Đánh giá tác động của chế phẩm viên nén từ nhân hạt neem lên ngài gạo

Đánh giá tác động của chế phẩm viên nén từ nhân hạt neem lên ngài gạo

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ***000***

Lê Thị Diệp Phụng

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ

NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.)

Luận văn kỹ sƣ

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Tp Hồ Chí Minh Tháng 9/ 2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

***000***

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ

NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.)

Giáo Viên Hướng dẫn: Sinh viên thực Hiện: Th.s Lê Thị Thanh Phượng Lê Thị Diệp Phụng

Tp Hồ Chí Minh Tháng 9/ 2006

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY, HCMC DEPARMENT OF BIOTECHNOLOGY

***000***

TO APPRECIATE THE EFFECT OF PRODUCTION FROM

NEEM KERNEL (Azadirachta Indica A Juss) ON RICE MOTH ( Corcyra Cephalonica St.)

Graduation thesis Major: Biotechnology

Professor Student

MSc Lê Thị Thanh Phƣợng Lê Thị Diệp Phụng

Term: 2002 - 2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

***************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ

NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.)

Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2002 – 2006

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ DIỆP PHỤNG

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/ 2006

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ***************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ

NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.)

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Th.S LÊ THỊ THANH PHƯỢNG LÊ THỊ DIỆP PHỤNG

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/ 2006

LỜI CÁM ƠN !

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, cùng quý Thầy cô thuộc khoa Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, đã truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm, chuyên môn quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường

Xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cô Lê Thị Thanh Phượng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cũng như đóng góp những ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn này

Xin cảm ơn ban giám đốc, toàn thể các thầy cô, anh chị, phòng ban trong Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực tập tại Viện

Xin cảm ơn tất cả các bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong những năm tháng học tập tại trường

Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn và biết ơn sâu sắc đến các bậc sinh thành, những người đã nuôi dạy tôi nên người, các anh, chị và các em trong gia đình đã luôn động viên, chia sẻ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Chân thành cám ơn

Lê Thị Diệp Phụng

TÓM TẮT

Đề tài “ Nghiên cứu tạo chế phẩm viên nén từ nhân hạt neem (Azadirachta

Indica A Juss) để phòng trừ ngài gạo (Corcyra Cephalonica St.)” được thực hiện tại

Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 2 tới tháng 7/2006 Trong đó 4 chế phẩm (ký hiệu là NV1, NV2, NV3, NV4) được tạo từ dầu neem 10 % phối hợp với dịch chiết bánh dầu ở bốn nồng độ 5 – 10 – 15 – 20 %, trên nền bột talc có kết hợp thêm dầu thông và chất bảo quản BHT (butylhydroxi toluene), được thử nghiệm hiệu lực đối với ngài gạo

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 lần lặp lại trong điều kiện phòng thí nghiệm Số liệu được xử lý theo phương pháp phân tích biến lượng ANOVA và phân nhóm xếp hạng các nghiệm thức bằng trắc nghiệm Duncan Trị số LD50 được tính theo phương pháp phân tích probit Kết quả thu được như sau:

+ Kết quả phân tích bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) cho hàm lượng azadirachtin, nimbin và salannin tương ứng là 930,69 ppm; 262,58 ppm và 1027,48 ppm trong dầu neem và 7703,61 ppm; 841,09 ppm và 3214,56 ppm trong dịch chiết bánh dầu

+ Kết quả thử nghiệm bước đầu trên ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) cho

thấy các chế phẩm đều có khả năng ức chế ngài gạo theo nhiều phương thức và mức độ khác nhau

* Gây chết: giá trị LC50 của các chế phẩm ở thời điểm 7 ngày sau xử lý được xác định là 0,8948; 0,3503; 0,1948 và 0,1881 g/ dm3, tương ứng với NV1, NV2, NV3 và NV4

* Ức chế sinh sản: Chế phẩm NV3 và NV4 có hiệu lực ức chế sức sinh sản của ngài gạo (thông qua giảm số lượng trứng và tỉ lệ trứng nở) mạnh hơn nhiều so với chế phẩm NV2 và NV1 Các nghiệm thức xử lý chế phẩm đều khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng

* Ngoài ra, các chế phẩm cũng gây biến dạng thành trùng và làm giảm có ý nghĩa trọng lượng nhộng, qua đó góp phần hạn chế sự phát triển của ngài gạo theo thời gian

2.2.2 Kỹ thuật nhân giống 5

2.2.2.1 Nhân giống tự nhiên 5

2.2.2.2 Nhân giống nhân tạo 5

2.2.2.3 Nhân giống vô tính 6

2.4 Giá trị của cây neem 10

2.4.1 Dùng làm thuốc bảo vệ thực vật và phân bón 10

2.4.2 Dùng làm dược liệu 10

2.4.3 Bảo vệ môi trường 11

2.4.4 Những công dụng khác của neem 11

2.5 Tình hình cây neem tại Việt Nam 11

2.6.1.2 Tại Việt Nam 14

2.6.2 Các côn trùng gây hại kho nông sản và hậu quả 15

2.6.3 Sơ lược về ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) 16

2.6.3.1 Ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) 16

2.6.3.2 Phân loại và hình thái 16

2.6.3.3 Tác hại của ngài gạo 16

2.6.4 Các phương pháp bảo quản kho nông sản hiện nay 18

2.6.4.1 Các phương pháp chung 18

2.6.4.2 Bảo quản nông sản bằng phương pháp hóa học 19

2.6.4.3 Một số loại thuốc kiểm soát côn trùng kho hiện nay 19 2.7 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) 20

2.7.1 Nguyên tắc 20

2.7.2 Những yếu tố ảnh hưởng 20

2.7.3 Ứng dụng 21

2.7.3 Các bộ phận chính của máy HPLC 21

2.8 Sơ lược về một số chất phụ gia và bảo quản 21

2.8.1 Các chất chống oxy hóa giúp tăng cường bảo quản 20

2.8.2 Các chất hấp phụ 22

2.8.2.1 Talc 22

3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Nội dung nghiên cứu 24

3.2 Phương pháp nghiên cứu 24 3.2.1 Kỹ thuật ép dầu từ nhân hạt neem và chiết xuất hoạt chất

sinh học từ bánh dầu neem 24

3.2.2.Định lượng các hoạt chất chính trong dầu neem và dịch chiết từ bánh dầu neem 26

3.2.3 Tạo chế phẩm dạng viên nén với hoạt chất chính là dầu neem và dịch chiết bánh dầu 27

3.2.4 Phương pháp nhân nuôi ngài gạo trong phòng thí nghiệm 28

3.2.5 Thử nghiệm sinh học: đánh giá một số tác động cơ bản của 4 chế phẩm đối với ngài gạo 29

4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 32

4.1 Hiệu suất thu nhận dầu neem bằng phương pháp ép nguội 32

4.2 Kết quả định lượng một số hoạt chất chính trong chế phẩm neem 32

4.3 Tạo chế phẩm viên nén 33

4.3.1 Chất hấp phụ 33

4.3.2 Hoạt chất chính 34

4.4 Thử nghiệm chế phẩm 35

4.4.1 Tác động gây chết của các chế phẩm đối với ngài gạo 35

4.4.2 Động thái gây chết của các chế phẩm đối với ngài gạo 40

4.4.3 Tác động ức chế sinh trưởng và phát triển 44

4.4.3.1 Tác động ức chế vũ hóa của các chế phẩm đối với ngài gạo 45

4.4.3.2 Tác đông gây biến dạng sâu, nhộng, thành trùng 46

4.4.4 Tác động ức chế sinh sản của các chế phẩm đối với ngài gao 48

5 KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ 51

6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 7 PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG TRANG

Bảng 4.1: Hàm lượng (ppm) của một số hoạt chất trong dầu neem

và dịch chiết bánh dầu 32 Bảng 4.2: Tỷ lệ (%) ấu trùng chết sau 3 ngày 34 Bảng 4.3: Tỷ lệ chết (%) của ấu trùng sau 3 ngày xử lý chế phẩm 35 Bảng 4.4: Độc tính của các chế phẩm đối với ngài gạo (giá trị LD50

ở thời điểm 3 ngày sau xử lý) 37 Bảng 4.5: Tỷ lệ chết (%) của ấu trùng sau 7 ngày xử lý 38 Bảng 4.6: Độc tính của các chế phẩm đối với ngài gạo (giá trị LD50

ỏ thời điểm 7 ngày sau xử lý) 39 Bảng 4.7: Tỷ lệ (%) thành trùng tạo thành dưới tác dụng của các chế

phẩm 45 Bảng 4.8: Số trứng và tỷ lệ nở 48 Bảng 4.9: Trọng lượng nhộng trung bình (g) ở các nghiệm thức xử

lý chế phẩm neem 0,5 g 49

Hình 2.4: Vòng đời ngài gạo 17

Hình 2.5: Tác hại của ngài gạo 18

Hình 3.1: Quy trình ép dầu và chiết xuất hoạt chất từ nhân hạt neem 25

Hình 3.2: Một số máy móc trang thiết bị 27

Hình 3.3: Quá trình tạo chế phẩm viên nén 28

Hình 3.4: Phương pháp nhân nuôi ngài gạo trong phòng thí nghiệm 29

Hình 3.5: Quá trình tiến hành thí nghiệm 31

Hình 4.1: Kết quả 3 ngày sau xử lý chế phẩm 37

Hình 4.2: Tác động gây biến dạng của chế phẩm neem 47

Biểu đồ 4.1: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 0,5 g/ dm3 40

Biếu đồ 4.2: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 1,0 g/ dm3 41

Biểu đồ 4.3: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 1,5 g/ dm3 42

Biểu đồ 4.4: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 2,0 g/ dm3 43

Biểu đồ 4.5: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 2,5 g/ dm3 44

Biểu đồ 4.6: Trọng lượng nhộng trung bình ở các nghiệm thức xử lý chế phẩm neem ở liều lượng 0,5 g/ dm3 50

Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt Vấn Đề

Đối với người nông dân, quá trình tạo ra sản phẩm từ lúc trồng trọt tới lúc thu hoạch là cả một quá trình gian nan vất vả, nhưng quá trình bảo quản sản phẩm sau thu hoạch sao cho không hao hụt về số lượng và chất lượng cũng là một vấn đề không đơn giản Ngoài việc bị thiệt hại nặng nề về kinh tế, sản phẩm sau thu hoạch nhiều khi còn bị nhiễm độc tố do vi sinh vật hoặc các đối tượng khác tạo ra, gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng Do đó việc bảo quản các nguồn nông sản sau thu hoạch là hết sức cần thiết Giải quyết tốt vấn đề này sẽ kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm và hạ thấp được mức thiệt hại có thể xảy ra

Riêng tại nước ta và nhiều nước nhiệt đới khác, côn trùng được xem là một trong những nguyên nhân gây tổn thất kho lương thực nghiêm trọng nhất Trong đó

ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) thuộc bộ cánh vảy (Lepidoptera) là một trong

những đối tượng khá nguy hiểm do tính dễ thích nghi và sức phá hoại mạnh của chúng Các thuốc hoá học xử lý côn trùng kho hiện nay tuy vẫn bảo đảm hiệu quả phòng trị nhất định nhưng lại gây ra những hậu quả nghiêm trọng như phá vỡ cân bằng sinh học do chúng tiêu diệt cả những loài có ích, gây ra hiện tượng bộc phát dịch hại Ngoài ra, sự lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật cũng là nguyên nhân làm cho nhiều loài dịch hại trở nên kháng thuốc và quan trọng hơn là gây ô nhiễm môi trường, để lại nhiều tác hại nghiêm trọng đối với sức khỏe con người Do đó, từ lâu người ta có xu hướng tìm những nguồn thuốc có gốc thảo mộc để thay thế Trong đó, cây neem

(Azadirachta indica A Juss) với những dẫn xuất của nó được chứng minh là có hiệu

quả cao trong kiểm soát côn trùng mà không gây hại cho các loài thiên địch và không ảnh hưởng xấu đến môi trường

Nhiều kết quả nghiên cứu trước của Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã cho thấy một số dịch chiết hạt neem có nguồn gốc Việt Nam (Ninh Thuận) có khả năng phòng trị nhiều loài côn trùng và vi nấm (Vũ Đăng Khánh, 2003; Lê Thị Thanh Phượng, 2004) Vì vậy, đề tài tiếp tục mở ra hướng nghiên cứu sử dụng dầu ép và chiết xuất bánh dầu

để làm nguyên liệu sản xuất thuốc phòng trị côn trùng kho nói chung hay phòng trị ngài gạo nói riêng Nghiên cứu nhằm nâng cao khả năng xông hơi của các hoạt chất neem, đảm bảo hiệu quả lâu bền của sản phẩm và sự tiện lợi, an toàn trong khâu xử lý là một trong những mục tiêu chính của đề tài này

1.2 Giới Hạn Đề Tài

Do hạn chế về thời gian, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu chế tạo và đánh giá hiệu lực của chế phẩm xông hơi từ nhân hạt neem đối với ngài gạo ở điều kiện phòng thí nghiệm

1.3 Địa Điểm Và Thời Gian Thực Hiện Đề Tài

Đề tài đƣợc thực hiên tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới (Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh) trong thời gian từ tháng 2 tới tháng7

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Phân loại và đặc điểm thực vật học (Dennis, 1992; schmutterer, 1996) 2.1.1 Phân loại

Cây neem có tên khoa học là Azadirachta indica A Juss Thuộc:

Bộ: Rutales

Bộ phụ: Rutineae Họ: Meliaceae Họ phụ: Melioideae Tộc: Melieae

Giống: Azadirachta Loài: Indica

Hình 2.1 Vườn neem giống 5 năm tuổi tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Thủ Đức, TP HCM

Có ba cây tương tự với cây Azadirachta indica A Juss đó là: Melia azadirachta L., Melia indica, Antelaca azadirachta Người ta thường hay lẫn lộn giữa cây neem và cây Melia azadirachta L nhiều nhất bởi hình dáng bên ngoài của chúng hơi giống

nhau Nhưng thực ra chúng dễ dàng được phân biệt dựa vào đặc điểm của lá:

Azadirachta indica A Juss có lá kép lông chim một lần, trong khi đó Melia azadirachta L có lá kép lông chim hai lần

Cây neem có rất nhiều tên gọi tùy theo từng nước và địa phương Riêng tại Ấn Độ, cây neem có hơn 100 tên khác nhau tùy theo vùng như: neem, nim, vepa, nimba,

vembu, limba Tại Pakistan, cây Azadirachta indica được gọi là Nimmi, ở Đức gọi là

Indischer zedrach, ở Myanma (Burma) gọi là Tamarkha Tại Việt Nam, do đặc tính chịu hạn của cây neem nên Giáo Sư Tiến Sĩ Lâm Công Định, người đầu tiên đem

giống cây này từ Senegan về Việt Nam (1981) đã đặt tên Việt Nam cho nó là “cây xoan chịu hạn”

2.1.2 Đặc điểm thực vật học

Azadirachta indica A Juss là loài cây thân gỗ, phát triển nhanh, ưa ánh sáng

Cây cao trung bình 15 - 20 m, ở điều kiện thích hợp cây có thể đạt tới 35 - 40 m Thân cây thẳng tròn, có thể đạt đường kính 1,5 – 3,5 m Vỏ cây cứng, nứt nẻ, có vảy, màu nâu đỏ, chứa khoảng 14 % tannin Nhựa cây có màu trắng Tâm gỗ có màu hơi đỏ và khi để lâu trong không khí trở nên nâu đỏ Gỗ có những đặc tính giống gỗ gụ với những đường vân nổi khá đẹp, rất bền và ít bị mối mọt

Neem là cây thường xanh với tán lá rộng và cành lá xum xuê Vào mùa khô, lá cây hơi vàng nhưng khi mùa mưa tới cây lập tức xanh tươi trở lại và đâm chồi nảy lộc Trong điều kiện khắc nghiệt như hạn hán kéo dài, cây có thể rụng lá một phần hay rụng toàn bộ Cây neem có lá kép lông chim một lần, dài khoảng 20 - 40 cm, gồm 7 - 17 cặp lá chét, màu xanh đậm, cuống ngắn, mép lá có răng cưa Những lá còn non thì có màu hơi đỏ hoặc tía Lá neem có chứa khoảng 50 % cacbonhydrate, 20 % chất xơ, 15 % protein, 5 % chất béo, 8 % tro, 2 % canxi và chứa những axit amin thiết yếu khác Ngoài ra lá neem còn chứa carotene và axit ascorbic

Hoa neem nhỏ, mọc thành chùm, màu trắng, mùi thơm dịu thu hút nhiều ong bướm tới thụ phấn Chùm hoa mọc ra từ nách lá, dài rũ xuống khoãng 25 cm, gồm từ 150 - 250 hoa Một hoa riêng lẻ có 5 cánh hoa, dài 5 - 6 mm, rộng 8 - 11 mm Trên một cây có cả hoa đực lẫn hoa lưỡng tính Bầu nhụy có 3 ô, ở đáy hoa có 10 bao phấn không có lông Tuyến mật hình vòng nối với bầu nhụy

Quả hạch hình bầu dục, quả trưởng thành dài khoảng 1,4 – 2,8 cm, rộng 1,0 - 1,5 cm Quả chín có màu vàng, với lớp thịt ngọt bao quanh 1 - 2 hạt cứng Cây neem trồng được 3 - 5 năm bắt đầu ra hoa kết quả Tuy nhiên, năng suất quả cao và ổn định lúc cây khoảng 10 năm tuổi, từ 30 - 50 kg quả/ cây Thời gian từ lúc nở hoa tới lúc quả chín khoảng 10 - 12 tuần, trong đó từ lúc quả còn xanh tới lúc quả chín khoảng 4 – 8 tuần

Hạt neem bao gồm vỏ và nhân hạt Vỏ hạt cứng, thông thường có 1 - 2 nhân hạt bao bọc bởi lớp vỏ lụa màu nâu Chiều dài hạt khoảng 0,9 - 2,2 cm, chiều rộng 0,5 -

0,8 cm Hạt sẽ giảm tỉ lệ nảy mầm từ 2 - 3 tuần sau khi thu hoạch Thời han cất trữ hạt giống không nên quá sáu tháng

Trong năm đầu tiên, cây neem thường phát triển chậm Từ năm thứ hai trở đi, cây phát triển nhanh hơn Trong điều kiện thuận lợi, cây neem có thể sống lên đến 150 - 200 năm

2.2 Đặc tính sinh thái, kỹ thuật trồng, nhân giống và lai tạo 2.2.1 Đặc tính sinh thái

Theo Dennis (2002); Terwari (1992); Gunasena và Marambe (1998), cây có thể phát triển tới chiều cao 30 m và đạt chu vi 2,5 m, có thể sống trong điều kiện vô cùng khắc nghiệt của môi trường nơi mà những loài cây khác không thể sống được:

* Khí hậu: neem thích nghi với mọi loại khí hậu, có thể sống sót trong điều kiện thời tiết vô cùng khắc nghiệt, nơi nhiệt độ có thể lên tới 50oC Và hạ xuống 0oC ở độ cao 1500 m so với mặt nước biển

* Loại đất: neem có thể phát triển mọi nơi trong vùng đất thấp nhiệt đới, có thể sống ở nơi đất nghèo dinh dưỡng, khô, cứng, nông, đất cát pha sét, đất cát cố định, đất mặn, đất kiềm với pH lên tới 8,5 Neem có khả năng làm giàu dinh dưỡng cho đất, tích tụ nước cho vùng đất mà nó sinh sống, đồng thời trung hòa đất axit

* Nhu cầu nước: neem cần ít nước và ưa ánh sáng, phát triển tốt nhất ở vùng có lượng mưa hằng năm 400 – 1200 mm Tuy nhiên, nó vẫn có thể sống tốt ở nơi có lượng mưa thấp 200 - 250 mm Cây neem không thể sống được trong điều kiện băng tuyết hay lạnh giá kéo dài, hoặc nơi ngập nước

2.2.2 Kỹ thuật nhân giống (Schmutterer, 1996) 2.2.2.1 Nhân giống tự nhiên

Neem có thể mọc tự nhiên từ hạt hoặc từ rễ Chim, dơi đóng vai trò quan trọng trong phát tán hạt qua việc ăn trái tươi sau đó khạc ra hạt rơi vãi khắp nơi, khỉ và những loài chim lớn ăn trái neem sau đó thải ra phân có lẫn hạt neem

2.2.2.2 Nhân giống nhân tạo

Có nhiều phương pháp trong nhân giống nhân tạo: - Gieo hạt trực tiếp

Hạt giống sau khi thu hái bảo quản 2 - 3 tuần thì đem xử lý để gieo nhằm đảm bảo tỉ lệ nảy mầm Thời han cất trữ hạt giống không nên để quá 6 tháng, trong trường

hợp bảo quản trong tủ lanh có thể kéo dài thêm vài tháng Tuy nhiên, một vài chứng minh, hạt cất trong kho có thể nảy mầm sau 5 năm với tỉ lệ sống sót lên tới 42 %

- Trồng bầu

Hạt được gieo trong bầu ở vườn ươm.Tùy vào nhiệt độ và việc cung cấp nước mà hạt sẽ nảy mầm sau 8 - 15 ngày

2.2.2.3 Nhân giống vô tính

* Nuôi cấy mô: tạo cây con từ mô sẹo lá chét, lá mầm, đoạn thân, cuống lá…trong môi trường “Murashige và Skoop” có bổ sung cytokinnins Thông thường cây con có thể trồng ra đất sau 12 tuần khi cây đạt chiều cao 7,5 - 10 cm và rễ cái dài khoảng 15 cm Nếu trồng trong mùa mưa và kiểm soát cỏ dại tốt thì tỉ lệ sống sót sẽ rất cao

* Chiết ghép

Phương pháp này đã được thực hiện ở Ấn Độ và một số nước khác

Chuẩn bị gốc ghép từ cây giống 1 - 2 tuổi (chiều dài rễ đạt khoảng 22 cm) và cành ghép khoảng 5 cm Ghép cành lên gốc rồi quấn lại bằng bao đay, giữ trong bóng râm cho tới khi trồng, rễ và chồi phải được tỉa bớt trước khi đem trồng

* Giâm cành

Cành neem được giâm trong túi PE từ 6 tháng tới 1 năm có thể đem trồng Tuy nhiên nhược điểm là cành giâm không phát triển rễ cọc, nên khi gặp điều kiện bất lợi của môi trường như gió bão, cây dễ bị bật gốc và đổ ngã Điều này cũng dễ xảy ra đối với cây nuôi cấy mô hiện nay

2.2.3 Chọn lọc và lai tạo

Các nghiên cứu chọn lọc và lai tạo hiện nay nhằm mục đích tạo được cây neem cho năng suất quả cao cũng như hàm lượng dầu và các hoạt chất sinh học cao Tuy nhiên, các nghiên cứu dựa vào yếu tố di truyền để tạo ra những cây có tính trạng tốt cho đến nay vẫn chưa thu được kết quả khả quan Phương pháp lai tạo giữa những loài

Azadirachta khác nhau để tạo ra cây lai có tính trạng tốt cũng đã được tiến hành,

nhưng tới nay vẫn chưa có kết quả gì nổi bật

2.2.4 Kĩ thuật trồng rừng neem ở nước ta (Lâm Công Định, 1985, 1991; Bùi Anh

Tuấn, 2003)

Neem được trồng với mật độ: 1100 cây/ ha, kích thước hố 40 × 40 × 40 cm, kỹ thuật đào hố, lấp hố, trồng tương tự như những loài cây khác, cách thức phối hợp và bố trí cây trồng cụ thể như sau:

* Trồng hỗn giao giữa xoan chịu hạn với keo lá tràm, mât độ 1100 cây/ ha (keo lá tràm 550 cây/ ha + xoan chịu hạn 550 cây/ ha), phối hợp cây trồng theo hàng Mục đích trồng keo lá tràm để che chắn gió, cải tạo đất, tạo điều kiện ban đầu cho xoan sinh trưởng và phát triển thuận lợi

* Trồng theo mô hình nông lâm kết hợp theo hai phương pháp sau:

- Trồng theo băng: trồng cây rừng và cây nông nghiệp theo từng băng xen kẽ nhau Trên băng trồng rừng, tiến hành trồng keo lá tràm và neem hỗn giao với mật độ 1100 cây/ ha Phương pháp này bên cạnh việc đem lại lợi ích kinh tế còn kết hợp việc chăm sóc cây nông nghiệp để chăm sóc và bảo vệ cây lâm nghiệp, cho nên cây lâm nghiệp sinh trưởng rất tốt

- Trồng theo lưới ô vuông: được thực hiện bằng cách bố trí trồng rừng xung quanh, ở giữa chừa lại để sản xuất nông nghiệp Diện tích trồng rừng và diện tích sản xuất nông nghiệp bằng nhau Ưu điểm của phương pháp là vành đai rừng xung quanh sẽ bảo vệ được cây nông nghiệp khỏi các dịch hại như bệnh do nấm, vi khuẩn…

Hai mô hình trên đã thành công tại tỉnh Ninh Thuận Cây nông nghiệp có năng suất ổn định, không bị sâu rầy phá hoại, cây lâm nghiệp sinh trưởng và phát triển thuận lợi

2.3 Các hoạt chất sinh học chính chiết xuất từ cây neem

Từ neem, người ta đã chiết xuất ra rất nhiều hợp chất có khả năng phòng trừ nhiều loài côn trùng, bên cạnh đó, chúng còn được dùng để làm thuốc sát trùng, thuốc giảm đau, thuốc ngừa thai, mỹ phẩm…và nhiều ứng dụng thực tiễn khác Cho đến nay, người ta đã chứng minh là neem có khả năng ức chế hơn 400 loài dịch hại, bao gồm: côn trùng, nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng

Trong đó, azadirachtin, nimbin, salannin, nimbidin là những hoạt chất sinh học có tác dụng phòng trị côn trùng, được chiết chủ yếu từ hạt neem (Dennis, 1992; Gupta và Sharma, 1998)

2.3.1 Azadirachtin

Azadirachtin là một trong những hoạt chất đầu tiên được tách chiết từ neem, có

công thức phân tử C35H44O16, được công nhận là có hoạt tính ngán ăn mạnh đối với nhiều loại côn trùng

Một số kết quả nghiên cứu cho thấy nó có hiệu lực tới 90 % đối với nhiều loài sâu bọ Azadirachtin không giết chết côn trùng một cách trực tiếp mà thay vào đó nó ngăn chặn và phá vỡ quá trình sinh trưởng và sinh sản của côn trùng gây hại

Azadirachtin có cấu trúc và hình dạng tương tự với nhiều loại hormone quan trọng trong cơ thể côn trùng, nên chúng có khả năng làm xáo trộn hệ nội tiết, gây ra những rối loạn trao đổi chất trong cơ thể côn trùng

Azadirachtin tập trung chủ yếu trong nhân hạt neem, trung bình 2 - 4 mg/ 1g nhân hạt neem, chiếm 0,2 – 0,8 % trọng lượng hạt Ngoài ra azadirachtin cũng có trong lá và thân cây neem nhưng hàm lượng rất thấp

Do những đặc tính trên mà azadirachtin được sử dụng để sản xuất thuốc trừ sâu thay thế cho thuốc hoá học, có hiệu quả cao, ít độc đối với người, gia súc và không ảnh hưởng xấu đến môi trường

Cấu trúc của Azadirachtin

2.3.2 Salannin

Salannin cũng có hoạt tính gây ngán ăn mạnh và đặc biệt là chống lại sự lột xác của côn trùng

Trong hạt, hàm lượng salannin thường ở trong khoảng 15 - 1247 mg/ g

(Eeswara và cộng sự, 1996) Ngoài ra salannin còn được tách chiết từ cây M

azedarach và M volkensii

Nimbidin là thành phần chủ yếu gây ra vị đắng ở hạt neem cũng như trong dịch chiết Nimbidin chiếm khoảng 2 % trong nhân hạt neem (Eeswara và cộng sự, 1996).

Nimbidin cũng có hoạt tính kháng virus mạnh giống như nimbin

2.4 Giá trị của cây neem

2.4.1 Dùng làm thuốc bảo vệ thực vật và phân bón

Các hoạt chất sinh học phân bố khắp các bộ phận của cây neem Tùy điều kiện và mục đích sử dụngcó thể tạo ra các sản phẩm phục vụ nông nghiệp như sau:

* Dịch chiết nhân hạt neem: Ngâm 50 g nhân hạt neem đã nghiền nát trong 1 lít nước Hạt chuẩn bị lấy dịch chiết không nên để quá 8 - 10 tháng do sau 8 tháng lượng azadirachtin trong hạt thấp Sau đó cho hỗn hợp vào vải lọc, thu lấy dịch chiết Cần thêm vào chất nhũ hoá trước khi phun lên lá để diệt côn trùng

* Dịch chiết lá neem:1 kg lá neem xanh đã nghiền nát ngâm trong 5 lít nước, để qua đêm Sau đó đem lọc và thêm vào chất nhũ hóa Dịch chiết này hữu hiệu trong phòng trị nhiều loài nấm gây bệnh cây và một số côn trùng

* Dầu neem: là dầu ép hoặc ly trích từ nhân hạt neem Nồng độ sử dụng thông thường là 30 ml dầu neem pha trong 1 lít nước rồi thêm chất nhũ hóa, phun vào sáng sớm hay chiều Dầu neem kiểm soát được nhiều loài côn trùng chích hútvà ăn lá

* Bánh dầu neem: là phần còn lại sau khi ép lấy dầu, với khoảng 1,07 – 1,36 % lưu huỳnh, 2 – 3 % nitơ, 25,4 % protein thô, 2 – 3 % đạm, 1 % lân, 1,4 % kali Vì vậy, bánh dầu neem được coi là nguồn phân bón đầy hứa hẹn Khi bón vào đất nó bảo vệ rễ cây khỏi tuyến trùng và kiến, làm cho đất màu mỡ

* Lá neem tươi và khô: vừa có vai trò diệt sâu hại, vừa làm thức ăn cho gia súc khi trộn với cỏ khô do chứa nhiều protein, khoáng chất, carotene… Lá neem cũng là nguồn phân bón tốt và an toàn

2.4.2 Dùng làm dược liệu

Đến nay những thành phần khác nhau từ neem đã được chứng minh có hiệu lực trong điều trị những bệnh như viêm khớp, ung thư, bệnh răng miệng, tiểu đường, sốt rét, ung nhọt, bệnh ngoài da như lở loét phong cùi, bệnh gây ra bởi virus, bệnh bạch biến Đặc biệt, neem cũng được báo cáo có khả năng chữa được stress và điều khiển tỷ lệ sinh đẻ Ngoài ra, vỏ cây neem cũng có công dụng cầm máu, bổ gan, trị đàm và sát

trùng da Neem còn được dùng để sản xuất mỹ phẩm như là kem bôi mặt trị mụn, sơn móng tay, dầu gội đầu, kem đánh răng…

2.4.3 Bảo vệ môi trường

Do đặc tính sinh thái ưu việt của neem: phát triển tốt trên đất nghèo dinh dưỡng, sức chiu hạn cao, mà còn có khả năng cải thiện độ dinh dưỡng và kết cấu của đất cát nghèo Theo Lâm Công Định (1998), neem có thể đáp ứng những tiêu chí trồng rừng ở nhiều quốc gia trên thế giới Ngoài ra, neem còn được trồng để che mát, chắn gió, chống lại hiện tượng sa mạc hoá, hiện tượng đất bị xói mòn, hạn chế lũ lụt, góp phần phủ xanh đồi trọc đất trống, mang lại màu xanh cho trái đất Tại Châu Phi, trong dãy khu vực những nước từ Somalia đến Mauritiania, neem được trồng để ngăn cản sự xâm lấn của sa mạc Sahara Ở nước ta: neem được trồng ở Ninh Thuận, Bình Thuận để chống lại hiện tượng xâm thực của cát, hạn chế hiện tượng cát di động, bảo vệ vùng ven biển

2.4.4 Những công dụng khác của neem

Ở Ấn Độ, neem được trồng để trang trí hay lấy bóng mát, tạo cảnh quan xinh đẹp cho đường phố, công sở Gỗ neem màu nâu đỏ, thơm, sớ gỗ mịn, khá nặng, dùng để chế tạo hàng gia dụng cao cấp, hoặc sử dụng trong xây dựng, làm xe kéo, cán gỗ cho các dụng cụ và nông cụ Gỗ neem bền ít bị tấn công bởi mối mọt nên thích hợp làm cột nhà Ngoài ra gỗ neem cũng là nguồn than củi có chất lượng cao Vỏ neem chứa tannin phục vụ cho công nghệ thuộc da, công nghệ nhuộm, nhựa mủ làm kẹo gum Dầu neem còn dùng để bôi trơn máy móc Lớp thịt quả có thể dùng để sản xuất

Hiện nay, với những đặc tính nổi bật, neem đã được nhân giống và gieo trồng rộng rãi ở nhiều nơi trên khắp nước ta, đặc biệt là những nơi có điều kiện môi trường khắc nghiệt như miền cát bỏng duyên hải rộng mấy trăm ngàn ha

* Cho đến nay đã phát triển 1000 ha neem tại hai tỉnh Bình Thuận và Ninh Thuận Bình Thuận cũng đang triển khai dự án trồng 1850 ha neem dự kiến hoàn tất trước 2008

* Năm 1999, ban quản lý rừng phòng hộ Ninh Phước, Ninh Thuận đã đưa giống neem vận động người dân trồng thử nghiệm Sau 6 năm phát triển trên nền cát khô nóng bỏng nhất nước ta, cây neem đã chứng minh hiệu quả kinh tế - sinh thái của nó, đem lại thu nhập ý nghĩa cho người dân ở đây Neem trồng sau ba đến bốn năm thì cho quả, hạt neem giống bán với giá từ 20.000đ/ kg – 50.000 đ/ kg Người già yếu ở nhà nhận gia công đãi hạt neem rồi phơi khô, cũng kiếm được từ 15.000 – 20.000 đ/ ngày Thực tế tại vùng quê nghèo khó này, người dân đã xem cây neem là loài cây “cứu đời mình”

* Ở Cam Ranh, Khánh Hòa cũng đã trồng thử nghiệm 7 ha neem Khu bảo tồn thiên nhiên Trà Cú cũng đã trồng 100 ha neem để phủ xanh đất trống đồi trọc, tạo vành đai chống cháy rừng và bảo vệ rừng

2.5.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng hoạt chất sinh học trong cây neem

Đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến neem ở nước ta

Từ năm 1999, Viện Sinh Học Nhiệt Đới bắt đầu thử nghiệm tác động của dầu neem đối với bọ hà phá hại khoai lang, kết quả cho thấy dầu neem có khả năng xua

đuổi và làm giảm mức độ kí sinh và sinh sản của bọ hà – cylas fomycarius F (Nguyễn

Thị Quỳnh và ctv, 2001; Nguyễn Phương Thảo và ctv, 2001) Bên cạnh đó, Viện cũng đã nghiên cứu và hoàn thiện quy trình nhân giống cây neem invitro

Một số nghiên cứu về hiệu lực của các dịch chiết nhân hạt neem đối với ngài gạo, rầy nâu, sâu xanh da láng cũng đã được thực hiện tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới (Nguyễn Thị Minh Hà, 2001; Nguyễn Thị Thuỷ, 2001; Lê Thị Thanh Phượng, 2004) Theo Vũ Đăng Khánh (2003), dịch chiết từ lá và hạt neem có khả năng ức chế

Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, Fusarium oxysporum và kiềm hãm sự sinh độc

tố Aflatoxin B1 của nấm Aspergillus flavus

2.6 Tình hình kho ngũ cốc trên thế giới và Việt Nam Các nhóm côn trùng gây hại Các phương pháp bảo quản hiện nay

2.6.1 Tình hình kho ngũ cốc 2.6.1.1 Trên thế giới

Theo thống kê của liên hợp quốc, mỗi năm trung bình thiệt hại của thế giới về lương thực chiếm từ 15 - 20 %, tính ra tới 130 tỷ đô la, đủ nuôi được 200 triệu người trong một năm (Trần Minh Tâm, 2002)

Tổn thất trong kho ngũ cốc do rất nhiều nguyên nhân, có thể chia làm ba nhóm chính như sau:

* Yếu tố con người: sử dụng, vận chuyển, bảo quản * Yếu tố phi sinh vật: khí hậu, thời tiết

* Yếu tố sinh vật: tất cả những sinh vật có hại, sử dụng vật chất trong kho làm thức ăn, làm nơi cư trú và phát triển

Trong quá trình bảo quản, sự hao hụt của nông sản được biểu hiện ở hai dạng: hao hụt trọng lượng và chất lượng

* Hao hụt về trọng lượng: sự giảm trọng lượng ở sản phẩm khi bảo quản, xảy ra do hậu quả của các hiện tượng lý học (bốc hơi nước, sự xáo trộn, vỡ nát khi vận chuyển sắp xếp, bảo quản), hiện tượng sinh học (hạt, củ, quả hô hấp thì vật chất khô sẽ mất đi, sự sinh sản của côn trùng có hại trong sản phẩm)

* Hao hụt về chất lượng: do những quá trình bất lợi như sự nảy mầm sớm, sự hô hấp và những biến đổi hoá sinh, tác động của vi sinh vật và côn trùng, sự hư hỏng do chuột, chim, sự xay xát cơ giới…

Tóm lại, sự hao hụt về trọng lượng và chất lượng là không thể tránh khỏi nhưng sự hao hụt này không được vượt quá tiêu chuẩn quy định, do đó những biện pháp kỹ thuật của công nghệ sau thu hoạch và kỹ thuật bảo quản là nội dung chủ yếu trong chiến lược phát triển nông thôn

2.6.1.2 Tại Việt Nam

Nước ta là một nước có nền nông nghiệp nhiệt đới ẩm, quanh năm bốn mùa luôn có sản phẩm sau thu hoạch, do đó việc bảo quản sau thu hoạch là hết sức cần thiết Điều này giúp đảm bảo thu nhập nâng cao đời sống nông dân cũng như phát triển nền kinh tế quốc dân, sản xuất hàng hoá xuất khẩu

Theo Trần Minh Tâm (2002), tính trung bình đối với các loại hạt, tổn thất sau thu hoạch là 10 %, cây có củ 10 – 20 %, rau quả 10 – 30 %, hằng năm trung bình thiệt hại 15 %, tính ra hàng vạn tấn lương thực bị bỏ đi

Nước ta là một nước thuộc vùng nhiệt đới ẩm gió mùa, một năm có hai mùa chính là mùa mưa và mùa khô, do đó công tác bảo quản sau thu hoạch cũng chịu ảnh hưởng bởi yếu tố khí hậu (nhiệt độ và ẩm độ), đó là yếu tố ngoại cảnh mà có tác động thúc đẩy các hoạt động sống của hạt và các sản phẩm khác như quá trình hô hấp nảy mầm…đồng thời còn tạo điều kiện cho sự phát sinh phát triển của các sinh vật gây hại trong kho

2.6.2 Các côn trùng gây hại trong kho nông sản và hậu quả

Trong kho ngũ cốc có rất nhiều yếu tố gây hao hụt nông sản, trong đó côn trùng phá hại (thuộc nhóm sinh vật gây hại kho) là gây ra những thiệt hại nghiêm trọng và nặng nề nhất, trong một thời gian ngắn chúng có thể sinh sôi nảy nở rất nhanh chóng, phá hại một lượng vật chất gấp nhiều lần nhu cầu thực tế cần cho chúng dinh dưỡng Chúng có thể sống trong điều kiện khắc nghiệt trong kho (nhiệt độ rất cao, ẩm độ thấp), một số có thể sống trong điều kiện ẩm độ của thức ăn khoảng 1 %

Ở côn trùng phá hại kho có thể chia tuổi sinh thái thành ba mốc: tuổi trước sinh sản, tuổi sinh sản, tuổi sau sinh sản Tuổi trước sinh sản thường rất dài và là giai đoạn phá hại trực tiếp nghiêm trọng nhất Khi xuất hiện hàng loạt các cá thể trưởng thành cũng là lúc chúng hoàn thành một giai đoạn phá hoại nghiêm trọng nhất.

Theo FAO (Food and Agriculture Organization – Tổ chức lương nông thế giới), hằng năm tổn thất về ngũ cốc dự trữ trên thế giới vào khoảng 10 %: 13 triệu tấn ngũ cốc bị mất do côn trùng và 13 triệu tấn bị mất giá trị Thông thường, các nước nhiệt đới và bán nhiệt đới thiệt hại nặng hơn các nước ôn đới (Bùi Công Hiển, 1995)

Tác hại do côn trùng kho gây ra biểu hiện ở việc:

* Làm bẩn vật chất bảo quản do chúng thải ra cặn bã như tơ, phân, xác ấu trùng, nhộng

* Chúng là vật truyền nhiễm bệnh cho người và động vật nuôi * Chúng mang các vi sinh vật kí sinh, nấm gây bệnh…

Tóm lại, sự mất mát do côn trùng kho gây ra cũng rất to lớn và đa dạng Hậu quả: * Hao hụt trọng lượng, giảm chất lượng hàng hóa

* Mất tiền chi phí giải quyết hậu quả * Mất uy tín trong buôn bán

* Mất hạt giống cho vụ mùa kế tiếp

2.6.3 Sơ lược về Ngài Gạo (Corcyra cephalonica St) 2.6.3.1 Ngài Gạo (Corcyra cephalonica St)

Theo Bùi Công Hiển (1995), ngài gạo là một trong những loài côn trùng phá hại kho nông sản Ngài gạo có thân màu xám hay vàng nâu, mặt bụng pha màu đen Cánh trước màu xám đen và hẹp hơn cánh sau Màu sắc từ giữa cánh trở vào gốc cánh thẩm hơn, rìa ngoài cánh có những chấm nhỏ Cánh sau rộng có màu xám trắng Đầu và ngực màu nâu nhạt, thông thường con đực bé hơn con cái, cụ thể thân con đực dài 6 - 9 mm, còn con cái 7 - 11 mm, sải cánh con đực dài 14 - 18 mm, còn con cái 14 - 24 mm Ấu trùng thường tiết ra các sợi tơ để kết dính các hạt lại thành tổ để ăn hại

2.6.3.2 Phân loại và hình thái

Ngài gạo thuộc:

- Họ Pyralidae (bộ ngài sáng) - Bộ Lepidoptera (bộ cánh vảy)

Ngài gạo có cánh khá rộng, phủ đầy vảy nhỏ và thon hình búp măng ở mút cánh Nền cánh màu nâu nhạt với những đường gân màu hơi tối Lúc nghỉ ngơi, từ đầu cho đến mút cánh đo được 8 - 13 mm Ngài cái có kích thước to hơn ngài đực rất nhiều Con cái có xúc tu dài và cong hướng xuống phía dưới, trong khi xúc tu ở con đực thường ngắn và khó thấy Sâu non màu trắng với những lỗ thở ở mỗi đốt dày lên ở phía sau như hình lưỡi liềm Kén màu trắng và rất dai

2.6.3.3 Tác Hại Của Ngài Gạo

Là một trong số những côn trùng gây hại phổ biến đối với kho nông sản, đặc biệt là rất phổ biến ở vùng nam và đông nam Châu Á Chúng thường nhả tơ để kết dính các hạt nông sản và ẩn mình trong đó, làm cho nông sản bị đóng cục Hàng hoá nhanh chóng bị giảm sản lượng và phẩm chất do bị nhiễm bẩn bởi tơ, bên cạnh đó cục nông sản đóng vón còn gây hư hỏng máy móc khi xay xát, và chi phí loại bỏ tạp chất nay cũng khá cao

Ngoài ra chúng còn tấn công hạt giống làm hạt mất khả năng nảy mầm Tập tính sinh sống núp trong các hạt nông sản cũng là nguyên nhân gây khó khăn trong công tác phòng trừ loài côn trùng gây hại này

Hình 2.5 Tác hại của ngài gạo

2.6.4 Các phương pháp bảo quản kho nông sản hiện nay 2.6.4.1 Các phương pháp chung

Theo Trần Minh Tâm (2002) để bảo quản kho nông sản hiện nay có 5 phương pháp chung:

* Bảo quản nông sản ở trạng thái thoáng: để khối nông sản tiếp xúc với môi trường không khí bên ngoài nhằm điều chỉnh nhiệt độ, ẩm độ trong kho một cách kịp thời thích ứng với môi trường, do đó giữ được ẩm độ và nhiệt độ của khối nông sản ở trạng thái an toàn

* Phương pháp bảo quản kín: đình chỉ sự trao đổi không khí giữa nông sản với môi trường bên ngoài giữ cho khối nông sản luôn ở trạng thái an toàn Mặt khác có nghĩa là bảo quản trong điều kiên thiếu oxy, do đó hạn chế quá trình hô hấp của hạt, hạn chế sự phát sinh phát triển của vi sinh vật và côn trùng phá hại

* Bảo quản nông sản ở trạng thái lạnh: nguyên tắc dùng nhiệt độ thấp làm tê liệt các hoạt động của vi sinh vật và côn trùng

* Bảo quản nông sản bằng phương pháp hoá học: dùng thuốc hoá học để bảo quản nông sản, mục đích kìm hãm những hoạt động của khối nông sản và tiêu diệt mọi hoạt động của sâu mọt, vi sinh vât, các loài gặm nhấm Đây là phương pháp có hiệu

quả cao, ngày càng được sử dụng rộng rãi với quy mô lớn

* Bảo quản trong khí quyển điều chỉnh: bảo quản nông sản trong khí quyển có điều chỉnh thành phần các chất khí, đồng thời giảm nhiệt độ kho bảo quản nhằm làm chậm các hoạt động sống của nông sản mà chủ yếu là quá trình hô hấp

2.6.4.2 Bảo quản nông sản bằng phương pháp hoá học

Là phương pháp sử dụng các chất hoá học, chủ yếu là các chất độc để phòng chống, bao gồm các chế phẩm hoá học, các sản phẩm có nguồn gốc thực vật Hiện nay đây là phương pháp được sử dụng phổ biến, thông dụng, hiệu quả nhất trên thế giới và ở Việt Nam Có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có công dụng riêng biệt và tính chất sử dụng cũng khác nhau Muốn sử dụng tốt và hiệu quả cần phải đạt các yêu cầu sau:

* Hoá chất được dùng phải có độc lực cao ( hiệu quả cao đối với côn trùng) * Dễ sử dụng và ít nguy hiểm đối với con người, rất ít hoặc không ảnh hưởng đến chất lượng của hạt và sản phẩm trong kho

* Hoá chất được sử dụng không ăn mòn vật liệu xây dựng và các dụng cụ thiết bị trong kho

* Có tính ổn định cao, khó nổ, khó cháy, rẻ tiền

Trong thực tế hiện nay chưa có loại thuốc nào có thể đáp ứng đầy đủ những yêu cầu trên, nhưng căn cứ vào tính chất đầu độc và con đường nhiễm độc của thuốc mà người ta chia các loại thuốc thành 3 loại: chất độc tiếp xúc, chất độc vị độc, chất độc xông hơi

Hiện nay các hoá chất được sử dụng phổ biến trong công tác bảo quản nông sản hiện nay là các hoá chất xông hơi do chúng có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau, chúng sinh ra khí, khói, mù, tác động vào đường hô hấp làm côn trùng bị ngạt hoặc bị ngộ độc chết Ưu điểm là sát trùng triệt để vì chúng có thể xâm nhập bất cứ chỗ nào trong kho, tuy nhiên nó cũng rất nguy hiểm cho người và gia súc

2.6.4.3 Một số loại thuốc kiểm soát côn trùng kho hiện nay

- Thuốc có nguồn gốc hoá học:

Là những loại có độc tính cao, không chỉ đối với sâu mọt mà còn đối với người và gia súc…Do đó khi sử dụng phải tuân thủ quy định cho từng loại thuốc Một số hoá chất xông hơi thường dùng hiên nay:

* Methyl bromide (CH3BR): là chất lỏng không màu, không mùi, d = 3,24, có

tính thẩm thấu mạnh, có độc tính cao đối với côn trùng và cũng rất nguy hại đối với người và gia súc Methyl bromide hiện nay đã bị cấm sử dụng ở nhiều nước do hậu quả phá hủy tầng ozone và được công bố là một trong những tác nhân gây ung thư

* Phosphine: khí, không màu, không mùi, trong sản xuất có lẫn tạp chất nên có mùi tỏi hay mùi đất đen, tỉ trọng 1,181 gần bằng tỉ trọng không khí (dễ thẩm thấu) Phosphine được coi là thuốc xông hơi rất độc đối với côn trùng hại kho, bên cạnh đó cũng rất độc cho người và gia súc Phosphine tuy ít độc hơn methyl bromide nhưng sau một thời gian dài sử dụng, hiện nay cũng đang gặp trở ngại do tình trạng kháng thuốc mạnh của nhiều loài côn trùng

- Thuốc có nguồn gốc thảo mộc

Thuốc thảo mộc diệt trừ sâu hại gồm các chất có trong thực vật như nicotin trong thuốc lá và thuốc lào, rotenone trong rễ cây dây mật, pakyziron trong củ đậu, azadiarchtin trong cây xoan Ấn Độ, artemisinin trong cây thanh hoa vàng (Phạm văn lầm, 2005)

Các chế phẩm có nguồn gốc thảo mộc cũng có tác dụng diệt trừ côn trùng hại kho nhưng hiệu lực không cao bằng thuốc hoá học, tuy nhiên ưu điểm là ít độc đối với người và gia súc, không ảnh hưởng xấu tới môi trường, dễ phân hủy

2.7 Phương Pháp Sắc Ký Lỏng Hiệu Năng Cao (HPLC) (Phùng Võ Cẩm Hồng, 2004)

Đây là phương pháp thường sử dụng để định lượng hợp chất thứ cấp, trong đó có các hoạt chất trích từ cây neem

2.7.1 Nguyên tắc

Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC - High performance liquid chromatography) dựa trên sự phân bố của chất tan giữa hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau khi cho một chất lỏng di chuyển (pha động) qua chất lỏng đứng yên (pha tỉnh) Pha tỉnh bị hấp thụ trên bề mặt chất rắn (chất mang) Thông thường là dung môi phân cực, pha động thường là nước hoặc dung môi hữu cơ Đôi khi pha tĩnh là những chất lỏng ít phân cực lúc đó pha động phải là dung môi phân cực hơn

* Phương pháp chuẩn bị mẫu

* Nguồn cung cấp (điện, khí, nước, hoá chất)

* Môi trường (gây nhiễm thêm hoặc mất mẫu, gây ảnh hưởng sức khoẻ, gây nhiễm bẩn môi trường xung quanh)

Do có nhiều tính năng ưu việt nên được ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực: tách các acid nucleic, tách các dược phẩm, tách các steroid, tách các vitamin, tách các chất bảo quản thực phẩm, tách chất bảo vệ thực vật…

2.7.4 Các bộ phận chính của máy HPLC

2.8 Sơ lược về một số chất phụ gia và bảo quản

2.8.1 Các chất chống oxy hoá giúp tăng cường bảo quản (Antioxydant)

Các chất chống oxy hóa phải đảm bảo các điều kiện sau: * Không độc

* Có hoạt tính cao ở nồng độ thấp (0,01 – 0,02 %)

* Nằm ở bề mặt phân cách, có tính kỵ nước khá mạnh, tiếp xúc với không khí.* Ổn định với các điều kiện chế biến

Pha độ ng Hệ thố ng

chuyể n dung

môi

Hệ thố ng

bơ m mẫ u

Cộ t Detector

Chuẩ n

bị mẫ u Hệ thố ng xử lý dữ liệ u

Một số antioxydant quan trọng : BHT, BHA, tocopherol, axit ascorbic… Trong đó BHT, BHA là những chất chống oxy hoá được sử dụng phổ biến nhất

BHT (butylated hydroxytoluen) có công thức phân tử 2,6 – di – tert – butyl – 4 – methylphenol), là tinh thể màu trắng với mùi khó ngửi, không hoà tan trong nước và propylene glycol nhưng hòa tan tốt trong cồn BHT được sử dụng như một tác nhân chống oxy hóa, do đó nó được dùng trong công tác bảo quản thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, nguyên liệu đóng gói, nói chung là những sản phẩm có chứa mỡ hoặc dầu Ngoài BHT, BHA (butylated hydroxyanisole) cũng có chức năng như BHT BHT và BHA được biết là an toàn cho người và động vật sử dụng

Công dụng của talc:

Talc là một phần quan trọng trong cuộc sống hằng ngày, đá lát đường đi, tạp chí chúng ta đọc, sợi polyme, sơn… là một trong những sản phẩm làm từ talc

* Trong nông nghiệp và thực phẩm, talc là tác nhân chống đóng bánh hiệu quả, chống dính trong thực phẩm (kẹo gum), giúp đánh bóng gạo, trong quá trình sản xuất dầu oliu, làm tăng sản lượng và sự trong của dầu

* Trong công nghệ sản xuất giấy, làm láng bề mặt giấy

* Sản phẩm chăm sóc cơ thể, do tính mềm và trơ, talc được dùng như phấn xoa cơ thể, ngày nay nó đóng vai trò quan trọng trong sản xuất mỹ phẩm, phấn hồng, phấn mắt, xà bông…

* Hoàn thiện kỹ thuật ép dầu hạt neem và chiết xuất hoạt chất trong bánh dầu neem bằng ethanol

* Định lượng ba hoạt chất chính trong dầu neem và dịch chiết từ bánh dầu: azadirachtin, salannin, nimbin

* Tạo chế phẩm dạng viên nén và thử nghiệm chế phẩm trên ngài gạo trong điều kiện phòng thí nghiệm

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Kỹ thuật ép dầu từ nhân hạt neem và chiết xuất hoạt chất sinh học từ bánh dầu neem

Hạt neem thu tại tỉnh Ninh Thuận được rửa cồn 98o sau đó sấy khô ở nhiệt độ 45 – 50oC Sau đó sử dụng máy tách vỏ để thu nhân hạt Nhân hạt neem được ép dầu bằng máy ép chuyên dụng hiệu Komet của Đức (công suất 10 kg hạt/ giờ)

Ưu điểm của máy là giữ nhiệt độ trong quá trình ép chỉ từ 35 – 40oC Dầu neem sau khi ép được giữ ở nhiệt độ 5 – 10oC tránh ánh sáng, thêm chất bảo quản BHT 3 % và tween 5 % tạo thành chế phẩm dầu neem thô, kí hiệu là DN (dầu neem)

Bánh dầu neem (phần bã còn lại sau khi ép dầu) được ngâm với ethanol 98o để tách các hoạt chất còn lại theo tỉ lệ 1: 4 (bánh dầu : ethanol) Sau 24 giờ, dịch chiết thô được loại dung môi bằng máy cô quay chân không ở nhiệt độ 60oC Thu nhận dịch chiết và bảo quản như dầu neem, gọi là chế phẩm dịch chiết bánh dầu, kí hiệu - DCBD

Hình 3.1 Quy trình ép dầu và chiết xuất hoạt chất từ nhân hạt neem

Hạ t neem

Tách vỏ

VỏNhân hạ t

neem

Ép dầ u

Bánh dầ u

Ngâm bánh dầ u

Bã neem Cồ n

Dị ch chiế t neem thô

Cô quay

chân không

Cồ n thu hồ i

Dị ch chiế t

neem

(DCBD)

Dầ u neem (DN) Cồ n 980

Sấ y 45-500

C

Khuấ y, lắ ng, lọ c

Chấ t bả o quả n, nhũ

hoá

Chấ t bả o quả n, nhũ

hoá

3.2.2 Định lượng các hoạt chất chính trong dầu neem và dịch chiết từ bánh dầu neem

Theo schneider và Elmer (1987) việc định lương azadirachtin, nimbin và salannin được tiến hành như sau:

Mẫu sau khi qua lọc (lỗ lọc = 0,45 µm) được cho vào ống đựng mẫu có thể tích 1,5 ml, sau đó đựng vào khay đựng mẫu trong máy HPLC (hiệu Hewlett Packard 1090, series 1 – liquid chromatography)và

Tiến hành chạy mẫu với các thông số sau: - Lượng mẫu bơm vào cột: 0,5 µl

- Cột bảo vệ: BondapakTMC18, 125 Aº, 10 µm, 3,9 × 20 mm - Cột phân tích: BondapakTMC18, 125 Aº, 10 µm, 3,9 × 300 mm - Dung môi rửa cột: CH3CN:H2O (55 – 45); tốc độ dòng: 0,5 ml/ phút - Detector DAD, Bước sóng 220 nm

Để xây dựng đường chuẩn của hoạt chất chính cần phân tích, sử dụng azadirachtin chuẩn của công ty Sigma (USA), nimbin và salannin chuẩn của công ty Trifolio GmbH (Germany)

Kết quả đường chuẩn như sau:

- Azadirachtin: y = 3,72 x + 34,58; Hệ số tương quan R = 1 - Nimbin: y = 14,49 x + 170,5; Hệ số tương quan R = 0,998 - Salannin: y = 12,634 x + 73,83; Hệ số tương quan R = 1 Trong đó: y - diện tích pick, x - nồng độ hoạt chất (ppm)

Định lượng hoạt chất trong mẫu thử được tính tự động nhờ phần mềm chemstation hãng Aligent-technology cho kết quả nồng độ hoạt chất (ppm) có trong mẫu thử

b Máy cô quay chân không

c Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao d Máy ép dầu hạt neem (komet - Đức)

3.2.3 Tạo chế phẩm dạng viên nén với hoạt chất chính là dầu neem và dịch chiết bánh dầu

Chế phẩm được tạo thành trên cơ sở phối trộn dầu neem và dịch chiết bánh dầu với chất hấp phụ thích hợp, có bổ sung chất chống oxy hoá Sau đó đùng khuôn để tạo hình chế phẩm Tiến hành khảo sát từng bước để chọn lựa loại nguyên vật liệu và nồng độ thích hợp của chúng trong chế phẩm

Chất hấp phụ: sử dụng bột talc, cám gạo, silicagel, và than hoạt tính Từng chất hấp phụ được trộn riêng với dầu neem và dịch chiết bánh dầu (nồng độ 5 %) Sau khi ép tạo hình, các chế phẩm thô này được dùng để xử lý ngài gạo (được trình bày chi tiết ở mục 2.6.3 phần tổng quan tài liệu) Dựa vào kết quả ấu trùng chết sau 48 giờ, khả

năng pha trộn và tạo hình để tạo ra chất hấp phụ thích hợp

Chất hỗ trợ thăng hoa: sử dụng tinh dầu thông, tinh dầu tràm và tinh dầu bạc hà – là những thương phẩm dễ dàng mua ở thị trường Tinh dầu được chọn chủ yếu dựa vào kết quả khảo sát sự hao hụt của chúng trong 24 giờ với cùng thể tích ban đầu (10 ml), cùng điều kiện thí nghiệm ( cốc thủy tinh 50 ml, nhiệt độ phòng) và khả năng dẫn dụ ngài gạo lên trên bề mặt

Thí nghiệm xác định nồng độ tinh dầu thích hợp được tiến hành trong phạm vi từ 0,25 - 0,5 - 1,0 - 2,0 – 4,0 (%) cũng dựa vào khẳ năng dẫn dụ của chúng đối với ngài gạo

Chất bảo quản: Sử dụng chất BHT (butylhydroxi toluene) ở nồng độ 3 %

Hoạt chất chính: dầu neem 10 % phối hợp với dịch chiết bánh dầu ở bốn nồng độ 5 – 10 – 15 – 20 % trên cùng nền chất hấp phụ, tinh dầu, chất bảo quản đã xác định trước đó, tạo thành bốn công thức chế phẩm

Hình 3.3 Quá trình tạo chế phẩm viên nén

3.2.4 Phương pháp nhân nuôi ngài gạo trong phòng thí nghiệm

Ngài gạo được nuôi trong phòng thí nghiệm trong môi trường nhân tạo với thức