Giới thiệu chung
- Thuốc BVTV sinh học vi sinh là gì?
- Chúng hoạt động ra sao: cơ chế tác động
- Ưu điểm và tác động của chúng đến nông nghiệp bền vững
- Các loại thuốc BVTV sinh học vi sinh
- Chúng được áp dụng như thế nào?
- Thu hẹp khoảng cách: Thuốc BVTV sinh học vi sinh và nông nghiệp bền vững
- Những thách thức và triển vọng tương lai của thuốc BVTV sinh học
Thuốc BVTV sinh học vi sinh là gì?
Thuốc BVTV sinh học vi sinh, hay vi sinh vật, là các sản phẩm kiểm soát sinh học có chứa các sinh vật sống siêu nhỏ (hoặc sản phẩm phụ của chúng) làm thành phần hoạt chất chính.
Việc sử dụng thuốc BVTV sinh học vi sinh cũng tương tự như các sản phẩm kiểm soát dịch hại khác - chẳng hạn như bằng bình phun, xử lý đất hoặc trên tán lá, v.v. Chúng đặc biệt hiệu quả trong việc kiểm soát sâu bệnh và ít tác hại hơn việc sử dụng các thuốc BVTV hóa học tổng hợp.
Một số ví dụ về thuốc BVTV vi sinh như:
- BETK-03®(BETK-03® CL, BETK-03® PE)
- Serenade® (BR)
- BioCeres EC®(US, CA)
- Attracap® (DE)
- Capex® (FR, GB)
- Nexy® (FR, US)
- V10® (DE, GB, CA, ES)
Thuốc BVTV sinh học vi sinh chỉ là một loại tác nhân kiểm soát sinh học. Có nhiều những loại khác, chẳng hạn như:
Thuốc BVTV sinh học vi sinh thường sản xuất từ (có chứa) virus, vi khuẩn hoặc nấm, nhưng chúng cũng có thể chứa oomycetes hoặc tảo.
Chúng ta có thể tách vi sinh vật thành hai nhóm dựa trên chức năng của chúng:
- đối kháng vi sinh vật – vi sinh vật kiểm soát tác nhân gây bệnh, bao gồm cả tuyến trùng ký sinh
- vi sinh vật gây bệnh côn trùng - vi sinh vật kiểm soát côn trùng gây hại
Chúng hoạt động ra sao: cơ chế tác động
Mỗi loại thuốc BVTV sinh học vi sinh có phương thức hoạt động cụ thể và thường có tác động vào một hoặc một phạm vi nhỏ các loài sâu, bệnh gây hại. Hiệu quả và cơ chế hoạt động của một vi sinh vật phụ thuộc vào loài gây hại hoặc sâu bệnh mục tiêu cũng như vi sinh vật có trong sản phẩm. Ngoài ra, còn có cả cơ chế tác động trực tiếp và gián tiếp mà các loại thuốc BVTV sinh học này sản sinh ra nhằm ngăn chặn sâu bệnh.
Cơ chế trực tiếp
Một số loại thuốc BVTV sinh học vi sinh trực tiếp tiêu diệt hoặc ức chế sâu, bệnh, ví dụ:
- Vi khuẩn gây bệnh côn trùng có thể hoạt động chống lại côn trùng và nhện. Thông thường, vật chủ côn trùng bị nhiễm bệnh khi ăn (nuốt phải) vi khuẩn hoặc do sự xâm nhập của vi khuẩn qua da (lớp biểu bì) của chúng. Côn trùng có thể chết do nhiễm trùng trực tiếp hoặc từ độc tố của vi khuẩn tiết ra.
- Vi sinh vật đối kháng tương tác với tác nhân gây bệnh thực vật, cả trên và dưới mặt đất, cũng có các phương thức tác động trực tiếp:
- Ký sinh trùng: Sinh vật đối kháng “ăn” các tác nhân gây bệnh. Ví dụ, một số loại nấm có thể lấy chất dinh dưỡng từ các loại nấm khác và do đó kìm hãm được sự phát triển của bệnh.
- Kháng sinh (Hoặc tiết ra các chất ức chế): các hợp chất ức chế do sinh vật đối kháng sản sinh ra làm hạn chế hoặc làm giảm hoạt động và phát triển của tác nhân gây bệnh.
Cơ chế gián tiếp
Ở đây đề cập đến các cơ chế hoạt động mà qua đó thuốc BVTV sinh học không trực tiếp tiêu diệt hoặc ức chế sâu bệnh mà thay vào đó chúng tạo ra các điều kiện bất thuận làm giảm khả năng phát triển của sâu bệnh.
Vi sinh vật đối kháng có thể gián tiếp kiểm soát tác nhân gây bệnh một cách gián tiếp thông qua hai phương thức chính như sau:
- Cạnh tranh (Hoặc cạnh tranh loại trừ): sinh vật đối kháng có thể cạnh tranh với tác nhân gây bệnh cây trồng để giành thức ăn hoặc không gian, cuối cùng chúng vượt trội hơn. Điều này có tác dụng hiệu quả chống lại tác nhân gây bệnh như các loài nấm tấn công vùng rễ.
- Kích hoạt tính kháng của cây trồng: vi sinh vật đối kháng có thể làm tăng tính kháng bệnh của cây. Để kích hoạt được tính kháng của cây vi sinh vật đối kháng phải được sử dụng trước khi phát hiện bệnh. Ví dụ như sử dụng sản phẩm để xử lý hạt giống.
Ưu điểm và tác động của chúng đến nông nghiệp bền vững
Thuốc BVTV sinh học vi sinh có nhiều lợi ích ngoài việc kiểm soát sâu bệnh hiệu quả.
Bao gồm:
- Chúng để lại ít dư lượng hoặc không có dư lượng độc hại
- Chúng phân hủy nhanh chóng
- Nhiều loại thuốc BVTV sinh học có khoảng thời gian tái nhập (được đi vào khu vực phun thuốc) (REI) và thời gian cách ly (PHI) bằng không hoặc thấp
- Chúng có các cơ chế hoạt động phức tạp khiến sâu bệnh khó phát triển khả năng kháng thuốc
- Chúng có hoạt tính đặc hiệu và nhắm mục tiêu vào một hoặc một phạm vi nhỏ các loài gây hại
- Chúng tương thích với hầu hết các sản phẩm sinh học và thuốc BVTV tổng hợp và do đó có thể được kết hợp trong các chương trình Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM).
Không giống như thuốc BVTV hóa học tổng hợp, thuốc BVTV sinh học vi sinh ít gây hại cho môi trường hơn và đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp bền vững. Chúng có thể bảo vệ đa dạng sinh học, sức khỏe đất và chất lượng nước đồng thời kiểm soát sâu bệnh một cách hiệu quả. Khi được kết hợp với các chương trình IPM, các loại thuốc BVTV sinh học này làm giảm nhu cầu sử dụng hóa chất và tăng năng suất cây trồng. Do đó, thuốc BVTV sinh học vi sinh có thể thúc đẩy một hệ sinh thái cân bằng và khỏe mạnh, cuối cùng là thúc đẩy nền nông nghiệp bền vững.
Các loại thuốc BVTV sinh học vi sinh
Thuốc BVTV sinh học từ (có chứa) vi khuẩn
Thuốc BVTV sinh học từ vi khuẩn là dạng phổ biến và được sử dụng nhiều nhất trong kiểm soát sinh học. Hầu hết các sản phẩm này là thuốc trừ sâu, nghĩa là chúng chống lại các loài côn trùng gây hại như bướm đêm, sâu bướm, bọ cánh cứng và ruồi.
Vi khuẩn gây bệnh côn trùng
Thuốc BVTV sinh học từ (có chứa) vi khuẩn thường được phun rải trực tiếp lên cây trồng. Sau khi bị côn trùng gây hại ăn phải, nó sẽ xâm nhiễm vật chủ. Vi khuẩn giải phóng độc tố bên trong côn trùng tấn công tế bào ruột, làm thủng ruột côn trùng. Côn trùng sẽ chết trong vòng một vài ngày.
Các loại thuốc trừ sâu sinh học gây bệnh cho côn trùng phổ biến có chứa vi khuẩn thuộc chi Bacillus.
- Ví dụ: BETK-03® (CL, PE) là một loại bột dễ thấm nước có chứa vi khuẩn từ loài Bacillus thuringiensis (var. Kurstaki). Bột được trộn với nước và phun lên tán lá bị sâu tấn công. Sản phẩm này nhắm vào sâu bướm và bướm đêm (Lepidopteran), bao gồm cả sâu đục lá cà chua (Sâu đục lá cà chua Nam Mỹ (Tuta absoluta)), sâu đục quả (Cydia molesta) và sâu đục quả táo (Cydia pomonella). Khi sâu bướm ăn phải sản phẩm, vi khuẩn sẽ tác động lên ruột của côn trùng và làm chúng bị tê liệt. Sâu bướm không thể tiếp tục ăn được nữa và cuối cùng chết.
Vi khuẩn đối kháng
Vi khuẩn Bacillus cũng phổ biến trong các sản phẩm phòng trừ sâu bệnh trong đất và trên lá (qua lá). Chúng bao gồm cả tuyến trùng ký sinh. Chúng có thể ngăn ngừa và kiểm soát nhiều loại sâu bệnh thông qua nhiều cơ chế khác nhau, chẳng hạn như cạnh tranh và kháng sinh.
- Ví dụ, Serenade® (BR) là thuốc trừ sâu sinh học có chứa các loài vi khuẩn Bacillus subtilis. Nó hạn chế sự phát triển của nhiều loại bệnh lây qua lá, chẳng hạn như bệnh phấn trắng, bệnh sương mai, bệnh do nấm botrytis và nhiều bệnh khác. Nó có cơ chế kháng sinh, nghĩa là vi khuẩn tạo ra các hợp chất ức chế nhằm hạn chế sự phát triển của tác nhân gây bệnh.
Thuốc BVTV sinh học từ (có chứa) nấm
Nấm ký sinh côn trùng
Nấm ký sinh côn trùng xâm nhập vào cơ thể côn trùng gây hại khi chúng tiếp xúc. Nấm nhân lên bên trong cơ thể và làm tê liệt côn trùng thông qua chất độc do nấm tạo ra và cuối cùng giết chết nó. Bốn chi phổ biến trong số các loại nấm gây bệnh côn trùng là: Beauvaria, Isaria, Metarhizium và Paecilomyces.
- BioCeres EC®(US, CA) là một loại thuốc BVTV sinh học có chứa bào tử của nấm Beauvaria bassiana . Nó có thể xâm nhiễm các loài gây hại như bọ phấn trắng, bọ trĩ và rệp. Sau khi phun lên côn trùng, nấm sẽ xâm nhiễm vào và có thể gây tử vong cho côn trùng sau vài ngày.
- Attracap® (DE) là chế phẩm nấm ký sinh giun dây (ấu trùng của bọ bổ củi) gây hại cây khoai tây. Sản phẩm này ở dạng hạt có chứa bào tử nấm Metarhizium brunneum. Các hạt thuốc ở trong đất thu hút giun dây. Khi giun dây chạm tới các hạt này, chúng sẽ xâm nhiễm và gây chết trong vòng vài ngày.
Nấm đối kháng
Nhiều sản phẩm nấm đối kháng có chứa nấm từ chi Trichoderma spp.. Chúng có tác dụng chống lại các tác nhân gây bệnh ở rễ như nấm Fusarium thối rễ và bệnh phấn trắng.
Một số sản phẩm như Nexy® (FR, US) chứa các loại nấm men sẽ cạnh tranh chất dinh dưỡng với các tác nhân gây bệnh. Nó có hoạt tính chống lại bệnh mốc xám (botrytis spp.) hoặc một số loài gây bệnh như Penicillium .
Afla-Guard GR® (Mỹ) là một thuốc BVTV sinh học có khả năng cạnh tranh và kiểm soát một loại nấm bệnh hại ngô.
Thuốc BVTV sinh học từ (có chứa) virus
Virus gây bệnh cho côn trùng
Khi virus xâm nhập được vào cơ thể của côn trùng cùng với thức ăn đã bị nhiễm, phun (hoặc xử lý) với virus chúng sẽ gây bệnh cho côn trùng. Virus theo thức ăn đi vào ruột côn trùng, nhân lên và phát tán trong cơ thể, côn trùng sẽ chết sau vài ngày. Sau khi côn trùng chết, cơ thể của nó sẽ vỡ ra và giải phóng virus ra môi trường, có thể lây nhiễm sang vật chủ mới.
Thuốc BVTV sinh học virus thường chứa baculovirus. Virus đa nhân diện (NPV) và Granulovirus (GV) là những loại Baculovirus được sử dụng phổ biến nhất.
Ví dụ: Capex® (FR, GB) là một sản phẩm dựa trên granulovirus có tác dụng chống lại loài bướm đêm ăn quả mùa hè (Adoxophyes orana), đây là loài gây hại trên nhiều loại cây ăn quả.
Cryptex® (KE, UG) là một sản phẩm thuốc BVTV virus khác kiểm soát loài bướm đêm giả (Thaumatotibia leucotreta) trên cây họ cam quýt.
Virus đối kháng
Một số loại virus có thể xử lý bệnh cây bằng cách cải thiện khả năng chống lại tác nhân gây bệnh của cây, bao gồm cả các loại virus khác.
Ví dụ như: V10® (DE, GB, CA, ES) là những thuốc BVTV sinh học virus kiểm soát Virus Pepino khảm (PepMV) trên cây cà chua. Sản phẩm này hoạt động giống như một loại vắc xin cho cây trồng. Virus có trong sản phẩm cũng là loại virus tấn công thực vật nhưng là một biến thể ít độc hơn. Chúng ta có thể sử dụng sản phẩm này để phòng ngừa và giúp cây “chuẩn bị” cho cuộc tấn công thực sự từ một biến thể virus có hại.
Thuốc BVTV sinh học vi sinh được phun rải như thế nào?
Có nhiều cách phun rải thuốc BVTV sinh học vi sinh đối với các loài gây hại mục tiêu. Phương pháp ứng dụng phụ thuộc vào thành phần vi sinh (vi khuẩn, nấm, virus, v.v.), loại sâu bệnh mục tiêu và công thức (dạng) của sản phẩm.
Thuốc BVTV sinh học vi sinh có nhiều công thức (dạng) khác nhau, bao gồm bột dễ thấm nước (WP), hạt phân tán trong nước (WDG) hay huyền phù cô đặc (SC). Ví dụ, các công thức dạng lỏng có xu hướng được phun hoặc đưa vào hệ thống tưới tiêu. Vi sinh cũng có thể được đưa vào hạt giống, đất, cành giâm, cây con hoặc cây trưởng thành.
Một số phương pháp sử dụng như sau:
- Xử lý hạt giống: thuốc BVTV sinh học vi sinh được phun lên hạt trước khi đem gieo. Nó sẽ ngăn ngừa tác nhân gây bệnh xâm nhiễm vào rễ và bảo vệ cây trồng trong giai đoạn đầu. Bạn có thể nhúng hạt giống vào vi khuẩn hoặc phun.
- Ngâm cây con: bạn cũng có thể nhúng cây con hoặc rễ cây con vào hỗn hợp có chứa chế phẩm vi sinh.
- Xử lý đất: thuốc BVTV sinh học vi sinh có thể được phun rải trực tiếp vào đất để kiểm soát các bệnh truyền qua đất và sâu bệnh hại rễ. Bạn có thể trộn sản phẩm vào đất ở nguyên dạng (ví dụ như dạng hạt) hoặc trộn với nước trước.
- Phun qua lá: sản phẩm được phun trực tiếp lên tán lá, tiêu diệt các loại sâu, bệnh trên hại lá và ngọncây. Với phương pháp này, bạn phải chú ý đến các điều kiện môi trường như mưa, tia UV và nhiệt độ, những yếu tố có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của sản phẩm.
Thu hẹp khoảng cách: thuốc BVTV sinh học vi sinh và nông nghiệp bền vững
Kết nối hóa học xanh với phát triển bền vững
Thuốc BVTV sinh học vi sinh được sản xuất từ các vi sinh vật tự nhiên. Tác động có mục tiêu (phổ ký chủ) của chúng giúp chúng trở nên an toàn hơn đối với các sinh vật có ích và đa dạng sinh học, đồng thời sự phân hủy nhanh chóng của chúng trong môi trường giúp ngăn ngừa ô nhiễm đất và nước trong dài hạn. Bằng cách nâng cao sức khỏe đất và bảo tồn đa dạng sinh học, thuốc BVTV sinh học vi sinh góp phần vào thực hành nông nghiệp bền vững. Việc tích hợp các loại thuốc BVTV sinh học vi sinh này vào các hệ thống nông nghiệp sẽ hỗ trợ sản xuất lương thực bền vững và đảm bảo một hệ sinh thái cân bằng, ổn định hơn.
Thuốc BVTV sinh học trong quản lý dịch hại tổng hợp (IPM)
Rủi ro thấp và hiệu quả của thuốc BVTV sinh học vi sinh khiến chúng trở thành một yếu tố có giá trị để kết hợp vào các chương trình IPM. Chúng tương thích với nhiều sản phẩm sinh học khác, bao gồm cả các thiên địch bắt mồi, chúng thậm chí còn hoạt động tốt hơn khi kết hợp với các phương pháp theo dõi và giám sát. Việc sử dụng các sản phẩm vi sinh trong IPM có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào thuốc BVTV hóa học. Như vậy, nông dân có thể thiết lập các hệ thống nông nghiệp hiệu quả hơn và bền vững hơn, thân thiện với môi trường, đảm bảo an ninh lương thực và cân bằng hệ sinh thái.
Những thách thức và triển vọng tương lai của thuốc BVTV sinh học
Việc áp dụng thuốc BVTV sinh học phải đối mặt với những thách thức như thời hạn sử dụng hạn chế hoặc hiệu quả thay đổi do điều kiện môi trường. Ngoài ra, sự nhận thức hạn chế của nông dân có thể cản trở việc sử dụng rộng rãi chúng. Tuy nhiên, các nghiên cứu đang diễn ra luôn hướng tới việc nâng cao tính ổn định và hiệu quả của thuốc BVTV sinh học. Những tiến bộ công nghệ trong lĩnh vực này được kỳ vọng sẽ khắc phục được những hạn chế hiện tại.
Khả năng tiếp cận thông tin dễ dàng hơn và nâng cao kiến thức về thuốc BVTV sinh học có thể thúc đẩy hơn nữa việc sử dụng chúng, biến các sản phẩm bảo vệ thực vật sinh học trở thành một thành phần cơ bản của nông nghiệp bền vững. Các công cụ như Cổng thông tin Bảo vệ sinh học CABI nâng cao nhận thức và tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các sản phẩm kiểm soát sinh học và thuốc BVTV sinh học bằng cách cung cấp quyền truy cập miễn phí vào thông tin về các sản phẩm đã đăng ký và cung cấp nội dung tập huấn cho nông dân về các biện pháp kiểm soát dịch hại bền vững.
Ở bước tiếp theo, hãy xem blog của chúng tôi:
