Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Nghiên cứu và sử dụng chế phẩm sinh học từ vi khuẩn đối kháng để kiểm soát nấm hại cây trồng
1. Nghiên cứu và sử dụng chế phẩm sinh học từ vi khuẩn
đối kháng để kiểm soát nấm hại cây trồng
Trên thế giới, nấm Rhizoctonia solani Kühn và Fusarium gây thiệt hại nghiêm trọng đối với
năng suất của nhiều loại cây trồng như cây ngũ cốc (lúa, ngô, khoai tây), cây rau (lạc, đậu đỗ, cà
chua, cải bắp, xà lách), cây ăn quả và cây công nghiệp (bông). Nấm gây ra các triệu chứng thối
đen rễ, lở cổ rễ, thối gốc thân, thối thân, khô vằn, thối lá. Nấm bệnh gây thiệt hại lên tới 11,6%
tổng sản lượng nông nghiệp. Ở nước ta, hàng năm sản lượng nông nghiệp thất thu hàng ngàn tỷ
đồng do nấm bệnh gây ra trên một số cây trồng quan trọng như ngô, khoai tây, đậu tương, đỗ.
Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam, chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn đối
kháng ngày càng được quan tâm sử dụng để diệt nấm gây hại cây. Một số chủng vi khuẩn đối
kháng như Burkholderia, Pseudomonas, Bacillus đã và đang được quan tâm nghiên cứu vì chúng
tổng hợp một số chất ngoại bào với khả năng ức chế sự nẩy mầm và phát triển của nấm bệnh F.
oxysporum và R. solani.
Vi khuẩn đối kháng Bacillus, Burkholderia và Pseudomonas được phân lập từ đất, rễ cây, có khả
năng kiểm soát hiệu quả đối với nấm Pythium, R. solani và F. oxysporum… gây bệnh thối rễ,
thối thân ở cây đậu tương, cây đỗ, rau diếp, cây trạng nguyên, cây khoai tây. Biện pháp chủ yếu
để diệt nấm bệnh hiện nay là dùng thuốc diệt nấm có nguồn gốc hóa học. Tuy nhiên nếu dùng
nhiều loại thuốc hóa học với liều lượng cao trong thời gian dài sẽ làm mất cân bằng trong quần
thể vi sinh vật đất có ích, tạo môi trường bất lợi đối với các sinh vật có ích phát triển, và tạo điều
kiện để nấm bệnh, các loài côn trùng có hại kháng thuốc hơn, đồng thời cũng tiêu diệt các loài
thiên địch có ích. Dư lượng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu hóa học còn lại trên sản phẩm nông
nghiệp và trên đất sẽ làm ô nhiễm vào nguồn nước ngầm, gây ra tác hại nghiêm trọng đối với sức
khỏe của người và vật nuôi. Ở một số nước phát triển, thuốc diệt nấm có nguồn gốc hóa học bị
hạn chế hoặc cấm sử dụng.
Chế phẩm sinh học diệt nấm có nguồn gốc từ vi khuẩn đối kháng có tác dụng tích cực đối với
nông nghiệp, ưu việt hơn so với việc dùng thuốc hóa học. Sử dụng chế phẩm sinh học có nguồn
gốc từ vi khuẩn đối kháng để diệt nấm gây hại trên cây trồng sẽ mang lại những lợi ích lâu dài
cho người sản xuất như: làm tăng năng suất của cây trồng, giảm chi phí đầu tư, làm đất không bị
bạc màu, thân thiện với môi trường sinh thái, không ảnh hưởng đến sức khỏe của người và vật
nuôi, gióp phần quan trọng trong việc phát triển nền nông nghiệp hữu cơ bền vững và hiệu quả.
Người sản xuất hoàn toàn có thể yên tâm sử dụng chế phẩm sinh học từ vi sinh vật để kiểm soát
nấm R. solani và F. oxysporum gây hại cây trồng.
Trong bài viết này chúng tôi xin giới thiệu những kết quả nghiên cứu bước đầu trong việc sử
dụng chế phẩm sinh học (tế bào, dịch ngoại bào) từ vi khuẩn đối kháng Burkholderia,
Pseudomonas và Bacillus có tác dụng kiểm soát hiệu quả nấm R.solani gây hại cây rau diếp
và F. oxysporum gây hại cây cà chua trong nhà lưới. Những tác dụng tích cực của tế bào và dịch
ngoại bào của vi khuẩn đối kháng đến sinh trưởng của cây trồng, và hệ sinh vật xung quanh bộ rễ
cũng được phát hiện.
2. Ảnh hưởng của tế bào và dịch ngoại bào của vi khuẩn đối kháng đến sinh trưởng của cây
trồng trong buồng nuôi climate chamber
Tế bào của các chủng vi khuẩn đối kháng Burkholderia, Pseudomonas và Bacillus tác dụng tích
cực đến sinh trưởng của rau diếp và cà chua. Sau khi hạt rau diếp được xử lý với tế bào vi khuẩn
đối kháng, hạt nẩy mầm tốt, cây sinh trưởng và phát triển tốt hơn so với lô không được xử lí. Sau
40 ngày xử lí, sinh khối tươi và khô của thân, rễ ở rau diếp đều tăng so với đối chứng (P <0,05).
Một kết quả tương tự, khi hạt cà chua được xử lí với tế bào Burkholderia và Bacillus rồi đem
gieo, cây phát triển cho số lượng lá/cây, khối lượng tươi và khô của cây cao hơn hoặc tương
đương so với đối chứng.
Cả hạt rau diếp, cà chua sau khi xử lí với tế bào vi khuẩn đối kháng, đều cho khối lượng tươi và
khô của bộ rễ cà chua, rễ rau diếp đều cao hơn so với lô đối chứng. Tế bào
chủng Burkholderia và Bacillus có khả năng cộng sinh trong hệ rễ, chiếm chỗ của nấm bệnh
trong hệ rễ, đồng thời tiết ra hoạt chất ức chế nấm bệnh phát triển, (trên 106 khuẩn lạc/cm rễ rau
diếp, trên 2,5x106 khuẩn lạc/cm rễ cà chua). Đối với lô thí nghiệm cà chua và rau diếp được xử lí
bởi dịch ngoại bào của chủng vi khuẩn đối kháng chọn lọc, cây rau diếp và cà chua sinh trưởng
và phát triển bình thường. Số lượng lá/cây, trọng lượng tươi, trọng lượng khô, sinh khối bộ rễ
của cây đều không bị giảm so với đối chứng.
Kiểm soát nấm R. solani, F. oxysporum hại cây trồng trong nhà lưới bằng tế bào chủng vi
khuẩn đối kháng
Điều kiện trong nhà lưới, cây rau diếp bị gây nhiễm bởi nấm R. solani, sau đó được xử lí với tế
bào Burkholderia, Bacillus vàPseudomonas. Kết quả cho thấy nấm R. solani bị kiểm soát 75%
so với lô rau không được xử lí với tế bào. Đặc biệt sinh khối tươi và khô, số lượng lá/cây của lô
thí nghiệm được xử lí cao hơn so với lô không được xử lí (P < 0,05). Trên cây cà chua bị gây
nhiễm bởi nấm F. oxysporum, sau đó được xử lí với tế bào của Burkholderia và Bacillus. Nấm F.
oxysporum bị kiểm soát 67% đến 75%. Sinh khối tươi, khô của cây cà chua, số lượng lá/cây,
chiều cao cây ở lô thí nghiệm cao hơn so với lô không được xử lí (P <0,05). Như vậy, tế bào
chủng Burkholderia, Bacillus không những kiểm soát hiệu quả nấm bệnh R.solani và F.
oxysporum mà còn có ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng và phát triển của rau diếp, khoai tây
trong nhà lưới. Hơn nữa, đối với lô thí nghiệm được xử lí với tế bào cũng như dịch ngoại bào của
chủng vi khuẩn đối kháng, mật độ và chủng loại vi sinh vật hữu ích trong đất xung quanh bộ rễ
của cà chua, rau diếp không bị giảm so với đối chứng.
A. R.solani hại rau diếp
B. Rau diếp nhiễm nấm R. solani được xử với dịch ngoại bòa chủng vi khuẩn đối kháng chọn lọc.
C. Rau diếp nhiễm nấm R.solani được xử với tế bào chủng vi khuẩn đối kháng chọn lọc.
3. D. Sợi nấm R.solani bị ức chế phát triển bởi chủng vi sinh vật đối kháng chọn lọc chọn lọc.
E. Sợi nấm F.oxysporum bị ức chế phát triển bởi chủng vi sinh vật đối kháng chọn lọc.
Kiểm soát nấm R. solani, F. oxysporum gây bệnh cây trồng bằng dịch ngoại bào của chủng vi
khuẩn đối kháng
Vi khuẩn đối kháng Pseudomonas sinh tổng hợp chất ngoại bào syringomycin, syringostatin,
syringotoxin, cepacin A, cepacin B, phenazine và pyrrolnitrin; Burkholdria sinh tổng hợp chất
cepacin và pyrrolnitrin; Bacillus sinh tổng hợp iturin, surfacin, bacilysin, bacillomycin và
mycobacillin có hoạt tính diệt nấm R. solani, F. oxysporum gây bệnh thối rễ, thối thân ở nhiều
loại cây trồng quan trọng. Trong điều kiện in vitro trên môi trường thạch, dịch ngoại bào của
chủng vi khuẩn đối kháng Burkholderia, Pseudomonas và Bacillus diệt 70-90% nấm F.
oxysporum, và diệt 75-81% nấm R. solani.
Thử nghiệm trong nhà lưới, dịch ngoại bào của các chủng vi khuẩn đối kháng Burkholderia,
Pseudomonas và Bacillus làm giảm 67-75% thiệt hại gây ra bởi nấm R. solani trên rau diếp.
Dịch ngoại bào của các chủng vi khuẩn đối kháng cũng có khả năng kiểm soát nấm bệnh ở mức
độ khác nhau (P<0,001), không ảnh hưởng tiêu cực đến nẩy mầm của hạt (cà chua, rau diếp),
không ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng, phát triển của cây. Khối lượng tươi, khối lượng khô
của thân-lá, và số lượng lá/cây cao hơn so với đối chứng. Bộ rễ của rau diếp, cà chua thì phát
triển tốt, sinh khối tươi và khô cao hơn so với đối chứng.
Đối với nấm F. oxysporum gây hại trên cà chua, dịch ngoại bào chủng vi khuẩn đối
kháng Burkholderia, Pseudomonas vàBacillus làm giảm 67-75% thiệt hại do nấm gây ra. Khối
lượng tươi của thân và lá của cây cà chua ở lô thí nghiệm cao hơn so với đối chứng. Chiều cao
cây, số lượng lá/cây ở lô xử lí với dịch ngoại bào cao hơn so với đối chứng. Quần thể vi sinh vật
có ích trong đất xung quanh rễ cũng không bị ảnh hưởng tiêu cực bởi dịch ngoại bào.
Như vậy, triển vọng sử dụng chế phẩm sinh học (tế bào, dịch ngoại bào) từ vi khuẩn đối kháng
để diệt nấm gây hại cây trồng là rất lớn, ưu việt và hiệu quả hơn so với biện pháp hóa học. Việc
sử dụng chế phẩm dạng này sẽ gióp phần làm tăng năng suất cây trồng, giảm ô nhiễm môi
trường, gióp phần quan trọng vào việc phát triển nền nông nghiệp bền vững.