Thuốc trừ sâu (theo AAPCO) gồm các chất hay hỗn hợp các chất có nguồn gốc hoá học (vô cơ, hữu cơ), thảo mộc, sinh học ( các loài sinh vật và sản phẩm do chúng sản sinh ra), có tác dụng loại trừ, tiêu diệt, xua ñuổi hay di chuyển bất kỳ loại côn trùng nào có mặt trong môi trường. Chúng ñược dùng ñể diệt trừ hoặc ngăn ngừa tác hại của côn trùng ñến cây trồng, cây rừng, nông lâm sản, gia súc và con người. Các loại thuốc trừ sâu có thể có tác ñộng vịñộc, tiếp xúc, xông hơi, nội hấp, thấm sâu, hấp dẫn, xua ñuổi, gây ngán, triệt sản, ñiều hoà sinh trưởng... Ngoài ra một số thuốc trừ sâu còn có hiệu lực trừ nhện hại cây trồng.
Các thuốc trừ sâu phổ tác ñộng hẹp mang tính chọn lọc, ít gây hại ñến côn trùng có ích và thiên ñịch; thuốc trừ sâu phổ rộng, có thể diệt ñược nhiều loài sâu hại khác nhau. Thuốc trừ sâu có ñộñộc tồn dư, có hiệu lực trừ sâu kéo dài; ngược lại, có thuốc trừ sâu chỉ có hiệu lực ngắn dễ
bị phân huỷ trong môi trường. Nhiều loại thuốc trừ sâu có ñộñộc cao với ñộng vật máu nóng và môi trường, nhưng nhiều loại thuốc lại khá an toàn.
Căn cứ vào nguồn gốc, các thuốc trừ sâu có thể chia thành nhiều nhóm: clo hữu cơ, lân hữu cơ, cacbamat, pyrethroit tổng hợp, thuốc thảo mộc, xông hơi, vi sinh... Các thuốc trừ sâu
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật……… ………97
cũng ñược phân loại theo cơ chế tác ñộng của côn trùng ( kìm hãm men cholinesterase, chất ñiều khiển sinh trưởng côn trùng...); theo phương pháp xử lý ( phun lên cây, xử lý ñất...).
Hầu hết các thuốc trừ sâu hiện nay, ñều tác ñộng ñến hệ thần kinh côn trùng.
1.1. Thuốc trừ sâu vô cơ
Từ cuối thế kỷ 19 ñến khoảng 40 năm ñầu của thế kỷ 20, thuốc trừ sâu vô cơ (hợp chất Asen, Flo, Bari clorua... ) giữ vai trò quan trọng trong phòng trừ sâu hại. Thuốc trừ sâu vô cơ còn
ñược dùng trừ chuột, hoặc diệt cỏ dại. ðặc tính chung của các thuốc trong nhóm là:
-Là thuốc trừ sâu và trừ chuột vị ñộc, một số khác còn là thuốc tiếp xúc; tác ñộng nhanh
ñến sinh vật.
-Rất ñộc với người, ñộng vật máu nóng; tồn lưu lâu và tích luỹ trong môi trường; dễ gây hại cho thực vật và quần thể vi sinh vật trong ñất. Do ñặc tính này, ngày nay các thuốc trừ sâu vô cơ hầu như không còn ñược sử dụng trong sản xuất ( chỉ còn sử dụng với lượng rất ít dưới dạng bảñể trừ sâu và chuột). Các thuốc trong nhóm có:
- Các hợp chất chứa asen dễ tan (asen trắng As203 asen trắng As203, các asenit natri và canxi) và khó tan (asenat chì, asenat canxi, chất lục pari). Trong cơ thể sinh vật các asenat chuyển thành asenit rồi tác ñộng ñến sinh vật. Muối asenit ức chế hoạt ñộng của men cholinesterase, men oxidase, làm tê liệt thần kinh và ức chế hô hấp của côn trùng.
-Các hợp chất chứa flo như các florua (natriflorua, aluminium florua, bariflorua) và silicofluorua. Chúng là những chất có tác dụng vị ñộc. Tác ñộng ñến sinh vật chậm hơn các hợp chất asen. Flo có thể gây chứng loãng xương cho ñộng vật, nếu tiếp xúc với lượng lớn.
- Các thuốc chứa cyanit, thuỷ ngân: rất ñộc với ñộng vật máu nóng và môi trường.
1.2. Thuốc trừ sâu, nhện dầu khoáng
Dầu khoáng là những sản phẩm của sự chưng cất dầu mỏ, ñá dầu, nhựa than ñá, than nâu vv... Một số dầu khoáng ñược dùng trực tiếp ñể phòng trừ sâu hại (petroleum oil, mineral oil, parafin oil) hay các chất bổ sung dịch phun (adjuvant oil, spray oil ).
Thành phần chính của dầu khoáng là các hydrocacbon béo (no và chưa no) ñược sản xuất bằng sự chưng cất dầu thô. Những dầu dùng làm thuốc BVTV có nhiệt ñộ sôi trên 310oC. Dầu phụ gia là những dầu tự hoá sữa, ñược tinh chế cao, tạo nhũ tương mau phân lớp, loang nhanh và giúp hoạt chất xâm nhập vào cây và dịch hại.
Dầu khoáng ñược dùng ñể trừ nhện, trừ ấu trùng và trứng của côn trùng trên nhiều loại cây trồng; là thuốc trừ cỏ tiếp xúc cho cỏ lá rộng và lá hẹp và là phụ gia thuốc trừ cỏ ( chất hoạt
ñộng bề mặt). Một số loại dầu khoáng có thể gây ñộc cho cây.
Dầu khoáng có thể ñược hỗn hợp với các thuốc trừ sâu khác. Không ñược hỗn hợp với các thuốc chứa lưu huỳnh.
Thuốc ít ñộc với người, ñộng vật máu nóng và môi trường. Không ñể lại dư lượng trong chuỗi thức ăn. Với các loài thực vật, dầu có thể làm tắc mạch, làm ngừng sự vận chuyển dinh dưỡng và nước; ảnh hưởng ñến quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước của cây. Tính ñộc của dầu với thực vật phụ thuộc vào ñặc tính của dầu, ñiều kiện ngoại cảnh, giai ñoạn sinh trưởng và loài cây.
Một thời gian dài, dàu khoáng bị các thuốc trừ sâu hoá học lấn át, do hiệu quả chậm, có thể gây hại ñến cây. Hiện nay, dầu khoáng ñược dùng trở lại do tính an toàn của chúng với môi trường. Hơn nữa, có nhiều chất hoạt ñộng bề mặt mới xuất hiện, ñã giúp thuốc trừ sâu dầu khoáng an toàn hơn với thực vật.
Dầu dùng làm thuốc trừ sâu phải có những ñặc tính sau ñây:
-ðộ nhớt: là thời gian ñể một khối lượng nhất ñịnh loại dầu ñó, trong nhiệt ñộ xác ñịnh, chảy hết qua một lỗ có kích thước tiêu chuẩn. Tên gọi ñơn vị ño ñộ nhớt tuỳ thuộc vào các máy
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật……… ………98
ño. Các loại dầu có ñộ nhớt cao xâm nhập vào lỗ thở của côn trùng chậm, nhưng tồn tại trong ñó lâu và dễ gây ñộc cho côn trùng. Mặt khác khi ñộ nhớt cao thì ñộ bay hơi thấp, dễ gây ñộc cho cây. Những dàu có ñộ nhớt cao ñược dùng ñể trừ sâu trong mùa ñông, giai ñoạn cây ngủ nghỉ. Ngược lại, dầu có ñộ nhớt thấp ñược dùng trừ sâu trong mùa hè.
- Chỉ số sunfonic hoá: là tỷ lệ % hydrocacbon no không bị sunfonic hoá. Dùng trong bảo vệ thực vật là các loại dầu có chỉ số sunfonic hoá từ 85% trở lên.
1.3. Thuốc trừ sâu thảo mộc:
Từ xa xưa, nông dân ở nhiều nước trên thế giới ñã biết sử dụng một số loài thực vật chứa chất ñộc ñể trừ một số loại côn trùng gây hại trên cây trồng và gia súc bằng cách phun lên cây hay dùng nước chiết ñể tắm cho gia súc. Trên thế giới có khoảng 2000 loài cây có chất ñộc, trong
ñó có 10-12 loài cây ñược dùng phổ biến. Ơ Việt nam, ñã phát hiện khoảng 335 loài cây ñộc, gần 40 loài cây ñộc có khả năng trừ sâu (trong ñó có 10 loài có khả năng diệt sâu tốt) ( Nguyễn Duy Trang, 1998).
Những hợp chất trừ sâu thảo mộc thông dụng như rotenon và rotenoit, arteminisinin, azadirachtin, cnidiadin, matrine, pyrethrin và nicotin ñều là những loại ancaloit, este, glucozit v.v... có trong một số bộ phận của một số loài cây. Hàm lượng chất ñộc phụ thuộc loài cây, bộ
phận cây, ñiều kiện sống và thời gian thu hái chúng. Nói chung, các chất này rất dễ bị phân huỷ
dưới tác ñộng của oxy hoá, ánh sáng ( ñặc biệt các tia cực tím), ẩm ñộ , nhiệt ñộ và pH môi trường, nên chúng ít gây ñộc cho môi sinh môi trường. Nhưng cũng vì ñặc tính này, nên ñiều kiện thu hái, bảo quản và kỹ thuật chế biến ảnh hưởng nhiều ñến chất lượng của sản phẩm. Trừ nicotin, còn các thuốc thảo mộc khác ñang ñược nghiên cứu sử dụng.
Thuốc trừ sâu thảo mộc diệt côn trùng bằng con ñường tiếp xúc, vị ñộc hoặc xông hơi. Phổ tác ñộng thường không rộng. Một số loại còn có khả năng diệt cả nhện hại cây. Sau khi xâm nhập, thuốc nhanh chóng tác ñộng ñến hệ thần kinh, gây tê liệt và làm chết côn trùng.
Trừ nicotin ( thuốc rất ñộc với ñộng vật máu nóng, có thể gây ung thư, nên ñã bị cấm ở
nhiều nước, trong ñó có Việt nam), Ryania và Sabadilla, các thuốc thảo mộc nói chung ít ñộc ñối với người và ñộng vật máu nóng, các sinh vật có ích và ñộng vật hoang dã. Do thuốc trừ sâu thảo mộc nhanh bị phân huỷ, nên chúng không tích luỹ trong cơ thể sinh vật, trong môi trường và không gây hiện tượng sâu chống thuốc.
Thuốc thảo mộc rất an toàn ñối với thực vật, thậm chí trong một số trường hợp chúng còn kích thích cây phát triển.
Do việc thu hái bảo quản khó khăn, giá thành ñắt, nên trong một thời gian dài, các thuốc trừ sâu thảo mộc ñã bị các thuốc trừ sâu hoá học lấn át. Ngày nay, với yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng ñược nâng cao, cộng với kỹ thuật gia công ñược phát triển, nên nhiều thuốc trừ sâu thảo mộc ñược dùng trở lại, ñã ñem lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần bảo vệ môi trường. Nhiều chất mới
ñược phát hiện dùng làm thuốc trừ sâu như tinh dàu chàm, tinh dàu bạch ñàn, tinh dầu tỏi v.v...
Một số hoạt chất thảo mộc ñược dùng làm thuốc trừ sâu có mặt ở Việt nam:
-Pyrethrin: có trong hoa cây cúc sát trùng Chrysanthemun leucanthemun và các cây
Chrysanthemun khác. Tác ñộng mạnh ñến côn trùng bằng con ñường tiếp xúc; tác ñộng yếu hơn
ñến các loài nhện, bằng cách bịt kênh vận chuyển ion Na+ , kéo dài giai ñoạn mở, vì thế, côn trùng bị quật ngã và chết nhanh. Thuốc ñược dùng trừ côn trùng và nhện trên rau, chè, nhiều cây trồng, cây cảnh; côn trùng ký sinh trên gia súc và ñộng vật trong nhà. Có ñộ ñộc rất thấp với người, ñộng vật máu nóng và môi trường.
Ngày nay, bắt chước các pyrethrin tự nhiên, người ta ñã tổng hợp ra vài chục hợp chất pyrethroid khác, trở thành một nhóm thuốc trừ sâu lớn, có nhiều ưu ñiểm hơn pyrethrin tự nhiên.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật……… ………99
-Rotenon và các rotenoit: là các alkaloid có trong rễ, thân lá, hạt của một số loài cây thuộc họ Papilionaceae ( ñặc biệt có nhiều trong rễ cây Derris spp., nhất là Derris eleptica). Gây
ñộc bằng cách ức chế sự chuyển hoá trong hô hấp, gây rối chuyển hoá ñiện tử của NADH và dehydrogenaza, tách và vận chuyển hydro từ cơ chất ñến ubiquinon; men citorom b, CX1, C và men oxydaza có tác dụng xúc tác vận chuyển ñiện tửñến oxy, hoạt hoá oxy phân tử và coenzym Q, làm giảm nghiêm trọng tiêu thụ oxi, ức chế hô hấp trong ty thể.
Rotenon và các rotenoit tác ñộng ñến côn trùng (rệp muội, bọ trĩ, ngài, các bọ cánh cứng) và nhện bằng con ñường tiếp xúc mạnh và vị ñộc. Ngoài ra còn dùng ñể trừ kiến lửa, muỗi ở ñầm lầy; trừ ve bét, dòi ký sinh trên ñộng vật; trừ côn trùng trong nhà và trừ cá dữ trong ruộng nuôi tôm. Triệu chứng trúng ñộc thể hiện nhanh. Thuốc ít ñộc với ñộng vật có vú ngoại trừ thuốc xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp và nhiễm ñộc máu. Rotenon và các rotenoit ít ñộc với các
ñộng vật khác, nhưng rất ñộc với cá. Ở ðồng bằng sông Cửu Long rễ cây Derris elleptica
ñược băm nhỏ rải xuống ruộng ñể trừ cá dữ trong ruộng nuôi tôm rất hiệu quả và an toàn.
-Azadirachtin là một trong 4 chất chính có tác dụng diệt sâu của dịch chiết hạt (chủ yếu) và lá cây neem, một loài cây có nguồn gốc ở Ân ñộ, Myanma, sau ñược trồng ở Tây Phi. Ơ Việt nam, cây neem cũng mọc rải rác trong toàn quốc; ñặc biệt mọc thành rừng hàng trăm ha ở Nam Trung bộ. Dịch chiết cây neem ñược dùng rộng rãi ở Ân ñộ, Trung quốc và nhiều quốc gia khác.
Cấu trúc của Azadirachtin tương tự ecdyson ( một homon lột xác của côn trùng); có thể
là chất ñối kháng của ecdyson, ngăn cản quá trình lột xác của côn trùng qua các tác ñộng: làm giảm hay ức chế hoàn toàn khả năng sinh sản, hoặc làm giảm khả năng trứng nở; rút ngắn thời gian sống của trưởng thành, ngăn con cái ñẻ trứng, trực tiếp diệt trứng; gây ngán cho ấu trùng, trưởng thành; làm sâu non không biến thái, tác ñộng tới sự lột xác giữa các tuổi sâu, tiền nhộng và gây tê liệt ấu trùng - nhộng, ấu trùng – trưởng thành, nhộng - trưởng thành và trưởng thành. Ngoài ra Azadirachtin còn có tác dụng gây ngán và xua ñuổi. Bên cạnh tác dụng diệt côn trùng, Azadirachtin còn diệt ñược cả tuyến trùng và trừ nấm. Thuốc hầu như không ñộc với cá, ñộng vật thuỷ sinh; ong mật, chim và ñộng vật hoang dã khác.
-Matrine: hoạt chất có hiệu lực diệt sâu mạnh nhấttrong dịch chiết cây khổ sâm. Matrine có phổ tác ñộng rộng, diệt ñược nhiều loài côn trùng chích hút và miệng nhai; ngòai ra còn diệt
ñược cả nhện hại cây. Matrine gây ñộc bằng cách làm tê liệt hệ thần kinh trung ương, bịt lỗ thở
côn trùng làm cho côn trùng không hô hấp ñược và bị chết nhanh chóng. Ngoài ra, nhờ tác ñộng gây ngán và xua ñuổi, nên thuốc có hiệu lực dài. Matrine không có tác dụng nội hấp và xông hơi. Thuốc ít gây ñộc với người, ñộng vật máu nóng và các loài sinh vật khác. Bị phân huỷ nhanh trong môi trường.
-Arteminisinin: Có khoảng 0.3 - 0.5% trong thân lá khô của cây thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.). Arteminisinin ñược dùng chủ yếu trừ bệnh sốt rét cho người. Gần ñây Arteminisinin ñược dùng ñể trừ sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang hại rau; rầy xanh hại chè; rệp muội , bọ trĩ hại cam chanh. Thuốc hầu như không ảnh hưởng ñến cá và ñộng vật thuỷ sinh; ong mật, chim và ñộng vật hoang dã. Không gây ñộc cho cây.
-Cnidiadin: Thuốc có phổ tác ñộng rộng, trừñược nhiều loài sâu hại thuộc bộ cánh phấn và nhện ñỏ. Triệu chứng ngộñộc thể hiện nhanh. Thuốc ít ñộc với người và ñộng vật máu nóng cũng như
các loài sinh vật khác.
-Eucalyptol: Có trong cây bạch ñàn. Phổ tác ñộng rất rộng; trừ ñược nhiều loài sâu và nhện. Thuốc ít gây ñộc với người, ñộng vật máu nóng và các loài sinh vật khác. Bị phân huỷ
nhanh trong môi trường.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật……… ………100
Anabazin: có trong cây Anabasis aphylla ở hàm lượng 0.11-0.50%; tác ñộng ñến côn trùng như nicotin. ðược dùng trừ sâu dưới dạng muối sulfat.
Helebo trắng ( protoveratin): có trong cây Veratrum album với hàm lượng 0.5 - 1%, ñể trừ sâu ở Pháp, Ý, Bỉ.
Helebo ñen ( heleborin): có trong cây Heleborus niger.
Ryani ( rianodin): có trong cây Ryana speciosa có hiệu lực trừ sâu cao, bằng con
ñường tiếp xúc và vịñộc. ðược dùng nhiều ở Mỹ.
Sabadilla: là các chất cevadine, veratridine và các alcaloid có quan hệ với cevadine, có trong hạt cây Schoeocaulon officinaleo ñược dùng nhiều ñể trừ bọ trĩ ở Ân ñộ, Trung và Nam Mỹ. Cơ chế tác ñộng tương tự pyrethrin, hoạt hoá ñộ mẫn cảm ñiện áp của kênh truyền dẫn ion Na+ trong hệ thần kinh và màng tế bào cơ xương và cơ giữa.
Pellitorin: có trong rễ cây Pellitory anacylus.
Spilanthol: có trong hoa cây Spilanthes oleraceae và Spilanthesaceneila
1. 4. Thuốc trừ sâu, nhện clo hữu cơ:
Việc phát hiện ñặc tính diệt sâu của DDT (Paul Muller, 1939) ñã mở ra một kỷ nguyên