CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. HOẠT TÍNH KHÁNG VI KHUẨN XANTHOMONAS SP GÂY BỆNH
3.2.2. Nghiên cứu hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá trên lúa của vật liệu nano
liệu nano Cu2O-Cu/alginate trong thí nghiệm nhà lưới
Do thí nghiệm nhà lưới gần với điều kiện đồng ruộng nên khả năng phát triển của vi khuẩn mạnh hơn, các hoạt chất nano Cu cũng bị tác động bởi môi trường dẫn đến oxy hóa và giảm hoạt tính. Do đó, luận văn lựa chọn các liều lượng xử lý nano Cu2O-Cu/alginate tính trên nồng độ Cu là 20 ppm, 30 ppm và 40 ppm để nghiên cứu hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá trên cây lúa trong thí nghiệm nhà lưới.
Hình 3.9. Sự phát triển của bệnh bạc lá trong thí nghiệm nhà lưới ở các nghiệm thức: a) Đối chứng âm, b) 20 ppm Cu, c) 30 ppm Cu, d) 40 ppm Cu,
e) 250 ppm broponol
Kết quả điều tra tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh bạc lá trên cây lúa trong thí nghiệm nhà lưới ghi nhận tại thời điểm sau 7 và 14 ngày xử lý lây nhiễm được trình bày trong bảng 3.5.
Bảng 3.5. Tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh bạc lá lúa trong thí nghiệm nhà lưới
Nghiệm thức
Tỷ lệ bệnh (%) Chỉ số bệnh (%)
7 NSXL 14 NSXL 7 NSXL 14 NSXL
Đối chứng âm 29,88±2,27a 79,54±5,39a 16,25±1,16a 41,02±2,79a Nano Cu2O-Cu/alginate (20 ppm Cu) 17,62±0,89b 20,83±0,74b 6,6±0,63b 11,08±1,26b Nano Cu2O-Cu/alginate (30 ppm Cu) 14,83±1,93bc 16,61±2,46bc 5,34±0,73b 6,30±0,72c Nano Cu2O-Cu/alginate (40 ppm Cu) 12,14±0,91c 14,57±1,09c 3,48±0,31c 3,92±0,51c Xantocin 40WP (250 ppm broponol) 15,19±0,83b 16,74±1,4b 5,60±0,27b 6,51±0,84c LSD0,05 2,88 5,42 1,36 2,76 CV (%) 8,5 9,7 9,7 10,6
Ghi chú: NSXL: Ngày sau khi xử lý lây nhiễm. Trong cùng 1 cột các giá trị có các chữ cái a, b, c theo sau chỉ sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Từ kết quả trong bảng 3.5 cho thấy sau 7 ngày lây nhiễm vi khuẩn
Xanthomonas sp., tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh ở các nghiệm thức xử lý nano Cu2O- Cu/alginate và Xantocin 40WP khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng âm chỉ phun nước lã. Trong đó nghiệm thức xử lý nano Cu2O- Cu/alginate ở nồng độ Cu 40 ppm thể hiện khả năng ức chế sự phát triển của bệnh bạc lá tốt nhất, tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh ở thời điểm 7 ngày sau xử lý lây nhiễm bệnh lần lượt là 12,14% và 3,48%. Đối với nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate với nồng độ Cu 30 ppm cũng có hiệu quả phòng trừ bệnh bạc lá cao, tỷ lệ bệnh là 14,83% và chỉ số bệnh là 5,34% tương đương với thuốc thương mại Xantocin 40WP (250 ppm broponol). Ở nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate với nồng độ thấp hơn (20 ppm Cu) có tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh vẫn còn cao có giá trị là 17,62% và 6,60%, cao hơn thuốc thương mại Xantocin 40WP (250 ppm broponol). Trong khi đó ở nghiệm thức đối chứng âm chỉ phun nước lã, cây lúa không được bảo vệ trước sự tấn công của vi khuẩn gây bệnh bạc lá, ở nghiệm thức này có tỷ lệ bệnh (29,88%) và chỉ số bệnh (16,25%) rất cao sau 7 ngày xử lý lây nhiễm vi khuẩn.
Tại thời điểm 14 ngày sau xử lý lây nhiễm vi khuẩn, ở nghiệm thức đối chứng âm có tỷ lệ bệnh (79,54%) và chỉ số bệnh (41,02%) tăng hơn 2 lần so với thời điểm 7 ngày sau xử lý lây nhiễm. Trong khi đó, tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh ở các nghiệm thức có xử lý vật liệu nano và thuốc thương mại tăng không đáng kể. Cụ thể, ở nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate nồng độ Cu 40 ppm tiếp tục thể hiện khả năng kiểm soát bệnh bạc lá vượt trội với tỷ lệ bệnh là 14,57% và chỉ số bệnh là 3,92%. Nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate nồng độ Cu 30 ppm có tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh tăng nhẹ, lần lượt là 16,61% và 6,30% so với nghiệm thức đối chứng âm, tương đương với nghiệm thức xử lý thuốc thương mại Xantocin 40WP (250 ppm broponol) với chỉ số bệnh là 16,74% và chỉ số bệnh là 6,51%. Tuy nhiên, khi xử lý nano Cu2O-Cu/alginate ở nồng độ Cu 20 ppm có tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh tăng cao hơn với xử lý thuốc thương mại, có giá trị lần lượt là 20,83% và 11,08%.
Hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá trên lúa trong thí nghiệm nhà lưới được trình bày trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá lúa trong thí nghiệm nhà lưới
Nghiệm thức
Hiệu lực phòng trừ (%)
7 NSXL 14 NSXL
Nano Cu2O-Cu/alginate
(20 ppm Cu) 59,35a 73,01a
Nano Cu2O-Cu/alginate (30 ppm Cu) 66,87b 84,55b Nano Cu2O-Cu/alginate (40 ppm Cu) 78,41c 90,37c Xantocin 40WP (250 ppm broponol) 65,42b 84,13b LSD0,05 5,68 4,42 CV (%) 4,2 2,7
Ghi chú: NSXL: Ngày sau khi xử lý lây nhiễm. Trong cùng 1 cột các giá trị có các chữ cái a, b, c theo sau chỉ sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
(p<0,05)
Ở thời điểm 14 NSXL, nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate nồng độ Cu 40 ppm có hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá cao nhất, đạt > 90% và có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức được xử lý còn lại (p < 0,05). Hai nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate nồng độ Cu 30 ppm và Xantocin 40WP (250 ppm broponol) đạt hiệu lực phòng trừ tương đương nhau (> 80%). Trong khi đó nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate nồng độ Cu 20 ppm thì hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá chỉ đạt ở mức 73,01%.
Các hạt nano cũng đã được thí nghiệm hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá lúa trong điều kiện nhà lưới. Năm 2021, Namburi K.R. và cộng sự đã tổng hợp các hạt nano Ag có kích thước 16,5 ± 5,9 nm. Ở nồng độ 15 µg/ml, các hạt nano này có khả năng phòng trừ bệnh bạc lá với chỉ số bệnh là 26,6% giảm hơn 49,2% so với đối chứng không xử lý trong thí nghiệm nhà lưới [79]. Nano Cu2O-Cu/alginate cũng đã được nghiên cứu hiệu lực phòng trừ bệnh đạo ôn trên cây lúa khi xử lý với nồng độ Cu 30 ppm đã làm giảm hơn 66% chỉ số bệnh so với đối chứng không xử lý sau 15 ngày lây nhiễm nấm bệnh [58]. Trong nghiên cứu tương tự của Nguyễn Thị Thu Thủy (2018), nano đồng-bạc/silica sử dụng ở nồng độ 50 ppm có khả năng phòng trừ bệnh bạc lá lúa cao với hiệu
lực phòng trừ đạt > 85% sau 14 ngày xử lý lây nhiễm bằng vi khuẩn
Xanthomonas oryzae trong thí nghiệm nhà lưới [55]. Ahmed và cộng sự (2020)
cũng đã nghiên cứu tổng hợp nano Ag có kích thước từ 25 – 50 nm và hàm lượng Ag là 91,8%. Các hạt nano này có hiệu lực phòng trừ > 70% đối với bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae gây ra khi sử dụng ở
nồng độ 100 mg/L [80]. Mặc dù có hiệu quả để kiểm soát vi khuẩn, vi nấm gây bệnh thực vật nhưng những loại vật liệu nano kim loại quý như Ag hiện nay ít được ứng dụng trong thực tiễn vì có giá thành cao và lo nhiều tác giả lo ngại sự tích lũy Ag trong cơ thể người. Vì vậy, giải pháp sử dụng các hạt nano Cu, nano Cu2O được coi là hữu ích và an toàn hơn vì chúng còn là dinh dưỡng được thực vật hấp thụ để tăng trưởng.
Bên cạnh việc đánh giá hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá trên cây lúa của vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate, năng suất lúa ở các nghiệm thức thí nghiệm cũng được tiến hành thu thập và trình bày trong bảng 3.7.
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate đến năng suất lúa
Nghiệm thức Năng suất
(g/chậu)
Năng suất tăng (%)
Đối chứng âm 28,20±2,56a -
Nano Cu2O-Cu/alginate (20 ppm Cu) 43,80±4,29b 55,32 Nano Cu2O-Cu/alginate (30 ppm Cu) 54,47±3,35c 93,14 Nano Cu2O-Cu/alginate (40 ppm Cu) 60,20±4,25c 113,48 Xantocin 40WP (250 ppm broponol) 54,10±3,08c 91,84 LSD0,05 7,37 - CV (%) 8,1 -
Ghi chú: NSXL: Ngày sau khi xử lý lây nhiễm. Trong cùng 1 cột các giá trị có các chữ cái a, b, c theo sau chỉ sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Kết quả điều tra năng suất lúa cho thấy các nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate đã làm tăng năng suất lúa từ 55,32 – 113,48% so với nghiệm thức đối chứng âm không xử lý. Cụ thể, năng suất lúa ở nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate với nồng độ Cu 20 ppm và 40 ppm tăng tương ứng là 53,43% và 113,48% so với đối chứng âm. Ngoài ra, nghiệm thức xử lý nano Cu2O- Cu/alginate với nồng độ Cu 30 ppm làm năng suất lúa tăng tương đương với nghiệm thức xử lý thuốc thương mại Xantocin 40WP (250 ppm broponol) lần lượt là 93,14% và 91,84% so với nghiệm thức không xử lý.
Năng suất lúa khi xử lý tăng so với đối chứng âm và thuốc thương mại, theo chúng tôi là vì ngoài tác dụng phòng trừ bệnh hiệu quả, vật liệu nano Cu2O- Cu/alginate còn cung cấp dinh dưỡng vi lượng Cu giúp thúc đẩy tăng trưởng cho cây trồng. Chất ổn định alginate chiết xuất từ rong biển còn là chất điều hòa sinh trưởng chống stress thực vật, thúc đẩy quá trình tiêu thụ dinh dưỡng hiệu quả, tổng hợp cả hai yếu tố dinh dưỡng và chất điều hòa sinh trưởng thực vật đã cộng hợp làm tăng năng suất lúa.
Bảng 3.8. Độc tính của vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate đối với cây lúa
Nghiện thức
Độc tính ở các thời điểm điều tra
7 NSXL 14 NSXL Nano Cu2O-Cu/alginate (20 ppm Cu) 1 1 Nano Cu2O-Cu/alginate (30 ppm Cu) 1 1 Nano Cu2O-Cu/alginate (40 ppm Cu) 1 1 Xantocin 40WP (250 ppm broponol) 1 1
Ghi chú: NSXL: Ngày sau khi xử lý lây nhiễm
Kết quả theo dõi độc tính thuốc đối với cây lúa trong thí nghiệm nhà lưới ghi nhận ở bảng 3.8 cho thấy sau khi xử lý với nano Cu2O-Cu/alginate, cây lúa không có biểu hiện gây hại hay ngộ độc. Độc tính của các nghiệm thức có xử lý thuốc được phân loại độc tính cấp 1 (cây phát triển bình thường). Vì vậy, vật
liệu nano Cu2O-Cu/alginate khi xử lý ở nồng độ Cu từ 20 ppm – 40 ppm không gây độc đối với cây lúa, cây phát triển xanh tốt bình thường.
Hình 3.10. Sự phát triển của bệnh bạc lá lúa ở các nghiệm thức có xử lý trong thí nghiệm nhà lưới, NT 4 xử lý với thuốc thương mại Xantocin 40WP (250
ppm bronopol)
Nhận xét:
- Vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate ở nồng độ Cu 30 ppm đạt hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá trên lúa tương đương với thuốc thương mại Xantocin 40WP (250 ppm broponol), khoảng 84%, ở nồng độ 40 ppm Cu đạt hiệu lực phòng trừ bệnh vượt trội có ý nghĩa thống kê đạt 90,37% thể hiện qua tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh tại thời điểm 14 ngày sau xử lý lây nhiễm.
- Tại thời điểm 14 ngày sau xử lý lây nhiễm, nghiệm thức xử lý nano Cu2O-Cu/alginate ở nồng độ Cu 40 ppm thể hiện khả năng phòng trừ bệnh bạc lá lúa cao nhất. Cụ thể, tỷ lệ bệnh ở nghiệm thức này là 14,57%, chỉ số bệnh là 3,92%. Vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate khi xử lý ở nồng độ Cu 30 ppm cho thấy tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh tương ứng là 16,61% và 6,30% tương đương với thuốc thương mại Xantocin 40WP (tỷ lệ bệnh là 16,74% và chỉ số bệnh là 6,51%).
- Xử lý vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate ở nồng độ 30 ppm Cu góp phần làm tăng năng suất lúa so với đối chứng âm không xử lý là 93,14% tương đương với thuốc Xantocin 40WP (91,84%), năng suất lúa ở nồng độ 40 ppm Cu cao
hơn nghiệm thức xử lý thuốc Xantocin 40WP 21,64% (113,48% so với 91,84%).
- Vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate xử lý ở nồng độ Cu từ 20 – 40 ppm
không gây độc đối với cây lúa, cây phát triển xanh tốt, không có biểu hiện gây độc.