằng cơ học) và khi cắt nốt sần có thể quan sát thấy tuyến trùng bằng kính hiển vi.3,5,7
 |
 |
| Hình 5: Các nốt sần cố định đạm. | |
1.2 Nguyên nhân
Sưng rễ bắp cải do tuyến trùng Meloidogyne spp. gây ra. Nó là một trong ba chi gây hại nhất về kinh tế của tuyến trùng ký sinh thực vật trong vườn và ngoài đồng ruộng. Các chi của Meloidogyne spp. bao gồm hơn 90 loài với một số loài có các chủng khác nhau. Bốn loài Meloidogyne (M. javanica, M. arenaria, M. incognita, và M. hapla) là loài gây hại chính trên toàn thế giới. Ngoài ra, còn có tới bảy loài khác phân bố mang tính cục bộ ở nhiều nơi trên thế giới.1,3
Để hoàn thành vòng đời, tuyến trùng trải qua các giai đoạn: trứng, ấu trùng và trưởng thành.
Trứng:
Trứng được đẻ ra từ những con cái. Con cái có thể bắt đầu đẻ trứng 3 – 4 tuần sau khi xâm nhập vào các mô rễ và ở đó nó có thể đẻ hàng trăm trứng. Trong điều kiện thuận lợi có thể lên đến 2.000 quả trứng trong cả cuộc đời.3 Những quả trứng thường nở trong điều kiện ấm và ẩm ướt.
Trứng có ba lớp vỏ: lớp ngoài cùng là màng bao bề mặt ngoài của noãn trứng. Sau đó một lớp kitin và một lớp lipid trong cùng (hình 6).1
 |
| Hình 6: Trứng của tuyến trùng.8 |
Con cái làm rách lớp vỏ rễ và thực hiện đẻ trứng trên bề mặt rễ cây.10 Hình 7 (a,b,c).
 |
 |
 |
| (a)9 | (b) | (c) |
| Hình 7 (a,b,c): Con cái tuyến trùng và ổ trứng trên bề mặt rễ. | ||
Trứng được đẻ trong bọc gellatin – ổ trứng (còn được gọi là các u nang) ở bề mặt rễ. Gellatin được sản xuất bởi sáu tuyến trực tràng, tiết ra trước và trong thời gian đẻ trứng. Các bọc gelatin này ngăn cản sự mất nước để duy trì độ ẩm cao quanh trứng. Lúc đầu các bọc này giống như khối thạch sau chuyển thành màu nâu (hình 8). Trứng của tuyến trùng có thể ở được bảo vệ bên trong ổ trứng trong nhiều năm.8 Thỉnh thoảng, ổ trứng đã được tìm thấy bên trong các mô rễ, nhưng đa số chúng đã được đẻ trên bề mặt rễ (hình 8 a,b).
 |
 |
| (a) | (b) |
| Hình 8 (a,b): Các ổ trứng tuyến trùng trên bề mặt rễ. | |
Trứng của tuyến trùng nở một cách tự do ở nhiệt độ phù hợp và khi nước có sẵn mà không phụ thuộc vào sự hiện diện của cây chủ. Tuy nhiên, trong một bọc trứng (u nang) không phải tất cả trứng sẽ nở đồng loạt khi các điều kiện tối ưu cho từng loài tuyến trùng cụ thể xuất hiện, mà để lại một số trứng nở vào một ngày sau đó.
 |
| Hình 9: Trứng được giải phóng từ ổ trứng (u nang). |
Ấu trùng:
Các bọc trứng tồn tại ở trong đất khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phóng thích các quả trứng ra môi trường. Ngay lập tức quá trình hình thành của phôi thai trong trứng bắt đầu và tiếp tục cho đến hình thành ấu trùng tuổi 1 – J1 (juvenile stages 1). J1 tiếp tục sống ở trong quả trứng cho đến khi lột xác thành J2 thì lúc này mới chui ra khỏi quả trứng. J2 có thể sống tự do một thời gian ngắn trong đất hoặc trong vùng rễ bắp cải.
J2 có thể tái xâm nhiễm vào rễ các cây chủ của cha mẹ hoặc di chuyển qua đất để tìm một rễ cây chủ mới. Ấu trùng J2 sử dụng chất béo được lưu trữ trong ruột để tồn tại khi chưa xâm nhập vào rễ cây chủ.
 |
| Hình 10: Ấu trùng tuổi 2 (J2) của Meloidogyne sp. |
 |
| Hình 11: Ấu trùng tuổi 2 (J2) của Meloidogyne sp. trong mô rễ cây chủ. |
Sau khi chui qua các mô mềm của chóp (đỉnh) rễ cây vào bên trong, thông qua dịch tiết từ nước bọt của mình, J2 đã kích thích các tế bào xung quanh nó to lên một cách bất thường. Điều này làm cho rễ bị sưng lên. Quá trình này xảy ra chỉ sau khi J2 xâm nhập vào các mô rễ 24 giờ.
Khi đã “định cư” trong rễ, nhờ dịch tiết ra từ ấu trùng mà màng các tế bào ở quanh đầu của J2 bị phá hủy và tạo ra những “tế bào khổng lồ” (giant cell). Trong hầu hết các trường hợp, chúng bao gồm một nhóm 2-4 tế bào khổng lồ. Nhưng 3-6 tế bào khổng lồ cho mỗi vị trí nơi J2 sinh sống cũng được thường được quan sát.11 Chính các tế bào khổng lồ này là “bồn” chứa dinh dưỡng cung cấp cho tuyến trùng. Trong các tế bào khổng lồ này, tuyến trùng trải qua 3 lần lột xác nữa (từ J2 đến J5) để trở thành tuyến trùng trưởng thành.
Trong quá trình hoạt động của mình trong rễ bắp cải, tuyến trùng làm tăng thêm số lượng các nốt sần giúp bảo vệ chúng khỏi những tác động của môi trường.7
Trưởng thành:
Sau lần lột xác cuối cùng (J5) thì tuyến trùng trở thành những cơ thể trưởng thành (cái và đực).
Lúc này, sự tăng trưởng đáng kể duy nhất là đường kính. Vì vậy những con trưởng thành cái không dài hơn nhiều so với giai đoạn thứ hai ấu trùng nhưng cơ thể có hình quả lê, cổ thắt lại (hình 12 a,b,c). Còn những con đực vẫn có hình dáng như J5 (hình ống, dài) (hình 13).7
 |
 |
 |
| (a) | (b) | (c) |
|
Hình 12 (a,b,c): Cơ thể trưởng thành cái của Meloidogyne spp. |
||
 |
| Hình 13: Cơ thể trưởng thành đực của Meloidogyne spp. |
Sau khi trở thành những cá thể trưởng thành, những con đực rời khỏi rễ nhưng những con cái vẫn ở trong đó và bắt đầu đẻ trứng. Tuổi thọ của một trưởng thành cái có thể kéo dài đến ba tháng và chúng có thể tiếp tục đẻ trứng ngay cả sau khi thu hoạch các bộ phận trên mặt đất của bắp cải.1
Meloidogyne spp. có thể sinh sản theo phương thức giao phối bắt buộc giữa cá thể cái và đực (sinh sản hữu tính) hoặc có thể không cần giao phối (sinh sản đơn tính). Trong hình thức sinh sản đơn tính người ta còn chia ra: đơn tính phân bào giảm nhiễm (automixis - Tự thụ tinh) và đơn tính phân bào (apomixes - Sự phát triển của phôi thai mà không cần quá trình thụ thai). Ngoài ra còn hình thức sinh sản tùy ý (facultative sexuality). Đây là hình thức sinh sản không bắt buộc nhưng còn hơn phải thích ứng với các điều kiện khác.1
Chu trình hoạt động của Meloidogyne spp. được mô tả trong hình 14.8
 |
| Hình 14: Chu trình hoạt động của Meloidogyne spp. |
Chú thích: 1. J2 xâm nhập vào rễ. 2. Ấu trùng thay đổi hình dạng khi chúng sinh sống trong những “tế bào khổng lồ”. 3. Các tế bào rễ thay đổi kích thước và hình thành các nốt sần. 4. Sau khi trưởng thành, những con đực rời khỏi rễ. Còn những con cái bắt đầu đẻ các ổ trứng.
Tùy thuộc vào ký chủ và nhiệt độ đất, toàn bộ vòng đời có thể được hoàn thành trong 17-57 ngày.12 Tuy nhiên, nhiệt độ cho mỗi giai đoạn (xâm nhập, sinh trưởng, đẻ trứng,…) là khác nhau và giữa các loài của Meloidogyne cũng khác nhau.
1.3 Phát sinh gây hại
Tuyến trùng sưng rễ bắp cải tồn tại trong đất và rễ cây.
Trên các loại đất nhẹ tơi xốp có ít chất dinh dưỡng và chất hữu cơ chúng thường gây hại nặng hơn trên các loại đất thịt nặng, đất sét. Bắp cải trồng trên đất giầu mùn thường có thể chống chịu sự gây hại của tuyến trùng (những triệu chứng trên mặt đất của cây không rõ ràng).
Với đặc tính chỉ có con đực và J2 của tuyến trùng sưng rễ bắp cải là có thể di chuyển trong đất. Nhưng với khoảng cách chỉ vài cm trong năm nên sự lây lan của tuyến trùng trên đồng ruộng phải nhờ vào nước, gió, động vật và con người. Trứng và ấu trùng sau những trận mưa lớn, lũ lụt và tưới kiểu tràn có thể đưa chúng đến khoảng cách dài. Động vật khi di chuyển qua các khu vực bị bị tuyến trùng gây hại sẽ mang trứng, ấu trùng sang các địa điểm khác. Gió ở mức độ nào đó sẽ đưa rễ có tuyến trùng sau thu hoạch đi các nơi. Con người trong quá trình thực hiện chăm sóc cùng với công cụ lao động (xe, thiết bị,….) cũng là “phương tiện” phát tán tuyến trùng.
Tuyến trùng là loại ưa nhiệt. Biên độ nhiệt độ giao động từ 10ºC – 35ºC (Riêng M. hapla chịu được nhiệt độ đóng băng, do đó cho phép nó tồn tại ở những nơi lạnh giá phía Bắc bán cầu. Vì thế người ta gọi nó là Tuyến trùng sưng rễ phía Bắc – Northern root-knot nematode).1 Nhiệt độ tối thích là 26ºC – 29ºC. Cho nên thời tiết nắng nóng cộng với khô hạn thường tạo điều kiện cho tuyến trùng gây hại nặng. Ngoài các yếu tố như giống và loại đất thì nhiệt độ đất ảnh hưởng rất lớn đến thời gian hoàn thành vòng đời cũng như khả năng tăng mật độ tuyến trùng trên đồng ruộng. Ví dụ: tuyến trùng chỉ có 3 – 6 thế hệ (Illinois, Mỹ)7 trong khi đó ở một số vùng cận nhiệt đới có đến mười thế hệ mỗi năm.4 Theo Buczacki và cộng sự (1978) trứng của tuyến trùng bắt đầu nở khi nhiệt độ ít nhất là 16ºC và quá trình xâm nhiễm được ưa chuộng bởi nhiệt độ > 18ºC. Bệnh phát triển mạnh với nhiệt độ tăng lên đến 26ºC.
Trong các loài của Meloidogyne gây hại trên bắp cải thì M. arenaria gây hại nặng nhất. Còn các loài M. javanica, M. incognita và M. hapla gây hại ở mức độ trung bình (Carneiro và cộng sự – 2000). Riêng nốt sần do M. hapla tạo ra nhỏ và ít hơn các loài khác.
Trên bắp cải người ta quan sát thấy sự đồng hành gây hại giữa M. javanica và nấm kí sinh đơn bào Plasmodiophora brassicae cũng như các nấm bệnh khác như Verticillium và Fusarium. Quá trình xâm nhiễm của tuyến trùng chính là tiền đề cho các loại nấm xâm nhập gây hại cho bắp cải.
Để quản lý dịch hại cần áp dụng các biện pháp:
Biện pháp canh tác
Các chiến lược để quản lý tuyến trùng ký sinh thực vật nói chung và bắp cải nói riêng được đặt ra chủ yếu phụ thuộc vào mật độ tuyến trùng ban đầu, loài tuyến trùng và cây chủ. Tất cả các biệp pháp canh tác sẽ trình bày ở dưới cũng như biện pháp hóa học, vật lý đều không phải là khả thi trong mọi hoàn cảnh. Ví dụ: Giống kháng chỉ có thể kháng đối với một loài nào đó mà không phải tất cả các loài của Meloidogyne. Hay kháng ở địa phương này chưa chắc đã kháng ở địa phương khác. Thuốc hóa học để khử trùng đất có thể áp dụng trong nhà lưới, nhà kính chứ không thể áp dụng trên hàng trăm, hàng ngàn ha. v.v… Cho nên khái niệm “sống chung với tuyến trùng” cần được nhận thức một cách đầy đủ. Phải biến tư duy “phòng trừ” sang “phòng chống.
Luân canh là biện pháp hữu hiệu trong phòng chống tuyến trùng sưng rễ bắp cải. Kanwar (1990) trong khi điều tra việc sử dụng các hệ thống canh tác khác nhau để quản lý sưng rễ do tuyến trùng (M. javanica) thông báo rằng cà chua – hành tây – cà chua kháng – đậu bắp là tốt nhất trong việc giảm mật độ tuyến trùng và có lợi nhuận kinh tế tốt hơn. Cúc vạn thọ (Tagetes sp.) là một cây trồng đối kháng tuyến trùng vì α-terthienyl tiết ra từ rễ của nó có giá trị như một loại “thuốc trừ tuyến trùng” (Gommers et al, 1980). Điều quan trọng khi luân canh là phải bảo đảm làm sạch cỏ dại cũng như các cây ký chủ phụ của tuyến trùng trên đồng ruộng vì sự hiện diện của các loại cây này làm vô hiệu biện pháp luân canh.
Thực hiện vệ sinh đồng ruộng cẩn thận sau mỗi vụ. Tiến hành cày lật đất sâu vào những ngày nắng nóng nhằm giảm mật độ ban đầu cho các vụ sau. Tránh cày khi đất còn ẩm và những ngày có mưa.
Giải pháp phủ luống bằng vải nhựa cũng rất hữu ích trong việc giảm mật độ tuyến trùng cùng với việc ức chế cỏ dại, nấm đất và vi khuẩn hại.
Tăng cương bón phân hữu cơ nhất là cho chân đất pha cát nghèo dinh dưỡng. Phân hữu cơ một mặt tăng khả năng giữ nước bằng cách thay đổi kết cấu đất (Tuyến trùng không ưa độ ẩm cao). Mặt khác, khi tăng phân hữu cơ thì cũng giúp cho cây đủ dinh dưỡng chống chịu với sự gây hại của tuyến trùng vào thời kỳ cây non. Hơn nữa, bón phân hữu cơ sẽ kích thích phát triển quần thể vi sinh vật đối kháng có ích (vi khuẩn, nấm,…) hạn chế sự phát triển của tuyến trùng.
Đối với bắp cải trồng trong nhà kính, lưới đặc biệt chú ý đến vệ sinh dụng cụ lao động, giày - ủng.
Sử dụng giống kháng có lẽ là phương pháp tốt nhất để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ (hình 15). Tuy nhiên, những giống này thường chỉ kháng với một hoặc hai loài Meloidogyne. Vì vậy, phương pháp này được giới hạn đối với những loài Meloidogyne có mặt. Việc lựa chọn giống kháng phải tùy theo từng địa phương trên cơ sở điều tra kỹ thành phần loại Meloidogyne hiện diện.
 |
|
Hình 15: Cây bên trái là giống kháng. Bên phải là giống nhiễm. |
Dựa vào đặc tính ưa nhiệt của tuyến trùng trong điều kiện có thể cần tiến hành điều chỉnh thời vụ một cách hợp lý.
Biện pháp thuốc BVTV
Sử dụng thuốc BVTV theo 4 đúng.
(Liên hệ với chúng tôi)
D.A.M