TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI VIEN KY THUAT HOA HOC
TS HOANG XUAN TIEN
_ HOAHOC _
BAO VE THUC VAT
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC
Trang 3MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐÀU
Phần mở đầu QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN, SÁN XUẤT
VÀ SỬ DỤNG THUÓC BẢO VỆ THỤC VẬT sesvesssveeseccessnarssensessoersorenseiee EL
1 Lịch sử phát triển thuốc bảo vệ thực vật
2 Quá trình sản xuất và sử dụng thuốc BVTV trên thị
Phần thứ nhất CƠ SỞ ĐỌC CHÁT HỌC TRONG CÔNG TÁC BVTV Chương ï NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN VỆ CÁC CHÁT ĐỘC ĐÙNG LÀM THUỐC BVTV 1.1 CHẤT ĐỘC VÀ NHỮNG YEU CAU CUA CHAT ĐỘC TRONG CỘNG TÁC BVTV 1.1.2 Khái niệm về thuốc BVT 1.1.2.1 Định nghĩa thuốc BVTV
1.1.2.2 Những yêu cầu đối với một chất độc dùng làm thuốc BVTV 1.1.2.3 Phân loại các thuốc BVTV
1.2.2.4, Cac dang thudc BVTV va con dudng tác động đến dịch hại "
1⁄2 NHỮNG ĐIÊU KIỆN ĐỀ THUỐC BVTV CÓ THÊ PHÁT HUY TAC DUNG
1.2.1 Thuốc phải tiếp xúc được với cơ thé dich hai sees 1.2.2 Thuốc phải xâm nhập vào cơ thể và di chuyển đến sắc trung tá tâm sống của dịch hại
1.2.3 Thuốc phải được lưu giữ trong cơ t dịch hại một thời gian nồng độ nhất định đủ để chất độc phát huy tác,đdụng
1.3 CÁC NHÂN TO ANH HUGNG BEN TINH BOC CUA THUOC BYTV
1.3.1 Ảnh hưởng giữa tính chất của thuốc BVTV với tính độc 1.3.2 Ảnh hưởng giữa đặc điểm của sinh vật với tính độc của thuốc
1.4 TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC BVTV ĐỀN MÔI TRƯỜNG,
1.4.1 Tính chống thuốc của dịch hại
1.4.2 Sự suy giảm về tính đa dạng của quần thê sinh vi
1.4.3 Sự xuất hiện các loài dịch hại mới
Trang 41.5 PHƯƠNG HƯỚNG KHẮC PHỤC NHỮNG TÁC HẠI DO THUỐC BVTV GÂY RA
1.5.1 Sir dung tính chọn lọc sinh ly 1,5.2.Sir dung tinh chon lọc sinh thai
1.5.3 Sử dung tinh chon lọc thông qua việc tìm hiểu tập tính của dịch hại và việc
cải tiến phương pháp bán
1.6 TAC DONG CUA THUỐC BVTV ĐẾN SINH VẬT
1.6.1 Tác động của chất độc đến cây trồng 1.6.2-Tác động của chất độc đến các sinh vật sống trong đất
1.6.3 Tác động của chất độc đến động vật sống ở trên cạn và dưới nước 1.7 CON ĐƯỜNG MÁT Đi CỦA CHÁT ĐỘC TRONG MÔI TRƯỞNG
1.7.1 Sự bay hơi .o cu 1.7.2.Sự quang phân
1.7.3 Sự cuỗn và lắng tr
1.7.4 Sự hồ lỗng sinh hoc (biological dilution)
1.7.5 Sự chuyển hoá của thuốc ở trong cây
1.7.6 Sự phân huỷ do sinh vật đất
Chương 2 ĐỘC LÝ VÀ DƯ LƯỢNG CỦA THUỐC BVTV
2.1 DOC LY CUA THUOC BYTV DOI VG! DONG VAT MAU NONG 2.1.1 Sự trúng độc “ 2.1.2 Độ độc cấp tính 58 2.1.3 Những biểu hiện khác nhau về độ độc của thuốc BVTV đến động vật máu nóng 2.1.4 Xác định độ độc của thuốc BVTV 2.2 HẠN CHÉ ĐÓI VỚI VIỆC DỪNG THUỐC BVTV 2:2.1 Thuốc cấm và thuốc hạn chế
2.2.2.Thời gian trở lại khu vực xử lý thuốc
2.2.3 Tránh gây độc cho chỉm vả động vật hoang dã 2:2.4 Tránh gây độc cho cá
2.3 DƯ LƯỢNG THUỐC BVTV
2.3.1 Định nghĩa
2.3.2 Dư lượng thuốc trên cây trồng và nông sản
2.3.3 Phân tích dư lượng thuốc BVTV
Trang 52.4 DAM BAO AN TOAN VA HIEU QUA CAO TRONG VIEC DUNG THUOC
BVTV 7
2.4.1 An toàn và hiệu quả
2.4.2 Nội dung kỹ thuật 4 đúng trong việc dùng thuộc BVTV 2.4.2.1 Đúng thuốc 2.4.2.2 Đúng liều lượn: 2.4.2.3 Đúng lúc 2.4.2.4 Đúng cách 2.4.3 Đảm bảo thời gian cách ly của từng loại thuốc BVTV trên mỗi loại cây trồng
2.4.4, Dam bao an toàn khi cất giữ những thuốc BVTV chưa sử dụng hết 2.4.5 Đảm bảo an tồn trong lưu thơng thuốc BVTV
2.5 NGO BOC THUOC BVTV VA BIEN PHAP SG CUU 2.5.1 Sự xâm nhập của thuốc BVTV vào cơ thể
2.5.2 Những biện pháp điều trị
Phan thir hai CAC SAN PHAM HOA HỌC BVTV
Chương 3 THUỐC TRÙ SÂU
3.1 HIÊU BIẾT CHUNG VỀ THUỐC TRỪ SÂU 3,2 CÁC NHÓM THUỐC TRỪ SÂU
3.2.1, CÁC NHÓM THUỐC TRỪ SÂU VÔ CƠ
3.2.1.1.Đặc điểm của thuốc trừ sâu vô cơ 3.2.1.2 Các nhóm thuốc trừ sâu vô cơ
3.2.2 CÁC HỢP CHÁT TRỪ SAU TONG HOP HỮU CƠ
3.2.2.1 NHOM HOP CHAT CLO HỮU CƠ
3.2.2.1.1 Đặc điểm chung của các hợp chat clo hat ¢ cơ 3.2 `3.2.2.1.4.3 Nhóm Cyclodiene 3.2.2.2 NHÓM HỢP CHÁT.DINITROPHENOL 3.2.2.3 NHÓM THIOCYANATE HỮU CƠ
Trang 63.2.2.4.1 Định nghĩa và phân loại 3.2.2.4.2 Nguyên lý tổng hop
3.2.2.4.3 Cơ chế tác động của thuốc lân hữu cơ
3.2.2.4.4, Các nhóm thuốc lân hữu cơ
3.2.2.4.4.1 Các dẫn xuất của acid phosphoric 3.2.2.4.4.2 Nhóm phosphorofluoridate
3.2.2.4.4.3 Các hợp chất dialkyl-phenyl phosphate va phosphorothioate bị thể
122444, Các Dialkyl-heteroaryl phosphorothioate
3.2.2.4.4.5 Các phosphorothioate và phosphorodithioate chứa nhóm alkyl-thioalkyl hoặc arylthioalkyy e0 3.2.2.4.4.6, Các dialkyl-dialkylaminoethy! phosphorothioate 3.2.2.4.4.7 Céc dialkyl-viny! phosphate
3.2.2.4.4.8 Các arvimethyl phosphorothiolate và phosphorodithioate 151 3.2.2.4.4.9, Cac hop chất phosphorodithioate chứa nhóm este của acid carboxylic và nhóm amide:, 154
3.2.2.4.4.10 Các vong phosphate va phosphorothioate 158 3.2.2.4.4.11, Các dẫn xuất hydroxylamine được phosphoryl hóa 159 3.2.2.4.4.12 Các esteramide của phosphoric acid và phosphorothioic acid ló0 3.2.2.4.4.13 Các dẫn xuất của acid phosphoni .162
3.2.2.5 NHÓM HỢP CHÁT CARBAMATE 166
3.2.2.5.1 Định nghĩa và đặc tính chung của nhóm 166
3.2.2.5.2 Cơ chế tác động và quá trình:chuyển hóa,
3.2.2.5.3 Một số nhóm carbamate và nguyên lý tổng hợp 3.2.2.5.3.1 Nhóm phenyl methyl carbamate,
3.2.2.5.3.2 Nhóm benzofuranyl methyl cạrbamate 190 z3.2.2.5.3 3 Nhóm oxim cạrbarnate 193
3.2.2.5.3.4 Nhóm dimethyl carbamate 195
3.2.2.6 NHÓM HOP-CHAT, FORMANMIDINE „ 196 3.3 DẦU KHOẢNG TRỪ SÂU +196 :3.4 CAC CHE PHAM SINH HOC TRU SAU 196 :3.4.1 CÁC HỢP CHẤT SINH HỌC TRỪ SÂU, -.196
-.3.4.1:1, Đặc điểm chung
Trang 73.4.1.2.2 Kairomon 3.4.1.2.3 Những chất xua đuổi côn trùng(Repellen) 3.4.1.2.4 Các Allomon 3.4.1.2.5 Các hợp chất triệt sản (chemosterilant) 3.4.12.6 Các chất điều khiển sinh trưởng côn tring {RG (Insect Growth Regulator) 204 3.4.2 CÁC VĨ SINH VẬT TRỮ SÁI 3.4.2.1 Vi khuẩn trừ sâu 3.4.2.2 Nắm trử sấu 3.4.2.3 Virus trừ sâu 3.4.2.4 Tuyến trùng trừ sâu
Chương 4 THUỐC TRỪ SÂU THẢO MỘC
4,1 BAC DIEM CHUNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU THẢO MỘC 4.2 MOT SO THUỐC TRỪ SÂU THẢO MỘC THONG DUNG» 4.2.1 Nicotine 4.2.2 Rotenone và Rotenoid 4.2.3, Các hợp chất Pyrethrum và Pyrethroid tông hợp 4.2.3 1 Pyrethrum và các hợp chất cùng dãy 4.2.3.2 Các Pyrethroid tổng hợp
4.2.3.2,1 Đặc điểm chung của nhóm
4.2.3.2.2 Phân loại các Pyrethroid Chương 5 THUÔC TRỪ NÁM
5.1 HIỂU BIẾT CHƯNG VỀ THUỐC TRỪ NAM 5.1.1 Khái niệm về thuốc trừ nắm
3.1.2 Phân loại thuốc trừ nắm
5 2.CAC NHOM THUOC TRU NAM THONG DUNG 5.2.1.CAC THUOC TRU NAM VO CO
Trang 85.2.1.2 Thuốc trừ nắm chứa đồn
5.2.1.3 Thuốc chứa thuỷ ngân
5.2.2 CÁC THUỐC TRỪ NAM TONG HỢP HỮU cơ
5.2.2.1 Các hợp chất đồng hữu cơ
5.2.2.2 Các hợp chất chứa thuỷ ngân hữu cơ
Š.2.2.3 Các dẫn xuất của acid dithiocarbonic 3.2.2.3.1 Các N-monoalkyldithiocarbamate 3.2.2.3.2 Các N,N-Ethylene-bisdithiocarbamate -5.2.2.3.3 Các dialkyldithiocarbamate
Trang 9LOI NOI DAU
Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học và kỹ thuật, thuốc bão vệ thực vật (BVTV) ngày cảng đóng vai trò quan trọng trong việc phòng trừ và đây lai dịch bại, góp phần đắc lực vào việc nâng cao năng suất chất lượng cây trồng, bảo đảm ồn định nguồn lương thực, thực phẩm cho nhân loại Vai trò to lớn mà thuốc BVTV mang lại cho con người đã khuyến khích, thúc đẩy các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm những nhân tố mới trong các sân phẩm hóa học, sinh học, ‘tao ra ngày cảng nhiều nhóm thuốc phong phú vẻ chủng loại, đa dạng về cấu trúc, mang lại những đặc tính có lợi nhất trong việc phòng trừ địch hại tổng hợp mà vẫn đảm bảo hệ sinh thái môi trường phát triển bên vững
Nhưng việc sử dụng thuốc BVTV một cách ở ạt, thiếu hiểu biết đã dẫn tới những hệ lụy nguy hiểm Dư lượng thuốc BVTV trên cây trồng, nông sản, đất, nước và không khí làm cho môi trường sống bị đe dọa, sức khỏe cộng đồng bị ảnh hưởng, hệ vì sinh vật đất bị phá huỷ và làm phát sinh một số loài dịch hại mới Nguyên nhân chính là sử dụng thuốc một cách thiếu hiểu biết, không đúng liều lượng khuyến cáo, sai quy định pháp lý về kỹ thuật, thậm chí sử dụng cả những thuốc đã bị cắm
Để tăng cường tính hiệu quả và giảm thiểu tác động xấu của thuốc BVTV đến môi trường và cộng đồng, cần nâng cao hiểu biết trong sản xuất và sử dụng thuốc BVTV cả về ky thuật, kinh tế, môi trường, an toàn và sức khỏe cộng đồng Vì vậy, ngày càng có nhiều chế phẩm đảm bảo hoạt sinh học và độ chọn lọc cao, thân thiện với môi trường, đặc biệt là các hợp chất có nguồn gốc sinh học và thực
vật được đưa vào sử dụng
Giáo trình “Hóa học bảo vệ: thực vật” trình bày một cách có hệ thống những
kiến thức.cơ bản về cơ sở độc chất học trong công tác bảo vệ thực vật bao gồm vai trò, ứng dụng và nguyên lý tổng hợp chúng, cũng nhự.những đóng góp to lớn của các chế phẩm BVTV phục vụ nông, lâm nghiệp, chống lại sự phá hoại của dich hai, gop phan tạo ra những sân phẩm nông nghiệp có năng suất và chất lượng ngày cảng cao
Trang 10Phần thứ nhất: tóm lược các khái niệm cơ bản nhất về cơ sở độc chất học trong công tác bảo vệ thực vật; phương thức tác động của thuốc đến sinh vật,
cách sử dụng thuốc sao cho an toàn và hiện quả: dư lượng thuốc BVTV cùng phương pháp giảm thiểu dư lượng trong lương thực, thực phẩm; con đường chuyển hóa của chúng trong sinh vật, trong đất, nước và môi trường sống Ngộ độc thuốc BVTV và biện pháp sơ cứu đơn giản cũng được để cập trong phan này
Phần thứ hai: đề cập đến các sản phẩm hóa học bảo vệ thực vật, đi sâu vào bai nhóm thuốc trừ dịch hại phổ biến và quan trọng nhất là thuốc trừ sâu và thuếc trừ
bệnh Các nhóm thuốc còn lại sẽ được trình bảy trong giáo trình khác Trong từng
nhóm thuốc đều mô tả tính chất, đặc điểm, con đường tác động, ảnh hưởng của cấu trúc hóa học đến hoạt tính sinh học và cơ chế tạo hoạt tính đối với một số
nhóm cơ bán, ứng dụng, nguyên lý tông hợp một số thuốc chính trong từng nhỏm và phương pháp tổng hợp chúng trong từng giai đoạn phát triển của cuộc sống
Giáo trình “Hóa học bảo vệ thực vật” cụng cấp kiến cơ bản rất cần thiết cho sinh viên chuyên ngành hóa học bảo vệ thực vật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đặt nền móng cho việc ấm bắt các kiến thức chuyên môn vẻ kỹ năng tổng
hợp và kỹ thuật gia công các hợp chất có hoạt tính sinh học, góp phần định hướng việc nghiên cứu, phám phá các hợp chất mới có hoạt tỉnh vả độ chọn lọc cao, than
thiện với môi trường Giáo trình nảy cũng là tải liệu tham khảo cho các nhà hóa học, sinh học, nông học quan tâm đến lĩnh vực nông, lâm nghiệp và phòng trừ dịch hại
Mặc dù giảo trình được viết trên cơ sở tham khảo nhiều tài liệu trong và ngoài nước, nhưng do việc thu thập thông tin chưa thật đầy đủ và trình độ có hạn nên không tránh khỏi những thiểu sót Tác giả rất mong nhận được ý kiển đóng góp của quí độc giả trong và ngoài ngành để việc tái bản giáo trình trong những lần sau được tốt hơn Ý kiến đóng góp xin gửi về Bộ môn Công nghệ Hỏa dược & BVTV, Viện kỹ thuật hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; hoặc email:
tien hoangxuan@hust edu vn
Trang 11Phần mở đầu
QUA TRINH PHAT TRIEN, SAN XUAT
VÀ SỬ DUNG THUOC BAO VE THUC VAT 1 Lịch sử phát triển thuốc bảo vệ thực vật
Kế từ buổi bình minh của văn minh nhân loại, con người đã không ngừng nỗ lực để cải thiện điều kiện sống của mình Vào khoảng năm 1550 trước Công nguyên (T.C.N), sách Ebers Papyrus đã đưa ra cách thức dùng thuốc xua đuổi bọ chét ra khỏi nhà Trong những nỗ lực nhằm sản xuất đủ nguồn cung cấp lương thực, con người đã gặp phải sự phá hoại do sâu bọ gây ra Sự tàn phá được nhà tiên trí Amos đẻ cập đến (năm 760) giỏng như bệnh gi sat cây ngũ cốc, loại bệnh
mà hiện nay vẫn còn gây ra nhiều tổn thất Cha đẻ của ngành thực vật học
Theophrastus (năm 300 trước C,N) đã mô tả nhiều bệnh hại cay ma ngay nay được gọi là các bệnh thối, ghẻ gi sắt và cháy lá Trong kinh cựu trớc (old
testament) cling di aé cap đến một số bệnh địch ở Ai Cập chủ yếu do châu chấu
gây ra Ngày nay, châu chấu vẫn là nguyên nhân của những tốn thất to lớn về lương thực ở vùng Cận Đông và châu Phí,
Các dịch hại chủ yếu là lảm hạn chế sự sinh trưởng của cây trồng nông nghiệp đó là sâu hại, nắm bệnh và có đại Ý tưởng về việc sử dụng hóa chất đề phòng trừ các địch hại này là không mới
Taru huỳnh đã được dùng, để ngăn ngừa nắm bệnh và như sâu hại từ năm 1000
T.C.N, Pliny (nim 79) đã ghi nhận việc dùng thạch tín (arsenic) lam thuốc trừ sâu Đến năm 900, người Trung Quốc đã sử dụng một lượng vừa phái các hợp
chất arsenic làm thuốc trừ sâu để trừ côn trùng trong vườn Vào năm 1669, đã có
tài liệu đầu tiên nói về cách dùng arsenic trộn với mật đề bẫy diệt kiến ở phương Tay Ö thế ký XVII lần đầu tiên một thuốc trừ sâu thiên nhiên là nicotine được
Trang 12Các bằng chúng hóa thạch được lưu giữ trong các mẫu cho thấy những tác nhân gây bệnh cây đã hoạt động từ rất lâu, trước khi con người xuất hiện trên trái đất Các câu chuyện về tai ương do bệnh cháy lá, mốc sương, phần tring và bệnh địch là phổ biến trong những ghí chép sóm nhất Có nhiều câu chuyện như thế
được đề cập đến trong kinh thánh (Bible) khi bệnh cây và dịch bệnh được cho là
do Chúa trời trừng phạt con người vì tội lỗi mả con người phạm phải Mặc dù trải với quan niệm của Thiên Chúa giáo về tình thương của Chúa, thì quan niệm về ma qui cũng kéo dài đến nhiều thé ky sau đó Điều này xảy ra ở Hungary, khi trong thế ky XI và XIII, cây ngũ cốc đã bị tàn phá do bệnh hại tấn công, các thám họa đó không bất nguồn từ sự cuồng nộ của Chúa trời mà do các hành động của những linh hỗn ma quỳ - các phù thủy, yêu tỉnh, quỷ dữ - những kế chỗng lại cái thiện trên thể giới Những thể lực ma quý đó đã bị quy trách nhiệm mãi đến thé kỷ XVII, là đã gây ra thiệt hại cho mùa mảng nông nghiệp, mà thực chất đó là đo sâu bệnh gây ra Các biện pháp thần bí dùng đề trừ dịch hại có nhiều trong những cuốn sách viết về nông nghiệp ở thời kỳ đó Mãi đến tận giữa thế kỷ XIX, các phương pháp khoa học có hệ thống đã bất âu được áp dụng vào vấn để phòng trừ địch hại trong nông nghiệp Khoảng vào năm 1850, có 2 thuốc trừ sâu thiên nhiên quan trọng được giới thiệu là Rotenone từ rễ cây Derris và Pyrethrum từ nụ
hoa loài cây họ cúc (Chrysunthemum) Các chất nay đã được sử dụng rộng rãi
làm thuốc trừ sâu Cũng trong thời gian này, xả phòng đã được sử dụng để diệt rệp muội (Aphid), lưu huỳnh làm thuốc trừ nắm trên cây đào Một hỗn hợp giữa lưu huỳnh và vôi để làm cho nó để hòa tan (mềm hóa Soften) sau này được gọi là
lưu huỳnh vôi, do Weighton đề xuất lần đầu tiên (1814) và đến năm 1902 người ta đã thầy rang lưu huỳnh vôi có hiệu quá trừ bệnh loét táo tây (Apple scab) Một
hỗn hợp để quét lên cây bao gồm thuốc lả, lưu huỳnh và vôi chưa tôi đẻ trừ sâu và nắm cũng được áp đụng trong thời gian này Trong thế ký XIX, các chất vô cơ
mới được sản xuất dé trừ sâu hại, Ví dụ, một nghiên cứu trong việc sử dụng các
hợp chất arsenic dẫn đến việc năm 1867 sản xuất ra hợp chất arsenic đồng (Paris green) dùng để phòng trừ bọ cánh cửng Colorado ở bang Mississpi, năm 1892 hợp chất arsenate chỉ đã được sử dụng dé trv ngai Gipsy Dén nam 1900 thi hợp - chất arsenite đồng được sử dụng rộng rãi làm thuốc trừ sâu, dẫn đến việc lần đầu
Trang 13Nan doi do mắt mùa khoai tây ở Ai-ro-len (Ireland) tir nam 1845-1849 đã cảnh báo về điều gì sẽ xảy ra khi một cây lương thực chính bị bệnh hại tan pha ma
chưa có biện pháp dé phòng trừ Cây khoai tây ở Ai-rơ-len gần như bị hủy hoại hoàn toàn bởi nắm sương mai, dẫn đến hậu quả là hơn 1 triệu người chết đói (khoảng 12% dân số) và làm hơn một triệu rưỡi người khác phải di cự, chủ yếu là di cư sang Mỹ,
Một số lý thuyết kỳ quặc đã được để xuất để giải quyết nạn dịch Người ta đã không biết được nguyên nhân gây ra bệnh sương mai là do loài nấm Phytonpthora infestans, lai nam ky sinh có bào tử, có khả năng sinh sản rất
nhanh đến mức toàn bộ một cánh đồng khoai tây có thể bị hủy hoại hoàn toàn sau một đêm Mặc dù phải mắt một thập kỷ sau thì điều này mới được công nhận
rộng rãi Một biện pháp xử lý bằng hóa chất phòng chữa nắm gây bệnh như bệnh sương mai khoai tây, bệnh sương mai hại nho đã được nhà hóa học Millardet (Pháp) phát hiện một cách tình cờ năm 882 Một phong tục của nông dân địa phương ở Bordaux của Pháp là phết lên các cây nho ở ven đường một hỗn hợp gồm sulfateđồng và vôi để chống ăn trộm nho Ở thời điểm đó, thu hoạch nho từ các vườn nho đang bị bệnh sương mai tản phá và Millardet đã thấy rang mac du nho ở xa đường bị nhiễm bệnh nặng, nhưng nho ở dọc hai bên đường đã phết hỗn hop sulfate đồng - vôi gần như không bị bệnh Sau đỏ Millardet đã tiếp tục lâm thí nghiệm và đã phát hiện ra rang hén hgp Bordaux (sulfate đồng và vôi nước) có hiệu lực phòng trừ bệnh sương mai nho Hỗn hợp này đã được dùng rộng rãi, bệnh sương mai nho đã bị khống chế và Millardet trở thành anh hùng dân tộc tìm kiếm các thuốc hóa học để trừ dịch hại và
Thành công này đã khích lệ
những năm tiếp theo đã chứng kiến sự sản xuất thành công các hóa chất mới có
chứa đồng, thủy ngân, hoặc lưu huỳnh Ngoài ra, trong thời kỳ này việc chế tạo
Trang 14quyền sở hữu trí tuệ của các sản phẩm có chứa dầu creosote và các muối đồng, kẽm dùng cho mục đích trên
Nhiều chất độc nổi tiếng đã được sử dụng ở thời điểm này hoặc thời điểm khác để phòng trừ sâu hại và các loại dịch hại khác Nhiều khi chúng thành công, mặc
dù tác hại với người sử dụng là rất lớn Cyanidc, thường là đạng khí, hydro cyanide đã được sử dụng làm chất khí trùng xông hơi (Pumigan©) ở các tòa nhà dé diệt rệp giường và các loại mọt hại gỗ, phòng trừ rệp sát hại cây có múi Bạt được trùm kín lên cây và hydro cyanidc phun vào bên trong Ban đầu xử lý bằng phương pháp này đã đạt được những thành công đáng kể, nhưng qua thời gian sau đã có sự phát triển của các dong sâu kháng thuốc Năm 1897, formaldehyde được dùng làm thuốc khử trùng Năm 1913, thủy ngân hữu cơ lần đầu tiên được sứ dụng lâm thuốc xử lý chống nắm cho hạt giếng, dé phòng trừ bệnh than den
hại cây ngũ cốc và bệnh nấm hại lúa mạch
Năm 1896, một nông dân người Pháp sử dụng thuốc Bordaux trên nho, đã thấy rằng dung dịch thuốc Bordaux làm cho lá cây cải dại ở quanh đó chuyển từ màu vàng trở thành màu đen Điều quan sát ngẫu nhiên này có thể là khởi nguồn của ý tưởng về thuốc trừ sâu có chọn lọc Không lâu sau đó, người ta đã phát hiện ra rằng phun dung dịch sulfate sắt lên một khu gồm cây ngũ cốc và cỏ hai lá mằm thì chỉ có cỏ là bị tiêu diệt Trong thập kỷ sau đó, nhiều hợp chất vô cơ khác như sulfate dong, sulfate amon, acid sunfuric đã được phát hiện là có tính điệt chọn
lọc ở nong độ phù hợp
Năm 1912, W C Piver di san xuất ra arsenate canxi để thay thé cho chất Paris
green (arsenite đồng) va arsenate chi, arsenate canxi sau đó nhanh chóng trở
thành một hóa chất quan trọng dùng cho việc phòng trừ sâu đục quả bông ở Mỹ
Đến đầu những năm 1920, việc sử dụng rộng rãi các thuốc trừ sâu chứa arsen đã
Trang 15nhưng đây là một chất rất độc hại lần đầu được sử dụng làm thuốc trừ sâu vào
năm 1892, để trừ một loại sâu nguy hiểm hại cây rừng
Trong những năm 1930, khởi đầu một ký nguyên hiện đại của các thuốc trừ
dịch hại hữu cơ tổng hợp, bất đầu là việc sản xuất ra các thuốc trừ sâu alkyl
thiocyanate (19303; Salicylanilidc (Shirlan) (193 1), thuốc trừ nấm rất tốt dùng để
phun lên lá cây, để trừ nhiều loại nấm gây bệnh khác nhau như bệnh sẹo, loét,
thổi quả, cháy lá khoai tây; 2,4 — dinitro 6 - ( l” - methyl -n- heptyl) phenyl
crotonatehay còn gọi là Dinocarp (1946) va Chloranil (tetrachloro — 14
bezoquinone, 1938) là hai loại thuốc trừ nắm có tính bảo vệ, dinocarp đặc biệt có
ÿ nghĩa trong phòng trừ bệnh phan trang Các hợp chất hữu cơ khác được sử dụng trong thời kỳ này là azobenzene, ethylene dibromide, ethylene oxide, methyl bromide va carbon disunfte làm chất khử trùng xông hơi; phenothiazine, p- dichloro benzene, naphthalene và thiodiphenylamine lam thuốc trừ sâu
Năm 1939, tiến sĩ Paul Muller đã phát hiện ra các đặc tính diệt sâu mạnh mẽ của dichlorodiphenyl trichlorethane (DDT) và những thí nghiệm trên đồng ruộng
thành công sau đó ở Thụy Sĩ đùng để trừ bọ cách cứng Colorado hai khoai tay DDT đã được sản xuất vào năm 1943 và nhanh chóng trở thành một thuốc trừ sâu được sứ dụng rộng rãi nhất trên thế giới Tác dụng chính của DDT lả phòng trừ bệnh sốt do chây rận truyền và cũng rất hiệu quả để điệt muỗi truyền bệnh sốt rét † chất cho các cường quốc phương tây
Việc sử dụng DDT đã trợ giúp về mặt
chiến thắng trong thế chiến II Bởi vì nó cho phép các hoạt động quân sự được
thực hiện ở vùng nhiệt đới, những nơi mà nguy hiểm về mặt dịch tễ là quá lớn DDT cũng giúp chặn đứng hiệu quả bệnh dịch sốt phát ban ở Naples do chay ran ky sinh trén co thé lan truyền Người ta đã ngâm tâm quần áo, chan man bằng
DDTva đã khống chế được dịch bệnh Trước đây, hầu hét các cố gắng diệt trừ
bệnh sốt rét đều thất bại DDT đã góp phần ngăn chặn hiệu quả bệnh dịch này phát triển và lây lan Trong những năm đầu của thé kỷ XX, mỗi năm có khoảng
300 triéu người bị bệnh sốt rét và khoảng 3 triệu người bị chết trong số đó DDT
được sản xuất nhiều nhất vào những năm 50 và đầu những năm 60 của thế kỷ XX, sau đó giảm xuống do có sự ô nhiễm môi trường và tích luỹ sinh học trong cơ thể động vật Việc sản xuất DDT bị cắm ở Thuy Điển năm 1970 và ở Mỹ nam
Trang 16Tiếp theo sự thành công của DDT, có một số thuốc trừ sâu tương tự thành công như methoxychlor được khám phá ra và một số thuốc trừ sâu clo hữu cơ
khác cũng được tìm thấy là các thuốc trừ sâu có tác động tiếp xúc mạnh
Benzene hexachloride (hay hexachlorocyclohexane) lan đầu tiên được nhà hóa
học người Anh Michael Faraday sing chế vào năm 1825, mặc dù các đặc tính diệt
sâu của nó đã không được biết đến cho dén mai năm 1942 Khoảng tử năm 1945, một số hợp chất trừ sâu hydrocarbon vòng (các hyclocarbon cyclođiene được chlorin hóa) được sản xuất, mặc dù chúng không được sử dụng rộng rãi cho đến giữa năm 1950 Các ví dụ phố biến là aldrin, dieldrin, heptachlor và endrin,
Các hợp chất lân hữu cơ đại diện cho một nhóm thuốc trừ sâu hữu cơ cực ky quan trọng khác Sự phát triển ban đầu của chúng xuất phát từ các nghiên cứu thời chiến về các loại khí gây độc thần kinh để sử dụng trong vũ khí hóa học đo
T S Gerhard Schrader va céng su & Đức thực hiện, Những thuốc đầu tiên là các
thuốc trừ sâu có tác động mạnh schradan (octa methyl pyrophosphoramide) hoat động như một thuốc trừ sâu nội hấp (lưu dẫn) đẻ trừ nhện và rệp muội Thuốc trừ sâu tiếp xúc parathion (O, Oˆ~diethyl p-nitro phenyl phosphoramide) có hiệu quả đáng ké dé phòng trừ rệp muội, nhện đỏ và tuyển trùng Tiếc là cả hai đều có độc
tính cao đổi với động vật có vú Các nghiêm cứu sau đó thuộc lĩnh vực này đã
được tăng lên nhằm hướng tới việc khám phá ra các thuốc trừ sâu ít độc hơn và
có tính chọn lọc cao hơn Malathion (1950) là thuốc trừ sâu lân hữu cơ phổ rộng đầu tiên có độc tính rất thấp đối với động vật có vú và các thuốc lân hữu cơ có
tính an toàn khác gần đây hơn như thuốc trừ rệp muội chọn lọc merazon (1961)
Một điểm mạnh quan trọng của thuốc trừ sâu lân hữu cơ là chúng thường bị phân hủy nhanh chóng thành chất không độc sau khi sử dụng, do vậy chúng không tồn du lâu dải như thuốc trừ sâu clo hữu cơ, do vậy chúng không có xu hướng tích lũy lâu trong môi trường và trong chuỗi thức ăn,
Một nhóm trừ sâu khác là các este carbamate lần đầu tiên được công ty Geigy
(Thụy Sĩ) sản xuất vào năm 1947, mặc dù loại thuốc có hiệu quả nhất của nhóm
là carbaryl hay còn gọi là sevin (N- methyl 6- naphthylcarbamate) mai dén gan một thập kỷ sau mới được sản xuất Sevin trở thành một thuốc trừ sâu quan trọng có thể thay thế DDT Năm 1943, Templeman làm việc cho Công ty ICI (Imperial
chemical Industries) đã độc lập tìm ra hoạt chất trừ cỏ phenoxy acetic acid Hai
Trang 17thuốc trừ cỏ nổi tiếng thuộc loại này là 2- methyl- 4 chloro (MCPA) và 2,4 —
dichloro (2,4D) Phenoxy acetic acid Những hợp chất này được vận chuyển trong cây và cực kỳ có ý nghĩa trong việc phòng trừ chọn lọc các loại cỏ lá rộng ở trên ruộng cây ngũ cốc Sử dụng chúng cũng rất an toàn, trong thực tế những hợp chất
này là các thuốc trừ dịch hại được sử dụng rộng rãi nhất ở nước Anh, Năm 1951,
Klittleson (Công ty Standard Oil, Mỹ) đã sản xuất một thuốc trừ nấm quan trọng được gọi là Captan (hay N- trichloromethyl thío- tetra hyđrophthalimie) Captan
là thuốc trừ nắm gây bệnh trên cây ăn quả và cây rau Sau đó một số thuốc N-tri
chloro methylthio khác đã được đưa ra thị trường dưới dạng các thuốc trừ nấm hại trên lá
Các thuốc trừ cỏ bipyridylium là diquat và paraquat được Công ty ICT sin xuất
năm 1958 Đây là các thuốc trừ cỏ có tác động rất nhanh, chúng được cây hấp thụ và vận chuyển trong cay, lam lá cỏ bị khô héo Các thuốc trừ cò này bị thành
phan sét trong đất hấp thụ rất mạnh, vì thế chúng mat hoạt tính rất nhanh, ngay
khi chúng vừa tiếp xúc với đất Các thuốc này là các thuốc diệt có toàn bộ rất tốt,
nhanh chóng diệt tắt cả các phan sinh trưởng ở trên mặt đất Paraquat được sử đụng để diệt các loại cỏ, sau đó gieo hạt ngay, biện pháp này đặc biệt có ý nghĩa
ở những nơi có nguy cơ x6i mon đất Ý tưởng xử lý nội hấp đối với cây không
phải là mới và nó đã xuất hiện ít nhất là từ thế kỷ XH khi các chất khác nhau như gia vị, các thuốc nhuộm vả các thuốc chữa bệnh được nhét vào lỗ sâu đục của các cây ăn quả nhằm cố gắng nâng cao số lượng quả Một số thí nghiệm kỳ quặc do
Leonardo de Vinci tiến hành ở thế kỷ XV, trong đó thạch tín (arsenic) đã được
tiêm vào cây ăn quả để lảm cho quả bị nhiễm độc Nghiên cứu về bệnh cây đã
phát triển nhanh chóng trong thế kỷ XVIH, các thí nghiệm về sự vận chuyển chất như các chất nhuộm màu và các muối khoáng đã được thực hiện
Một số loại bệnh cây do thiếu dinh dudng, như đốm vàng do thiếu sắt, người ta đã cô gắng chữa cho cây bằng cách tiêm muối khoáng vào cây Dau thé ky XX, các chất độc như kali cyanua đã được tiêm vào cây nhằm tiêu diét cdc loại sâu hại Người ta cũng đã thực hiện kiểm tra tác dụng của việc tiêm các thuốc nhuộm và các chất khử trùng vào cây mận bị bệnh bạc lá Các nghiêm cứu sau này cho
thdy 8-quinolinol sulfate có hiệu quả đối với loại bệnh này Ở Mỹ vào những năm
1920 đã nghiêm cứu tiêm thuốc như là một biện pháp phòng trừ bệnh cháy lá ở
cây dẻ ngọt; các muối Hthium đã có một số tác dụng ức chế bệnh, nhưng tiêm
Trang 18thymol có hiệu quả cao hơn nhiều Cũng có một số thử nghiệm dùng các hóa chất tác động vào rễ cây để phòng trừ nấm gây bệnh cây, như Masse (1903) tuyên bố
giảm được bệnh sương mai dưa chuột bằng cách xử lý rễ cây với dung dich sulfate đồng; Spinks (1913) thấy rằng cde mudi lithium ngăn cản sự phát triển của
bệnh phan trang trên cây lúa mì và đại mạch
Tuy nhiên, ít có tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực hóa trị liệu cho cây dén cud
những năm 1930, bởi vì đến thời điểm đó các hạn chế của các thuốc trừ nấm
mang tính bảo vé bé mat mới thé hiện rõ Ngoài ra, cũng còn nhiều hợp chất hữu
cơ mới với thành công nổi bật đã đạt được trong lĩnh vực hóa trị liệu ở người Các thuốc sunphonamide đã được sản xuất năm 1935 Năm 1938, Hassebrauk đã
chứng minh rằng xử lý rễ cây với sulphanimide sẽ bảo vệ cây lúa mi khỏi sự tấn
công của bao tir nam gay bệnh gi sắt Nam 1940, Chain va Flory đã cho thấy
penieillin chống lại sự nhiễm khuẩn ở con người với hiệu lực cao Điều này đã thúc đây việc tìm kiếm thêm các kháng sinh được sử dụng trong y tế, chioram phemicol “Aureo mycin” va streptomycin đã được sử dụng để phòng trừ mang
tính lưu dẫn, đối với một số nắm và vi khuẩn gây bệnh cho cây
Chiến tranh thế giới lần thứ II không chỉ thúc đẩy sự phát triển và sản xuất
thương mại các kháng sinh, mà còn làm cơ sở cho nghiên cứu của Schrader về
các hợp chất lân hữu cơ, một số trong đó đã chứng tỏ là những thuốc trử sâu nội
hấp có hiệu lực cao Nhưng phải đến những năm 1960 thì các thuốc trừ nắm nội hấp mới xuất hiện trên thị trường, sự phát triển của chúng đại diện cho những
khám phá mới quan trọng trong lĩnh vực hóa trị liệu thực vật Các nhóm thuốc trừ nắm nội hấp chủ yếu được sản xuất từ năm 1966 là: oxathrin, benzimidazole,
thiophanate va pyrimidine Các thuốc trừ nấm nội hấp khác được dùng hiện nay
gồm các thuốc kháng sinh, morpholine và các hợp chất lân hữu cơ
Kế từ khi loài người có nhả ở, thì nhà đã bị các loài chuột xâm chiếm, tấn công
cả kho lương thực Chuột là một trong những kẻ thù ghê gớm nhất của con nguoi Chúng phá hoại kết cấu của ngôi nhà, gieo rắc bệnh dịch hạch, cái chết đen (black
death) thời trung cổ vào những năm 1348 - 1349 đã làm chết 1⁄4 dân số Châu Âu
và giữa những năm 1896 - 1917 được cho là nguyên nhân gây nên cái chết của
Trang 19Các hóa chất trừ chuột được gọi là thuốc chuột (Rodenticide) Loại thuốc
chuột đầu tiên thực sự có hiệu lực là Warfarin do tổ chức Wisconsin Alumni
Research Foundation sang chế vào năm 1944 Đó là một chất chống đông máu đã được sử dụng trong y tế Chuột bị tiêu diệt đo nội xuất huyết, chúng ăn phải chất này trong các bả chuột Tuy nhiên, ở Anh đã xuất hiện dòng chuột kháng Warfarin, chúng đã trờ nên miễn dịch với liều dùng thông thường, những con chuột kháng với chất này đã tăng lên đáng kể Đồng thời một loại thuốc chuột
khác là Norbormide (hay Raiicide) đã được tìm ra (1964) do kết quả nghiêm cứu
một hóa chất có hiệu quá đối với bệnh viêm khớp
Lịch sử phát triển thuốc BVTV có thế được chia thành các giai đoạn khái quát
như sau:
Giai đoạn I: Từ đầu thế kỷ 20 về trước Do trình độ khoa học kỹ thuật chậm phát triển, địch hại hoành hành dữ đội phá hại mùa màng, trình độ canh tác nông
nghiệp còn nghèo nàn, phần lớn dựa vào điều kiện tự nhiên, chỉ áp dung các biện
pháp canh tác đơn gián hoặc dùng thuốc hóa học một cách tự phat Do vay, năng
suất cây trồng thấp Sau đó, con người đã biết sử dụng một số loại cây có độc tổ,
các hóa chất vô cơ Đến dau thé ky 20 mới biết tổng hợp và sử dụng một số hợp chất tổng hợp hữu cơ vào bảo vệ thực vật
Giai đoạn 2: Từ năm 1939 đến 1960 Phát triển thuốc trừ dịch hại tổng hợp hữu cơ, đặc biệt là các hợp chất clo hữu cơ Đây là thời kỳ thuốc trừ sâu clo ngự
trị Tuy các hợp chất lân hữu cơ và carbanate đã ra đời và phát triển (từ 1950),
nhưng vị lrí của chúng trong sản xuất nông nghiệp còn kém xa các thuốc trừ sâu clo hữu cơ Người ta đã ð ạt dùng các thuốc tổng hợp hữu cơ cho nông nghiệp và các lĩnh vực khác trong đời sống Hậu quả là môi trường bị ô nhiễm nặng nề vì
dùng thuốc thiếu sự chọn lọc
Giai đoạn 3: Từ những năm 1960 — 1980: các thuốc carbamate và lân hữu cơ phát triển mạnh, được sử dụng nhiều và lấn át vai trò của các thuốc clo hữu cơ, vì
nhược điểm của các thuốc này được phát hiện ngày cảng nhiều Đầu những năm 70 thế kỷ XX, thuốc Pyrethroid thế hệ mới ra đời mở ra khả năng áp dụng các
loại thuốc bảo vệ thực vật có độ chọn lọc cao và thân thiện với môi trường
Giai đoạn 4: Từ 1980 đến nay: bên cạnh vai trò của các thuốc lân hữu cơ và
carbamate ngày cảng phát triển, các thuốc clo hữu cơ bị thu hẹp phạm vỉ sử dụng,
Trang 20thậm chỉ đã bị loại khỏi danh mục thuốc BVTV được sử dụng ở các nước, thì vị trí của các thuốc Pyrethroid nỗi lên cảng mạnh mẽ, Một số thuốc lân hữu cơ và
carbamate quá độc đối với động vật máu nóng cũng bị loại dần khỏi danh mục thuốc được sử dụng
Các nhóm thuốc BVTV sinh học ngày càng được nghiên cứu phát triển vì tính chất thân thiện của chúng, bao gồm nhiều nhóm thuốc lớn như pheromone, xu: đuổi, chất điều tiết sinh trưởng côn trùng Đặc điểm chung của các thuốc trong
nhóm là không giết chết côn trùng ngay mả tác động đến các quá trình sinh
trưởng của chúng, dẫn đến việc giảm quản thể côn trùng cho đời sau Hiện nay,
trên thế giới có xu hướng loại bỏ các thuốc BVTV có phổ tác động rộng, tổn lưu
lâu trong môi trường, đi sâu vào chú trọng phát triển những loại thuốc mang tính chọn lọc, ít độc cho môi trường; nghiên cứu các phương pháp xử lý thuốc trừ sâu ít hại nhất cho môi sinh Ngoài việc tổng hợp các chất mới có hoạt tính và độ
chọn lọc cao, còn chủ trọng việc bắt chước các hợp chất tự nhiên đã có để tổng hợp lên các hợp chất mới, nhưng khắc phục được các nhược điểm của các chất da
có
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học khác, ngày càng có nhiều loại thuốc BVTV mới được tổng hợp theo xu hướng trên, tạo ra các loại
thuốc có hoạt tính sinh học và độ chọn lọc cao, ít ô nhiễm môi trường Góp phần
đáng kể vào việc day tui bệnh tật, bảo vệ cây trồng thoát khói sự tấn công của
dịch bệnh, tạo năng suất cây trằng ngày cảng nâng cao, đảm bảo chất lượng
nguồn nông sản, thực phẩm và góp phần báo vệ môi trường 2 Quá trình sản xuất và sử dụng thuốc BVTV trên thế giới
Ngành công nghiệp thuốc BVTV qui mô lớn mới thực sự bắt đầu kế từ cuối
thé chiến II, cùng với việc đưa ra thị trường các thuốc trừ cỏ chọn lọc acid
phenoxy acetic và các thuốc trừ sâu thuộc nhóm clo và lân hữu cơ
Trong thời kỳ từ năm 1944 - 1956 xuất khẩu thuốc trừ địch hại đã tăng lên 10
Trang 21chưa phát triển nhập khẩu thuốc đưới dang bán thành phẩm từ các nước công nghiệp, sau đó tự thực hiện công đoạn cuối để sản xuất thuốc trừ dịch hại Trong trường hợp này hóa chất dưới dạng bán thành phẩm sẽ không được tính là thuốc nhập khẩu để trừ dịch hại Như ở An D6 chất benzene hexachloride 14 thuốc trừ sâu được sử dụng rộng rãi nhất bởi vì nó có thể được sản xuất một cách đơn giản dưới dang thô Vào năm 1965, ở Ấn Độ chất này được sản xuất khoảng 30 000 tấn, gấp khoảng 4 lần so với Mỹ Mặc dù ở Mỹ, benzene hexachlorode chiếm khoảng 20% tổng sản lượng các thuốc clo hữu cơ Giá trị sản xuất thuốc trừ dịch hại vào năm 1965 ở Mỹ là vào khoảng 200 triệu bảng Sán lượng thuốc trừ địch
hại ở Anh đạt khoảng 23 triệu bảng, trong đó thuốc trừ cỏ: I2 triệu bảng, thuốc
trừ sâu 6 triệu bảng, thuốc trừ nấm 3,6 triệu bảng và các loại thuốc trừ địch hại khác là triệu bảng
Ở các nước ôn đới, thuốc trừ cỏ là dang thuốc trừ dịch hại chủ yêu được sử dụng Như ở Anh, lượng thuốc bán cho nông dân thì thuốc trừ cỏ chiếm 66%, 20%, là thuốc trừ nấm, 10% là thuốc trừ sâu và còn lại 4% là các loại nông dược
hỗn hợp
Sự tăng trưởng nhanh chóng trong việc sử dụng các thuốc trừ địch hại ở các nước công nghiện như Tây Âu, Mỹ bắt nguồn từ việc thiếu nhân lực trong nông nghiệp, do chỉ phí nhân công cao Đánh giá về sử dụng thuốc trừ dịch hại trên thé giới dựa vào doanh số thuốc trừ sâu thì 45% là ở Mỹ, 25% ở Tây Âu, 12% là ở Nhat va 18% là tất cả các nước còn lại Như vậy, ở các nước chưa phát triển
chiếm hơn 10% thị trường nông dược Nhưng những nước nảy lại là nơi có nhu
cầu về thuốc bảo vệ thực vật lớn nhất Các quốc gia này chiếm tới 49% đân số thế giới và 46% diện tích đất trồng trọt của toàn thể giới, thường bị tổn thất mùa mảng do dịch hại gây ra là lớn nhất Trên phạm vỉ thé giới, dịch hại phá hủy 1/3 sản lượng hàng năm trong quá trình sinh trường thu hoạch và bao quan san phẩm cây trong ở các nước chưa phát triển, ví dụ như Ấn Độ, Châu Phi, Châu Mỹ la
tỉnh tổn thất vào khoảng 40% sản lượng nông sản được sản xuất ra Rô ràng, có
một tiềm năng to lớn đối với việc phát triển kinh doanh thuốc trừ địch hại đến các
Trang 22
mảng Như ở Ghana, một nước xuất khẩu cacao quan trọng của thế giới, sử dụng thuốc trừ sâu gần như đã làm tăng gấp 3 lần năng suất do việc phòng trừ một cách hiệu quả thiệt bại đo rệp sáp gay ra (Capid bug), 6 Pakistan việc sử dụng rộng rãi thuốc trừ sâu trên cây có đường đã làm tăng năng suất lên 30% Tổ chức FAO đã ước tính rằng, nếu không dùng thuốc trừ địch hại thì có khoảng 50% tổng sản
lượng bông ở các nước đang phát triển sẽ bị dịch hại tàn phá Thuốc trừ địch hại là nhân tổ quan trọng nhất trong việc cải thiện sản lượng lương thực ở các nước
chựa phát triển
Thuốc trừ cỏ có thể là nhóm thuốc trừ dịch hại chính được sử đụng ở các nước
phát triển, trong khi thuốc trừ sâu chiếm một vị trí đáng kế ở các nước đang phát triển Lượng tiêu thụ hiện nay của thế giới là 43% thuốc trừ cô, 32% thuốc trừ sâu, 19% thuốc trừ bệnh, 3% là các chất điều hòa sinh trưởng và 3% là các nông
dược hỗn hợp
Năm 1976, doanh số thuốc bảo vệ thực vật trên toàn thế giới đạt khoảng
3ngàn 600 triệu bảng; trong đó Bắc Mỹ chiếm 40%, và Tây Âu 25%, Mức tang trưởng là 4 -5%mam vào đầu những năm 1980 Ở các quốc gia như Mỹ, phát triển một thuốc trừ địch hại, kể từ khi khám phá ra thuốc đó đến lúc đưa thuốc bán ra trên thị trường, mất khoảng 10 năm Nhiều thuốc trừ dịch hại được phát
triển vào những năm 1940 và [950 vẫn còn được sử dụng rộng rãi, Có một nhu cầu rõ rệt là đưa các sản phẩm mới ra thị trường, đặc biệt là các thuốc trừ tuyến trùng mang tính nội hấp (lưu dẫn), các thuốc trừ nấm đặc hiệu, các thuốc chống
lại tính kháng thuốc ở nắm bệnh và các chất điều hòa sinh trị wong cây trồng cũng như các tác nhân kiểm soát dinh dường cây trồng Có một nguy cơ thực sự là quá nhân mạnh các tác hại tiềm tảng đổi với môi trường, đặc biệt là ở Mỹ, có thé gay
ra việc loại bó nhiều thuốc chữa dịch hại tốt và bóp nghẹt sự phát triển các san phẩm mới cần thiết do quy định quá chặt chẽ Những điểm này và các yếu tố khác
như chỉ phí phát triển thuốc mới leo thang làm cho tốc độ đưa thuốc trừ dịch hại mới ra thị trường bị giảm sút
Cần phải tăng cường sự việc phối hợp các biện pháp phòng trừ dịch hại bằng
hóa học và sinh học, điểu đã có y nghĩa là làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi
trường và lâm giảm khá năng xuất hiện các dòng dịch hại kháng thuốc Ở các
Trang 23nuôi sang sản xuất cây trồng, đưa ra thị trường các protein thực vật Các tiên bộ trong công nghiệp sản xuất sản phẩm thực vật giống thịt và sự gia tăng tiêu thụ những sản phẩm đó như là các sản phẩm thay thế thịt, làm cho đậu tương và các
cây họ đậu trở nên quan trọng
Trang 24
Phần thứ nhất CƠ SỞ ĐỘC CHÁT HỌC TRONG CÔNG TÁC BẢO VỆ THỰC VẬT Chương 1 NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN VỀ CÁC CHÁT ĐỘC ĐÙNG LÀM THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT 11 CHAT BOC VA NHUNG YEU CAU CUA CHAT DOC TRONG CONG TÁC BVTV 1.1.1 Khái niệm về chất độc
Chất độc: là những chất khi xâm nhập với một lượng nhỏ vào cơ thể sinh vật, gây rồi loạn hoặc phá huỷ nghiêm trọng những chức năng cơ bản của sinh vật và
có thể làm cho sinh vật bị chết Chất độc gây tác động xấu khi xâm nhập vào bên
trong tế bào sống của sinh vật
Tuy nhiên, khái niệm chất độc chỉ mang tính qui ước, vì có những chất tuy độc
đổi với sinh vật này nhưng lại ít độc hoặc không độc đối với sinh vật khác, tuỳ
theo điều kiện và phương thức tác động của chất đến sinh vật
Tính độc: Là khả năng gây độc của một hợp chất nào đó đối với cơ thể sinh
vật theo liễu lượng sử dụng Tính độc là đặc tính vốn có của chất độc
Độ độc: Là biểu hiện mức độ cao hay thấp độc tính của chất độc, được biểu thị bằng liều lượng Mỗi chất độc đều có một độ độc khác nhau, vì chúng có những đặc điểm và cầu trúc khác nhau Độ độc của một loại chất độc thay đổi tuỳ theo
đối tượng bị gây độc có thể trọng khác nhau, tác động bởi những liều lượng khác
nhau của chất độc
Một chất được biểu thị độ độc bằng chỉ tiêu liều lượng
Trang 25độ độc là cho các sinh vật thí nghiệm hấp thu một liều lượng nhất định chất độc, rỗi theo đồi diễn biến kết quả quá trình tác động gây độc
Để đánh giá độ độc của một chất, thường đề cập đến các chỉ tiêu sau:
- Liễu gây chết trung bình (Median Lethal Doses, ký hiệu là MUD hay LDao): LDạu là lượng chất độc cần thiết để gây chết cho 50% số cá thể dùng trong thí
nghiệm trong vòng 24h hoặc 48h, Chúng được xác định bằng lượng hoạt chất trên đơn vị trọng lượng cơ thể (mg/kg) Đây là đơn vị thường để đo độ độc qua miệng
hay qua da của một hợp chất hoá học đổi với động vật máu nóng
Lao của thuốc đối với cơ thể còn phụ thuộc vào cách thức xâm nhập của thuốc vào cơ thể Cùng một loại thuốc với cùng một cơ thế, khi xâm nhập qua
miệng vào đường ruột tác động khác xâm nhập qua da, liều LD;ọ qua miệng cũng, khác liều LDs qua da Mỗi loại thuốc có trị số LDsọ khác nhau Giới tính khác nhau cũng có LDao khác nhau Từ độ độc cấp tính với chuột cũng có thể suy ra
cho người và động vật máu nóng khác Độ độc qua da thường thấp hơn qua
miệng: độ độc bằng cách tiêm cao hơn qua miệng Trị số LDạo cảng nhỏ thì hoá chất đó cảng độc Độ độc của các hoá chất có thể được phân cấp bang tri sé LDso
Đề đánh giá một chất độc hay không độc, còn phải kiểm tra các chỉ tiêu khác
nhau, xuất phát từ các quan điểm: vệ sinh lao động, vệ sinh thực phẩm, vệ sinh môi trường
Trong thực tế, không dùng hay ít dùng riêng mỗi hoạt chất dé phòng trừ dịch
Trang 26- LDipo (Lethal Doses 100); LDioo 1a liều lượng gây chết 100% động vật thí
nghiệm Thường dùng trong nghiên cứu thuốc điệt côn trùng vì mục đích là cần
giết 100% chúng
- Nông độ gây chất trung bình (Median Lethal Concentrate, viết tắt MLC hay
LCso): LCso 1a néng độ chất độc cần thiết để gây chết cho 50% lượng cá thể thí nghiệm (4h) Giá trị LCzo thường dùng để đo nồng độ hoạt chất có trong không
khí hay trong nước, được tính bang mg/l, g/m? hay ppm
- Thời gian gây chết trung binh (Median Lethal Time, viết tắt là MLT hay
LT5q): LTso là thời gian cần thiết để chất độc gây chết cho 50% lượng cả thể thí
nghiệm LTsạ được tính bằng giây, phút giờ
Để so sánh tác động tức thời của một loại sản phẩm, còn sử dụng giá trị:
- Thời gian quật ngã tức thời (Median Knockdown Time, viết tắt la MKT hay
KT 59): KT so 1a thoi gian để chất độc quật ngã 50% số cá thể dùng trong thí nghiệm, được tính bằng giây phút, giờ,
Giữa KT và LTạo có sự khác nhau: KTạu là thời gian cần thiết để quật ngã (sinh vật có thế chưa chết), còn LTạo là thời gian cần thiết để gây chết 50% số cá
thể thí nghiệm
Bốn chỉ số nói trên là các số liệu ôn định về hiệu lực của một chất độc đối với một loài sinh vật Vì vậy, chúng thường xuyên được dùng đê so sảnh độ độc giữa
các thuốc với nhau, đặc biệt là 3 chỉ số LDạo, LCạo và LTso
Giá trị của các chỉ số này cảng nhỏ, hoạt chất cảng độc đối với sinh vật
Phân loại nhóm độc:
Căn cứ vào giá trị LDao có nhiều cách sắp xếp độ độc của thuốc Cách chia
tổng hợp: độ độc của thuốc được chia thành 6 nhóm (Bảng 1.1)
Cách phân loại độ độc của tô chức y tế thể giới WHO:
Căn cứ độ độc cấp tính của thuốc, Tế chức Y tế Thế giới phân chia các loại
Trang 27Bang 1.1 Phân chia độ đậc của thuốc BVTV
Nhóm độc | Độ độc của thuốc LDạo (mg/kg)
| Qua miệng Qua da 1 | Cực độc <5 <20 2 | Vô cùng độc 5-50 20-200 3 | Rất độc 50-500 200-1000 4 | Độc trung bình 500-5000 1000-2000 5, | Độc nhẹ 5000-15000 2000-20000 6 | Không độc > 15000 > 20000
Ở Việt Nam, theo cách phân nhóm độc của WHO, lấy căn cứ chính là tiều
LDso (qua miệng chuột), phân chia thành 3 nhóm độc là nhóm I (rất độc, gồm cả la và Ib), nhóm II (độc cao), nhóm II (ít độc)
Việt Nam và nhiều nước đã có qui định cắm sử đụng, hoặc sử dụng hạn chế
với các loại thuốc có khả năng tích lũy lâu trong cơ thể, gây đột biển tế bảo hoặc
có độ độc cấp tính cao (nhóm độc I) Theo qui định của Cục Bảo vệ Thực vật,
việc sử dụng các loại thuốc hạn chế sử dụng ở Việt Nam phải đảm bảo các nguyên tắc chung là: Chỉ những người đã được huấn luyện hoặc dưới sự hướng dẫn trực tiếp của cán bộ chuyên trách mới được sử dụng thuốc Khi sử dụng phải tuân thủ nghiêm ngặt sự chi dẫn ở nhãn thuốc Nhãn thuốc phái ghi thật đẩy đủ và
16 rang về cách sử dụng cho phù hợp với quí định của từng loại thuốc Không
tuyên truyền, quảng cáo các loại thuốc hạn chế sử dụng Mỗi loại thuốc hạn chế sử dụng có những qui định cụ thể riêng
1.1.2 Khái niệm về thuốc BVTV 1.1.2.1 Định nghĩa thuốc BVTV
Thuốc BVTV là những những đơn chất hoặc hỗn hợp các chất có nguồn gốc tự
nhiên hay tổng hợp, được dùng để chống lại sự phá hại của dịch hại, hoặc các
chất có khả năng điều tiết sự tầng trướng của thực vật
Dịch hại là những sinh vật gây hại cho cây trồng và nông sản, như: vì khuẩn,
vius, nấm, tuyến trùng, cỏ dại, rong rêu, giun, ve, bét, dong vat gam nhắm, chim,
Trang 28cá, thú v v có sự cạnh tranh với con người về một loại thức ăn nào đó Do vậy, thuốc BVTV còn có tên gọi là thuốc trừ dịch hại (pesticide)
Thuốc BVTV bao gầm những chất hố học (vơ cơ, hữu cơ), những chế phẩm sinh học (chất kháng sinh, vi khuẩn, nắm, siêu vi trùng, tuyến trùng ), những chất có nguồn gốc thực vật, động vật, được sử dụng để bảo vệ cây trồng và nông sản Thuốc BVTV còn bao gồm cả những chế phẩm có tác dụng điểu hoà sinh
trưởng thực vật; các chất làm rụng lá, làm khô cây giúp cho việc thu hoạch mùa
màng được thuận tiện; những chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút các
loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt
Thuốc BVTV có nhiều nhóm khác nhau, để trừ những đổi tượng khác nhau và
dùng trong những hoàn cảnh khác nhau Phải lựa chọn đúng thuốc, đúng dạng, dùng đúng lúc, đúng hoàn cánh thì mới phát huy được tác dụng
Thuốc BVTV thường được sử dụng như một nhân tố đảm bảo sự phát triển
của nền niêng nghiệp, đảm bảo tăng năng suất cây trồng Nhưng nếu sử dụng thái quá sẽ gây độc cho con người do tiếp xúc hay an phải nông sản có tổn dự thuốc,
hoặc môi trường xung quanh bị nhiễm độc, gây nên sự suy thối mơi trường, ô nhiễm không khí, đất, nước ˆ
Các thuốc BVTV được chia làm 3 nhóm chính là: thuốc trừ sâu, thuốc trừ nám
(bệnh), và thuốc trừ cỏ Ngoài ra còn có thuốc trừ chuột (để trừ dịch hại là động
vật có xương sống), thuốc trừ tuyển trùng (để diệt tuyến trùng), thuốc trừ nhuyễn thể (để trừ các động vật nhuyễn thể), thuốc trừ nhện Thuốc BVTV cũng có thể chia ra làm hai dạng là thuốc không nội hấp (không lưu dẫn) và thuốc nội hấp
(quốc lưu dẫn), thuốc trừ sâu tiếp xúc (thuốc trừ sâu bảo vệ bề mặt) không có
tính thắm sâu vào mô cây, không được vận chuyển giữa các vị trí bên trong hệ
thống mạch dẫn của cây Các thuốc trừ sâu, trừ có, trừ nắm thế hệ đầu tiên đều
thuộc loại này Nhược điểm của các thuốc loại này là chúng dễ bị tác động của thời tiết (gió, mưa vả ánh sáng mặt trời) qua thời gian dài và do sự sinh trưởng của cây sẽ để lộ ra những phần mới sinh trưởng không được bảo vệ và vì thé bi địch hại tấn công
Các thuốc BVTV thế hệ đâu tiên là các thuốc không có tính nội hấp bởi vì các
Trang 29thuốc trừ địch hại có tính nội hấp gây ra khi xâm nhập vào trong mô cây và tiếp xúc với mô của cây
Các hoá chất đã được sử dụng để phòng địch hại trong nhiều thế kỹ qua,
nhưng công nghiệp thuốc trừ dịch hại quy mô lớn thực sự bắt đầu từ những năm 1940 - 1950 Các nhà nghiên cứu thường kiểm tra rất nhiều loại hoá chất adi kháng nhau với các sinh vật gây bệnh, các loại côn trùng gây hại, các loài cỏ dại và các tác động có thể có của chúng đối với quá trình sinh trưởng của cây Nếu một hoá chất cho thấy có triển vọng, phạm vi các sinh vật thí nghiệm được mở rộng dẫn và các nhà khoa học phải làm việc để đạt được viêc tái cấu trúc hoá chất ban dan, nhằm nâng cao hoạt tính của chúng Việc kiếm tra một số lượng các hoá chất cầu trúc giống nhauvà có triển vọng sẽ cho phép làm rõ mối quan hệ cấu trúc -_ hoạt tính Vì thế, dẫn đến việc một sế thuốc trừ dịch hại tốt hơn có thể chỉ rõ hơn về phương thức tác động diệt sinh vật, Chỉ rất ít các hoá chất có triển vọng còn giữ lại sau các quá trình kiểm tra nghiêm ngặt trong phòng thí nghiệm
Những hoá chất được giữ lại này sau đã được pha chế và sử dụng dưới nhiều
phương thức khác nhau, để tìm ra cách làm thế nảo để thu được kết quả tối ưu trong những điều kiện thực tế trên đồng ruộng Những thí nghiệm này ban đầu được thực hiện trên phạm vi nhỏ trong nhà kính, tiếp tục được khảo nghiệm ở điện hẹp quy mô nhê và cuối cùng tiến tới các khảo nghiệm rộng trên đồng ruộng Điều quan trọng là cần hiểu phương thức tác động trừ dịch hại, hóa chất
phải có tác động tối thiểu đối với sinh thái Thường mất một thời gian tối thiểu 6
Trang 30Các nhà pha chế cỗ găng để đưa hoạt chất dạng tiện sử dụng như bột, hạt hoặc
đạng tự khuyếch tán, ví dụ như dạng phun xịt và đôi khi sử dụng sau khi pha với
nước hoặc dạng dung dịch pha sẵn Một sản phẩm được pha chế đúng thì hiệu quả tốt, nhưng sản phẩm cũng phải ồn định và an toàn trong bảo quản, vận
chuyên, Các hoạt chất của hầu hết các thuốc tương đối khó hoà tan trong nước,
nhưng lại khá dé hoa tan trong các đung môi hữu cơ như xăng hoặc xylene, những dung môi này lại không tan trong nước, vì thế nếu một thuốc trừ địch hại
được hoà tan trong một dung môi hữu cơ phù hợp và dung dịch này lại được hoà
tan trong nước, thì lớp chất hữu cơ nhanh chóng tách ra khỏi nước trong bình phun Vẫn đẻ này có thể khắc phục bằng cách cho thêm các chất tạo nhũ (sữa), là những chất có hoạt tính bề mặt, vào dung dịch thuốc BVTV để tạo ra một dang hỗn hợp sữa ổn định, hỗn hợp với nước ở trong bình phun, hỗn hợp dạng sữa này sau đã có thể được phun lên cây
Nhiều thuốc BVTV không tan trong nước được sử dụng dưới đạng tự tạo sữa nông độ cao, bao gồm một dung dich thuốc trừ sâu trong một dụng môi hữu cơ, ví dụ như dầu hoặc các chất dẫn xuất hydrocarbon chứa các chất tác động bề mặt
tan trong dầu Việc tạo ra các dầu có thể hoá sữa đã được tăng cường bằng việc
phát triển các chất tạo sữa không mang điện tích như: polyglycol ete và
polyetyllen oxi hóa Những hợp chất khong phan cue nay hoa tan nhiều hơn trong
dầu so với các chất làm giảm sức căng của bề mặt mang điện tích, tác động của chúng không bị thay đổi lớn do sự có mặt của các chất kiềm không tỉnh khiết, để chúng khó tạo ra lớp cặn khơng hồ tan trong nước cứng Một dầu tự hoá sữa hiệu quả thường cần dùng một số chất làm giảm sức căng bề mặt khác nhau Ví
dụ: hai hoặc một số các chất không mang điện tích với một chất khác biệt lớn của
nhóm oxide etyllene trong chuỗi hoặc thông dụng hơn là một hỗn hợp các chất làm giảm sức căng bề mặt không tích điện và mang anion Các chất làm giảm sức căng bề mặt mang cation cũng được sử dụng trong một số trường hợp, như với một số thuốc trừ nắm mà tự chúng đã là các chất làm giám sức căng bề mặt cation Trong trường hợp này, sử dụng các chất tạo sức căng bé mat mang ation
sẽ dẫn làm mắt các tính chất tạo sức căng bề mặt, tạo thành một chất keo không
Trang 31chứa nồng độ hoạt chất thích hợp, có thể sử dụng phun trực tiếp lên cây Hoá chất cũng có thể được sử đụng dưới dạng bột thấm nước Bột này được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ thuốc trong máy nghiền Các hợp chất hữu ở dạng bột nguyên chất thường được trộn trước với một khoảng chất vô co tro hoà tan được, ví dụ như là đất sét hoặc bột đá hoà tan, cho thêm các chất khuyếch tán hay chất làm ướt vào Phải tạo ra được một dung dịch dang huyền phù khi bột nước được pha vào nước, trong | bình phun mà không, Ting xuống đưới đáy bình ít nhất là nửa giờ, nếu không thì cần khuấy thường xuyên để tránh tình trạng bột dính, bột đã có xu hướng tạo thành bánh khí bảo quản Khi phun, thuốc sẽ tách ra thành 2 pha về mặt tác dụng động, nước sẽ chây khỏi bể mặt cây, dung dich thuốc sẽ bám lại trên bề mặt cây Với thuốc không có tác động nội hấp (lưu dẫn), cần đạt được tỷ lệ bám vào bề mặt cây cao bằng cách phun thêm các chất thấm ướt và các chất tạo sức căng, hơn nữa để cho thuốc khô bám dính trên cây lâu hơn, cần phải sử dụng các phụ gia bám dính
1.1.2.2 Những yêu cầu đối với một chất độc dùng làm thuấc BVTV
Các hoá chất dùng làm thuốc BVTV phải đáp ứng được những chỉ tiêu sau: - Có tính độc đối với dịch hại, nhưng an toàn đối với cây trồng ở nồng độ
thường dùng và ít chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh; - Có tính độc vạn năng nhưng phải mang tính chọn lọc;
- An toàn đối với người, gia súc và môi sinh;
- Dễ bảo quản, chuyên chở và sử dụng dễ đàng,
- Dễ kết hợp giữa các thuốc với nhau, hoặc với phân bón;
- Giá thành thấp
Trong thực tế không có một chất độc nào đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này vì nội dung và các yêu cầu đã có mâu thuẫn với nhau, yêu cầu này phủ định yêu cầu kia, thậm chí ngay trong một yêu cầu, các nội dung mang tính đối kháng với nhau Vì vậy ở mỗi nước, người ta chú ý không đều nhau giữa các yêu cầu Tuy từng giai đoạn, Iuỳ từng nước mà yêu cầu này có thể được coi trọng hơn yêu cầu kia
Trang 321.1.2.3 Phân loại các thuốc BVTV
Có nhiều cách phân loại khác nhau, tuỳ theo mục đích nghiên cứu và sử dung: a Phan loại theo đối tượng sử dụng: Trừ sâu (Insecticide) Trừ nắm (Fungicide) Trit cé (Herbicide, weed killer), Trừ nhện (Acaricide) Trừ tuyến trùng (Nermaricide) Trừ ốc sên (Molluseicide) Trừ chuột (Raticide) Trừ vi khuẩn (Bactericide)
b, Phân loại theo giai đoạn sử dụng đối với dịch hại:
Thuốc trừ trứng, trừ sâu non, trừ sâu trướng thành, thuốc trừ cỏ trước nảy
mam, sau nay mắm
œ Phân loại theo đường xâm nhập:
Thuốc có tác dựng tiếp xúc: các loại thuốc gây độc cho cơ thể sinh vật khi chúng xâm nhập qua biểu bì Thuốc tiếp xúc còn gọi là thuốc ngoại tác động
Thuốc có tác dụng vị độc: Thuốc gây độc cho cơ thê động vật khi chúng xâm nhập qua đường tiêu hoá Thuốc vị độc còn có tên là thuốc có tác động đường ruột hay thuốc nội tác động
Thuốc có tác dụng xông hơi: các loại thuốc có khả năng bốc thành hơi, đầu
độc bầu không khí bao quanh dịch hại và xâm nhập vào cơ thể sinh vật qua
đường hô hấp
Thuốc có tác dụng nội hấp: Những thuốc khi xâm nhập vào cây qua lá, thân,
rễ hoặc bất kỳ bộ phận nào của cơ thể sinh vật, rồi di chuyển trong cơ thể động
thực vật, tồn tại trong đỏ một thời gian và gây chết cho vật gây hại ở xa nơi sinh
Trang 33Thuốc nội hấp sau khi xâm nhập qua lá, nếu thuốc được chuyển xuống dưới được gọi là thuốc có tác dụng lưu dẫn
Thuấc có tác dụng thấm sâu: các loại thuốc có khả năng xâm nhập vào tế bào thực vật (chủ yếu theo chiều ngang) nhưng không có khả năng di chuyển ở trong
cay Dich hai ở trong biểu bì thực vật nếu tiếp xúc với thuốc sẽ bị tiêu diệt,
Vậy ta có thể nói thuốc nội hấp là một dạng đặc biệt của thuốc vị độc, còn
thuốc thấm sâu là đạng đặc biệt của thuốc tiếp xúc 4, Phân loại theo đặc điểm hay cơ chế tác động:
Thuốc trừ chuột chống đông máu, thuốc trừ sâu kìm hăm choÌinesterase
ø Phân loại theo phương thức tác động:
Gây ngắn, xua đuổi, triệt sản, dẫn dụ, rụng và khô lá, điều khiển sinh trưởng, tây ué
# Phân loại theo dạng thuốc:
Sữa, bột, bột thấm nước, dung dich
& Phin logi theo nguon gốc của thuốc:
Thảo mộc, vi sinh, hoá học hay thành phần hoá học (clo, lân hữu cơ, lưu
huỳnh, vô cơ, hữu cơ, carbamate, pyrethroid, kháng sinh, nhóm IGR )
Một số thuốc BVTV có phổ tác động rộng, có thể tiêu điệt được nhiều loại đối
tượng khác nhau, nên có thế được xếp vào nhiều nhóm thuốc khác nhau Ví dụ: 2,4-D ở liều lượng cao là thuốc diệt có, nhưng ở liều lượng thấp là chất kích thích sinh trưởng thực vật; Oxythioquinox có thể diệt nắm, nhện, côn trùng
Trong tất cả các cách phân loại trên thì cách phân loại dựa theo nguồn gốc
nhóm thuốc là phổ biến nhất
1.2.2.4 Các dạng thuốc BVTV và con đường tác lộng đến dich hai
Thuốc BVTV được bào chế, sản xuất và sử dụng dưới nhiều đạng khác nhau,
như:
- Thành phần ở thể rắn, khi dùng không cần hoà với nước: dạng bột (DP-
Dustable powder); Dang hat (GR -Granule)
Trang 34~ Thành phần 6 thé rin, phải hoà tan với nước trước khi dùng: Bột thấm nước
(WP- Westtablc powder), Hạt phân tán trong nước (WDG); Bột tan trong nước
(WSP —Westtable solution powder)
- Thành phần ở thé lông, khi dùng không hồ lỗng với nước (ULV)
+ Thanh phần ở thể lỏng, khi dùng phải hoà loãng với nước: Dạng sữa (EC-
Emulsiable concentrate); Nhii dau trong nước (EW); Dạng huyền phủ (HP;
Huyền phù đậm đặc cải tiến (SC-Suspension concentrafe)
Tuy theo mục đích và nhu cầu sử dụng, có thể tác động đến sâu hại theo nhiều kiểu khác nhau, nhự: theo con đường tiếp xúc, vị độc, xông hơi, nội hấp, thắm sâu hoặc theo cơ chế tác động kìm ham men cholinesterase
1.2 NHUNG DIEU KIEN DE THUOC BVTV CO THE PHAT HUY TAC
DUNG
1.2.1 Thuốc phải tiếp xúc được với cơ thể địch hại
Đây là điều kiện tiền quyết để thuốc có thể phát huy được tác dụng Muốn để
thuốc tiếp xúc được với địch hại nhiều nhất, phải nắm chắc đặc tính sinh vật học và sinh thái học của dịch hại, đặc tính của từng loại thuốc,
Mỗi loài sinh vật có những đặc tính khác nhau:
Với côn trùng: Đánh giá khả năng di chuyển của chúng, xem tập tính của chúng sống ở mặt trên hay mặt dưới cúa lá, phá rễ hay cắn ngang thân, chích hút nhựa hay ăn lá cây, hoạt động ban ngảy hay ban đêm, sống cá lẻ hay từng bẩy
đàn, để chọn thuốc và phương pháp xử lý thích hợp
Nắm bệnh và nhện: Là những sinh vật ít hay không tự di chuyển Phải phun
thuốc vào những nơi chúng sống tập trung để tác động đúng chỗ Thuốc phải bao phủ thật đều trên bể mặt vật phun và nếu phun dung dịch, lượng nước phun phải
nhiều lần
Với chuột: Khả năng di chuyên lớn, khó có khả năng tác động bằng cách tiếp
xúc, dễ có tính nhát và sợ nên phải luôn thay đổi cách dùng mỗi bả, chọn những
bả không gây tác động mạnh để chuột sợ Rải thức ăn nhiễm thuốc trên lỗi đi của
Trang 35Với có dại: Phải đùng cách phun để có có khả năng thu nhận lượng thuốc trừ cỏ nhiều nhất Phun thuốc trừ có nội hấp nhiều lần với liễu dưới liều gây chết lên các bộ phận trên mặt đất sẽ đáp ứng yêu cầu này
1.2.2 Thuốc phải xâm nhập vào cơ thể va di chuyến đến các trung tâm sống của địch hại
Sự xâm nhập của thuốc BVTV vào cơ thể sinh vật rất khác nhau tuỳ theo loài,
tuỳ loại thuốc, thời gian xử lý
a Šự xâm nhập của chất độc vào tẾ bào nẫm bệnh
Tế bảo nắm bệnh cũng như các tế bảo nói chung được cấu tạo như một cái túi, trong chứa tế bào chất và nhân, bên ngoài là mảng nguyên sinh chất bao bọc Mang nguyên sinh chất có tính thám chọn lọc, cho các chat hoa tan đi qua với tốc độ không giống nhau Ngược lại bề mặt của nguyên sinh chất cũng có tính khuếch tán, cản trở sự khuếch tán của các chất trong tế bảo đi ra ngoài Tính thắm của màng nguyên sinh chất không cố định mà thay đổi tuỳ theo các điều khác nhau Dưới tác động của tác nhân gây hại, tế bảo sẽ bị kích thích hay tên thương, tính thấm của màng tế bảo tăng nhanh, các chất (kế cả chất độc) sẽ xảm nhập nhanh chóng vào bên trong tế bào, cho đến khi trạng thái cân bằng về áp suất được thiết lập Mặt khác bản thân khối nguyên sinh chất không cố định mà thay đổi tuỳ theo các điều kiện khác nhau Dưới tác động của tác nhân gây hại, tế bào sẽ bị kích thích hay tổn thương, tính thấm của màng tế bào tăng nhanh, các chất (kế cả chất độc) sẽ xâm nhập nhanh chóng vào bền trong tế bảo, cho đến khi trạng thái cân bằng về áp suất được thiết lập
Ban thân khối nguyễn sinh chất của tế bào cũng có tính hấp thụ Bình thường tính hấp thụ này được biểu thị bằng một hệ số nhất định, thường là thấp Khi tế bao bị chất độc tác động (hoặc các nhân tố khác tác động), hệ số cân bằng sẽ tang lên, chất độc sẽ xâm nhập vào tế bảo nhanh hơn Màng tế bào cũng có khả năng hấp thụ chất độc cao, đặc biệt là các ion kim loại như đồng, thuỷ ngân Từ đó các ion này cũng có khả năng xâm nhập trực tiếp vào tế bảo nắm bệnh
Trang 36
cơ thể thoát ra, đồng thời cũng cẩn trở sự xâm nhập của các chất hoà tan vào cơ
thể sinh vật Các thuốc trừ sâu có kha năng hoà tan trong Hpit và lipoproteit cảng cao thì hiệu lực tiếp súc của thuốc đó cảng cao Sau khi xâm nhập qua đa, thuốc tan theo chiều ngang, xuống nội bì, rồi đi vào máu, chất độc xâm nhập vào trung tâm sống và gây độc cho côn trùng, Dung môi hữu cơ trong chế phẩm có khả
năng hoà tan chất béo, thấm ướt nhanh biểu bì trên Hoạt chất thuốc trừ sâu lại ở
dang hoà tan nén dé thẩm thấu qua vật cán, Vì vậy thuốc đạng sữa có hiệu lực tiếp xúc mạnh hơn các dạng thuốc khác Ở những phần biểu bì dày quá, thuốc có
thể tan trong biểu bì, nhưng bị giữ lại ở biểu bì nên hiệu lực của thuốc cũng bị
giảm
Một số thuốc tiếp xúc hay dầu có thể gây chết côn trùng ngay cả khí chúng không xâm nhập được qua biểu bì Nguyên nhân chính là chúng tạo một màng bao bên trên tồn cơ thé cơn trùng, ngăn cản quá trình hap thy O2 va nha CO, khiến cho côn trùng bị ngạt ma chết
Thắm sâu là một dạng đặc biệt của thuốc tiếp xúc nên cũng tuân theo quy luật này
* Thuốc trừ sâu xông hơi: Chất độc có khả năng bay hơi xâm nhập qua lỗ thở, qua hệ thống khí quản và vi khí quản vào tế bào thông qua quá trình thông hơi (ở khí quản) và khuếch tán (vi khí quản), tràn vào huyết dịch gây độc cho côn trùng Chất độc xâm nhập qua con đường hô bấp mạnh hơn các con đường khác, tác
động ngay đến máu, hệ thần kinh và các trung tâm sống Cường độ hô hấp cảng
mạnh thuốc cảng xâm nhập vào cơ thể nhanh và nhiều hơn Khí quản và da côn
trùng có cùng nguồn gốc ngoại phôi Vì vậy, những chất đễ xâm nhập qua da cũng đễ đàng thấm qua hệ thống khí quản
* Thuốc trừ sâu vị độc: Là những thuốc trừ sâu tác động qua đường tiêu hoá
Cùng với thức ăn, chất độc được chuyên từ miệng đến ruột giữa, dưới dạng tác
động của các men trong tuyến nước bọi, ống thực quản, túi thức ăn và dịch ruột
giữa, chất độc chuyển từ dạng không tan thành dạng hoả tan Chúng được đồng
hoá mạnh ở ruột giữa, thẩm thấu qua vách ruột hoặc phá vì vách ruột vào huyết
dịch Cùng huyết dịch, chất độc được chuyển đến các trung tâm sống hoặc bị giữ
Trang 37Một lượng nhỏ chát độc cũng có thể thấm thấu qua thành ruột trước vào thành
ruột sau và được gỡi lại ở đó, nhất là vùng tế bào rectum của ruột sau Quá trình
đồng hoá cảng nhanh, sự bải tiết cảng chậm, chất độc tồn lưu trong ruột càng lâu, lượng chất độc xâm nhập vào cơ thể cảng nhanh, Độ pH của dịch ruột ảnh hướng rất lớn đến khả năng hoa tan của thuốc trừ sâu Độ tan cảng lớn, nguy cơ gây độc cảng Tăng Tất nhiên trong quá trình tiêu hoá, dưới tác động của các men có trong
cơ thể, độ pH của dịch ruột, một phần chất độc bị phân huy
Thuốc nội hấp là dạng đặc biệt của thuấc vị độc nên cũng tuân theo quy luật
này
a Sụ xâm nhập của chất độc vào cơ thể loài gậm nham
ậm nhấm bằng con đường tiếp xúc, vị độc và xông hơi Trong thực tế, chỉ dùng các chất có tác
ve nguyên tắc, chất độc có khả năng xâm nhập vào cơ thể loài
dụng vị độc và xông hơi để diệt chúng Chất độc cùng thức ăn vào dạ dày, được đồng hoá mạnh ở đây rồi vào máu Các chất xông hơi xâm nhập vào đường hô
hấp, rồi cũng vào máu Một phan chất độc tác dụng ngay vào máu, phần khác nhờ
máu vận chuyển, chúng được đưa đến các trung tâm sông, tác động đến chức năng của các cơ quan này làm cho loai gam nhấm ngộ độc và chết
b, Sự xâm nhập của chất độc vào cơ thể thực vật
Chất độc có thể xâm nhập qua mọi bộ phận của cây, nhưng chủ yếu qua lá và rễ Các bộ phận trên mặt đất được bao phủ bằng mảng lipoid liên tục không thấm nước, không cho các chất phân cực thấm vào cây Bể mặt lá còn có lớp sắp là các ankan mạch dải, rượu bậc Ì và 2, những keton, este, aldehyde va acid béo Cutine, polyeste ctia cdc hydroxyl acid béo và những acid béo mach dài Bề mặt lá bản chất là không phân cực, nên các chất không phan cực dễ xâm nhập vào lá Mặt dưới lá lại có nhiễu khí không và tế bào mà các chất phân cực đễ xâm nhập
Giọt chất độc rơi trên mặt lá, ban đầu chất độc xâm nhập rất nhanh vào bên trong
lá, nhưng theo thời gian, nước bốc hơi dần, nồng độ thuốc tăng lên, khả năng hoà tan của thuốc giảm đi, nên khả nang xâm nhập của thuốc vào lá cũng giảm đi
Vỏ, thân và những lớp bản, thuốc phân cực và không phân cực đều khó thấm qua Nhưng nếu thuốc thấm qua được sẽ vào ngay bó mach và có thể di chuyển đến các bộ phận khác của cây
Trang 38Ö trong đất, thuốc xâm nhập qua rễ là chính nhờ khả năng hấp thụ nước và
chất hoà tan của rễ Tốc độ xâm nhập của chất độc vào rễ lúc đầu nhanh, sau đó
đều đều và có xu hướng giảm dẫn Các chất phân cực để xâm nhập qua rễ
Chất độc vào cây có thể theo mạch gỗ cùng với dòng nhựa đi lên trên Mạch gỗ là các tế bào chết nên chất độc ít bị tác động Chất độc từ lá cũng có thể qua
mạch libe cùng dòng nhựa luyện đi xuống các bộ phận của cơ thê thực vật Vì
mach libe là những tế bảo sống, nên chất độc chịu tác động của nhiều yếu tổ sinh
học và men tác động Chất độc sau khí xâm nhập vào cây cũng có thể nằm nguyên một chỗ không di chuyển đi nơi khác Sự hấp thụ chất độc vào cơ thể
thực vật phụ thuộc vào nhiệt và Am độ, độ chiếu sáng, độ pH của đất và dịch cây, nồng độ nước và cường độ thoát hơi nước của cây,
1.2.3 Thuốc phải được lưu giữ trong cơ thể dịch hại một thời gian ở nồng độ nhất định đủ để chất độc phát huy tác dụng
Chất độc trong cơ thể sinh vật, dưới tác động của nhiều yếu tố, biến đổi theo ba hướng khác nhau: Độ độc của thuốc có thể được nâng cao khi chúng biến thành các hợp chất mới; có thể bị giảm hay mất hắn hoặc bị thải ra ngoai theo phán ứng tự bảo vệ của sinh vật; hoặc có thể giữ nguyên không thay đổi
Trong cơ thể sinh vật, chất độc có thể phan ứng với protit, làm tê liệt hệ men,
ngăn cán sự tạo thành vitamin trong cơ thể hay làm mất tác đụng của các vitamin
đó, dẫn đến trạng thái keo, độ nhít và khả năng nhuộm màu của nguyên sinh chất
bị biến đổi; các chức năng sống cơ ban bi ohá huỷ làm cho sinh vật ngộ độc và
chết Tắt cả các phản ứng trên chỉ xảy ra khi cơ thể sinh vật chứa một lượng chất độc nhất định và kéo dài trong thời gian nhất định Nồng độ chất độc cảng cao, thời gian chất độc giữ trong cơ thé cảng đải, chất độc càng gây những biển đối
sâu sắc dén co thé sinh vật, sinh vật cảng dễ bị chết,
1.3 CÁC NHÂN TÓ ẢNH HUONG DEN TINH DOC CUA THUOC BVTV
Có 3 loại nhân tố chính ảnh hưởng đến tác dụng của chất độc ding làm thuốc
BVTV là:
- Bản thân chất độc dùng làm thuốc BVTV;
Trang 39~ Điều kiện ngoại cảnh
Độ độc của thuốc phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm của chúng, đặc điểm của sinh vật và điều kiện ngoại cảnh Mối quan hệ qua lại tay ba nay rất khăng khít, tương quan chặt chẽ với nhau
1.3.1 Ảnh hướng giữa tính chất của thuốc BVTV với tính độc
Đặc điểm hoá lý của chất độc ảnh hưởng tất lớn đến tác dụng độc của thuốc
Đặc điểm hoá học như: cấu trúc của chất độc liên quan chặt chẽ với hoạt tính
Với các dẫn xuất este cla phospho hữu cơ, néu oxy g gin vào phospho có hoa tri 5 ở vị trí trung tâm, sẽ có các dẫn xuất độc hơn khi gắn lưu huỳnh vào đó Các phospho vàng thì độc, phospho đỏ thì thực tế không độc Trong phân tử chất độc thường có gốc sinh độc, các gốc này quyết định tính độc của một loại thuốc,
chúng có thể chỉ là một nguyên tổ hay một nhóm các nguyên tổ kết hợp với nhau
Hoạt tỉnh sinh học của một hợp chất thường được quyết định bởi các nổi đôi, nối ba trong phân tử Khi chuyên hoa các cầu trúc này phát huy tác dung lam tang hoạt tính sinh học của thuốc, do đó độ độc của thuốc cũng tăng lên Šự (hay thể nhóm này bằng nhóm khác, hay sự thêm bót đi một vài nhỏmtrong phân từ sẽ làm thay đối tính độc, thậm chí cả phương thức tác động của một chat Su thay đổi nhỏ trong cầu trúc phân fe cing lam thay đổi độ độc của thuốc Tỉnh phân cực và không phân cực quyết định đến khả năng xâm nhập cũng như con đường xâm
nhận của thuốc vào cơ thé sinh vat
Đặc điêm vật ly cua thuốc ảnh hưởng rất lớn đến độ đọc của chúng Kích thước hại: ảnhhường đến khả năng ăn, độ rơi, khá năng bao phú, tính bám dính và độ tan của thuốc Tỉnh làm ướt, khả năng bám dinh, hình đạng hạt thuốc, độ lơ lừng của thuốc quyết định khá năng loang đính, độ bám dính, khả năng phânhoá của thuốc Dạng thuốc: Quyết định nhiều đến độ độc của thuốc Thông thường các chất dạng hơi độc hơn các chất dạng rắn Với các chất thể rắn thì bột cảng mịn, cảng nhỏ, tác dụng độc cảng cao; bột càng to, cảng, thô thi tac đụng độc càng chậm, Thuốc sữa độc hơn thuốc bột thắm nước và thuốc bột thấm nước độc hơn thuốc bột,
Trang 40trong không khí Nẵng độ thuốc được biểu thị bằng nông độ phan tram theo trong lượng, hay đơn vị trọng lượng trên đơn vị thể tích Nẵng độ có thé được tính theo hàm lượng hoạt chất, hoặc hàm lượng thuốc thương phẩm trong dang str dung
Mức tiêu dùng: Là lượng thuốc cần thiết đễ xử lý /đơn vị diện tích hay thể tích
1.3.2 Ảnh hưởng piữa đặc điểm của sinh vật với tính độc của thuốc
Phản ứng của mỗi loại sịnh vật đối với các loại chất độc là khác nhau Có
nhiều loại thuốc tác động tới loài sinh vật này, nhưng tác động kém hoặc không có tác động với loài sinh vật khác Ví dụ, thuốc trừ sâu hầu như không tác động tới bệnh và có đại Các giai đoạn phát dục khác nhau cũng chống chịu thuốc khác nhau: cỏ giả chống chịu mạnh hơn có non, sâu non và trưởng thành chống chịu thuốc trừ sâu yếu hơn nhộng và trứng Giới tính cũng ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của thuốc Thông thường, tính chống chịu thuốc của con đực yếu hơn con cái Tính mẫn cảm đổi với thuốc BVTV còn biến đôi theo ngày đêm, Thời điểm nảo trong ngày sinh vật hoạt động nhiều thi tinh chống chịu với thuốc BVTV lại yếu hơn Các cá thể sinh vật trong cùng loài, cùng giai đoạn phát dục cũng có tính chống chịu khác nhau với cùng một loại thuốc
Nguyên nhân gây các hiện tượng trên lả: các loài sinh vật có phản ứng tự bảo vệ khác nhau nhằm tránh sự xâm nhập của thuốc vào cơ thể sinh vật Giữa các
loài sinh vật có sự sai khác nhau vẻ cầu tạo giải phẫu và hình thái Tình trạng sinh lý và hoạt tính sinh lý của sinh vật tại thời điểm bị ngộ độc Thành phần hệ men
khác nhau có trong cơ thể của các loài khác nhau
1.3.3 Ảnh hướng của điều kiện ngoại cảnh đến tính độc của thuốc