Trong sản xuất nụng nghiệp, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) để bảo vệ mựa màng, cõy trồng và vật nuụi là rất cần thiết. Tới nay, người ta đó biết cú hơn mười ngàn loài (10.000) trong số hơn 1 triệu loài cụn trựng là tỏc nhõn gõy hại cho cõy trồng và vật nuụi, truyền bệnh cho con người và phỏ hoại mụi trường sống xung quanh gõy tổn thất lờn đến hàng chục tỉ đụ la mỗi năm; chỳng làm giảm năng suất, phẩm chất nụng sản. Hơn 700 loài cụn trựng là đối tượng gõy ảnh hưởng nặng nề nhất đối với nền nụng nghiệp thế giới [40].
Thuốc BVTV là một loại thuốc trừ dịch hại được sử dụng để diệt cụn trựng ở tất cả cỏc giai đoạn biến thỏi, kể cả giai đoạn biến thỏi trứng và ấu trựng; được sử dụng rộng rói nhất trong nụng nghiệp tiếp đú là hộ gia đỡnh, thậm chớ cả trong y khoa. Sử dụng thuốc BVTV là một nhõn tố làm gia tăng sản phẩm nụng nghiệp trong thế kỷ 20. Việc làm đú cú nguy cơ gõy biến đổi hệ sinh thỏi mụi trường và tớch lũy trong chuỗi thức ăn.
Song song với cỏc lợi ớch bảo vệ mựa màng, khống chế được một số loài gõy hại, nõng cao năng suất cõy trồng, HCBVTV luụn gõy ra nhiều lo ngại về khớa cạnh mụi trường và sức khỏe. Cỏc chất độc hại này trong hoặc sau khi sử dụng cú thể thõm nhập vào chuỗi thức ăn, mụi trường nước, đất. Do khả năng tồn lưu rất bền nờn những chất độc hại này tớch lũy trong mụi trường, nhiễm vào sản phẩm nụng nghiệp, đặc biệt là tớch lũy trong cơ thể con người, sinh vật. Vỡ vậy, việc xỏc định lượng tồn lưu của chỳng trong nụng sản, thực phẩm và mụi trường sinh thỏi để cú biện phỏp xử lý là hết sức cần thiết nhằm bảo vệ sức khoẻ người dõn và hệ sinh vật.
Thuốc bảo vệ thực vật cú thể được phõn loại theo độ độc (LD50), bản chất húa học cũng như tớnh năng tỏc dụng. Theo bản chất húa học, cú thể chia húa chất bảo vệ thực vật thành cỏc nhúm như sau:
* Nhúm 1: Chlorine hữu cơ * Nhúm 2: Phospho hữu cơ
* Nhúm 3: Carbamate * Nhúm 4: Pyrethroid * Nhúm 5: Neonicotinoid
* Nhúm 6: Biological insecticide * Nhúm 7: Antifeedant
Nhúm 2: Phospho hữu cơ
Trong cỏc nhúm nờu trờn, loại thuốc BVTV Organophosphate (thuộc nhúm 2: Phospho hữu cơ) đó được nghiờn cứu từ những năm 30 - 40 của thế kỷ 20 và bắt đầu được dựng làm thuốc trừ sõu vào cuối chiến tranh Thế giới thứ II.
Thuốc bảo vệ thực vật phospho hữu cơ cú độc tớnh đối với hệ thần kinh và độc tớnh cao hơn loại thuốc bảo vệ thực vật chlorine hữu cơ, do đú lượng tồn lưu của chỳng sẽ gõy ảnh hưởng tới mụi trường nhưng chỳng lại cú ưu điểm phõn hủy nhanh và sản phẩm phõn hủy của cỏc chất này khụng độc. Vỡ vậy, ngày nay, thuốc bảo vệ thực vật cú bản chất phospho hữu cơ được sử dụng rộng rói hơn loại cú bản chất chlorine hữu cơ.
Giống như cỏc chất độc hoỏ học, nhúm phospho hữu cơ cũng là những chất hữu cơ cú cấu trỳc khụng gian phự hợp với cấu trỳc trung tõm hoạt động của AChE. Vỡ vậy, nhúm này cú tỏc động rất mạnh tới hệ thần kinh của cụn trựng gõy hại. Cỏc loại thuốc BVTV này tỏc dụng với AChE của hệ thần kinh cụn trựng giống như acetylcholine tạo thành phosphoryl hoặc cacbaryl và tớch tụ trong tế bào thần kinh. Do đú acetylcholine khụng được phõn huỷ đủ nhanh, gõy kớch thớch ngộ độc tế bào thần kinh làm chết cụn trựng [40].
Nhúm thuốc phospho hữu cơ tỏc động theo cơ chế ức chế khụng thuận nghịch, tức là khi chỳng tỏc động cú hại tới trung tõm hoạt động của AChE thỡ
phospho hữu cơ khụng những cú tỏc dụng diệt cụn trựng gõy hại mà cũn diệt cả cỏc loài khỏc.
Dipterex (Dylox) - Trichlorfon Ofatox - fenitrothion C9H12NO5PS
Vofatox - Methyl parathion Malathion
Hỡnh 1.18: Một số thuốc bảo vệ thực vật nhúm phospho hữu cơ
Nhúm 3: Carbamate
Carbamate là cỏc ester của acide N-methyl cacbarmic (CH3NHCOOH), hoặc trong một số trường hợp là acide N,N-dimethyl cacbarmic. Tớnh chất độc của cỏc thuốc bảo vệ thực vật carbamate phụ thuộc vào nhúm thế ở vị trớ nhúm OH-. Một số carbamate cú phổ trừ sõu phổ rộng. Thuốc BVTV carbamate được sử dụng rộng rói trong nụng nghiệp, làm vườn và thường dựng ở dạng bột mịn. Cỏc loại thuốc bảo vệ thực vật carbamate khụng được xếp vào loại cỏc húa chất bền vững vỡ trong mụi trường chỳng rất dễ bị thủy phõn và phõn hủy [29].
Nhúm thuốc bảo vệ thực vật carbamate cũng cú tỏc động tới trung tõm hoạt động của AChE tương tự như cỏc chất nhúm Organophosphate nhưng yếu hơn. Chỳng tỏc động theo cơ chế ức chế thuận nghịch, tức là sau khi tỏc động, cấu trỳc của trung tõm cú thể phục hồi được, enzyme lại cú hoạt tớnh gần như
ban đầu [60]. Cũng như thuốc bảo vệ thực vật phospho hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật carbamate cũng cú độc tớnh đối với hệ thần kinh và độc tớnh cao hơn loại thuốc bảo vệ thực vật chlorine hữu cơ nhưng chỳng lại cú ưu điểm phõn hủy nhanh nờn hiện nay thuốc này vẫn được sử dụng rộng rói hơn thuốc bảo vệ thực vật chlorine hữu cơ.
Hiện nay, ngoài những loại thuốc bảo vệ thực vật đó cú truyền thống sử dụng, Cụng ty Vật tư Bảo vệ Thực vật I Trung ương (PSC-I) đó đưa ra thị trường rất nhiều chủng loại thuốc trừ sõu, bảo vệ thực vật. Trước đõy, người nụng dõn chỉ sử dụng cỏc loại thuốc cú một thành phần hoạt chất. Sau này, để nõng cao hiệu quả, người dõn đó sử dụng cỏc loại thuốc cú hai thành phần hoạt chất (để cú phổ tỏc động mạnh hơn). Một số loại thuốc bảo vệ thực vật hiện đang sử dụng ở nước ta và cỏc thành phần hoạt chất của chỳng được trỡnh bày ở bảng 1.2.
Bảng 1.2: Một số loại thuốc bảo vệ thực vật đang được sử dụng ở nước ta và hoạt chất của chỳng
Nhúm Tờn thƣơng mại Cỏc hoạt chất
2 DDVP Dimethyl Dichloro - Vinyl Phosphate 4
2
Difentox 20EC
Bitox 40EC, 50EC Etofenprox (Pyrethroid), Dimethoate 2 Cadusafos Cadusafos C10H23O2PS2
2 Ethoprophos Ethoprophos C8H19O2PS2
2 Diazinon Diazinon
2 Dichlovos Dichlovos
1 Dioto 250EC Nichlosamide (Niclocide) 4 Deltamethrin Pyrethroid insecticide 2 Dipterex, Dylox Trichlorfon
2 Dip 80SP, Chlorofos Trichlorfon 2 Monocrotophos Monocrotophos 2 New Hinosan 30EC Edifenphos
2 Ofatox 400EC, 400WP Fenitrothion và Trichlorfon
3 Padan 0,1%, Cartap hydrochloride (Thiocarbamate) 3 Patox 95SP, 4G Cartap
2 Profenofos Profenofos
3 Ricide 72WP Metalaxyl, Mancozed (carbamate) 4 Secsaigon 5EC-10EC-25EC Cypermethrin (pyrethroid.)
3 Subatox 75EC Fenitrothion, Fenobucarb (carbamate) 2 Thiophot Parathion, ethyl- parathion hoặc diethyl- 3 Topsin (R) M70%WP Thioallophanate (carbamate)
4 Trebon 10EC Ethofenprox (Pyrethroid) 2 Vofatox Methyl parathion
2 Ofatox Fenitrothion
Trong cỏc loại thuốc trừ sõu, bảo vệ thực vật ở bảng 1.2 cú nhiều loại thuộc nhúm phospho hữu cơ và một số thuộc nhúm carbamate.
CHƢƠNG 2
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiờn cứu.
Đối tượng nghiờn cứu của luận ỏn là: AChE trong ốc bươu vàng. Chi tiết về ốc bươu vàng đó được trỡnh bày ở chương I: Tổng quan tài liệu.