Chất hữu cơ trong kiểm soát sâu bệnh hại cây trồng

✦ Các quy trình canh tác tự nhiên được thay thế bằng lượng phân bón hóa học dư thừa để tối đa hóa năng suất cây trồng, trong khi cỏ dại, côn trùng và mầm bệnh được kiểm soát tích cực thông qua thuốc trừ sâu hóa học. Châu Á chiếm 52,8% lượng sử dụng thuốc trừ sâu trên thế giới, tiếp theo là châu Mỹ (30%), châu Âu (13,7%), châu Phi (2,2%) và cuối cùng là châu Đại Dương (1,3%). Việc sử dụng bừa bãi phân thuốc hóa học trong nông nghiệp đã tác động tiêu cực đến kinh tế, môi trường và sức khỏe, đặc biệt là ở các nước kém phát triển.
✦ Tính bền vững trong nông nghiệp tập trung vào việc duy trì năng suất cây trồng kết hợp với cải thiện độ màu mỡ và khả năng phục hồi của đất. Lựa chọn tốt nhất để đạt được những mục tiêu này là tăng số lượng và chất lượng chất hữu cơ của đất. Cây trồng trên đất chứa hàm lượng mùn thích hợp sẽ cho năng suất cao hơn, khỏe mạnh hơn và ít bị căng thẳng hơn, do đó cho thấy chất lượng dinh dưỡng cao hơn của thực phẩm thu hoạch.
✦ Một trong những lợi ích đáng chú ý của chất hữu cơ là khả năng giúp ngăn chặn sâu bệnh hại trên cây trồng. Việc sử dụng các chất hữu cơ tự nhiên khác nhau đã cho thấy những tác động khác biệt và có giá trị đối với việc kiểm soát sâu bệnh hại cây trồng. Các sản phẩm hữu cơ đã được sử dụng để kiểm soát sinh học các bệnh phát sinh từ đất và đã chứng minh hiệu quả trong việc giảm mức độ nghiêm trọng của các bệnh trên lá do mầm bệnh thực vật gây.

✦ Các chất hữu cơ có thể làm tăng sức đề kháng của cây trồng một cách gián tiếp thông qua vai trò quan trọng của chúng đối với các đặc tính sinh học của đất, cũng như sự phát triển của các cộng đồng vi sinh vật có ích trong đất. Các vi sinh vật đất khác nhau thường được gọi chung là vi khuẩn (PGPR – Plant Growth Promoting Rhizobacteria) và nấm (PGPF – Plant Growth Promoting Fungi) thúc đẩy tăng trưởng thực vật, không chỉ thúc đẩy sự phát triển của thực vật mà còn đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại mầm bệnh.

Soilbiology2

✦ Các vi sinh vật này hoạt động như tuyến phòng thủ đầu tiên. Khi rào cản này bị phá vỡ, mầm bệnh phải đối mặt với các cơ chế bảo vệ do thực vật gây ra. Các vật liệu hữu cơ khác nhau tạo ra khả năng chống chịu của cây trồng và tăng khả năng phục hồi của cây trồng chống lại mầm bệnh.

✦ Khi cây chịu sự tấn công của mầm bệnh, các hormone thực vật như axit salicylic (SA), axit jasmonic (JA) và ethylene (ET) được tổng hợp để hạn chế sự tiến triển của mầm bệnh. Các kích thích tố thực vật này kích thích khả năng miễn dịch của thực vật và sự tích tụ của phytoalexin và các protein liên quan đến sức đề kháng của thực vật đối với mầm bệnh (PR – pathogenesis-related), bao gồm chitinase và β-1,3-glucanase. Hệ thống miễn dịch này dẫn đến sự đề kháng toàn thân, (ISR – induced systemic resistance) hoặc kháng thuốc toàn thân (SAR – systemic acquired resistance). SAR là một cơ chế bảo vệ thực vật bẩm sinh đòi hỏi SA là phân tử tín hiệu và được đặc trưng bởi việc tạo ra các protein đề kháng với mầm bệnh mang lại khả năng bảo vệ lâu dài chống lại nhiều loại vi sinh vật, bằng cách thay đổi hình thái thực vật và giải phẫu. Trái ngược với SAR, ISR là một cơ chế phụ thuộc vào JA và không phụ thuộc vào ET, không tích lũy protein PR, và ít thay đổi về hình thái thực vật. Việc điều chỉnh tích cực các con đường này dẫn đến tăng tích lũy các hợp chất kháng vi sinh vật (phytoalexin) và giúp chống lại mầm bệnh trong đợt tấn công tiếp theo.

✦ Các chất mùn có thể kích hoạt sự phong phú của các vi sinh vật có khả năng tác động lên cả sự phát triển của thực vật và bảo vệ thực vật chống lại gen gây bệnh. Chất mùn bao gồm tới 80% vật liệu hữu cơ trong đất và trầm tích có khả năng phản ứng và động lực học có tầm quan trọng then chốt đối với hoạt động của vi sinh vật và năng suất cây trồng. Axit humic (HA) có khả năng thúc đẩy hoạt động của emzyme PAL (phenylalanine amoniac lyase) và nâng cao nồng độ của các hợp chất phenolic tổng số. Nồng độ cao của phenolic là mấu chốt để bảo vệ thực vật chống lại stress sinh học và phi sinh học. Emzyme PAL giúp tổng hợp SA, sự gia tăng SA giúp kích hoạt phản ứng bảo vệ thực vật như protein đề kháng mầm bệnh. Sử dụng HA không chỉ để kiểm soát tuyến trùng mà còn để kích thích sự phát triển của cây trồng. Sự phong phú của các hormone như auxin, cytokinin và gibberellin trong chất mùn cũng có thể ngăn chặn sự phá hoại của tuyến trùng.

✦ Dấu hiệu chính của việc cải thiện khả năng chống chịu với các nghịch cảnh sinh học là các enzyme phòng thủ, chẳng hạn như β-1,3-glucanase, kinase, phenylalanine amoniac lyase (PAL), peroxidase (POX), polyphenol oxidase (PPO), superoxide dismutase (SOD) và tổng hàm lượng polyphenol (TPC). Các enzyme β-1,3-glucans và chitinase là các protein đề kháng mầm bệnh, phân hủy thành tế bào của mầm bệnh, giải phóng các tế bào phân tử đóng vai trò là chất kích thích trong giai đoạn đầu của quá trình cảm ứng đề kháng liên quan đến quá trình tổng hợp phytoalexin và các hợp chất phenolic. Peroxidase đóng một vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và phát triển của thực vật và có liên quan chặt chẽ đến các cơ chế bảo vệ chống lại mầm bệnh. Polyphenol có nhiều trong các mô bị nhiễm bệnh và có liên quan đến sự phát triển của các rào cản sinh hóa hoặc quá trình lão hóa. PAL là một loại enzyme được các nhà sinh lý học nghiên cứu rộng rãi và xúc tác cho bước đầu tiên trong quá trình sinh tổng hợp phenolic.

➤ Việc sử dụng chất hữu cơ là một chiến lược quan trọng để giảm hóa chất nông nghiệp tổng hợp, cải thiện điều kiện đất và tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây trồng. Chất hữu cơ cũng có thể tạo ra sức đề kháng của thực vật chống lại stress sinh học trong một số trường hợp. tất cả các chất hữu cơ được báo cáo đều cho thấy khả năng ức chế sâu bệnh cao. Hiệu quả phòng trừ nấm bệnh đạt gần 75% và phòng trừ sâu bệnh đạt 67%. Chất humic cho thấy hiệu quả cao nhất là 74% khi so sánh với cả việc kiểm soát bệnh do nấm và vi khuẩn.

Nguồn: Silva và Canellas, 2022. Organic matter in the pest and plant disease control: a meta-analysis. 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.