IV: VI KHUẨN VÀ NẤM ĐỐI KHÁNG
1. Nhóm vi khuẩn
Trong sản xuất nông nghiệp hiện nay, việc tăng cường gieo trồng, nhiều vụ cây trồng trên một đơn vị diện tích, việc luân canh cây trồng ít được chú trọng bởi diện tích đất nông nghiệp hạn hẹp, v.v. Đó là nguyên nhân dẫn đến những vấn đề lớn về nguồn bệnh tồn tại lâu dài trong đất. Có nhiều loại bệnh hại cây trồng rất khó phòng trừ (Messian et al., 1991; Défago, G. 1996,...). Trong khi đó việc sử dụng biện pháp hóa học phòng trừ bệnh hại hiệu quả thường thấp, bấp bênh, giá thành đắt, ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sinh thái, đến hệ vi sinh vật đối kháng và côn trùng có ích. Quá trình tăng cường sử dụng thuốc hóa học đã và sẽ tạo ra những chủng, nòi vi sinh vật kháng thuốc. Mặt khác có nhiều tác nhân gây bệnh có nhiều chủng sinh lý và nòi gây bệnh khác nhau và có thể làm giảm khả năng chống chịu bệnh của các giống cây trồng,...
Trên thế giới những kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả đã tích lũy với một khối lượng khá lớn những kết quả thí nghiệm và thực nghiệm về việc sử dụng các vi sinh vật đối kháng (nấm, vi khuẩn,...) trong phòng chống bệnh hại cây trồng, nhất là nhóm bệnh hại có nguồn gốc trong đất (nấm, vi khuẩn, tuyến trùng,v.v.). Việc ứng dụng biện pháp sinh học phòng chống bệnh hại cây trồng đây là hướng chiến lược, giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong chiến lược phòng trừ tổng hợp bệnh hại cây trong hiện tại và tương lai.
1.1. Danh lục vi khuẩn sử dụng
1. Bacillus subtilis
2. Bacillus mycoides
3. Pseudomonas spp. fluorescents
4. Pseudomonas cepacia
5. Pseudomonas stutzeri
6. Pimelobacter sp.
7. Agrobacterium radiobacter K84 (không gây bệnh)
và một số loài vi khuẩn đối kháng khác đã và đang được sử dụng trong phòng trừ bệnh hại cây trồng.
1.2. Vai trò của vi khuẩn đối kháng
Các loài vi khuẩn đối kháng (VKĐK) đều thuộc hệ vi sinh vật sống ở vùng rễ cây trồng và sống hoại sinh trong đất (Schlegel, 1981). Trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu về hiệu lực của vi khuẩn đối kháng với các tác nhân gây bệnh cây (do vi khuẩn và nấm). Kết quả nghiên cứu cho thấy các loài vi khuẩn đối kháng có thể bảo vệ cây trồng, chống lại các vi sinh vật gây bệnh, đồng thời tạo điều kiện cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt (Weller, 1988; Défago et Haas, 1990; Kloepper, 1993).
Cơ chế tác động của vi khuẩn đối kháng thể hiện :
- Vi khuẩn đối kháng có khả năng cạnh tranh với nguyên tố dinh dưỡng sắt (Fe) (Scher, 1986).
- Vi khuẩn đối kháng có thể sản sinh ra cyanide, quy nạp (làm tăng) tính chống chịu của cây, sản sinh ra chất kích thích sinh trưởng và có khả năng phân giải độc tố do vi sinh vật gây bệnh tiết ra (Utsumi et al., 1988; Toyoda et al., 1988).
- Vi khuẩn đối kháng có khả năng cạnh tranh, chiếm chỗ rất thuận lợi ở vùng rễ của cây trồng (Bull et al., 1991; Lugtenberg et al., 1991; Parke, 1990; Schroth et Hancock, 1982; Weller, 1988).
Vi khuẩn đối kháng có khả năng phòng chống lại nhiều loài vi sinh vật gây bệnh cây chủ yếu, ngoài ra nó có còn tầm quan trọng chống lại những vi sinh vật thứ yếu hại cây, nghĩa là bản thân nó có khả năng chống lại những loài vi sinh vật gây bệnh mà những vi sinh vật đó thường làm giảm sự sinh trưởng phát triển của cây trồng (Défago et Haas, 1990; Gamliel et Katan, 1993).
1.3. Đặc điểm ứng dụng
Nhân nuôi vi khuẩn và sản xuất chế phẩm vi khuẩn đối kháng
* Nhân nuôi vi khuẩn
Các loài vi khuẩn đối kháng thuần khiết được nhân nuôi trên môi trường nhân tạo để tăng sinh khối. Có rất nhiều loại môi trường nhân tạo để nuôi cấy vi khuẩn đối kháng, trong đó người ta thường dùng 2 loại môi trường thông dụng và chủ yếu sau :
Môi trường PSA (Pepton-saccaro-agar)
Pepton 10g
Saccarose 10g
Glutamat natri 1g
Agar 17-20g
Nước cất 1000 ml
pH 7,2
Môi trường chọn lọc King’s B
Glycerin 15,0 ml
K2HPO4 1,5g
MgSO4.7H2O 1,5g
Bacto peptone 20g
Agar 17g
Nước cất 1000 ml
pH 7,2
Vi khuẩn nuôi cấy trên môi trường nhân tạo, trong thời gian 24 – 48 giờ, ở điều kiện nhiệt độ thích hợp 30 – 320C, vi khuẩn sẽ phát triển với tốc độ nhanh và tạo ra một lượng sinh khối lớn vi khuẩn thuần khiết, mật độ có thể đạt tới khoảng 109 tế bào vi khuẩn (cfu) /ml dung dịch.
* Sản xuất và bảo quản chế phẩm vi khuẩn đối kháng
Vi khuẩn sau khi nhân nuôi được sinh khối lớn (trên môi trường chọn lọc King’s B, có thể trộn với bột tan (loại bột đá có độ pH trung tính, pH = ± 7) theo một tỷ lệ thích hợp, rồi hong khô tự nhiên hoặc phơi khô dưới ánh sáng tán xạ hoặc sấy ở nhiệt độ thấp (30 – 350C) để tạo thành chế phẩm vi khuẩn đối kháng có mật độ vi khuẩn từ 106 – 107cfu/gam cơ chất. Sau đó đóng gói, bảo quản chế phẩm vi khuẩn đối kháng trong điều kiện khô thoáng, nhiệt độ thấp (15 – 200C) để sử dụng phòng chống các tác nhân gây bệnh có nguồn gốc trong đất (Soilborne pathogens).
Ứng dụng phòng trừ bệnh hại cây trồng
Việc sử dụng VKĐK để phòng trừ bệnh hại cây trồng cần phải được tiến hành xử lý sớm, kịp thời, chủ động nhằm mang lại hiệu quả phòng chống cao. Các loài VKĐK thường được sử dụng phòng chống nhóm bệnh hại trong đất do nấm, vi khuẩn gây ra.
* Phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn (HXVK) (Ralstonia solanacearum Smith) hại một số cây trồng cạn họ cà, họ đậu (cà chua, khoai tây, lạc, thuốc lá, cây cà, ớt,v.v.).
- Ứng dụng phòng trừ bệnh HXVK bằng cách ngâm hạt (củ) trong dịch chế phẩm VKĐK (mật độ : 106 -107 cfu/ ml nước dịch chế phẩm VKĐK) trước khi gieo trồng, thời gian xử lý tuỳ thuộc vào đặc điểm của các loại hạt, củ giống. Ví dụ : đối với củ giống khoai tây, hạt cà chua, thuốc lá, cây cà, ớt,...thì tiến hành ngâm trong thời gian 25 – 30 phút, sau đó gieo và dùng dịch VKĐK tưới đều cho đủ ẩm, nhằm sử dụng triệt để lượng VKĐK trên một đơn vị diện tích. Riêng với hạt lạc giống thì cách ngâm hạt vẫn tiến hành tương như trên nhưng thời gian xử lý ngắn hơn, thường ngâm hạt trong dịch VKĐK khoảng từ 10 – 15 phút, sau đó đem gieo trồng.
- Ứng dụng phòng trừ bệnh HXVK bằng cách ngâm rễ cây giống trước khi trồng. Phương pháp này thường áp dụng đối với các loại cây trồng cạn thuộc họ cà, họ đậu,...(cà chua, thuốc lá, cây cà, ớt, v.v...) có trải qua giai đoạn vườn ươm nhưng chưa kịp xử lý VKĐK trước khi gieo.
Quá trình áp dụng biện pháp sử dụng VKĐK phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại cà chua, khoai tây, lạc, thuốc lá,...ở một số vùng đã cho hiệu quả phòng trừ bệnh khá cao, tỷ lệ cây héo giảm rõ rệt so với đối chứng hoặc so với các biện pháp phòng trừ khác (canh tác, hóa học,v.v.).
* Phòng trừ nhóm bệnh hại vùng rễ hại nhiều loại cây trồng cạn khác nhau do nấm, vi khuẩn gây ra (Rhizoctonia solani, Fusarium spp, Phomopsis sclerotiodes, Macrophomina phaseolina, Erwinia carotovora, Agrobacterium tumefaciens, v.v.).
- Sử dụng một số loài VKĐK để phòng trừ nhóm bệnh nấm hại vùng rễ các loại cây trồng nông nghiệp phổ biến như bệnh lở cổ rễ, bệnh khô vằn, bệnh héo vàng, bệnh thối đen rễ,v.v...cây trồng (lúa, ngô, bông, đậu đỗ, bầu bí, dưa chuột, rau các loại, hoa cẩm chướng, hoa cúc,v.v.).
- Sử dụng một số loài VKĐK để phòng trừ một số bệnh vi khuẩn hại gây bệnh thối ướt, thối lũn ở rễ, ở củ trên một số loại cây trồng như bệnh thối lũn cải bắp, cải củ, bệnh thối ướt củ khoai tây, hành tây, bệnh u sưng rễ cây ăn quả, cây hoa, cây cảnh, v.v...(cây rau họ chữ thập, khoai tây, hành tây, cà rốt, củ cải đường, cây nho, cây lê, cây hoa hồng,...).
2. Nhóm nấm
2.1. Danh lục nấm sử dụng
1. Acremonium kiliense
2. Chaetomium globosum
3. Coniothyrium minitans
4. Fusarium oxysporum no pathogens (không gây bệnh)
5. Gliocladium virens
6. Paecilomyces lilacinus
7. Penecillium oxalicum
8. Penicillium rubrum
9. Trichoderma spp.
10. Verticillium chlamydosporium
và một số loài nấm đối kháng khác cũng được sử dụng trong phòng trừ bệnh hại cây trồng nông nghiệp.
2.2. Vai trò của nấm đối kháng
Các loài nấm đối kháng (NĐK) được sử dụng trong phòng trừ bệnh hại cây đều là những loài có nguồn gốc trong đất, đó là các loài vi sinh vật sống hoại sinh trong đất, sống ở vùng rễ cây trồng, trong quá trình sống nó sản sinh ra chất kháng sinh có tác dụng ức chế, kìm hãm cạnh tranh và tiêu diệt nấm gây bệnh (Soilborne fungal diseases pathogens).
Khi nấm đối kháng có mặt ở vùng rễ cây trồng (Rhizosphere) trước nấm gây bệnh, bản thân nó sinh trưởng phát triển, sinh sản để tăng lên về mặt số lượng. Nó sẽ chiếm chỗ trước khi nấm gây bệnh xâm nhiễm vào mô cây trồng. Cơ chế ký sinh, đối kháng của các loài nấm đối kháng thể hiện :
- Hiện tượng “giao thoa sợi nấm” ở vùng tiếp xúc giữa nấm đối kháng với nấm gây bệnh xuất hiện sự quấn chặt của sợi nấm đối kháng quanh sợi nấm gây bệnh, sau đó xảy ra hiện tượng thủy phân thành vách sợi nấm bệnh, nhờ đó mà nấm đối kháng xâm nhập vào bên trong sợi nấm, phá vỡ tế bào sợi nấm và tiêu diệt nấm gây bệnh.
- Cơ chế tác động của các loài nấm đối kháng dựa trên cơ sở các loài nấm đối kháng có khả năng sản sinh ra một số chất kháng sinh (thực chất là các độc tố do nấm đối kháng sản sinh ra nhưng không làm tổn hại đến sự sinh trưởng phát triển của cây trồng và không ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đối kháng ở trong đất và ở vùng rễ cây trồng) : Gliotoxin, Trichodermaviridin, Dermadin, Cyclosporin, Alamethicin, v.v... Chất kháng sinh do nấm đối kháng sản sinh ra có khả năng kìm hãm, ức chế quá trình sự sinh trưởng của sợi nấm, đến quá trình xâm nhiễm ký sinh của nấm gây bệnh và có thể tiêu diệt nấm gây bệnh.
2.3.Đặc điểm ứng dụng
Nhân nuôi và sản xuất chế phẩm nấm đối kháng
* Nhân nuôi nấm đối kháng
Các loài nấm đối kháng cần được nuôi cấy thuần trên môi trường nhân tạo : môt trường thường dùng nuôi cấy là môi trường PGA, PDA.
- Môi trường PGA (Khoai tây – gluco – agar)
- Khoai tây : 200 gram (gọt vỏ sạch)
- Gluco : 20 gram
- Agar : 20 gram
- Nước cất : 1000ml
- Môi trường PDA (Khoai tây –Detrose – agar)
- Khoai tây : 200 gram (gọt vỏ sạch)
- Dextrose : 20 gram
- Agar : 20 gram
- Nước cất : 1000ml
Nuôi cấy nấm đối kháng trên môi trường nhân tạo, phải đảm bảo thuần chủng, đặt môi trường trong điều kiện nhiệt độ thích hợp 28 – 300C và vô trùng. Sau 5 – 7 ngày nuôi cấy, nắm có thể phát triển tốt và có thể dùng làm nguồn để nhân nuôi tạo sinh khối trong môi trường tự nhiên.
* Nhân nuôi sản xuất chế phẩm nấm đối kháng
- Môi trường tự nhiên để nhân nuôi nấm đối kháng : người ta thường dùng môi trường trấu cám (cám gạo, bột ngô,...). Môi trường nuôi cấy được khử trùng trong điều kiện 1,5 atm, 1210C trong thời gian 40 – 45 phút.
- Dùng nấm đối kháng đã nuôi cấy thuần trên môi trường nhân tạo để làm nguồn nuôi cấy trên môi trường tự nhiên. Có thể nuôi cấy trong khay tôn (nhựa) hoặc trong túi ni lông. Sau đó đặt môi trường nuôi cấy trong điều kiện nhiệt độ thích hợp 28 – 30oC. Với điều kiện nuôi cấy trên, sau 5 – 7 ngày nuôi cấy, nấm đối kháng sẽ phát triển tốt, cho lượng bào tử đạt tối đa, mật độ có thể đạt tới 1 – 2 x 109 bào tử/ gam cơ chất.
- Sản xuất chế phẩm nấm đối kháng : Nấm được nhân nuôi tạo sinh khối trong môi trường tự nhiên, đem trộn với bột tan (bột đá có độ pH = 7) với tỷ lệ thích hợp, đạt mật độ 10 6 – 107 bào tử/ gam cơ chất. Chế phẩm nấm đối kháng được hong khô trong điều kiện tự nhiên, nhiệt độ thích hợp khoảng 30 – 350 C. Tiến hành đóng gói và bảo quản chế phẩm nấm đối kháng trong điều kiện khô, thoáng và nhiệt độ trung bình thấp (20 – 250C).
Ứng dụng phòng trừ bệnh nấm hại cây trồng có nguồn gốc trong đất
Nguyên lý sử dụng chế phẩm sinh học nấm đối kháng phòng trừ bệnh nấm hại vùng rễ cây trồng cạn (mật độ : 105 – 106 bào tử nấm/ ml dịch bào tử) là phải đưa vào vùng rễ sớm trước khi gieo trồng. Có thể sử dụng chế phẩm nấm đối kháng để phòng trừ các loại bệnh hại phổ biến như : bệnh lở cổ rễ, thối rễ, héo vàng, héo rũ gốc mốc trắng, tiêm hạch, thối hạch, v.v...hại cây cà chua, khoai tây, thuốc lá, lạc, bầu bí, dưa chuột, đậu đỗ, rau, hoa cây cảnh, lúa, ngô và nhiều loại cây trồng nông nghiệp khác (do nấm Rhizoctonia solani, Pythium spp, Fusarium spp, Cercospora sp, Sclerotium rolfsii,...gây ra).
Một số phương pháp xử lý được áp dụng như sau :
- Xử lý hạt giống (củ giống) bằng chế phẩm nấm đối kháng trước khi gieo trồng :
- Ngâm hạt (củ giống) trong chế phẩm nấm đối kháng với thời gian 25 – 30 phút (hoặc nhúng rễ cây con (cà chua, thuốc lá, cây cà, ớt,...) trước khi trồng, sau đó đem gieo trồng, dùng dịch nấm đối kháng tưới vào hạt (củ) đã gieo. Đây là phương pháp sử dụng chế phẩm nấm đối kháng để phòng trừ nhóm bệnh nấm hại vùng rễ cây trồng cạn có hiệu quả cao nhất.
- Bón sớm vào đất trước khi gieo trồng: bón chế phẩm nấm đối kháng vào đất với liều lượng thích hợp, nấm đối kháng sẽ có mặt ở vùng rễ sớm để nó có thể chiếm chỗ, cạnh tranh, ký sinh và ức chế với nấm gây bệnh khi xâm nhiễm vào vùng rễ cây trồng. Nấm đối kháng có thể sản sinh ra chất kháng sinh, chất này có khả năng kìm hãm sự phát triển của sợi nấm gây bệnh, sự nảy mầm của bào tử, hoặc kìm hãm ức chế việc hình thành hạch nấm Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii,...
- Phun chế phẩm lên cây: phương pháp này ít được dùng trong việc sử dụng nấm đối kháng phòng trừ bệnh hại cây trồng. Tuy nhiên để phòng trừ bệnh khô vằn hại lúa, ngô,...thì biện pháp phun chế phẩm lên cây thường mang lại hiệu quả phòng trừ bệnh cao hơn.
Trong sản xuất nông nghiệp, người ta đã sử dụng chế phẩm sinh học nấm đối kháng để phòng trừ nhóm bệnh nấm hại vùng rễ, bệnh khô vằn hại lúa, ngô,... Hiệu quả phòng trừ bệnh có khi đạt tới 80 – 90% trên diện tích hẹp. Điều đó cho thấy khả năng và triển vọng của việc sử dụng chế phẩm sinh học nấm đối kháng trong phòng trừ nhóm bệnh nấm hại cây trồng có nguồn gốc trong đất trong một tương lai gần.
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen4U.Com