Đánh giá hiệu quả diệt tuyến trùng của sản phẩm giấm gỗ Biffaen trong phòng thí nghiệm

108 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 Jun,Z., Q. Wen and Q.L Wu, 2006. Preliminary study of application effect of bamboo vinegar on vegetable growth. Forest Study of China, 8: 43-47. Kim, D.H., H.E. Seo, S.H. Lee and K.Y.Lee, 2008. Effects of Wood Vinegar Mixed with Insecticides on the Mortalities of Nilaparvata lugens and Laodelphax striatellus (Homoptera: Delphacidae). Anim Cells and Sys., 12: 47-52. Mu, J., T. Uehara and T. Furuno, 2003. Effect of bamboo vinegar on regulation of germination and radical growth of seed plants. J Wood Sci., 49: 262-270. Qiaozhi, M., Z. Zhong, M. XiHan, 2009. Preparation, toxicity and components analysis of apricot branch wood vinegar. J. Northwest Agr & For Uni. Nat. Sci. 37(10): 91-96. Seo, K.I., K.J. Ha, Y.I. Bae, J.K. Jang and S.H. Shim, 2000. Antimicrobial activities of oak smoke flavoring. Korean J of Postharvest Sci Tech., 7: 337-341. Steiner, C., K.C. Das, M. Garcia, B. Förster and W. Zech, 2007. Charchoal and smoke extract stimulate the soil microbial community in highly weathered xanthic Ferralsol. Pedobiologia, 51: 359-366. Tiilikkal, K., L. Fagernäs and J. Tiilikkala, 2010. History and use of wood pyrolysis liquids as biocide and plant protection product. The Open Agri J, 4: 111-118. Yatagai, M., M. Nishimoto, K. Hori, T. Ohira and A. Shibata, 2002. Termiticidal activity of wood vinegar, its components and their homologues. J Wood Sci., 48: 338-342. Yoshimoto, T., 1994. Special Publication. Taichung Dis Agr Improvement Station, 3 (35): 811-820. Yoshimura, H., W. Hisako, Y. Sadao, S. Takao, O. Mitsuho, M. Kazunori and M. Matsutoshi, 1995. Promoting effect of wood vinegar compounds on fruit-body formation of Pleurotus ostreatus. Mycoscience, 36: 173-177. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ DIỆT TUYẾN TRÙNG CỦA SẢN PHẨM GIẤM GỖ BIFFAEN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM Nguyễn Hồng Phong1, Nguyễn Xuân Hòa1 TÓM TẮT Giấm gỗ (Pyroligneous acid) có thành phần chủ yếu là acid acetic, axeton, methanol và khoảng 200 hợp chất hữu cơ khác. Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng của giấm gỗ sinh học trong nông nghiệp được biết đến như: cải tạo đất trồng, kích thích sinh trưởng, bảo vệ thực vật, kiểm soát cỏ dại,... Đánh giá hiệu quả diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita và Pratylenchus coffeae gây hại cây cà phê được thực hiện gồm 5 công thức với các nồng độ 0%, 1%, 2%, 3% và 4% được lặp lại 4 lần trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy công thức Giấm gỗ 3% và 4% cho hiệu quả tiêu diệt tuyến trùng tốt nhất trong điều kiện phòng thí nghiệm, có thể diệt 83,33% và 95,49% tương ứng với Pratylenchus coffeae và 91,59% và 100% tương ứng với tuyến trùng Meloidogyne incognita sau 48 giờ xử lý. Giấm gỗ có triển vọng trong việc kiểm soát tuyến trùng Meloidogyne incognita và Pratylenchus coffeae gây hại cây cà phê. Từ khóa: Giấm gỗ, Meloidogyne incognita, Pratylenchus coffeae Potential of Bio-wood vinegar in control of root-knot nematodes causing slow decline disease on black pepper Nguyen Thi Thien Trang, Nguyen Xuan Hoa, Le Thi Cam Nhung Abstract Many of the applications of bio-wood vinegar in safe agriculture are known such as soil amendation, growth stimulation, plant protection, weed control, and so on in the world. Evaluation of efficacy in control of slow decline disease by bio-wood vinegar was conducted in a trial with 4 treatments at different concentrations of bio-wood vinegar from 1 to 3% and a control treatment (water) on the black pepper in Dak Lak province. The results showed that the treatment applied for 3% of bio-wood vinegar was the best which had high efficacies to reduce disease severity indexes (67.09%), Meloidogyne spp. population in the soil (65.31%) and galled root rate (68.68%) after 90 days of application. The fruit yield of this treatment increased 15.09% in comparison with the control treatment. Keywords: Wood vinegar, field bio-efficacy, Meloidogyne spp, safe agriculture. Ngày nhận bài: 25/11/2018 Ngày phản biện: 5/12/2018 Người phản biện: TS. Đào Bách Khoa Ngày duyệt đăng: 11/1/2019 1 Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên 109 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 I. ĐẶT VẤN ĐỀ Giấm gỗ (Pyroligneous acid) là một sản phẩm hoàn toàn tự nhiên rẻ tiền và không có bất kỳ tác động bất lợi nào đối với môi trường sống (Yatagai et al., 2002). Giấm gỗ là sản phẩm ngưng tụ khói của quá trình nhiệt phân gỗ hoặc đốt than. Giấm gỗ bao gồm chủ yếu là các hợp chất hòa tan trong nước, bao gồm hơn 200 loại. Các thành phần chính là các axit hữu cơ, phenol, ancol, rượu và các hợp chất este với axit axetic là thành phần chính (Jun et al., 2006). Vai trò của giấm gỗ sinh học đối với nông nghiệp an toàn thể hiện khá rõ. Thực tế đã có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng giấm gỗ trên thế giới. Trong bảo vệ môi trường, giấm gỗ được sử dụng để xử lý chất thải, làm giảm mùi hôi rác thải hữu cơ, khử mùi chuồng trại ức chế hoạt động của các vi sinh vật gây hại, Giấm gỗ chống lại sự phân hủy của các chất có hoạt tính sinh học và được sử dụng như là chất bảo quản. Hoạt động kháng khuẩn của Pyroligneous acid là do sự hiện diện của các hợp chất như hợp chất phenolic, carbonyls và axit hữu cơ (Lee et al., 2010; Loo et al., 2008; Vitt et al., 2001; Suzuki et al., 1997). Các tác giả còn cho rằng, các hợp chất phenolic của 4-etyl-2-methoxyphenol và 4-propyl-2-methoxyphenol chứa bên trong Pyroligneous Acid có thể có một số tác dụng bảo quản, hợp chất phenolic có đặc tính tẩy uế nên phần lignin giàu chất bảo quản hiệu quả hơn cả dầu sinh học. Hơn nữa, nghiên cứu cho rằng giấm gỗ có thể được trộn với thuốc trừ cỏ (Rico et al., 2007) hoặc thuốc trừ sâu (Kim et al., 2008) để nâng cao hiệu quả của thuốc. Trong định hướng canh tác nông nghiệp bền vững, giấm gỗ triển vọng là sản phẩm sinh học giúp hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học độc hại góp phần bảo đảm chất lượng nông sản thực phẩm và môi trường nông nghiệp. Meloidogyne incognita và Pratylenchus coffeae là hai loại tuyến trùng gây hại chính trên cây cà phê và khó phòng trừ tại Tây Nguyên (Trinh et al., 2004), đánh giá hiệu quả của sản phẩm giấm gỗ trong việc kiểm soát hai loại tuyến trùng này hướng đến việc ứng dụng sản phẩm sinh học cho sản xuất cà phê bền vững là cần thiết hiện nay. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Giấm gỗ sinh học BIFFAEN: Là sản phẩm được chiết xuất từ khói của quá trình nhiệt phân thực vật (cây bạch đàn) bằng công nghệ của Hiệp hội Nghiên cứu Giấm gỗ Nhật Bản - GBT Society Membership Certificate. Thành phần gồm các hoạt chất sinh học Pyroligneous, chất hữu cơ chính: Axit axetic 5%, các hợp chất hữu cơ thiên nhiên 1%, có mùi khói đặc trưng. Sản xuất theo giấy chứng nhận số: 06/LH-CPSHMT. Tuyến trùng Meloidogyne incognita: Được ly trích từ các rễ cây cà phê vối bị bệnh theo Hooper (1990), định danh theo Nguyễn Ngọc Châu và cộng tác viên (2000) và nhân nuôi trên rễ cây cà chua trồng trên đất khử trùng (điều kiện 121oC, 1 atm, 30 phút). Trứng của tuyến trùng Meloidogyne incognita được ly trích từ những nốt sần rễ của cây cà chua sử dụng dung dịch 1% sodium hypochlorite và rửa qua nước cất sử dụng rây 25 μm để thu trứng. Trứng được ủ từ 3 - 5 ngày sử dụng phương pháp phễu Baermann (Southey, 1986) để đạt được ấu trùng tuổi 2. Tuyến trùng Pratylenchus coffeae: Được ly trích từ các rễ cây cà phê vối bị bệnh theo Hooper (1990), định danh theo Nguyễn Ngọc Châu và cộng tác viên (2000) và nhân nuôi trên cà rốt theo O’Bannon và cộng tác viên (1968): Miếng cà rốt dày 2 - 4 mm từ củ cà rốt cắt trước đó, rửa sạch, nhúng trong ethanol 95% sau đó được hơ qua lửa, được đặt trong môi trường agar 1%. Pratylenchus coffeae được hút lên môi trường agar đặt bên cạnh miếng cà rốt và đặt trong tủ định ôn ở 27oC, sau 1 tháng có thể ly trích và sử dụng. 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được thực hiện gồm 5 công thức, 4 lần lặp lại và được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên trong phòng thí nghiệm bao gồm: đối chứng (0%) và các nồng độ của Giấm gỗ 1%, 2%, 3% và 4%. Sử dụng khay nhỏ 12 giếng (mỗi giếng có dung tích 2 ml) để làm thí nghiệm đánh giá hoạt tính diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita và Pratylenchus coffeae. Nhỏ 100 μl dung dịch sản phẩm giấm gỗ Biffaen đã pha loãng với nước cất khử trùng ở nồng độ 0, 10, 20, 30, và 40% tương ứng vào các giếng 900 μl nước cất khử trùng có chứa 100 con tuyến trùng để đạt được các nồng độ 0; 1; 2; 3 và 4%. Sau đó lắc đều, đậy nắp và để ở nhiệt độ phòng. - Đánh giá tỷ lệ chết tuyến trùng sau: 12, 24 và 48 giờ bằng công thức sau: R (%) = [F/B] ˟ 100 Trong đó: R = Tỷ lệ chết; B = Tổng số cá thể tuyến trùng của nghiệm thức; F = Tổng số cá thể tuyến trùng bị chết của nghiệm thức. - Hiệu quả tiêu diệt tuyến trùng sau: 12, 24 và 48 giờ được tính theo công thức Abbott (1925): 110 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 E (%) = [(Ca - Ta)/Ca] ˟ 100 Trong đó: E = Hiệu quả tiêu diệt tuyến trùng; Ca = Số tuyến trùng sống ở công thức đối chứng sau xử lý; Ta = Số tuyến trùng sống ở công thức thí nghiệm sau xử lý. - Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel và SAS 9.0. Những số liệu % được quy đổi sang arcsin hay căn bậc hai trước khi đưa vào xử lý thống kê. Các giá trị trung bình được so sánh bởi LSD với độ tin cậy 95%, và chúng được gắn các ký tự giống nhau trên cùng một cột là không có sự sai khác có ý nghĩa thống kê. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 9 đến tháng 10 năm 2017 tại Phòng thí nghiệm, Bộ môn Bảo vệ thực vật, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Trước xử lý, mật số tuyến trùng ở các giếng của khay thí nghiệm đều sống (tỷ lệ 100%) và đồng nhất ở tất cả các công thức. Thời điểm 12 giờ sau xử lý, tỷ lệ tuyến trùng bị chết do điều kiện tự nhiên (không đáng kể chiếm 0,65% ở công thức đối chứng sử dụng nước cất), tuyến trùng Pratylenchus coffeae đã bắt đầu bị chết do tác động của sản phẩm giấm gỗ, tỷ lệ chết xuất hiện ở tất cả các công thức có xử lý giấm gỗ giao động từ 22,31% (công thức Giấm gỗ 1%) và tăng lên theo nồng độ đạt 67,80% ở công thức Giấm gỗ 4%. Tỷ lệ chết của tuyến trùng tiếp tục tăng sau 24 giờ và tại thời điểm 48 giờ sau xử lý, công thức Giấm gỗ 4% cho tỷ lệ gây chết tuyến trùng Pratylenchus coffeae cao nhất với 95,09% và kế đến là công thức Giấm gỗ 3% với tỷ lệ tuyến trùng chết là 83,82%. Sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê ở tất cả các thời điểm theo dõi sau xử lý. Bảng 1. Tỷ lệ chết của tuyến trùng Pratylenchus coffeae (%), WASI, tháng 9 - 10 năm 2017 Công thức Thời gian theo dõi Trước xử lý Sau xử lý 12 h Sau xử lý 24 h Sau xử lý 48 h Đối chứng (0%) 0,00 0,65 d 1,67 e 2,72 e Giấm gỗ (1%) 0,00 22,31 c 39,68 d 59,70 d Giấm gỗ (2%) 0,00 45,04 b 53,96 c 73,23 c Giấm gỗ (3%) 0,00 54,04 b 70,06 b 83,82 b Giấm gỗ (4%) 0,00 67,80 a 79,26 a 95,09 a CV (%) 2,31 2,31 2,31 2,31 LSD0,05 NS 6,54 3,66 4,26 Ghi chú: Bảng 1, bảng 3: Những số trong cùng một cột theo sau bởi các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa thống kê. Thời gian 12 giờ sau xử lý giấm gỗ tất cả các công thức đều có hiệu lực tiêu diệt tuyến trùng Pratylenchus coffeae, công thức Giấm gỗ nồng độ 3% và 4% có hiệu quả tiêu diệt tuyến trùng tương đối cao (53,74% và 70,75% tương ứng). Hiệu quả này tiếp tục tăng lên tỷ lệ thuận với thời gian theo dõi và nồng độ của sản phẩm. Thời điểm sau 48 giờ xử lý, công thức Giấm gỗ 4% cho hiệu quả tốt nhất tiêu diệt tuyến trùng với 95,49% kế đến là công thức Giấm gỗ 3% với 83,33%. Bảng 2. Hiệu quả diệt tuyền trùng Pratylenchus coffeae (%),Viện KHKTNLNTN, tháng 9-10 năm 2017 Công thức Thời gian theo dõi Sau xử lý 12 h Sau xử lý 24 h Sau xử lý 48 h Giấm gỗ (1%) 19,39 36,77 57,29 Giấm gỗ (2%) 43,54 52,23 71,88 Giấm gỗ (3%) 53,74 69,76 83,33 Giấm gỗ (4%) 70,75 80,76 95,49 Theo dõi suốt quá trình thí nghiệm, kết quả cho thấy tỷ lệ tuyến trùng Meloidogyne incognita bị chết tăng dần theo nồng độ xử lý. Tại thời điểm 12 giờ sau xử lý, tỷ lệ chết dao động rất lớn giữa các nồng độ Giấm gỗ từ 1 đến 4% (từ 23,9% đến 92,73%). Đặc biệt Giấm gỗ với nồng độ từ 3% đến 4% đã giết chết hầu hết tuyến trùng chỉ sau 12 giờ xử lý. Tỷ lệ chết của Meloidogyne incognita tiếp tục tăng lên ở tất cả các công thức có xử lý giấm gỗ, so với thí nghiệm trên Pratylenchus coffeae tỷ lệ này có phần cao hơn hẳn. Hai công thức Giấm gỗ 4% và 3% có tỷ lệ tuyến trùng chết cao nhất, đạt lần lượt 100% và 91,6% tương ứng sau 48 giờ xử lý. Bảng 3. Tỷ lệ chết của tuyến trùng Meloidogyne incognita (%), WASI, tháng 9 - 10 năm 2017 Công thức Thời gian theo dõi Trước xử lý Sau xử lý 12 h Sau xử lý 24 h Sau xử lý 48 h Đối chứng (0%) 0,00 0,35 e 0,88 e 1,93 e Giấm gỗ (1%) 0,00 23,90 d 35,79 d 68,07 d Giấm gỗ (2%) 0,00 67,87 c 80,44 c 87,43 c Giấm gỗ (3%) 0,00 80,38 b 86,57 b 91,60 b Giấm gỗ (4%) 0,00 92,73 a 97,82 a 100,00 a CV (%) 2,31 2,31 2,31 2,31 LSD0,05 NS 4,04 1,87 1,76 111 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 Hiệu quả tiêu diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita cho thấy tương tự như trên trên tuyến trùng Pratylenchus coffeae, hiệu quả tăng lên theo thời gian xử lý và nồng độ của sản phẩm. Tuy nhiên với công thức Giấm gỗ 3% và 4% cho hiệu quả cao nhất 80,63% và 92,96% tương ứng sau 12 giờ xử lý, và hiệu quả này tăng lên 91,59% và 100% tương ứng tại thời điểm 48 giờ so sánh với các công thức Giấm gỗ khác. Bảng 4. Hiệu quả diệt tuyến trùng Meloidogyne incognita (%),Viện KHKTNLNTN, tháng 9-10 năm 2017 Công thức Thời gian theo dõi Sau xử lý 12 h Sau xử lý 24 h Sau xử lý 48 h Giấm gỗ (1%) 17,96 30,44 65,12 Giấm gỗ (2%) 64,79 78,41 85,87 Giấm gỗ (3%) 80,63 86,73 91,59 Giấm gỗ (4%) 92,96 97,88 100,00 IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Công thức Giấm gỗ 3% và 4% cho hiệu quả tiêu diệt tuyến trùng tốt nhất trong điều kiện phòng thí nghiệm, có thể diệt 83,33% và 95,49% tương ứng với Pratylenchus coffeae và 91,59% và 100% tương ứng với tuyến trùng Meloidogyne incognita sau 48 giờ xử lý. Giấm gỗ là sản phẩm có triển vọng trong việc kiểm soát tuyến trùng Meloidogyne incognita và Pratylenchus coffeae gây hại cây cà phê. 4.2. Đề nghị Tiếp tục tiến hành đánh giá thêm sản phẩm Giấm gỗ nồng độ 3% đến 4% ở điều kiện nhà lưới và ngoài đồng ruộng để có thể khuyến cáo sử dụng. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Vũ Thanh, 2000. Động vật chí Việt Nam, phần 4: Tuyến trùng ký sinh thực vật. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 400 trang. Hooper DJ, 1990. Extraction and processing of plant and soil nematodes. Pp. 45-68;  In  M. Luc, R. A. Sikora, and J. Bridge, eds. Plant parasitic nematodes in Subtropical and Tropical agriculture. Wallingford, United Kingdom: CAB International. Jun, Z., Q. Wen and Q.L Wu, 2006. Preliminary study of application effect of bamboo vinegar on vegetable growth. Forest Study of China, 8: 43-47. Kim, D.H, Seo, H.E., Lee, S.C. and Lee, K. Y, 2008. Effects of wood vinegar mixted with insecticides on the mortalities of Nilaparvata lugens and Laodelphax striatellus (Homoptera: Delphacidae). Anim. Cells Syst., 1: 47-52. Lee, S.H., P.S. H’ng, A.N. Lee, A.S. Sajap, B.T. Tey and U. Salmiah, 2010.  Production of pyroligneous acid from lignocellulosic biomass and their effectiveness against biological attacks. J. Applied Sci., 10: 2440-2446. Loo, A.Y., K. Jain and I. Darah, 2008.  Antioxidant activity of compounds isolated from the pyroligneous acid, Rhizophora apiculata. Food Chem., 107: 1151-1160. O’Bannon J.H, A.L. Taylor, 1968. Migratory endoparasitic nematodes reared on carrot disks. Phytopathology, 58: 385. Rico, C.M., S. Souvandouane, L.O. Mintah, I.K. Chung, T.K. Son and S.C. Lee, 2007. Effects of mixed application of wood vinegar and herbicides on weed control, yield and quality of rice (Oryza sativa L.). Korean J. Crop Sci., 52: 387-392. Southey, J.F. (ed.), 1986. Laboratory methods for work with plant and soil nematodes. Ministery of Agriculture, Fisheries and Food, Reference Book, 402. Suzuki, T., S. Doi, M. Yamakawa, K. Yamamoto, T. Watanabe and M. Funaki, 1997. Recovery of wood preservatives from wood pyrolysis tar by solvent extraction. Holzforschung, 51: 214-218. Trinh, Q.P., N.C. Nguyen, L. Waeyenberge, S.A. Subbotin, G. Karssen and M. Moens, 2004. Radopholus arabocoffeae sp. n. (Nematoda: Pratylenchidae), a nematode pathogenic on Coffea arabica in Vietnam and additional data on R. duriophilus. Nematology, 6: 681-693. Vitt, S.M., B.H. Himelbloom and C.A. Crapo, 2001. Inhibition of Listeria inocula and L. monocytogenes  in a laboratory medium and cold-smoked salmon containing liquid smoke. J. Food Safety, 2: 111-125. Yatagai, M., M. Nishimoto, K. Hori, T. Ohira and A. Shibata, 2002. Termiticidal activity of wood vinegar, its components and their homologues. J Wood Sci., 48: 338-342. Evaluation of efficacy of wood vinegar in controlling nematodes in the laboratory condition Nguyen Hong Phong, Nguyen Xuan Hoa Abstract Wood vinegar (Pyroligneous Acid) is mainly composed of acetic acid, acetone, methanol and more 200 organic compounds. There are a lot of studies on the use of wood vinegar in agriculture such as soil improvement, growth stimulation, plant protection, weeds control, etc. Evaluation of efficacy of wood vinegar in controlling nematodes