thuốc trừ sâu sinh học từ vi khuẩn BT pdf

Mở đầuNgày 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 c

I Mở đầu

Ngày 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 Đặc biệt việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học trong phòng trừ dịch hại, sâu bệnh trên đồng ruộng đã có những kết quả nhất định nhưng bên cạnh đó cũng có những tác động xấu đến môi trường, hệ sinh vật

và cả con người Chính vì vậy, xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu

cơ với việc tăng cường sử dụng thuốc trừ sâu sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác cây trồng đang là xu hướng chung của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung Việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học có những ưu điểm sau:

Không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng Không gây ô nhiễm môi trường sinh thái

Có tác dụng cân bằng hệ sinh thái ( vi sinh vật, dinh dưỡng …) trong môi trường đất nói riêng và môi trường nói chung

Ứng dụng các chế phẩm sinh học không làm hại kết cấu đất, không làm chai đất, thóai hóa đất mà còn góp phần tăng độ phì nhiêu của đất

Có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất

và chất lượng nông sản phẩm

Có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng đề kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trường

và không tạo tính kháng thuốc như các lọai thuốc BVTV có nguồn gốc hóa học khác

Có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, công nghiệp, góp phần làm sạch môi trường

Trong đó việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc vi sinh vật đặc biệt là thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus Thuringiensis ( BT ) Trên thế giới thuốc trừ sâu sinh học BT chiếm 90% thị phần thuốc trừ sâu sinh học trên thế giới, ở nước ta các nhà khoa học đã đạt được nhiều thành tựu trong nghiên cứu, sản xuất thuốc trừ sâu sinh học BT

và đưa những kết quả nghiên cứu đó ứng dụng vào đời sống sản xuất, góp phần giảm thiệt hại kinh tế cho ngành nông lâm nghiệp, và ngày nay ở nước

ta đã có 36 tên thuốc thương mại được đăng ký Vì vậy em đi làm tiểu luận:

“Tìm hiểu về thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc vi khuẩn Bacillus Thuringiensis trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta”

II Nội dung

1.Thuốc trừ sâu sinh học BT

1.1.Định nghĩa

Thuốc trừ sâu sinh học BT là những chế phẩm sinh học được sản xuất

ra từ các chủng vi khuẩn BT được nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng khác nhau theo phương pháp thủ công, bán thủ công hoặc phương pháp lên men công nghiệp để tạo ra những chế phẩm có chất lượng cao có khả năng phòng trừ được các loại sâu hại cây trồng nông, lâm nghiệp

1.2 Các đặc điểm của BT

BT là vi khuẩn hiếu khí, gam dương, hình que, đơn độc hoặc xếp thành chuỗi Trong quá trình lên men thông khí, bên cạnh việc sinh ra bào tử còn tạo thành độc tố dạng tinh thể có bản chất protein, là các tác nhân có tác dụng trừ côn trùng Hầu hết là các chủng BT có một hoặc nhiều gen tiền độc

tố Cơ sở gây bệnh cho côn trùng là các gen Cry khác nhau Gen Cry được chia thành 4 lớp chính: CryI, II, III, IV

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 , Cry IIB Helicoverpa armigera

Gen Cry III: Tổng hợp tinh thể dạng hình thoi, gây bệnh cho côn trùng

bộ cánh cứng Coleoptera

Gen Cry IV: Tổng hợp cả tinh thể dạng hình thoi và hình tháp, chỉ gây bệnh cho côn trùng bộ 2 cánh Diptera

Bảng tỷ lệ các gen Cry

Cry I ( Iaa, Iab, Iac, Ib, Ic, Id, If ) 57%

Cry III ( IIIa, IIIb ) 30%

Trong hơn 100 chủng BT đã phát hiện ra thì được dùng phổ biến và

có tác dụng nhất là các chủng giống: B.t var kurstaki, B.t var aizawai, B.t var tenebrionis và B.t var israelensis Ngày nay nhiều nước trên thế giới đã chọn các chủng phù hợp để sử dụng vào sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh BT dạng thương mại

Mỗi chủng BT có ký hiệu Protein độc tố riêng căn cứ vào các Protein

đó, các nhà khoa học nhận biết được chủng BT có khả năng diệt được sâu gì

ở họ và bộ nào, trên cây trồng gì, ở đâu

1.3.Đặc điểm độc tố của BT ( các loại tinh thể độc )

Tinh thể độc của BT có dạng hình thoi, hình quả trám, tháp mang bản chất Protein và có độc tính cao với rất nhiều loại côn trùng kích thước 1*0,5

µm 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 lý do là tinh thể độc bị biến dạng hoặc phân huỷ Chất focmandehit 20% và tia tử ngoại sẽ làm mất hoạt tính của tinh thể độc

vì vậy phải chú ý để tránh những chất nói trên trong quá trình sản xuất

Tuỳ thuộc vào chủng vi khuẩn BT, trong quá trình lên men có thể thu được 4 loại tinh thể độc tố khác nhau:

+ Ngoại độc tố: α exotoxin hay phospholipase có hiệu lực cao đối với

ấu trùng bộ cánh vảy, bộ cánh cứng, bộ cánh màng và bộ cánh thẳng + Ngoại độc tố: β exotoxin hay ngoại độc tố bền nhiệt có hiệu lực cao đối với ấu trùng bộ 2 cánh

+ Ngoại độc tố: γ exotoxin độc tố tan trong nước có hiệu lực cao đối với ấu trùng bộ cánh màng

+ Nội 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 có hiệu lực cao đối với ấu trùng bộ cánh vảy

1.4 Phương thức tác động

Có khả năng diệt các loại sâu hại cây trồng Chủ yếu sâu non bộ cánh vẩy, mọt hại kho tàng thuộc bộ cánh cứng, các loại muỗi, cung quăng, bộ 2 cánh

Triệu chứng nhiễm BT của sâu hại: Sâu bị nhiễm Bt lúc đầu bị tê liệt toàn thân sau đó sâu có hiện tượng ngừng ăn thể hiện: di chuyển chậm chạp, cuối cùng không hoạt động; cơ thể biến màu: vàng, nâu, sâu chết có màu đen, toàn thân khô cứng

Cơ chế tác động của tinh thể độc lên côn trùng: Bằng con đường tiêu hoá sâu ăn thức ăn có lẫn Bt chỉ sau khoảng thời gian 1-6 h sâu non bị tê liệt toàn thân Nguyên nhân tinh thể độc xâm nhập vào cơ thể sâu hại và chúng

đã phá huỷ toàn bộ tế bào trong máu và dịch ruột của sâu Sau 2-3 ngày sâu

bị chết có màu đen, toàn thân khô cứng

Quá trình từ khi nhiễm BT cho đến chết thì sâu non phải có thời gian

ủ bệnh, những sâu tuổi nhỏ thời gian tiềm ẩn 1-2 ngày, sâu tuổi lớn thời gian

ủ bệnh kéo dài 4-5 ngày, tuỳ từng độ tuổi sâu mà khả năng chết cũng khác nhau Tuổi nhỏ dễ chết, tuổi lớn chậm hơn Thuốc BT loại chứa bào tử và tinh thể độc tố được dùng để trừ một số sâu hại rau, đậu, dưa, cà chua, bông, thuốc lá

1.5 Quy trình sản xuất BT

Chủng BT thuần – nhân giống cấp 1 – nhân giống cấp 2 – Kích thích lên men (48-72h, pH: 7, nhiệt độ 30 oC ) - Lọc và ly tâm – Thu sinh khối – Hoàn thiện sản phẩm Sản phẩm thương mại dạng bột hoặc dạng sữa Tính ổn định của thuốc trừ sâu vi sinh BT được thể hiện qua bảng sau

Dạng bột có hoạt lực 16000 IU/mg

Dạng sữa có hoạt tính 4000 IU/ml

Độ bền với nhiệt độ của dạng bột 40 oC

Độ bền với nhiệt độ của dạng sữa

40 OC trong 12 tháng

21 – 25 oC trong 1năm

10 oC từ năm 3 trở đi

Độ bền với môi trường pH 4 - 7

Bị phân hủy ở môi trường pH 11 - 12

Ở nước ta ngày nay thuốc trừ sâu sinh học BT đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất rau sạch ở vùng đồng bằng sông Hồng ( Vĩnh Phúc,

Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên ), Lâm Đồng và đồng bằng sông Cửu Long

đã đem lại năng suất và chất lượng rau sạch cao Thuốc trừ sâu sinh học BT chủ yếu được dùng trong việc phòng trừ các loại sâu hại trên cây rau như: sâu khoang, sâu xanh, sâu tơ, sâu cuốn lá, sâu đục quả tuy vậy nó vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong việc phòng trừ sâu bệnh trên cây lương thực, cây ăn quả

2 Danh mục thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn BT ở nước ta

Có 36 tên thuốc thương mại, gồm 32 thuốc đơn và 4 thuốc hỗn hợp, được đăng ký ở nước ta:

Các thuốc đơn :

Có nguồn gốc từ vi khuẩn BT var kurstaki:

1 An huy (8000 IU/mg) WP (Công ty TNHH Trường Thịnh)

2 Biobit 16 H WP, 32 B FC (Forward Int Ltd)

3 Biocin 16 WP, 8000 SC (Cty TTS Sài Gòn)

4 Baolus 50000 IU/mg WP (Công ty TNHH Thuốc BVTV DV TM Nông Thịnh)

5 Comazol (16000 IU/mg) WP (Công ty CP Nicotex)

6 Crymax 35 WP (Cali - Parimex Inc.)

7 Đầu trâu Bicilus 18 WP (Công ty PB Bình Điền - Tổng công ty hóa chất VN)

8 Delfin WG (32 BIU) (SDS Biotech KK Japan)

9 Dipel 3.2 WP, 6.4 DF (Valent Bioscience Corp USA)

10 Firibiotox - P 16000 IU/mg bột (Viện Công nghệ thực phẩm Hà Nội)

11 Firibiotox - C 3 tỷ bào tử/ml dịch cô đặc (Viện Công nghệ thực phẩm Hà Nội)

12 Forwabit 16 WP, 32 BFC (Forward Int Ltd)

13 Halt 5% WP (32000 IU/mg) (Công ty CP KD VT Nông lâm Thuỷ sản Vĩnh Thịnh)

14 Jiabat 15 WDG (Jia Non Enterprise Co., Ltd.)

15 Huang Hwa Bao WP 16000 IU/mg (Kuang Hwa Chem Co Ltd)

16 MVP 10 FS (Cali - Parimex Inc)

17 Newdelpel (16000 IU/mg) WP; (32000 IU/mg) WP; (64000 IU/mg) WDG (Công ty TNHH An Nông)

18 Shian 32 WP (3200 IU/mg) (Công ty TNHH SX - TM - DV Tobon)

19 Thuricide HP, OF 36 BIU (SDS Biotech KK Japan)

20 Vbtusa (16000 IU/mg) WP (Công ty CP Thuốc BVTV Việt Trung)

21 Vi - BT 16000 WP, 32000 WP (Cty Thuốc sát trùng Việt Nam)

22 V.K 16 WP, 32 WP (Cty vật tư BVTV I)

23 Amatic (10 10 bào tử/ml) SC (Công ty TNHH Trường Thịnh)

24 Pethian (4000 IU) SC (Công ty CP Nông nghiệp Thiên An)

25 Cahat 16 WP (16000 IU/mg) (Công ty TNHH Nam Nông Phát)

26 TP Thần tốc 16000 IU (Cty TNHH Thành Phương)

Có nguồn gốc từ vi khuẩn BT var aizawai:

27 Aizabin WP (Công ty TNHH Sản phẩm Công Nghệ Cao)

28 Aztron 7000 DBMU (Tan Quy Co Tp HCM)

29 Bathurin S 3 x 10 9 - 5 x 10 9 bt/ml (Viện CN sau thu hoạch)

30 Map - Biti WP 50000 IU/mg (Map Pacific PTE Ltd)

31 Xentari 35 WDG (Valent Bioscience Corp USA)

Có nguồn gốc từ vi khuẩn BT var osmosisiensis :

32 BTH 10 7 bào tử/mg dạng bột không tan (Đỗ Trọng Hùng, Bùi Thị Xuân, Đà Lạt)

Thuốc Bacterin B.T WP: Pha 20 - 40 g thuốc/bình 8 lít nước

Thuốc Biocin 16 WP: Pha 20 - 40 g thuốc/bình 8 lít nước

Thuốc Dipel 3.2 WP: Pha 20 - 30 g thuốc/bình 8 lít nước

Các thuốc hỗn hợp :

33 Bitadin WP (Viện Di truyền Nông nghiệp)

Đây là thuốc hỗn hợp gồm B.T var kurstaki 16000 IU + granulosis virus 10 8 PIB

Thuốc tác động vị độc là chính Dùng phòng trừ sâu ăn lá, sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang hại rau; sâu xanh, sâu xanh da láng, sâu khoang, sâu đục quả hại bông, thuốc lá; sâu đục thân, sâu cuốn lá hại lúa

Liều dùng: 400 - 500 g/ha Pha 8 - 10 g thuốc/bình 8 lít nước Phun 5 bình/1000 m 2 Phun nước đều tán lá Sau 24 giờ sau bắt đầu chết Hiệu quả cao nhất sau 5 - 7 ngày

34 Cộng hợp 16 BTN, 32 BTN (Cty Hợp danh sinh học Nông nghiệp Sinh Thành, Tp HCM)

Tác nhân là BT var aizawa 16000 IU (32000 IU) + Nosema sp 5 x 10 7 bt/g + Beauveria bassiana 1 x 10 7 bt/g

Thuốc 16 BTN: trừ sâu đục thân, sâu cuốn lá hại lúa, mọt đục cành hại chè

Thuốc 32 BTN: trừ sâu vẽ bùa, sâu tơ, bọ nhảy, sâu khoang hại rau cải, sâu khoang hại rau húng, sâu vẽ bùa hại dưa chuột.

35 Xi-men 2 SC (Công ty TNHH TM XNK Hữu Nghị)

36 Olong 55 WP (Công ty CP BVTV Sài Gòn)

III Thảo luận

Ở Việt Nam, thuốc trừ sâu sinh học BT thương mại được ứng dụng đầu tiên tại viện Bảo vệ thực vật năm 1971 Tuy nhiên việc nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng BT đầu tiên được thực hiện năm 1973 tại Viện Khoa học

và Công nghệ Việt Nam Lịch sử phát triển thuốc trừ sâu sinh học BT của nước ta được thành 3 thời kỳ: Thời kỳ mở đầu (1973 – 1983), Thời kỳ sản suất và áp dụng (1984 – 1994) và Thời kỳ nghiên cứu cơ bản, ứng dụng và phát triển (1995 - đến nay)

Ngày nay, ở nước ta thuốc trừ sâu sinh học đang được sử dụng khá nhiều, đặc biệt thuốc trừ sâu sinh có nguồn gốc từ vi khuẩn BT có khá nhiều sản phẩm thương mại trên thị trường và đang được sử dụng rộng rãi tại các vùng trồng rau sạch trên cả nước ( đồng bằng sông Hồng, Lâm Đồng và đồng bằng sông Cửu Long ) trong việc phòng trừ các loại sâu hại rau như: sâu khoang, sâu xanh, sâu tơ, sâu cuốn lá…

Tuy nhiên việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học nói chung và việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn BT nói riêng trong việc phòng trừ sâu bệnh, dịch hại ở nước ta đặc biệt là các vùng sản xuất nông nghiệp lớn ( vùng sản xuất cây lương thực, cây ăn quả ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long ) vẫn chưa được phổ biến rộng rãi

do một số nhược điểm của thuốc trừ sâu sinh học như:

Hiệu quả chưa thật cao

Diễn biến chậm, khi gặp điều kiện thời tiết bất thuận thì khó đạt kết quả tốt

Chịu những tác động của môi trường rất lớn như ánh sáng, lượng nước tưới, nước mưa, nhiệt độ

Khó cân đong ngoài đồng ruộng, thời gian bảo quản ngắn, thường 1 -

2 năm, trong những điều kiện lạnh, khô

Thuốc có công nghệ sản xuất phức tạp thủ công nên giá thành còn cao

Vì vậy cần phải có nhiều hơn nưa những nghiên cứu, phát triển ứng dụng sản xuất thuốc trừ sâu sinh học nói chung và thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn BT nói riêng vào sản xuất nông nghiệp của nước ta đặc biệt là các vùng sản xuất lương thực thực phẩm lớn trong nước Cần nghiên cứu công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu sinh học theo dây truyền công nghiệp nhằm hạ giá thành sản phẩm, tuyên truyền cho người dân sử dụng một cách hiệu quả nhằm đem lại lợi nhuận kinh tế cao góp phần xây dựng nền nông nghiệp hữu cơ bền vững

IV Tài liệu tham khảo

1 Trang web: www.sinhhocvietnam.com

2 Trang web: www.vast.ac.vn

3 Trang web: www.thuviensinhhoc.com

4 Trang web: www.ratphuochai.com

5 Sách : Sử dụng vi sinh vật có ích – tập II ứng dụng nấm cộng sinh và sinh vật phòng trừ sâu hại – GS.TS Trần Văn Mão – Nhà xuất bản nông nghiệp