Đánh giá hiệu quả diệt tuyến trùng của sản phẩm giấm gỗ Biffaen trong phòng thí nghiệm

Giấm gỗ (Pyroligneous acid) có thành phần chủ yếu là acid acetic, axeton, methanol và khoảng 200 hợp chất hữu cơ khác. Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng của giấm gỗ sinh học trong nông nghiệp được biết đến như: Cải tạo đất trồng, kích thích sinh trưởng, bảo vệ thực vật, kiểm soát cỏ dại,...

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 Jun,Z., Q Wen and Q.L Wu, 2006 Preliminary study of application effect of bamboo vinegar on vegetable growth Forest Study of China, 8: 43-47 Kim, D.H., H.E Seo, S.H Lee and K.Y.Lee, 2008 Effects of Wood Vinegar Mixed with Insecticides on the Mortalities of Nilaparvata lugens and Laodelphax striatellus (Homoptera: Delphacidae) Anim Cells and Sys., 12: 47-52 Mu, J., T Uehara and T Furuno, 2003 Effect of bamboo vinegar on regulation of germination and radical growth of seed plants J Wood Sci., 49: 262-270 Qiaozhi, M., Z Zhong, M XiHan, 2009 Preparation, toxicity and components analysis of apricot branch wood vinegar J Northwest Agr & For Uni Nat Sci 37(10): 91-96 Seo, K.I., K.J Ha, Y.I Bae, J.K Jang and S.H Shim, 2000 Antimicrobial activities of oak smoke flavoring Korean J of Postharvest Sci Tech., 7: 337-341 Steiner, C., K.C Das, M Garcia, B Förster and W Zech, 2007 Charchoal and smoke extract stimulate the soil microbial community in highly weathered xanthic Ferralsol Pedobiologia, 51: 359-366 Tiilikkal, K., L Fagernäs and J Tiilikkala, 2010 History and use of wood pyrolysis liquids as biocide and plant protection product The Open Agri J, 4: 111-118 Yatagai, M., M Nishimoto, K Hori, T Ohira and A Shibata, 2002 Termiticidal activity of wood vinegar, its components and their homologues J Wood Sci., 48: 338-342 Yoshimoto, T., 1994 Special Publication Taichung Dis Agr Improvement Station, (35): 811-820 Yoshimura, H., W Hisako, Y Sadao, S Takao, O Mitsuho, M Kazunori and M Matsutoshi, 1995 Promoting effect of wood vinegar compounds on fruit-body formation of Pleurotus ostreatus Mycoscience, 36: 173-177 Potential of Bio-wood vinegar in control of root-knot nematodes causing slow decline disease on black pepper Nguyen Thi Thien Trang, Nguyen Xuan Hoa, Le Thi Cam Nhung Abstract Many of the applications of bio-wood vinegar in safe agriculture are known such as soil amendation, growth stimulation, plant protection, weed control, and so on in the world Evaluation of efficacy in control of slow decline disease by bio-wood vinegar was conducted in a trial with treatments at different concentrations of bio-wood vinegar from to 3% and a control treatment (water) on the black pepper in Dak Lak province The results showed that the treatment applied for 3% of bio-wood vinegar was the best which had high efficacies to reduce disease severity indexes (67.09%), Meloidogyne spp population in the soil (65.31%) and galled root rate (68.68%) after 90 days of application The fruit yield of this treatment increased 15.09% in comparison with the control treatment Keywords: Wood vinegar, field bio-efficacy, Meloidogyne spp, safe agriculture Ngày nhận bài: 25/11/2018 Ngày phản biện: 5/12/2018 Người phản biện: TS Đào Bách Khoa Ngày duyệt đăng: 11/1/2019 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ DIỆT TUYẾN TRÙNG CỦA SẢN PHẨM GIẤM GỖ BIFFAEN TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM Nguyễn Hồng Phong1, Nguyễn Xn Hịa1 TĨM TẮT Giấm gỗ (Pyroligneous acid) có thành phần chủ yếu acid acetic, axeton, methanol khoảng 200 hợp chất hữu khác Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng giấm gỗ sinh học nông nghiệp biết đến như: cải tạo đất trồng, kích thích sinh trưởng, bảo vệ thực vật, kiểm sốt cỏ dại, Đánh giá hiệu diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita Pratylenchus coffeae gây hại cà phê thực gồm công thức với nồng độ 0%, 1%, 2%, 3% 4% lặp lại lần điều kiện phịng thí nghiệm Kết cho thấy công thức Giấm gỗ 3% 4% cho hiệu tiêu diệt tuyến trùng tốt điều kiện phịng thí nghiệm, diệt 83,33% 95,49% tương ứng với Pratylenchus coffeae 91,59% 100% tương ứng với tuyến trùng Meloidogyne incognita sau 48 xử lý Giấm gỗ có triển vọng việc kiểm sốt tuyến trùng Meloidogyne incognita Pratylenchus coffeae gây hại cà phê Từ khóa: Giấm gỗ, Meloidogyne incognita, Pratylenchus coffeae Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Ngun 108 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 I ĐẶT VẤN ĐỀ Giấm gỗ (Pyroligneous acid) sản phẩm hoàn toàn tự nhiên rẻ tiền khơng có tác động bất lợi môi trường sống (Yatagai et al., 2002) Giấm gỗ sản phẩm ngưng tụ khói trình nhiệt phân gỗ đốt than Giấm gỗ bao gồm chủ yếu hợp chất hòa tan nước, bao gồm 200 loại Các thành phần axit hữu cơ, phenol, ancol, rượu hợp chất este với axit axetic thành phần (Jun et al., 2006) Vai trị giấm gỗ sinh học nơng nghiệp an tồn thể rõ. Thực tế có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng giấm gỗ giới Trong bảo vệ môi trường, giấm gỗ sử dụng để xử lý chất thải, làm giảm mùi hôi rác thải hữu cơ, khử mùi chuồng trại ức chế hoạt động vi sinh vật gây hại,… Giấm gỗ chống lại phân hủy chất có hoạt tính sinh học sử dụng chất bảo quản Hoạt động kháng khuẩn Pyroligneous acid diện hợp chất hợp chất phenolic, carbonyls axit hữu (Lee et al., 2010; Loo et al., 2008; Vitt et al., 2001; Suzuki et al., 1997) Các tác giả cho rằng, hợp chất phenolic 4-etyl-2-methoxyphenol 4-propyl-2-methoxyphenol chứa bên Pyroligneous Acid có số tác dụng bảo quản, hợp chất phenolic có đặc tính tẩy uế nên phần lignin giàu chất bảo quản hiệu dầu sinh học Hơn nữa, nghiên cứu cho giấm gỗ trộn với thuốc trừ cỏ (Rico et al., 2007) thuốc trừ sâu (Kim et al., 2008) để nâng cao hiệu thuốc Trong định hướng canh tác nông nghiệp bền vững, giấm gỗ triển vọng sản phẩm sinh học giúp hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học độc hại góp phần bảo đảm chất lượng nơng sản thực phẩm môi trường nông nghiệp Meloidogyne incognita Pratylenchus coffeae hai loại tuyến trùng gây hại cà phê khó phịng trừ Tây Ngun (Trinh et al., 2004), đánh giá hiệu sản phẩm giấm gỗ việc kiểm soát hai loại tuyến trùng hướng đến việc ứng dụng sản phẩm sinh học cho sản xuất cà phê bền vững cần thiết II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu Giấm gỗ sinh học BIFFAEN: Là sản phẩm chiết xuất từ khói trình nhiệt phân thực vật (cây bạch đàn) cơng nghệ Hiệp hội Nghiên cứu Giấm gỗ Nhật Bản - GBT Society Membership Certificate Thành phần gồm hoạt chất sinh học Pyroligneous, chất hữu chính: Axit axetic 5%, hợp chất hữu thiên nhiên 1%,… có mùi khói đặc trưng Sản xuất theo giấy chứng nhận số: 06/LH-CPSHMT Tuyến trùng Meloidogyne incognita: Được ly trích từ rễ cà phê vối bị bệnh theo Hooper (1990), định danh theo Nguyễn Ngọc Châu cộng tác viên (2000) nhân nuôi rễ cà chua trồng đất khử trùng (điều kiện 121oC, atm, 30 phút) Trứng tuyến trùng Meloidogyne incognita ly trích từ nốt sần rễ cà chua sử dụng dung dịch 1% sodium hypochlorite rửa qua nước cất sử dụng rây 25 μm để thu trứng Trứng ủ từ - ngày sử dụng phương pháp phễu Baermann (Southey, 1986) để đạt ấu trùng tuổi Tuyến trùng Pratylenchus coffeae: Được ly trích từ rễ cà phê vối bị bệnh theo Hooper (1990), định danh theo Nguyễn Ngọc Châu cộng tác viên (2000) nhân nuôi cà rốt theo O’Bannon cộng tác viên (1968): Miếng cà rốt dày - mm từ củ cà rốt cắt trước đó, rửa sạch, nhúng ethanol 95% sau hơ qua lửa, đặt môi trường agar 1% Pratylenchus coffeae hút lên môi trường agar đặt bên cạnh miếng cà rốt đặt tủ định ôn 27oC, sau tháng ly trích sử dụng 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm thực gồm cơng thức, lần lặp lại bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên phịng thí nghiệm bao gồm: đối chứng (0%) nồng độ Giấm gỗ 1%, 2%, 3% 4% Sử dụng khay nhỏ 12 giếng (mỗi giếng có dung tích ml) để làm thí nghiệm đánh giá hoạt tính diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita Pratylenchus coffeae Nhỏ 100 μl dung dịch sản phẩm giấm gỗ Biffaen pha loãng với nước cất khử trùng nồng độ 0, 10, 20, 30, 40% tương ứng vào giếng 900 μl nước cất khử trùng có chứa 100 tuyến trùng để đạt nồng độ 0; 1; 2; 4% Sau lắc đều, đậy nắp để nhiệt độ phòng - Đánh giá tỷ lệ chết tuyến trùng sau: 12, 24 48 công thức sau: R (%) = [F/B] ˟ 100 Trong đó: R = Tỷ lệ chết; B = Tổng số cá thể tuyến trùng nghiệm thức; F = Tổng số cá thể tuyến trùng bị chết nghiệm thức - Hiệu tiêu diệt tuyến trùng sau: 12, 24 48 tính theo cơng thức Abbott (1925): 109 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 E (%) = [(Ca - Ta)/Ca] ˟ 100 Trong đó: E = Hiệu tiêu diệt tuyến trùng; Ca = Số tuyến trùng sống công thức đối chứng sau xử lý; Ta = Số tuyến trùng sống cơng thức thí nghiệm sau xử lý - Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu xử lý phần mềm Excel SAS 9.0 Những số liệu % quy đổi sang arcsin hay bậc hai trước đưa vào xử lý thống kê Các giá trị trung bình so sánh LSD với độ tin cậy 95%, chúng gắn ký tự giống cột khơng có sai khác có ý nghĩa thống kê 2.3 Thời gian địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu thực từ tháng đến tháng 10 năm 2017 Phịng thí nghiệm, Bộ mơn Bảo vệ thực vật, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên Thời gian 12 sau xử lý giấm gỗ tất cơng thức có hiệu lực tiêu diệt tuyến trùng Pratylenchus coffeae, công thức Giấm gỗ nồng độ 3% 4% có hiệu tiêu diệt tuyến trùng tương đối cao (53,74% 70,75% tương ứng) Hiệu tiếp tục tăng lên tỷ lệ thuận với thời gian theo dõi nồng độ sản phẩm Thời điểm sau 48 xử lý, công thức Giấm gỗ 4% cho hiệu tốt tiêu diệt tuyến trùng với 95,49% công thức Giấm gỗ 3% với 83,33% Bảng Hiệu diệt tuyền trùng Pratylenchus coffeae (%),Viện KHKTNLNTN, tháng 9-10 năm 2017 Thời gian theo dõi Công thức Sau xử lý 12 h Sau xử lý 24 h Sau xử lý 48 h Giấm gỗ (1%) 19,39 36,77 57,29 Giấm gỗ (2%) 43,54 52,23 71,88 Giấm gỗ (3%) 53,74 69,76 83,33 Giấm gỗ (4%) 70,75 80,76 95,49 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Trước xử lý, mật số tuyến trùng giếng khay thí nghiệm sống (tỷ lệ 100%) đồng tất công thức Thời điểm 12 sau xử lý, tỷ lệ tuyến trùng bị chết điều kiện tự nhiên (không đáng kể chiếm 0,65% công thức đối chứng sử dụng nước cất), tuyến trùng Pratylenchus coffeae bắt đầu bị chết tác động sản phẩm giấm gỗ, tỷ lệ chết xuất tất cơng thức có xử lý giấm gỗ giao động từ 22,31% (công thức Giấm gỗ 1%) tăng lên theo nồng độ đạt 67,80% công thức Giấm gỗ 4% Tỷ lệ chết tuyến trùng tiếp tục tăng sau 24 thời điểm 48 sau xử lý, công thức Giấm gỗ 4% cho tỷ lệ gây chết tuyến trùng Pratylenchus coffeae cao với 95,09% công thức Giấm gỗ 3% với tỷ lệ tuyến trùng chết 83,82% Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê tất thời điểm theo dõi sau xử lý Theo dõi suốt q trình thí nghiệm, kết cho thấy tỷ lệ tuyến trùng Meloidogyne incognita bị chết tăng dần theo nồng độ xử lý Tại thời điểm 12 sau xử lý, tỷ lệ chết dao động lớn nồng độ Giấm gỗ từ đến 4% (từ 23,9% đến 92,73%) Đặc biệt Giấm gỗ với nồng độ từ 3% đến 4% giết chết hầu hết tuyến trùng sau 12 xử lý Tỷ lệ chết Meloidogyne incognita tiếp tục tăng lên tất cơng thức có xử lý giấm gỗ, so với thí nghiệm Pratylenchus coffeae tỷ lệ có phần cao hẳn Hai công thức Giấm gỗ 4% 3% có tỷ lệ tuyến trùng chết cao nhất, đạt 100% 91,6% tương ứng sau 48 xử lý Bảng Tỷ lệ chết tuyến trùng Pratylenchus coffeae (%), WASI, tháng - 10 năm 2017 Bảng Tỷ lệ chết tuyến trùng Meloidogyne incognita (%), WASI, tháng - 10 năm 2017 Thời gian theo dõi Trước Sau xử Sau xử Sau xử xử lý lý 12 h lý 24 h lý 48 h Đối chứng (0%) 0,00 0,65 d 1,67 e 2,72 e Giấm gỗ (1%) 0,00 22,31 c 39,68 d 59,70 d Giấm gỗ (2%) 0,00 45,04 b 53,96 c 73,23 c Giấm gỗ (3%) 0,00 54,04 b 70,06 b 83,82 b Giấm gỗ (4%) 0,00 67,80 a 79,26 a 95,09 a CV (%) 2,31 2,31 2,31 2,31 NS 6,54 3,66 4,26 LSD0,05 Ghi chú: Bảng 1, bảng 3: Những số cột theo sau chữ khác biểu thị khác có ý nghĩa thống kê Công thức 110 Thời gian theo dõi Công thức Trước Sau xử Sau xử xử lý lý 12 h lý 24 h 0,88 e Sau xử lý 48 h Đối chứng (0%) 0,00 0,35 e 1,93 e Giấm gỗ (1%) 0,00 23,90 d 35,79 d 68,07 d Giấm gỗ (2%) 0,00 67,87 c 80,44 c 87,43 c Giấm gỗ (3%) 0,00 80,38 b 86,57 b 91,60 b Giấm gỗ (4%) 0,00 92,73 a 97,82 a 100,00 a CV (%) 2,31 2,31 2,31 2,31 LSD0,05 NS 4,04 1,87 1,76 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 Hiệu tiêu diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita cho thấy tương tự trên tuyến trùng Pratylenchus coffeae, hiệu tăng lên theo thời gian xử lý nồng độ sản phẩm Tuy nhiên với công thức Giấm gỗ 3% 4% cho hiệu cao 80,63% 92,96% tương ứng sau 12 xử lý, hiệu tăng lên 91,59% 100% tương ứng thời điểm 48 so sánh với công thức Giấm gỗ khác Bảng Hiệu diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita (%),Viện KHKTNLNTN, tháng 9-10 năm 2017 Công thức Giấm gỗ (1%) Giấm gỗ (2%) Giấm gỗ (3%) Giấm gỗ (4%) Thời gian theo dõi Sau xử lý Sau xử lý Sau xử lý 12 h 24 h 48 h 17,96 30,44 65,12 64,79 78,41 85,87 80,63 86,73 91,59 92,96 97,88 100,00 IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Công thức Giấm gỗ 3% 4% cho hiệu tiêu diệt tuyến trùng tốt điều kiện phịng thí nghiệm, diệt 83,33% 95,49% tương ứng với Pratylenchus coffeae 91,59% 100% tương ứng với tuyến trùng Meloidogyne incognita sau 48 xử lý Giấm gỗ sản phẩm có triển vọng việc kiểm sốt tuyến trùng Meloidogyne incognita Pratylenchus coffeae gây hại cà phê 4.2 Đề nghị Tiếp tục tiến hành đánh giá thêm sản phẩm Giấm gỗ nồng độ 3% đến 4% điều kiện nhà lưới ngồi đồng ruộng để khuyến cáo sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Vũ Thanh, 2000 Động vật chí Việt Nam, phần 4: Tuyến trùng ký sinh thực vật NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 400 trang Hooper DJ, 1990 Extraction and processing of plant and soil nematodes Pp 45-68;  In  M Luc, R A Sikora, and J Bridge, eds Plant parasitic nematodes in Subtropical and Tropical agriculture Wallingford, United Kingdom: CAB International Jun, Z., Q Wen and Q.L Wu, 2006 Preliminary study of application effect of bamboo vinegar on vegetable growth Forest Study of China, 8: 43-47 Kim, D.H, Seo, H.E., Lee, S.C and Lee, K Y, 2008 Effects of wood vinegar mixted with insecticides on the mortalities of Nilaparvata lugens and Laodelphax striatellus (Homoptera: Delphacidae) Anim Cells Syst., 1: 47-52 Lee, S.H., P.S H’ng, A.N Lee, A.S Sajap, B.T Tey and U Salmiah, 2010.  Production of pyroligneous acid from lignocellulosic biomass and their effectiveness against biological attacks J Applied Sci., 10: 2440-2446 Loo, A.Y., K Jain and I Darah, 2008.  Antioxidant activity of compounds isolated from the pyroligneous acid, Rhizophora apiculata Food Chem., 107: 1151-1160 O’Bannon J.H, A.L Taylor, 1968 Migratory endoparasitic nematodes reared on carrot disks Phytopathology, 58: 385 Rico, C.M., S Souvandouane, L.O Mintah, I.K Chung, T.K Son and S.C Lee, 2007 Effects of mixed application of wood vinegar and herbicides on weed control, yield and quality of rice (Oryza sativa L.) Korean J Crop Sci., 52: 387-392 Southey, J.F (ed.), 1986 Laboratory methods for work with plant and soil nematodes Ministery of Agriculture, Fisheries and Food, Reference Book, 402 Suzuki, T., S Doi, M Yamakawa, K Yamamoto, T Watanabe and M Funaki, 1997. Recovery of wood preservatives from wood pyrolysis tar by solvent extraction Holzforschung, 51: 214-218 Trinh, Q.P., N.C Nguyen, L Waeyenberge, S.A Subbotin, G Karssen and M Moens, 2004 Radopholus arabocoffeae sp n (Nematoda: Pratylenchidae), a nematode pathogenic on Coffea arabica in Vietnam and additional data on R duriophilus Nematology, 6: 681-693 Vitt, S.M., B.H Himelbloom and C.A Crapo, 2001 Inhibition of Listeria inocula and L monocytogenes  in a laboratory medium and cold-smoked salmon containing liquid smoke J Food Safety, 2: 111-125 Yatagai, M., M Nishimoto, K Hori, T Ohira and A Shibata, 2002 Termiticidal activity of wood vinegar, its components and their homologues J Wood Sci., 48: 338-342 Evaluation of efficacy of wood vinegar in controlling nematodes in the laboratory condition Nguyen Hong Phong, Nguyen Xuan Hoa Abstract Wood vinegar (Pyroligneous Acid) is mainly composed of acetic acid, acetone, methanol and more 200 organic compounds There are a lot of studies on the use of wood vinegar in agriculture such as soil improvement, growth stimulation, plant protection, weeds control, etc Evaluation of efficacy of wood vinegar in controlling nematodes 111 ... tích ml) để làm thí nghiệm đánh giá hoạt tính diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita Pratylenchus coffeae Nhỏ 100 μl dung dịch sản phẩm giấm gỗ Biffaen pha loãng với nước cất khử trùng nồng độ... tác động sản phẩm giấm gỗ, tỷ lệ chết xuất tất cơng thức có xử lý giấm gỗ giao động từ 22,31% (công thức Giấm gỗ 1%) tăng lên theo nồng độ đạt 67,80% công thức Giấm gỗ 4% Tỷ lệ chết tuyến trùng. .. 48 xử lý Giấm gỗ sản phẩm có triển vọng việc kiểm soát tuyến trùng Meloidogyne incognita Pratylenchus coffeae gây hại cà phê 4.2 Đề nghị Tiếp tục tiến hành đánh giá thêm sản phẩm Giấm gỗ nồng