Đồ án Khảo sát tác động của một số dịch chiết compost lên tuyến trùng bướu rễ cây hồ tiêu ở in vitro

. Các vi sinh vật đối kháng như Trichoderma viridae gây bệnh thực vật và có khả năng đối kháng hoặc tương hợp với tuyến trùng tùy loài tuyến trùng, vi khuẩn Pseudommonas fluorescence có khả năng đối kháng với một số tuyến trùng ký sinh [3]. Theo Windham và cộng sự, khi xử lý đất bằng Trichoderma harzianum (T-12) và Trichoderma koningii (T-8) cho thấy khả năng làm giảm sự sinh sản trứng của tuyến trùng bướu rễ Meloidogyne arenaria. Khi kết hợp sử dụng T. harzianum với bánh dầu neem làm số lượng tuyến trùng Tylenchulus semipenetrans. Khả năng làm giảm lây nhiễm M. javanica của một số chủng phân lập T. lignorum và T. harzianum đã được chứng minh. Có rất nhiều cơ chế có liên quan đến hoạt động kiểm soát sinh học của Trichoderma spp. như: tiết kháng sinh, cạnh tranh dinh dưỡng, ký sinh lên nấm bệnh, hệ enzyme thủy phân. Các enzyme như chitinase, glucanase, và protease rất quan trọng đối với quá trình ký sinh nấm. Trichoderma spp. còn có tác dụng kiểm soát các loại nấm bệnh khác như: Rhizoctonia spp., Sclerotium rolfsii, Phytophthora spp., Pythium spp., Penicillium diditatum [14]. Phòng trừ tuyến trùng bằng phương pháp sinh học là một hướng phòng trừ mang lại hiệu quả kinh tế, có thể lợi dụng được đặc điểm tự nhiên sẵn có trong đất để phòng trừ, làm giảm số lượng tuyến trùng ở trong đất. Tuy nhiên, để tiến tới ứng dụng phương pháp này rộng rãi trong sản xuất hiện nay còn là vấn đề khó khăn. 2.6.7 Sử dụng các chế phẩm sinh học [3, 8] Một số cây trồng và cây hoang dại đã được dùng để tạo các chế phẩm phòng trừ tuyến trùng như cây neem (Azadirachta indica A. Juss) có chứa hoạt chất azadirachtin, hạt cây củ đậu, rễ cây ruốc cá, hạt và lá cây sầu đâu rừng ở Việt Nam (Brucea javanica) chúng chứa các hợp chất phenolic, glucid, các alkaloid,… có tác dụng gây độc giết tuyến trùng và một số sâu hại. Các chế phẩm như: HBJ, LBJ (từ quả, lá cây sầu đâu rừng) cho hiệu quả phòng trừ từ 75 – 98% với liều 40- 60 g/ m2 (Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Vũ Thanh, 1993; Nguyễn Thị Yến, 1997) [3]. Chế phẩm NemaITB do viện sinh học nhiệt đới sản xuất với thành phần là hoạt chất azadirachtin từ cây neem đã cho thấy hiệu quả cao trong thử nghiệm nhà lưới .Ở nồng độ 2,5% sau 48 giờ đã làm chết hầu hết tuyến trùng thử nghiệm ở in vitro, còn thử nghiệm tại vườn ươm có tỷ lệ nhiễm bệnh giảm 2 – 4 lần so với đối chứng và tốc độ sinh trưởng tăng đáng kể. Trong chế phẩm có bổ sung nấm Tricoderma harzianum có tác dụng kiểm soát tuyến trùng khá hiệu quả, ngoài ra nấm T. harzianum còn làm tăng sức đề kháng của cây trồng, một số chủng T. harzianum có thể xâm nhập vào mô bào cây, làm tăng tính chống chịu của cây trồng. Chế phẩm NemaITB [8] có chứa bột neem giàu các hoạt chất sinh học (azadirachtin, salanin, nimbin) và các dẫn xuất của nó thuộc các nhóm hoạt chất triterpenoid, limonoid,… đã được chứng minh có độc tính mạnh với tuyến trùng ký sinh. Hoạt động kiểm soát chủ yếu của bột neem là ngăn cản tuyến trùng xâm nhập, ức chế không cho tuyến trùng đẻ trứng và phát triển. Mặt khác, Singh và cộng sự (1979) cũng cho rằng bổ sung neem vào đất lâu ngày sẽ phóng thích một số chất độc đối với tuyến trùng. 2.6.8 Sử dụng các độc tố thực vật [10, 26, 27, 31] Sự bổ sung vào đất các thành phần hữu cơ khác nhau như: bột lá khô của cây Annona squamosa, Justicia adhatoda, Catharanthus roseus, Datura fastuosa, Azadirachta india, Eucalyptus sp., Calotropis procera, Prosopis cinerarea, P. glandulosa, P. juliflora; hay như lá tươi băm nhỏ của cây neem, cà độc dược, thầu dầu, bạch đàn, bakain, nerium, và cây calotropis; bột hạt neem, bã mía, và bột khô của Jolyna laminarioides, Stoechospermum marginatum, Metinothamnus somalensis và Cystoseria trinodls cho thấy hiệu quả kiểm soát M. javnica ký sinh trên cây cà chua, mướp tây, đậu xanh, brinjal, xúp lơ, xà lách, đậu Hà Lan, và cây mungbean. Hơn nũa, sự phát triển của cây tăng tỷ lệ thuận với liều lượng bón bổ sung các chất hữu cơ được chiết xuất từ các loại thực vật trên. Sử dụng bánh dầu của cây neem, bông, mù tạc, vừng và cây thầu dầu cũng cho thấy ngăn chặn đáng kể sự phát triển của các bướu rễ trên cây cà chua, brinjal, mungbean, mướp tây, và cây bí đồng thời kích thích sự sinh trưởng của cây [27]. Trong bánh dầu rất giàu các thành phần khoáng như: nitrogen, phosphorus, và potash (Akhtar,1991). Sử dụng bánh dầu của cây thầu dầu (Ricinus communis L.), cây đậu phộng (Arachis hypogaea L.), cây bông (Gossypium herbaceum L.), cây mù tạc (Brassica juncea (L.) Czern & Coss), cây mahuva (Madhuca indica J .F .Gmel), cây lanh (Linum usitatissimum L.), cây mè (Sesamum indicum L.), cây neem (Azadirachta indica A. Juss.) và cây karanj (Pongamia pinnata L.) cho thấy hiệu quả đáng kể trong việc làm giảm kích thước và số lượng bướu rễ ở cây mướp tây và cây cà chua [27]. Các sản phẩm sinh học từ cây neem Azadirachta indica A. Juss. (họ Meliaceae) có tác dụng kiểm soát hơn 16 loài tuyến trùng ký sinh thực vật và hơn 400 loài động vật chân đốt ở các loài cây lương thực quan trọng. Hoạt tính sinh học của cây neem trong kiểm soát côn trùng, sâu bệnh nói chung và tuyến trùng nói riêng đó là nhờ các hợp chất như: triterpenes, đặc biệt là các limonoid (salanin, nimbin, nimbidin,..), azadirachtin và các chất tương tự. Tất cả các sản phẩm của cây neem đều có kết quả tốt trong việc làm giảm mật độ các nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật như: Radopholus similis, Pratylenchus goodeyi, Meloidogyne spp.. Sau 8 tháng thí nghiệm với các sản phẩm: bánh dầu, bột hạt, bột nhân hạt và dầu neem kết quả cho thấy bánh dầu neem làm giảm đáng kể P. goodeyi và Meloidogyne spp. ở cây chuối, còn khi bổ sung bánh dầu neem cho cây rau và cây họ đậu cũng làm giảm Meloidogyne incognita Chitwood và Tylenchorhynchus brassicae Siddiqi, bánh dầu neem cũng làm giảm Pratylenchus zeae Graham ở cây mía. Thí nghiệm cho thấy bột hạt neem và bánh dầu neem có hiệu quả lâu dài trong kiểm soát tuyến trùng khi được so sánh với Furadan 5G. Trong các sản phẩm, bánh dầu neem và bột hạt cho kết quả tốt nhất vì dầu neem tuy cũng có tác động ngăn ngừa tuyến trùng nhưng lại có tác động không mong muốn khác là có chứa độc tố cho cây, còn đối với bột nhân hạt lại làm cho cây trở nên khô vì chứa lượng dầu cao trong nhân hạt, lượng dầu này cản trở quá trình hấp thu nước và quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng. Không chỉ ức chế mật độ tuyến trùng bánh dầu neem còn kích thích sự phát triển của cây vì chúng giàu chất hữu cơ: (N: 5,5-7,1%; P: 1,1%; K: 1,5%), do đó bánh dầu neem còn được sử dụng làm compost bón cho cây [31]. Theo một nghiên cứu ở Nigeria, các nhà khoa học đã sử dụng dịch chiết từ rễ của cỏ Siam [Chromolaena odorata (L.) King và Robinson], cây neem (Azadirachta indica A. Juss), cây thầu dầu (Ricinus communis L.) và cây cỏ chanh (Cymbopogon citratrus (DC.) Stapf). Kết quả cho thấy ở nồng độ nguyên chất của dịch chiết rễ cỏ Siam và neem tỷ lệ chết của trứng là 100% sau 7 ngày thử nghiệm và ấu trùng là 100% sau 12 giờ thử nghiệm. Còn ở nồng độ nguyên chất của cỏ chanh và cây thầu dầu tỷ lệ chết của trứng lần lượt là 95% và 93%, còn tỷ lệ chết của ấu trùng là 75 % và 62,1 %. Tỷ lệ trứng và ấu trùng giảm và tỷ lệ nghịch với nồng độ pha loãng của dịch chiết. Các độc tố đối với tuyến trùng từ dịch chiết rễ của các loại thực vật khác nhau đã được nghiên cứu bởi rất nhiều nhà khoa học, các độc tố này hầu như không gây độc đối với người và động vật, nhưng lại có hiệu quả cao chống lại các nhóm tuyến trùng ký sinh ở các loại thực vật khác nhau. Đây cũng được xem như một biện pháp sử dụng “thuốc tiêu diệt tuyến trùng tự nhiên” mà hiệu quả đem lại cũng tương tự thuốc diệt trừ tuyến trùng được tổng hợp hóa học, không những vậy, nó không để lại tác động xấu đến môi trường, không gây độc cho cây và không tạo ra các loài tuyến trùng kháng thuốc [10]. Cũng tại một nghiên cứu ở Aligarh, Ấn Độ, khi sử dụng các sản phẩm phân hủy từ cây họ cúc (Tagetes erecta và Helianthus annuus) như cây cúc vạn thọ và cây hoa hướng dương cho thấy khả năng ngăn ngừa tuyến trùng bướu rễ (Akhtar và Alam, 1992). Trong quá trình phân hủy cây, chúng tiết ra một số hợp chất hóa học từ rễ. Ở cây cúc vạn thọ, người ta phân tích thấy có sự hiện diện của hợp chất a-terthinielyl, hợp chất này có vai trò là chất ức chế tự nhiên đối với nhóm tuyến trùng và được sử dụng như là một loại thuốc sinh học diệt trừ tuyến trùng (Akhtar và Mahmood, 1996b). Dựa vào các phân tích ở trên , rất hữu ích khi sử dụng các cây thuộc họ cúc điển hình như cúc vạn thọ và cây hoa hướng dương trồng luân canh hoặc trồng xen nhằm làm giảm mật độ nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật [26]. 2.6.9 Sử dụng phân bón hữu cơ sinh học (Compost) [3, 9, 27, 33] Sử dụng các loại phân ủ (compost) có nguồn gốc thực vật cũng là một hướng mới trong phòng trừ tuyến trùng ký sinh thực vật. Sự phân hủy chất hữu cơ sẽ giải phóng các hợp chất gây độc cho tuyến trùng ký sinh. Đặc biệt, sự phân giải các chất từ phế thải thực vật sẽ giải phóng các axit hữu cơ như axetic, propionic và butyric, nồng độ các chất này có thể được lưu giữ một vài tuần trong đất và có thể giết chết một vài loại tuyến trùng. Chất hữu cơ cũng làm tăng sự phong phú của các nấm ăn thịt tuyến trùng, hiệu quả này thông qua chuỗi thức ăn (vi khuẩn – tuyến trùng ăn vi khuẩn - nấm ăn tuyến trùng) gây ảnh hưởng đến mật độ tuyến trùng ký sinh thực vật [3]. Phân hữu cơ có tác dụng làm tăng sản lượng cây trồng song cũng rất thuận lợi cho sinh sản của các loài tuyến trùng ăn thịt và một số nấm có ích để tiêu diệt các loài tuyến trùng ký sinh thực vật. Bón phân khoáng chống sự hình thành các giai đoạn tuổi của ấu trùng, làm thay đổi đặc tính hóa lý, sinh học của đất tạo điều kiện bất lợi cho tuyến trùng. Bón phân kali cân đối giữa N.P.K bảo đảm cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt , khả năng chống chịu cao, tạo điều kiện pH trong đất trung hòa kiềm để giảm khả năng sinh sản của tuyến trùng. Phân vi lượng (Bo, Mn, Cu,…) làm giảm tuyến trùng bướu rễ cà chua 50 – 60%, năng suất tăng 30- 40 % (Treskov, 1962) [9]. Các chất phế thải khác nhau có thể bổ sung vào đất làm tăng lượng hữu cơ trong đất như: phân từ các động vật nuôi, bùn cống rãnh, rác thải đô thị, rơm rạ, bèo lục bình, và các phế thải sau thu hoạch, phế thải trong các nhà máy chế biến nông nghiệp các loại phế thải khác sau khi chưng cất dầu (bánh dầu của cây dầu mè, neem), …đều có thể được sử dụng như là nguồn hữu cơ bổ sung cho đất cũng như rất có hiệu quả trong phòng trừ tuyến trùng. Các thí nghiệm ở Nigeria bón các phế thải từ chế biến nông sản như vỏ khô của quả ca cao và vỏ gọt sắn cho phòng trừ tuyến trùng bướu rễ đã mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với việc sử dụng thuốc hóa học hoặc bón liều lượng cao tổ hợp 3 loại phân hóa học NPK. Thí nghiệm dùng phân chuồng ủ hoại mục bón cho cây hồ tiêu với lượng 20 kg/ gốc tiêu tại xí nghiệp liên hiệp hồ tiêu Tân Lâm Quảng Trị cho thấy mật độ tuyến trùng bướu rễ Meloidogyne incognita giảm so với đối chứng từ 45 – 60% (Nguyễn Ngọc Châu, 1994). Một số chất phế thải trong công nghiệp chế biến hải sản như vỏ tôm cua cũng được sử dụng bón vào đất. Do chúng chứa chất chitin có tác dụng kích thích sự sinh trưởng của một số nấm, đặc biệt một số loài thuộc Actinimycetes là vật hại đối với tuyến trùng thực vật trong đất. Các chất này còn kích thích tăng số lượng các loài nấm có enzyme phân giải chất kitin. Nhiều loài nấm thuộc nhóm này có khả năng tấn công lớp vỏ cutin của trứng và giết trứng. Trong quá trình phân giải các chất hữu cơ bằng vi sinh vật đất, các chất chuyển hóa độc tố được giải phóng có khả năng giết chết tuyến trùng thực vật [3]. Khi bón các chất hữu cơ, đặc biệt là cơ chất có tỷ lệ C/N cao cho thấy hoạt tính diệt tuyến trùng và diệt nấm mà tác nhân chính là sự giải phóng ammonia trong quá trình phân hủy chất hữu cơ trong đất, cũng như sự gia tăng mật độ các loài vi sinh đối kháng (Rodrýguez-Ka´bana, 1986; Rodrýguez-Ka´bana và cộng sự, 1987; Spiegel và cs, 1987; Oka và cs, 1993) [33]. Theo Brichfield & Parr (1969) đã ghi nhận hiệu quả kiểm soát tuyến trùng bướu rễ của các cơ chất hữu cơ có hàm lượng nitơ cao. Cơ chế liên quan đến đặc tính kiểm soát tuyến trùng của nitơ được xác định bởi Huebner và cs, (1983), khi bổ sung các hợp chất hữu cơ vào đất có sự chuyển đổi thành khí NH3 của các hợp chất nitơ và nồng độ NH3 cao đã cho thấy hiệu quả tác động giết chết tuyến trùng (Eno và cs, 1955; Rodriguez – Kabana và cs., 1981) [27]. Việc bổ sung cơ chất hữu cơ vào đất đã được chứng minh hiệu quả đáng kể trong kiểm soát nhóm tuyến trùng bướu rễ Meloidodyne, hiệu quả này thay đổi và phụ thuộc vào thành phần chất hữu cơ, chủng loại tuyến trùng, các cây ký chủ, và đặc điểm sinh thái ở từng vùng (Sayre, 1971; Alam, 1976; 1990a; Muller & Gooch, 1982; Badra và cs, 1979; Godoy và cs, 1983a, b). Theo Alam (1976, 1990a) các cơ chất hữu cơ khi phân hủy chúng giải phóng ra rất nhiều hợp chất như phenol, aldehyde và nhiều chất khí khác nhau như ammonia. Sitaramaiah & Singh (1977) cũng ghi nhận sự giải phóng cho nhiều acid béo. Khan (1969) và Hasan (1977) cũng cho thấy có sự giải phóng các amino acid và carbohydrate trong suốt quá trình phân hủy cơ chất hữu cơ. Tất cả các chất này được ghi nhận là có độc tính cao đối với nhiều loài tuyến trùng ký sinh thực vật (Eno và cs, 1955; Khan, 1969; Hasan& Saxena, 1974; Alam, 1976; Sitaramaiah & Singh, 1978b; Alam và cs, 1979; Badra và cs, 1979). Ngoài ra khi bổ sung chất hữu cơ vào đất chúng sẽ kích thích hoạt động của các vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm, tảo và một số vi sinh khác (Webster, 1972; Sayre, 1980; Rodriguez – Kabana và cs, 1987). Theo Linford (1937) và Linford và cs, (1938) đề cập đến sự gia tăng mật độ nhóm tuyến trùng hoại sinh khi đất được bổ sung các cơ chất hữu cơ, họ cho rằng sự bổ sung cơ chất hữu cơ cung cấp các loài vi sinh vật và động vật có hại đối với tuyến trùng bướu rễ. Sự gia tăng hoạt động của các vi sinh vật có trong đất đã được bổ sung làm tăng hoạt động của hệ enzyme (Rodriguez – Kabana và cs, 1983) sự tích lũy các sản phẩm sau khi phân hủy và chất chuyển hóa của vi sinh vật sẽ tiêu diệt nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật (Johnson, 1959; Mankau & Minteer, 1962; Rodriguez – Kabana và cs, 1965; Walker, 1971; Badra và cs, 1979). Quá trình phân hủy cơ chất hữu cơ đóng một vai trò quan trọng trong độc tố đối với tuyến trùng (Alam và cs, 1982; Goswami & Vijayalakshmi, 1987a). Quá trình phân hủy làm thay đổi đặc tính lý hóa và sinh học của đất, mà chính các đặc tính liên quan này có thể làm giảm khả năng lây nhiễm các mầm bệnh [27]. 2.7 Khái quát về compost 2.7.1 Khái niệm về compost [2] Compost là sản phẩm của quá trình ủ composting, sản phẩm compost phải đảm bảo các điều kiện như: chất hữu cơ ổn định (dạng mùn), không mang mầm bệnh, cỏ dại và các loại nhiễm bẩn khác có hại cho đất và cây trồng. Compost thường chứa các chất hữu cơ bền vững, sinh khối vi sinh vật đã chết và một số vi sinh vật còn sống cùng với các sản phẩm khác của phản ứng hóa học khác giữa các vật liệu trên. 2.7.2 Lợi ích của compost [2, 15] Trong sản xuất nông nghiệp Nông dân Việt Nam đã sử dụng phân bón hữu cơ từ rất lâu trước khi có phân bón vô cơ (đạm, lân, kali, canxi, vi lượng). Cho đến nay, mặc dù sản xuất nông nghiệp đã và đang sử dụng một lượng phân vô cơ rất lớn nhưng phân hữu cơ vẫn được trọng dụng để bón lót cho hầu hết các loại cây trồng và đặc biệt cho các loại đất đã bị thoái hóa, nghèo mùn như đất bạc màu, đất cát, đất phù sa chua,v.v. Bón phân hữu cơ cho cây trồng sẽ ổn định năng suất, tăng chất lượng sản phẩm, tăng sức khỏe cộng đồng khi sử dụng sản phẩm nông nghiệp bón phân hữu cơ. Phân hữu cơ nguyên chất như: phân gia súc, phân xanh, phân bắc sẽ ủ cho chất lượng cao, đảm bảo vệ sinh an toàn cho người sử dụng Sử dụng compost trong trồng trọt được đánh giá là một biện pháp phù hợp, an toàn và tiết kiệm trong nông nghiệp. Compost không chỉ giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt, giúp năng cao năng suất và chất lượng cây trồng, mà còn có khả năng ngăn chặn các mầm bệnh do côn trùng, nấm ký sinh, và tuyến trùng ký sinh thực vật, hơn nữa compost kích thích các gen kháng bệnh của cây. Những lợi ích khi sử dụng compost giúp người nông dân tiết kiệm được tiền bạc hơn khi sử dụng các thuốc hóa học khác, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái. Các phế thải trong ngành chăn nuôi được ủ thành compost đang trở thành một lĩnh vực mang lại lợi nhuận cao vì những tiềm năng to lớn mà nó mang lại. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh thực nghiệm cho thấy việc sử dụng compost có thể thay thế hoặc làm giảm đáng kể việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm, thuốc diệt tuyến trùng hóa học, mà các loại thuốc hóa học này có tác động xấu đến môi trường (làm ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm môi trường đất,…), tạo ra các sản phẩm không an toàn cho người tiêu dùng, cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe người nông dân [15]. Compost được chế biến từ quá trình ủ rác sinh hoạt khi bón vào đất làm tăng độ phì nhiêu của đất: tăng chất hữu cơ, cải thiện cấu trúc đất, tạo môi trường sống thuận lợi cho hệ sinh vật đất.Việc bổ sung compost vào đất cho thấy giảm một số bệnh thực vật bởi tuyến trùng, vi khuẩn và nấm bệnh trong hệ thống canh tác nông nghiệp. Compost là một sản phẩm giàu vi sinh vật, thường chứa từ 108- 2.109 CFU/g, thành phần các loài vi sinh vật trong mỗi loại compost khác nhau và rất đa dạng.Các loại phân ủ compost bón cho cây trồng có tác dụng nhanh hơn phân nguyên chất chưa ủ. Khi sử dụng compost bón cho cây trồng, quá trình phân hủy compost trong đất giúp: Cải thiện cơ cấu đất: phân hữu cơ vi sinh (compost) khi bón vào đất sẽ làm cho nơi có đất sét, đất bạc màu và đất quánh rã ra, rồi khi gặp lại với đất cát lại làm cho cát rời dính lại với nhau, từ đó làm cho đất thông khí dễ dàng. Compost còn cải tạo tính chất cơ lý hoá của đất, chống xói mòn, chống chai hoá đất. Quân bình độ pH trong đất: compost cung ứng đầy đủ các chất hữu cơ để chống lại sự thay đổi pH. Tạo sự màu mỡ trong đất: compost chứa nitơ, photpho, magiê, lưu huỳnh… quá trình phân hủy compost tiết ra các chất dinh dưỡng, làm đất tăng sự hấp thụ khoáng chất. Phân bố dinh dưỡng hợp lý, giúp phục hồi đất bạc màu, đất đã khai thác lâu năm và đất đã sử dụng nhiều phân bón hóa học. Duy trì độ ẩm cho đất: tăng thời gian lưu nước, giúp thấm lọc tốt, tránh bạc màu cho đất. Các chất hữu cơ trong compost khi hòa tan vào đất sẽ trở thành một miếng xốp hút nước rồi luân chuyển nước vào đất nuôi cây. Nếu thiếu chất hữu cơ sẽ thẩm thấu nước từ đó đất sẽ bị đóng màng làm nước bị ứ đọng trên bề mặt đất, chảy tràn khiến xói mòn đất. Tạo môi trường tốt cho vi khuẩn có lợi sinh sống: compost có khả năng tạo ra các chất dinh dưỡng tốt cho các loài vi sinh vật sống trong đất, từ đó tạo ra môi trường cho các loài côn trùng và các loài vi sinh chống lại nấm bệnh và tuyến trùng ký sinh thực vật cũng như tiêu diệt các loài côn trùng phá hoại đất đai. Thông khí: cây có thể đạt 95% chất dinh dưỡng từ không khí, ánh sáng và nước. Đất trồng xốp giúp cho sự khuếch tán không khí vào đất để trao đổi chất dinh dưỡng và độ ẩm, CO2 được thoát ra do chất hữu cơ phân hủy, khuếch tán ra ngoài và được hấp thụ bởi vòm lá bên ngoài. Tăng năng suất cây trồng: bổ sung đạm, lân, kali cho cây trồng, bổ sung các dưỡng chất cần thiết cho cây, giúp cây chịu hạn và kháng bệnh. Sử dụng compost làm phân bón cho cây thay thế cho phân chuồng, phân hóa học được xem là biện pháp quản lý cây trồng toàn diện, thân thiện với môi trường, tạo sản phẩm an toàn cho người tiêu dùng [2]. Trong xử lý môi trường [2] Trong xử lý nước thải: đối với ngành nuôi trồng thủy sản đặc biệt các vùng nuôi tôm, compost được coi là giá thể để làm sạch nước, cân bằng độ pH cho tầng đáy ao. Hơn nữa trong sản phẩm compost còn chứa một lượng mùn (chất dinh dưỡng) được xem là lượng thức ăn tốt cho tôm. Hơn nữa các loài vi sinh vật có ích trong compost sẽ tham gia vào quá trình xử lý đáy ao đặc biệt là nhóm kỵ khí. Trong xử lý khí thải: trên thế giới việc sử dụng compost như giá thể để xử lý ô nhiễm không khí đã được biết từ lâu. Thông thường compost được làm ẩm thích hợp, bổ sung chất dinh dưỡng (mật rỉ đường), hiệu chỉnh pH và cố định thêm một số nhóm vi sinh vật có khả năng oxy hóa các chất chứa nitơ và luu huỳnh vào cột xử lý. Việc sử dụng các phế phẩm trong sản xuất nông nghiệp, trong ngành công nghiệp chế biến, các phế thải trong sinh hoạt,…ủ làm compost còn góp phần làm giảm nguồn thải gây ô nhiễm môi trường, giảm quỹ đất dùng cho chôn lấp chất thải. 2.7.3 Khả năng kiểm soát bệnh thực vật của compost [12, 14] Việc bổ sung compost vào đất đã cho thấy kháng một số bệnh thực vật bởi tuyến trùng, vi khuẩn hoặc nấm bệnh trong hệ thống canh tác nông nghiệp (Hoitink và Fahy, 1986; Ringer, 1998). Compost tạo môi trường tốt cho các loại vi khuẩn có lợi trong đất sinh sống, có khả năng tạo ra các chất dinh dưỡng tốt cho các loại vi sinh vật sinh sống trong đất, từ đó tạo môi trường cho các loại côn trùng và những loài vi sinh vật chống lại nấm bệnh và tuyến trùng ký sinh thực vật cũng như tiêu diệt các loại côn trùng phá hoại đất, hoặc tác động xấu đến cây trồng [12]. Các nhà khoa học đã tìm ra và chứng minh được khả năng kiểm soát và ngăn chặn các mầm bệnh của compost. Tiềm năng tự nhiên của compost có thể được xây dựng dựa trên sự kết hợp của bốn yếu tố: cạnh tranh dinh dưỡng thông qua các vi sinh vật có lợi; sản sinh kháng sinh nhờ hệ vi sinh vật có lợi; sự cạnh tranh đối kháng giữa vi sinh vật có lợi với các tác nhân gây bệnh; và cuối cùng là kích thích hoạt tính của các gen kháng trong cây [15]. 2.7.3.1 Các nghiên cứu sử dụng compost trong kiểm soát tuyến trùng ký sinh thực vật [12, 18, 21, 22, 30, 32, 34] Khả năng ngăn ngừa các bệnh thực vật do các tác nhân như nấm ký sinh của compost đã được nghiên cứu từ đầu những năm 1960 (Bruns, 1998; Seidel, 1961; Reinmuth, 1963; Bochow, 1968a, 1968b; Bochow & Seiled, 1964). Đặc biệt các compost được ủ chín tốt được chứng minh cho thấy tác động cao trong việc ngăn ngừa và chống lại nấm Pythium ultimum và Rhizochtonia solani. Tác động ngăn ngừa của các compost phụ thuộc vào quá trình ủ của compost. Chỉ duy nhất compost (tốt nhất từ 3- 6 tháng; Waldow và cs, 2000) đem lại hiệu quả mong muốn kháng được các mầm bệnh thực vật (Ferrara và cs, 1996; Tuitert & Bollen, 1996; Waldow và cs, 2000). Quá trình ủ compost có thể ảnh hưởng đến khả năng ngăn chặn, tiêu diệt mầm bệnh. Nếu sản phẩm compost quá nghèo các thành phần dưỡng chất, trên thực tế có thể làm tăng mầm bệnh, ngược lại nếu compost được ủ quá chín, sẽ có rất ít vi sinh vật có lợi hoạt động [30]. Vào những năm 1950 trong các vườn ươm tại Mỹ và Úc, người ta đã bắt đầu sử dụng compost được ủ từ vỏ cây của một số loài thực vật (vỏ thông, vỏ trấu,…) kết hợp phối trộn với mùn cưa, thay thế cho việc sử dụng than bùn để bón cho cây, kết quả chứng minh cho thấy khả năng kiểm soát tuyến trùng ký sinh thực vật, cũng như các loại nấm Phytophthora và Pythium [21]. Trong một lĩnh vực nghiên cứu mới về lợi ích của compost và kết quả cho thấy thật ấn tượng về khả năng ngăn chặn mầm bệnh của compost. Tại Đại học Ohio các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng compost được ủ từ vỏ cây thông để kiểm soát bệnh ở cây hoa anh thảo và kết quả cho thấy compost có tác động làm giảm nấm Phytophthora gây bệnh thối rễ và ngăn chặn được nấm Fusarium gây bệnh héo rũ. Theo nghiên cứu của bộ nông nghiệp Mỹ tại Maryland, khi bổ sung compost ủ từ phân động vật vào các chậu cây trồng thấy có kết quả trong việc ngăn chặn bệnh thối úng do Pythium và Rhizochtonia gây ra. Gần đây các nhà nghiên cứu ở Tân Ban Nha đã tìm ra được khả năng ngăn chặn nhóm tuyến trùng bướu rễ ở cây cà chua và cây tiêu khi bón compost được ủ từ rơm và phân của các trang trại nuôi gà. Khả năng ngăn chặn mầm bệnh của compost được kết hợp với các vi khuẩn và nấm có lợi. Các vi sinh vật này cạnh tranh với các tác nhân gây bệnh ở các phương diện khác nhau (dinh dưỡng, đối kháng,…) hoặc chúng tiết ra các chất kháng sinh bảo vệ cây [18]. Trên thế giới, ở Tân Ban Nha người ta sử dụng compost được ủ từ các phế thải trong ngành chế biến công- nông nghiệp (sản xuất rượu vang, dầu ôliu), sử dụng compost ủ từ nút bần khô, từ bã nho sau khi ép, từ vỏ trấu, từ bã quả ôliu trong kiểm soát tuyến trùng cho thấy kết quả khá tốt (bổ sung compost ủ từ nút bần khô với tỷ lệ 50% là thích hợp nhất trong kiểm soát tuyến trùng bướu rễ trong vườu ươm). Đối với nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật, hiệu quả kiểm soát rất đa dạng phụ thuộc vào các nhóm tuyến trùng khác nhau và các dạng compost khác nhau (Akhtar và Alam, 1993) [12]. Đã có nghiên cứu chứng minh hiệu quả trong kiểm soát tuyến trùng bướu rễ M. incognita và sự phát triển của cây cà chua khi sử dụng kết hợp giữa Pseudomonas fluorescens GRP3 và PRS9 và phân bón hữu cơ ở thử nghiệm nhà kính. Trong đó, P. fluorescens GRP3 có tác động tốt hơn P. fluorescens PRS9 trong tăng trưởng của cây cà chua và làm giảm các u bướu cũng như sự gia tăng số lượng M. incognita. P. fluorescens đóng vai trò là vi sinh vật đối kháng, sản sinh kháng sinh và cạnh tranh dinh dưỡng (chẳng hạn như sắt)với các tác nhân gây bệnh (Gamliel & Katan, 1993). Tương tự như vậy, phân bón hữu cơ cũng có khả năng ngăn chặn số lượng tuyến trùng