tiểu luận phân bón, thuốc trừ sâu sinh học

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CNSH VÀ KTMT TIỂU LUẬN NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI PHÂN BÓN, THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC GVHD: TRẦN HỒNG NGÂU NHĨM Mục lục ĐẶT VẤN ĐỀ A PHÂN BÓN SINH HỌC Định nghĩa Phân loại .5 Khái niệm phân vi sinh .5 Lịch sử phát triển phân bón vi sinh Phân loại phân sinh học 5.1 Phân bón vi sinh vật cố định nitơ .6 5.1.1 Các bước quy trình a Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật cố đinh nitơ b Nhân sinh khối c Xử lý sinh khối, tạo sản phẩm d Công tác kiểm tra chất lượng yêu cầu chất lượng chế phẩm vi sinh vật cố định nitơ 5.2 Phân bón vi sinh phân giải lân (P) 5.2.1 Quy trình sản xuất phân vi sinh phân giải lân .10 a Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật phân giải lân 10 b Nhân sinh khối, xử lý sinh khối, tạo sản phẩm .10 c Công tác kiểm tra chất lượng yêu cầu chất lượng 10 5.3 Phân vi sinh phân giải xenlulose 10 5.3.1 Định nghĩa 10 5.3.2 Cơ chế phân giải xenlulose 11 5.4 Phân sinh học chức sinh tổng hợp 11 5.5 Phân hữu sinh học (compost) .11 5.5.1 Định nghĩa 11 5.5.2 Quy trình sản xuất phân compost 13 5.6 Phân hữu vi sinh 13 5.6.1 Quy trình sản xuất phân hữu vi sinh .13 Ưu nhược điểm phân sinh học 14 6.1 Ưu điểm 14 6.2 Nhược điểm 14 Thành tựu – thách thức 14 7.1 Thành tựu 14 7.2 Thách thức 15 Kết luận 15 B THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC 15 Thuốc trừ sâu sinh học gì? 15 Các loại thuốc trừ sâu (Phân loại theo nguồn gốc) 16 2.1 Chế phẩm thuốc trừ sâu từ vi khuẩn 16 2.2 Các chế phẩm từ nấm sợi 16 2.3 Chế phẩm từ virut .17 Ưu điểm, nhược điểm 17 Kĩ thuật sản xuất thuốc trừ sâu từ Bacillus Thuringguensis 18 4.1 Kĩ thuật sản xuất thuốc trừ sâu BT 20 4.1.1 Phương pháp nuối cấy lắc .20 4.1.2 Nuôi cấy môi trường đặc 20 4.1.3 Nuôi BT theo quy mô công nghiệp .21 Kĩ thuật sản xuất thuốc trừ sâu từ nấm bạch cương 21 5.1 Khái niệm 21 5.2 Vai trò nấm bạch cương bảo vệ thực vật 21 5.3 Kỹ thuật sản xuất 22 Kỹ thuật sản xuất thuốc trờ sâu từ virus 22 Kỹ thuật sản xuất thuốc trừ sâu từ thảo mộc 23 Kết luận 26 Liên hệ thực tiễn 26 Tài liệu tham khảo 27 ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển không ngừng xã hội, ngành nơng nghiệp có thay đổi đáng kể Nhiều máy móc tiên tiến, cơng nghệ trống trọt, giống mới… đời, kịp đáp ứng nhu cầu ngày cao Do nhu cầu xã hội ngày phát triển cao đòi hỏi người sử dụng nhiều biện pháp khác để tăng suất sản lượng sản phẩm hoạt động nhằm mục đích kinh tế nguyên nhân làm ô nhiễm môi trường Mặt khác ngành nông nghiệp Việt Nam chủ yếu sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu hóa học, sử dụng mức cần thiết, bừa bãi lượng dư thừa làm cho đất canh tác bị bạc màu nhanh, tình trạng ngộ độc thực phẩm ngày gia tăng, nguyên nhân việc sử dụng bừa bãi thuốc bảo vệ thực vật, nhiều phân bón hóa học có chất độc hại giúp làm tăng nhanh suất sản lượng sản xuất nông nghiệp, gây tượng kháng thuốc sâu bọ, làm số nguồn vi sinh vật có lợi cho người, lời cảnh báo sức khỏe người tiêu dùng Do vậy, xu hướng quay trở lại nông nghiệp hữu với việc tăng cường sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu sinh học (chế phẩm sinh học) canh tác trồng xu hướng chung tồn cầu A.PHÂN BĨN SINH HỌC 1.Định nghĩa Phân bón thức ăn người bổ sung cho trồng Trong phân bón chứa nhiều chất dinh dưỡng cho cây: đạm (N), lân (P), kali (K), nguyên tố vi lượng Phân loại + Phân vô cơ: phân đạm, phân lân… + Phân hữu cơ: phân hữu sinh học, phân sinh học Ở phân sinh học hiểu phân hữu sinh học, phân bón vi sinh − Phân sinh học” hay “phân sinh hóa” Đó loại phân chế tạo trộn vào bộthữu (chủ yếu than bùn) phân trộn NPK số loại men (là chất chứa vi sinh vật sống đó) số hoạt chất để làm tăng độ hữu hiệu phân bón vào đất tạo mơi trường thuận lợi cho q trình sinh bọc, làm tăng q trình hóa – lý đất… góp phần làm tăng suất trồng Người ta tinh chế thành dung dịch có chứa loại men, loại hoạt chất, nguyên tố vi lượng… phun lên để kích thích phát triển trồng, điều hòa dinh dưỡng bổ sung chất dinh dưỡng giai đoạn phát triển quan trọng , thúc đẩy tăng trưởng cách tăng cung cấp chất dinh dưỡng cho − Phân sinh học thử nghiệm sản xuất nơng nghiệp bước đầu thấy có hiệu − Phân bón sinh học bổ sung chất dinh dưỡng thơng qua q trình tự nhiên cố định đạm, phân giải lân, phân giải cenlulose kích thích tăng trưởng thực vật qua q trình tổng hợp chất kích thích sinh trưởng  Phân vi sinh hiểu phân sinh học Khái niệm phân vi sinh: − Cùng chất hữu cơ, vi sinh tồn đất, nước vùng rễ có ý nghĩa quan trọng mối tương tác trồng, đất phân bón Hầu q trình xảy đất có tham gia trực tiếp gián tiếp vi sinh vật (q trình mùn hóa, khống hóa hợp chất chất hữu cơ, trình phân giải cố định chất vơ cơ….) vi sinh vật coi yếu tố hệ thống dinh dưỡng trồng tổng hợp − Theo tiêu chuẩn Việt Nam 1996 (TCVN 6168-1996): phân bón vi sinh làsản phẩm chứa vi sinh vật sống, tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua hoạt động sống chúng tạo nên chất dinh dưỡng mà trơng sử dụng (N, P, K, S….) hay hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao suất chất lương nông sản − Phân vi sinh bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nông sản Lịch sử phát triển phân bón vi sinh − Phân bón vi sinh Noble Hiltner sản xuất đức (1896) đặt tên Nitragin Sau phát triển sản xuất số nước khác Mỹ (1896), Canada (1905), Anh (1907), Thụy điển (1914) − Nitragin loại phân bón điều chế vi khuần Rhizolium Beijerink phân lập năm 1888 Fred đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho loại thích hợp họ đậu − Từ có nhiều cơng trình nghiên cứu nhằm ứng dụng mở rộng việc sản xuất loại phân bón vi sinh cố định nito mà thành phần phối hợp thêm số vi sinh vật có ích khác xạ khuẩn cố định nito sống tự Frankia spp, Azotobacter spp, vi khuẩn cố định nito sống tự clostridium, pasterium, Beijerinkianindica, xạ khuẩn có khả phân giải cellulose, số vi sinh vật có khả chuyển hóa nguồn dự trữ phospho, kali dạng khó tan với số lượng lớn có đất mùn, than bùn, quặng apatit, phosphoric… chuyển chúng thành dạng dễ hòa tan, trồng dễ hấp thu − Ở Việt Nam, phân sinh học cố định đạm họ đậu phân sinh học phân giải lân nghiên cứu từ năm 1960 Đến năm 1987, phân Nitragin chất mang than bùn hoàn thiện − Năm 1991 có 10 đơn vị nước tập trung nghiên cứu phân sinh học, vi sinh Các nhà khoa học phân lập nhiều chủng vi sinh cố định đạm phân giải lân Vậy chất mang gì? − Chất mang chất để vi sinh vật cấy tồn phát triển, tạo điều kiện thuận lợi cho vận chuyển, bảo quản sử dụng phân vi sinh Chất mang khơng chứa chất có hại cho người, động thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nông sản Phân loại phân sinh học  Phân vi sinh cố định đạm ( cố định nito)  Phân vi sinh phân giải lân (P)  Phân vi sinh phân giải cellulose  Phân sinh học chức tổng hợp  Phân vi sinh cố định đạm 5.1 Phân bón vi sinh vật cố định nitơ − Tên thường gọi: phân đạm vi sinh vật cố định đạm) sản phẩm chứa hay nhiều chủng vi sinh vật sống (tự do, hội sinh, cộng sinh, kị khí hiếu khí) tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hành, có khả cố định nitơ từ khơng khí cung cấp hợp chất chứa nitơ cho đất trồng, tạo điều kiện nâng cao năg suất chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ đất − Phân vi sinh vật cố định nitơ chủng vi sinh vật không gây ảnh hưởng xấu đến người , động thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nơng sản − Giúp ích cho rễ cây, thêm đạm cho cây, cộng sinh với họ đậu (papilionoideae)… Phân bón vi sinh cố định đạm sống tự phân azotobacterin, dùng để xử lý hạt giống, làm tăng suất 5% đến 10% so với bình thường Ngồi có vi khuẩn làm cố định đạm rong (tảo), lam Vòng tuần hồn nitơ − Quy trình sản xuất phân vi sinh cố định đạm tóm tắt sơ sau 5.1.1 Các bước quy trình a) Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật cố định nito Muốn có chế phẩm vi sinh vật cố định nito tốt phải có chủng vi sinh vật có cường độ cớ định nito cao, sức cạnh tranh lớn, thích ứng pH rộng, phát huy nhiều vùng sinh thái khác Vì cơng tác phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật cố định nito đánh giá đặc tính sinh học chủng khuẩn việc làm khơng thể thiếu quy trình sản phân vi sinh cố định đạm Thông thường đánh giá số tiêu sau: thời gian mọc, kích thước khuẩn lạc, kích thước tế bào vi sinh vật; điều kiện sinh trưởng phát triển ( nhu cầu dinh dưỡng, nhu cầu oxy, Ph, nhiệt độ thích hợp chủng giống vi sinh vật sau tuyển chọn bảo quản phù hợp với yêu cầu loài sử dụng cho sản xuất chế phẩm dạng chủng giống gốc b) Nhân sinh khối Từ chủng vi sinh vật tuyển chọn người ta tiến hành nhân sinh khối vi sinh vật theo phương pháp lên men chìm lên men xốp sinh khối vi sinh vật cố định nito nhân qua cấp 1,2,3 điều kiện phù hợp với chủng vi sinh vật mục đích sản xuất sản phẩm phân vi sinh sản xuất chủ yếu phương pháp lên men chìm (Submerged culture) c) Xử lý sinh khối, tạo sản phẩm Sinh khối vi sinh vật phối trộn với chất mang vô trùng ( không vô trùng) để tạo chế phẩm chất mang vô trùng (hoặc không vô trùng) hay bổ sung chất phụ gia, chất dinh dưỡng, bảo quản để tạo chế phẩm dạng lỏng cô đặc, làm khô để tạo sản phẩm Để đảm bảo chất lượng trình sản xuất vi sinh vật nói chung phân vi sinh cố định đạm nói riêng cần thiết phải kiểm tra chất lượng công đoạn sản xuất sau: + Giống gốc lên men cấp + Lựa chọn chất mang chuẩn hóa chất mang + Lên men sinh khối + Xử lý phối trộn sinh khối + Đóng gói bảo quản d) Cơng tác kiểm tra chất lượng yêu cầu chất lượng chế phẩm vi sinh vật cố định nito: Yêu cầu chất lượng chế phẩm vi sinh vật cố định nito nói riêng phân bón vi sinh nói chung phải có hiệu đất trồng, nghĩa ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng, phát triển trồng, đến suất, chất lượng nơng phẩm độ phì nhiêu đất mật độ vi sinh vật chuyên tính sản phẩm phải đảm bảo tiêu chuẩn hiên hành 5.2 Phân bón vi sinh phân giải lân (P): Là sản phẩm chứa hay nhiều chủng vi sinh vật sống tuyển chọn với mật độ tế bào đạt tiêu chuẩn hành, có khả chuyển hố hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất trồng, tạo điều kiện nâng cao suất chất lượng nông sản Phân lân vi sinh chủng vi sinh vật không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nông sản Vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan: nhờ hoạt động chúng hợp chất photpho khó tan chuyển hố thành dễ tiêu trồng Vi sinh vật phân giải hợp chất khó tan tạo vòng tròn suốt bao quanh khuẩn lạc ( vòng phân giải ) môi trường chứa nguồn photpho Ca 3(PO4) lơ-xi-tin Phân bón vi sinh phân giải lân có tác dụng cung cấp thêm lân (P) cho trồng, kích thích hoạt động vi sinh vật khác đất, cung cấp chất điều hòa sinh trưởng cung cấp chất kháng sinh phòng chống sâu bệnh hại trồng Vòng tuần hoàn phospho tự nhiên − − − − − − 5.2.1 Quy trình sản xuất phân vi sinh phân giải lân a Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật phân giải lân Người ta thường phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật phân giải lân từ đất, từ vùng rễ trồng nên loại đất hay chất giàu hữu theo phương pháp nuôi cấy pha lỗng mơi trường đặc Pikovskaya Khi chủng vi sinh vật phân giải lân tạo vòng phân giải, tức vòng tròn suốt bào quan khuẩn lạc vòng phân giải hình thành nhờ khả hòa tan hợp chất phospho khơng tan bổ sung vào môi trường nuôi cấy Căn vào đường kính vòng phân giải, thời gian hình thành độ vòng phân giải người ta đánh giá xác mức độ phân giải hợp chất chúng bắng cách phân tích hàm lượng lân dễ tan mơi trường ni cấy có chứa có loại phosphat không tan Tỷ lệ (%) hàm lượng lân tan tổng số lân môi trường gọi hiệu phân giải Thông thường để sản xuất phân lân vi sinh người ta cố gắng tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả phân hủy nhiều loại hợp chất phospho vô khác Chủng vi sinh vật có khả phân giải hợp chất phospho cao chưa có ảnh hưởng tốt đến trồng ngồi hoạt tính phân giải lân, nhiều chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh học khác gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển suất trồng Do sau đánh giá khả phân giải lân, chủng vi sinh vật dùng để sản xuất phân vi sinh cần đánh giá ảnh hưởng đến đối tượng trồng sử dụng 10 − Phân hữu vi sinh loại phân bón hiệu chậm, nên sử dụng chủ yếu để bón lót vối liều lượng − Sự cạnh tranh thương hiệu gây biến động giá sản phẩm − Nguyên liệu để sản xuất phân sinh học nhiều khó thu gom xử lý − Trình độ sản xuất yếu kém, quy mô nhỏ, chất lượng sản phẩm chưa cao Thành tựu- thách thức 7.1 Thành tựu − Xây dựng thương hiệu phân bón thị trường (trichomix-DT, trimix, komix, phân bón thương hiệu Đầu Trâu, Sơng Gianh….) − Đang bước hoàn thiện phát triển − Liên kết với nhiều nước như: lào, singapo, … để nhập nguyên liệu − Giữ lòng tin người dân, thương hiệu quen thuộc với nhà nơng − Góp phần làm mơi trường tiết kiệm nhiên liệu số loại phân vi sinh đời làm tăng sản lượng nhu chất lượng sản phẩm nông nghiệp mà không làm cho đất bị thối hóa 16 7.2 Thách thức − Phải đẩy mạnh để phát triển sản xuất phân bón sinh học − Nâng chất lượng sản phẩm phân bón sinh học, đổi loại phân bón để đáp ứng với nhu cầu thị trường − Một số thương hiệu phân bón chưa tạo lòng tin với người nơng dân chất lượng phân − Các thương hiệu nước cạnh tranh dội chất lượng − Luôn chịu tác đông thiên tai Kết luận − Nhu cầu sử dụng phân bón sinh học nhày tăng sử dụng phân bón sinh học dần thay phân hóa học đơng ruộng, đất trồng trọt mà đảm bảo suất thu hoạch − Sử dụng phân sinh học lâu dài trả lại độ phì nhiêu cho đất làm tăng lượng phospho kali dễ tan đất, cải tạo, giữ độ bền đất với trồng nhờ khả cung cấp hàng loạt chuyên hóa chất khác liên tục nhiều quần thể vi sinh vật khác tạo − Phân bón sinh học mang lại lợi nhuận cho người dân B THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC 17 1.THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC LÀ GÌ? Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học sản xuất từ loại thảo dược hay chủng vi sinh vật nuôi cấy môi trường dinh dưỡng khác theo phương pháp thủ công, bán thủ công phương pháp lên men cơng nghiệp để tạo chế phẩm có chất lượng cao, có khả phòng trừ loại sâu, bọ gây hại trồng nông, lâm nghiệp Thành phần giết sâu có thuốc sinh học vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, virus) chất vi sinh vật tiết (thường chất kháng sinh), chất có cỏ (là chất độc dầu thực vật) Với thành phần trên, thuốc trừ sâu sinh học chia thành hai nhóm là: + Nhóm thuốc vi sinh: Thành phần giết sâu vi sinh vật nấm, vi khuẩn, virus + Nhóm thuốc thảo mộc: Thành phần giết sâu chất độc có cỏ dầu thực vật 2.CÁC LOẠI THUỐC TRỪ SÂU ( Phân loại theo nguồn gốc) Hiện giới, người ta sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học từ vi khuẩn, nấm sợi, virus 2.1 Chế phẩm thuốc trừ sâu từ vi khuẩn Các chế phẩm thuốc trừ sâu từ vi khuẩn sản xuất nhiều số thuốc trừ sâu sinh học sản xuất giới Các chế phẩm thường chứa khoảng 2-5 tỷ tế bào/1 gam Ta tóm tắt chế phẩm sản xuất từ vi khuẩn 18 Stt Vi khuẩn tên chế phẩm Các chế phẩm từ bacillus Thuringiesis Agritol Bakthane L.69 Baktospeine Bakthurin Biospon 2802 Dendrobacillin Parasporin Enterobacterin Thurieide Hãng nước sản xuất Merch - Mỹ Rolim and hass - Mỹ Roger bellon - Pháp Biokrma - Tiệp Khắc Hoechst - Đức Zavodbakt - Nga Abbotttlad - Mỹ Grain processing corp - Mỹ Mỹ Nga Bacillus morita Bacillus cereusvar galleriae Bacillus cereus var furoi Bacillus entimorbus Ditman Bacillus popilliae Bacillus sphaericus Bacillus insectus Bacillus pulvifaciens Nhật Trung quốc Nhật Mỹ Mỹ Mỹ Nga Nhật 2.2 Các chế phẩm từ nấm sợi 19 So với thuốc trừ sâu từ vi khuẩn, chế phẩm thuốc trừ sâu từ nấm sợi Các chế phẩm bao gồm: + Beauuveria bassiana: chế phẩm từ nấm sợi sản xuất nhiều Trung quốc, Nga, Pháp, Mỹ Chế phẩm có tên boverin Số lượng bào tử gam chế phẩm khoảng 1.5 tỷ Độc tố nấm có tên beauverixin loại enzym proteinase + Metharrhizium anisopliae: nấm sinh độc tố destrucxin A B + Trichoderma-chế phẩm trichodermin 2.3 Chế phẩm từ virut Nhiều loại virut sản xuất chế phẩm diệt côn trùng, số đáng lưu ý loại sau: Stt Vi sinh vật chế phẩm Biostol Viron Palyvirocizde Hãng nước sản xuất Nutrilite products inc- Mỹ International Minerals And Chemicals Carp-Mỹ Mỹ Spodoptera Chế phẩm tuyến trung biotrol NSC Mỹ Mỹ 3.ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM Như biết, thuốc trừ sâu hóa học có ưu điểm rõ rệt hiệu diệt sâu nhanh có nhược điểm quan trọng có độ độc cao với người động vật có ích (trong có lồi thiên địch), gây nhiễm mơi trường Vì vậy, yêu cầu bảo vệ sức khỏe người môi trường, thuốc trừ sâu hóa học cần hạn chế sử dụng dần thay vào thuốc trừ sâu sinh học  Ưu điểm Ít độc với người mơi trường Các chế phẩm vi sinh vật dùng trừ sâu dầu thực vật không độc với người sinh vật có ích, tạo sản phẩm cho người dùng Do độc với loài thiên địch nên thuốc sinh học bảo vệ cân sinh học tự nhiên (cân thiên địch sâu hại), gây tình trạng bùng phát sâu hại Do độc với người mau phân hủy tự nhiên, thuốc sinh học để lại dư lượng độc nông sản có thời gian cách ly ngắn nên thích hợp sử dụng cho nơng sản u cầu có độ cao loại rau, chè… Muốn có nơng sản an toàn, biện pháp quan trọng sử dụng thuốc sinh học trừ sâu Ngoài ra, yếu tố sinh học trừ sâu vi sinh vật thực vật thường có sẵn phổ biến nơi, lúc, nguồn khai thác dễ dàng vô tận Đồng thời với chế phẩm sản xuất theo quy mô công nghiệp, người ta dùng phương pháp chế biến thơ sơ để sử dụng Có thể đồng thu thập sâu bị chết nấm bệnh, nghiền nát nước phun lên để trừ sâu 20 Các thuốc lá, thuốc lào, hạt xoan, rễ dây thuốc cá… băm nhỏ đập nát ngâm lọc nước để phun có hiệu Thuốc trừ sâu sinh học không ảnh hưởng đến trồng, không làm thay đổi hệ sinh thái Thuốc trừ sâu sinh học dễ phân hủy, không tạo dư lượng độc hại cho sản phẩm, làm tăng số lượng loài thiên địch có ích  Nhược điểm Tuy vậy, số thuốc sinh học thuốc vi sinh thường thể hiệu diệt sâu chưa thật cao, so với thuốc trừ sâu hóa học thuốc trừ sâu sinh học tiêu diệt sâu bệnh chậm so với thuốc hóa học Sự bảo quản khả hỗn hợp thuốc sinh học thường yêu cầu điều kiện chặt chẽ Giá thành cao Khó cân đong đồng ruộng, thời gian bảo quản ngắn thường 1-2 năm, điều kiện lạnh, khô KỸ THUẬT SẢN XUẤT THUỐC TRỪ SÂU TỪ BACILLUS THURINGGUENSIS − Đặc điểm vi khuẩn bacillus thringgiensis(BT): vi khuẩn BT vi khuẩn hình que có đặc điểm: + Kích thước 3-6 x 0.8-1.3 μm + Thuộc vi khuẩn gram(+) + Tế bào thường đứng riêng rẽ hay xếp chuỗi + Có tiên mao mọc xung quanh tế bào(tiên mao dài khoảng 6-8 μm) + Khi trưởng thành tạo bao tử (kich thước bào tử: 11.8x0.8-0.9 μm) + Chứa tinh thể độc hình trám có chất protein Độc tố BT: BT có khả tạo loại độc tố trình phát triển chúng: • Ngoại độc tố α (α-extoxin) hay gọi photpholipase-c 21 • Ngoại độc tố β (β- extoxin) hay gọi ngoại độc tố bn nhit Ni c t Ơ(Ơ-endotoxin) hay cũn gi tinh thể độc • Độc tố tan nước Trong loại tộc tố BT, người ta quan tâm đến độc tố tan nước tinh thể độc a Độc tố tan nước P.G fast tìm năm 1971 Độc tố có phân tử lượng 30.000, gây nhiều bệnh lý côn trùng b .Ngoại độc tố β độc tố bền nhiệt (ở 120 oC sau 15 phút giữ hoạt tính).Độc tố có trọng lượng phân tử 707-850.Ngoại độc tố β có chứa aderrin, photphat, ribose, glucose, axit allomuxic c Ngoại độc tố α, gọi photpholipase C hay loxitinase C Enzym liên kết với tế bào, sau tách bị hoạt hóa chất khơng bền nhiệt, có trọng lượng phân tử thấp d Tinh thể độc: nhà khoa học E.berliner tìm vào năm 1915, sau năm 1927, nhà khoa học O.mattes tìm loại tinh thể tạo thể BT BT bắt đầu tạo bao tử Mãi đến năm 1955 người ta biết tinh thể chất có chất protein có liên quan đến độc tính BT e Tinh thể độc có kích thước dài rộng (dài khoảng 1μm rộng khoảng 0.5μm).Chúng chiếm khoảng 30% toàn khối lượng tế bào biểu tính độc BT − Tinh thể độc thường làm chết ấu trùng canh vẩy.Trong thành phần tinh thể độc có hai loại axit amin, có số lượng nhiều axit glutamic axit asparaginic.Người ta xem tinh thể độc tiền độc tố (protoxin) − Nó trở thành độc tố thực có mặt ruột số trùng.Khi hình thành phân tử độc tố với trọng lượng phân tử vào khoảng 5000 Tinh thể độc thuộc loại bền nhiệt, thường gây hủy hoại đường tiêu hóa sâu bệnh Khi đường ruột bị tê liệt tinh thể độc ,tế bào thượng bì ruột bị biến đổi − Tinh thể độc BT gây độc với đường ruột sâu bệnh trùng với người động vật tinh thể độc hồn tồn vơ hại Nhiều nghiên cứu cho thấy động vật có vú, pepsin đường tiêu hóa làm biến đổi trạng thái độc tinh thể sang trạng thái không độc − Khi tinh thể độc vào đường ruột trùng, có hai yếu tố tạo tính độc trùng:  pH đường ruột côn trùng, pH ruột ruột trước côn trùng nằm vùng pH kiềm (>8.9) Khi pH giá trị này,tinh thể bị vỡ gây nhiễm độc cho máu côn trùng  Một số côn trùng tạo protease đường ruột.Các enzym chuyển tiền độc tố tinh thể thành độc tố  BT giết nhiều sâu bệnh côn trùng.Trên 200 loại côn trùng Những loại sâu bị BT giết hại:  Sâu đo acrobat (acrobasis)  Bướm hại gai (albaiis urtiene) 22        Sâu xám hại rau(agrotis ypsilon) Ong kén nhỏ(apanteles glomeratris) Sâu đo rau vàng(apochemia brisoidaria), Sâu ăn quả(argyroplose variegana) Sâu non đục củ khoai tây Sâu hại ngô (heliotthis zeae), Mọt lúa mì (sitophilus granarius) .v.v 4.1 KỸ THUẬT SẢN XUẤT THUỐC TRỪ SÂU BT 4.1.1 Phương pháp nuôi cấy lắc Mơi trường ni cấy: ta sử dụng loại môi trường nuôi cấy sau để sản xuất BT qui mô nhỏ Môi trường 1: Glucose 1.5g, Cao ngô 4.5g, K2HPO4 3.5g, NaOH 0.43g, CaCl2 0.1g, Nước 1000ml, Cam nấm men 6.0 g Môi trường 2: Rỉ đường 10g, Cao ngô 8.5g, Nước 1000ml Môi trường 3: Rỉ đường 18.6g, Bột khô dầu 17g, CaCO3 1.0g, Nước 1000ml Môi trường 4: Tinh bột ngô 68g, Saccharose64g, Cazein 19.4g, Nấm men khô 6g, Dung dịch đệm photphat 60ml Nước 1000ml Môi trường 5: Pepton 10g, Glucose 10g, Cao ngô 2g, FeSO4.7H2O 0.02g, K2SO4.7H2O 0.02g, CaCO3 1g, Nước 1000ml Môi trường 6: Bột đậu tương 15g, Glucose 5g, Tinh bột ngô 5g, MgSO4 0.3g, FeSO4.7H2O 0.02g, ZnSO4.7H2O 0.02g, CaCO3 1g, Nước 1000ml Môi trường 7: Pepton 6g, Dịch thủy phân cazein 4g, Cao ngô 4g, Cao thịt 1.5g, Glucose 1g, Nước 1000ml Môi trường 8: Saccharose 2g, Pepton 7.5g, MgSO4 0.00223g, Fe2(SO4)3 0.02g, CaCl2.4H2O 0.183g, Nước 1000ml Môi trường 9: Đậu tương ngô 10g, Pepton 2g, CaCO3 1g, (NH4)2SO4 0.3g, MgSO4 0.3g, K2HPO4 2g, Dầu đậu tương 4ml, Nước 1000ml, Dextrin 4g Môi trường 10: Khô lạc 5g, Bột cá 5g Cao ngô 5g Glucose 3g Dầu đậu tương 2.5g Nước 1000ml Môi tường 11: Khô lạc 20g, Bột cá 5g, Cao ngô 18g, CaCO3 5g, MgSO4 0.075g, Dextrin 5g,K2HPO4 0.4g, Dầu đậu tương 3ml, Nước 1000ml Điều kiện ni cấy chìm Máy lắc có tần số lắc 100-200 lượt/phút Khi lắc khơng khí qua nút bơng vào mơi trường Nhu cầu oxy nuôi cấy BT cao (khoảng 1-5% hay-250 mol/m 2) Thời gian nuôi < ngày (thường 18-20 giờ) Nhiệt độ nuôi 30oC ± 2; pH = 6.5-7.2 Sau ni BT mơi trường có thành phần dinh dưỡng tối ưu, người ta thu nhận BT cách lọc ép Sau thu sinh khối, người ta tiến hành sấy chân không thu thành phẩm Chất lượng sinh khối phải đạt sau: - Kết thúc trình lên men phải đạt 2.44 tỷ tế bào ml - Sau sấy chân không (thường sấy 60oC 14 giờ) số lượng bào tử sống phải đạt 12.1-17.8 tỷ/gam chế phẩm 4.1.2 Nuôi cấy môi trường đặc 23 Ta ni cấy BT mơi trường đặc sau: Môi trường nuôi cấy Bột ngô dầu đậu tương 15-20% Cam 70% Trấu 9-14% CaCO3 1% MgSO4 0.1% K2HPO4 0.15% NaOH 1% Môi trường trùng, làm nguội gieo cấy giống vào Quá trình lên men: tồn mơi trường sau trộn giống tải khay với chiều dày môi trường 3-5 cm Ni phòng vơ trùng, nhiệt độ 28-32 oC thời gian 24-36 Kết thúc trình lên men, đem chế phẩm BT thô sấy khô, sau nghiền mịn vơ bao gói Chất lượng chế phẩm qui định 5-10 tỷ tế bào gam Ngồi ta ni môi trường bán rắn với thành phần môi trường sau: Cam 545g Perlit 380g Bột đậu tương 62g Glucose 36g Vôi 306g NaCl 0.9g CaCl2 0.29g Nước 160ml Sau khử trùng làm nguội ta trộn môi trường với dịch nhân giống chứa BT; 1Kg môi trường trộn với 400ml dịch giống ( hỗn hợp có pH=6.9) đưa vào thiết bị lên men Thổi khơng khí có độ ẩm 95-100%, ni nhiệt độ 30-34o C thời gian 36 Sau kết thúc trình lên men tiến hành sấy để sản phẩm cuối có độ ẩm 4% w 4.1.3 Ni BT theo qui mô công nghiệp Trong công nghiệp, BT thường ni thiết bị lên men có dung tích lớn kiểm sốt chặt chẽ chế độ thổi khí , pH lượng chất dinh dưỡng.Thơng thường, người ta dùng thiết bị có dung tích 5000-10.000 lit với hệ trùng, làm nguội, điều hòa oxy, pH hoàn toàn tự động, Nhiệt độ lên men ln trì 28-32oC, pH= 6.5-7.2, chế độ thổi khí đảm bảo 5% dung tích mơi trường (hay 250 mol oxy/m3 môi trường).Thời gian lên men 24-30 Kết thúc trình lên men người ta tách sinh khối sấy thăng hoa để thu nhận sản phẩm KỸ THUẬT SẢN XUẤT THUỐC TRỪ SÂU TỪ NẤM BẠCH CƯƠNG Khái niệm: Nấm bạch cương(beauveria) : loại nấm gây bệnh bạch cương tằm Loại nấm phát triển nhanh thể tằm Các sợi nấm nhanh chóng phủ đầy tạo màu trắng tằm Nấm bạch cương có khả tạo bao tử trần, khơng màu hình cầu hình trứng.Bao tử có kích thước 1.5-5.5x1.3μm.Sợi nấm có chiều ngang 3-5μm Khi phát triển tằm , chúng phá hủy lớp kitin tằm, ăn sâu vào thể phát triển thể tằm Khi nấm bạch cương phát triển thể tằm, thể tằm huy động hệ bạch tuyết chống lại xâm nhập Nấm bạch cương tổng hợp độc tố có tên bovexirin(beauvericin) Độc tố phá vỡ tế bào bạch tuyết Khi toàn tế bào bạch tuyết bị chết lúc tằm bị tiêu diệt Vai trò nấm bạch cương bảo vệ thực vật Ngoài tằm ra, nấm bạch cương có khả giết hàng loạt sâu bệnh.Lần vào năm 1892, F.Tang nuôi cấy thành công nấm bạch cương môi trường nhân tạo dùng bào tử nấm bạch cương để tiêu diệt sâu róm (Porthetria disper).Sau năm, vào năm 1893, S.A.forbers năm 1896, F.H snow thành công công việc sử dụng bao tử nấm bạch cương để tiêu diệt loại rệp (biissus leucopteus).Trên thực tế, từ lâu người ta biết khả tiêu diệt nhiều sâu bệnh nấm bạch cương Song điều kiện kỹ thuật kiến thức trước kỷ XX năm đầu kỷ XX, hạn chế kiến thức gây độc nấm Bạch Cương, đến năm 1969 R.LHamil 24 cộng tác viên kết tinh độc tố nấm bạch cương Họ đặt tên cho độc tố boverixin.Sau đó, 1971, Y.A.ovchinikov tổng hợp độc tố đến nay, người ta biết rõ độc tố Cơng thức hóa học độc tố bovexirin: C45H57O9N3 Tên danh pháp: xiclo (N.metyl L phenilalanin-D-X hydroxyzovaleryl) Là depxipeptit vòng Điểm soi 93-94oC Kỹ thuật sản xuất Trong trường hợp chưa có giống nấm bạch cương, ta phân lập chúng từ tằm bị bệnh bạch cương Môi trường dùng để phân lập loại môi trường sau: Môi trường 1: Pepton 10g Nước mắm 20ml Nước 1000ml Môi trường Glucose 40g Pepton 10g Nước cất 1000ml pH 5.6 Môi trường (môi trường mạch nha): Dùng nước mạch nha 10.8oBix Môi trường (môi trường Crapex-Dox): Saccharose 30g NaNO3 2g K2HPO4 1g MgSO4.7H2O 0.5g KCl 0.5g FeSO4 0.01g Nước 1000ml Để hạn chế phát triển vi khuẩn, người ta cho thêm vào môi trường NaCNS(0.24-0.4 M/l), hồng bengal (70 mg/l), cloromixelin (5mg/l), neomixin, polimixin, baxitraxi(50 mg/l) Khi phát triển môi trường thạch sabuoraund, chúng tạo sắc tố màu đỏ sẫm, sợi nấm có màu lơng tơ dày phủ kín bề mặt mơi trường Ta nuôi nấm bạch cương phương pháp bề mặt phương pháp chìm Trong hai phương pháp phải trì nhiệt độ ni cấy 28-32 oC thời gian nuôi cấy thường dài so với nuôi cấy BT cần khoảng thời gian nuôi 16-24 giờ.Nấm bạch cương cần thời gian ni 5-7 ngày bao tử tạo nhiều Sau thu nhận sinh khối (thường qua lọc môi trường lỏng, thu nhận tồn sinh khối ni môi trường rắn) người ta tiến hành sấy khô nhiệt độ thấp < 40oC, độ ẩm