Triển vọng sử dụng sản phẩm chiết xuất từ thực vật để phòng trừ tuyến trùng Meloidogyne spp. gây hại cây trồng

KS. Trần Thị Thường và TS. Nguyễn Xuân Hòa

 Bộ môn Hệ thống Nông nghiệp

     1. Đặt vấn đề

     Tuyến trùng ký sinh thực vật nói chung và Meloidogyne spp. nói riêng là đối tượng gây hại chính và nguy hiểm hiện nay đối với các loại cây trồng. Có nhiều biện pháp phòng trừ khác nhau, trong đó biện pháp hóa học vẫn là biện pháp chính. Tuy nhiên việc lạm dụng thuốc hóa học đã để lại nhiều hệ lụy như: làm ô nhiễm môi trường, có thể gây nên sự bùng phát dịch hại và tính kháng thuốc. Trong xu hướng phát triển nền nông nghiệp bền vững, việc nghiên cứu, ứng dụng các biện pháp sinh học vào sản xuất đã và đang được chú trọng nghiên cứu và đưa vào ứng dụng. Đặc biệt, trong những năm gần đây sử dụng chiết xuất từ thực vật là một trong các biện pháp đánh giá có hiệu quả và có triển vọng lớn trong phòng trừ tuyến trùng. Kết quả các nghiên cứu cho thấy các loại thảo dược như Cây dã quỳ, cúc vạn thọ, quế, cây xoan, sả … chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học là tiềm năng phòng trừ tuyến trùng Meloidogyne spp. cao.

     2. Kết quả nghiên cứu ứng dụng chiết xuất thực vật trong phòng trừ tuyến trùng Meloidogyne spp.

     Hàng trăm năm nay người Ấn Độ đã biết sử dụng cây Neem (Azadirachta indica) như là một loại thuốc trừ sâu bệnh sinh học hữu hiệu. Những nghiên cứu về từng phần của cây Neem đều ngăn chặn sự phát triển của tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne trên cà chua (Siddiqui and Alam, 2001). Bánh Neem là độc tố đối với tuyến trùng ký sinh thực vật nhưng lại không có tác dụng đối với vi sinh vật sống tự do trong đất (Riga and Lazarovits, 2001). Trong nhà kính, xử lý 1% bánh Neem có thể làm giảm 67% – 90% tuyến trùng Meloidogyne hapla (Abbasi và cộng sự, 2005). Chiết xuất từ cây neem có tác dụng kiểm soát tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne spp. cao nhất trong phòng thí nghiệm bằng cách ức chế trứng nở. Hiệu lực tăng dần khi tăng nồng độ của của dịch chiết và đạt cao nhất ở nồng độ 4000 ppm. (Sanaa A Haroon và cộng sự 2018)

     Chiết xuất từ cây ​​thuốc lá ( Nicotiana tabacum L), đinh hương ( Syzygium aromaticum L), trầu không (Piper betle L.) đạt hiệu quả kiểm soát tuyến trùng Meloidogyne incognita rất cao (> 80%), với LC 50 thấp hơn 5 – 10 lần so với LC 50 của thuốc trừ sâu tổng hợp chlorpyrifos, carbosulfan và deltamethrin (Wiratno và cộng sự 2009).

    Dịch chiết xuất vỏ cây quế (Cinnamomum cassia hay Cinnamomum aromaticum) làm giảm mật số tuyến trùng trong rễ và tỷ lệ nốt sưng rễ cây dưa chuột có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (Nguyen và cộng sự, 2011). Hợp chất Cinnamyl acetate được chiết xuất từ vỏ cây quế làm ức chế hoạt động của ấu trùng tuổi 2 và khả năng nở trứng của tuyến trùng Meloidogyne incognita (Nguyen và cộng sự, 2012).

     Chiết xuất của bốn loài thực vật Azadirachta indica (neem), Withania omnifera (sâm ấn độ), Tagetes arecta (cúc vạn thọ) và cây bạch đàn có khả năng kiểm soát tuyến trùng Meloidogyne incognita gây hại đu đủ ngoài đồng ruộng . Kết quả cho thấy số lượng ấu trùng  Meloidogyne incognita, số lượng nốt sưng và số lượng trứng trên mỗi gốc cây con thí nghiệm đều giảm đáng kể ở tất cả các công thức xử lý chiết xuất so với đối chứng. (Khan và cộng sự, 2008).

     Chiết xuất của các loại cây dầu mè (Jatropha curcas), Parkia biglobosas, Newbouldia laevis, Ficus exasperata và cây muồng trâu (Cassia alata) kiểm soát  được sự hình thành nốt sưng trong rễ cây đậu xanh và giúp cây sinh trưởng tốt hơn và khác biệt so với đối chứng (P < 0,05) khi chủng 1000 ấu trùng Meloidogyne incognita tại Đại Học Nigeria, Nsukka ở Nigeria (Ugwuoke và cộng sự 2011).

     Khi trồng cây cà chua 4 tuần tuổi xen với cúc vạn thọ (Tagetes arecta) và cây muồng Ấn Độ (Crotalaria Juncea) được chủng 5000 con tuyến trùng nhưng cây vẫn sinh trưởng, phát triển bình thường và không có biểu hiện của cây bị nhiễm tuyến trùng (Bello và cộng sự 2014).

     Dã quỳ (Tithonia dirersifolia) là cây đối kháng với tuyến trùng Meloidogyne incognita, P. brachyurus, H. multicintusR. reniformis. Loài cây này đã làm giảm mật số tuyến trùng Meloidogyne incognita trong mẫu rễ của cà chua tương ứng 86% so với đối chứng trên thí nghiệm trồng xen cây dã quỳ và cà chua ngoài đồng ruộng tại Ấn Độ (Osei và cộng sự, 2011).

     Đánh giá hiệu quả kiểm soát tuyến trùng Meloidogyne incognita gây hại cà chua của tinh dầu chiết xuất từ sả (Cymbopogon citratus ) và (Cymbopogon martini) cho thấy: dịch chiết có hiệu lực gây chết cao nhất ở liều 500 ppm và đạt 89% và 80% tương ứng tại 12 giờ tiếp xúc. Cả hai loại tinh dầu đều làm giảm hơn 50% trong việc kiểm soát trứng nở. Khi ngâm gốc cây giống cà chua với dung dịch tinh dầu C. citratus và C. martini đã có tác dụng làm giảm đáng kể tổng số nốt sưng trên mỗi cây, tỷ lệ diện tích bị hại và mật số truyến trùng trong đất so với đối chứng. Số lượng Meloidogyne trong nốt sưng ở cây cà chua xử lý C. citratus với liều 500 ppm cũng khác biệt đáng kể so với carbosulfan (Patidar và cộng sự 2016). Chiết xuất từ ​​lá và rễ của cây sả (Cymbopogon citratus) với nồng độ 20%, 35% và 50% cho hiệu quả kiểm soát mật số tuyến trùng Meloidogyne javanica trong đất và rễ của rau chi sâm mùng tơi (Talinum triangulare) cao hơn so với carbofuran (Nwauzoma, 2017).

   Nghiên cứu thử nghiệm chiết xuất vỏ quế phòng trừ tuyến trùng Meloidogyne spp. gây hại trên cây hồ tiêu bước đầu cho kết quả khá triển vọng, cụ thể: Trong phòng thí nghiệm, nồng độ dịch chiết xuất vỏ quế 0,02 – 0,04% phòng trừ hiệu quả 100% Meloidogyne spp. sau 40 phút xử lý. Trong nhà lưới sau 4 tuần xử lý với nồng độ dịch chiết xuất vỏ quế 0,04%, mật số tuyến trùng Meloidogyne spp. trong rễ giảm 76% và trong đất giảm trên 95% (Cù Thị Dần và cộng sự 2015). Dịch chiết dã quỳ sử dụng dung môi Ethanol 80% nồng độ 400 ppm có hiệu lực gây chết tuyến trùng Meloidogyne incognita trên 80% trong phòng thí nghiệm (Nguyễn Xuân Hòa và cộng sự 2017).

     Công ty cổ phần Phân bón và Dịch vụ tổng hợp Bình Định (Biffa) đã nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm thành công dấm gỗ sinh học Biffa có nguồn gốc từ gỗ cây bạch đàn trồng. Kết quả đánh giá của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên cho thấy: sử dụng Biffa 3% – 4% cho hiệu quả tiêu diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita tốt nhất trong điều kiện phòng thí nghiệm với tỷ lệ chết trên 90% tại thời điểm 24 giờ sau xử lý. Thử nghiệm ngoài đồng ruộng cho hiệu lực phòng trừ tốt nhất (65,31%) sau 60 ngày (Nguyễn Thị Thiên Trang và cộng sự 2019).

     3. Kết luận

     Chế phẩm, chiết xuất thực vật là một trong các biện pháp có hiệu quả và triển vọng trong phòng trừ tuyến trùng Meloidogyne spp. . Hiện nay trên thế giới có rất nhiều loại cây được sử dụng chiết xuất để phòng trừ tuyến trùng có hiệu quả cao như neem Azadirachta indica, dã quỳ (Tithonia dirersifolia); cây quế (Cinnamomum cassia hay Cinnamomum aromaticum); s ( Cymbopogon citratrus); dầu mè (Jatropha curcas); cây muồng ấn độ (Crotalaria Juncea); cây ​​thuốc lá (Nicotiana tabacum L), đinh hương (yzygium aromaticum L), trầu không (Piper betle L.) … Tại Việt Nam, kết quả nghiên cứu bước đầu trên cây quế, dã quỳ, cúc vạn thọ, cây bạch đàn có hiệu quả khá cao. Tuy nhiên nghiên cứu sản xuất thuốc phòng trừ tuyến trùng thảo mộc chủ yếu vẫn dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm và thử nghiệm nhà lưới, rất ít sản phẩm được sản xuất thành thương phẩm và sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Vì vậy phát triển chế phẩm thảo mộc phòng trừ tuyến trùng nói chung và Meloidogyne spp. nói riêng là hướng đi đúng đắn và có triển vọng lớn cần tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng góp phần phát triển nông nghiệp xanh bền vững và hiệu quả.

      TÀI LIỆU THAM KHẢO

     1. Cù Thị Dần, Trần Ngô Tuyết Vân, Nguyễn Hồng Phong, Lê Đăng Khoa (2015). Nghiên cứu thử nghiệm hoạt tính chiết xuất vỏ quế phòng trừ tuyến trùng và nấm gây hại cà phê và hồ tiêu. Báo cáo nhiệm vụ cấp cơ sở tại Viện KHKT NLN Tây Nguyên.

     2. Nguyễn Xuân Hòa, Cù Thị Dần, Nguyễn Hồng Phong, 2017. Hiệu quả của chất chiết xuất thô từ cây dã quỳ (Tithonia diversifolia) kháng tuyến trùng và nấm bệnh gây hại cây cà phê. Tạp chí khoa học Công nghệ nông nghiệp Việt Nam, Số 9 (82).

     3. Nguyễn Thị Thiên Trang, Nguyễn Xuân Hòa, Lê Thị Cẩm Nhung, 2019. Triển vọng của giấm gỗ sinh học phòng trừ tuyến trùng gây bệnh chết chậm hồ tiêu. Tạp chí khoa học Công nghệ nông nghiệp Việt Nam, Số 1 (98).

     4. Abbasi, P.A., Riga, E., Coon, K.L., & Lazarovits G., 2005. Toxicity and disease suppressive effects of neem cake soil amendment against plant parasitic nematodes and soilborne plant pathogens. Canadian Journal of Plant Pathology, 27, 38 – 45.

       5. Bello, T., Tesleem B., Fawole A.C.C., 2014. Management of Root-Knot Nematodes (Meloidogyne spp.) on Tomato using Antagonistic Plants. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare, ISSN 2224-3208 (Paper).

     6. Khan, M.; Sayed, Shaukat, S.S. and Handoo, Z.A., 2008. Efficacy of four plant extracts on nematodes associated with papaya in sindh, pakistan, Nematol. medit. (2008), 36: 93-98.

     7. Nwauzoma, A. B., Adeleke, M.T.V., 2017. Effect of Some Plant Extracts on the Nematode Population and Yield Parameters of Waterleaf (Talinum triangulare L.) (Jacq.) Willd. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare, ISSN 2224-3208 (Paper).

     8. Nguyen D.M.C., Seo D.J., Kim K.Y., Kim T.H., Jung W.J.. (2012). Nematode-antagonistic effects of Cinnamomum aromaticum extracts and a purified compound against Meloidogyne incognita. Nematology 14 (8): 913 – 924.

     9. Nguyen D. M. C., Seo D. J, Park R. D., Lee B. R., Jung W. J., 2011. Changes in antioxidative enzyme activities in cucumber plants with regard to biological control of root-knot nematode, Meloidogyne incognita with Cinnamomum cassia crude extracts. Journal of the Korean Society Applied Biological Chemistry. 54 (4): 507 – 514.

     10. Osei, K., Moss, R., Nafeo, A., Addico, R., Agyemang, A., Danso, Y., and Asante, J.S., 2011. Management of plant parasitic nematodes with antagonistic plants in the forest-savanna transitional zone of Ghana. Journal of Applied Biosciences. 37: 2491 – 2495

    11. Patidar, R.K. và cộng sự 2016. Effect of essential oils on mortality, hatching and multiplication of root – knot nematode, Meloidogyne incognita and its Impact on plant growth parameters, International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology.

     12. Siddiqui, M.A. and Alam, M.M., 2001. Neem allelopathy and the root – knot nematode, Integrated Pest Management, Practitioner, U.S.A., 23: 9 – 11.

     13. Sanaa A Haroon, Baraa AA Hassan, Fatma MI Hamad, Mostafa M Rady. The efficiency of some natural alternatives in root – knot nematode control. Research Article, Volume 8 Issue 4 – 2018.

     14. Ugwuoke, K.i., Ukwueze, b.o.  and Ogwulumba, s.i.. Powdery leaf extracts for control of root knot nematode in african yam bean. African Crop Science Journal, Vol. 19, No. 2, pp. 131 – 136.

     15. Wiratno, Taniwiryono, D., Van den Berg, H., Riksen, J.A.G., Rietjens, S.R. Djiwanti, I.M.C.M.,  Kammenga, J.E. and Murk, A.J.. Nematicidal Activity of Plant Extracts Against the Root – Knot Nematode, Meloidogyne incognita, the Open Natural Products Journal, 2009, 2, 77 – 85.