GIÁO TRÌNH HÓA BẢO VỆ THỰC VẬT part 2 pptx

Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương g Các chế phẩm phải không đắt tiền, phải đem lại hiệu kinh tế cao sử dụng chúng Ngày cơng nghiệp hóa chất có nhiều nổ lực để chế tạo hợp chất đáp ứng ngày tốt yêu cầu nói Tuy nhiên cần phải thấy chưa có hóa chất đáp ứng thật đầy đủ tất yêu cầu Với kỹ thuật dùng thuốc đắn, sở hiểu biết thật đầy đủ độc chất học nơng nghiệp góp phần khắc phục mặt hạn chế nâng cao giá trị sử dụng hóa chất độc lãnh vực phịng trừ dịch hại Nếu coi thuốc BVTV vũ khí để chống lại sinh vật gây hại cho trồng kết thắng lợi hay thất bại trận đánh đâu phải phụ thuộc vào vủ khí? Rỏ ràng người sử dụng vũ khí đóng vai trị định 1.1.3 Phân loại thuốc trừ dịch hại Có nhiều cách phân loại thuốc trừ dịch hại, sau số cách phân loại thông dụng nhất: a Phân loại theo nguồn gốc thành phần hóa học Thuốc trừ dịch hại chia thành nhóm sau: - Các thuốc có nguồn gốc thực vật: Các phận số thực vật có chứa hợp chất alcaloid, nicotin, albazin, pyrethrin, rotenone, số chất kháng sinh sơ chế trích ly hoạt chất để sử dụng - Các thuốc vô cơ: Gồm hợp chất vô chứa đồng, lưu huỳnh, hợp chất asenit - Các thuốc tổng hợp hữu cơ: Gồm hợp chất thuộc nhóm chlor hữu cơ, nhóm lân hữu cơ, nhóm carbamate, nhóm hợp chất dị vịng, nhóm pyrethroid tổng hợp Các lại thuốc có nguồn gốc vi sinh vật: Các thuốc kháng sinh b Phân loại theo đối tượng tác dụng Các thuốc trừ dịch hại (pesticide) chia thành: Thuốc trừ sâu (insecticide), thuốc trừ bệnh (fungicide), thuốc trừ vi khuẩn (bactericide), thuốc trừ cỏ dại (herbicide), thuốc trừ chuột (ratticide), thuốc trừ tuyến trùng (nematocide), thuốc trừ nhện (acaricide), thuốc trừ ốc sên (limacide, molluscide), thuốc giết động vật (zoocide) Trong số trường hợp, thuốc trừ dịch hại cịn chia thành nhóm dựa vào khả gây độc thuốc đến giai đoạn sinh trưởng định địch hại: Thuốc trừ sâu non (larvicide), thuốc trừ trứng (ovicide) c Phân loại theo phương pháp thẩm thấu đặc tính tác dụng Tuỳ theo dường mà chất độc xâm nhập vào thể dịch hại, phân loại thuốc trừ dịch hại theo nhóm sau: - Thuốc vị độc (thuốc nội tác động): Là thuốc xâm nhập vào thể với thức ăn qua đường tiêu hóa, thường dùng để diệt trùng nhai gậm, liếm hút, chuột - Thuốc tiếp xúc: Xâm nhập vào thể qua da, biểu bì, thường dùng để diệt côn trùng sống không ẩn náu, vi sinh vật gây hại, trừ cỏ - Thuốc xông hơi: Qua dạng thuốc khuyếch tán vào khơng khí chung quanh dịch hại xâm nhập vào thể qua đường hơ hấp Ngồi người ta cịn phân biệt: PGs Ts Trần Văn Hai Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương - Thuốc lưu dẫn thuốc không lưu dẫn: Thuốc lưu dẫn thuốc áp dụng phận thực vật (như rễ) có khả xâm nhập vào bên dẫn truyền theo mạch nhựa đến phận khác làm cho thể thực vật trở nên độc dịch hại (thuốc trừ sâu, bệnh); toàn cá thể thực vật bị gây hại (thuốc trừ cỏ) Thuốc không lưu dẫn tất thuốc khơng có đặc tính trên, thuốc có đặc tính lưu dẫn thường ưa chuộng bị mưa rửa trơi, gây hại đến thiên địch - Thuốc có tác động chọn lọc khơng chọn lọc: Thuốc có tác động chọn lọc thuốc có tác dụng số lồi dịch hại khơng ảnh hưởng xấu đến lồi thiên địch (cơn trùng bắt mồi ký sinh) hay sinh vật có ích khác (gia súc, cá, thú, thiên địch (cơn trùng ký sinh) hay sinh vật có ích khác (gia súc, cá, thú rừng ) Đối với thuốc trừ cỏ, tính chọn lọc thuốc biểu khả không gây hại thực vật Thuốc Bảo Vệ Thực Vật dùng nơng nghiệp cịn phân nhóm theo tiêu độc hại người động vật máu nóng, theo tính bền vững chúng mơi sinh Độc tính thuốc ĐVMN tính qua lần đưa thuốc qua dày (qua miệng), bôi thuốc lên da (tiếp xúc qua da) hít thuốc, tích lũy thuốc thể động vật (Trích theo “ Kinh tế tổ chức Bảo Vệ Thực Vật”; trang 205 phần Phân loại vệ sinh thuốc Bảo vệ Thực vật A.F Chenkin, theo Viện Nghiên cứu Khoa học Toàn Liên Bang Vệ Sinh Độc hại Thuốc BVTV), NXB Nông nghiệp - Hà Nội, 1988 d Phân loại theo mức độ bay - Chất nguy hiểm: Nồng độ bảo hòa ≥ nồng độ độc hại - Chất nguy hiểm: Nồng độ bão hòa > nồng độ bốc cháy - Chất nguy hiểm: Nồng độ bão hòa < nồng độ bốc cháy e Phân loại theo sở y học *Theo độ độc cấp tính qua da: LD50 (mg/kg) < 300 300< LD50 3 Mức độc (Độc tính) Độc tính mạnh Độc tính trung bình Độc tính yếu *Theo độ độc cấp tính qua miệng hay đường ruột (biểu thị LD50, thử nghiệm chuột), loại thuốc trừ dịch hại chia thành nhóm sau: Bảng phân chia nhóm độc qua miệng theo qui định Bộ Nông Nghiệp & PTNT Cơng Nghệ Thực Phẩm, 1995 Phân nhóm ký hiệu nhóm độc I “Rất độc” chử đen băng màu đỏ II “Độc cao” Biểu tượng nhóm độc Độ độc cấp tính LD50 (mg/kg) qua miệng Thể rắn Thể lỏng Đầu lâu xương chéo 2000 f Phân loại theo dạng tích lũy Thuốc trừ dịch hại có khả tích lũy thể sinh vật dạng sau: +Tích lũy hóa học: xảy chất độc hóa học hấp thu vào thể với tốc độ nhanh tiết Mỗi lần chất độc hóa học xâm nhập vào thể khơng thải ngồi hồn tồn, tích tụ chất độc xảy khiến thể bị ngộ độc chết + Tích lũy động thái (tích lũy chức năng): lần chất độc xâm nhập vào thể bị thải hoàn toàn, tác động liều chất độc tăng thêm qua lần xâm nhập sau Khã tích lũy thể chất biểu thị qua hệ số tích lũy: LD50 (MÃN TÍNH) Hê số tích lũy K = LD50 (CẤP TÍNH) K : “ “ “ “ “ yếu (tích lũy khơng rõ rệt) Ngồi y học cịn dựa vào mức độ tạo khối u người động vật, để phân loại chất độc theo mức độ gây độc theo mức độ gây đột biến gen, gây quái thai g Phân loại theo khả phân hũy Dựa vào chu kỳ bán hũy (DT50: Disappearance Time) hóa chất thời gian phân hũy phân lượng chất độc - DT50 < tháng : Độ bền vững thấp - DT50 = 1- tháng : Độ bền vững trung bình - DT50 = tháng - năm : Độ bền vững cao - DT50 > năm : Độ bền vững cao 1.2 SỰ XÂM NHẬP CỦA CHẤT ĐỘC VÀO CƠ THỂ SINH VẬT Chất độc xâm nhập vào thể theo đường khác nhau: qua đường tiêu hóa (thuốc vị độc), qua đường hơ hấp (thuốc xơng hơi), qua da hay biểu bì (thuốc tiếp xúc) Cho dù PGs Ts Trần Văn Hai Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương xâm nhập vào thể đường nữa, chất độc muốn gây tác động lên thể sinh vật phải xâm nhập vào bên tế bào sinh vật 1.2.1 Sự xâm nhập chất độc vào tế bào a Sơ lược cấu tạo tế bào Tế bào trưởng thành điển hình cấu tạo gồm có: màng nguyên sinh, nguyên sinh chất, nhân, máy golghi, ty thể vi thể khác Riêng tế bào thực vật số vi sinh vật, bên màng nguyên sinh cịn có màng tế bào - màng cellulose cứng bảo đảm cho tế bào bền vửng b Sự xâm nhập chất vào bên tế bào Màng tế bào có khả thẩm thấu lớn chất khoáng chất hữu Thường trình hấp thu chất qua màng xảy nhờ vào hấp thu phân tử, trao đổi ion liên kết hóa học Màng nguyên sinh chất có cấu tạo chuyên hóa phức tạp vật cảng thứ hai đường chất thâm nhập vào thể yếu tố sau: Tính thấm chọn lọc: chất qua màng tế bào với tốc độ khác nhau, điều làm cản trở khả khuyếch tán nhiều chất vào tế bào Tuy nhiên tính thấm thay đổi có tế bào bị tác động Như chịu tác động tác nhân gây hại, tế bào bị kích thích bị tổn thương tính thấm màng tế bào tăng lên rõ rệt, lúc chất - kể chất độc khuyếch tán nhanh chóng bên tế bào cân áp suất xác lập Khả hấp thu toàn khối nguyên sinh chất: khả đặc trưng hệ số Khi bị chất độc tác động hệ số tăng lên tính hấp thu khối nguyên sinh chất tăng lên, kết chất độc xâm nhập vào tế bào với tốc độ nhanh Khả hấp phụ màng nguyên sinh chất: Đặc biệt kim loại nặng Hg, Cu, As Các chất độc thường phản ứng với nhóm thio amin màng tế bào, nhiều trường chúng phá hủy màng tế bào để vào bên Nhìn chung chất hữu thường xâm nhập vào tế bào đường khuyếch tán dạng phân tử qua khe lipoprotein màng tế bào Các chất độc vô hợp chất Cu, Fe, Zn thường xâm nhập vào tế bào dạng ion phân tử 1.2.2 Sự xâm nhập chất độc vào thể côn trùng Các thước trừ sâu xâm nhập vào thể côn trùng theo đường: qua máy tiêu hóa (thuốc vị độc); qua biểu bì (thuốc tiếp xúc) qua đường hô hấp (thuốc xông hơi) Với cách xâm nhập, chất độc bị chuyển hóa theo hướng khác gây tác động khác a Tác động vị độc - Sự hấp thu chất độc: Các thuốc vị độc với thức ăn vào thể côn trùng Từ lúc bắt đầu vào miệng, qua ống thực quản, vào túi thức ăn, chất độc chuyển hóa PGs Ts Trần Văn Hai 10 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương từ dạng khơng hịa tan sang dạng hịa tan Khi đến ruột giữa, q trình đồng hóa chất độc xảy mạnh mẽ Bằng cách thẩm thấu phá hủyvách ruột giữa, chất độc từ ruột chuyển vào huyết dịch Cùng với huyết dịch, chất độc vận chuyển khắp thể, xâm nhập tác động vào trung tâm sống quan trọng (như hệ thần kinh, hệ men), giữ mô (như mô mỡ) - Sự tiết chất độc: trình tiêu hóa thường khơng phải tồn số lượng chất độc thể hấp thu đồng hóa Một phần chất độc khơng kịp khơng chuyển hóa thành trạng thái hịa tan bị thải ngồi đường tiết qua ruột sau lổ hậu môn Như qua ruột với tốc độ nhanh, chất độc bị tiết nhiều, tác động đến thể dịch hại Một số chất Asen gây co bóp ruột khiến cho chất độc phần bị tống khỏi thể côn trùng b Tác động tiếp xúc - Biểu bì trùng cấu tạo chủ yếu lớp: biểu bì trên, biểu bì ngồi biểu bì Lớp biểu bì ngồi có độ dày khoảng 0,2 - 0,8 µ cấu tạo từ hỗn hợp acid béo, cholesterin protein Biểu bì, chủ yếu lớp biểu bì vật chướng ngại quan trọng đường xâm nhập chất không tan sáp lipit Thường biểu bì chân đệm chân côn trùng tương đối mỏng nên chất độc xâm nhập qua nơi tương đối dễ dàng Ở số trùng, biểu bì cịn bao bọc lớp sáp bên (như rệp sáp) - Thơng thường có chất hữu hòa tan lipoit lipoprotein xâm nhập qua biểu bì Sau qua bểu bì, chất độc lan vào huyết dịch truyền khắp tác động trường hợp chất vị độc - Một số thuốc trừ sâu loại dầu, tinh dầu tạo thành lớp mỏng bền vững bao phủ thể trùng làm cản trở q trình hơ hấp chúng, chất giết côn trùng chưa xâm nhập vào thể Ví dụ dầu khống DC Trons Plus hãng Caltex sản xuất, dầu khoáng SK Hàn quốc sản xuất c Tác động xông Bằng dạng hơi, chất độc xâm nhập vào thể côn trùng qua hệ thống khí quản Chúng khuyếch tán qua vách khí quản vi khí quản vào huyết dịch, lan truyền thân gây ngộ độc cho côn trùng Khi tiếp xúc với chất độc xông hơi, trùng thường phản ứng tự vệ cách đóng lổ thở lại Nhờ có lượng oxy chứa khí quản, chúng chịu đựng thời gian định Cho đến hết lượng oxy dự trữ, chúng buộc phải mở lổ thở ra; để tiêu diệt dịch hại, ta phải giử cho khơng khí chung quanh dịch hại ln chứa khí độc nồng gây chết thời gian tương đối dài có hiệu Chính mà chất độc xông phát huy tác dụng áp dụng nơi có khoảng khơng gian cố định kho, khoang tàu, nhà kính 1.2.3 Sự xâm nhập chất độc thể loài gặm nhấm Thường ứng dụng chất vị độc xông để tiêu diệt loài gặm nhấm - Chất vị độc sau vào máy tiêu hóa lồi gặm nhấm đồng hóa ổ dày Sau chất độc nguyên chất sản phẩm chuyển hóa thấm qua vách ruột vào máu PGs Ts Trần Văn Hai 11 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương máu truyền khắp nơi thể Các lồi gặm nhấm có khướu giác vị giác phát triển lại đa nghi nên chúng phản ứng tự vệ cách lẩn tránh, không ăn bả độc cách nơn mửa bả độc ngồi - Chất độc xơng xâm nhập dễ dàng vào phổi loài gặm nhấm từ máu vận chuyển khắp thể Ngoài khả theo huyết dịch đến quan khác gây tác động, chất độc xông cịn có khả tác động lên huyết dịch, làm khả vận chuyển khí oxy, khí carbonic chất khác làm ảnh hưởng đến toàn thể 1.3.2 Sự biến đổi chất độc tế bào sinh vật a Biến đổi hóa học Chất độc phản ứng với thành phần tế bào chủ yếu với protein với thành phần kim loại hợp chất protit Ví dụ như: formaldehyd xâm nhập vào tế bào tác dụng với amino acid tạo thành methylamin b Biến đổi sinh học - Chất độc ức chế hoạt động enzym enzym esteraza (cholin esteraza, methyl butyrat esteraza, phenyl acetat esteraza ) nhiều enzym khác tế bào, làm đình trệ hoạt động đồng hóa dị hóa tế bào, thuốc trừ cỏ Natrichlorate ức chế hoạt động enzym catalaza cỏ, thuốc trừ sâu lân hữu có khả ức chế hoạt động men cholinesterase (ChE.) số men khác mà men dùng để thủy phân Acetylcholin Acetylcholin có tế bào thần kinh tham gia vào trình truyền xung động thần kinh Vì cholin-estaza bị ức chế, acetylcholin bị tích lũy làm rối loạn dẫn truyền xung động thần kinh, chất gọi thuốc độc thần kinh Có loại chất độc tác động cách ngăn cản tạo thành vitamin tế bào làm tác dụng vitamin tế bào Các dẫn xuất hydroxicumarin có khả ức chế tạo thành vitamin K ruột lồi chuột, góp phần gây bệnh máu khơng đơng chuột - Tất enzym hợp chất chứa protein, tuỳ theo cấu tạo nó, người ta chia làm hai loại: Loại thứ thành phần chứa protein; loại thứ hai ngồi protein cịn có thành phần khác kim loại Các hợp chất kết hợp với thành phần protein thành phần kim loại làm cho enzym bị bất hoạt bị phá hủy hồn tồn Enzym bị bất hoạt đơi phục hồi ta tách chất độc khỏi tế bào - Các enzym đặc biệt dễ mẫn cảm với chất độc Do enzym giữ vai trị xúc tác cho q trình sinh học tế bào Sự ngộ độc enzym làm cho thể suy yếu, chí bị chết Khi có enzym thể bị ức chế, ta nói thể bị tổn thương sinh hóa - Tất chất ức chế enzym, có thuốc trừ dịch hại chia thành hai nhóm: + Nhóm có khả ức chế toàn phần: Thường muối kim loại nặng (Pb, Hg), làm lắng, kết tủa protein dẫn đến ức chế hoàn hoạt động enzym + Nhóm có khả ức chế chuyên biệt: Thuốc độc liên kết với vị trí phân tử protein (như phần kim loại) để tạo thành liên kết bền vững ức chế hoạt động enzym Như H2S liên kết với phân tử sắt enzym tế bào hô hấp làm ức chế q trình hơ hấp PGs Ts Trần Văn Hai 12 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương c Biến đổi lý học Mỗi loại chất độc có kiểu tác động đặc trưng tế bào chất có chất khác tác động lên thành phần khác tế bào, nhìn chung tất tác động dẫn đến biến đổi trạng thái keo, độ nhớt khả nhuộm màu nguyên sinh chất Sự thay đổi trạng thái keo biểu kết tụ phần tử keo tế bào để tạo thành phần tử lớn hơn, kèm theo độ phân tán bị giảm sút có xảy khử nước khiến cho lực phần tử nước bị giảm Cùng với kết đọng nguyên sinh chất, thường diễn tạo thành nhiều không bào, chứng tỏ thay đổi quan hệ phân tử keo tế bào nước Do kết tụ keo, độ nhớt chất nguyên sinh lúc đầu bị giảm đi; sau lại tăng lên, gel keo nguyên sinh, thay đổi hình dạng phân tử Trong tế bào bình thường, chất nhuộm màu xanh methylen, độ trung tính khơng nhuộm màu ngun sinh chất nhân mà thường kết đọng lại thành hạt nhỏ liên kết với vài thành phần tế bào (đối với tế bào động vật) Lúc tế bào bị tổn thương, chất nhộm màu nguyên sinh chất nhân Với biến đổi lý hóa học nói trên, tế bào khơng hồn thành chức sinh lý bình thường chết Ngồi biểu phá hủy tế bào, có người ta quan sát thấy biểu kích thích hóa chất độc tế bào Naxonop Alexendrop đưa thuyết biến chất để giải thích tượng Thuyết dựa sở protein nguyên thể, thành phần quan trọng phổ biến ngun sinh chất, có tính không ổn định nhạy cảm với tác động nhiều tác nhân khác Phản ứng thường dẫn đến biến đổi cấu hình bình thường protid Khi có lượng nhỏ chất độc tác động đến tế bào chất độc tác động đến số thành phần nguyên sinh chất thúc đẩy phản ứng tế bào xảy nhanh làm tăng cường trao đổi chất tế bào Nhưng lượng chất độc tăng lên biến chất xảy sâu sắc bao trùm lên toàn khối nguyên sinh chất, làm cho tế bào bị tổn thương Trạng thái tổn thương lúc đầu có tính thuận nghịch, nghĩa tách tế bào khỏi tác động chất độc chất ngun sinh phục hồi lại trạng thái bình thường Trạng thái gọi trạng thái chết hoại giả (paranecrosis) Nếu bị tổn thương mức độ sâu sắc hơn, biến chất khơng cịn mang tính chất thuận nghịch nữa, mà chuyển sang trạng thái chết hoại thật (necrosis) Như với chất, chất độc xâm nhập vào tế bào với lượng nhỏ gây kích thích, thường với lượng lớn lại gây ngộ độc cho thể 1.3.3 Các hình thức tác động chất độc Có nhiều hình thức tác động khác nhau, tuỳ theo đặc tính loại chất độc, đặc điểm đối tượng điều kiện áp dụng a Tác động cục tác động toàn + Tác động cục (tác động tiếp xúc): Chất độc gây tổn thương phận thể tiếp xúc với mà thơi + Tác động tồn (tác động lưu dẫn): Chất độc có tính hấp thu, có khả xâm nhập lan truyền khắp thể, làm ảnh hưởng đến nhiều quan có ảnh hưởng đến tồn thể b Tác động tích lũy Chất độc xâm nhập vào thể xảy tích lũy hóa học tích lũy động thái (xem 3.e) PGs Ts Trần Văn Hai 13 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương c Trúng độc cấp tính mãn tính - Trúng độc cấp tính (Acute toxicity): Thường xảy chất độc thâm nhập vào thể lần với lượng lớn, phá hủy mạnh mẽ chức thể, biểu triệu chứng rõ ràng, đặc trưng cho loại hay nhóm hóa học Thuốc trừ sâu gốc lân hữu thể rỏ - Trúng độc mãn tính (Chronic toxicity): Xảy chất độc xâm nhập vào thể với lượng nhỏ, nhiều lần thời gian dài Các chất có khả tích lũy thể thuốc trừ sâu Clo hữu thường gây ngộ độc mãn tính Tuy nhiên có trường hợp chất độc khơng có đặc tính tích lũy có khả gây độc mãn tính d Tính độc dị hậu Một số chất độc xâm nhập vào thể khơng gây chết cho thể mà phá hoại chức sinh lý quan riêng biệt, làm cho chúng khơng phát triển bình thường nữa, sau gây thối hóa có gây chết cho hệ 1.3.4 Tác động chất độc đến dịch hại a Tác động chất độc đến thể côn trùng động vật gây hại Mỗi loại nhóm chất độc gây cho côn trùng phản ứng đặc trưng, triệu chứng trúng độc đặc biệt Khi tác động đến hệ thần kinh, phận côn trùng thường khơng có khả cử động nhịp nhàng, ăn khớp với Lúc đầu chất độc gây hưng phấn cho trùng sau làm cho thể bị tê liệt dần Các chất độc tiếp xúc gây chất bỏng da, biểu bì, làm biến đổi màu sắc da Khi ăn phải chất độc vị độc hợp chất Asen, trùng nơn mữa, tiêu chảy Các chất độc vị độc làm thành ống tiêu hóa bị tổn thương, ống tiêu hóa bị nhợt màu, ruột bị nhăn nheo, áp suất ruột bị biến đổi Trong thể, chất độc huyết dịch dẫn khắp nơi; ngồi men nằm huyết dịch bị tác động làm biến đổi thành phần hóa học hình thái học huyết dịch Dưới tác động chất độc, có trường hợp mô thần kinh côn trùng bị phân hủy, mơ tuyến bị chết Đối với lồi gậm nhấm, chất độc gây biến đổi bệnh lý quan riêng biệt: hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, hệ tuần hồn, hệ hơ hấp Khi chất độc tác động lên hệ thần kinh, động có biểu co rút, hưng phấn, tê liệt Trong nhiều trường hợp chất độc liên kết với hemoglobin máu, ảnh hưởng đến hô hấp, khiến cho chúng bị chết ngạt thở b Tác động chất độc đến tác nhân gây bệnh Trong tế bào nấm, vi khuẩn gây bệnh, chất độc gây tác động sau: - Phá hủy thành phần cấu trúc tế bào: Chất độc tác động trực tiếp, phá hủy nhiều thành phần tế bào nấm bệnh (vách tế bào, màng tế bào, ty thể, vi thể nhân) Trong tế bào nấm bệnh, cấu tử có chức định có liên quan đến hoạt động sinh lý bình thường tồn tế bào nên cấu tử bị hủy hoại đến mức độ định hoạt động sinh lý tế bào bị rối loạn cuối làm cho cá thể bị chết - Ngăn cản tổng hợp cấu tử tế bào: Tác động thực thông qua ức chế hoạt động men điều khiển trình tổng hợp ngăn cản tổng hợp men PGs Ts Trần Văn Hai 14 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương - Tác động đến hệ sản sinh lượng tế bào làm cho lượng dự trữ bị phóng thích bừa bãi Chất độc gây chết cho tếï bào vi sinh vật (fungicide - chất diệt nấm, batericide - chất diệt vi khuẩn), làm ngưng trệ sinh trưởng sinh sản tế bào, chất gọi chất nấm tĩnh hóa (fungistate - chất đình hoạt động nấm), vi khuẩn tĩnh hóa (bacteriostate - chất đình hoạt động vi khuẩn), dục tĩnh hóa (genostat, chất ngăn cản tạo thành bào tử) Tuy nhiên người gọi chung chất thuốc trừ nấm c Tác động chất độc đến cỏ dại Nhiều loại thuốc trừ cỏ gây cho cỏ dại triệu chứng điển hình Những triệu chứng thường thấy là: cỏ bị trắng mảng có đốm bị cháy; bị xoắn, héo vàng tồn lụi, rụng Những thuốc trừ cỏ phenoxy làm cho bị xoăn, mọc dị dạng, thân cong có nhiều rễ thân Các chất độc có tác động khác đến hoạt động sống cỏ dại: gây rối loạn sinh trưởng, ngăn cản phân chia tế bào, phá hủy diệp lục, ức chế hoạt động quang hợp, thúc đẩy hoạt động hô hấp, làm cân đối hoạt động trao đổi chất cỏ dại, ngăn trở vận chuyển điện tử, ngăn trở tổng hợp acid amin, chất lipid Cuối làm cho cỏ dại thiếu lượng, dại bị chết 1.4 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH ĐỘC CỦA CHẤT ĐỘC Để gây tác động đến thể sinh vật, chất độc phải xâm nhập vào thể, lưu lại khoảng thời gian định thể đồng hóa, từ tác động lên quan, hủy hoại chức thể sống Tính độc chất độc phụ thuộc vào nhân tố sau: tính chất chất độc, đặc điểm sinh vật bị chất độc tác động yếu tố môi trường áp dụng chất độc 1.4.1 Sự liên quan tính chất chất độc tính độc chất độc Các đặc tính sau phân tử chất độc có liên quan chặt chẻ đến chất độc: - Sự diện gốc sinh học độc phân tử chất độc Gốc sinh học nguyên tử hay nhóm nguyên tử tạo nên tính độc chất độc, chúng thường gây triệu chứng ngộ độc đặc trưng tác dụng lên dịch hại Ứng với gốc sinh độc thường có dãy hợp chất có khã gây độc, từ hợp chất người ta chọn số hợp chất để dùng BVTV Ví dụ hợp chất thủy ngân có tính độc nhờ có mặt nguyên tố thủy ngân phân tử, vài hợp chất thủy ngân chọn làm thuốc trừ sâu, bệnh (falizan ) - Hoạt tính hóa học chất độc cao tính độc cao Anhydricasenno (As2O3) có hoạt tính cao nên có tính độc cao Anhydric asenic (As2O5) Với chất hữu cơ, thường hợp chất không no có hoạt tính cao có tính độc cao so với hợp chất no - Thành phần hóa học phân tử chất độc: Sự thêm, bớt thay nhóm nguyên tử phân tử, dù nhóm có gốc sinh độc hay khơng dẫn đến thay đổi nhiều tính độc hợp chất Khi thay gốc ethyl phân tử thuốc trừ sâu parathion gốc methyl thu thuốc trừ sâu methyl parathion (wofafox); đính thêm gốc mêthyl vào vòng phenyl phân tử methylparathion lại thu loại thuốc trừ sâu khác sumithion Tính độc loại thuốc khác rõ rệt: LD50 chuột parathion có 6-8 mg/kg, methyparathion tăng lên đến 25-50mg/kg sumithion lại tăng lên nhiều nữa: 242-433mg/kg PGs Ts Trần Văn Hai 15 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật C2H 5O C2H 5O Chương O P O Parathion LD50: 6-8 mg/ kg NO CH 3O CH 3O S P O NO M etyl parathion LD50: 25-500 mg/ kg CH 3O CH 3O S P O NO CH Sumithion LD50: 242-433 mg/ kg - Cấu trúc phân tử: Cách xếp nguyên tử phân tử đơi có ảnh hưởng lớn đến tính độc hợp chất Các đồng phân khơng gian thường có tính độc khác Trong số đồng phân BHC có đồng phân gama có độ độc cao nhất, đồng phân độc trùng - Tính phân cực chất độc: Các chất phân cực phân bố diện tích đồng phân tử có xu hướng dễ tan dung môi phân cực, chất thường xâm nhập vào tế bào cách chui qua lỗ nhỏ màng ngun sinh, thể tích phân tử tăng tốc độ xâm nhập chúng giảm Cịn chất khơng phân cực thường có xu hướng dễ tan dung môi không phân cực, chúng thường thẩm thấu qua lớp lipoit để xâm nhập vào tế bào Thể tích phân tử chất khơng phân cực lớn tốc độ xâm nhập vào tế bào lớn tăng kích thước phân tử dẫn đến giảm độ phân cực Trong hợp chất hữu nhóm gây phân cực phổ biến hydroxyl, cacbonyl nhóm amin Ngược lại, nhóm metyl, etyl, phenyl gây phân cực phân tử - Mức độ điện ảnh hưởng đến tốc độ xâm nhập chất độc vào tế bào Các chất phân cực mạnh phân ly thành ion Các ion tự do, trường kích thước chúng nhỏ kích thước lỗ màng ngun sinh, có xâm nhập hay chí khơng xâm nhập vào tế bào Điều giải thích tích điện bề mặt màng nguyên sinh chất lực hút tĩnh điện màng tích điện với ion tự Cũng có ion bám màng nguyên sinh chất phá hủy màng để xâm nhập vào tế bào - Kích thước hạt thuốc rắn ảnh hưởng đến xâm nhập thuốc vào thể côn trùng, hạt thuốc có kích thước q lớn khó vào miệng trùng Mặt khác, kích thước hạt thuốc nhỏ tổng diện tích bề mặt lớn chúng hịa tan hấp thu vào thể dịch hại dễ dàng 1.4.2 Sự liên quan đặc điểm sinh vật với tính độc chất độc a Tính mẫn cảm tính chống chịu sinh vật chất độc Sau áp dụng thuốc trừ dịch hại, thông thường phần lớn cá thể dịch hại bị tiêu diệt, có số cịn sống sót lý sau: PGs Ts Trần Văn Hai 16 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương - Do cá thể không tiếp xúc với thuốc thuốc xâm nhập vào thể chúng liều lượng liều gây chết - Do chúng trở thành chống chịu thuốc Trong lý trên, lý thứ ba quan trọng Chúng ta thường quan tâm đến số dịch hại bị tiêu diệt (tỷ lệ sâu, cỏ dại, chuột bị diệt bao nhiêu? Chỉ số bệnh, tỷ lệ bệnh giảm bao nhiêu?) Tất nhiên quan sát cần thiết mối quan tâm đắn Tuy nhiên có số điều quan trọng khác đáng quam tâm cá thể sống sót sau áp dụng thuốc, số cá thể phát triển thành trận dịch, tai hoạ thật sản xuất Khi áp dụng loai thuốc trừ dịch hại, cá thể côn trùng hay tác nhân gây hại khác mẫn cảm với loại thuốc bị tiêu diệt Có thể số cá thể không bị tiêu diệt nhờ có khả chống chịu với thuốc liều lượng, nồng độ áp dụng Nói chung, tính chống chịu thuốc dịch hại phụ thuộc vào thành phần loài, tuổi, tình trạng sinh lý, cấu tạo hình thái, thành phần men tế bào tuỳ thuộc vào chất thuốc điều kiện áp dụng thuốc Do trùng nhện dịch hại có khả kháng thuốc mạnh nhất, nên đây, chủ yếu đề cập đến tính mẫn cảm tính chống thuốc lồi * Tính mẫn cảm thuốc dịch hại: - Tính mẫn cảm thuốc dịch hại thay đổi theo loại thuốc Một loài dịch hại mẫn cảm với loại thuốc lại chống chịu với loại thuốc khác BHC có hiệu lực cao nhiều loại sâu ăn lại tác dụng bọ rầy, thuốc carbamat như: Mipcin, Bassa lại có hiệu lực cao loài bọ rầy - Tính mẫn cảm thay đổi theo q trình phát triển thể Thơng thường với loại thuốc, giai đoạn trứng nhộng, trùng có sức chống chịu cao so với giai đoạn khác (ấu trùng, thành trùng) Đối với ấu trùng tính chống chịu chúng thường tăng theo tuổi, trước lột xác côn trùng chống chịu khoẻ sau lột xác Cơn trùng thời kỳ đình dục qua đơng có khả chống chịu cao thuốc Giữa đực có sai khác tính chống chịu, nói chung đực thường mẫn cảm với thuốc - Tính mẫn cảm phụ thuộc vào tình trạng sinh lý hoạt tính sinh lý sinh vật Khi hoạt tính sinh lý trùng tăng lên khả đồng hóa chất độc cuả tăng lên, làm cho chất độc hấp thu chuyển hóa nhiều Người ta cịn phân biệt cá thể chống chịu thuốc thành cá thể có khả chịu đựng thuốc cá thể có tính kháng thuốc * Thuật ngữ chịu đựng dùng để cá thể dịch hại có khả chịu đựng lượng chất độc cao so với liều lượng thường dùng vòng đời cá thể Tính chịu đựng thuốc dịch hại thường thay đổi theo cá thể, tình trạng sinh lý thể * Thuật ngữ kháng thuốc (cịn gọi tính quen thuốc hay tính miễn dịch) dùng để cá thể dịch hại có khả chịu đựng chất độc liều lượng, nồng độ bình thường cao đặc tính di truyền lại cho hệ sau Hiện tượng dịch hại kháng thuốc trình chọn lọc tự nhiên sở biến dị di truyền Trên thực tế, ví dụ điển hình tiến hóa theo học thuyết Darwin, khác diễn với nhịp độ nhanh chóng Sự biến dị thường PGs Ts Trần Văn Hai 17 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương xun xảy quần thể dịch hại- không bị thuốc độc tác động, đặc tính kháng thuốc xuất cách ngẩu nhiên Các cá thể có đặc tính khơng bị diệt thuốc độc sau áp dụng thuốc chúng sử dụng ln phần thức ăn cá thể khơng có đặc tính kháng thuốc bị tiêu diệt, điều làm cho mật số cá thể kháng thuốc tăng lên nhanh Mật số dịch hại tăng theo cấp số nhân, nên lúc đầu mật số thường tăng chậm sau tăng nhanh cách đột ngột, gây trận dịch có sức tàn phá lớn Hiện tượng dịch hại kháng thuốc phổ biến đáng lo ngại, sâu hại nhện Ở nước ta, sâu tơ hại bắp cải Plutella xylostella nhiều vùng trồng rau kháng mạnh thuốc DDT, Wofatox, Dipterex Ngoài khả kháng thuốc rệp Myzus persicae hại rau họ chữ thập Hà Nội, rầy nâu Nilaparvata lugens hại lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long quan trọng Người ta phân biệt hai kiểu kháng thuốc dịch hại: kháng chuyên biệt kháng chéo + Kháng chuyên biệt (hay tính chống chịu chuyên biệt, specific resistance): Dịch hại kháng thuốc thường xun áp dụng để phịng trừ vùng định + Kháng chéo (tính chống chịu bắt chéo, cross resistance): Là tượng lồi dịch hại hình thành tính kháng loẵi thuốc đồng thời có khả kháng loại thuốc khác mà chưa tiếp xúc Những loại thuốc mà loài dịch hại kháng hợp thành phổ chống chịu (resistance spectra) (hay phổ kháng chéo - cross resistance spectra) lồi dịch hại Những thuốc có đặc điểm thành phần, cấu trúc tác động tương tự với thuốc, chí đơi khác hẳn vối thuốc mà dịch hại quen + Trường hợp ngược lại, tức dịch hại quen với loại thuốc lại trở nên mẫn cảm với loại thuốc khác, gọi tượng chống chịu bắt chéo âm Ví dụ bọ rầy xanh đuôi đen N cinticeps bọ rầy nâu Laodelphax striatellus quen với Malathion trở nên mẫn cảm với DDT Lindane Khả chống chịu thuốc côn trùng thường nguyên nhân sau: - Nhờ phản ứng tự vệ trùng: nơn mữa, tiêu chảy, đóng lổ thở - Nhờ đặc trưng cấu tạo hình thái giải phẩu sinh vật, (cấu tạo biểu bì, lơng bên ngồi biểu bì ) - Nhờ phản ứng hóa học, phản ứng sinh hóa phân giải chất độc xảy dày, huyết dịch, tế bào b Cơ chế hình thành tính chống chịu thuốc trùng Các loại trùng chống chịu với thuốc do: + Thay đổi cấu tạo hình thái thể Nhiều tác giả chứng minh loài ruồi nhà kháng DDT có đốt bàn chân dày hơn, thấm thuốc so với ruồi mẫn cảm với thuốc Otto D (1976) nêu lên thay đổi cấu tạo lipoit, sáp protein cutin, gia tăng kết cứng biểu bì trùng làm giảm khả xâm nhập thuốc trừ sâu vào thể côn trùng PGs Ts Trần Văn Hai 18 ... thuốc thể động vật (Trích theo “ Kinh tế tổ chức Bảo Vệ Thực Vật? ??; trang 20 5 phần Phân loại vệ sinh thuốc Bảo vệ Thực vật A.F Chenkin, theo Viện Nghiên cứu Khoa học Toàn Liên Bang Vệ Sinh Độc hại... đến 25 -50mg/kg sumithion lại tăng lên nhiều nữa: 24 2-433mg/kg PGs Ts Trần Văn Hai 15 Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật C2H... PGs Ts Trần Văn Hai Giáo Trình Hố Bảo Vệ Thực Vật Chương xâm nhập vào thể đường nữa, chất độc muốn gây tác động lên thể sinh vật phải xâm nhập vào bên tế bào sinh vật 1 .2. 1 Sự xâm nhập chất