Phân lập và tuyển chọn chủng vi sinh vật xử lý dư lượng thuốc bảo vệ thực vật có gốc lân hữu cơ trong đất nông nghiệp

Trong những năm gần đây, việc lạm dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong nông nghiệp với mục đích đạt năng suất và sản lượng cao đã làm cho đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, mất cân bằng hệ sinh thái trong đất. Các hợp chất phốt pho hữu cơ hay gọi là cơ phosphat (OP) là một trong số những chất độc hại nhất đã được biết tới. Việc phân giải các thuốc trừ sâu OP rất là chậm, bởi vậy chúng thường tích tụ trong đất, và thường bị rửa trôi vào sông, mạch nước ngầm gây nguy hiểm cho sức khỏe người, động vật. OP đã được chứng minh là chất độc nguy hiểm không chỉ đối với một số loại côn trùng và động vật hoang dã, mà còn gây hại cho con người, đặc biệt là đối với trẻ nhỏ và phụ nữ có thai. Tác động tiêu cực tới môi trường và sức khỏe con người của một số hợp chất OP như glyphosate, chlorpyrifos, parathion, methyl parathion, diazinon, coumaphos, monocrotophos, fenamiphos và phorate đã được nghiên cứu và chứng minh. Bên cạnh đó còn có các thuốc carbamate cũng là một hoá chất trừ sâu có tác dụng tương tự. Các nghiên cứu cũng cho thấy thuốc BVTV nhóm carbamate và OP có thể làm thai chết, thay đổi hormone, ảnh hưởng đến DNA, thai dị dạng, tinh trùng, buồng trứng và trứng phát triển không bình thường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CHỦNG VI SINH VẬT XỬ

LÝ DƯ LƯỢNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT CÓ GỐC LÂN

HỮU CƠ TRONG ĐẤT NÔNG NGHIỆP

HỌC VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN NHẬT ĐÔNG

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MÃ SỐ: 84202018

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN PHƯỢNG MINH

HÀ NỘI, 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Hà Nội, ngày 3 tháng 2 năm 2021

Học viên thực hiện

TRẦN NHẬT ĐÔNG

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin cảm ơn cố vấn luận văn - TS Nguyễn Phượng Minh – giảng viên hướng dẫn trực tiếp của tôi Cảm ơn vì cánh cửa đến văn phòng của thầy luôn rộng mở mỗi khi tôi gặp phải rắc rối hoặc có câu hỏi về vấn đề nghiên cứu của mình Thầy vẫn luôn cho phép tôi tự do bày tỏ quan điểm đồng thời đưa ra những nhận xét, góp ý, dẫn dắt tôi đi đúng hướng trong suốt

thời gian nghiên cứu, thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ

Tôi cũng xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học – Trường Đại học Mở Hà Nội đã truyền đạt cho tôi những kiến thức chuyên sâu

về chuyên ngành trong suốt thời gian học tập để tôi có được nền tảng kiến

thức hỗ trợ rất lớn cho tôi trong quá trình làm luận văn thạc sĩ

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè vì đã luôn hỗ trợ tôi và khuyến khích liên tục trong suốt những năm học tập và qua quá trình nghiên cứu và viết luận văn này Thành tựu này sẽ không thể có được nếu không có họ

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮTError! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nói chung và thuốc bảo vệ thực vật có gốc lân hữu cơ tại Việt Nam và trên thế giới 3

1.1.1 Khái niệm thuốc bảo vệ thực vật chứa gốc phốt pho hữu cơ 3

1.1.2 Tác dụng phụ của các chất BVTV chứa gốc OP 6

1.1.3 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam và trên thế giới 10

1.2 Tổng quan về vai trò của vi sinh vật trong nông nghiệp và xử lý dư lượng thuốc bảo vệ thực vật nói chung và thuốc bảo vệ thực vật gốc lân hữu cơ 19

1.2.1 Sử dụng chế phẩm vi sinh trong nông nghiệp 19

1.2.2 Ứng dụng vi sinh vật trong kích thích sinh trưởng thực vật 20

1.2.3 Sự phân hủy thuốc BVTV chứa nhóm OP bằng vi sinh vật 22

1.2.4 Tình hình nghiên cứu xử lý thuốc BVTV nhóm OP ở Việt Nam 25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 26

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 26

2.2 Phương pháp nghiên cứu 27

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu 27

2.2.2 Phương pháp phân lập chủng VSV 27

2.2.3 Phương pháp nuôi cấy VSV 28

2.2.4 Phương pháp đếm khuẩn lạc 28

2.2.5 Phương pháp đánh giá khả năng phân giải OP 28

2.2.6 Phương pháp sắc ký khối phổ - phương pháp Quechers 29

2.2.7 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng sinh

trưởng của VSV 29

2.2.8 Phương pháp tách chiết DNA tổng số của vi khuẩn 30

2.2.9 Phương pháp xác định chủng và mức đ an to n sinh h c của chủng vi sinh vật 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 33

3.1 Kết quả phân lập chủng VSV từ các mẫu đất 33

3.2 Kết quả đánh giá khả năng phân giải OP 355

3.3 Kết quả xác định tên chủng CP4 377

3.4 Đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của chủng Acinetobacter pittii CP4 40

3.4.1 Đặc điểm hình thái 40

3.4.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa 42

3.5 Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng sinh trưởng của vi sinh vật 43

3.5.1 Môi trường nhân sinh khối và thời gian nuôi cấy 43

3.5.2 Yếu tố nhiệt đ 44

3.5.3 Yếu tố pH 45

3.5.4 Yếu tố không khí 45

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

4.1 Kết luận 47

4.2 Kiến nghị 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.2: Độc tính của một sô chất BVTV chứa gốc OP (Upadhyay và cs., 2011) 7

Bảng 3.1: Các mẫu đất có xuất hiện chủng VSV sống được trên môi trường chứa Chlorpyrifos 34

Bảng 3.2: Dư lượng Chlorpyrifos 36

Bảng 3.3: OD620 của các mẫu sau phân tích 37

Bảng 3.4: Độ tương đồng của gen 16S rRNA của chủng CP4 với các trình tự đã công bố trên GenBank 40

Bảng 3.5: Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của chủng Acinetobacter pittii CP4 43

Bảng 3.6: Khả năng sinh trưởng của VSV trên các môi trường nuôi cấy 44

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sinh trưởng và phát triển của VSV 44

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của pH tới sinh trưởng và phát triển của VSV 45

Bảng 3.9: Ảnh hưởng của không khí đến sinh trưởng và phát triển của VSV 46

Bảng 3.10: Điều kiện nhân sinh khối của chủng CP4 46

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Thuốc bảo vệ thực vật 3 Hình 1.2: Cấu trúc hóa học chung của các hợp chất OP (Haye’s, 2010) Trong đó R

là gốc alkyl, X là gốc hữu cơ 4 Hình 3.1: Hình thái khuẩn lạc 41

Hình 3.2: Hình ảnh tế bào của chủng Acinetobacter pittii CP4 dưới kính hiển vi

điện tử 42

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, việc lạm dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong nông nghiệp với mục đích đạt năng suất và sản lượng cao đã làm cho đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, mất cân bằng hệ sinh thái trong đất Các hợp chất phốt pho hữu cơ hay gọi là cơ phosphat (OP) là một trong số những chất độc hại nhất đã được biết tới Việc phân giải các thuốc trừ sâu OP rất là chậm, bởi vậy chúng thường tích tụ trong đất, và thường bị rửa trôi vào sông, mạch nước ngầm gây nguy hiểm cho sức khỏe người, động vật OP đã được chứng minh là chất độc nguy hiểm không chỉ đối với một số loại côn trùng và động vật hoang dã, mà còn gây hại cho con người, đặc biệt là đối với trẻ nhỏ và phụ nữ có thai Tác động tiêu cực tới môi trường và sức khỏe con người của một số hợp chất OP như glyphosate, chlorpyrifos, parathion, methyl parathion, diazinon, coumaphos, monocrotophos, fenamiphos và phorate đã được nghiên cứu và chứng minh Bên cạnh đó còn có các thuốc carbamate cũng là một hoá chất trừ sâu có tác dụng tương tự Các nghiên cứu cũng cho thấy thuốc BVTV nhóm carbamate và

OP có thể làm thai chết, thay đổi hormone, ảnh hưởng đến DNA, thai dị dạng, tinh trùng, buồng trứng và trứng phát triển không bình thường [11]

Nhiễm độc cấp OP thường gặp ở nông thôn Việt Nam, vì các loại thuốc trừ sâu có chứa nhóm OP hiện nay vẫn được dùng rộng rãi trong nông nghiệp Độc tính của chúng lên hệ thần kinh và việc sử dụng bừa bãi trong nông nghiệp là vấn đề xã hội rất quan tâm Sự tích tụ nhiều các chất OP trong đất dẫn đến cần thiết phải có các kỹ thuật loại bỏ chúng hợp lý, hiệu quả Việc xử

lý chất OP tại chỗ sử dụng các chất xúc tác hiệu quả cao, có thể gồm cả enzyme và vi sinh vật sẽ có ảnh hưởng loại bỏ tốt các chất OP độc hại

Việc sử dụng sinh vật nói chung, chủ yếu là các vi sinh vật và thực vật, để

xử lý ô nhiễm môi trường (bioremediation) là một lĩnh vực quan trọng và tiềm năng của công nghệ sinh học môi trường Công nghệ trên dựa trên khả năng hoạt động của các enzyme ngoại bào xúc tác để chuyển hóa các chất lạ sinh học (xenobiotic substances) Việc sử dụng các enzyme ngoại bào dạng tồn tại trong sinh khối (vi sinh vật tiết ra enzyme) cũng như dạng chiết xuất (enzyme tinh sạch) là một kỹ thuật xử lý môi trường hiệu quả và hiện đại

Bằng cách phân lập các chủng vi sinh vật từ mẫu đất trồng chè, đề tài luận văn của học viên được thực hiện sẽ tuyển chọn được chủng vi sinh vật có khả năng xử lý dư lượng thuốc bảo vệ thực vật có gốc lân hữu cơ, góp phần giảm thiểu độc hại cho cây trồng và con người, đồng thời làm tăng năng suất cây trồng, góp phần vào công cuộc tạo nền nông nghiệp sạch và bền vững

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nói chung và thuốc bảo vệ thực vật có gốc lân hữu cơ tại Việt Nam và trên thế giới

1.1.1 Khái niệm thuốc bảo vệ thực vật chứa gốc phốt pho hữu cơ

Hình 1.1: Thuốc bảo vệ thực vật

Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong nông nghiệp, chăn nuôi là cần thiết nhằm ngăn chặn các loài vật gây hại mùa màng, giúp nâng cao sản lượng, chất lượng sản phẩm Theo ước tính, mỗi năm 4 triệu tấn thuốc BVTV được sử dụng trong nông nghiệp và chăn nuôi Tuy nhiên, chỉ 1-10% lượng thuốc đến được đích và tiêu diệt côn trùng, sâu bọ… , phần lớn thuốc BVTV là không được sử dụng, và đi vào hệ sinh thái đất và nước gây nên các

áp lực sinh thái, ảnh hưởng trực tiếp đến động thực vật và con người

Phốt pho hữu cơ (organophosphorus/organophosphate, OP) là tên gọi chung cho các ester của axit phosphoric Từ năm 1938 đến nay đã có khoảng 50.000 hợp chất OP được tổng hợp[9] Các hợp chất OP được sử dụng khá phổ biến, đặc biệt là có khoảng 80 hợp chất được dùng trong nông nghiệp dưới dạng thuốc bảo vệ thực vật[22]

Các hợp chất phốt pho nói chung đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sống, đặc biệt là quá trình quang hợp, trao đổi chất và các hệ coenzyme Tuy nhiên, các hợp chất OP lại bao gồm nhiều chất có tính độc thần kinh (neurotoxic), trong đó phải kể đến các triesters, phosphonates, phosphonofluoridates và phosphonothioates[22] Cấu trúc chung của phần lớn

OP là giống nhau, chứa 3 liên kết phosphoester Công thức hóa học chung của các hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) nhóm OP có dạng như mô tả ở Hình 1.2 dưới đây Hợp chất OP chứa liên kết hóa học C-P là bền vững và bền với sự thủy phân hóa học, nhiệt và ánh sáng

Hình 1.2: Cấu trúc hóa học chung của các hợp chất OP (Haye’s, 2010) Trong đó R là

gốc alkyl, X là gốc hữu cơ

Hóa chất BVTV nhóm OP được dùng rộng rãi và phổ biến nhất trong các loại hóa chất BVTV Các loại thuốc BVTV nhóm OP thường được sử dụng là Wofatox (Metyl parathion), Thiophos (Parathion), Basudin (Diazinon), Tamaron (Methamidophos), Diphterex (Chlorophos) và Carbophos (Malathion)

- Phân loại thuốc BVTV nhóm OP:

Dựa trên cấu trúc hóa học đã mô tả ở Hình 1.2, các hóa chất BVTV nhóm OP được phân ra 5 lớp chủ yếu là Phosphate (i), Thiophosphate (ii), Dithiophosphate (iii), Chlorophosphate (iv) và Phosphorodiamidate (v) (xem Bảng 1.1)

Bảng 1.1: Các lớp hóa chất BVTV nhóm OP theo cấu trúc hóa học (Fest &

Schmidt, 2012)

BVTV nhóm OP

Cấu trúc hóa học điển hình

Tên hóa chất BVTV thường dùng

- Tính chất chung của hóa chất BVTV nhóm OP:

Đặc điểm chung về hóa học của các hợp chất OP là dễ bị thủy phân Tác nhân thủy phân đến gần chất phản ứng và tấn công vào nguyên tử phốt pho Sản phẩm thủy phân là tạo thành este đơn giản hơn của axit phốt phoric

Tính chất quan trọng thứ hai là phản ứng hoạt hóa nhân phốt pho Phản ứng xảy ra thường tạo thành chất ức chế enzym cholinesteraza mạnh hơn

Đi đôi với phản ứng hoạt hóa là phản ứng phân hủy Nhờ phản ứng này, các hợp chất OP chuyển hóa thành dẫn xuất trung gian kém độc hơn là chất chính phẩm

1.1.2 Tác dụng phụ của các chất BVTV chứa gốc OP

Ưu điểm của các loại thuốc BVTV nhóm OP là có tác dụng nhanh, phổ tác dụng rộng đối với các loài sâu hại và tác nhân gây bệnh ở thực vật Tuy nhiên, nhược điểm lớn của các hợp chất này là tương đối độc hại với động vật

có dây sống nói chung, và cơ thể con người nói riêng Bên cạnh đó, sử dụng thiếu hợp lý các chất BVTV chứa gốc OP còn gây hại đến môi trường và ảnh hưởng nghiêm trọng tới cân bằng sinh thái

- Tác dụng của hợp chất OP đối với cơ thể người v đ ng vật

Các chất BVTV chứa OP có thể nhiễm vào cơ thể qua thức ăn, không khí, đường nước v.v Khi vào cơ thể động vật, OP tác dụng ức chế enzyme acetylcholine esterase (AChE) Acetylcholine là thành phần thiết yếu của hệ thống thần kinh và đảm bảo việc truyền xung thần kinh ở não, xương và hệ thống cơ (Bajgar, 2004) Để đảm bảo hoạt động dẫn truyền xung thần kinh, acetylcholine phải được thủy phân thành choline và acetyl-CoA bởi enzyme AChE Khi cơ thể động vật bị nhiễm OP, AChE bị ức chế không phục hồi, hậu quả của phản ứng trên là sự tích tụ acetylcholine, dẫn đến kích thích các thụ thể của acetylcholine ở khớp thần kinh của hệ thần kinh và dẫn đến co thắt, co giật, liệt, ngạt thở và có thể gây chết

Một số thuốc BVTV chứa OP hiện được sử dụng rộng rãi với đặc tính bán phân rã, và độc tính với động vật được trình bày tại Bảng 1.2 Theo bảng trên, một số thuốc trừ sâu chứa OP như parathion và coumaphos có độc tính cao, với liều gây chết LD50 2-41 mg/kg

Bảng 1.2: Độc tính của một sô chất BVTV chứa gốc OP (Upadhyay và cs., 2011)

Thời gian bán

rã (ngày)

Độc tính trên động vật*

- Sự chuyển hóa hợp chất OP trong cơ thể con người

Khi trực tiếp tiếp xúc, thuốc BVTV dễ xâm nhập vào cơ thể người qua đường tiếp xúc, vị độc, xông hơi, gây nhiễm độc và ngộ độc thuốc BVTV Những người ít hay không tiếp xúc với thuốc BVTV cũng có thể bị nhiễm độc do ăn, uống những nông sản, nước nguồn, nước mưa có dư lượng thuốc BVTV Chất BVTV nhóm OP xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hóa, da Sự hấp thu các hợp chất OP ở niêm mạc đường tiêu hóa diễn ra rất nhanh, chỉ sau vài phút đã xuất hiện các dấu hiệu nhiễm độc Quá trình hấp thụ qua da chậm hơn, khoảng sau 2 giờ mới bắt đầu có các dấu hiệu của sự ức chế enzyme AChE, những dấu hiệu này kéo dài 2 ngày (Meggs, 2003) Các hợp chất OP dễ tan trong lipit, chúng được hấp thụ nhanh chóng vào máu, các dịch thể của tổ chức và đạt được nồng độ cao trong các synap thần kinh trung ương và ngoại vi Hóa chất BVTV nhóm OP và các sản phẩm chuyển hóa của nó tập trung cao nhất ở gan và được thải trừ theo đường tiết niệu[11]

Các hóa chất BVTV nhóm OP có thể phân hủy thành những chất ít độc hơn, những chất này có thể hòa tan vào trong nước và thải trừ qua đường tiết niệu Ngoài ra, chúng cũng có thể chuyển hóa thành dạng khác, độc hơn, ức chế enzyme AChE mạnh hơn Quá trình oxy hóa các hợp chất OP được thực hiện ở gan, tạo nên axit thiophotphoric và dithiophotphoric Ngoài ra còn có quá trình thủy phân nhờ phản ứng photphatase, cacboxyleserase, cacboxylamirase[11] [28]

- Tác dụng của hợp chất OP đối với môi trường và hệ sinh thái

Ngoài ảnh hưởng trực tiếp đến người sử dụng, các thuốc BVTV còn ảnh hưởng đến môi trường, các động vật và khu hệ vi sinh vật có ích trong đất Có thể nói, thuốc BVTV là một trong nhưng yếu tố quan trọng do con người tạo ra làm mất tính ổn định của quần thể sinh vật

Thuốc BVTV dùng trên qui mô càng lớn, thời gian dùng càng dài, số lần phun thuốc càng nhiều, sẽ làm giảm càng mạnh số cá thể trong loài và giảm số loài trong quần thể Đặc biệt, thuốc BVTV nói chung và các hợp chất

OP nói riêng có tác động tiêu cực đến thiên địch và các sinh vật khác trong hệ sinh thái

Việc sử dụng thuốc BVTV cũng có thể làm xuất hiện dịch hại mới hay bùng phát dịch hại thứ cấp Ở Việt Nam, sau 6-7 năm dùng thuốc DDT, Wofatox để trừ sâu hại chính trên chè, cam quýt và bông đã làm cho nhện hại cây từ chỗ là dịch hại không đáng quan tâm trở thành một loài dịch hại nguy hiểm gây khô lá trên diện rộng Các loài rệp sáp theo đó cũng phát triển mạnh

Khi thuốc BVTV bị sử dụng một cách quá mức sẽ gây ra hiện tượng tái

phát của dịch hại Hiện tượng tái phát rầy nâu Nilaparvata lugens ở vùng

Đông Nam A cũng là một ví dụ điển hình Để chống rầy nâu trên lúa nương, Viện lúa Quốc tế (IRRI) đã phun Decamethrin, Wofatox và Diazinon ở dạng lỏng với lượng 0,75 kga.i./ha vào những ngày thứ 49-72 và 94 sau gieo Trước khi phun thuốc lần thứ 3, mật độ rầy nâu của ô phun thuốc cao hơn đối chứng theo thứ tự thuốc là 16,4-6,0 và 4,7 lần Diện tích cháy rầy ở 117 ngày sau gieo cũng ở ô đối chứng là 4%; nhưng ở các công thức phun thuốc lần lượt là 100-75 và 55% Trên ô phun Bassa và Pertan không có hiện tượng tái phát của rầy (Heinrichs & Mochida, 1984) Theo Maggi và Leigh (1983), khi phun thuốc trừ sâu Wofatox (Methyl parathion) cho bông, đã làm tăng lượng

trứng đẻ của nhện đỏ Tetranychus urticae Những cá thể sống sót hình thành

tính chống thuốc và đã làm thay đổi đặc tính sinh học của loài

Thuốc BVTV nói chung và các chất BVTV nhóm OP nói riêng có tác động làm giảm số loài và số lượng cá thể sinh vật có ích (do số lượng cá thể dịch hại giảm, sinh vật có ích thiếu thức ăn mà chết) Mặt khác, dịch hại có khả năng hồi phục quần thể nhanh hơn sinh vật có ích, dễ gây thành dịch trước khi sinh vật có ích hồi phục đủ số lượng để kìm hãm dich hại[23]

1.1.3 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam và trên thế giới

1.1.3.1 Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới

Trên thế giới, thuốc BVTV ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc phòng trừ sâu bệnh bảo vệ sản xuất, đảm bảo an ninh lương thực thực phẩm Theo tính toán của các chuyên gia, trong những thập kỷ 70, 80, 90 của thế kỷ 20, thuốc BVTV góp phần bảo vệ và tăng năng suất khoảng 20 - 30% đối với các loại cây trồng chủ yếu như lương thực, rau, hoa quả

Những năm gần đây theo ý kiến và nghiên cứu của nhiều tổ chức khoa học, chuyên gia về nông nghiệp, bảo vệ thực vật, sinh thái quá trình sử dụng thuốc BVTV ở thế giới trải qua 3 giai đoạn là: 1 - Cân bằng sử dụng (Balance use): yêu cầu cao, sử dụng có hiệu quả 2 - Dư thừa sử dụng (Excessise use): bắt đầu sử dụng quá mức, lạm dụng thuốc BVTV, ảnh hưởng đến môi trường, giảm hiệu quả 3 - Khủng hoảng sử dụng (Pesticide Crisis): quá lạm dụng thuốc BVTV, tạo nguy cơ tác hại đến cây trồng, môi trường, sức khỏe cộng đồng, giảm hiệu quả kinh tế của sản xuất nông nghiệp Giai đoạn dư thừa sử dụng từ những năm 80 - 90 và giai đoạn khủng hoảng từ những năm đầu thế

kỷ 21 Với những nước đang phát triển, sử dụng thuốc BVTV chậm hơn (trong đó có Việt Nam) thì các giai đoạn trên lùi lại khoảng 10 - 15 năm

Việc sử dụng thuốc BVTV ở thế giới hơn nửa thế kỷ luôn luôn tăng, đặc biệt ở những thập kỷ 70 - 80 - 90 Theo Gifap, giá trị tiêu thụ thuốc BVTV trên thế giới năm 1992 là 22,4 tỷ USD, năm 2000 là 29,2 tỷ USD và năm 2010 khoảng 30 tỷ USD, trong 10 năm gần đây ở 6 nước châu

Á trồng lúa, nông dân sử dụng thuốc BVTV tăng 200 - 300% mà năng suất không tăng

Hiện danh mục các hoạt chất BVTV trên thế giới đã là hàng ngàn loại,

ở các nước thường từ 400 - 700 loại (Trung Quốc 630, Thái Lan 600 loại)

Tăng trưởng thuốc BVTV những năm gần đây từ 2 - 3% Trung Quốc tiêu thụ hằng năm 1,5 - 1,7 triệu tấn thuốc BVTV (2010)

* Bên cạnh những đóng góp tích cực với sự phát triển của sản xuất nông nghiệp (SXNN) trên thế giới cũng đem lại những hệ lụy xấu, đặc biệt trong vòng hơn 20 năm trở lại đây

Sự đóng góp của thuốc BVTV vào quá trình tăng năng suất ngày càng giảm

Theo Sarazy, Kenmor (2008 - 2011), ở các nước châu Á trồng nhiều lúa, 10 năm qua (2000 - 2010) sử dụng phân bón tăng 100%, sử dụng thuốc BVTV tăng 200 - 300% nhưng năng suất hầu như không tăng, số lần phun thuốc trừ sâu không tương quan hoặc thậm chí tương quan nghịch với năng suất Lạm dụng thuốc hóa học bảo vệ thực vật còn tác động xấu đến môi trường, hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng phá vỡ sự bền vững của phát triển nông nghiệp Lạm dụng hóa chất BVTV làm tăng tính kháng thuốc, suy giảm

hệ ký sinh - thiên địch để lại dư lượng độc trên nông sản, đất và nước, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường, nhiễm độc người tiêu dùng nông sản Trong giai đoạn 1996 - 2000, ở các nước đã phát triển, rất nghiêm ngặt về vệ sinh an toàn thực phẩm, vẫn có tình trạng tồn tại dư lượng hóa chất BVTV trên nông sản như: Hoa Kỳ có 4,8% mẫu trên mức cho phép, cộng đồng châu

Âu - EU là 1,4%, Úc là 0,9% Hàn Quốc và Đài Loan là 0,8 - 1,3% Do những

hệ lụy và tác động xấu của việc lạm dụng thuốc BVTV cho nên ở nhiều nước trên thế giới đã và đang thực hiện việc đổi mới chiến lược sử dụng thuốc BVTV Từ “Chiến lược sử dụng thuốc BVTV hiệu quả và an toàn” sang “Chiến lược giảm nguy cơ của thuốc BVTV”

Trên thực tế, “Sử dụng thuốc BVTV hiệu quả và an toàn” mới mang tính kinh doanh và kỹ thuật vì chưa đề cập nhiều đến vấn đề quản lý, đặc biệt

là mục tiêu giảm sử dụng thuốc BVTV, còn “giảm nguy cơ của thuốc BVTV” đã thể hiện tính đồng bộ, hệ thống, của nhiều biện pháp quản lý, kinh

tế, kỹ thuật, nó bao gồm các nội dung, a) thắt chặt quản lý đăng ký, xuất nhập khẩu, sản xuất kinh doanh thuốc BVTV, b) giảm lượng thuốc sử dụng, c) Thay đổi cơ cấu và loại thuốc, d) Sử dụng an toàn và hiệu quả, đ) Giảm lệ thuộc vào thuốc hóa học BVTV thông qua việc áp dụng các biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp

Chiến lược sử dụng thuốc BVTV mới này đã mang lại hiệu quả ở nhiều nước, đặc biệt là các nước Bắc Âu, đã thành công trong việc giảm thiểu sử dụng thuốc BVTV mà vẫn quản lý được dịch hại tốt Trong vòng 20 năm (1980 - 2000) Thụy Điển giảm lượng thuốc BVTV sử dụng đến 60%, Đan Mạch và Hà Lan giảm 50% Tốc độc gia tăng mức tiêu thụ thuốc BVTV trên thế giới trong 10 năm lại đây đã giảm dần, cơ cấu thuốc BVTV có nhiều thay đổi theo hướng gia tăng thuốc sinh học, thuốc thân thiện với môi trường, thuốc ít độc hại,…

1.1.3.2 Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam

Sử dụng thuốc BVTV là điều cần thiết nhằm nâng cao năng suất, sản lượng cây trồng Việt Nam là nước nông nghiệp, nên nhu cầu thuốc BVTV là rất lớn Tình trạng thuốc BVTV sử dụng với số lượng lớn và nhiều chủng loại khác nhau ngày một gia tăng dẫn đến nguy cơ ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng và ô nhiễm thực phẩm nông sản là vấn đề bức xúc hiện nay trong công tác quản lý môi trường và bảo vệ sức khoẻ nhân dân

Từ năm 1990 đến nay, thị trường thuốc BVTV ở Việt Nam đã thay đổi

cơ bản, từ nền kinh tế từ tập trung bao cấp chuyển sang kinh tế thị trường Do nguồn hàng phong phú, được cung ứng kịp thời, nên lượng thuốc BVTV tiêu thụ qua các năm đều tăng Tuy nhiên, đi đôi với mức độ tiêu thụ thuốc BVTV tăng là tình trạng lạm dụng thuốc, điều này đã để lại những hậu quả xấu cho sản xuất và sức khoẻ con người nếu như trước năm 1985 khối lượng hóa chất BVTV dùng hàng năm khoảng 6.500 - 9.000 tấn thì trong những năm gần

đây, hàng năm Việt Nam nhập và sử dụng từ 70.000-100.000 tấn, tăng gấp hơn 10 lần Chính việc lạm dụng thuốc BVTV đã gây nên những tác hại lớn tới môi trường (http://www.monre.gov.vn/)

Với lượng thuốc BVTV sử dụng rất lớn, cụ thể là năm 2012, Việt Nam nhập 103.000 tấn thuốc BVTV, trong đó 50-75.000 thuốc trừ sâu Ô nhiễm môi trường do hóa chất BVTV tồn lưu gây ra tại Việt Nam đang trở nên ngày một nghiêm trọng hơn Theo kết quả điều tra, thống kê về các điểm tồn lưu hóa chất BVTV của Cục Quản lý chất thải và Cải thiện môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010), từ năm 2007 đến năm 2009 đã phát hiện 864 khu vực môi trường đất bị ô nhiễm do hóa chất BVTV tồn lưu trên địa bàn 17 tỉnh, thành phố và 289 kho hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu trên địa bàn 35 tỉnh, thành phố Trong đó, 189 khu vực bị ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng và ô nhiễm nghiêm trọng, 87 khu vực bị ô nhiễm và 588 khu vực đất có ô nhiễm hóa chất BVTV tồn lưu nhưng vẫn chưa đánh giá chi tiết mức độ ô nhiễm (http://www.monre.gov.vn/) Tính đến 30/11/2009, cả nước có lượng thuốc BVTV cần tiêu hủy là: 89.975,177 kg và 27.989 L, bao bì chứa thuốc là 75.533,491 kg Cả nước có 11,5 triệu hộ làm nông nghiệp, mỗi năm có gần 5.000 vụ nhiễm thuốc trừ sâu, và hơn 100 người thiệt mạng và số người nhiễm độc mạn tính có thể lên tới 2,1 triệu người

* Tình hình sử dụng các thuốc BVTV nhóm OP

Các thuốc BVTV nhóm OP như malathion thường được sử dụng cho lúa (1-1,5 lít/ha), cà phê, ca cao, thuốc lá, rau đậu v.v… Chất chlorpyrifos với các sản phẩm thương mại khác nhau (đến 75 loại) cũng được đăng ký sử dụng cho các loại cây như lúa, cà phê, điều, đậu, cây có múi, nhưng không được đăng ký sử dụng trên rau, chè Wofatox, methamidophos vẫn được sử dụng cho các loại rau, mặc dù đã bị cấm dùng

Trong số các thuốc BVTV nhóm OP, thì chất parathion có độc tính cao nhất (nhóm độc I), chlorpyrifos (nhóm độc II) và malathion (nhóm độc III)

Thống kê tại xã Hòa An (Hậu Giang) cho thấy, liều lượng chlorpyrifos trên cây trồng sử dụng cao gấp 6,9 lần cho phép Tại Cai Lậy (Tiền Giang), diện tích sử dụng chlorpyrifos ở mức 29,89% và cao gấp nhiều lần mức cho phép [6] Ở nước ta, chlorpyrifos vẫn được dùng phổ biến với tên thương mại như Vitashield 18EC, Mapy 48EC, chlorban 20EC, Sanpyriphos 20EC… Chlorpyrifos rất độc đối với động vật thủy sinh: LD50 đối với cá hồi và tôm tương ứng 7 và 0,05 ug/L, khi ra hồ ao, sông, chúng làm thay đổi cộng đồng sinh vật phù du ở nồng độ 100 ppb Hiện nay, một số loại OP như wofatox, parathion, chlorpyrifos bị cấm sử dụng cho rau quả và chè ở VN bởi chúng phân hủy chậm và có độc tính cao

* Thực trạng sản xuất rau và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên rau ở Việt Nam

- Tình hình sản xuất rau:

Nghề trồng rau ở nước ta đã hình thành khá lâu, tuy nhiên, sự phát triển của ngành trồng rau còn một khoảng cách rất xa so với tiềm năng tự nhiên và trình độ canh tác Theo số liệu của Cục trồng trọt – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2016), diện tích trồng rau của cả nước ta đến cuối năm 2016

là 900.000 ha, tăng 10.000 ha so với năm 2015 Bình quân năng suất sản xuất rau của cả nước năm 2016 là 177,5 tạ/ha, tăng 3,3% so với năm 2015 Sản lượng rau thu được năm 2016 cũng đạt gần 16 triệu tấn, tăng 4,4% (tương đương khoảng 650 nghìn tấn) so với 2015 Trong đó, khu vực Đồng bằng sông Hồng và Tây Nguyên là các vùng có năng suất cao hơn, thấp nhất là các tỉnh miền Trung với năng suất chỉ bằng ½ năng suất trung bình cả nước Diện tích rau được phân bổ đều khắp các vùng trong cả nước Những tỉnh có năng suất đạt cao nhất là Lâm Đồng, Đăk Lăk (Tây Nguyên), Hải Dương, Thái Bình, Hải Phòng (Đồng bằng sông Hồng), Trà Vinh, An Giang, Kiên Giang (Đồng bằng sông Cửu Long), TP Hồ Chí Minh (Đông Nam Bộ), năng suất rau trung bình đạt trên 200 tạ/ha

Nước ta có 2 vùng sản xuất chính đó là vùng chuyên canh quanh thành phố và các khu công nghiệp, vùng này chiếm 38-40 % diện tích và 40-50 % sản lượng Tại đây rau sản xuất phục vụ cho tiêu dùng của cư dân tập trung là chủ yếu, chủng loại rau phong phú, năng suất cao hơn Vùng trồng luân canh với cây lương thực, trồng chủ yếu trong vụ đông xuân ở các tỉnh phía Bắc, đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam Bộ Đây là vùng trồng rau hàng hóa lớn cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, cho xuất khẩu tới các nước có mùa đông lạnh không trồng được rau (http://nongnghiep.vn/)

Về tình hình xuất khẩu, đến tháng 11 năm 2016, giá trị xuất khẩu rau quả của Việt Nam đạt 2,178 triệu USD, tăng 30,5% so với cùng kỳ năm

2016 (Cục trồng trọt, 2016) Tuy nhiên, giá trị trên vẫn chưa tương xứng với tiềm năng phát triển nghề sản xuất rau quả của nước ta Việc xuất khẩu rau quả của Việt Nam hiện nay gặp nhiều rào cản từ thủ tục, giấy tờ đến chất lượng Một trong những nguyên nhân gây ra việc không đảm bảo chất lượng rau quả là do quy trình sản xuất (cách sử dụng phân bón, liều lượng bón, thời gian cách ly…) không phù hợp, chất lượng đất trồng và nguồn nước tưới không đạt tiêu chuẩn

- Thực trạng sử dụng hóa chất BVTV trong canh tác rau:

Trong xu thế một nền sản xuất thâm canh, bên cạnh mức tăng về khối lượng và chủng loại, ngành trồng rau hiện đang bộc lộ nhiều hạn chế Việc ứng thiếu chọn lọc các tiến bộ khoa học kỹ thuật đã làm tăng mức độ ô nhiễm các sản phẩm rau xanh, thể hiện cụ thể ở các mặt sau:

+ Số lượng vi sinh vật gây hại trong rau vượt quá mức cho phép Nguyên nhân do sử dụng nước phân tươi để tưới cho rau, khiến cho rau không đạt tiêu chuẩn về độ sạch

+ Hàm lượng nitrat (NO3) tích lũy trong rau quá cao do ảnh hưởng của phân bón hóa học (chủ yếu là phân đạm)

+ Tồn dư kim loại nặng trong rau Nguyên nhân là do sự lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón đã làm cho một lượng N, P, K và hóa chất BVTV bị rửa trôi xuống mương, ao, hồ, thâm nhập vào mạch nước ngầm, gây

ô nhiễm Tồn dư kim loại nặng là nguyên nhân làm ô nhiễm rau ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe người tiêu dùng

Việc lạm dụng các hóa chất BVTV, phân bón hóa học và các chất kích thích sinh trưởng được người trồng rau sử dụng với liều lượng vượt quá quy định nhằm làm tăng độ hấp dẫn của các loại rau đối với người tiêu dùng và không đảm bảo thời gian cách ly trước khi thu hoạch Đây chính là nguy cơ tiềm ẩn gây ngộ độc thực phẩm đối với người tiêu dùng

Ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, từ năm 1996-2001, có tới 60% rau có dư lượng thuốc BVTV, và từ 4-16% mẫu vượt mức cho phép [1] Với một số rau cải, rau muống, cà chua, đậu đỗ, có tới 20-73% mẫu có dư lượng thuốc BVTV, trong đó có 2,8-36% vượt mức cho phép Các loại rau có

30-tỉ lệ mẫu và dư lượng vượt mức cho phép cao nhất là rau cải, đậu đỗ Năm

2006, trong kết quả báo cáo tồn dư thuốc BVTV trong rau, quả, chè tại một số tỉnh phía Bắc và miền Trung trở ra, trong 362 mẫu nông sản, có 34 mẫu (9%)

có dư lượng vượt mức cho phép Các mẫu có dư lượng thuốc BVTV cao là chè khô (52%), quả (50%), rau ăn lá và hoa (36%), thấp nhất là nhóm rau ăn quả (34%) Năm 2009, tác giả Hoàng Hà (2009) đánh giá tình hình dư lượng thuốc BVTV ở các loại rau tại Hà Nội và các tỉnh lân cận Tổng số 23 loại chất BVTV được phát hiện, chủ yếu phát hiện cypermethrin, 2,4D (chất cấm), trong đó cũng có nhóm thuốc OP, là diazinon (độc nhóm I), chlorpyrifos (độc nhóm II)

Vì vậy, việc trước tiên cần phải tuyên truyền cho người trồng rau hiểu

rõ về thuốc BVTV và độc tính của chúng tới sức khỏe con người và động vật, môi trường Bên cạnh đó cũng cần nghiên cứu và tạo ra các chế phẩm khoa

học giúp cải thiện chất lượng môi trường vùng trồng rau cũng như tăng năng suất cây trồng một cách hợp lý và bền vững

* Tình hình sản xuất và sử dụng thuốc BVTV trên cây chè ở Việt Nam:

- Tình hình sản xuất chè:

Theo Cục trồng trọt – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2016), diện tích trồng chè búp của cả nước ta đến cuối năm 2016 là 133.400 ha, sản lượng 1.025,2 nghìn tấn, diện tích ổn định, năng suất tăng gần 1 tạ/ha, sản lượng tăng 12,3 nghìn tấn so với năm 2015 Năm 2015, diện tích chè cả nước đạt khoảng 134,6 nghìn ha, trong đó diện tích chè kinh doanh là 116,4 nghìn

ha Hiện nay, Lâm Đồng vẫn là tỉnh có diện tích lớn nhất cả nước với 21,9 nghìn ha Tại các tỉnh miền núi phía Bắc, Thái Nguyên có 20,8 nghìn ha, Hà Giang 20,5 nghìn ha, Phú Thọ 16,3 nghìn ha, Yên Bái 11,5 ha Năng suất chè

cả nước năm 2015 bình quân đạt 85,9 tạ búp tươi/ha, tăng 8,1 % so năm 2011 (tăng bình quân 2.0 %/năm) Sản lượng chè búp tươi năm 2015 cả nước đạt xấp xỉ 1.000 nghìn tấn, tăng 8,9 % so với năm 2011

Hiện nay, chè xuất khẩu khoảng 60% sản lượng, rất nhiều những khuyến cáo của các nước nhập khẩu đưa ra cũng như ý kiến phản hồi về chất lượng sản phẩm chè, nhiều nước đã dừng nhập khẩu do dư lượng thuốc BVTV trên chè xuất khẩu của nước ta quá mức cho phép Nếu không có những hành động cụ thể, thì thương hiệu chè Việt sẽ mất chỗ đứng trên thị trường quốc tế

- Thực trạng sử dụng thuốc BVTV trên cây chè:

Ngành chè Việt Nam trong thời gian qua đã đối mặt với tình trạng các sản phẩm trà xuất khẩu bị trả lại do tồn dư thuốc BVTV, gây mất uy tín trong thị trường quốc tế Nhiều lô hàng chè bị trả lại do các doanh nghiệp không có vùng nguyên liệu ổn định, mua sản phẩm trà xanh trôi nổi từ tiểu thương và người dân Vấn đề đặt ra cho người làm chè, trong đó có phần nhiều là tiểu thương và các hộ trồng chè đơn lẻ, vẫn sử dụng thuốc không đúng chủng loại,

liều lượng và thời gian cách ly nên việc tồn dư thuốc BVTV trên chè là khó tránh khỏi

Theo kết quả điều tra của Cục Bảo vệ Thực vật – Bộ NN&PTNT (2015), thành phần sâu bệnh hại chính trên cây chè gồm có bọ xít muỗi, rầy xanh, bọ cánh tơ và nhện đỏ Năm 2015, diện tích nhiễm bọ xít muỗi trên 20 ngàn ha, diện tích nhiễm rầy xanh trên 28 ngàn ha, diện tích nhiễm bọ cánh tơ trên 17 ngàn ha, diện tích nhiễm nhện đỏ 7.500 ha Trước tình hình đó, do phần lớn nông dân canh tác chè ở nước ta chưa hiểu rõ tác hại của thuốc BVTV, đã sử dụng nồng độ thuốc BVTV cao hơn hướng dẫn Trong đó, 64% nông dân hỗn hợp 2 loại thuốc khi phun, 14% nông dân hỗn hợp 3 loại thuốc khi phun và 49% người dân tự ý sử dụng thuốc BVTV với liều lượng cao hơn khuyến cáo (http://www.ppd.gov.vn/)

Theo Chi cục BVTV Lâm Đồng (2015), sau khi kiểm tra 57/168 cơ sở kinh doanh thuốc BVTV trên địa bàn, đã phát hiện thuốc BVTV chưa đăng ký

sử dụng trên cây chè với 117 thuốc thương phẩm (57 hoạt chất) của 56 công

ty đăng ký trên các loại cây trồng khác như cà phê, lúa, rau Trong 117 thuốc thương phẩm này có đến 69,25% thuộc nhóm độc 2 và 27,35% thuộc nhóm độc 3 (http://ttbvtv.lamdong.gov.vn/)

Như vậy, để khắc phục việc lạm dụng thuốc BVTV nói chung và tình trạng tồn dư thuốc BVTV trên cây chè nói riêng, bên cạnh giải pháp tăng cường kiểm tra và quản lý chất lượng chè, tăng cường đào tạo và phổ biến kiến thức sử dụng thuốc cho người làm chè trên địa bàn cả nước, cần đẩy mạnh tiến hành các nghiên cứu tạo ra các chế phẩm mới có tác dụng thay thế phân bón hóa học, cũng như khử độc và làm giảm tác hại của thuốc BVTV trên sản phẩm chè tại Việt Nam

1.2 Tổng quan về vai trò của vi sinh vật trong nông nghiệp và xử lý

dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật gốc lân hữu cơ

1.2.1 Sử dụng chế phẩm vi sinh trong nông nghiệp

Phân bón hữu cơ sinh học là loại phân bón có nguồn gốc hữu cơ được sản xuất bằng công nghệ sinh học (như lên men vi sinh…) và phối trộn thêm một số hoạt chất khác làm tăng độ hữu hiệu của phân, khi bón vào đất sẽ tạo môi trường cho các quá trình sinh học trong đất diễn ra thuận lợi góp phần làm tăng năng suất, chất lượng cây trồng Tuy nhiên các loại phân bón sinh học chỉ phát huy hiệu quả, thay thế được phân bón hóa học khi chúng phải được nghiên cứu sản xuất sao cho phù hợp với yêu cầu sinh lý từng loại cây trồng, nền đất cũng như môi trường canh tác

Theo Bezuglova & Shestopalov (2005), trong các loại phân bón hữu cơ sinh học, axit humic là nguyên liệu chính để sản xuất Axit humic trong phân bón hữu cơ sinh học ở dạng humat hoạt động có tác dụng kích thích quá trình sinh trưởng, cây trồng nhanh ra rễ và phát triển nhanh, mạnh Làm tăng khả năng hấp phụ và đồng hóa các chất dinh dưỡng trong phân và đất trồng, làm cho cây trồng tăng sức chống chịu sâu bệnh, và điều kiện bất thuận của môi trường Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu sản xuất và sử dụng các chế phẩm sinh học phân bón hữu cơ vi sinh đã phát triển rất nhanh để thay thế cho phân vô cơ hóa học gây thoái hóa đất trồng Các nước cũng rất chú trọng đến việc nghiên cứu, sản xuất và sử dụng các chế phẩm sinh học phòng trừ dịch hại dạng bón phối hợp với phân bón để thay thế dần và đi đến loại bỏ hoàn toàn thuốc trừ dịch hại hóa học độc hại gây ô nhiễm môi trường Những nghiên cứu này đã tập trung vào một số các loài vi sinh vật có tính kháng vi sinh vật gây hại như:

- Các chủng Pseudomonas fluorescens là vi sinh vật có tính đối kháng

có khả năng sinh tổng hợp các chất ức chế, có thể ức chế tới 72% sự phát triển

của hệ sợi nấm Phytophthora capsici gây bệnh thối cổ rễ cây hồ tiêu (Paul &

Sarma, 2006);

- Việc phối hợp sử dụng nấm Metarhizium, chế phẩm Neem với phân

bón hữu cơ vi sinh cho hiệu quả trừ rệp sáp hại gốc tới 60%, trừ tuyến trùng hại rễ đạt hiệu quả 70 - 80% trên các cây trồng cạn Việc sử dụng chế phẩm như vậy không chỉ có hiệu quả cao trong hạn chế dịch hại mà còn giúp cây trồng phát triển khỏe hơn, sớm vượt qua các thời kỳ khủng hoảng trong quá trình phát triển của cây trồng [21]

Tuy nhiên, các loại thuốc BVTV sinh học dạng bón phối hợp với phân bón hữu cơ vi sinh chỉ có hiệu quả cao khi không có các tác động ức chế lẫn nhau giữa các tác nhân vi sinh vật có trong các chế phẩm Vì vậy, cần phải có

sự nghiên cứu nhằm xác định khả năng tương tác giữa các vi sinh vật hữu

hiệu theo từng loại tổ hợp nhất định

1.2.2 Ứng dụng vi sinh vật trong kích thích sinh trưởng thực vật

Hiện nay, nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới công bố về tương tác giữa thực vật và vi sinh vật (VSV), trong đó VSV đóng vai trò như tác nhân ức chế sinh vật gây bệnh, tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật, phân giải phospho khó hoà tan, cố định nitơ tự do, tăng độ phì của đất [12]

Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định vai trò quan trọng của vi sinh vật trong sinh tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật Sự đa dạng của vi sinh vật nội sinh trong mô thực vật là rất phong phú, hứa hẹn tiềm năng khai thác các hợp chất có hoạt tính sinh học và các hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật do các chủng VSV này sinh ra trong nhiều lĩnh vực của đời

sống Các hợp chất có hoạt tính sinh học từ VSV nội sinh được chứng minh là rất đa dạng về mặt số lượng và hoạt tính sinh học như: các chất kiểm soát sinh học, chất kháng vi sinh vật, kháng ung thư, chống oxy hóa, chống sốt rét, chất diệt cỏ, chất kích thích sinh trưởng [10] Vì vậy, nghiên cứu sàng lọc các hợp chất có hoạt tính sinh học nói chung và chất kích thích sinh trưởng thực vật nói riêng từ VSV nội sinh trên thực vật tự nhiên đang là hướng nghiên cứu triển vọng của các nhà khoa học trên thế giới

Hiện đã có nhiều công trình nghiên cứu tiềm năng của xạ khuẩn sinh kích thích tăng trưởng ở thực vật hoặc tăng cường tương tác giữa thực vật và đất Streptomyces spp ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cây như đồng hóa của các chất dinh dưỡng và sản sinh các sản phẩm chuyển hóa thứ cấp Cơ chế kích thích sinh trưởng thực vật ở xạ khuẩn bao gồm: kiểm soát sinh học; sản xuất chất kích thích tăng trưởng thực vật như auxin, cytokinin và giberelin; sản xuất siderophore để liên kết với Fe3+ từ môi trường và cải thiện sự hấp thu chất dinh dưỡng; cung cấp chất dinh dưỡng (nitơ, phosphate và các chất khoáng) hoặc ức chế sản xuất ethylene nhờ 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) [12] [19] Hayat & cs (2010) đã phát hiện ra chủng xạ khuẩn Streptomyces sp MBR-52 có tác dụng giúp kích thích kéo dài rễ cây, có thể ứng dụng làm rút ngắn thời gian thử nghiệm các cây giống nuôi cấy mô và làm giảm nguy cơ mắc bệnh nhiễm khuẩn của cây con [25]

Hiệu quả của việc sử dụng vi sinh vật trong kích thích sinh trưởng thực vật đã được khẳng định bằng thực tế thông qua các chế phẩm sinh học cho cây trồng Vì vậy, các nghiên cứu nhằm tìm kiếm và chọn lọc chủng vi sinh vật có hoạt tính tốt và phù hợp với từng điều kiện canh tác vẫn không ngừng phát triển Bên cạnh đó, nhu cầu tạo ra sản phẩm sinh học thích hợp với mỗi loại cây trồng để không chỉ mang lại giá trị kinh tế cao mà còn an toàn với