báo cáo, nhiệu vụ, Bài in

báo cáo, nhiệu vụ, Bài in

LỜI MỞ đẦU

Tiêu là cây công nghiệp lâu năm có giá trị kinh tế cao, giữ vị trắ quan trọng trong cơ cấu cây trồng của nước ta Việt Nam hiện là nước xuất khẩu tiêu lớn nhất thế giới, chiếm hơn 50% thị phần mặt hàng này trên toàn cầu Cả nước hiện có khoảng 50.000 ha hồ tiêu, chủ yếu tập trung ở một số tỉnh ở Cao Nguyên và miền đông Nam bộ Trong số ựó, Bình Phước hiện là tỉnh có diện tắch trồng tiêu lớn nhất nước với khoảng 14.000 ha (Nguyễn Tăng Tôn, 2008) Việc sản xuất hồ tiêu trong những năm qua bị tổn thất ựáng kể do cây thường bị bệnh với những dấu hiệu như: rễ có nhiều nốt sưng, lá vàng, cây khô chết dần mà một trong những nguyên nhân gây bệnh là do tuyến trùng (Phạm Văn Biên, 1989, Nguyễn Ngọc Châu 1990, 1993, đào Thị Loan Hoa, 2003) Biện pháp sử dụng phổ biến ựể phòng trừ tuyến trùng hại tiêu chủ yếu dựa vào các loại thuốc hóa học điều này không những làm tăng tắnh kháng thuốc của dịch hại, giảm hiệu quả phòng trừ, ảnh hưởng ựến môi trường sống mà còn giảm ựáng kể chất lượng và giá trị xuất khẩu của hạt tiêu Vì vậy, tuy nắm hơn 50% thị trường thế giới nhưng vẫn còn ý kiến cho rằng thương hiệu cây tiêu Việt Nam vẫn còn mờ nhạt trên thị trường quốc tế (dẫn theo Bộ NN &PT NT, 2008) Một trong những nguyên nhân là do tắnh không ổn ựịnh của chất lượng sản phẩm để tăng tắnh ổn ựịnh cho ựầu ra và nâng cao giá trị xuất khẩu của tiêu Việt Nam, các ựơn vị và ựịa phương ựang xây dựng chương trình sản xuất tiêu an toàn theo các tiêu chuẩn GAP (Good Agricultural Practices) Chương trình này ựòi hỏi hạn chế thấp nhất việc sử dụng các loại hóa chất ựộc hại, giảm thiểu sự tồn dư hóa chất trong sản phẩm Vì vậy, cần phải nghiên cứu ựể tìm những sản phẩm sinh học thay thế cho các loại hóa chất nông dược, ựáp ứng yêu cầu của sản xuất đây cũng chắnh là lý do ựể sinh viên

thực hiện ựồ án Ộđánh giá hiệu quả phòng trừ của chế phẩm Chitosan ựối với tuyến trùng hại tiêu tại Bình Phước Ợ nhằm giúp sản xuất lựa chọn chế phẩm có

nguồn gốc sinh học, thay thế các loại thuốc hóa học, góp phần cải thiện giá trị sản phẩm tiêu Việt Nam, bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống của cộng ựồng

1 Mục tiêu của ñề tài

Xác ñịnh hiệu quả phòng trừ tuyến trùng hại tiêu của Chitosan

2 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

ðối tượng nghiên cứu

ðối tượng nghiên cứu của ñồ án là tuyến trùng hại tiêu (Meloidogyne spp.) và

chế phẩm Chitosan 0,5% có nguồn gốc từ Trung Quốc (do Cục Bảo Vệ Thực vật nhập nội và cung cấp cho ñồ án)

Phạm vi nghiên cứu

Hiệu quả phòng trị tuyến trùng Meloidogyne spp gây hại trên cây tiêu của

Chitosan tại Bình Phước

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Tình hình sản xuất ngành hồ tiêu trong nước và trên thế giới

Tiêu là cây trồng quan trọng của nhiều nước trên thế giới như Ấn ðộ, Brazil, Campuchia, Indonesia, Malaysia, Sri Lanka, Thái Lan, Trung Quốc Việt Nam ñược chính thức gia nhập Cộng ñồng Hồ tiêu quốc tế (IPC) từ tháng 3/2005 Từ ñó ngành hồ tiêu của Việt Nam có nhiều thuận lợi ñể phát triển bền vững trong bối cảnh toàn cầu hoá và nhu cầu ngày càng cao về chất lượng sản phẩm của thị trường (dẫn theo Viện Chính sách và chiến lược Phát triển Nông thôn) Với qui mô trồng và năng suất như hiện nay, sản lượng hồ tiêu dao ñộng trên dưới 100.000 tấn/năm, tuỳ theo ñiều kiện thời tiết và bệnh hại Dịch hại là vấn nạn cho các vùng trồng tiêu ở Việt Nam, ñặc biệt là tuyến trùng hại rễ (Nguyễn Tăng Tôn, 2006)

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về tuyến trùng hại tiêu

Vài nét về tuyến trùng hại cây trồng

Hàng năm, tuyến trùng làm giảm 10 – 20% năng suất cây trồng trên thế giới Powell (1984) cho biết: chỉ tính riêng tuyến trùng nốt sưng hại thuốc lá năm 1982 vùng Carolina ñã làm giảm 0,77% sản lượng, gây thiệt hại 8.932.000 USD Trong nhiều trường hợp tuyến trùng còn có thể tham gia vào quá trình ký sinh gây bệnh cùng một lúc với một số các nguyên nhân gây bệnh khác như nấm và vi khuẩn Chúng phá vỡ mô tế bào và mạch dẫn tạo ñiều kiện thuận lợi cho các VSV gây bệnh khác xâm nhiễm dẫn ñến hiện tượng cây bị bệnh với nhiều triệu chứng cùng một lúc

Các loài tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne spp là nhóm gây hại quan trọng chiếm

ña số trong nhóm ñộng vật hạ ñẳng nhỏ bé Chúng gây hại trên nhiều loại cây như: cà chua, dưa chuột, ớt, thuốc lá, bầu, bí, chuối, dứa, cam, chanh, nho, dừa, cà phê, hồ tiêu; các loại cây cảnh, các loại cây dược liệu như: bạch chỉ, ngưu tất

Tuyến trùng thực vật ñã ñược tìm ra từ giữa thế kỷ 18 Lần ñầu tiên Needham (1743) ñã phát hiện ra tuyến trùng thực vật trên bông lúa mỳ, ñược Steinbuch ñặt tên là Vibriotritici Dựa vào những ñặc ñiểm về hình thái, tập quán sinh sống, ñặc tính sinh vật học, mối quan hệ giữa nhóm tuyến trùng thực vật ñối với cây trồng mà chúng ñược chia làm 5 nhóm sinh thái khác nhau (Paramonop, 1962)

Kết quả nghiên cứu về tuyến trùng hại hồ tiêu

Tuyến trùng là bệnh phổ biến ở nhiều nước Brazil, Ấn độ, IndonesiaẦ (Ramana, 1987) Winoto 1972, Mustika 1978 v.v ) Theo Winoto (1972) ở Sarawak,

tại Malaysia, tuyến trùng Meloidogyne spp gây hại hàng loạt làm cho cây bị vàng lá,

còi cọc và có triệu chứng thiếu dinh dưỡng nghiêm trọng Triệu chứng bệnh tăng

thêm khi có sự kết hợp giữa sự nhiễm Meloidogyne incognita và Fusarium solani,

trong ựiều kiện khô hạn và ựất nghèo dinh dưỡng

Fieldphoto (2004) cho biết, tuyến trùng Meloidogyne spp có hầu hết trên thế giới và ựặc biệt là ở những nước có khắ hậu ẩm Ở Hy Lạp tuyến trùng Meloidogyne

spp gây nguy hiểm cho nền nông nghiệp (D Prophetou, 2003)

Tuyến trùng hại rễ (Meloidogyne, PratylenchusẦ), rệp vảy, rệp sáp không

chỉ là những sâu bệnh hại nguy hiểm mà vết thương do chúng gây ra tạo ựiều kiện thuận lợi cho các loại nấm ký sinh yếu gây hại và làm cho cây hồ tiêu chết nhanh hơn

Theo Nguyễn Thơ và CTV (2009), tuyến trùng nốt sưng rễ là một trong những

ựại diện chủ yếu của tuyến trùng ký sinh thực vật, phần lớn thuộc chi Meloidogyne

và có ý nghĩa kinh tế Tuyến trùng nốt sần rễ thường gây hại ựối với nhiều loại cây trồng ựiển hình là cây hồ tiêu Chúng chủ yếu sống trong ựất, các dạng sợi hạch, bào tử nang, quả nấmẦ có sức chống chịu lớn, chúng cũng tồn tại trong rễ, xác thực vật nằm trong ựất

Tại đăk Nông, rệp sáp hại rễ và quả, tuyến trùng Pratylenchus, Meloidogyne hại rễ, các loại nấm Pythium, PhytophthoraẦ gây thối rễ, héo cây là những tác nhân

chủ yếu hạn chế năng suất và sản lượng hồ tiêu ở vùng này Ngoài ra các loại bệnh do vi rút, nấm thán thư, tảoẦ cũng gây hại ựáng kể ở nhiều vùng trồng hồ tiêu trong tỉnh

Thành phần bệnh hại tiêu ở các tỉnh Miền đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long gồm có 2 nhóm bệnh hại chắnh là nhóm bệnh hại thân lá (bao gồm: bệnh thán thư, bệnh ựen lá, bệnh ựốm lá, bệnh khô vằn, bệnh gỉ lá) và nhóm bệnh hại rễ và gốc thân Phạm Văn Biên (1989)

Kết quả ựiều tra tại các vùng trồng hồ tiêu khác nhau ựã ghi nhận, cây hồ tiêu không chỉ bị bệnh do nấm mà còn có sự hiện diện của nhiều loại tuyến trùng ký sinh

trên rễ (Nguyễn Ngọc Châu, 1993) như: Meloidogyne, Radophonus, Rotylencholus… cùng tác ñộng gây hại lên bộ rễ của cây tiêu còn có một số nấm như: Fusarium, Rhizoctonia… những thao tác trong khi bón phân, xới xáo ñất và ñặc biệt trong mùa

mưa nếu tạo ra các vết thuơng cho bộ rễ là ñiều kiện cho nấm bệnh xâm nhiễm và gây hại bộ rễ, cuối cùng cây bị chết

Mới ñây, kết quả ñiều tra của Nguyễn Thị Thu Thủy, Lê Lương Tề và CTV (2006) cho biết, có 29 loài tuyến trùng thuộc các họ khác nhau có mặt ở các vùng

trồng tiêu của Việt Nam Trong ñó, chủ yếu và phổ biến nhất là loài Meloidogyne incognita Nhóm tác giả cũng nhấn mạnh rằng tuyến trùng Meloidogyne spp là một

trong những nguyên nhân chính gây bệnh nốt sưng rễ – vàng lá chết cây ở các vùng trồng tiêu, gây tác hại ñáng kể cần ñược quan tâm nghiên cứu phòng trừ

Yuji Oka, Rivka Offenbach và Shimon Pivonia (2004) cho rằng: Tất cả các giai ñoạn sinh trưởng ñều bị tấn công, các triệu chứng phát triển dần dần theo thời gian và không nhận thấy cho ñến khi cây trồng biểu hiện ra bên ngoài Bao gồm các triệu chứng héo vàng và toàn bộ cây kém phát triển; thối và chết có thể xảy ra trong ñiều kiện trời nóng và khô Cây sẽ giảm diện tích lá, quả dẫn ñến năng suất thấp Bên dưới mặt ñất, các rễ trụ và rễ tơ có hiện tượng u sưng, rễ chuyển sang màu nâu do tế bào bị tác ñộng Chúng ngăn cản nước và chất dinh dưỡng lên trên lá làm cho cây bị héo vàng Cây bị tuyến trùng hại rễ dễ dàng bị nấm và vi khuẩn xâm nhập Ảnh hưởng thứ hai là làm cho lá vàng rụng và cuối cùng cây chết nhanh chóng Erwin và O.K.Ribeiro (1996) cho rằng, vào giai ñoạn kinh doanh, cây hồ tiêu bị bệnh thường có biểu hiện héo nhẹ Sau ñó, lá chuyển vàng và rụng sớm Sau khi lá rụng, quả bị khô, bộ rễ của cây bị thối

Triệu chứng của bệnh hại là cây ngừng sinh trưởng, lá vàng, rụng ñốt, ra hoa và ñậu quả kém Tạo thành những nốt sần ở rễ tiêu là ñặc ñiểm rất cơ bản và ñặc trưng của bệnh này, nếu bệnh nặng cây có thể chết Nhìn chung các biểu hiện của bệnh ở phần cây trên mặt ñất rất khác nhau tùy theo mức ñộ bệnh nặng hay nhẹ (Nguyễn Ngọc Châu và CTV, 1990)

Phạm Văn Biên (1989) cho rằng, cây tiêu bị tuyến trùng hại nặng lúc ñầu có hiện tượng vàng ñều các lá ở nửa dưới tán lá Lá có màu vàng tươi và không có những vết nâu ñen như ở bệnh nấm Dần dần lá chuyển khô vàng, kém phát triển như

khi cây bị hạn hoặc thiếu phân

1.2.1 ðặc ñiểm sinh học của tuyến trùng Meloidogyne spp

Tuyến trùng Meloidogyne incognita (Kofoid & White, 1919), (Chitwood, 1949) là loài tuyến trùng nội ký sinh rễ thuộc: giống Meloidogyne, Họ Meloidogynidae, Bộ Tylenchida

Cũng như các loài tuyến trùng gây hại cây khác, tuyến trùng Meloidogyne incognita con cái nhiều hơn con ñực, ñẻ trứng thành từng bọc, trứng nở ra tuyến

trùng non

M incognita sinh sản ñơn tính, mặc dù con ñực phổ biến và có thể tập hợp ở

giai ñoạn cuối ñể dẫn dụ con cái (Whitehead, 1998)

Vòng ñời của tuyến trùng M incognita phát triển qua 5 giai ñoạn chính:

Trứng - Ấu trùng tuổi 1 - Ấu trùng tuổi 2 - Ấu trùng tuổi 3 - Ấu trùng tuổi 4 - Tuyến

trùng trưởng thành Trong 5 giai ñoạn này thì ấu trùng tuổi 2 và tuyến trùng M incognita cái thường dùng ñể xác ñịnh loài Khi nghiên cứu ñặc ñiểm hình thái của tuyến trùng M.i ở vùng Tân Lâm, Quảng Trị cho thấy chiều dài của ấu trùng tuổi 2

biến thiên từ 390 - 520 µm (Nguyễn Vũ Thanh, Nguyễn Ngọc Châu, 1993)

Chiều rộng của ấu trùng tuổi 2 biến thiên từ 10,0 - 17,5 µm, trung bình từ 13,6 ± 1,3 µm Chiều dài kim chích biến thiên từ 10 - 15 µm, trung bình 13,05 ± 0,90 µm

Tuyến trùng cái có dạng quả lê, lúc nhỏ có màu trắng sữa, khi trưởng thành cơ thể trong suốt, chiều dài biến thiên từ 570 - 970 µm, trung bình 785 ± 49,45 µm So

với chiều dài của tuyến trùng M incognita ở Tân Lâm, Quảng Trị (510 - 740

µm) (Nguyễn Vũ Thanh và Nguyễn Ngọc Châu, 1993) thì chiều dài của tuyến

trùng M incognita ở ðắk Lắk có phần dài hơn

Chiều dài kim chích từ 15 - 17 µm, trung bình 16,10 ± 0,40 µm Theo Phạm Văn

Biên (1989) chiều dài kim chích của tuyến trùng M incognita cái từ 15 - 17 µm Kết

quả nghiên cứu của Nguyễn Vũ Thanh và Nguyễn Ngọc Châu (1993) chiều dài kim chích

của tuyến trùng M incognita cái ở Quảng Trị là 15 µm

1.2.2 Quá trình phát triển của bệnh do tuyến trùng gây ra trên cây tiêu

Tuyến trùng ký sinh không những tạo thành nốt sần mà còn làm cho rễ hồ tiêu biến ñổi màu sắc và hủy hoại chức năng Theo Nguyễn Ngọc Châu và CTV (1991) có thể chia quá trình phát triển của bệnh làm 3 giai ñoạn:

Giai ñoạn 1: Khi tuyến trùng mới xâm nhập vào rễ và tạo nốt sần, rễ tiêu vẫn còn màu sáng, chức năng của rễ chưa bị ảnh hưởng nhiều

Giai ñoạn 2: Rễ chuyển sang màu nâu, chức năng dinh dưỡng và vận chuyển nước của rễ ñã bị ảnh hưởng

Giai ñoạn 3: Rễ chuyển thành màu ñen, chức năng của rễ bị phá hủy hoàn toàn Từ giai ñoạn 2, do rễ bị tổn thương và xảy ra quá trình hoại sinh, tạo ñiều kiện cho nấm, vi khuẩn xâm nhập và có thể gây thêm các bệnh khác cho cây Bệnh sần rễ không chỉ biểu hiện ở những cây vàng mà còn cả những cây trông bề ngoài còn xanh tốt Sở dĩ cây còn xanh là do bệnh mới phát triển ở giai ñoạn ñầu, chức năng của rễ chưa bị hủy hoại, còn những cây vàng thường bệnh ñã phát triển ở giai ñoạn cuối, lúc này bộ rễ ñã bị phá hủy nhiều, tạo ñiều kiện ñể các bệnh nấm, vi khuẩn cùng phát triển và gây hại cho cây

Tuyến trùng có thể lan truyền qua các con ñường sau: + Tiêu giống từ trong vườn ươm ñã bị nhiễm bệnh

+ Qua người sản xuất, súc vật, dụng cụ, máy móc canh tác

Lan truyền theo dòng chảy tự nhiên (Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Vũ Thanh, 1991), (Nguyễn Ngọc Châu, 1995)

Nguồn bệnh có sẵn ở lô trước khi trồng tiêu: do các cây ký chủ của M incognita như bí ñỏ, cà chua, thuốc lá, cỏ hôi (Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Vũ

Thanh, 1991)

1.2.3 Các biện pháp quản lý tuyến trùng hại tiêu

Theo Feldphoto (2004), việc quản lý tuyến trùng hại tiêu ở Úc chủ yếu dựa vào giống kháng cộng với luân canh hoặc xử lý ñất bằng biện pháp xông hơi

Tuy nhiên, việc chọn lọc giống tiêu kháng tuyến trùng là một vấn ñề tương ñối khó khăn cho nhiều quốc gia Vì vậy, các biện pháp canh tác ñược quan tâm nhiều hơn Các nghiên cứu chỉ ra rằng, bón phân ñạm với liều lượng cao (56 – 147 kg/hecta), phân vi lượng (Bo, Mangan, ñồng, molipñen) làm giảm 50 – 60% mật ñộ tuyến trùng nốt sưng và tăng năng suất lên từ 30 ñến 40% (Treskova, 1962) Biện pháp kiểm dịch thực vật ñược cho rằng có hiệu quả cao trong phòng trừ tuyến trùng hại tiêu tại Canada (Ray Cerkauskas, 2005) Theo tác giả, biện pháp này bao gồm: Kiểm dịch nghiêm ngặt khi chuyển giống từ vùng này sang vùng khác, chọn giống

thích hợp cho từng vùng và khi phát hiện khu vực nhiễm bệnh cần cách ly lây lang sang các khu vực khác và không trồng những loại cây dễ nhiễm bệnh tuyến trùng như: Cây hành, tỏi; Giữ ñất khô, cây lật ñất vào cuối mùa khô ñể tiêu diệt trứng của tuyến trùng, kiểm soát cỏ dại trên ñồng ruộng ñể cắt ñứt ký chủ của tuyến trùng cho phép mật ñộ tuyến trùng trong ñất không vượt quả giới hạn cho phép, không nhập giống ở những nơi bị bệnh tuyến trùng; Sau khi thu hoạch quả thu nhặt những cây bị bệnh ñem ñi xử lý, bón phân hữu cơ ñể tăng vi sinh vật ñất ñể giảm mật ñộ tuyến

trùng; Bón phân hữu cơ với lượng 4-10 tấn/ ha

Trên thế giới, ñã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng bánh dầu neem vào việc kiểm soát tuyến trùng ký sinh thực vật Những công bố ñầu tiên ñã cho thấy những hoạt chất sinh học của dầu neem có tác dụng phòng trị tuyến trùng bướu rễ

Meloidogyne incognita trên cây ñậu tương (dẫn theo Nguyễn Thơ và CTV , 2009)

Việc phòng trừ tuyến trùng hại tiêu ở nước ta chủ yếu là dựa vào biện pháp hóa học (Viện khoa học kỹ thuật NN miền Nam, 2008) Tuy nhiên, sau khi dùng thuốc hóa học 60 ngày thì tuyến trùng ở vùng rễ ñã phục hồi Một số sản phẩm trừ tuyến trùng phổ biến ñược dùng hiện nay ở Việt Nam như Cytokinin (thuốc Sincocin), nấm Paecilomyces lilacinus (thuốc Palina), chế phẩm bột rễ Derris Gần ñây, Viện Bảo Vệ Thực vật ñã phát triển chế phẩm MT1 như một dạng hữu cơ vi sinh có tác dụng hạn chế tuyến trùng và một số nấm bệnh trong ñất Thành phần cơ bản của chế phẩm gồm chất hữu cơ và bột thảo mộc, có khả năng ức chế tuyến trùng Các thí nghiệm cho thấy, sử dụng MT1 với liều lượng 1kg/nọc, sau 6 tháng có thể hạn chế ñược 73,4% tuyến trùng trong ñất (dẫn theo Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp Miền Nam, 2008)

Trong hoàn cảnh toàn cầu hoá, yêu cầu chất lượng của nông sản ngày càng tăng Trước tình hình ñó, ñể tăng giá trị của cây tiêu, Việt Nam ñang triển khai nhìều chương trình sản sản xuất tiêu theo tiêu chuẩn VietGAP, EURAP Việc quản lý tuyến trùng nói riêng và dịch hại hồ tiêu nói chung ñã có nhiều chuyển biến Các biện pháp ñược thực hiện theo hướng quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), quản lý cây trồng tổng hợp (ICM)

- Sử dụng thuốc hóa học hạn chế khi thật cần thiết, không ñổ thuốc ñộc hóa học xuống gốc tiêu

Mô hình IPM/ICM nói trên là biện pháp chẳng những rất có hiệu quả quản lý dịch hại trên cây hồ tiêu mà còn làm tăng chất lượng của sản phẩm hồ tiêu Việt Nam hiện nay

Hướng giải quyết vấn ñề kiểm soát mầm bệnh và bảo vệ ñất ñai:

Tiến sĩ Paul Sultie (người mỹ) chuyên gia nghiên cứu ñộ phì nhiêu của ñất ñã ñưa ra quan ñiểm: Quản lý ñất ñai tổng hợp và cây trồng (IPSM : Integrated Plant Soil Management) Hướng giải quyết này lúc ñầu chưa ñược chú ý nhiều, nhưng sau ñó không những các nhà khoa học mà nông dân ngày càng quan tâm ủng hộ nhiều hơn nhờ tính xác thực của nó

Theo nguyên lý của TS Paul Sultie, giải quyết vấn ñề tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật và phân bón vô cơ có 2 cách như sau:

- Dùng tác nhân sinh học ñể làm vệ sinh ñất, giúp lông hút của cây trồng không bị sự cản ngại của tuyến trùng và các mầm bệnh, ñể có thể hút hữu hiệu phân bón và nước sẵn có trong ñất hoặc ñược cung cấp vào Nhờ vậy giảm hẳn nhu cầu bón ñạm của cây trồng cạn

- Dùng tác nhân sinh học ñể khởi ñộng trực tiếp hoạt ñộng của rễ và khởi ñộng hoạt ñộng của vi sinh vật vùng rễ, giúp cho ñất tơi xốp, dễ thoát hơi nước, hòa tan lân, vi lượng, phân hủy hữu cơ… và vì vậy sinh khối rễ tăng lên, nuôi ñược thân rễ, củ, quả, lá tốt hơn Sinh khối rễ gia tăng cũng có nghĩa là ñã bón hữu cơ vào trong ñất Bên trên mặt, nếu là các loài cây trồng ñược thu hoạch hết như các loại rau cải, ta cần bón loại phân hữu cơ Nếu còn dư thừa xác bã ta cần vùi hoặc ủ phân ñể tái tạo nhu cầu mới

Với nhiều tiến bộ của khoa học kỹ thuật ngành công nghệ sinh học phục vụ cho nông nghiệp, người ta nghiên cứu sản xuất ra nhiều chế phẩm phân bón, thuốc trừ sâu sinh học có hiệu quả cao ðặc biệt là các chế phẩm có nguồn gốc thảo mộc từ cây Neem (Azadirachta Indica A.Juss) tên Việt Nam là xoan chịu hạn rất ñược chú ý Các hoạt chất sinh học từ hạt Neem có tác dụng diệt trừ sâu rầy, tuyến trùng phá rễ và không ñộc hại cho người và gia súc, không gây ô nhiễm môi trường, người dân có thể dễ dàng tự cách chiết dầu Neem ñể phun xịt, diệt trừ vật gây hại hoa màu

1.3 Các nghiên cứu chiết xuất và sử dụng Chitosan

1.3.1 Nguồn gốc và sự tồn tại của chitin - chitosan trong tự nhiên

Chitin - Chitosan là một polysacharit tồn tại trong tự nhiên với sản lượng rất lớn (ñứng thứ hai sau xenllulose) Trong tự nhiên Chitosan tồn tại trong cả ñộng vật và thực vật

Trong ñộng vật, Chitin là thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số loài ñộng vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp sát và giun tròn Trong ñộng vật bậc cao monome của chitin là một thành phần chủ yếu trong mô da nó giúp cho sự tái tạo và gắn liến các vết thương ở da Trong thực vật chitin có ở thành tế bào nấm họ zygenmyctes, các sinh khối nấm mốc, một số loại tảo

Chitin - Chitosan là polysacharit có ñạm không ñộc, có khối lượng phân tử lớn Cấu trúc của chitin là tập hợp các monosacharit (N-acetyl-β-D-glucosamine) liên kết với nhau bởi các cầu nối glucozit và hình thành một mạng các sợi có tổ chức

Hơn nữa chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn nối bởi các cầu nối ñẳng trị (coralente) với các protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác

Hình 1.1 – Chitin, Chitosan và vỏ tôm

Trong các loài thủy sản ñặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ, hàm lượng chitin - chitosan chiếm khá cao dao ñộng từ 14 - 35% so với trọng lượng khô

Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu chính ñể sản xuất chitin – chitosan Về mặt lịch sử, chitin ñược Braconnot phát hiện ñầu tiên vào năm 1821, trong cặn dịch chiết từ một loại nấm Ông ñặt tên cho chất này là “Fungine” ñể ghi nhớ nguồn gốc của nó Năm 1823 Odier phân lập ñược một chất từ bọ cánh cứng mà ông gọi là chitin hay “chiton”, tiếng Hy lạp có nghĩa là vỏ giáp, nhưng ông không phát hiện ra sự có mặt của nitơ trong ñó Cuối cùng cả Odier và Braconnot ñều ñi ñến kết luận chitin có dạng công thức giống với xellulose

1.3.2 Tính chất lý hóa và ñộc tính của chitosan

Do quá trình khử acetyl xảy ra không hoàn toàn nên người ta quy ước nếu ñộ

deacetyl hóa (degree of deacetylation) DD > 50% thì gọi là Chitosan, nếu DD < 50% thì gọi là chitin

Chitosan có cấu trúc tuyến tính từ các ñơn vị glucosamine liên kết với nhau bằng liên kết β- (1-4) glucozit

2-amino-2-deoxy-β-D-Công thức phân tử: [C6H11O4N]n Phân tử lượng: MChitosan = (161,01)n

Công thức cấu tạo của Chitosan:

Hình 1.2 – Công thức cấu tạo Chitosan

Tên gọi khoa học: amino-2-deoxy-β-D-glucose; amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose,3

Poly(1-4)-2-Qua cấu trúc của Chitin – Chitosan ta thấy chitin chỉ có một nhóm chức hoạt ñộng là –OH (H ở nhóm hydroxit bậc 1 linh ñộng hơn H ở nhóm hydroxyl bậc 2 trong vòng 6 cạnh) còn Chitosan có 2 nhóm chức hoạt ñộng là –OH và –NH2, do ñó, Chitosan dễ dàng tham gia phản ứng hóa học hơn Chitin Trong thực tế các mạch Chitin – Chitosan ñan xen nhau, vì vậy tạo ra nhiều sản phẩm ñồng thời, việc tách và phân tích chúng rất phức tạp

Hình 1.3 – Chitin, Chitosan và một số dẫn xuất
Tính chất hóa học

Chitosan có màu trắng ngà hoặc màu vàng nhạt, tồn tại dạng bột hoặc dạng vảy, không mùi, không vị, nhiệt ñộ nóng chảy 309 – 3110 C

Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước, trong kiềm nhưng hòa tan ñược trong dung dịch axit hữu cơ loãng như: axit acetic, axit fomic, axit lactic , tạo thành dung dịch keo nhớt trong suốt Chitosan hòa tan trong dung dịch axit acetic 1 – 1,5% ðộ nhớt của chitosan trong dung dịch axit loãnh liên quan ñến kích thước và khối lượng phân tử trung bình của chitosan (ñây cũng là tính chất chung của tất cả các dung dịch polime) Chitosan kết hợp với aldehit trong ñiều kiện thích hợp ñể hình thành gel, ñây là cơ sở ñể bẫy tế bào, enzym Chitosan phản ứng với axit ñậm ñặc, tạo muối khó tan Chitosan tác dụng với Iod trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím

Tính chất sinh học

Chitosan không ñộc, dùng an toàn cho người Chúng có tính hòa hợp sinh học

cao với cơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học

Chitosan có nhiều tác dụng sinh học như: tính kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều loại khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong ñiều kiện nghèo dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u

Ngoài ra, Chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid trong máu, hạ huyết áp, ñiều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết

Với khả năng thúc ñẩy hoạt ñộng của các peptit – insulin, kích thích việc tiết ra insulin ở tuyến tụy nên chitosan ñã ñược dùng ñể ñiều trị bệnh tiểu ñường Nhiều công trình nghiên cứu ñã công bố khả năng kháng ñột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống miễn dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển của các tế bào u, ung thư, chống tia tử ngoại, chống ngứa của chitosan

Vào năm 1968, K Arai và cộng sự ñã xác ñịnh Chitosan hầu như không ñộc, chỉ số LD50 = 16g/kg cân nặng cơ thể, không gây ñộc trên súc vật thực nghiệm và người, không gây ñộc tính trường diễn

Nghiên cứu tiêm Chitosan theo ñường tĩnh mạch trên thỏ, các tác giả ñã kết luận: Chitosan là vật liệu hòa hợp sinh học cao, nó là chất mang lý tưởng trong hệ thống vận tải thuốc, không những sử dụng cho ñường uống, tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, tiêm dưới da, mà còn sử dụng an toàn trong ghép mô

Dùng Chitosan loại trọng lượng phân tử trung bình thấp ñể tiêm tĩnh mạch, không thấy có tích lũy ở gan Loại chitosan có DD ≈ 50%, có khả năng phân hủy sinh học cao, sau khi tiêm vào ổ bụng chuột, nó ñược thải trừ dễ dàng, nhanh chóng qua thận và nước tiểu, chitosan không phân bố tới gan và lá lách

Nhiều tác giả ñã chỉ rõ những lợi ñiểm của Chitosan: tính chất cơ học tốt, không ñộc, dễ tạo màng, có thể tự phân hủy sinh học, hòa hợp sinh học không những với ñộng vật mà còn ñối với các mô thực vật, là vật liệu y sinh tốt làm mau liền vết thương

1.3.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất của Chitosan ở Việt Nam và trên thế giới

Các công trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới ñã chứng minh, trong vỏ tôm có chứa 27% chất chitin, từ chất chitin này, họ có thể chiết tách thành chất chitosan ñể ứng dụng cho nhiều ngành kinh tế: hoá dược, mỹ phẩm và ñặc biệt trong ngành dược phẩm, chất chitosan ñã hỗ trợ ñắc lực trong việc bào chế ra rất

nhiều sản phẩm thuốc chữa ñược nhiều loại bệnh khác nhau

Trước ñây, người ta thử chiết tách Chitosan từ thực vật biển nhưng nguồn nguyên liệu không ñủ ñáp ứng cho nhu cầu sản xuất Trữ lượng Chitosan phần lớn có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua Trong một thời gian các chất phế thải này không ñược thu hồi mà thải ra ngoài gây ô nhiễm môi trường Năm 1977, Viện Kỹ thuật Masachusetts (Mỹ), khi tiến hành xác ñịnh giá trị của chitosan và protein trong vỏ tôm, cua ñã cho thấy việc thu hồi chất này có lợi nếu sử dụng trong công nghiệp, phần protien thu ñược sẽ dùng ñể chế biến thức ăn gia súc, còn phần Chitosan sẽ ñược dùng như một chất khởi ñầu ñể diều chế các dẫn xuất có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp

Năm 1961, nhà khoa học Nga BousBeloisov ñã khởi xướng việc bào chế thuốc chống nhiễm xạ từ Chitosan Các nhà khoa học ñã tiến hành thử nghiệm tiêm thuốc cho ñộng vật chó và khỉ trước khi chúng bị nhiễm xạ, kết quả cho thấy, khả năng sống sót tới 45% Rất tiếc, trong thảm hoạ hạt nhân Chernobyl năm 1968, các thuốc chống xạ trên chưa ñược công bố rộng nên không ñược áp dụng cứu người ðến sau thảm hoạ tàu nguyên tử Komsomlets, các nhà khoa học ñã lên tiếng kêu gọi nên sử dụng chitosan làm vật liệu kết cấu trong xây dựng các lò phản ứng nguyên tử và làm vỏ cách ngăn cho các con tàu nguyên tử

Tại Nhật Bản, năm 1975, Chitosan ñã ñược ñưa vào làm chất xúc tác ñể xử lý nước thải Hiện nay, các hãng mỹ phẩm trên thế giới ñã ứng dụng thành phần chitosan vào hàng loạt các sản phẩm của mình Chúng ta có thể tìm thấy chất này trong các sản phẩm kem ñánh răng, kem chống nắng, phấn mắt, nước xúc miệng, kẹo chewing-gun Riêng hãng Mỹ phẩm Wella ñã dùng Chitin-Chitosan trong ít nhất 15 sản phẩm bảo vệ tóc, và hãng Shiseido, thương hiệu nổi tiếng có mặt nhiều năm tại thị trường Việt Nam cũng ñã dùng chất này trong 13 sản phẩm mỹ phẩm của hãng

Thế giới ngày càng có xu hướng sử dụng dược phẩm chiết xuất từ nguồn gốc thiên nhiên Vì thế, trong nhiều năm qua, các nhà khoa học trên thế giới và cả ở Việt Nam ñã tích cực nghiên cứu chiết tách chitosan từ hàng ngàn tấn vỏ tôm ñang ñược thải ra tại các cơ sở chế biến ñông lạnh, ñể sản xuất ra nhiều loại thuốc ñiều trị bệnh phục vụ cho cuộc sống con người ðiển hình trên thị trường dược hiện nay là loại thuốc chữa khớp làm từ vỏ tôm có tên Glucosamin ñang ñược thịnh hành trên toàn thế giới So với sản phẩm cùng loại thì Glucosamin có ưu thế hơn, do sản xuất từ nguồn vỏ tôm tự nhiên nên sản phẩm ít gây phản ứng, không ñộc hại và không bị rối loạn tiêu hoá cho người bệnh Vì thế, chỉ trong năm 1998, nước Mỹ ñã tiêu thụ ñược hơn 1 tỷ viên nang Glucosamin Thậm chí tại các siêu thị, thuốc bán không cần ñơn, chúng ñược coi như một loại thực phẩm chức năng Những năm gần ñây, loại thuốc chữa khớp này còn ñựợc phổ cập rộng ở nhiều nước như: Nhật, Pháp, ấn ðộ, Thái Lan và cả Việt Nam

Việc nghiên cứu sản xuất chitosan và ứng dụng trong sản xuất phục vụ ñời sống là một hướng nghiên cứu tương ñối mới mẻ ở nước ta Vào những năm 1978 – 1980 Trường ðại học Thủy sản Nha Trang ñã công bố quy trình sản xuất chitosan của Kỹ sư ðỗ Minh Phụng, nhưng chưa có ứng dụng cụ thể trong sản xuất Gần ñây, trước yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản ñông lạnh ñang ngày càng cấp bách, trước những thông tin kỹ thuật mới về chitosan cũng như tiềm năng thị trường của chúng ñã thúc ñẩy các nhà khoa học của chúng ta bắt tay vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chitosan ở bước cao hơn, ñồng thời nghiên cứu các ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp

Hiện nay, ở Việt Nam có nhiều cơ sở khoa học ñang nghiên cứu sản xuất chitosan như: Trường ðại học Nông Lâm TP.HCM, Trung tâm nghiên cứu Polyme – Viện Khoa học Việt Nam, Viện Hóa thuộc Phân viện Khoa học Việt Nam tại TP.HCM, Trung tâm công nghệ và sinh học thủy sản – Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản 2

Ở Miền Bắc, Viện Khoa học Việt Nam ñã kết hợp với Xí nghiệp Thủy sản Hà Nội sản xuất chitosan và ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp ở ñồng lúa Thái Bình và ñã thu ñược một số kết quả ñáng khích lệ

Ở Miền Nam, Trung tâm Công nghệ và Sinh học Thủy sản phối hợp với một

số cơ quan khác: ðại học Y dược TP.HCM, Phân viện Khoa học Việt Nam, Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam, ñang nghiên cứu sản xuất và ứng dụng Chitosan trong lĩnh vực: nông nghiệp, y dược và mỹ phẩm

1.3.4 Ứng dụng của chitosan trong BVTV

Một trong những tồn tại lớn của sản xuất nông nghiệp ñang ñược quan tâm hiện nay là việc sử dụng quá nhiều thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) có nguồn gốc hóa học Tình trạng này nếu cứ tiếp diễn sẽ ñi ngược lại mục tiêu xây dựng một nền nông nghiệp bền vững và an toàn mà chúng ta ñang nỗ lực tiến tới ðể góp phần hạn chế tồn tại trên, nhiều chế phẩm BVTV có nguồn gốc sinh học ñã ñược ñăng ký sử dụng Tuy vậy, trong thực tế sản xuất, việc sử dụng các chế phẩm sinh học ñể phòng trừ sâu bệnh còn nhiều hạn chế Một trong những lý do chủ yếu là các chế phẩm sinh học thường chỉ ñược sử dụng riêng lẻ với mục tiêu diệt trừ ngay sâu bệnh khi chúng ñã phát sinh gây hại Kết quả là trong ña số các trường hợp hiệu quả diệt trừ sâu bệnh tỏ ra không bằng so với sử dụng thuốc hóa học nên chưa ñược nhiều nông dân chấp nhận ðể hiệu quả phòng trừ sâu bệnh hại của các chế phẩm sinh học thể hiện rõ, các chế phẩm sinh học cần phải ñược sử dụng theo quy trình xác ñịnh trong từng ñiều kiện cụ thể

Theo nghiên cứu của Halina Kurzawinska (2007) Khoa bảo vệ thực vật trường ðại học Nông nghệp Ba Lan chứng minh rằng: Ảnh hưởng lớn của Chitosan trong việc bảo vệ rau và cho rằng bệnh về rễ (Pythium của Dưa chuột) ñược khống chế khi sử dụng chitosan sử dụng với liều lượng 100 - 400 mg/ml Biochikol 020 PC khi ñược tưới vào ñất thì tốt hơn việc xịt lên cây ñể chống các loài nấm thuộc dòng

Phytopthora và Fusarium Ngoài ra chitosan là hoạt chất của Biochikol 020 PC và

hoạt ñộng kích thích miễn dịch của cây, chống lại hoạt ñộng của nấm tác ñộng ñến cây Chitosan còn là nhân tố giúp cây có phản ứng tự vệ ở trong cây Khi phun lên lá và tưới gốc, Chitosan ñược cây hấp thụ nhanh và lưu dẫn trong toàn cây Chitosan kích thích hoạt ñộng của hệ thống kháng bệnh trong cây, giống như một loại vắc xin thực vật, tăng khả năng ñề kháng của cây với các loài vi sinh vật gây bệnh, bao gồm cả nấm, vi khuẩn, tuyến trùng và virus Ngoài ra, khi tiếp xúc với vi sinh vật, chất Chitosan có thể phá hủy màng tế bào làm vi sinh vật không phát triển ñược Chitosan còn có tác dụng như một chất kích thích tăng trưởng cây trồng

Ở nước ta hiện nay chất Chitosan bước ñầu ñã ñược ñăng ký phòng trừ nhiều loại bệnh cho nhiều loại cây trồng như các bệnh ñạo ôn, ñốm vằn, bạc lá, lem lép hạt hại lúa, bệnh sương mai hại dưa, bắp cải, khoai tây, thán thư hại ớt, bệnh héo rũ, lở cổ rễ, bệnh chết nhanh hồ tiêu, bệnh gỉ sắt cà phê, bệnh thối quả xoài, bệnh do tuyến trùng trên nhiều loại cây như thanh long, cà phê, hồ tiêu, chè, hoa cúc, hoa huệ… ðối với cây có múi, chất Chitosan có thể hạn chế tác hại nhiều loại bệnh như thán thư, loét, tuyến trùng… Ngoài ra, Chitosan còn ñược sử dụng kích thích sinh trưởng cho nhiều loại cây như lúa, cà chua, chè, mía Khi phun lên cây dung dịch ñược pha với nồng ñộ 0,1 – 0,3%, phun phòng bệnh với nồng ñộ thấp hơn khi phun trừ bệnh (Nguyễn Mạnh Hùng và Phạm Anh Cường Nam, 2006)

Các kết quả thử nghiệm cho thấy, Chitosan hoàn toàn không ñộc với người và môi trường nên ñã ñược phép sử dụng rộng rãi ở Việt Nam và trên thế giới Một số chế phẩm có nguồn gốc từ Chitosan ñã ñược ñăng ký sử dụng ở Việt Nam như: thuốc trừ bệnh Olicide, humb 0.5 SL (hoạt chất Chitosan) phòng trừ bệnh sương mai cà chua, thán thư ớt, ñốm vàng dưa leo, phấn trắng bí xanh (dẫn theo Cục Bảo vệ Thực vật, 2008)

CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu

Mật ñộ của tuyến trùng trong vườn tiêu bị hại tại Bình Phước
Hiệu quả của Chitosan trong việc phòng trị tuyến trùng hại tiêu
ðộc tính của Chitosan ñến cây hồ tiêu

2.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Vật liệu nghiên cứu

Giống tiêu: Tiêu sẻ tại Bình Phước

Dụng cụ thí nghiệm: Phễu lọc, giá ñỡ phễu, giấy lọc, ống cao su, rây lọc (bằng sắt), kính hiển vi, ñĩa petri, cốc thủy tinh, cân phân tích, bình phun thuốc

Thuốc BVTV:

- Abamectin 5 WP - Sincocin 0.56 SL: 0,2 %

- Oligo Sacarit (Chitosan): 50 g/lít (ñược Cục Bảo Vệ Thực Vật nhập nội từ Trung Quốc)

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm ñược bố trí dưới dạng khảo nghiệm diện rộng

Khảo nghiệm ñược bố trí trên những khu vực trồng cây tiêu ñang có biểu hiện bị tuyến trùng gây hại (vàng lá, còi cọc) Các ñiều kiện trồng trọt như ñất ñai, phân bón, mật ñộ cây, chế ñộ chăm sóc… ñược tiến hành ñồng ñều trên mọi ô khảo

nghiệm và phù hợp với tập quán canh tác của ñịa phương

Khảo nghiệm ñược chia thành 8 lô, mỗi ô có 10 cây (10 nọc), tổng số lượng cây tiêu thí nghiệm là 80 cây, gồm 7 lô sử dụng thuốc và một lô ñối chứng không xử

lý thuốc ñược trình bày như sau: