✦ 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.
✦ 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.
- Chú thích:
- Phytoalexin được tạo ra trong thực vật, cách thức hoạt động giống như chất độc đối với các sinh vật tấn công. Chúng có thể làm thủng thành tế bào, ngăn cản quá trình tăng trưởng, làm gián đoạn quá trình trao đổi chất hoặc ngăn cản sự sinh sản của mầm bệnh.
✦ Dấu hiệu chính của việc cải thiện khả năng chống chịu với stress 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. Enzyme 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.
- Chú thích:
- Polyphenol là một loại hợp chất có trong thực vật, nó có thể hoạt động như chất chống oxi hóa, có nghĩa là nó có thể vô hiệu hóa các gốc tự do có hại gây hại cho tế bào. Polyphenol có hơn 8.000 hợp chất đã được xác định và được chia làm 4 nhóm: flavonoid (chiếm 60%), axit phenolic (chiếm 30%), amit polyphenol và các polyphenol khác.
➤ 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.
