Tình hình nghiên cứu ngoài nước

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.3.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Để kiểm soát vi khuẩn Xanthomonas sp. gây bệnh bạc lá trên lúa đã có nhiều nghiên cứu và biện pháp được áp dụng.

Phương pháp sử dụng biện pháp sinh học được nghiên cứu bởi Pustika (2020), tác giả sử dụng chế phẩm vi sinh vật đối kháng gồm Azotobacter chroococum, Azotobacter vinelandii, Azospirillum sp., Pseudomonas cepacia, Penicillium sp. và Acinetobacter với mật độ trên 107 Cfu/g phun lên lúa đã làm giảm chỉ số bệnh bạc lá xuống mức thấp 14,44% so với nghiệm thức không xử lý 17,5% sau 10 tuần gieo cấy [60]. Phương pháp xử lý hạt giống được Nagendran và cộng sự (2013) báo cáo các lô lúa thí nghiệm xử lý ngâm hạt giống lúa với Endophytes có chỉ số bệnh bạc lá lúa thấp hơn đáng kể (2,8%) so

với lô lúa đối chứng không xử lý (19,82%) khi gieo trồng trong điều kiện nhà lưới [61].

Đối với biện pháp sử dụng hóa chất tổng hợp, Ibrahim và cộng sự (2019) đã sử dụng vi khuẩn Endophytes (các chủng vi sinh vật nội sinh thực vật) để tổng hợp các hạt nano Ag có kích thước 25 – 50 nm, kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae khi sử dụng vật liệu ở

nồng độ 20 µg/mL cho thấy đường kính vòng vô khuẩn là 17,3 mm trong thí nghiệm đục lỗ thạch [62]. Li và cộng sự (2014) đã nghiên cứu in vitro sử dụng các dẫn xuất 2,5-substituted-1,3,4-oxadiazole/thiadiazole sulfone có tác dụng ức chế vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae và Xanthomonas oryzae pv.

oryzicolaby via gây bệnh bạc lá lúa hiệu quả với EC50 là 1,07 µg/mL. Hoạt chất này thể hiện khả năng khoáng khuẩn trong điều kiện nhà lưới đạt hiệu quả phòng trừ bệnh bạc lá lúa khoảng 63% với nồng độ sử dụng là 200 µg/mL tại thời điểm 15 ngày sau xử lý [63].

Gần đây, các loại vật liệu nano đã được nghiên cứu để kiểm soát bệnh bạc lá lúa. Sherkhane và cộng sự (2018) đã tổng nano Ag bằng dịch chiết lá cây Tulsi, khi sử dụng vật liệu ở nồng độ 15 mM để kháng vi khuẩn Xanthomonas

axonopodis pv. punicae theo phương pháp đục lỗ thạch cho thấy đường kính

vòng vô khuẩn là 22 mm lớn hơn so với đối chứng sử dụng AgNO3 là 12 mm [64].

Nano Cu2O có hiệu lực kháng khuẩn cao, tương đương với nano CuO và nano Cu [30,51]. Trong thời gian vừa qua, nhiều nghiên cứu sử dụng các hợp chất nano Cu nhằm quản lý các loài vi sinh vật gây hại trên một số cây trồng đã được công bố bao gồm: Huang và cộng sự (2015) đã báo cáo rằng nồng độ nano CuO trong khoảng 500 – 750 mg/kg có khả năng ức chế nấm A. solani

gây bệnh đốm vòng trên cây cà chua, đạt hiệu lực ức chế từ 70,7 – 81,7%. Kết quả này cho thấy CuO có hiệu lực cao hơn so với đối chứng sử dụng carbendazim 50% [65]. Liao và cộng sự (2019) công bố nano Cu ở nồng độ 100 µg/mL có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Xanthomonas perforans gây bệnh đốm vi khuẩn trên cây cà chua trong thí nghiệm in vitro

Nhận xét:

Qua nghiên cứu tổng quan tài liệu, có thể thấy rằng bệnh bạc lá trên lúa do vi khuẩn Xanthomonas sp. là bệnh xuất hiện thường xuyên, gây ảnh hưởng lớn đến năng suất trong canh tác lúa ở Việt Nam. Có nhiều biện pháp để quản lý bệnh bạc lá lúa, trong đó việc sử dụng thuốc BVTV được xem là biện pháp phòng trừ phổ biến được nông dân lựa chọn để giảm thiểu thiệt hại do loại bệnh này gây ra. Hiện nay, tình trạng lạm dụng thuốc BVTV tổng hợp hữu cơ có thể phát sinh vi sinh vật kháng thuốc và ảnh hưởng đến sức khỏe của người sản xuất, đồng thời để lại dư lượng trên nông sản gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.

Ngày nay, công nghệ nano được biết đến là một trong những phương pháp tạo ra vật liệu mới có thể kiểm soát các vi sinh vật gây bệnh thực vật. Phương pháp tổng hợp các hạt nano Cu2O-Cu từ muối Cu2+ trong polyme bảo vệ, sử dụng chất khử để tạo ra dung dịch keo nano là một công nghệ đơn giản, chi phí thấp và có thể phát triển với quy mô lớn. Cho đến nay, các tác giả mới chỉ nghiên cứu điều chế các dung dịch keo nano Cu với nồng độ Cu thấp từ 0,01-10 mM nên ít có giá trị thực tiễn [30]. Trong các chất khử hóa học để khử Cu2+, hydrazin được báo cáo là một tác nhân khử hiệu quả so với axit ascorbic và glucose do phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường không phải gia nhiệt và tạo ra các hạt có kích thước nhỏ và đồng đều hơn [67]. Các hạt nano có diện tích bề mặt lớn và năng lượng bề mặt cao nên lực hấp dẫn giữa chúng rất lớn, nhanh chóng va chạm xảy ra kết tụ và phá hủy hệ keo nano. Vì lý do đó, cần thiết phải tạo ra lớp bảo vệ giữa các hạt nano bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt, các chất đóng nắp có cấu trúc mao quản hoặc các polyme như alginate. Alginate phù hợp với quy trình điều chế nano Cu2O-Cu vì chúng tương hợp sinh học với Cu, tan và bền trong môi trường kiềm, ngoài ra chúng còn có khả năng chống oxy hóa và ngăn cản oxy xâm nhập vào dung dịch, giúp tạo ra các hạt nano Cu bền không bị oxy hóa. Tổng hợp các kiến thức trên, trong nghiên cứu của luận văn này chúng tôi sử dụng tiền chất là CuSO4 tạo phức với dung dịch NH3 và phân tán trong dung dịch alginate Khánh Hòa, sử dụng chất khử hydrazin để phản ứng với dung dịch trên tạo thành vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate có độ bền cao, định hướng ứng dụng làm chất kiểm soát vi khuẩn Xanthomonas sp. gây bệnh bạc lá trên lúa. Ngoài khả năng kháng vi khuẩn, vi nấm do có kích

thước nhỏ, năng lượng bề mặt lớn, vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate còn là dinh dưỡng giúp tăng trưởng cây trồng nên chúng không để lại dư lượng trên nông sản. Như vây, vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate là chất kiểm soát bệnh thực vật an toàn, đồng thời là loại phân bón vi lượng hiệu quả cao. Công nghệ tổng hợp vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate sử dụng hóa chất thông dụng có giá thấp, thiết bị đơn giản nên tạo ra sản phẩm có giá thành hợp lý rất có tiềm năng thay thế các loại thuốc BVTV hữu cơ độc hại.

Gần đây, đã có một vài công trình nghiên cứu sử dụng các hạt nano Cu và Cu2O làm chất kiểm soát vi sinh vật gây hại cây trồng [34,34]. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chỉ đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của các hạt nano này trong thí nghiệm in vitro thực hiện trên đĩa thạch nên tác động của chúng với vi sinh vật ngoài môi trường chưa được đánh giá.

Các nghiên cứu trong luận văn này thực hiện một cách hệ thống nghiên cứu hoạt tính kháng vi khuẩn Xanthomonas sp. ở điều kiện in vitro trong thí

nghiệm đĩa thạch, dựa vào kết quả này, thực hiện xác định hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá trên lúa trong điều kiện nhà lưới nhằm có các kết quả khoa học tương đối chính xác về khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa trong điều kiện gần với điều kiện xử lý vật liệu ngoài đồng ruộng.