Ảnh minh họa: Internet

Năm 2017, hồ tiêu là một trong 10 loại nông sản của Việt Nam có kim ngạch xuất khẩu đạt trên một tỷ USD. Tuy nhiên, khó khăn lớn nhất hiện nay của ngành hồ tiêu nước ta là vấn đề dư lượng thuốc trừ sâu và phân bón khiến cho việc xuất khẩu sang các thị trường như Mỹ, châu Âu gặp nhiều trở ngại. Canh tác hữu cơ là sự lựa chọn tất yếu trong sản xuất hồ tiêu cũng như các loại nông sản khác; trong đó đề cao vai trò của phân bón sinh học và kiểm soát sinh học nhằm giảm thiểu phân bón hoá học và hoá chất bảo vệ thực vật. Hiện nay, vi khuẩn vùng rễ thúc đẩy tăng trưởng thực vật, gọi tắt là PGPR (plant-growth promoting rhizobacteria), là đối tượng được biết đến nhiều trong xu hướng phát triển nông nghiệp bền vững. Đa số các PGPR thường không sở hữu từng đặc tính thúc đẩy tăng trưởng thực vật đơn lẻ mà thường có hiện tượng cộng tính (additive hypothesis) (Martínez-Viveros et al., 2010; Ahemad and Kibret, 2014).

Ngoài các cơ chế thúc đẩy tăng trưởng thực vật một cách trực tiếp như cố định đạm sinh học, hòa tan phosphate, sản xuất các phytohormone, nhiều PGPR còn sở hữu các cơ chế gián tiếp như kiểm soát sinh học hay đối kháng sinh học thông qua sự sản xuất cyanide, siderophore, kháng sinh và các enzyme thủy giải (Gupta et al., 2015). Hoạt động đối kháng, trong đó có ức chế nấm bệnh, của PGPR được cho là do sự sản xuất các enzyme như chitinase, protease/elastase, β-1,3- glucanase giúp phân huỷ vách tế bào (Jadhav et al., 2017). Hơn nữa, khi xuất tiết các enzyme ngoại bào vào môi trường, các vi khuẩn vùng rễ còn góp phần chuyển hóa một lượng lớn các hợp chất hữu cơ có sẵn trong đất thành dạng đơn giản mà cây có thể hấp thụ, từ đó làm tăng cường dinh dưỡng và hỗ trợ sức khỏe cho cây. Gianfreda (2015) cho rằng enzyme vùng rễ có hoạt tính và vai trò quan trọng hơn so với enzyme có trong đất khối đối với sự phân huỷ các cơ chất carbon và các chất hữu cơ chứa N, P và S.

Trên thế giới, hiện có nhiều công trình nghiên cứu trên đối tượng các PGPR sở hữu cùng lúc khả năng đối kháng sinh học và phân giải sinh học. Các PGPR có khả năng sinh enzyme ngoại bào như protease, cellulase, chitinase, lipase đã được phân lập và xác định đặc tính. Ở Việt Nam, trong 9 taxa nấm mốc được phân lập từ rễ các cây tiêu trồng ở Quảng Trị, có 4 taxa chiếm tỷ lệ lớn, bao gồm Aspergillus niger, Rhizopus sp., Fusarium solani, Fusarium spp., và Penicillium sp.

Trong 22 chủng PGPR liên kết cây tiêu đã xác định được 21 chủng có khả năng phân giải tinh bột từ 0,2 đến 1,13 cm; 10 chủng có khả năng phân giải lipid từ 0,2 đến 0,6 cm; 20 chủng có khả năng phân giải protein từ 0,2 đến 1,47 cm; và 12 chủng có khả năng phân giải chitin từ 0,2 đến 0,53 cm. Có 2 chủng biểu thị khả năng kháng nấm. Trong đó, chủng MH13 có khả năng ức chế Fusarium sp. với chỉ số ức chế là 52,3%. Chủng ML17.1 có khả năng ức chế cả 5 chủng nấm chỉ thị gồm Fusarium sp., Penicillium sp., Aspergillus niger, A. Flavus, và Cladosporium sp. với chỉ số ức chế lần lượt là 29,3%, 13,0%, 30,3%, 50,7%, và 10,0%. Hai chủng ML17.1 và MH13 đã được nhận diện là Bacillus subtilis; và 2 chủng CT5 và TT5 đã được nhận diện là Alcaligenes faecalis. Đây là các loài PGPR có hoạt tính thúc đẩy tăng trưởng thực vật và đối kháng sinh học đã được báo cáo.