thuốc trừ sâu
Mục lục !" #!"$%&'!& #!"$%&'!() )*+!,( !&!$.&&/(0) 123 4! !"$%&'!(5 678 )9:;<8 =>?!@!"$%&'!(8 *9-!ABC *#-D! +>EBF I. MỞ ĐẦU Hiện nay, sự phát triển của nền nông nghiệp nước ta đang đi vào mức độ thâm canh cao với việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật hóa học và hàng lọat các biện pháp như trồng lúa 3 vụ, phá rừng canh tác cà phê, hồ tiêu, điều… với mục đích khai thác, chạy theo năng suất và sản lượng. Chính vì vậy, với sự canh tác trên đã làm cho đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, mất cân bằng hệ sinh thái trong đất, hệ vi sinh vật trong đất bị phá hủy, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao, nguồn bệnh tích lũy trong đất càng nhiều dẫn đến phát sinh một số dịch hại không dự báo trước. Chính vì vậy, xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cường sử dụng chế phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác cây trồng đang là xu hướng của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Hiện các chế phẩm đang được sử dụng tại các vùng trồng rau sạch ở Vĩnh Phúc, Thanh Trì, Hải Dương, Hà Tây, Đông Anh của Việt Nam. II. NỘI DUNG 1. Đặc điểm và cơ chế tác động của thuốc 1.1 Thuốc trừ sâu vi sinh Thuốc trừ sâu vi sinh bao gồm một vi sinh vật (ví dụ: vi khuẩn, nấm, virút hoặc động vật nguyên sinh) như thành phần hoạt hóa. Thuốc trừ sâu vi sinh có thể kiểm soát nhiều loài gây hại khác nhau mặc dù mỗi hoạt chất đặc hiệu cho mỗi loài gây hại mục tiêu của nó. Ví dụ: có những loại nấm kiểm soát một số loại cỏ dại, và những loại nấm khác tiêu diệt được một số loại côn trùng. Các loại thuốc trừ sâu vi sinh được sử dụng nhiều nhất là những loài phụ và những chủng của Bacillus thuringiensis, hay Bt. Mỗi chủng vi khuẩn nầy tạo ra một phức hợp protein khác nhau, và tiêu diệt được một hoặc một vài loài ấu trùng liên quan. Trong khi một vài Bacillus thuringiensis kiểm soát ấu trùng sâu bướm được tìm thấy trên thực vật, các Bacillus thuringiensis khác thì đặc hiệu cho ấu trùng của ruồi và muỗi. Các loài côn trùng mục tiêu (đích) được xác định bởi Bacillus thuringiensis riêng biệt tạo ra một proteincó thể bám vào ruột ấu trùng, làm cho ấu trùng chết đói. 1.2. Thuốc trừ sâu Bt Thuộc nhóm trừ sâu sinh học, có nguồn gốc vi sinh vật (Bacillus thuringiensis var.) , phổ diệt rộng và hữu hiệu với các lọai sâu như sâu cuốn lá, sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang, sâu ăn tạp … Ở Việt Nam, chế phẩm Bt (Bacillus thuringiensis var.) đã được nghiên cứu từ năm 1971. Hơn 20 chế phẩm Bt nhập khẩu và nội địa đã cho kết quả tốt trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng đối với một số sâu hại chính trên đồng ruộng như sâu xanh bướm trắng, sâu xám, sâu tơ, sâu hại bông, sâu đo. Các lọai sản phẩm thương mại có trên thị trường khá nhiều như Vi-BT 32000WP, 16000WP; BT Xentary 35WDG, Firibiotox P dạng bột; Firibiotox C dạng dịch cô đặc 1.3. Vi khuẩn Bacillus thuringensis (Bt) Bacillus thuringiensis, là loài vi khuẩn đất điển hình được phân lập ở vùng Thuringia, Đức. Bt có khả năng tổng hợp protein gây tệ liệt ấu trùng của một số loài côn trùng gây hại, trong đó có sâu đục quả bông, các loài sâu đục thân ngô Châu Á và Châu Âu, đều là sâu hại thực vật phổ biến, có khả năng gây ra những sự tàn phá nghiêm trọng Bt là trực khuẩn sinh bào tử hiếu khí không bắt buộc, gram dương, kích thước 3-6 µm, có phủ tiêm mao không dày, tế bào đứng riêng rẽ và xếp thành từng chuỗi, chứa tinh thể độc có khả năng diệt sâu. Hình 1. Sản phẩm Bt trên thị trường Bt phát triển trong điều kiện nhiệt độ 15-45 0 C nhưng thích hợp nhất 29-30 0 C. Bào tử dạng hình oval, hình trứng dài 1,2 – 1,6 µm.(Hình 4) Hình 2. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Ảnh: ed.ac.uk) Hình 3. Khuẩn lạc vi khuẩn Bacillus thuringiensis Hầu hết là các chủng Bt có một hoặc nhiều gen tiền độc tố. Cơ sở gây bệnh cho côn trùng chính là các gen Cry khác nhau. Gen Cry được chia thành 4 lớp chính: Cry I, II, III, IV. Hình 4. Tế bào vi khuẩn Bt với tinh thể (crystal) và bào tử (spore) • Gen Cry I: Thường tổng hợp các Protein hình thoi gây bệnh cho côn trùng bộ cánh vẩy. • Gen Cry II: Tạo tinh thể dạng hình tháp gây bệnh cho côn trùng bộ cánh vẩy và côn trùng bộ 2 cánh. Ví dụ như gen Cry IIA gây bệnh cho loài Lymantria dispa (Hình 6), Cry IIB Helicoverpa armigera( Hình 7). • Gen Cry III: Tổng hợp tinh thể dạng hình thoi, gây bệnh cho côn trùng bộ cánh cứng Coleoptera (hình 8). • Gen Cry IV: Tổng hợp cả tinh thể dạng hình thoi và hình tháp, chỉ gây bệnh cho côn trùng bộ 2 cánh Diptera. Hình 6. Sâu Lymantria dispa Hình 7. Helicoverpa armigera Hình 8. Bộ cánh cứng Coleoptera Hình 9. Bộ 2 cánh Diptera. 1.4. Đặc điểm tinh thể độc Tinh thể độc của Bt có dạng hình thoi, hình quả trám, hình tháp mang bản chất Protein và có độc tính cao với rất nhiều loại côn trùng, chiếm 30% trọng lượng khô của tế bào. Khi nhuộm xanh metylen hoặc fusin đỏ thì độc tố bắt màu dưới kính hiển vi đối pha tinh thể độc. Tinh thể độc rất bền vững ở nhiệt độ cao, có trọng lượng phân tử là 5000 đơn vị và không phải bào tử nào cũng có tinh thể độc. Trong quá trình bảo quản nếu để lâu Bt sẽ mất hoạt tính do tinh thể độc bị biến dạng hoặc phân huỷ. Chất focmandehit 20% và tia tử ngoại có thể làm mất hoạt tính của tinh thể độc. Có 4 loại tinh thể độc: • Ngoại độc tố: β exotoxin hay ngoại độc tố bền nhiệt • Ngoại độc tố: γ exotoxin độc tố tan trong nước • Nội Ngoại độc tố: α exotoxin hay phospholipase • độc tố: δ endotoxin (đây chính là tinh thể độc) nó chiếm chủ yếu trong 4 loại độc tố trên 90% và có khả năng diệt sâu cao nhất. Hình 10. Bào tử BT và tinh thể protein tiền độc tố 1.5. Cơ chế tác động • Khi được phun lên lá cây, protein độc tố dưới dạng tinh thể sẽ diệt những loại sâu hại nhất định. • Cụ thể là sau khi sâu hại ăn phải các tinh thể tiền độc tố, dưới tác dụng của một loại men tiêu hoá trong dịch ruột của sâu, tiền độc tố bị hoà tan thành những phân tử nhỏ có hoạt tính độc. • Các độc tố này bám vào màng vi mao trong ruột, tạo ra các lỗ rò để cho nước chảy vào, làm sâu mọng nước, ngừng ăn và chết. 2. Ưu điểm, hạn chế và biện pháp khắc phục khi sử dụng thuốc trừ sâu Bt 2.1. Ưu điểm của thuốc trừ sâu Bt • Không gây ô nhiễm môi trường. • Bt có hiệu lực cao đối với sâu đã kháng các loại thuốc gốc lân, carbamat, … Hình 11. Sâu chết do trúng độc từ thuốc trừ sâu Bt Hình 12. Cơ chế tác động của tinh thể độc đối với sâu • Tinh thể độc do Bt tạo ra không thể hoà tan trong dịch dạ dày của người nên thuốc trừ sâu sinh học Bt hoàn toàn vô hại đối với người, cũng như các sinh vật khác. • Không độc với cá, ong mật và các loài thiên địch. • Thời gian cách ly ngắn. 2.2. Hạn chế • Chỉ diệt được sâu non khi chúng ăn lá, không diệt được trứng, nhộng và bướm. • Dễ bị phân huỷ bởi tia cực tím có trong ánh mặt trời. • Có tác động vi độc, không nội hấp, không tiếp xúc. • Hạn chế lớn nhất của thuốc trừ sâu Bt là phát tác chậm, 48 tiếng sau khi ăn độc tố thì sâu mới chết. 2.3. Khắc phục • Nên chú ý phun sớm ngay khi cây trồng bị sâu phá hại, thích hợp nhất là sâu còn non từ 1 đến 3 ngày tuổi. Do sâu thường gối lứa nên sau khi phun 5-7 ngày, khi cần thiết phải phun lại một lần nữa để diệt sâu non mới nở. • Nên phun thuốc vào lúc chiều mát, lúc này sâu dễ dàng trúng độc do thường bò lên ăn vào ban đêm. Tránh phun thuốc khi trời đang nắng gắt hoặc sắp mưa. Sau khi tưới hãy phun thuốc và 1 ngày sau đó có thể tưới trở lại. Không sử dụng thuốc trừ sâu Bt trên cây dâu dùng nuôi tằm. • Cần phun ướt đều hai mặt lá nhất là mặt dưới và các bộ phận của cây mà sâu thích ăn; có thể thêm một ít mật rỉ đường để tăng sự bám dính thì hiệu quả diệt sâu sẽ cao hơn. III. Sản xuất thuốc trừ sâu Bt Ở Việt Nam hiện nay có khoảng 10 chủng Bacillus thurigensis được phân lập để sản xuất thuốc trừ sâu sinh học. Mỗi chủng VSV chỉ chứa 1 hoặc 1 vài gene tổng hợp protein gây độc với 1 lọai sâu nhất định. Do đó, để sản xuất được chế phẩm diệt được nhiều lọai sâu, người ta tiến hành xác định ( có chọn lọc ) những đọan gene đó rồi dùng kĩ thuật chuyển gene để đưa vào 1 chủng Bt. Chủng giống Bt này sau đó được cấy vào bình lên men, trong điều kiện nhiệt độ thích hợp (28-30 độ C). Sau khoảng 52-54 giờ là có thể thu hoạch được dịch thể chứa các tinh thể protein độc tố đối với sâu hại. Kết quả thử nghiệm cho thấy các chế phẩm Bt diệt được gần 90% sâu hại, so với gần 80% của thuốc hoá học. IV. Kết luận: Mặc dù có những nhược điểm ko thể tránh khỏi nhưng hiệu quả của thuốc trừ sâu sinh học từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis là không thể phủ nhận.Với những đặc tính không gây hại cho môi trường và sinh vật có lợi thì chế phẩm sinh học ( thuốc trừ Nhân giống cấp 2 Kích thích lên men Lọc và ly tâm Nhân giống cấp 1 Chủng Bt thuần Thu sinh khối 52 – 54h, pH = 7, 30 O C Hình 13. Sơ đồ tổng quát qui trình tạo thuốc trừ sâu Bt sâu Bt, Entomopathogenic Nematodes – EPN, thuốc trừ sâu róm bằng nấm Boverin…) nên được sử dụng rộng rãi để thay thế các sản phẩm hóa học. V. Tài liệu tham khảo: Trần Thị Thanh(1979), “sử dụng vi sinh vật phòng chống côn trùng và các bệnh có hại cho cây trồng”. Công nghệ vi sinh,NXB Giáo dục, tr. 120-137. Ts.Trịnh Thị Hồng, “phương pháp diệt côn trùng”. Vi sinh công nghiệp, trường ĐH Mở TP.HCM, khoa công nghệ sinh học. www.tvtl.bachkim.vn www. Wikipedia.com www.sciencephoto.com www.images.google.com . dùng kĩ thuật chuyển gene để đưa vào 1 chủng Bt. Chủng giống Bt này sau đó được cấy vào bình lên men, trong điều kiện nhiệt độ thích hợp (28-30 độ C). Sau khoảng 52-54 giờ là có thể thu hoạch được. nhất. Hình 10. Bào tử BT và tinh thể protein tiền độc tố 1.5. Cơ chế tác động • Khi được phun lên lá cây, protein độc tố dưới dạng tinh thể sẽ diệt những loại sâu hại nhất định. • Cụ thể là sau khi. điểm, hạn chế và biện pháp khắc phục khi sử dụng thuốc trừ sâu Bt 2.1. Ưu điểm của thuốc trừ sâu Bt • Không gây ô nhiễm môi trường. • Bt có hiệu lực cao đối với sâu đã kháng các loại thuốc gốc lân,