NGHIÊN cứu sản XUẤT CHẾ PHẨM SINH học CHỐNG một số nấm gây BỆNH cây TRỒNG

Trong những năm gần đây, bệnh hại cây trồng đã gây thiệt hại đáng kể cho sản xuất và bảo quản nông sản sau thu hoạch, trong đó phải kể đến các bệnh do vi nấm Fusarium oxysporum, Phytophthora capsici, Sclerotium sp., Neoscytalidium dimidiatum, Penicillium digitatum Aspergillus niger, Aspergillus flavus gây ra. Các tác nhân nấm bệnh có thể gây tổn thất nghiêm trọng đến sản lượng thu hoạch của các cây trồng có giá trị kinh tế như ớt, tiêu, cà chua...Hiện nay biện pháp phổ biến nhất để diệt các loại nấm bệnh là sử dụng thuốc hóa học, biện pháp này có ưu điểm phổ tác dụng rộng, hiệu quả và nhanh. Tuy nhiên, hiện nay, thuốc hóa học đang ngày càng bộc lộ những nhược điểm như có hiệu quả thấp đối với các loại nấm bệnh trong đất, sự lạm dụng thuốc hóa học dẫn đến tình trạng nấm bệnh kháng thuốc, và đặc biệt là gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Hiện nay, với sự tiến bộ của công nghệ sinh học việc áp dụng biện pháp kiểm soát sinh học thông qua sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh và các chế phẩm sinh học có khả năng đối kháng các nấm bệnh là một trong những ưu tiên hàng đầu trong nông nghiệp hữu cơ. Sử dụng chế phẩm sinh học thay thế cho thuốc hóa học bảo vệ thực vật sẽ góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao sức khỏe con người và chất lượng sản phẩm nông nghiệp. Ở Việt Nam, mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng nhằm hạn chế nấm bệnh trên cây trồng, tuy nhiên trên thực tế chỉ có rất ít nghiên cứu được áp dụng để sản xuất chế phẩm, thương mại hóa và được sử dụng rộng rãi trên thị trường. Trên cơ sở đó, chúng tôi đã lựa chọn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học chống một số nấm gây bệnh cây trồng”. Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu và bước đầu sản xuất được chế phẩm sinh học chứa các vi sinh vật đối kháng chống một số nấm gây bệnh cây trồng.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM ĐỨC NGỌC

TS TRẦN VĂN TUẤN

HÀ NỘI - 2018

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành và sâu sắc tới

TS Phạm Đức Ngọc, Bộ môn Vi sinh vật học, Khoa Sinh học, Trường Đại họcKhoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, là người thầy trực tiếp hướng dẫn tôitrong công việc thí nghiệm Thầy đã tận tình hướng dẫn, dạy bảo cho tôi những hiểubiết trong lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng và tạo những điều kiện thuận lợi để tôi tiếnhành công việc thí nghiệm một cách tốt nhất và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới TS Trần Văn Tuấn, Trưởng Bộ môn Vi sinhvật học, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, người hướng dẫn thứhai của tôi Thầy đã dạy dỗ, giúp đỡ, đưa ra những lời khuyên và góp ý quan trọngcho tôi trong suốt quá trình học tập để tôi hoàn thành luận văn này một cách tốtnhất

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô Bộ môn Vi sinh vật học,Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã dạy dỗ, chỉ bảo, cho tôithêm những kiến thức về vi sinh vật học để tôi có thể hoàn thành khóa học củamình

Cuối cùng tôi muốn gửi lời biết ơn sâu sắc của mình tới gia đình, anh chị,bạn bè đã luôn sát cánh bên tôi, động viên tôi, tiếp thêm cho tôi sức mạnh trongnhững lúc tôi gặp khó khăn trong cuộc sống, cũng như trong học tập để tôi luônvững vàng bước trên con đường mình đã chọn

Do thời gian và trình độ còn hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi nhữngthiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý và thông cảm của các thầy, cô và mọingười

Tôi xin chân thành cảm ơn

Học viên Nguyễn Thị Hồng

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

Nội dung

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về các tác nhân gây bệnh cây trồng 3

1.2 Các vi nấm gây bệnh phổ biến ở cây trồng 56

1.2.1 Fusarium oxysporum 56

1.2.2 Phytophthora capsici 6

1.2.3 Neoscytalidium dimidiatum 7

1.2.4 Sclerotium hydrophilum 8

1.2.5 Aspergillus spp 99

1.2.6 Penicillium digitatum 10

1.2.7 Colletotrichum 1112

1.3 Những biện pháp phòng trừ nấm bệnh trên cây trồng

1213 1.3.1 Biện pháp cơ giới vật lý 1213

1.3.2 Biện pháp phòng trừ hóa học 13

1.3.3 Biện pháp đấu tranh sinh học 13

1.3.3.1 Vi sinh vật đối kháng chống nấm gây bệnh cây trồng 14

1.3.3.2 Tình hình nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật phòng chống nấm gây bệnh trên cây tại Việt Nam 21

1.4 Ứng dụng chế phẩm sinh học dạng bột trong phòng chống nấm gây bệnh trên câysản xuất nông nghiệp và xử lý ô nhiễm môi trường 23

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng 25

2.2.1 Các chủng vi sinh vật kiểm định: 25

2.2.2 Hóa chất 25

2.2.3 Thiết bị, dụng cụ 26

2.3.1 Phương pháp phân lập và tuyển chọn vi sinh vật đối kháng 26

2.3.2 Phương pháp định danh vi sinh vật 29

2.3.2.1 Phân tích đặc điểm hình thái 29

2.3.2.2 Phương pháp sinh học phân tử 29

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu xác định hoạt tính sinh học của vi sinh vật 32

2.3.4 Quy trình tạo chế phẩm vi sinh vật đối kháng dạng bột 33

2.3.5 Bước đầu thử nghiệm hiệu quả của chế phẩm trên đồng ruộng 35

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Phân lập và sàng lọc các chủng vi sinh vật có hoạt tính kháng nấm gây bệnh trên cây trồng 37

3.1.1 Phân lập và sàng lọc các chủng vi khuẩn có hoạt tính kháng nấm 37

3.1.2 Phân lập và sàng lọc các chủng Trichoderma có hoạt tính kháng nấm 39

3.1.3 Phân lập và sàng lọc các chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng nấm 44

3.2 Phân loại các chủng được tuyển chọn 47

3.2.1 Phân loại các chủng vi khuẩn có hoạt tính kháng nấm mạnh 47

3.2.2 Phân loại một số chủng Trichoderma 50

3.2.3 Quan sát đặc điểm hình thái của chủng xạ khuẩn S21 5152

3.3 Khả năng phân giải cơ chất của các chủng vi sinh vật tuyển chọn

5253 3.4 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm Bacillus – Trichoderma - Streptomyces trong quy mô phòng thí nghiệm

5455 3.4.1 Chế phẩm sinh học từ chủng B subtilis N5 5455

3.4.1.1 Xác định thông số lên men phù hợp của chủng B subtilis N5

5455 3.4.1.2 Lựa chọn chất mang phù hợp đối với chủng B subtilis N5

6061 3.4.2 Chế phẩm sinh học từ chủng nấm T asperellum Tr.4 6263

3.4.3 Chế phẩm sinh học từ chủng xạ khuẩn S21 6465

3.5 Thử nghiệm sơ bộ khả năng chống bệnh thán thư trên ớt do Colletotrichum trên ớt

6869 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

7172 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Số lượng vi khuẩn phân lập được từ các mẫu đất thu được 37

Bảng 2 Hoạt tính kháng nhiều nấm của các chủng vi khuẩn tuyển chọn 38

Bảng 3 Số lượng chủng Trichoderma phân lập được từ các mẫu đất, vỏ quả 40

Bảng 4 Khả năng đối kháng nấm gây bệnh của các chủng Trichoderma 41

Bảng 5 Khả năng kháng các loại nấm gây bệnh trên cây của 4 chủng xạ khuẩn được tuyển chọn 46

Bảng 6 Hình thái khuẩn lạc, hình dạng vi khuẩn dưới kính hiển quang học(x100) 48

Bảng 7 Kết quả định danh của 11 chủng vi khuẩn chọn lọc 49

Bảng 8 Khả năng sinh enzyme phân giải cơ chất của các chủng có hoạt tính kháng nấm mạnh 53

Bảng 9 Ảnh hưởng của tỷ lệ giống cấp 1 bổ sung đến chất lượng dịch lên men 5960

Bảng 10 Thông số kỹ thuật trong nhân sinh khối chủng B subtilis N5 5960

Bảng 11 Ảnh hưởng của chất mang đến mật độ tế bào của chủng B subtilis N5 6061

Bảng 12 Ảnh hưởng cúa môi trường bán xốp đến khả năng nhân sinh khối của nấm T asperellum Tr.4 6263

Bảng 13 Ảnh hưởng của các loại môi trường nhân nuôi dạng bán xốp đến khả năng nhân sinh khối của xạ khuẩn S21 6566

Bảng 14 Khả năng tồn tại của vi sinh vật trong chế phẩm theo thời gian 6768

DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 1 Bệnh đốm nâu trên quả thanh long và tác nhân gây bệnh N dimidiatum [66] .8

Hình 2 Bệnh thán thư do C scovillei gây ra trên quả ớt và đặc điểm hình thái của bệnh thán thư ớt [44] 12

Hình 3 Tương tác giữa cây-vi khuẩn thúc đẩy tăng trưởng và sức khỏe của thực vật: Phương thức hoạt động và tiềm năng sử dụng trong các ứng dụng công nghệ sinh học [10] 15

Hình 4 Hình thái T harzianum 18

Hình 5 Sợi nấm Trichoderma kí sinh trên nấm gây bệnh Rhizoctonia solani 19

Hình 6 Hình thái khuẩn lạc của các chủng Trichoderma phân lập được từ các mẫu đất, vỏ quả 40

Hình 7 Khả năng đối kháng của chủng Tr.4 với 7 nấm gây bệnh cây trồng 42

Hình 9 Khả năng đối kháng của chủng Tr.2 với 7 loài nấm gây bệnh cây trồng 43

Hình 10 Khả năng đối kháng của chủng Tr.7 với 7 loài nấm gây bệnh cây trồng 43

Hình 11 Khả năng đối kháng của 3 chủng Trichoderma với Collectotrichum gây bệnh thán thư trên ớt 43

Hình 12 Khuẩn lạc của một số chủng xạ khuẩn phân lập từ Rừng ngập mặn Vườn Quốc gia Cát Bà 45

Hình 13 Khả năng kháng nấm của 3 chủng xạ khuẩn S7, S19, S20 46

Hình 14 Khả năng kháng nấm của chủng xạ khuẩn S21 47

Hình 15 Phân tích ba chủng LU4.4, N5, DH4.15 sử dụng trình tự16S rRNA 4950

Hình 16 Hình thái khuẩn lạc và cuống bào tử của ba chủng Trichoderma 5051

Hình 17 Phân tích hai chủng Trichoderma Tr.2, Tr.4 và Tr.7 sử dụng trình tự ITS (A) ADN tổng số của 3 chủng Tr.2, Tr.4, Tr.7 (B) Kết quả PCR vùng ITS của 3 chủng Tr.2, Tri4, Tri7 5152

Hình 18 Hình thái khuẩn lạc và hình thái cuống sinh bào tử của chủng S21 trên môi trường nuôi cấy ở 30oC, sau 3 ngày tuổi (A), sau 7 ngày tuổi (B) và cuống sinh bào tử (C) 52

Hình 19 Hoạt tính phân giải cơ chất của các chủng được tuyển chọn 5354

Hình 20 Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh trưởng và phát triển của chủng B subtilis (x108) 5556

Hình 21 Ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng và phát triển của chủng B subtilis N5 .5657

Hình 22 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và phát triển của chủng B subtilis N5. .5758

Hình 23 Ảnh hưởng của tốc độ cánh khuấy đến sinh trưởng và phát triển của chủng B subtilis N5 5859

Hình 24 Mật độ tế bào của chủng B subtilis N5 ở các chất mang khác nhau với cùng nồng độ pha loãng 10-5 6162

Hình 25 Minh họa quy trình sản xuất chế phẩm Bacillus đối kháng nấm 6162

Hình 26 Nấm T asperellum Tr.4 trên các cơ chất khác nhau 6364

Hình 27 Mật độ tế bào của chủng S21 ở các chất mang khác nhau 6566

Hình 28 Chủng xạ khuẩn S21 trên cơ chất bột ngô (A) Ngày đầu tiên lên men xốp (B) Sau 5 ngày lên men xốp 6667

Hình 29 Cây ớt bị bệnh thán thư 6970

Hình 30 Cây ớt sau 2 tuần phun chế phẩm 6970

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, bệnh hại cây trồng đã gây thiệt hại đáng kể cho sản xuất và bảo quản nông sản sau thu hoạch, trong đó trong đó phải kể đến các bệnh do vi nấm

Fusarium oxysporum, Phytophthora capsici, Sclerotium sp., Neoscytalidium dimidiatum, Penicillium digitatum Aspergillus niger, Aspergillus flavus gây ra Các

tác nhân nấm bệnh có thể gây tổn thất nghiêm trọng đến sản lượng thu hoạch của các câytrồng có giá trị kinh tế cao như tiêu, cà phê, cà chua, cam quýt, ớt…Hiện nay biện phápphổ biến nhất để diệt các loại nấm bệnh là sử dụng thuốc hóa học, biện pháp này có ưuđiểm là phổ tác dụng rộng, hiệu quả và nhanh Các tác nhân nấm bệnh có thể gây tổn thấtnghiêm trọng đến sản lượng thu hoạch của các cây trồng có giá trị kinh tế như ớt, tiêu, càchua Hiện nay biện pháp phổ biến nhất để diệt các loại nấm bệnh là sử dụng thuốc hóahọc, biện pháp này có ưu điểm phổ tác dụng rộng, hiệu quả và nhanh Tuy nhiên, hiệnnay, thuốc hóa học đang ngày càng bộc lộ những nhược điểm như có hiệu quả thấp đốivới các loại nấm bệnh trong đất, sự lạm dụng thuốc hóa học dẫn đến tình trạng nấm bệnhkháng thuốc, và đặc biệt là gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe conngười

Hiệnnay, với sự tiến bộ của công nghệ sinh học việc áp dụng biện pháp kiểm soát sinh họcthông qua sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh và các chế phẩm sinh học có khả năng đốikháng các nấm bệnh là một trong những ưu tiên hàng đầu trong nông nghiệp hữu cơ Sửdụng chế phẩm sinh học thay thế cho thuốc hóa học bảo vệ thực vật sẽ góp phần bảo vệmôi trường và nâng cao sức khỏe con người và chất lượng sản phẩm nông nghiệp Ở ViệtNam, mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng nhằm hạn chế nấm bệnhtrên cây trồng, tuy nhiên trên thực tế chỉ có rất ít nghiên cứu được áp dụng để sản xuất chếphẩm, thương mại hóa và được sử dụng rộng rãi trên thị trường Trên cơ sở đó, chúng tôi

đã lựa chọn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học chống một số nấm gây bệnh cây trồng”.

Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu và bước đầu sản xuất được chế phẩm sinh học chứa các visinh vật đối kháng chống một số nấm gây bệnh cây trồng.

Nội dung nghiên cứu:

- Phân lập và sàng lọc các chủng vi sinh vật thuộc nhóm vi khuẩn, vi nấm Trichoderma và

xạ khuẩn từ vùng rễ cây trồng có hoạt tính kháng nấm

- Nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh vật đối kháng gồm hỗn hợp các chủng vi sinh vật thuộc

3 nhóm Bacillus, Trichoderma và Streptomyces ứng dụng trong phòng trừ một số nấm gây

bệnh trên cây trồng

- Bước đầu thử nghiệm hiệu quả của chế phẩm trên đồng ruộng

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về các tác nhân gây bệnh cây trồng

Trongnhững năm gần đây, nhờ áp dụng những tiến bộ khoa học mà ngành nông nghiệp đã cónhiều thành tựu trong việc tăng năng suất cây trồng, cũng như chất lượng nông sản Tuynhiên, sản xuất nông nghiệp hiện tại vẫn còn gặp nhiều khó khăn do bệnh hại cây trồng,dẫn đến suy giảm về năng suất cũng như chất lượng sản phẩm Các tác nhân gây bệnh phổbiến trên cây trồng phải kể đến là virut, vi khuẩn, tuyến trùng, nấm

Vi rút:

Vi rútgây ra nhiều bệnh thực vật quan trọng, gây thiệt hại về năng suất và chất lượng cây trồng

ở tất cả các nơi trên thế giới Virut có khả năng lây nhiễm cho hầu như tất cả các loài câytrồng.Tùy thuộc vào sự kết hợp đặc biệt của vi rút và vật chủ, và điều kiện môi trường,phản ứng của cây bị nhiễm có thể từ không có triệu chứng đến cây bị bệnh nặng và cuốicùng là chết Trong một số trường hợp, các đốm hoại tử ở cây xuất hiện tại vị trí nhiễmtrùng được gọi là tổn thương cục bộ Hầu hết các trường hợp, vi rút lây lan khắp toàn bộcây và gây ra nhiễm trùng toàn thân [23] Mặc dù virút gây bệnh cây thường có các triệuchứng khá điển hình, việc giám định chúng thông qua việc sử dụng kỹ thuật phân tử hoặccác kỹ thuật chẩn đoán khác Các phần tử vi rút thực vật rất nhỏ và không thể nhìn thấyđược dưới kính hiển vi Cần sử dụng kính hiển vi điện tử để quan sát các phần tử vi rútthực vật Một phần tử vi rút thực vật được gọi là một virion Vi rút thực vật chỉ có thể xâmnhiễm vào tế bào cây ký chủ thông qua các vết thương nhỏ do sâu bọ hoặc các véc tơkhác, qua các vết thương cơ giới Vi rút tái tạo trong tế bào cây, cản trở các hoạt độngbình thường của tế bảo Sự cản trở các tế bào cây tác động đến cây ký chủ và có thể đưađến các triệu chứng rõ rệt Các phần tử vi rút di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác, lanđến các bộ phận khác của cây Cây có thể bị nhiễm nhiều vi rút cùng một lúc Một số ký

chủ bị nhiễm vi rút mà không biểu hiện triệu chứng.Vi rút gây bệnh cây có thể lan truyềnthông qua các véctơ côn trùng, rễ, thân củ giống nhiễm bệnh, gốc hoặc chồi giống sử dụng

để ghép cây Một số vi rút gây bệnh trên cây nhưlan truyền qua hạt giống bị bệnh:

Bromoviridae, Closteroviridae, Luteoviridae, Potyviridae, Bunyaviridae, RhabdoviridaeMột số vi rút có thể được lan truyền một cách cơ học từ cây

này sang cây khác thông qua các dụng cụ như dao ghép, kéo cắt cành (và với một số virút,qua tay người) Vi rút khảm lá thuốc lá dễ truyền lan qua dụng cụ cắt và tay người, vàthậm chí có thể tồn tại trong điếu thuốc lá, lan truyền thông qua tay người Các triệuchứng bệnh do vi rút bao gồm cây còi cọc, biến vàng, khảm hoặc vằn lá, lá vàng hoặc cócác vết loét, đốm vòng, lá biến dạng, lá cuốn, còi cọc, và trong một số trường hợp, gâychết cây Một số triệu chứng do vi rút gây ra tương tự như các dấu hiệu rối loạn dinh

dưỡng hoặc do các tác nhân khác gây ra [31].

Vi khuẩn:

Córất nhiều bệnh do vi khuẩn gây ra, bao gồm héo xanh, đốm lá, cháy lá, u sưng và loét Một

số loài vi khuẩn gây bệnh trên cây như Agrobacterium tumefaciens, Xanthomonas

campestris pathovars, Pseudomonas syringae pathovars, Xanthomonas oryzae pv Oryzae, Ralstonia solanacearum cũng gây thối nhũn ở rau quả trước và sau khi

thu hoạch [36] Tại Việt Nam, bBệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây

ra rất phổ biến và gây tổn thất nghiêm trọng trong sản xuất nông nghiệp, nhất là đối vớicác cây trồng có ý nghĩa kinh tế như lạc, cà chua, khoai tây làm giảm đáng kể đến năngsuất và chất lượng của nông sản phẩm [28] Bênh héo tươi cây ớt (Pseudomonas solanacearum) Triệu chứng: Điểm nhận diện là cây héo, đôi khi chỉ 1 - 2 nhánh, nhất làkhi trời nắng nhưng lá vẫn còn xanh, sau đó khi trời chiều mát hay ban đêm cây lại phụchồi, tuy nhiên triệu chứng héo - tươi chỉ kéo dài vài ngày rồi cây chết hẳn Bệnh héo xanhphát triển nhanh trên nền đất ẩm ướt, thoát thủy kém, vi khuẩn tồn tại trong đất rất lâu.Ngoài ra, vi khuẩn còn có thể sống trên nhiều ký chủ phụ, lan truyền qua giống, dụng cụ

hút, khi bộ phận của cây dưới đất bị thối rữa, vi khuẩn phát tán trong đất, nước và lây lansang cây bên cạnh… triệu chứng quan sát được khoảng 3 - 7 ngày [18].

Tuyến trùng :

Tuyếntrùng gây bệnh hại cây là một loài dịch hại có phổ ký chủ rộng (cây công nghiệp, lươngthực, rau, hoa ) Chúng là giun kim, giun tròn, hay giun lươn sống trong đất, dưới đáy

sông, hồ…Các tuyến trùng gây bệnh phổ biến ở cây như Meloidogyne incognita,

Pratylenchus, Xiphinema Tuyến trùng tồn tại và sinh trưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

Độ ẩm đất trồng, số lượng rễ cây, kết cấu đất, độ PH và oxy trong đất Tuyến trùng khó

có thể tồn tại ở đất khô nhưng có thể sống được trong đất có độ ẩm 100% (loài

Meloidogyne) Chúng sống và di chuyển qua mô tế bào cây trồng, chích hút, bơm các độc

tố vào rễ cây làm rễ bị nghẽn mạch, phình to tạo nên các bị hoại tử hoặc khối u sần khiếncho khả năng hút dinh dưỡng và của nước cây bị giảm, cây sinh trưởng kém vàng lá vàchết Triệu chứng này nặng hơn khi kết hợp với vi khuẩn, nấm bệnh, xâm nhập qua vếtthương trên rễ do tuyến trùng gây ra Cụ thể, khi tuyến trùng xâm nhập vào rễ tiêu,chúngphá hủy hoàn toàn bộ rễ từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các loại nấm bệnh gây hại như

nấm Phytopthora sp., Fusarium sp., Pythium sp.,… gây bệnh cho cây tiêu, làm cho cây

tiêu bị chết nhanh, chết chậm [27]

Vi nấm:

Trong

các loại bệnh cây thì bệnh do nấm gây ra chiếm khoảng 83%, trong đó bệnh do nấm F.

oxysporum, A niger, A flavus, P capsici gây ra chiếm tỉ lệ tương đối lớn Hằng năm trên

thế giới, bệnh do nấm gây ra những tổn thất to lớn cho sản xuất nông nghiệp Bào tử nấm

là nguồn bệnh đầu tiên trong quá trình lây nhiễm của nấm Quá trình xâm nhiễm gây bệnhbắt đầu từ giai đoạn tiếp xúc với bề mặt ký chủ, trên các bộ phận của cây Sau khi xâm

nhập nấm sẽ phân giải các cấu trúc tế bào và chất hữu cơ khó tan thành dễ tan để hấp thụ.Nấm sinh tổng hợp các enzym, chất sinh trưởng và độc tố để tấn công vào tế bào chủ [14].

Theo sốliệu của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO), hằng năm thếgiới thiệt hại 20% tổng sản lượng sản phẩm nông nghiệp toàn cầu, mà tác nhân gây hạichính là nấm chiếm khoảng 83% [23] Tính thành tiền tổn thất mỗi năm là 1 tỷ USD vềlạc, 2 tỷ USD về ngô, 2.5 tỷ USD về cà phê, 3 tỷ USD về khoai tây, và 8 tỷ USD về lúa[23] Từ năm 1975 đến nay, Việt Nam đã trải qua nhiều đợt dịch bệnh hại cây trồng nhưkhô vằn, đạo ôn, thối rễ, mà tác nhân chủ yếu và nghiêm trọng nhất là vi nấm, phổ biến là

F oxysporum, A niger, A flavus, Sclerotium sp., P capsici…hầu hết có phạm vi ký chủ

rộng, là loài bán ký sinh và hoại sinh điển hình đã gây ra nhiều tổn thất lớn về sản lượngthu hoạch và làm mất tính ổn định về năng suất của nhiều loài cây trồng Hiệnnay trên thế giới cũng như ở Việt Nam, việc sử dụng các chế phẩm vi sinh thay thế mộtphần thuốc hóa học để phòng trừ một số bệnh cây trồng do vi sinh vật gây ra đang là xuhướng chủ yếu Các chế phẩm này đang được được sử dụng rộng rãi nhằm tạo ra một nềnnông nghiệp hữu cơ an toàn và bền vững

1.2 Các vi nấm gây bệnh phổ biến ở cây trồng

1.2.1 Fusarium oxysporum

Nấm F.

oxysporum có dạng bào tử lớn trong suốt, có nhiều vách ngăn,bào tử hình trăng khuyết,

dạng bào tử nhỏ, đơn, hoặc đa bào hình cầu hoặc hình bầu dục Bệnh thường thấy nhiều ởthời vụ có thời tiết nóng, nhiệt độ trong vụ trồng cà chua trên 25oC Hiện tượng vàng lá

của cây có thể do sự cộng hợp của các tác nhân Rhyzoctonia sp., và tuyến trùng

Meloidogyne sp., rệp sáp hại rễ, và do cây thiếu dinh dưỡng Cà chua bị bệnh héo vàng do

nấm Fusarium khi cùng bị tuyến trùng (Meloidogine incognita) xâm nhập sẽ chết nhanh

và thiệt hại lớn vì tuyến trùng làm giảm tính chống bệnh của cà chua đối Bệnh chết chậm

thường có triệu chứng vàng lá từ từ, thời gian từ khi có biểu hiện bị bệnh đến khi chết cóthể kéo dài cả năm Bệnh làm chết cả khóm hoặc chết từ 1-2 dây Cây bị kém phát triển.năng suất thấp, bộ rễ cây thường bị hủy hoại Quan sát thấy trên rễ có nhiều mụn u sưng,vết thâm đen trên rễ do tập đoàn tuyến trùng gây ra Gốc thân, cổ rễ bị thâm đen, thối khô.Các bó mạch trong thân bị chuyển màu thâm đen Do bộ rễ bị tổn hại, quá trình thoátnước, vận chuyển muối khoáng bị gián đoạn nên cây mới có biểu hiện sinh trưởng kém, lá

bị vàng và rụng dần dần, cây còn nhỏ có thể bị chết khô hoàn toàn Hiện chưa có biện

pháp phòng trị hữu hiệu cho cây bị nhiễm Fusarium [65] Ở nước ta nấm

F oxysporum đã được đề cập nghiên cứu từ lâu, nhưng vẫn chưa đem lại hiệu quả thực

tiễn Nấm F oxysporum được cho là nguyên nhân gây héo vàng trên cà chua Bệnh héo

vàng cà chua gây thiệt hại đáng kể một số cơ sở trồng cà chua Hà Nội có thể xử lý giốngbằng thuốc Fudazol và thuốc kháng sinh có triển vọng tốt để hạn chế bệnh thối củ khoaitây Tháng 11/1995 Burgres cùng một nhóm các nhà nghiên cứu bệnh cây Việt Nam đãphát hiện ra hai loại vi sinh vật cùng đồng thời có mặt trong bó mạch cây cà chua là

F oxysporum và vi khuẩn Pseudomonas solanacerum Các nhà khoa học đã đưa ra giả

thiết rằng cả hai loại vi sinh vật này đồng thời gây ra triệu chứng héo trên cây [36]

1.2.2 Phytophthora capsici

Sự pháttriển và sinh sản xảy ra trong đất khi điều kiện đất ẩm và nhiệt độ ẩm Các yếu tố lượngmưa 15,8 -23,0, nhiệt độ từ 22,7-29,6°C, số giờ nắng từ 1,8-3,5 giờ ngày và độ ẩm đạt 81– 90% là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của dịch hại Bề mặt đất và độ ẩm đất xác

định được hoạt động của nấm bệnh Nấm Phytophthora capsici phân bố chủ yếu trong đất

từ 0-30 cm, giảm dần khi độ sâu tăng dần Bào tử nấm được sinh ra và sợi nấm trở nên

nhiều là kết cấu tồn tại của nấm P capsici trong đất Bào tử nấm Phytophthora spp có

thể tồn tại trong đất và trên cây tiêu bị chết đến 19 tháng [41]

Nấm

Phytophthora hiện diện với tỷ lệ khoảng 40% trong đất và có mặt hầu hết các vườn tiêu,

đây là một loại ký sinh trùng gây hại nghiêm trọng cần lưu ý đặc biệt đối với người trồng

tiêu [20] Một số loài nấm thuộc chủng Phytophthora gây thiệt hại ngày càng cao trên một

số cây trồng ở Việt Nam, bao gồm cây ăn quả, rau, cây gia vị, và các cây công nghiệp

Nấm Phytophthora capsici lây nhiễm và tấn công vào bộ phận khí sinh và thân ngầm nhờ

gió và nước mưa Nấm bênh tấn công và gây hại tất cả các bộ của cây tiêu như lá, chùmquả, thân, rễ nhưng phổ biến nhất là ở phần thân ngầm tiếp giáp với mặt đất Khi bệnh tấncông vào rễ và thân ngầm sẽ làm cây tiêu chết đột ngột Cây tiêu bị bệnh có triệu chứng lá

bị héo nhưng vẫn còn xanh Sau đó là úa vàng, héo rũ, chết khô cùng dây trên cây Câychết rất nhanh nên lá vẫn còn nhiều trên cây chưa kịp rụng Khi đào đất lêm sẽ thấy gốc rễcây thâm đen, hư thối, đôi khi trơn nhớt và có mùi khó chịu Rễ bị thối nhũng và phá hủycác mạch libe và các mô thực vật hạn chế sự vận chuyển nước và chất dinh dướng từ rễ

đến các bộ phận phía trên của cây Mười ba loài Phytophthora đã được định danh ở nước

ta, trong đó có hai loài gây thiệt hại nặng là P infestans trên cây cà chua và P capsici trên

hồ tiêu Triệu chứng chính như cây bị chết dần từ ngọn cây và có thể có triệu chứng thối

rễ và nứt ở phần thân gần mặt đất Các cây rau bị thối rễ, như ớt, trở nên còi cọc và héoxanh Cây thường chết nhanh sau khi các triệu chứng héo trầm trọng xảy ra [41]

1.2.3 Neoscytalidium dimidiatum

Trongquá trình sinh trưởng, thanh long bị hại bởi một số loại dịch hại như bọ xít, kiến, bệnh

đốm nâu trên cành (Gleosporium agaves), bệnh đốm xám (Sphaceloma sp.) và gần đây nhất là bệnh đốm nâu do nấm N dimidiatum gây ra Tuy mới xuất hiện nhưng bệnh có tốc

độ lây lan nhanh và gây hại trên diện rộng Bệnh đốm nâu đã được ghi nhận , đang xuất

hiện ở một số nước như Trung Quốc, Malaysia, Đài Loan [17].

Bào tửnấm gây bệnh nảy mầm trên bề mặt tiếp xúc rồi xâm nhập vào trong mô gây hoại tử, bệnhgây hại cả trên thân cành và quả thanh long Triệu chứng chính ở trên thân cành khi mớixuất hiện, ban đầu là các vết lõm màu trắng (còn gọi là bệnh đốm trắng), sau đó vết bệnhnổi lên thành những đốm tròn màu nâu Trong điều kiện thuận lợi bệnh phát triển mạnh,

các vết bệnh liên kết với nhau làm cho cành thanh long bị sần sùi, gây thối khô từngmảng Trên quả, tương tự như trên thân cành, những đốm nâu làm cho vỏ quả trở nên sầnsùi thối khô từng mảng Bệnh nặng có thể gây nám cả quả làm giảm giá trị thương phẩmnghiêm trọng [17, 43].

Hình 1 Bệnh đốm nâu trên quả thanh long và tác nhân gây bệnh N dimidiatum [66].

(A) Phần thịt quả nhiễm nấm N dimidiatum, (B) sợi nấm phát triển trên quả sau 3 ngày ủ trong hộp kín (C) Nhiễm nhân tạo bào tử của nấm N dimidiatum vào trong quả, (D) Đối chứng: sử dụng nước vô trùng tiêm vào trong quả (E-F) Khuẩn lạc nấm N dimidiatum

trên môi trường PDA, (E) ủ trong 5 ngày và (F) ủ trong 15 ngày ở 25oC trong bóng tối

(G) chuỗi bào tử nấm N dimidiatum

1.2.4 Sclerotium hydrophilum

Nấmđược xếp vào nhóm nấm vô sinh, theo đó dưới điều kiện thuận lợi, nấm lấy hạch làm cơ

quan bảo tồn, lưu truyền, phát tán và lây nhiễm Hạch của S hydrophilum là loại hạch

thực sự, có kết cấu hoàn thiện Đó là các cấu trúc hạt, nhỏ, bề mặt trơn nhẵn, màu sậm,hoàn toàn biệt hóa giữa hạch này với hạch khác, có cấu tạo giải phẫu khác biệt giữa phần

vỏ và phần ruột của hạch Ở Việt Nam, nấm này tồn tại chủ yếu dưới giai đoạn hạch Nấm

này gây bệnh tiêm hạch ở lúa, gây bệnh thối thân ở cây thuốc lá, bệnh thối gốc có tơ vàthối trái có hạch trên cây cà chua Bệnh thường tấn công trong điều kiện ẩm độ cao Khibệnh tấn công, ta thấy cây bị héo và chết rất nhanh Bệnh thường tấn công ở vùng gốc sátmặt đất, vết bệnh thường được bao phủ một lớp tơ dày màu trắng, phần vỏ cây nơi vếtbệnh bị thối nhũn [58].

1.2.5 Aspergillus spp.

Aspergillus sp gặp phổ biến trong thiên nhiên, phát triển ở nơi có nhiều chất hữu cơ đang

phân hủy như đất ẩm có nhiều xác động thực vật thối rữa, trong nhà, nhà vệ sinh bị ẩm lâungày, thiếu vệ sinh, trong ngũ cốc bị mốc, như gạo, bắp, khoai trong đó có

chủng Aspergillus flavus gây mốc gạo, tạo ra độc tố aflatoxin gây ung thư gan rất mạnh.

Có hơn 100 chủng Aspergillus sp ở thiên nhiên, hay gặp nhất là các chủng Aspergillus

fumigatus, Aspergillus niger, Aspergillus flavus và Aspergillus clavatus Chủng gây độc

lực cao nhất là Aspergillus fumigatus thường hay gây bệnh ở phổi [40].

Nấm A.

flavus dễ dàng nhận biết bởi 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 đầumang bào tử đính (thể bình một lớp) hoặc qua một lớp thể bình trung gian (thể bình hailớp) đôi khi cả hai kiểu đồng thời tồn tại Các bào tử có kích thước khá lớn (đường kính từ

5-7µm), hình cầu màu vàng nâu đến hơi lục, hơi sần sùi Đôi khi người ta coi A flavus là

những loài nấm có cuống bào tử đính xù xì và hai lớp thể bình Nấm

mốc A flavus có thể phát triển ở nhiệt độ từ 7 – 40oC và tối ưu ở 24 – 28oC, do vậy cókhả năng sinh tưởng tốt trên các lọai ngũ cốc, nông sản( lúa, gạo, bắp ) không được phơisấy tốt, đặc biệt là ở các nước nhiệt đới với điều kiện độ ẩm và nhiệt độ không khí

cao.Trong điều kiện thuận lợi, A flavus sinh ra độc tố aflatoxin Sự hiện diện của

aflatoxin sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hạt cũng như sức khỏe vật nuôi nếu hạt được tiêu

thụ Nếu gặp điều kiện thuận lợi, A flavus sinh sôi và phát triển rất nhanh: trên lúa mì tồn

trữ trong kho kín có độ ẩm 15,2% đến 17% bào tử của chúng chiếm 50-70% tổng số bào

tử có mặt, nhiều đến nỗi trên mặt kho đóng vón lại thành một lớp vỏ cứng 0.6m và A.

flavus cũng thường xuất hiện trên hạt ngô khi độ ẩm vượt quá 15,5% [48] Các triệu

chứng nhiễm độc aflatoxin được nghiên cứu thông qua các vụ nhiễm độc tự nhiên và quathử nghiệm phòng thí nghiệm cho thấy sự nhiễm độc độc tố này thể hiện qua hàng loạt cáctriệu chứng cấp tính hoặc mãn tính Nhiễm độc cấp tính hậu quả nặng nhất có thể làm chếtvật bị nhiễm Sự nhiễm độc mãn tính có tính di truyền theo ba kiểu: gây ung thư, quái thai

và gây đột biến Hậu quả nhiễm độc tố aflatoxin phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau

và L50 (Lethal Dose- liều lượng gây chết cho 50% vật phơi nhiễm) cũng rất khác nhautùy theo loài: 0.5 mg/kg cho vịt con, 60 mg/kg đối với chuột nhắt [48] Những rối loạn donhiễm độc aflatoxin mãn tính thể hiện đầu tiên ở sự chán ăn, chậm lớn sụt cân nhưng rốiloạn lớn nhất xảy ra là ở gan Người ta đã tìm thấy bằng chứng liên quan giữa aflatoxin vàung thư gan tiên phát, một trong những bệnh gây tử vong cao ở Châu Á và Châu Phi.Ngoài u ở gan, aflatoxin còn có khả năng gây tổn thương ở rất nhiều cơ quan khác Điểnhình aflatoxin B1 có thể cảm ứng tạo các khối u ở gan, thận, dạ dày và hệ thống thần kinh

A niger

là một trong những loài Aspergillus phổ biến nhất Khuẩn lạc của Aspergillus có màu đen

nâu, khuẩn ty không màu hay nâu xẩm tùy vùng của khuẩn lạc Cuống sinh bào tử phồng

to ở đầu thành bọng hình chùy và cầu Thể bình xếp hai tầng Bào tử trần không váchngăn, thay đổi về hình dạng, kích thước, màu sắc,, xếp thành chuỗi dài hoặc ngắn thành

hình cột hay tia toa tròn A niger thuộc vi sinh vật bán hoại sinh (kí sinh tự do có điều

kiện): nhóm này gồm các vi sinh vật gây bệnh trên các phần cây đã già như trên lá già,gốc thân, củ hay cây con suy yếu, chúng có thể tồn tại trên các mô đã chết, trên tàn dư câytrồng trong đất , trên hạt, quả, củ, các sản phẩm để lâu được (như ngũ cốc, các loại đậu,

gia vị) cũng như trong trái cây khô v.v… A niger gây bệnh héo rũ gốc mốc đen ở cây lạc,

thối gốc, thối và chết cây con, thối mục cây, thối chùm nho, thối đen hành tỏi và một loạt

các bệnh thối trên rau quả sau thu hoạch Một số ít A niger có thể tạo ochratoxin A

[4070]

1.2.6 Penicillium digitatum

Penicillium digitatum được Saccardo mô tả và phân loại năm 1881 Sau này, những mô tả

chính xác hơn về P digitatum được cung cấp bởi các nhà khoa học khác như Raper và

Thom (1949), Onions (1966), Frisvad và Samson (2004), Pitt và Hocking (2009) và nhiều

nhà khoa học khác [25] P digitatum có sợi nấm không màu, đường kính 4-20 μm, bào tửm, bào tử hình tròn đến hình trứng, thuôn dài, không vách và có kích thước từ 4-7 x 6-8 μm, bào tửm, P.

digitatum có khả năng sinh trưởng ở phổ nhiệt khá rộng từ 4-30oC, tối ưu ở nhiệt độ từ

25-30oC, không sinh trưởng ở nhiệt độ trên 37oC Chúng sinh sản vô tính bằng bào tử Bào tử

có thể nảy mầm tại 5oC trong môi trường nhân tạo P digitatum sinh trưởng cho khuẩn

lạc màu xanh lá cây, khi lật ngược thì khuẩn lạc thì thường quan sát thấy màu vàng kem

hoặc màu nâu [45] Nấm P digitatum gây bệnh mốc xanh trên cây ăn quả có múi (cam,

quýt, bưởi,…), triệu chứng ban đầu là những vết mềm, dạng vết nước loang trên bề mặttrái, vết bệnh phát triển nhanh gây thối, quả Nếu trái thối thì vết bệnh được phủ bởi lớpbào tử xanh, tơ nấm trắng Bệnh phát triển mạnh trong điều kiện ẩm độ cao Nấm mốc

xanh gây ra bởi P digitatum là bệnh sau thu hoạch quan trọng nhất của trái cây thuộc họ

cam quýt Vết bệnh thường xuất hiện ở núm quả hoặc trên các vết sây sát trên vỏ quả.Nấm bệnh xâm nhiễm qua vỏ quả gây ra hiện tượng thối trước và sau thu hoạch 5-7 ngày.Đây là tác nhân chịu trách nhiệm cho 90% thiệt hại cam quýt trong đóng gói sau thuhoạch, bảo quản, vận chuyển và tiếp thị, gây ra thiệt hại nghiêm trọng trong thương mại[29] Bên cạnh việc tấn công làm hỏng hoa quả, gây tổn thất kinh tế, độc tố nấm sinh ra cóthể tồn tại trong những sản phẩm từ trái cây trong thời gian dài, gây nên những ảnh hưởnglớn đến sức khỏe người tiêu dùng Bên cạnh việc tấn công làm hỏng hoa quả, gây tổn thấtkinh tế, độc tố nấm sinh ra có thể tồn tại trong những sản phẩm từ trái cây trong thời giandài, gây nên những ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người tiêu dùng Hiện nay, hai loại thuốcdiệt nấm thường được sử dụng nhất trong bảo quản cam quýt sau thu hoạch và tránh sự

tấn công của P digitatum là thiabendazole và imazalil Do sự phát triển của sức đề kháng

với thuốc diệt nấm cũng như mối quan tâm về môi trường và sức khỏe của người tiêudùng, việc sử dụng thuốc diệt nấm tổng hợp đang trở nên ngày càng bị hạn chế Vì thế,cần có nhiều những biện pháp thay thế hiệu quả và thân thiện với môi trường để kiểm soátbệnh Kiểm soát sinh học có thể là một thay thế cho kiểm soát hóa chất các bệnh của cây

1.2.7 Colletotrichum

Nấm Colletotrichum gây ra bệnh thán thư ( hay còn gọi là bệnh nổ trái, cháy trái) trên cây

ớt Đặc biệt bào tử nấm thán thư có sức sống cao, có khả năng chịu đựng khô hạn, dễ dàngphát tán nhờ gió và côn trùng Nấm gây bệnh tồn tại chủ yếu ở dạng sợi nấm và bào tửphân sinh trên tàn dư lá, thân cành, quả và hạt ớt bị nhiễm bệnh Vì vậy tàn dư cây ớt bịnhiễm bệnh và hạt giống cũng là những con đường truyền lan bệnh chủ yếu trong tự nhiênCác triệu chứng điển hình của bệnh thán thư bao gồm các mô bị hoại tử, tạo thành cácvòng tròn đồng tâm ẩm ướt Vết bệnh lúc đầu là một đốm nhỏ hơi lõm, trên bề mặt vỏquả Vết bệnh, thường có hình bầu dục hoặc hình thoi, màu nâu đen hoặc màu vàng trắngbẩn, kích thước vết bệnh có thể trên dưới 1cm tuỳ thuộc vào giống ớt Phần ranh giới giữa

mô bệnh và mô khoẻ thường có một đường vạch màu đen chạy dọc theo vết bệnh Trên bềmặt mô bệnh có những chấm nhỏ màu đen đó là đĩa cành của nấm gây bệnh Bệnh thánthư làm thối chồi non, chết cây con vườn ươm, đặt biệt làm thối quả, cây bệnh ít quả, kémnăng suất và giá trị kinh tế, xuất khẩu Đặc biệt bệnh thán thư hại ớt cả trong thời kỳ bảoquản sau thu hoạch làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng hạt giống [56]

Hình 2 Bệnh thán thư do C scovillei gây ra trên quả ớt và đặc điểm hình thái của bệnh

thán thư ớt [44]

(A) Một cánh đồng bị nhiễm bệnh thán thư, (B) Triệu chứng bệnh thán thư trên ớt;

(C-D-E-F) Các khuẩn lạc trên đĩa thạch (C-E nhìn từ trên; D-F nhìn ngược lại);

(G-I-H-J) Đặc điểm hình thái bào tử nấm C scovillei.

1.3 Những biện pháp phòng trừ nấm bệnh trên cây trồng

1.3.1 Biện pháp cơ giới vật lý

Biệnpháp cơ giới vật lý là những biện pháp sử dụng các kỹ thuật vật lý cơ giới trực tiếp hoặcgián tiêp tiêu diệt dịch hại cây trồng Cụ thể, phải hạn chế tưới nước, nhổ bỏ cây bị bệnhkịp thời nhằm tránh bệnh lây lan từ cây này sang cây khác Tránh gây tổn thương rễ trongquá trình trồng trọt, chăm sóc, khử trùng các dụng cụ lao động để giảm thiểu nguồn bệnhtrên đồng ruộng Tuy nhiên, biện pháp này mang lại hiệu quả không cao khi đại dịch bùngphát, và chỉ tiêu diệt được một số tác nhân gây bệnh [68]

1.3.2 Biện pháp phòng trừ hóa học

Cùngvới việc đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp việc sử dụng hóa chất nông nghiệp đã gia tăng

nhanh chóng ở Việt Nam Những năm 1970 bắt đầu có sự gia tăng mạnh về lượng và loạithuốc bảo vệ thực vật, đặc biệt tăng nhanh từ cuối những năm 1980s đến 2010 [7].

Chủngloại thuốc bảo vệ thực vật sử dụng ở Việt Nam rất đa dạng, song người nông dân thường

sử dụng theo thói quen và do hiểu biết hạn chế về mức độ độc hại của thuốc bảo vệ thựcvật nên đã dẫn đến việc lạm dụng thuốc hóa học trong thời gian dài gây ra hậu quảnghiêm trọng về kinh tế cũng như ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.Biện pháp hóa học thường có hiệu quả thấp do tác nhân gây bệnh tồn tại chủ yếu trongđất, xâm nhiễm gây hại ở bộ phận rễ, cổ rễ thân sát mặt đất Hóa chất phòng trừ bệnh câytrồng là hợp chất rất độc, rất khó phân hủy, chúng tồn tại lâu dài, tồn đọng trong các sảnphẩm nông nghiệp, tích lũy trong đất và trong nguồn nước chính là nguyên nhân dẫn đếnnhững vụ ngộ độc lớn ở con người cũng như động vật [68]

1.3.3 Biện pháp đấu tranh sinh học

Donhững ảnh hưởng tiêu cực của thuốc hóa học, hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Namnhiều hướng nghiên cứu được hình thành nhằm phát triển nông nghiệp bền vững, trong đóđược ưu tiên hàng đầu chính là hướng nghiên cứu về các chế phẩm phòng trừ bệnh hạicây trồng có nguồn gốc sinh học bởi ưu thế của chúng so với thuốc bảo vệ thực vât như:

có tác dụng chọn lọc cao, thường không gây độc hoặc độc thấp đối với người, động vật vàthực vật, không gây ô nhiễm môi trường Một khái niệm mới xuất hiện trong những nămgần đây, probiotic thực vật đó là những vi sinh vật có lợi kháng nấm gây bệnh thực vật vàkích thích sinh trưởng thực vật, những vi sinh vật này sẽ được bổ sung để sản xuất các chếphẩm phân bón vi sinh đa năng để phòng chống bệnh, và hỗ trợ sinh trưởng ở cây Một số

chủng vi sinh vật có thể kể đến như: Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens,

Bacillus subtilis Các chế phẩm phòng trừ bệnh hại cây trồng có nguồn gốc sinh học được

coi như một biện pháp hữu hiệu mở ra một triển vọng to lớn trong phòng trừ các bệnh gâyhại mùa màng và khắc phục những hậu quả do chất hóa học gây ra [10]

1.3.3.1 Vi sinh vật đối kháng chống nấm gây bệnh cây trồng

Trong tựnhiên có nhiều loại vi sinh vật có khả năng kiềm chế sự sinh trưởng và phát triển của cácloài vi sinh vật khác và chúng được gọi là vi sinh vật đối kháng Việc ứng dụng hiệntượng đối kháng này trong công tác phòng trừ và bảo vệ thực vật được gọi là biện phápphòng trừ sinh học

Vi sinhvât đối kháng thường được phân lập ở nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn từ những vùng

đất và rễ của cây trồng không có mầm bệnh Vi sinh vật đối kháng thường thuộc các loài:

P fluorescens, Bacillus spp, Burkholderia sp Nấm đối kháng: Trichoderma viridae, Trichoderma harzianum Các vi sinh vật đối kháng sử dụng các sản phẩm trao đổi chất

của mình để ức chế các tác nhân cạnh tranh ở một mức độ nhất định Đa số các loài vikhuẩn đối kháng tồn tại trong tự nhiên đều có lợi đối với cây trồng

Probiotic thực vật

Sựtương tác giữa thực vật với các vi khuẩn sống vùng rễ có thể làm giúp thực vật tăngtrưởng, tăng năng suất và khả năng kháng bệnh Các vi khuẩn có ích sống trong vùng rễ

có thể được phân loại thành vi khuẩn vùng rễ cây có vai trò thúc đẩy tăng trưởng ở cây(PGPR) và các tác nhân kiểm soát sinh học (BCA) Như tên cho thấy, tác động trực tiếpcủa PGPR là thúc đẩy tăng trưởng thực vật,trong khi ảnh hưởng trực tiếp của BCA là đểkiểm soát mầm bệnh từ đất sinh ra giúp cải thiện năng suất cây trồng [10] Đất có chứamột lượng lớn phốt pho, tuy nhiên nó chủ yếu ở dạng không hòa tan, cây không sử dụngđược, do đó là một yếu tố hạn chế đối với tăng trưởng thực vật Vi khuẩn hòa tan chuyểnđổi từ dạng photphat không hòa tan thành photphat hòa tan bằng cách sử dụngphosphatase hoặc axit hữu cơ, nhờ đó cây dễ dàng hấp thụ được [38] Hiệu quả của kiểm

soát sinh học có thể làm giảm mức độ của các mầm bệnh trong đất bằng cách giảm cácchất dinh dưỡng có sẵn cho các mầm bệnh thấp [27].

Hình 3 Tương tác giữa cây-vi khuẩn thúc đẩy tăng trưởng và sức khỏe của thực vật:

Phương thức hoạt động và tiềm năng sử dụng trong các ứng dụng

(B) Khảnăng hoại sinh, cạnh tranh cao

(C)Thúc đẩy sinh trưởng thực vật

(D) Dễdàng nhân hàng loạt

(E) Phổđối kháng rộng

(F)Kiểm soát mạnh và độ tin cậy cao

(G) Antoàn cho môi trường

(H)Tương thích với vi sinh vật vùng rễ khác

(I) Cókhả năng chịu khô hạn, tác nhân oxy hóa, bức xạ tia cực tím [31]

Việc sử dụng các vi khuẩn có lợi có thể được khai thác để tăng sức khỏe và năngsuất cây trồng, trong khi giảm chi phí và tác hại của các loại phân bón, thuốc trừ sâu vàcác hóa chất tổng hợp khác

Chi Bacillus

Chi Bacillus là nhóm vi khuẩn, hay được nhắc đến trong các tài liệu vi sinh vật học Bacillus là các loài vi khuẩn hình que, bắt màu thuốc nhuộm Gram(+), sống hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc, phân bố rộng rãi trong các hệ sinh thái Bacillus có khả năng

sinh nội bào tử, một dạng nghỉ của tế bào để giúp vi khuẩn có thể chống chịu và tồn tạitrước các điều kiện bất lợi của môi trường như khô hạn và thiếu dinh dưỡng Vi khuẩn

Bacillus phân bố ở mọi nơi trong sinh quyển Trong các hệ sinh thái trên cạn, vi khuẩn Bacillus có thể phân bố ở các vùng đất chua, đất kiềm hay đất trung tính Một số loài là vi

sinh vật vùng rễ hay sống cộng sinh trong rễ của một số loại thực vật Gần đây, một số

loài vi khuẩn mới thuộc chi Bacillus còn được tìm thấy ở độ cao từ 24 đến 41 km trong

tầng bình lưu của khí quyển [54]

Đặc điểm của vi khuẩn B subtilis

B.

subtilis thuộc chi Bacillus, họ Bacillaceae, bộ Bacillales, lớp Bacilli, ngành Firmicutes và

giới Bacteria B subtilis là tế bào hình que, vi khuẩn Gram dương, kích thước từ 0,5-0,8

μm, bào tửm x 1,8-3 μm, bào tửm, đứng thành chuỗi ngắn hoặc đơn lẻ, di động, 8-12 lông Nhiệt độ tối ưu

cho sinh trưởng từ 25-37ᵒC Một trong những đặc điểm quan trọng của B subtilis là khả năng tạo bào tử trong những điều kiện nhất định [34] B subtilis có khả năng hính thành

bào tử trong chu trình phát triển tự nhiên hoặc khi vi khuẩn gặp điều kiện bất lợi (dinhdưỡng trong môi trường bị kiệt quệ, nhiệt độ…) Nội bào tử nằm bên trong, nhỏ hơn tế

bào; phân bố ở đầu hoặc giữa tế bào, kìch thước từ 0,81-8 μm, bào tửm Bacillus được phân bố rộng

rãi trong vùng rễ Chúng có biên độ nhiệt rộng, phát triển nhanh trong môi trường nuôicấy lỏng, dễ tạo nội bào từ và không gây bệnh Các nội bào tử của chúng có khả năngchống lại các tác nhân vật lí như khô, nhiệt, tia cực tím và dung môi hữu cơ [54]

Vai trò của vi khuẩn B subtilis đối với cây trồng

Các cơ chế liên quan trong hoạt động kiểm soát sinh học dựa trên kích hoạt hệ

thống miễn dịch thực vật và kháng sinh Nhiều loài B subtilis được biết là vi sinh vật đối

kháng vì có khả năng sản xuất một số hợp chẩt có cấu trúc đa dạng chống lại sự phát triểncủa mầm bệnh gây bệnh trên thực vật Trong số các peptide kháng nấm đầu tiên được tách

chiết là các họ bacillomycin và iturin do B subtilis tổng hợp ra cả hai đều có cấu trúc peptidolipid mạch vòng Một số chủng của chi Bacillus, đã được nghiên cứu để sản xuất

các chất chuyển hóa chống nấm, đó là các tác nhân kiểm soát sinh học (BACs) tiềm năng

đối với một loạt các mầm bệnh là nấm B subtilis là loài được sử dụng rộng rãi chống lại

các bệnh cây trồng và 4-5% bộ gen của nó là dành cho sản xuất kháng sinh [13, 54] Nhìn

chung, B subtilis là loài có tiềm năng để sản xuất nhiều loại kháng sinh, có giá trị thương

mại và khả năng ứng dụng cao Bên cạnh đó, chúng có khả năng sinh nội bào tử có thể tồntại trong đất một thời gian dài, có thể được sản xuất dễ dàng ở mức độ công nghiệp vớichi phí thấp Việc sử dụng các biện pháp sinh học trong quản lý dịch hại nông nghiệpđược xem là giải pháp an toàn và thân thiện với môi trường, cơ sở cho những sản phẩmprobiotic thực vật [54]

Vi nấm Trichoderma

Đặc điểm của vi nấm Trichoderma

Trichoderma spp là nhóm vi nấm phổ biến ở đất tự nhiên, đất nông nghiệp, đồng cỏ, rừng

ngập mặn và đất sa mạc Chúng có thể tồn tại trong tất cả các vùng khí hậu từ miền cựcBắc đến các vùng núi cao cũng như vùng nhiệt đới Tuy nhiên, có một sự tương quan giữa

sự phân bố các loài và các điều kiện môi trường Trichoderma là vi nấm ưa độ ẩm, chúng

đặc biệt chiếm ưu thế ở những nơi ẩm ướt Nhiệt độ thích hợp để phát triển mạnh là từ

25-30°C, song các loài Trichoderma spp khác nhau thì yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm cũng khác nhau [61] Hầu hết các loài Trichoderma sinh sản vô tính, bào tử đính là một

khối tròn mọc lên ở đỉnh của cuống sinh bào tử mang các bào tử trần bên trong

Trichoderma có đặc điểm nổi bật là cành bào tử không màu, sợi nấm không màu, phân

(như T viride;

T harzianum), vàng hoặc xanh xám Bào tử nấm mịn, thường xuất hiện ở dạng khô tuy

nhiên một số loài chúng có thể được nằm trong giọt có màu xanh lá cây hoặc màu vàng

như: T viride, T flavofuscum… Bào tử đơn bào hình trứng, tròn, elip hoặc hình oval tùy

theo từng loài Đa số bào tử trơn láng, kích thước không vượt quá 5µm [32]

Hình 4 Hình thái T harzianum

A-B: Hình thái khuẩn lạc; C-D cuống bào tử và bào tử đính (mũi tên và khoanh

tròn); E-F: Bào tử; G-H: Bào tử vách dày (mũi tên) [9]

Vai trò của vi nấm Trichoderma đối với cây trồng

Trichoderma là vi sinh vật vùng rễ cây trồng được biết đến có vai trò kiểm soát sinh học

(BCA) Các cơ chế kiểm soát sinh học khác nhau của nấm bao gồm: cạnh tranh sinh

trưởng, ký sinh và tiết kháng sinh Trichoderma cạnh tranh sinh trưởng với nấm gây hại

bằng cách cạnh tranh và hấp thụ các ion sắt bằng cách giải phóng các siderphores Bên

cạnh đó các Trichoderma còn cạnh tranh về dinh dưỡng đối với các vi sinh vật sống trong

đất hay trên bề mặt rễ cây khi xảy ra sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng Ký sinh nấm làmột quá trình phức tạp khi đó một loại nấm tồn tại bằng cách sử dụng một loại nấm khác

như là nguồn dinh dưỡng, quá trình này liên quan đến một chuỗi các thay đổi trongchuyển hóa ở cả hai đối tượng đã được mô tả gọi là: “Giao thoa sợi nấm” [62]

Hình 5 Sợi nấm Trichoderma kí sinh trên nấm gây bệnh Rhizoctonia solani

(A) hệ sợi nấm Trichoderma kí sinh trên nấm bệnh; (B) hệ enzyme của nấm

Trichoderma phân giải vách sợi nấm bệnh tạo thành những lỗ trên bề mặt tạo điều kiện

thuận lợi cho Tricoderma thâm nhập [16].

Tiết kháng sinh là kết quả của quá trình tiết ra các hợp chất kháng khuẩn của nấmđối kháng để ngăn chặn hoặc diệt các nấm gây bệnh ở vùng lân cận ờ gần khu vực tăng

trưởng của nó Các chất chuyển hóa do Trichoderma sinh ra như: các chất bay hơi,

enzyme ngoại bào hoặc các chất kháng sinh được coi là các yếu tố liên quan đến cơ chế

kháng sinh Các chất này có tác dụng phá vỡ màng lipid, tham gia vào hoạt động khángkhuẩn và cảm ứng kháng các tác nhân gây bệnh cây trồng [50].

Ngoài khả năng kháng lại một số nấm hại, Trichoderma còn giúp kích thích tăng trưởng của thực vật (PGPR) Ảnh hưởng của vi nấm Trichoderma spp với sự kích thích

sinh trưởng của cây trồng bao gồm ảnh hưởng trực tiếp và ảnh hưởng gián tiếp, ảnhhưởng trực tiếp bằng hình thức sản xuất các chất chuyển hóa Cho đến nay đã có nhiều

nghiên cứu về khả năng kích thích sinh trưởng của Trichoderma spp và một số nhà

nghiên cứu đã đề nghị sản xuất hoocmon tăng trưởng và tăng cường chuyển hóa của vùng

rễ thực vật dựa vào tác động trực tiếp của Trichoderma spp lên thực vật

Bên cạnh đó sự cộng sinh của nấm và rễ cây cũng có ảnh hưởng đến kích thích

sinh trưởng thực vật Sự hiện diện của nấm Trichoderma spp trong rễ cũng như trong phần phụ của rễ có chức năng tăng cường hấp thu dinh dưỡng cho cây Trichoderma spp.

được sử dụng phổ biến làm chất thải ủ trong đất nông nghiệp giúp kích thích sinh trưởng

thực vật Một số báo cáo trước đây đã chỉ ra rằng, một số chủng Trichoderma có khả năng

tiết indole-3-acetic acid (IAA) chất có khả năng mở rộng và biệt hóa của các tế bào thực

vật và các mô và kích thích sự kéo dài rễ Trichoderma spp được công nhận là nấm có

khả năng ký sinh nấm tốt, chúng cảm ứng và kháng lại các tác nhân gây bệnh thực vật vàchúng được xem như một yếu tố gián tiếp kích thích sinh trưởng thực vật Các chất

chuyển hóa bậc hai của Trichoderma đóng một vai trò trong kiểm soát sinh học Hoạt

động kiểm soát sinh học có thể là ức chế tác nhân gây bệnh vật chủ hoặc làm tăng tính đề

kháng của vật chủ [63].

Nấm

Trichoderma có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp như: phân giải chất hữu cơ trong đất,

phòng trừ tuyến trùng và nhiều loại nấm hại cây trong đất Một số loài tiêu biểu như T.

harzianum, T viride, T.hamatum, T reesei, T virens [59].

Đặc điểm của Streptomyces

Xạkhuẩn là vi khuẩn hiếu khí, Gram dương , có hình thành bào tử, thuộc giới vi khuẩn thật

(Eubacteria), siêu giới nhân sơ (Prokaryota) Xạ khuẩn thuộc lớp Actinobacteria, phân lớp Actinobacteridae, bộ Actinomycetales Trong phân loại xạ khuẩn có chi xạ khuẩn thường Streptomyces và các chi còn lại được gọi là xạ khuẩn hiếm Trong đất, xạ khuẩn

hình thành hệ sợi như hệ sợi của vi nấm, và chúng tạo “mùi hương” cho đất [35] Đặcđiểm nổi bật của xạ khuẩn là có hệ sợi phát triển, phân nhánh mạnh và không có váchngăn ( chỉ trừ cuống bào tử khi hình thành bào tử) Hệ sợi xạ khuẩn mảnh hơn của nấmmốc với đường kính thay đổi trong khoảng 0,2 đến 2mm, chiều dài có thể đạt tới 1 vài cm[3] Khuẩn lạc chắc, dạng da mọc đâm sâu vào cơ chất Bề mặt khuẩn lạc thường đượcphủ bởi khuẩn ty khí sinh dạng nhung, dày hơn cơ chất, đôi khi có tính kỵ nước [33] Các

loài xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces có cấu tạo giống vi khuẩn Gram dương, hiếu khí, dị

dưỡng các chất hữu cơ Nhiệt độ tối ưu thường là 25 - 30°C, pH tối ưu 6,5 - 8,0 Một sốloài có thể phát triển ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn (xạ khuẩn ưa nhiệt và ưa lạnh) [42]

Vai trò của Streptomyces đối với cây trồng

Streptomyces được coi là tác nhân kiểm soát sinh học trong nông nghiệp với khả năng sản

sinh thuốc kháng sinh của chúng có thể được sử dụng để kiểm soát vi khuẩn và nấm gâybệnh thực vật [51] Khả năng cạnh tranh là một cơ chế quan trọng trong tương tác khácnhau, chúng có khả năng tiết các chất chuyển hóa thứ cấp ức chế sinh trưởng (ví dụ,

vi sinh vật khác [18, 28] Đặc tính này đặc biệt có mặt trong Streptomyces có thể sử dụng trong ức chế các tác nhân gây bệnh thực vật Các Streptomyces đại diện cho thay thế tuyệt

vời để cải thiện khả năng dinh dưỡng cho cây trồng và thúc đẩy sự đổi mới và tính bền

vững trong các hệ thống nông nghiệp [22] Streptomyces kích thích sinh trưởng thực vật

(PGPS) và tăng cường một số con đường sinh tổng hợp trực tiếp và gián tiếp trong thựcvật, ví dụ, hòa tan phosphate vô cơ, sản xuất phytohormones, ức chế tác nhân gây bệnhthực vật Axit indole-3-acetic (IAA) là một loại hoóc môn thực vật phổ biến thuộc nhómauxin Nó có vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và phát triển của cây vì nó gây ra sựkéo dài và phân chia tế bào

1.3.3.2 Tình hình nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật phòng chống nấm gây bệnh trên cây tại Việt Nam

Nghiên cứu biện pháp sinh học phòng chống nấm bệnh cây đã được quan tâm và thực hiện ở một

số cơ sở nghiên cứu trong nước những năm vừa qua: Viện Bảo vệ thực vật và Viện Thổ nhưỡng và nông hóa, Đại học Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh, Đại học Cần Thơ, Viện Công nghệ sinh học và Viện Sinh học nhiệt đới

Các

công bố cho thấy các nhóm vi sinh vật như Bacillus, Trichoderma, Streptomyces đã được

phân lập, tuyển chọn và được đánh giá là những tác nhân tiềm năng cho phát triển chế phẩm phòng chống nấm bệnh cây [5]

Việnnghiên cứu ứng dụng các vi sinh vật đối kháng nấm bệnh cây đã được thực hiện rất sớm ởViệt Nam và đạt một số kết quả sau: Sử dụng vi sinh vật đối kháng nấm trong sản xuất

sinh bón hữu cơ vi sinh; các chế phẩm lên men xốp sử dụng nhóm vi nấm Trichoderma để

phòng trừ nấm gây bệnh cây trồng

KhoaNông nghiệp và sinh học ứng dụng trường Đại học Cần Thơ đã công bố hai chế phẩm sinhhọc Biobac để phòng trừ bệnh đốm vằn và cháy lá thường gặp trên lúa Chế phẩm Biobacđược sản xuất từ một chủng vi khuẩn có sẵn tại địa phương có khả năng tiêu diệt và ứcchế sự phát triển của sợi nấm gây bệnh đốm vằn Biobac đã được thử nghiệm trên cây lúa

ở An Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ cho kết quả tốt Hiện nay các nhà khoa học đang tiếptục hoàn thiện sản phẩm và xây dựng quy trình công nghệ để chuyển giao cho các cơ sởsản xuất nhằm cung ứng rộng rãi cho nông dân [70]

Liênhiệp Khoa học sản xuất Công nghệ sinh học và Môi trường, Viện Công nghệ sinh học) đãhoàn thiện được công nghệ lên men và sản xuấ chế phẩm đối kháng tác nhân gây bệnhthối rễ trên cây cà phê, bông vải và một số cây trồng khác, phục vụ phát triển kinh tế xãhội và góp phần bảo vệ nền nông nghiệp sạch bền vững, hoàn thiện được công nghệ lênmen thu nhận chế phẩm vi sinh vật đối kháng và sản xuất được lượng chế phẩm phục vụ

5000 ha cây bông và cây cà phê

TrườngĐại học Khoa học Tự nhiên đã nghiên cứu khả năng sinh kháng sinh chống vi khuẩn gây

bệnh héo xanh của Streptomyces arabicuss 112 [5] Trường Đại học Sư phạm I- Hà Nội đã nghiên cứu chủng xạ khuẩn Streptomyces V6 có khả năng sinh kháng sinh chống nấm và

vi khuẩn R solanacearum [1].

ViệnKhoa học Kỹ Thuật Nông nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu tạo chế phẩm phân bón vi sinhtrên cơ sở một tập hợp đa chủng vi sinh vật, trong đó có vi khuẩn đối kháng, sản phẩmđược sử dụng trong trồng trọt vừa có tác dụng kích thích sinh trưởng cuả cây, vừa có khảnăng ức chế một số bệnh thực vật gây ra bởi vi khuẩn hoặc nấm [8]

Bùi ThịViệt Hà, 2006 đã tiến hành nghiên cứu xạ khuẩn sinh chất kháng sinh chống nấm gây bệnhthực vật ở Việt Nam Kết quả đã phân lập được chủng xạ khuẩn có khả năng sinh chấtkháng sinh TC-54 (chất này được nhận dạng là validamyxin A) và có khả năng chống nấm

Sclerotium rolfsii, Rhizoctonia solani [2].

Nghiêncứu của Lưu Hồng Mẫn và cộng sự (1997) ở Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long cho

thấy, sử dụng nấm Trichoderma sp xử lý rơm rạ sau 30-45 ngày và bón phối trộn với

phân lân sinh học cho hiệu quả đối với nền đất sét nặng, năng suất lúa (giống IR60) tăng18,6% khi bón kết hợp 50% phân vô cơ và 50% phân lân sinh học Kết quả cũng cho thấy,khả năng chống chịu sâu bệnh của cây lúa cũng cao hơn và quần thể vi sinh vật đất đượccải thiện Viện khoa hoạc kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên và trường Đại họcNông lân thành phố Hồ Chí Minh đã xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm Tricôvới thóc và cám bắp là hai môi trường nhân sinh khối cho mật số bào tử nấm

Trichoderma trên 109 bào tử/g sản phẩm Nhóm nghiên cứu của tác giả Trần Ngọc Hùng

đã sử dụng một số phụ phẩm như cám mỳ, mùn xơ dừa để tạo chế phẩm bào tử từ chủng

Trichoderma koningii để kiểm soát bênh thán thư do Collectotrichum spp gây ra trên ớt

[72]

1.4 Ứng dụng chế phẩm sinh học dạng bột trong phòng chống nấm gây bệnh

trên câysản xuất nông nghiệp và xử lý ô nhiễm môi trường

Hiện nay hầu hết các nước trên thế giới đều sản xuất loại chế phẩm vi sinh vậthọc dạng chất mang, trong đó sinh khối vi sinh vật được tẩm nhiễm vào chất mang làcác hợp chất hữu cơ hoặc không hữu cơ tự nhiên hoặc tổng hợp có tác dụng làm nơi trúngụ và bảo vệ vi sinh vật chuyên tính trong chế phẩm từ khi sản xuất đến lúc sử dụng.Chất mang cần có đặc điểm sau: khả năng hút nước cao 150-200%, hàm lượng cacbonhữu cơ cao > 60%, không chứa các chất độc hại với vi sinh vật được tuyển chọn, đât,cây trồng, hàm lượng muôi khoáng không vượt quá 1%, kích thước hạt phù hợp với đốitượng sử dụng [1]

khác như các loại rác thải hữu cơ, phế thải công nông nghiệp: bã mía, mùn cưa, mùnmía, vỏ trấu (cám), bột ngô nghiền, … Đây đều là những loại chất mang rẻ tiền, có sẵntrong tự nhiên, dễ sử dụng, giàu nguồn dinh dưỡng đối với sinh vật, bên cạnh đó một

số loại chất mang được sử dụng giúp giảm ô nhiễm môi trường nhờ tận dụng được những phế thải do nông nghiệp hay rác thải do sinh hoạt

Cám gạo là chất mang đang được sử dụng nhiều nhất hiện nay, cám gạo thường có dạng bột, mềm và mịn Cám gạo chiếm khoảng 10-12% khối lượng lúa chưa xay xát Cám là hỗn hợp của lớp vỏ ngoài của hạt gạo và lớp aloron Những thành phần được thu hồi khi khi xay xát và chế biến gạo được gọi chung là cámn [40].

Cám gạo có lượng photphat rất cao nhưng chủ yếu ở dạng phytate, nguồn chất xơ trong cám gạo cũng rất lớn chủ yếu là xenlulose, lignin, arabinoxylan Hàm lượng dinh dưỡng trong cám gạo biến động rất lớn phụ thuộc nhiều vào kĩ thuật xay xát gạo [40].

.

Cám gạo có lượng photphat rất cao nhưng chủ yếu ở dạng phytate, nguồn chất

dinh dưỡng trong cám gạo biến động rất lớn phụ thuộc nhiều vào kĩ thuật xay xát gạo[40] Bên cạnh đó, cám chứa nhiều chất chống oxy hóa có lợi cho sức khỏe con người.Cám có chứa nhiều loại vitamin và chất béo chưa bão hòa rất tốt cho sức khỏe Vì vậy ởcác nước phát triển, cám được dùng trích ly dầu Dầu cám sau khi thu được có rất nhiềuứng dụng như các loại dầu thông thường khác Dầu cám cũng có thể được cho vào cácloại thực phẩm với tác dụng bổ sung thêm các chất béo không no mà cơ thể không tựtổng hợp được Với lượng vitamin E và nhóm B dồi dào, dầu cám cũng được ứng dụngtrong lĩnh vực mỹ phẩm và y học làm các loại kem dưỡng gia hoặc thực phẩm chức

làm, nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên, không tốn kém nhiều, mật độ vi sinh vật trongchế phẩm cao Tuy nhiên, chế phẩm dạng chất mang bột có những hạn chế như: dễ bịtạp nhiễm, chất lượng không ổn định, độ sống sót của vi sinh vật chuyên tính khôngcao Nếu không sử dụng kịp thời thì chế phẩm có thể bị loại bỏ hàng loạt do không đảmbảo mật độ vi sinh vật chuyên tính