Bài viết Ảnh hưởng của thiobencarb đến số lượng vi khuẩn và nấm trong đất và sự phân huỷ của thiobencarb trong đất đánh giá ảnh hưởng của thiobencarb đến vi khuẩn và nấm trong đất ngập nước và không ngập nước, cũng như sự phân huỷ của chúng trong các điều kiện này.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 20, NO 11.1, 2022 19 ẢNH HƯỞNG CỦA THIOBENCARB ĐẾN SỐ LƯỢNG VI KHUẨN VÀ NẤM TRONG ĐẤT VÀ SỰ PHÂN HUỶ CỦA THIOBENCARB TRONG ĐẤT EFFECTS OF THIOBENCARB ON BACTERIA AND FUNGI IN SOIL AND DEGRADATION OF THIOBENCARB IN SOIL Huỳnh Thị Thanh Thuỷ1,2, Hà Danh Đức3*, Nguyễn Thanh Hùng1,2, Trần Ngọc Châu1,2 Trường Đại học An Giang Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Trường Đại học Đồng Tháp *Tác giả liên hệ: hadanhduc@gmail.com (Nhận bài: 06/9/2022; Chấp nhận đăng: 07/11/2022) Tóm tắt - Thiobencarb hoạt chất thuốc trừ cỏ sử dụng rộng rãi toàn giới Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng chúng đến số lượng vi khuẩn nấm đất thu từ đất canh tác khảo sát Ngoài ra, tồn lưu chúng đất ngập nước không ngập nước đánh giá Kết cho thấy, sử dụng thiobencarb nồng độ tiêu chuẩn (13,5 g/kg đất khô) không làm ảnh hưởng đến mật độ vi khuẩn nấm hiếu khí ức chế số lượng vi khuẩn kỵ khí đất Sự phân huỷ thiobencarb đất không ngập nước đất ngập nước không khử trùng 45,0 ± 5,4% 28,9 ± 5,2% sau 30 ngày, chu kỳ bán phân huỷ hoạt chất loại đất 34,5 ± 4,4 60,1 ± 6,5 ngày Abstract - Thiobencarb is an active ingredient of some common herbicides In this study, the effects of thiobencarb on the abundance of bacteria and fungi in the soil collected from a cultivated field were investigated The persistence of the herbicide in upland and flooded soil samples after application was also determined The results showed that thiobencarb applied at a standard concentration (13.5 g/kg dry soil) did not apparently affect the density of bacteria and fungi in the soils under aerobic condition, but inhibited the growth of anaerobic bacteria In nonsterile samples, thiobencarb degradation in non-flooded soils was higher than that in flooded soil samples, with the degradation rates of 45.0 ± 5.4% and 28.9 ± 5.2% for 30 days, giving the half-life values of the substrate in the corresponding soils were 34.5 ± 4.4 and 60.1 ± 6.5 days Từ khóa - Thiobencarb; vi khuẩn; nấm; đất; phân huỷ Key words - Thiobencarb; bacteria; fungi; soil; degradation Đặt vấn đề Thiobencarb (S-4-chlorobenzyl diethyldithiocarbamate) thường sử dụng để kiểm soát cỏ dại, chủ yếu ruộng lúa toàn giới [1] Việc sử dụng mức loại thuốc trừ cỏ gây ô nhiễm môi trường chúng phát nước lấy từ ruộng lúa [2] nước máy [3] Thiobencarb tích luỹ đất làm ảnh hưởng đến loại trồng luân canh vụ sau [4] Thiobencarb có độc tính cao động vật khơng xương sống độc tính trung bình cá [5], [6] Việc sử dụng thiobencarb kích thích hay ức chế vi sinh vật đất [7], [8], [9] Khi bổ sung với nồng độ 2-4 mg/kg vào đất phù sa, thiobencarb gây ức chế vi khuẩn Azospirillum Azotobacter [8] Trong điều kiện hiếu khí, việc sử dụng thiobencarb với nồng độ 1,5 4,5 kg/ha làm tăng sinh khối vi sinh vật [9] Một nghiên cứu gần cho thấy thiobencarb làm thay đổi thành phần hệ vi khuẩn điều kiện kỵ khí từ mẫu trầm tích thu từ sơng Hậu tỉnh Đồng Tháp [10] Tuy nhiên, ảnh hưởng thiobencarb đến số lượng vi khuẩn nấm đất không ngập nước bị ngập nước chưa khảo sát đầy đủ Đồng sông Cửu Long nơi sản xuất lúa gạo lớn nước Đa số diện tích trồng lúa gạo bị ngập nước mùa lũ từ - tháng Đất có lúc bị ngập nước, có lúc khơng Người dân sử dụng thuốc trừ cỏ thường xuyên, có thiobencarb Việc sử dụng thường dẫn đến ô nhiễm đất nước tồn dư chúng đất sau phun thuốc chưa khảo sát Sự tồn dư thuốc trừ cỏ đất vụ ảnh hưởng đến trồng vụ sau Do đó, nghiên cứu giúp đánh giá ảnh hưởng thiobencarb đến vi khuẩn nấm đất ngập nước không ngập nước, phân huỷ chúng điều kiện Phương pháp nghiên cứu 2.1 Chuẩn bị mẫu đất Đất thu từ ruộng lúa huyện Tháp Mười (10°33'55.2" N, 105°51'2.4" E), Đồng Tháp, vào tháng lúa thu hoạch xong Mỗi năm người dân trồng hai vụ lúa, xen canh lúa với ngô lúa với ớt, riêng mùa lũ đất bị ngập nước chừng hai đến ba tháng Nông dân thường sử dụng thuốc trừ cỏ, có loại thuốc chứa hoạt chất thiobencarb Các mẫu đất thu độ sâu không 20 cm vận chuyển đến phịng thí nghiệm ngày Đất đập nhỏ, trộn sàng qua rây 2,0 mm để loại bỏ mảnh vụn lớn Mẫu đất chuyển vào khay nhựa (500 g/khay) Thiobencarb (Sigma-Aldrich, ⁓98%) pha cồn tuyệt đối nồng độ 0,1 M (25,8 g/L) sử dụng dung dịch stock Thiobencarb bổ sung vào khay bình xịt để có nồng độ cuối 13,5 mg/kg đất khơ Đây nồng độ tiêu chuẩn thường áp dụng để xử lý cỏ dại [11] Đất trộn để yên khoảng 20 phút làm ethanol bay Ở thí nghiệm An Giang University (Huynh Thi Thanh Thuy, Nguyen Thanh Hung, Tran Ngoc Chau) Vietnam National University Ho Chi Minh City (Huynh Thi Thanh Thuy, Nguyen Thanh Hung, Tran Ngoc Chau) Dong Thap University (Ha Danh Duc) Huỳnh Thị Thanh Thuỷ, Hà Danh Đức, Nguyễn Thanh Hùng, Trần Ngọc Châu 20 khác, mẫu đất khử trùng nhiệt độ 121 C 15 phút sau bổ sung thiobencarb Mẫu đất (25 g) cho vào chai nhựa hình trụ có đường kính cm cao 15 cm Đất bổ sung thêm nước để có độ ẩm 40% khối lượng Đối với đất ngập nước, nước nguyên chất khử trùng bổ sung vào để đất bị ngập 5,0 cm Một mẫu giấy quấn quanh chai nhựa đề phòng ánh sáng chiếu vào làm phân huỷ thiobencarb Chai đựng đất khơng có nắp đậy, ủ phịng thí nghiệm với ánh sáng khuếch tán để nhiệt độ phòng (⁓30oC) Nước bổ sung đất khô mực nước ống giảm xuống Bốn nghiệm thức bao gồm đất khử trùng không ngập nước, đất khử trùng ngập nước, đất không khử trùng không ngập nước đất không khử trùng ngập nước Mỗi nghiệm thức bao gồm 12 chai nhựa, tổng cộng có 48 chai Sau 2, 10, 20 30 ngày, ba chai đất nghiệm thức lấy để xác định số lượng vi khuẩn nấm đất nồng độ thiobencarb lại Lần thứ thực sau ngày cần thời gian để đất nước lắng xuống 2.2 Đo khối lượng khô, đếm số vi khuẩn nấm đất Độ ẩm đất không ngập nước xác định dựa chênh lệch khối lượng ban đầu khối lượng khô theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4048:2011) [12] Mẫu sấy khô tủ sấy Memmert (Đức) cân trọng lượng đất sau sấy lúc khối lượng đất không thay đổi o Khi đếm số lượng vi khuẩn nấm đất, 0,5 g đất từ chai nhựa lấy chuyển sang ống nghiệm chứa 5,0 mL nước khử trùng Dung dịch vortex khoảng 5,0 phút pha lỗng trải đĩa petri chứa mơi trường thạch nutrient broth (Đức) (được bổ sung 2,0% agar) Đối với đĩa dùng để đếm vi khuẩn, môi trường bổ sung 200 mg/L cycloheximide (thuốc diệt nấm), đếm nấm 30 mg/L streptomycin (thuốc kháng sinh) Đối với vi sinh vật hiếu khí, đĩa ủ nhiệt độ 30oC hai đến ba ngày sau đếm số khuẩn lạc (CFU) xuất Do vi sinh vật kỵ khí chủ yếu xuất đất ngập nước nên số lượng chúng khảo sát đất ngập nước Đĩa agar cấy vi khuẩn laminar ủ tủ kỵ khí có bơm khí nitrogen, ủ tối 15 ngày đếm số khuẩn lạc xuất 2.3 Trích ly thiobencarb từ đất nước Tồn đất khơng ngập nước, hay đất nước đất ngập nước cho vào chai thuỷ tinh 200 ml có nắp đậy Đối với mẫu đất khơng ngập nước, 30 mL n-hexane bổ sung vào chai, mẫu đất nước bổ sung 100 mL n-hexane Chai đậy nắp, lắc tay lắc máy lắc với tốc độ 500 vòng/phút 1,0 Mẫu để yên 30 phút n-hexane lên tách biệt với nước n-hexane hút micropipette để xác định nồng độ thiobencarb Quá trình trình ly thực hai lần Thí nghiệm khả thu hồi cho thấy, cách thiobencarb trích ly từ đất sau bổ sung thiobencarb 92,4% 2.4 Xác định nồng độ thiobencab Nồng độ thiobencarb đo sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) (LC-10AD, Shimadzu, Nhật Bản) với ct C18 (5 àm, 250 mm ì 4,6 mm; Hyperclone, Phenomenex, Hoa Kỳ) HPLC với bơm gradien độ hấp thụ quang 240 nm phân tích mẫu Hỗn hợp acetonitrile nước siêu tinh khiết (7: 3, v/v) dùng làm pha động với tốc độ dòng 1.0 mL/phút Thể tích mẫu bơm để phân tích 30 µL lần Nồng độ hoá chất xác định sau so sánh kết HPLC mẫu với đường chuẩn 2.5 Phương pháp thống kê Số liệu biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn Phần mềm SPSS phiên 22.0 sử dụng để phân tích số liệu Kiểm định two-way anova theo sau kiểm định Duncan multiple comparison sử dụng để phân tích khác biệt ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95% (p