TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.1.1 Nghiên cứu về Keo tai tượng
Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) là loài cây gỗ lớn sinh trưởng nhanh, có thể cao tới 30m và đường kính trên 60cm Hoa của cây lưỡng tính, có màu kem và mùi thơm nhẹ, trong khi quả non có màu xanh lá cây, dài 7-8 cm và khi chín chuyển sang màu đen Hạt của cây có màu nâu đen, bóng mượt, kích thước từ 3-5mm Keo tai tượng có thân thẳng đẹp và rễ có nốt sần nhờ sự cộng sinh với vi khuẩn Rhizobium, giúp cải tạo đất Tuy nhiên, cây có nhược điểm là rễ nông, dễ bị đổ khi gặp gió bão.
Gỗ Keo tai tượng là một loại gỗ đa năng, thường được sử dụng trong sản xuất đồ nội thất, vật liệu xây dựng, và làm nguyên liệu cho giấy, ván dăm, ván sàn Ngoài ra, nó còn được sử dụng làm củi đun, than hoạt tính, và mùn cưa, có thể được dùng để nuôi trồng nấm.
Gỗ Keo tai tượng có các tính chất cơ lý thay đổi theo tuổi và có sự biến động lớn giữa các cây Trọng lượng trung bình của gỗ này dao động từ 420-600 kg/m³, với tỷ trọng trung bình từ 0,45-0,5, nhưng có thể đạt tới 0,59 ở giai đoạn 12 tuổi Đặc biệt, gỗ Keo tai tượng 14 năm tuổi cho thấy tỷ trọng tăng từ lõi ra vùng giữa thân và giảm dần về phía phần giác.
Keo tai tượng, có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea và Indonesia, hiện nay đã trở thành một loài cây phổ biến trồng ở vùng nhiệt đới Loài cây này phân bố chủ yếu từ 19 độ vĩ Nam đến 24 độ vĩ Bắc, ở độ cao thích hợp cho sự phát triển.
Keo tai tượng phát triển tốt ở độ cao từ 100 đến 780m trên mặt nước biển, thích hợp với khí hậu nhiệt đới và lượng mưa trung bình từ 1446 đến 2970 mm/năm Loài cây này có khả năng chịu hạn ở điều kiện khô hạn với lượng mưa chỉ 1000 mm/năm Nhiệt độ lý tưởng cho keo tai tượng dao động từ 25 đến 32 độ C, và nó thích nghi tốt với đất hơi chua, thoát nước tốt, có pH từ 4,5 đến 6,5 (Pinyopusarerk et al., 1993).
Hạt keo tai tượng có khả năng nảy mầm tốt, đặc biệt khi được xử lý bằng nước sôi trong 30 giây, giúp kích thích sự nảy mầm hiệu quả Hạt có thể được gieo trực tiếp vào bầu hoặc khay, sau đó cấy vào bầu khi cây con phát triển Cây 3 tháng tuổi trong giai đoạn vườn ươm thường cao từ 25-40 cm (Srivastava, 1993) Tại Philippines, việc bón phân lân cho keo tai tượng giúp tăng khả năng đậu quả (Manubag et al., 1995) Mật độ trồng keo tai tượng có thể thay đổi tùy theo mục đích kinh doanh và độ phì của đất, với mật độ trung bình 1100 cây/ha cho mục đích cung cấp gỗ (Srivastava, 1993).
1.1.2 Nghiên cứu về bệnh hại Keo tai tượng
Nhiều nhà nghiên cứu từ Ấn Độ, Malaysia, Philippines và Trung Quốc đã công bố các loại nấm bệnh gây hại cho các loài keo Tại hội nghị lần thứ III của nhóm tư vấn nghiên cứu và phát triển các loài Acacia, diễn ra tại Đài
Vào cuối tháng 6 năm 1964, nhiều đại biểu và tổ chức quốc tế như CIFOR đã nêu ra vấn đề bệnh hại ở các loài Acacia, đặc biệt là bệnh đốm lá do nấm Colletotrichum sp và bệnh phấn trắng thường gặp ở cây Keo tai tượng trong giai đoạn ươm và rừng trồng tuổi một Nguyên nhân chính gây ra các bệnh này là do thời tiết ẩm ướt kéo dài, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nấm bệnh (Hutacharem, 1993).
Rust disease and various leaf diseases are prevalent in Acacia mangium plantations worldwide Rust is caused by the fungus Atelocauda digitata, while powdery mildew is attributed to Oidium sp Sooty mold results from Meliola spp., and leaf spot diseases are caused by fungi such as Cercospora spp., Pestalotiopsis spp., and Colletotrichum spp Additionally, pink disease is linked to the fungus Corticium salmonicolor (Old et al., 1999; Old et al., 2000).
Tại Papua New Guinea, bệnh khô cành ngọn hay còn gọi là chết ngược, do nấm Glomerella cingulata (giai đoạn vô tính là Colletotrichum gloeosporioides), là nguyên nhân chính gây thiệt hại cho cây Keo tai tượng (Acacia mangium) trong các vườn giống.
Theo kết quả nghiên cứu của Mercer (1982); Sharma và đồng tác giả
Bệnh rỗng ruột ở cây keo tai tượng và các loài keo khác, xuất hiện từ năm 1985, thường do cây bị tổn thương hoặc do kỹ thuật tỉa cành không đúng cách Việc tỉa cành vào mùa mưa tạo điều kiện thuận lợi cho nấm gây bệnh xâm nhập và phát triển.
The wilt disease caused by the Ceratocystis sp fungus manifests through symptoms such as decay in the bark at the base and large roots, along with discoloration of the wood (Ake et al., 1992; Wingfield et al., 1996).
Bệnh rỗng ruột lần đầu tiên được xác định ở Sabah (Gibson, 1981) và hiện nay đã xuất hiện ở nhiều nước trồng Keo tai tượng, bao gồm Malaysia (Mahmud et al., 1993), Bangladesh, Papua New Guinea, Thái Lan và Việt Nam (Basak, 1997).
Keo tai tượng hay bị một số bệnh như: Bệnh rỗng ruột thường bị ở các cây ở cấp tuổi cao hoặc do giống (Hutacharem, 1993)
Bệnh chết héo do nấm gây hại chủ yếu là do hai loại nấm: Phytophthora sp và Ceratocystis sp Triệu chứng đặc trưng của bệnh chết héo do nấm Phytophthora sp là sự thối rữa của hệ rễ cám (Kile, 1993).
Ceratocystis sp gây hại có triệu chứng điển hình là thân hoặc cành bị nứt, xì nhựa hoặc xì nước, vỏ và gỗ ở quanh vết bệnh bị biến màu
Lee và Maziah (1993) đã phân lập 25 nấm bào tử từ cây Keo tai tượng bị bệnh mục ruột ở nhiều địa điểm khác nhau tại Malaysia Các nấm này được xác định thuộc các loài Phellinus noxius, Trametes sp và Formes sp.
Tình hình nghiên cứu ở trong nước
1.2.1 Nghiên cứu về Keo tai tượng
Keo tai tượng, còn được gọi là Keo lá to hay Keo mỡ, là một loài cây gỗ lớn sinh trưởng nhanh, có thể đạt chiều cao lên tới 30m Cây có thân thẳng đứng và lá kép lông chim 2 lần, với cuống bẹt và lá giả rộng, có chiều rộng từ 5-10cm và chiều dài lên tới 25cm, mang màu xanh sẫm Loài cây này phát triển mạnh mẽ trong môi trường rừng nhiệt đới.
Hoa của cây keo tai tượng có hình chùm dài khoảng 10cm, mọc thành từng đôi từ nách lá, với nhiều hoa nhỏ màu trắng hoặc kem Hoa lưỡng tính, tràng hoa màu vàng, nhị dài vươn ra ngoài, sau khi thụ phấn, quả chuyển từ màu xanh lá cây sang màu đen khi chín Quả có hình dạng dẹt, mỏng và khi già sẽ cong, cuộn xoắn lại, hạt có hình dạng từ dài đến ô van, kích thước 3-5 x 2-3mm, màu đen bóng với vỏ dày, cứng, có dải màu đỏ Mỗi kg hạt chứa từ 52.000 – 95.000 hạt Gỗ keo tai tượng có thân tròn, thẳng, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ gia dụng, ván dăm, ván bóc và nguyên liệu giấy Loại cây này có hiệu suất làm bột giấy cao, sinh trưởng nhanh hơn keo lá tràm và khả năng đổ gẫy ít hơn keo lai, do đó được xem là một trong những loài chính trong trồng rừng nguyên liệu.
Keo tai tượng có khả năng cố định đạm trong đất nhờ cộng sinh với vi khuẩn Rhizobium, tạo ra nốt sần ở rễ, giúp cải tạo đất và phát triển trong nhiều điều kiện khác nhau Cây có thể sống trên đất xấu, với độ pH thấp và có khả năng cạnh tranh tốt Keo tai tượng thích ứng rộng rãi từ vùng nhiệt đới ẩm đến vùng cận nhiệt đới, với tán lá dày giúp che phủ mặt đất, chống xói mòn và cải tạo đất, do đó là cây trồng chủ lực của Việt Nam Cây thích hợp với nhiệt độ trung bình năm từ 23-24°C, lượng mưa từ 1800-2000 mm, độ cao dưới 600-700 m so với mực nước biển, và độ dốc 20-30°, có thể trồng tập trung hoặc phân tán.
Trong số các loài keo được khảo nghiệm và trồng thử tại Việt Nam, ba loài có triển vọng nhất là Keo tai tượng, Keo lá tràm và Keo lá liềm (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1992; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003; Lê Đình Khả et al., 2003; Nguyễn Minh Chí, 2007).
Khảo nghiệm xuất xứ Keo tai tượng tại vùng Đông Bắc Bộ đã được thực hiện với 9 xuất xứ Keo tai tượng, 1 xuất xứ keo lá tràm, Keo lá liềm và Keo đa thân Trong số 5 xuất xứ nổi trội, 3 xuất xứ của Keo tai tượng bao gồm Hawkins Creek, Kuranda và Kennedy cho thấy khả năng sinh trưởng tốt, với đường kính thân đạt từ 1,4-1,6 (Lê Đình Khả et al., 2003).
Khảo nghiệm xuất xứ Keo tai tượng tại Bầu Bàng, Bình Dương bao gồm 14 xuất xứ của 3 loài keo, với 11 xuất xứ Keo tai tượng, 2 xuất xứ Keo lá tràm và 1 xuất xứ Keo đa thân, được trồng trên đất cát pha có phèn tiềm năng Sau 7 năm sinh trưởng, các xuất xứ Keo tai tượng cho thấy sự phát triển vượt trội, trong đó hai xuất xứ triển vọng nhất là Kennedy và Cardwell đạt năng suất trung bình lần lượt là 0,056 m³/cây và 0,052 m³/cây (Nguyễn Hoàng Nghĩa và Lê Đình Khả, 2000; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003; Lê Đình Khả et al., 2003).
Tại Bầu Bàng, các dòng cây có sinh trưởng nhanh nhất cho thấy sự phát triển vượt trội với thể tích thân cây tăng từ 36,5% đến 128,9%, trung bình đạt 67,2% Trong số đó, dòng 19 là dòng có độ vượt trội lớn nhất.
179, 62,94 và 67 Đây là những dòng có độ vượt 80,4-128% (Hà Huy Thịnh, 2006)
Khảo nghiệm xuất xứ Keo tai tượng tại Sông mây, Đồng Nai vào năm
Năm 1990, các xuất xứ Cardwell, Derideri và Pascoe River được xác định là có triển vọng Khảo nghiệm xuất xứ Keo tai tượng tại La Ngà, Đông Nai bao gồm 7 xuất xứ, trong đó các xuất xứ nổi bật nhất vẫn là Hawkins, Bronte, Kennedy và Cardwell (Lê Đình Khả et al., 2003).
1.2.2 Nghiên cứu về Bệnh hại Keo tai tượng
Keo tai tượng trồng tại khu vực Đông Nam Bộ thường bắt đầu bị mắc bệnh phấn hồng sau 3 năm tuổi Nguyên nhân chính gây ra bệnh phấn hồng này là do nấm.
Corticium salmonicolor là một bệnh nguy hiểm có khả năng gây thiệt hại lớn cho rừng trồng Keo lai, Keo tai tượng và các cây công nghiệp khác như cao su, điều, xoài Bệnh thường xâm nhiễm vào thân cây ở vị trí giữa tán lá, dẫn đến tình trạng loét, vỏ cây thối Nếu không được kiểm soát, bệnh có thể khiến cây chết từ ngọn xuống vị trí nấm xâm nhiễm.
Tại Đạ Tẻh (Lâm Đồng) Keo tai tượng trồng thuần loài trên diện tích
Tại Bầu Bàng, trong tổng diện tích 400 ha, có 118,5 ha bị bệnh với tỷ lệ từ 7 đến 59%, trong đó một số diện tích bị ảnh hưởng nặng nề (Phạm Quang Thu, 2002) Một số dòng keo lai đã mắc bệnh phấn hồng (Pink Disease) với tỷ lệ và mức độ bệnh cao, gây thiệt hại đáng kể cho sản xuất.
Các bệnh hại lá trên các loài keo đã được điều tra và thống kê, trong đó có một số bệnh điển hình như: bệnh bồ hóng do nấm Meliola brisbanensis, bệnh gỉ sắt đỏ do tảo Cephaleuros viescens, bệnh héo lá do nấm Ceratocystis sp., bệnh khô đầu lá do nấm Pestalotiopsis acacia, bệnh khô mép lá do nấm Phyllosticta sp., bệnh phấn hồng do nấm Corticium salmonicolor, và bệnh phấn trắng gây hại cho cây con ở vườn ươm và rừng mới trồng do nấm Oidium spp (Phạm Quang Thu, 2011).
Nghiên cứu của Phạm Quang Thu và đồng tác giả (2012) đã chỉ ra rằng keo bị chết héo tại nhiều vùng trồng trọng điểm ở miền Bắc, miền Trung, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ Nguyên nhân gây bệnh được xác định là do loài nấm Ceratocystis sp Qua việc phân lập, nghiên cứu đã phát hiện 26 chủng nấm gây bệnh chết héo trên các loại keo như keo lai, keo tai tượng và keo lá tràm, cho thấy sự phân bố rộng rãi của chúng Điều tra mẫu bệnh phẩm đã được thực hiện ở nhiều địa phương như Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước, Lâm Đồng, Thừa Thiên Huế và Tuyên Quang.
Kết quả điều tra về bệnh hại trên một số loài cây trồng rừng tại Việt Nam đã xác định một số bệnh hại lá chính của cây Keo tai tượng, bao gồm bệnh chết héo do nấm Ceratocystis manginecans và bệnh phấn hồng do nấm Corticium salmonicolor Đặc biệt, bệnh phấn hồng cũng được ghi nhận trên cây keo lai (Phạm Quang Thu, 2016).
Kết quả điều tra về bệnh hại trên cây trồng rừng tại Việt Nam đã chỉ ra một số loài bệnh nghiêm trọng, trong đó có bệnh rỗng ruột do nấm Ganoderma sp trên cây Keo tai tượng và bệnh nấm xanh F euwallaceae trên cây keo lai (Phạm Quang Thu, 2016).
Bệnh chết héo các loài keo ở Việt Nam cũng đã được xác định do nấm gây hại: (1) Chết héo do nấm Phytophthora sp gây hại, (2) Chết héo do nấm
Tổng quan khu vực nghiên cứu
1.3.1 Khái quát về Thái Nguyên
Thái Nguyên là tỉnh miền núi Bắc Bộ, thuộc vùng Đông Bắc, có tọa độ địa lý là: 20020’ đến 22025’ vĩ độ Bắc và 105025’ đến 106016’ kinh độ Đông
- Phía Bắc giáp tỉnh Bắc Cạn
- Phía Đông Bắc giáp tỉnh Lạng Sơn
- Phía Tây Bắc giáp tỉnh Tuyên Quang
- Phía Tây Nam giáp tỉnh Vĩnh Phúc
- Phía Đông Nam giáp tỉnh Bắc Giang
- Phía Nam giáp Thủ đô Hà Nội
Phía Bắc và Đông Bắc của tỉnh có địa hình cao với độ cao từ 500m đến 1000m, đặc trưng bởi những ngọn núi đá vôi hiểm trở và phức tạp, độ dốc từ 25-30 độ Trong khi đó, phía Nam sở hữu địa hình trung du với nhiều đồi núi thấp dạng bát úp, có độ cao trung bình từ 20m đến 30m và độ dốc dưới 10 độ.
Tỉnh Thái Nguyên có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng, chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ đầu tháng 4 đến hết tháng 9 và mùa khô từ đầu tháng 10 đến hết tháng 3 năm sau.
Nhiệt độ trung bình năm ở các huyện phía Bắc và phía Nam chênh lệch khoảng 0,50C đến 1,00C, nhiệt độ trung bình năm 22,50C đến 230C, số giờ nắng trung bình năm 1.620 giờ
Do ảnh hưởng của địa hình, lượng mưa ở tỉnh Thái Nguyên có sự chênh lệch giữa vùng phía Bắc và phía Nam Cụ thể, thành phố Thái Nguyên ghi nhận lượng mưa trung bình đạt 2025mm/năm, trong khi huyện Định Hóa có lượng mưa trung bình là 1719mm/năm.
Trên địa bàn tỉnh có hai hệ thống sông chính: Sông Cầu và Sông Công
1.3.1.3 Hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp
Theo quyết định 1518/QĐ-UBND ngày 10/7/2014 của UBND tỉnh Thái Nguyên, quy hoạch 3 loại rừng tỉnh Thái Nguyên đã được phê duyệt điều chỉnh, nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển bền vững đến năm 2020.
Tổng diện tích đất tự nhiên là 353.101,67 ha, trong đó:
+ Quy hoạch theo 3 loại rừng năm 2013
- Rừng phòng hộ: 45.999,43 ha; chiếm 25,57 % diện tích đất lâm nghiệp
- Rừng đặc dụng: 36.237,42 ha; chiếm 20,14% diện tích đất lâm nghiệp
- Rừng sản xuất: 97.677,43 ha; chiếm 54,29% diện tích đất lâm nghiệp + Quy hoạch theo 3 loại rừng đến năm 2020
- Rừng phòng hộ: 43.000 ha; chiếm 24,04 % diện tích đất lâm nghiệp
- Rừng đặc dụng: 36.300 ha; chiếm 20,29% diện tích đất lâm nghiệp
- Rừng sản xuất: 99.573 ha; chiếm 55,67% diện tích đất lâm nghiệp
Theo Quyết định số 1040/QĐ-UBND ngày 13/5/2016 của UBND tỉnh Thái Nguyên, kết quả kiểm kê rừng tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2014-2015 đã được phê duyệt.
+ Tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp kiểm kê: 230.329,96 ha, trong đó:
- Diện tích có rừng: 172.491,11 ha
- Diện tích đất chưa có rừng: 57.838,85 ha
+ Diện tích rừng và đất lâm nghiệp phân theo mục đích sử dụng: 197.262,74 ha gồm có: rừng đặc dụng 40.386,64 ha; rừng phòng hộ 44.566,98 ha; rừng sản xuất 112.309,12 ha
1.3.2 Khái quát về Huyện Phú Lương
Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lí huyện Phú Lương
Huyện Phú Lương là huyện miền núi, nằm ở phía Bắc của tỉnh Thái Nguyên, có tọa độ: 21 o 43 ’ 35 ” vĩ Bắc 105 o 42 ’ 26” kinh Đông
1.3.2.1 Vị trí địa lý, địa hình
Phú Lương là một huyện miền núi nằm ở phía Bắc tỉnh Thái Nguyên,
Huyện Phú Lương nằm cách Trung tâm thành phố Thái Nguyên khoảng 22 km về phía Nam, dọc theo Quốc lộ 3 Địa hình huyện chủ yếu là các đồi núi dạng bát úp, xen kẽ với những thung lũng xanh tươi Huyện có vị trí tiếp giáp thuận lợi với các khu vực lân cận.
- Phía Bắc giáp huyện Chợ Mới (tỉnh Bắc Cạn)
- Phía Nam và Đông Nam giáp thành phố Thái Nguyên
- Phía Tây giáp huyện Định Hoá
- Phía Tây Nam giáp huyện Đại Từ
- Phía Đông giáp huyện Đồng Hỷ
Phú Lương có vị trí địa lý thuận lợi, tạo điều kiện cho việc giao lưu, thương mại và trao đổi hàng hóa với các huyện lân cận.
Hai tỉnh Bắc Kạn và Cao Bằng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp hàng hóa cho thị trường lớn, đặc biệt là thành phố Thái Nguyên Huyện Phú Lương có địa hình phức tạp, với độ cao trung bình từ 100 m đến 400 m so với mực nước biển Các xã ở vùng Bắc và Tây Bắc huyện này có nhiều núi cao, với độ cao trung bình từ 300 m đến 400 m và độ dốc chủ yếu lớn.
Huyện có thảm thực vật dày và tán che phủ cao, chủ yếu là rừng xanh quanh năm Khu vực phía Nam huyện có địa hình bằng phẳng hơn, với nhiều đồi và núi thấp, độ dốc thường dưới 15 độ Đây là vùng trung du với nhiều đồi và ít ruộng, trong khi độ cao giảm dần từ Bắc xuống Nam huyện.
Khí hậu Phú Lương có đặc điểm nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt: mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ có thể xuống tới 3°C và thường xuyên có gió mùa đông bắc khô hanh; mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ cao và có mưa lớn tập trung Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 22°C, với tổng tích nhiệt khoảng 8.000°C Trong mùa nóng, nhiệt độ bình quân cao nhất đạt 27,2°C, có tháng 7 lên tới 38°C - 39°C, trong khi nhiệt độ bình quân thấp nhất của mùa lạnh là 20°C, thấp nhất vào tháng 1 với 15,6°C Phú Lương có trung bình 1.628 giờ nắng mỗi năm và năng lượng bức xạ khoảng 115 kcallo/cm.
Lượng mưa trung bình ở Phú Lương từ 2.000 mm đến 2.100 mm/năm
Từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm, khu vực này trải qua mùa mưa chiếm hơn 90% tổng lượng mưa cả năm, với tháng 7 là tháng có lượng mưa lớn nhất, trung bình từ 410 mm đến 420 mm và số ngày mưa lên tới 17-18 ngày Ngược lại, tháng 11 và tháng 12 có lượng mưa rất thấp, chỉ khoảng 24-25 mm mỗi tháng và từ 8 đến 10 ngày mưa Lượng bốc hơi trung bình hàng năm tại Phú Lương đạt khoảng 985,5 mm, trong khi mùa lạnh lượng bốc hơi vượt quá lượng mưa, dẫn đến độ ẩm (k) dưới 0,5 và tình trạng khô hạn thường xuyên xảy ra.
Phú Lương có mật độ sông, suối bình quân 0,2 km/km² và trữ lượng nước cao, phân bổ đều giữa các xã, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển thủy lợi, đáp ứng nhu cầu nước cho sản xuất và sinh hoạt của cư dân Sông Cầu, dài 17 km, chảy qua các xã Phú Đô, Tức Tranh, Vô Tranh, Sơn Cẩm, là nguồn cung cấp nước chính cho các xã phía Nam huyện Dưới thời Pháp thuộc, sông Cầu đóng vai trò là tuyến giao thông thủy quan trọng của huyện Phú Lương và tỉnh Thái Nguyên.
Các sông ở Phú Lương thường hẹp và dốc, dẫn đến tình trạng lũ lụt, xói mòn và sạt lở đất trong mùa mưa nóng Những hiện tượng này gây ra thiệt hại lớn cho sản xuất và ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của người dân địa phương.
Phú Lương có tổng diện tích đất tự nhiên là 36.891,70 ha trên 14 xã và
Huyện Phú Lương có tổng diện tích đất nông nghiệp là 11.987,49 ha, chiếm 32,50% tổng diện tích vào năm 2010 Diện tích đất quy hoạch lâm nghiệp là 17.113,30 ha, trong đó đất rừng phòng hộ chiếm 3.559,40 ha và đất rừng sản xuất chiếm 13.553,90 ha, tương đương 46,38% diện tích tự nhiên toàn huyện Ba loại đất chính tại Phú Lương bao gồm đất feralit vàng đỏ trên phiến thạch sét, đất feralit vàng nhạt trên đá cát, và đất nâu đỏ trên đá mácma bazơ Những loại đất này tương đối phù hợp cho việc trồng cây dài ngày như chè, cà phê và cây ăn quả, và được quy hoạch theo hướng nông - lâm kết hợp.
50 % tổng diện tích đất tự nhiên của huyện
Diện tích đất lâm nghiệp đang giảm trung bình 0,57% mỗi năm do tình trạng phá rừng và nhu cầu mở rộng đất ở cho dân cư, trong khi đó diện tích đất ở tăng trung bình 0,4% hàng năm Sự gia tăng đất ở chủ yếu là do chuyển đổi từ quỹ đất lâm nghiệp và công tác đo đạc địa chính Bên cạnh đó, nhu cầu phát triển cơ sở hạ tầng của huyện cũng dẫn đến sự gia tăng diện tích đất chuyên dùng với tỷ lệ trung bình hàng năm đạt 21,3%.
ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng, địa điểm và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào keo tai tượng và nấm gây bệnh Phytophthora cinnamomi Địa điểm nghiên cứu được thực hiện tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên, với phạm vi nghiên cứu nhằm tìm hiểu về bệnh chết héo của cây keo tai tượng do nấm này gây ra.
(Phytophthora cinnamomi); Biện pháp phòng trừ chỉ được thực hiện ở giai đoạn vườn ươm d Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 8/2019 đến tháng 08/2020
Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Điều tra bệnh chết héo Keo tai tượng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên
- Điều tra bệnh chết héo ở giai đoạn vườn ươm
- Điều tra bệnh chết héo ở gia đoạn rừng trồng
2.2.2 Xác định nguyên nhân gây bệnh
- Phân lập nấm gây bệnh, đặc điểm của hệ sợi nấm và đặc điểm bào tử
- Giám định nấm gây bệnh bằng đặc điểm hình thái và bằng sinh học phân tử
- Gây bệnh nhân tạo đối với cây con ở giai đoạn vườn ươm
2.2.3 Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm gây bệnh
- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của hệ sợi nấm
- Ảnh hưởng của ẩm độ không khí đến sinh trưởng của hệ sợi nấm
2.2.4 Nghiên cứu biện pháp phòng trừ bệnh chết héo Keo tai tượng
2.2.4.1 Nghiên cứu biện pháp lâm sinh, thủ công
2.2.4.2 Nghiên cứu biện pháp sinh học
2.2.4.3 Nghiên cứu biện pháp hóa học
Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Điều tra bệnh chết héo Keo tai tượng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên Điều tra bệnh ở vườn ươm Ở huyện Phú Lương tỉnh Thái Nguyên chọn 03 vườn ươm Keo tai tượng điển hình Mỗi vườn ươm chọn 3 luống ngẫu nhiên, mỗi luống lập 3 ô tiêu chuẩn (1m 2 ) ở 3 vị trí đầu luống, giữa luống và cuối luống Tiến hành phân cấp toàn bộ các cây bị bệnh trong ô tiêu chuẩn theo (TCVN 8928 : 2013; Phạm Quang Thu, 2012) Điều tra bệnh ở rừng trồng Điều tra, phân cấp tỷ lệ, mức độ bị bệnh và thu mẫu bệnh tại rừng trồng Keo tai tượng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên Lập ô tiêu chuẩn diện tích 500 m 2 , tại mỗi địa điểm lập 6 ô tiêu chuẩn đại diện cho các dạng địa hình, hướng phơi, tuổi cây Ranh giới ô được đánh dấu bằng cọc mốc và định vị tọa độ từng ô tiêu chuẩn Điều tra tỷ lệ cây bị bệnh và mức độ bị bệnh chết héo của cây trong ô tiêu chuẩn theo nguyên tắc hệ thống, cách một hàng điều tra một hàng và cách một cây điều tra một cây Tiến hành phân cấp bị bệnh cho các cây trong ô tiêu chuẩn theo 5 cấp bệnh (0 - 4) (Phạm Quang Thu, 2012):
Cấp bệnh Mức độ hại Mức độ hại quy định tương ứng
0 Không Cây khỏe, rễ không bị hại
1 Hại nhẹ Cây bị hại nhưng sinh trưởng bình thường
2 Hại vừa Một số lá khô héo
3 Hại nặng Cây bị khô dần
4 Hại rất nặng Cây bị chết khô
Tỷ lệ cây bị hại (P%) được xác định theo công thức:
Nx100 Trong đó: POTC: tỷ lệ cây bị bệnh trung bình trên ô tiêu chuẩn n: số cây bị bệnh trung bình trên ô tiêu chuẩn
N: tổng số cây điều tra trong ô tiêu chuẩn
Trong đó: Pkv: tỷ lệ cây bị bệnh trung bình cho khu vực điều tra
Potci: tỷ lệ bị bệnh trung bình trong ô tiêu chuẩn thứ i
Cấp bệnh bình quân cho một ô tiêu chuẩn được xác định thông qua phương pháp bình quân gia quyền, sau đó tính toán bình quân cho toàn bộ khu vực điều tra bằng công thức cụ thể.
Trong đó: Rotc: cấp bị bệnh trung bình trong ô tiêu chuẩn ni: số cây bị bệnh với cấp bệnh i vi: chỉ số của cấp bệnh i
N: tổng số cây điều tra trong ô tiêu chuẩn
Trong đó: Rkv: cấp bệnh trung bình của khu vực điều tra
Rotci: cấp bị bệnh trung bình trong ô tiêu chuẩn thứ i
N: số ô tiêu chuẩn điều tra
Mức độ bị bệnh dựa trên cấp bệnh bình quân: R = 0 cây khỏe (không bị bệnh); 0 < R < 1, cây bị bệnh nhẹ; 1 < R < 2, cây bị bệnh trung bình; 2 < R <
3, cây bị nặng; 3 < R < 4, cây bị bệnh rất nặng (Old et al., 2000); (Phạm
Trong quá trình điều tra tỷ lệ và cấp bệnh, việc lấy mẫu bệnh là rất quan trọng Mỗi OTC được lập sẽ thu thập từ 1 đến 2 mẫu đại diện Các mẫu này cần được để riêng, bọc bằng giấy bào và cho vào túi ni lông trước khi mang về phòng thí nghiệm để phân tích.
Bảo quản mẫu bệnh: Mẫu được bảo quản ở phòng lạnh với nhiệt độ 20 0 C
2.3.2 Phương pháp xác định nguyên nhân gây bệnh
- Phương pháp mô tả triệu chứng bệnh và đặc điểm bào tử
Chọn cây có triệu chứng bệnh rõ ràng và điển hình, sau đó quan sát bằng mắt thường hoặc dụng cụ như kính lúp để mô tả các đặc điểm bên ngoài của ngọn, thân, lá và rễ Lưu ý đến sự biến đổi về màu sắc và tình trạng bệnh, cũng như sự phân bố của bệnh trên các bộ phận của cây Cuối cùng, cần mô tả chi tiết và chụp ảnh cây bị bệnh để ghi lại tình trạng.
Phương pháp mô tả đặc điểm hình thái bào tử được thực hiện bằng cách quan sát dưới kính hiển vi Olympus BX50 với độ phóng đại 2000 lần Các yếu tố chính được chú ý bao gồm hình dáng, kích thước, màu sắc và thể bám của bào tử.
- Phương pháp phân lập nấm gây bệnh và đặc điểm của hệ sợi nấm
Để phân lập nấm gây bệnh hại rễ, tiến hành làm bẫy nhử bằng cách cho rễ có triệu chứng bệnh vào khay và đổ nước cất ngập rễ khoảng 10 cm.
Để tiến hành nghiên cứu đặc điểm hệ sợi nấm, trước tiên cần vớt sạch váng và bẩn nổi trên bề mặt nước, sau đó thả các lá non tươi của những loài cây nhạy cảm với nấm bệnh như lá cây họ đậu, lá dẻ, và lá cà ổi trong khoảng 6-8 giờ Sau 2-4 ngày, nếu trên lá xuất hiện nhiều đốm đen, đó là triệu chứng của nhiễm nấm, cần chọn những lá đó để phân lập Tiến hành khử trùng bề mặt lá bệnh, cắt thành miếng nhỏ và chú ý lấy phần đốm đen gần ranh giới giữa phần bệnh và không bệnh, sau đó đặt vào hộp chứa môi trường CMA có kháng sinh NARPH, băng kín và theo dõi trong tủ định ôn 25°C Sau 3-5 ngày, khi các sợi nấm xuất hiện, tiến hành tách và cấy truyền để thu được sợi nấm thuần khiết.
Nuôi cấy sợi nấm trên môi trường dinh dưỡng PDA, sau đó tiến hành đo kích thước và chụp ảnh hệ sợi, thể quả cùng các dạng bào tử vô tính và hữu tính Hình thái và màu sắc của các thành phần này được mô tả chi tiết Đặc điểm của hệ sợi được quan sát qua kính hiển vi Olympus BX50 với độ phóng đại 2000 lần.
- Phương pháp giám định nấm gây bệnh bằng đặc điểm hình thái và bằng sinh học phân
+ Giám định bằng đặc điểm hình thái
Giám định nấm gây bệnh thông qua đặc điểm hình thái là phương pháp dựa vào triệu chứng bệnh đã được mô tả và các đặc điểm hình thái của bào tử quan sát dưới kính hiển vi như hình dáng, kích thước và màu sắc Phương pháp này sử dụng khóa định loại và mô tả loài để xác định nấm gây bệnh, dựa trên tài liệu chuyên khảo, đặc biệt là các nghiên cứu về Phytophthora của Waterhouse & Waterston (1966) và Phytophthora spp.
- Giám định nấm gây bệnh bằng sinh học phân tử
+ Phương pháp giám định bằng sinh học phân tử đối với một số bệnh hại chính
Tách ADN của nấm được thực hiện bằng phương pháp glassmilk, bắt đầu bằng cách cho một lượng nhỏ sợi nấm vào ống eppendorf 1.5 ml Sau đó, các vật liệu trong ống được tán nhỏ bằng chày kết hợp với nitơ lỏng Tiếp theo, thêm khoảng 200-250 µl dung dịch extraction buffer (Reader và Broda, 1985) và ủ ống eppendorf trong bể nước ở nhiệt độ 65°C trong 90 phút Cuối cùng, tiến hành ly tâm với tốc độ thích hợp.
Quá trình tách chiết ADN bắt đầu bằng việc ly tâm ở 14000 vòng/phút trong 15 phút, sau đó 200 µl dịch nổi được chuyển vào ống Eppendorf chứa 800 µl NaI 100% và 12 µl glassmilk Hỗn hợp này được ủ lạnh trong 15 phút với việc lắc thường xuyên để ADN gắn vào glassmilk Tiếp theo, hỗn hợp được ly tâm ở 14000 vòng/phút trong 10 giây, phần kết tủa được rửa bằng dung dịch wash buffer và cồn tuyệt đối Sau khi ly tâm và tách phần kết tủa, nó được hòa tan trong 25 µl dung dịch TE (10 mM Tris HCl pH 8, 1 mM EDTA) và ủ trong bể nước ở 45°C trong 15 phút Cuối cùng, ống Eppendorf được ly tâm ở 14000 vòng/phút trong 1-2 phút, phần chứa ADN được chuyển sang ống Eppendorf mới và bảo quản ở 4°C.
Phản ứng PCR được thực hiện với vùng ITS 1 và 2 từ ADN thu được, sử dụng cặp mồi ITS1-F và ITS4 theo phương pháp của Gardes và Bruns (1993) Mỗi phản ứng PCR bao gồm 10 µl ADN mẫu trong tổng thể tích 50 µl, cùng với 1x polymerase chất đệm, 2 µM MgCl2, 0.25 µM dNTPs, 0.25 µM cho mỗi loại mồi, 0.08 U TTH + polymerase và 0.2 mg/ml BSA Quy trình PCR bắt đầu với bước tách đôi sợi ADN ở 95°C trong 3 phút, tiếp theo là 35 chu kỳ tách sợi ADN ở 94°C.
Quá trình nhân bản DNA được thực hiện ở nhiệt độ 55°C trong 30 giây, tiếp theo là giai đoạn kéo dài ở 72°C trong 7 phút trong chu kỳ cuối cùng Phản ứng này được thực hiện bằng máy PCR PTC 225 Peltier Thermal Cycler Sản phẩm PCR sau đó được điện di trên bản gel 1% agarose.
Để ước lượng kích cỡ ADN, thang ADN 100bp (Fisher Biotec) được sử dụng với điện áp 100volts/cm trong 30 phút Sau đó, bản gel được nhuộm trong Red safe và lắc chậm trong 15 phút ADN được quan sát dưới tia cực tím và chụp ảnh bằng máy ảnh Reader UV Cuối cùng, vi sinh vật được định danh thông qua giải trình tự.
Phân đoạn rADN của vi sinh vật được khuyếch đại trên thiết bị C1000 Touch TM Thermal Cycler (Bio-Rad, Mỹ) với chương trình nhiệt gồm pha biến tính ở 94C trong 3 phút, tiếp theo là 30 chu kỳ nhiệt (94C trong 30 giây, 52C trong 30 giây và 72C trong 1 phút) Quá trình khuyếch đại kết thúc ở 72C trong 10 phút, sau đó sản phẩm PCR được bảo quản ở 10 C.