Nấm xanh Metarhizium và các nghiên cứu ứng dụng trong nông nghiệp

Nấm xanh Metarhizium và các nghiên cứu ứng dụng trong nông nghiệp​

Còn bài này là của môn Phát triển sản phẩm luôn, nhưng bên mảng chế sinh học từ nấm.

Hình 1: Nấm xanh Metarhizium giúp tiêu diệt sâu bệnh. (Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ Sóc Trăng)​

Nấm xanh Metarhizium là một chi nấm sợi sống trong đất, thuộc nhóm nấm ký sinh côn trùng, nổi bật với màu lục đặc trưng khi phát triển trên vật chủ. Trong số đó, Metarhizium anisopliae là loài được nghiên cứu và ứng dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực nông nghiệp sinh học, đặc biệt là kiểm soát sinh học côn trùng gây hại.

Khả năng của Metarhizium trong việc tiêu diệt côn trùng bắt nguồn từ đặc tính sinh học đặc biệt: Các bào tử nấm có thể bám lên lớp vỏ kitin của côn trùng, nảy mầm và xuyên qua biểu bì để xâm nhập vào cơ thể vật chủ. Sau đó, nấm tiết ra các enzyme phân hủy, tiêu diệt côn trùng từ bên trong. Khi vật chủ chết, nấm tiếp tục sinh trưởng và phát tán bào tử ra môi trường, tạo nên chu kỳ kiểm soát tự nhiên và bền vững.

Nguồn phân lập

Hình 2. Nuôi và phân lập nấm xanh Metarhizium . (Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ Sóc Trăng)​

Nấm Metarhizium thường được phân lập từ môi trường đất tự nhiên, đặc biệt là những khu vực có mật độ côn trùng cao hoặc nơi từng bị sâu bệnh gây hại nặng. Các nguồn phổ biến bao gồm:

- Đất canh tác: Các ruộng lúa, rẫy ngô, vườn cà phê, hồ tiêu.. là nơi giàu vi sinh vật và có nhiều xác côn trùng, thuận lợi cho nấm ký sinh phát triển. Đất từ vùng bị nhiễm sâu hại thường là nơi có xác côn trùng bị nấm tấn công, rất thích hợp để thu mẫu.

- Xác côn trùng bị nấm ký sinh: Trong tự nhiên, khi thấy các côn trùng chết có phủ lớp nấm màu xanh lục đặc trưng, đó là dấu hiệu điển hình của Metarhizium . Việc phân lập trực tiếp từ xác côn trùng là cách nhanh chóng để thu được các chủng có khả năng ký sinh mạnh.

- Rễ cây trồng: Một số nghiên cứu gần đây phát hiện Metarhizium có khả năng sống nội sinh trong mô rễ hoặc khu vực rễ cây (vùng rhizosphere), góp phần hỗ trợ hấp thu dinh dưỡng và bảo vệ rễ. Việc phân lập từ rễ giúp tìm ra các chủng nấm có tiềm năng kết hợp kiểm soát sâu bệnh và kích thích sinh trưởng cây.

Các khu vực tự nhiên ít can thiệp: Đất rừng, đất ở khu vực sinh thái tự nhiên, đất chưa bị tác động bởi thuốc bảo vệ thực vật là nơi có sự đa dạng sinh học cao, cũng là nguồn tiềm năng để phân lập được các chủng nấm bản địa quý.

Sau khi thu mẫu đất hoặc xác côn trùng, quy trình phân lập thường bao gồm: Làm loãng mẫu, nuôi cấy trên môi trường chọn lọc (như PDA hoặc SDA có bổ sung kháng sinh để ức chế vi khuẩn), sau đó tiến hành tinh sạch và định danh chủng bằng hình thái học hoặc kỹ thuật phân tử như PCR – ITS sequencing.

Việc chọn đúng nguồn phân lập không chỉ giúp thu được chủng nấm có hoạt tính sinh học mạnh, mà còn giúp đảm bảo sự thích nghi tốt khi tái ứng dụng vào điều kiện nông nghiệp tại địa phương.

Nghiên cứu ứng dụng

Hình 3. Sản phẩm được thương mại hóa. (Phân bón Hưng Điền)​

Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã tập trung vào việc khai thác, tuyển chọn và cải tiến các chủng Metarhizium để tăng hiệu quả diệt trừ côn trùng, mở rộng phổ tác động cũng như nâng cao tính ổn định ngoài môi trường. Một số nghiên cứu tập trung vào việc kết hợp nấm xanh với các tác nhân sinh học khác như Beauveria bassiana hay các chế phẩm vi sinh vật có ích nhằm tạo hiệu ứng cộng hưởng, giúp mở rộng khả năng kiểm soát sâu bệnh trên nhiều loại cây trồng khác nhau như lúa, ngô, cà phê, hồ tiêu và rau màu.

​

Ngoài ra, công nghệ vi bao và cải tiến dạng chế phẩm (dạng bột, dạng lỏng, dạng hạt) cũng được chú trọng nhằm kéo dài thời gian bảo quản, nâng cao hiệu quả sử dụng trên đồng ruộng, đồng thời hạn chế tác động của điều kiện bất lợi như tia UV, nhiệt độ cao hay độ ẩm thấp.

Bên cạnh ứng dụng chính là phòng trừ sâu bệnh hại, một số nghiên cứu gần đây còn cho thấy tiềm năng của Metarhizium trong việc thúc đẩy sinh trưởng cây trồng. Một số chủng có khả năng cố định đạm, tăng hấp thu dưỡng chất và cải thiện sức đề kháng của cây đối với điều kiện bất lợi như hạn hán hay mặn xâm nhập. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng nấm xanh không chỉ như một tác nhân bảo vệ thực vật mà còn là một yếu tố thúc đẩy nông nghiệp bền vững.

Tại Việt Nam, nhiều viện nghiên cứu và trường đại học đã triển khai thử nghiệm và sản xuất các chế phẩm sinh học từ Metarhizium ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ, góp phần hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. Các mô hình trình diễn sử dụng nấm xanh để kiểm soát rầy nâu hại lúa, bọ cánh cứng hại ngô, hay sâu đục thân cà phê đều cho kết quả khả quan, được nông dân đón nhận và nhân rộng.

Tuy nhiên, để phát triển rộng rãi và bền vững, vẫn cần nhiều hơn các nghiên cứu về sự thích nghi của các chủng Metarhizium với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng đa dạng; sự tương tác với các vi sinh vật bản địa cũng như các tác động môi trường khi sử dụng lâu dài. Ngoài ra, việc chuyển giao công nghệ sản xuất, đào tạo người nông dân và xây dựng hệ thống phân phối chế phẩm nấm xanh cũng là những yếu tố then chốt cần được chú trọng trong thời gian tới.

Nhìn chung, Metarhizium là một trong những tác nhân sinh học đầy hứa hẹn trong xu hướng phát triển nền nông nghiệp sinh thái, thân thiện với môi trường và an toàn thực phẩm. Việc tiếp tục đầu tư nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ và thúc đẩy ứng dụng thực tiễn sẽ góp phần đưa nấm xanh trở thành công cụ hữu hiệu trong phòng trừ dịch hại và nâng cao năng suất nông nghiệp theo hướng bền vững.