LÝ THUYẾT MÔN CÔNG NGHỆ TRỒNG TRỌT LỚP 10
BÀI 18: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
VI SINH TRONG PHÒNG TRỪ SÂU,
BỆNH HẠI CÂY TRỒNG
I. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI KHUẨN TRỪ SÂU HẠI CÂY TRỒNG
1. Khái niệm
- Chế
phẩm vi khuẩn trừ sâu là sản phẩm chứa vi khuẩn có khả năng gây độc cho
sâu hại, khiến sâu bị yếu, hoạt động chậm và chết.
- Loài
vi khuẩn được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là **Bacillus thuringiensis
(Bt).
- Từ loài vi khuẩn này,
người ta đã sản xuất ra chế phẩm trừ sâu nổi tiếng mang tên chế
phẩm vi khuẩn Bt*.
Ví dụ thực tế: Trên
các ruộng rau cải hữu cơ, nông dân thường phun chế phẩm vi khuẩn Bt để
tiêu diệt sâu tơ. Đây là giải pháp thay thế hoàn hảo cho thuốc trừ sâu hóa học,
giúp rau thu hoạch đảm bảo an toàn tuyệt đối, không chứa dư lượng độc hại cho
người tiêu dùng.
2. Các bước sản xuất chế phẩm vi khuẩn trừ sâu
- Quy
trình sản xuất trải qua 6 bước nghiêm ngặt từ phòng thí nghiệm ra thực địa sản
xuất lớn:
+ Bước 1:
Sản xuất giống vi khuẩn cấp 1 từ giống vi khuẩn thuần chủng ban đầu.
+ Bước 2:
Sản xuất giống vi khuẩn cấp 2 từ giống vi khuẩn cấp 1.
+ Bước 3:
Lên men, tăng sinh khối vi khuẩn trong môi trường thích hợp (bồn lên men công
nghiệp).
+ Bước 4:
Sấy khô và nghiền nhỏ sản phẩm sau khi lên men.
+ Bước 5:
Phối trộn thêm cơ chất, chất phụ gia để tạo ra chế phẩm thương mại hoàn chỉnh.
+ Bước 6: Đóng
gói bao bì đúng quy chuẩn và bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát.
Ví dụ thực tế: Tại các
nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật sinh học, người ta sử dụng các bồn lên
men cơ học khổng lồ (bioreactor) kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ ở mức 28 - 30°C và
cung cấp đầy đủ oxy để vi khuẩn Bt sinh sản nhân khối lượng lên hàng tỷ
lần chỉ trong vài ngày.
3. Tác dụng của chế phẩm vi khuẩn trừ sâu và cách sử dụng
a. Tác dụng của chế phẩm
vi khuẩn trừ sâu
- Vi
khuẩn trong chế phẩm có khả năng tổng hợp các tinh thể protein gây độc
cho sâu non.
- Khi
sâu ăn phải lá cây có dính chế phẩm, tinh thể protein này sẽ hòa tan trong dịch
ruột (môi trường kiềm của ruột sâu), gây tổn thương nghiêm trọng màng ruột, làm
sâu non chán ăn, ngừng ăn và chết sau 2 - 4 ngày.
- Ưu
điểm vượt trội: Cực kỳ ít độc với con người, môi trường và các loài có ích khác
như cá, ong mật,...
Ví dụ thực tế: Khi sâu tơ
ăn phải lá rau có phun vi khuẩn Bt, độc tố làm thủng ruột sâu khiến
chúng bị tê liệt, không thể tiếp tục cắn phá lá rau và chết khô trực tiếp trên
bề mặt lá mà không làm lây lan mầm bệnh độc hại ra môi trường xung quanh.
b. Cách sử dụng chế phẩm
vi khuẩn trừ sâu
- Pha
chế phẩm theo đúng tỉ lệ hướng dẫn của nhà sản xuất.
- Tiến
hành phun hoặc rắc trực tiếp lên những bộ phận cây trồng bị sâu hại tấn công.
- Thời
điểm phun tốt nhất: Khi sâu non mới ở tuổi 1 - 2 (sâu còn nhỏ, cực kỳ nhạy
cảm với độc tố).
- Hiệu
quả cao nhất với các loại sâu như: sâu róm hại thông, sâu tơ hại rau cải, sâu
khoang,...
Ví dụ thực tế: Nông dân
trồng bắp cải thường đi thăm đồng vào sáng sớm để phát hiện lứa sâu tơ non vừa
mới nở từ trứng. Họ sẽ chọn phun chế phẩm Bt vào buổi chiều mát để tránh
ánh nắng gắt làm phân hủy độc tố protein của vi khuẩn, giúp diệt sâu hiệu quả
nhất.
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VIRUS TRỪ SÂU HẠI CÂY TRỒNG
1. Khái niệm
- Chế
phẩm virus trừ sâu là sản phẩm chứa các virus gây bệnh chuyên tính cho
sâu, khiến chúng bị suy yếu, di chuyển chậm và chết nhanh chóng.
- Nhóm virus phổ biến và được ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay là virus nhân đa diện (NPV).
Ví dụ thực tế: Chế phẩm
NPV chuyên biệt được sản xuất để phun cho các đồng bông vải, giúp khống chế dịch
sâu xanh hại quả bông cực kỳ hiệu quả mà không làm suy giảm chất lượng xơ bông.
2. Các bước sản xuất chế phẩm virus trừ sâu
- Do
virus là ký sinh bắt buộc, quy trình sản xuất buộc phải sử dụng vật chủ sống
(sâu non):
+ Bước 1:
Chuẩn bị giống virus thuần chủng và nhân nuôi một lượng lớn vật chủ (sâu non).
+ Bước 2:
Lây nhiễm virus định lượng trực tiếp lên cơ thể vật chủ.
+ Bước 3:
Tiếp tục nuôi dưỡng vật chủ để virus nhân lên mạnh mẽ bên trong tế bào sâu, tạo
sinh khối lớn.
+ Bước 4:
Thu gom sâu bệnh, tiến hành nghiền nhỏ, lọc sạch và ly tâm để thu lấy dịch chiết
chứa virus nguyên chất.
+ Bước 5:
Phối trộn dịch virus với cơ chất và các phụ gia bảo quản.
+ Bước 6:
Đóng gói thành phẩm và bảo quản trong điều kiện mát mẻ.
Ví dụ thực tế: Trong
phòng thí nghiệm sinh học, kỹ thuật viên nuôi hàng vạn con sâu xanh trong các hộp
nhựa sạch bằng thức ăn nhân tạo, sau đó phun sương dung dịch virus NPV lên thức
ăn để bắt buộc sâu ăn vào và nhiễm bệnh đồng loạt.
3. Tác dụng của chế phẩm virus trừ sâu và cách sử dụng
a. Tác dụng của chế phẩm
virus trừ sâu
- Virus
NPV sau khi vào cơ thể sâu sẽ nhân lên cực kỳ nhanh chóng bên trong tế bào, phá
hủy hệ thống cơ quan nội tạng và làm rối loạn nghiêm trọng quá trình trao đổi
chất.
- Sâu
non ngừng ăn, cơ thể bị nhão ra, mềm nhũn, treo ngược đầu hướng xuống đất
trên cành cây và chết sau khoảng 2 - 5 ngày.
- Hoàn
toàn an toàn, không gây độc cho con người, vật nuôi và hệ sinh thái xung quanh.
Ví dụ thực tế: Đi thăm vườn
cam thấy những con sâu vẽ bùa bị đen xỉn, cơ thể lỏng lẻo như túi nước treo ngược
cành và rỉ dịch lỏng màu nâu đen, đó chính là biểu hiện đặc trưng khi sâu bị
tiêu diệt bởi virus NPV.
b. Cách sử dụng chế phẩm
virus trừ sâu
- Phun
trực tiếp dung dịch chế phẩm lên tán lá cây trồng có sâu hại bám vào.
- Khi
những con sâu bị nhiễm virus chết, cơ thể chúng bị vỡ ra, giải phóng hàng triệu
hạt virus mới phát tán rộng rãi ra môi trường xung quanh nhờ gió và nước mưa,
tiếp tục lây nhiễm tự nhiên cho các thế hệ sâu tiếp theo.
Ví dụ thực tế: Chỉ cần một
vài con sâu xanh trên ruộng đậu tương bị nhiễm virus NPV chết đi, dịch cơ thể
chứa virus của chúng vỡ ra bám vào lá, các con sâu lành bò qua ăn phải sẽ tiếp
tục bị nhiễm bệnh. Điều này tạo ra một "trận dịch" tự nhiên liên hoàn
tiêu diệt cả đàn sâu mà nông dân không cần tốn công phun thuốc nhiều lần.
III. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM NẤM TRỪ SÂU, BỆNH HẠI CÂY TRỒNG
1. Khái niệm
- Chế phẩm nấm trừ sâu: Là
sản phẩm chứa các loài nấm ký sinh gây bệnh chuyên biệt cho côn trùng, sâu hại
(ví dụ: nấm trắng Beauveria bassiana, nấm xanh Metarhizium anisopliae,
nấm bột Nomuraea rileyi,...).
- Chế phẩm nấm trừ bệnh:
Là sản phẩm chứa các loài nấm đối kháng mạnh mẽ, có khả năng cạnh tranh dinh dưỡng,
không gian sống hoặc tiết ra các chất kháng sinh tự nhiên tiêu diệt nấm gây bệnh
cho cây (phổ biến nhất là nấm đối kháng Trichoderma).
Ví dụ thực tế: Người nông
dân thường mua các gói bột nấm đối kháng Trichoderma trộn chung với phân
chuồng hoai mục để bón lót vào hố trồng cây ăn quả (bưởi, cam, sầu riêng) nhằm
tiêu diệt các loại nấm gây thối rễ, lở cổ rễ tiềm ẩn trong đất.
2. Các bước sản xuất chế phẩm nấm trừ sâu, bệnh
- Quy
trình gồm 6 bước tương tự sản xuất vi khuẩn:
+ Bước 1:
Sản xuất giống nấm cấp 1 từ nguồn nấm thuần chủng chọn lọc.
+ Bước 2:
Sản xuất giống nấm cấp 2 từ nguồn giống nấm cấp 1.
+ Bước 3:
Lên men, tăng nhanh sinh khối nấm trong môi trường tối ưu (giá thể bán rắn hoặc
lỏng).
+ Bước 4: Sấy
khô sinh khối nấm để thu hoạch bào tử.
+ Bước 5:
Phối trộn bào tử nấm với cơ chất mang và phụ gia bám dính.
+ Bước 6:
Đóng gói bao bì kín và bảo quản bảo đảm chất lượng bào tử.
Ví dụ thực tế: Bào tử nấm
Trichoderma thường được nhân nuôi trên giá thể hạt gạo hoặc xơ dừa ẩm
trong điều kiện vô trùng. Khi nấm mọc đầy bào tử màu xanh đậm, toàn bộ giá thể
được sấy lạnh để giữ nguyên hoạt tính của bào tử trước khi nghiền thành dạng bột
mịn đóng gói.
3. Tác dụng của chế phẩm nấm trừ sâu, bệnh và cách sử dụng
a. Tác dụng của chế phẩm
nấm trừ sâu, bệnh
- Đối với sâu hại:
Bào tử nấm bám vào da sâu, nảy mầm đâm xuyên qua lớp vỏ kitin vào khoang cơ thể,
hút chất dinh dưỡng và sinh độc tố làm sâu yếu, ngừng ăn và chết sau 2 - 7
ngày. Khi chết, xác sâu cứng đơ như khúc gỗ và bị bao phủ bởi lớp sợi nấm,
bào tử nấm có màu trắng, xanh hoặc hồng tùy chủng nấm ký sinh.
- Đối với bệnh hại: Nấm
đối kháng chủ động tranh giành nguồn thức ăn và không gian sống với nấm bệnh; đồng
thời tiết ra enzyme phân hủy vách tế bào hoặc tiết chất kháng sinh kìm hãm,
tiêu diệt hoàn toàn tác nhân gây bệnh hại cây trồng.
Ví dụ thực tế: Sâu róm bị
nhiễm nấm trắng Beauveria sau khi chết sẽ cứng đờ lại như một cục phấn
trắng tinh bám chặt trên thân cây. Lớp phấn trắng này chính là hàng triệu bào tử
nấm sẵn sàng bay theo gió lây nhiễm cho những con sâu khác trong vườn.
b. Cách sử dụng chế phẩm
nấm trừ sâu, bệnh
- Chế phẩm nấm trừ sâu:
Phun trực tiếp lên cây trồng hoặc trộn đều với phân hữu cơ rải quanh vùng gốc
cây, xới đất lấp nhẹ để diệt trừ các loài sâu hại dưới đất như sùng đất, bọ
hung hại mía, rầy nâu hại lúa,...
- Chế phẩm nấm trừ bệnh:
Dùng bón lót trực tiếp vào đất trồng hoặc hòa nước tưới gốc định kỳ để phòng ngừa
bệnh chết yểu, lở cổ rễ ở cây cà chua, khoai tây, bệnh chết nhanh chết chậm ở
cây hồ tiêu,...
Ví dụ thực tế: Để trị
sùng đất phá hoại rễ cây ăn quả, nông dân xới nhẹ đất xung quanh hình chiếu tán
cây, rắc nấm xanh Metarhizium đã trộn sẵn với phân chuồng hoai mục rồi lấp
đất lại để giữ ẩm, giúp bào tử nấm nảy mầm bám vào diệt sùng dưới lòng đất.
IV. BẢNG SO SÁNH BA LOẠI CHẾ PHẨM VI SINH PHÒNG TRỪ SÂU, BỆNH HẠI
|
Đặc điểm so sánh |
Chế phẩm vi khuẩn (Bt) |
Chế phẩm virus (NPV) |
Chế phẩm nấm (Nấm xanh, nấm trắng, Trichoderma) |
|
Thành phần chính |
Vi khuẩn Bacillus thuringiensis và độc tố
protein của nó. |
Virus nhân đa diện (NPV) gây bệnh chuyên tính. |
Bào tử nấm ký sinh (Beauveria, Metarhizium) hoặc
nấm đối kháng (Trichoderma). |
|
Cơ chế tác động |
Tiết tinh thể protein gây độc, phá hủy lớp màng ruột giữa của
sâu. |
Xâm nhập vào tế bào vật chủ, nhân lên phá hủy nội tạng sâu. |
Bào tử nấm nảy mầm đâm xuyên qua da sâu, tiết độc tố hoặc cạnh
tranh dinh dưỡng với nấm bệnh. |
|
Triệu chứng ở sâu |
Sâu ngừng ăn, cơ thể thâm đen lại, chết khô trực tiếp trên lá cây
(sau 2 - 4 ngày). |
Sâu mềm nhũn, cơ thể hóa lỏng rỉ nước đen, treo ngược đầu trên
cành (sau 2 - 5 ngày). |
Sâu cứng đơ như xác ướp, toàn thân bị bao phủ bởi lớp bào tử nấm
màu trắng/xanh (sau 2 - 7 ngày). |
|
Đối tượng phòng trừ |
Sâu tơ, sâu róm, sâu khoang, sâu hại rau màu... |
Sâu xanh hại quả bông, sâu róm thông, sâu thuốc lá... |
Rầy nâu, bọ hung, sùng đất, tuyến trùng, nấm gây thối rễ... |