Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.3. Vai trò của vi sinh vật trong cải tạo môi trường đất và sản xuất nông nghiệp
2.3.1. Vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh hại cây trồng
Trong tự nhiên có nhiều loài vi sinh vật có khả năng ức chế sinh trưởng các loài vi sinh vật khác và chúng thường được gọi là vi sinh vật đối kháng. Sử dụng khả năng đối kháng của VSV trong bảo vệ thực vật được coi là biện pháp phòng trừ/kiểm soát sinh học. Biện pháp này có nhiều ưu điểm vượt trội như giúp quản lý dịch hại, phòng chống sâu bệnh cho cây trồng một cách an toàn, góp phần nâng cao chất lượng nông sản và bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. VSV đối kháng bao gồm rất nhiều nhóm như vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm… (Lê Thị Thanh Thủy, 2013).
Các loài vi khuẩn đối kháng đều thuộc hệ vi sinh sống ở vùng rễ cây trồng và sống hoại sinh trong đất. Trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu về hiệu lực của vi khuẩn đối kháng với các tác nhân gây bệnh cây (do vi khuẩn và nấm). Kết quả nghiên cứu cho thấy các loài vi khuẩn đối kháng có thể bảo vệ cây trồng, chống lại các vi sinh vật gây bệnh, đồng thời tạo điều kiện cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt. Các vi khuẩn đối kháng bao gồm Bacillus subtilis,
Bacillus mycoides, Pseudomonas spp,. Fluorescents, Pseudomonas cepacia,
Pseudomonas stutzeri, Pimelobacter sp... (Lê Thị Thanh Thủy, 2009; 2013).
Nấm đối kháng (NĐK) là những loài có nguồn gốc trong đất, đó là các loài vi sinh vật sống hoại sinh trong đất, sống ở vùng rễ cây trồng, trong quá trình sống nó sản sinh ra chất kháng sinh có tác dụng ức chế, kìm hãm cạnh tranh và tiêu diệt nấm gây bệnh. Khi nấm đối kháng có mặt ở vùng rễ cây trồng trước nấm gây bệnh, bản thân nó sinh trưởng phát triển, sinh sản để tăng lên về mặt số lượng. Nó sẽ chiếm chỗ trước khi nấm gây bệnh xâm nhiễm vào mô cây trồng.
Một số loài NĐK là Trichoderma spp., Penicilliumoxalium, Penicillium rubrum,
Chaetomium globosum (Lê Xuân Phương, 2016).
Cơ chế đối kháng của vi sinh vật bao gồm:
- Cơ chế kháng sinh: Kháng sinh là một chất quan trọng sinh ra trong quá
trình sinh trưởng của VSV để tiêu diệt những mầm bệnh có trong đất, giúp cây trồng phát triển. Nó có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hay kìm hãm sự sinh trưởng của vi khuẩn một cách đặc hiệu.
- Cơ chế do siderophore: Vi sinh vật đối kháng có khả năng cạnh tranh trực
tiếp với nguồn bệnh về dinh dưỡng, oxy, không gian sống, sinh kháng sinh, tạo siderophore... để sinh trưởng. Trong đó, siderophore là một loại protein sinh ra trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật, nó có khả năng hấp thụ các ion Fe+3 trong môi trường với ái lực cao nhằm phục vụ trực tiếp cho sự sinh trưởng và hô hấp của vsv, làm cho môi trường xung quanh nghèo sắt, dẫn đến các loại vi sinh vật khác không có đủ ion Fe+3 cho quá trình sinh trưởng của mình, do đó chúng sẽ không sinh trưởng được.
- Cơ chế tăng cường sức đề kháng của cây (kích kháng): Tác dụng của vi
sinh vật kích thích sinh trưởng thực vật: Vi khuẩn kích thích sinh trưởng thực vật (Plant Growth-Promoting Bacteria – PGPB) là vi khuẩn vùng rễ khi tương tác với rễ cây có thể tạo ra tính kháng của cây chống lại vi khuẩn, nấm và virut gây bệnh. Hiện tượng này được gọi là tính kích kháng hệ thống - ISR (Induced Systemic Resistance), cũng giống như tính kích kháng hệ thống có điều kiện - SAR (Systemic Acquired Resistance) (Ankit Chaudhari, 2013). PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) là các vi khuẩn sống xung quanh vùng rễ cây, dễ hình thành khuẩn lạc, nhân lên với số lượng lớn và ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp giúp cây ngăn cản những tác nhân gây bệnh thực vật, có khả năng ức chế các tác nhân gây bệnh thông qua cạnh tranh chất dinh dưỡng, cạnh tranh sắt thông qua thể mang sắt (siderophores), tạo ra kháng sinh hoặc tiết enzyme thủy phân tạo hệ thống đề kháng cho cây (Bhattacharyya and Jha, 2012).