NGUYỄN MẠNH CHINH
THUOC BAO VẸ
NGUYÊN MẠNH CHINH
THUỐC BẢO VỆ THựC VẬT
SINH HỌC
■NHÀ XUẤT BẢN NÔNG N GH IỆP TP. HỒ C hí M inh - 2011
M ỤC LỤC
Trang
Lời giới thiệu...9
Phần thứ nhất: Đặc điểm c h u n g củ a th u ố c b ảo vệ th ự c v ậ t sin h h ọ c ... 11 I. ĐỊNH NGHĨA...13 II. PHÂN LOẠI...14 1. Thuốc vi sinh...15 2. Các độc tố và kháng sinh... 15 3. Thuốc thảo m ộ c... 16 4. Các nguồn gốc sinh học khác...16
III. ĐẶC ĐIỂM CHUNG... 17
1. Tác động với dịch hại ... ...17
2. Ảnh hưởng với người và môi trư ờ n g ... 23
3. Một số nhược điểm... 26
IV. SỬ DỤNG THUỐC BẢO VỆ THựC VẬT SINH H Ọ C .... ... ...’... 27 1. Điều kiện sử d ụ n g ... 28 2. Kỹ thuật sử dụng ... 28 3. Bảo vệ thiên địch... 33 V. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT... 33 1. Thuốc vi sinh... 33 2. Thuốc độc tố và kháng sin h ...34 3. Thuốc thảo mộc... 35 3 ấ
4. Các chất sinh học khác... 36
Phần thứ hai: Đ ặc đ iể m các nh ó m th u ố c b ảo vệ th ự c v ậ t sin h h ọ c ... 38
I. THUỐC VI SINH ...38
1. Thuốc vi sinh nhóm nấm ...40
2. Thuốc vi sinh nhóm vi khuẩn... ... 45
3. Thuốc vi sinh nhóm v iru s... 53
4. Thuốc vi sinh nhóm tuyến trùng...57
II. ĐỘC TỐ VÀ KHÁNG SINH ...58
1. Thuốc độc tố trừ s â u ... 61
2. Thuốc kháng sinh trừ bệnh ...63
III. THUỐC 'THẢO M Ộ C ... 66
1. Thuốc thảo mộc trừ sâu ... 68
2. Thuốc thảo mộc trừ b ệ n h ... 74
3. Thuốc thảo mộc trừ ố c ... 78
4. Thuốc thảo mộc trừ chuột ...78
IV. CÁC CHẤT SINH HỌC KHÁC ... 79
1. Chitosan và Oligo-sacarit...79
2. Cytokinin...81
3. Axít humic và axít fulvic...82
4. Protein thủy p h â n ...83
5. Dầu k h o á n g ... 83
6. Thuốc điều hòa sinh trưởng thực vật ...86
Phần thứ ba: C ác th u ố c BVTV sin h h ọ c sử d ụ n g ồ V iệt N am ... 88 I. THUỐC TRỪ SÂU ... 88 A. Nhóm vi sinh ... 88 1. Bacillus thuringiensis (B t)...88 2. Beauveria bassiana...92 3. Metarhizium anisopliae...93 4. N PV ... ...93 B. Nhóm độc tố ... 94 1. Abamectin ... 94 2. Emamectin benzoate ... 104 3. Liuyangmycin... 108 4. Methylamine avermectin...109 5. Spinosad...109 c . Nhóm thảo mộc ... l l ó 1. Artemisinine ... :...110 2. Azadirachtin... I l l 3. Cnidiadin... 113 4. Dầu thực vật ... ...113 5. Garlic juice... ... 114 6. Mạtrine và oxymatrine ...114 7. Polyphenol... 116 8. Pyrethrins ... 116 9. Rotenone ... 117 5
10. Saponin... 119 D. Dầu k h o án g ... 119 II. THUỐC TRỪ B Ệ N H ... ... 120 A. Nhóm vi sinh ... 120 1. Bacillus subtilic ... 120 2. Chaetomium cupreum...120 3. Paecylomyces lilacinus... 121 4. Pseudomonas fluorescens...121 5. Trichoderma spp... 122 B. Nhóm kháng sinh... 123 1. Cytosinpeptidemycin... 123 2. Kasugamycin... 123 3. Ningnamycin... 126 4. Polyoxin complex...127 5. Streptomycin sulfate...128 6. Tetramycin... 129 7. Validamycin A ...129 c . Nhóm thảo mộc ...132 1. Axít Salicylic...132
2. Dẫn xuất axít Salicylic... 133
3. Acrylic axit + Carvacrol... 133
4. Citrus oil...134
5. Cytokinin...134
6. Dầu bắp ... 135
7. Eugenol...135
8. Polyphenol...136
9. TỔ hợp dầu thực v ật... 136
D. Nhóm khác...;... 137
1. Chitosan (Oligo - Chitosan)... 137
2. Oligo sacarit...138
III. THUỐC TRỪ MỐI ... 139
1. Metarhizium...139
IV. THUỐC TRỪ ỐC ...139
1. Cafein + Nicotin + Azadirachtin ...139
2. Saponin ...139
V. THUỐC TRỪ CHUỘT... 142
1. Salmonella var. 17F-4 + W afarin... 142
2. Salmonella isatchenko + Coum arin...142
3. Sarcocystis singoporensis... ... 143
VI. THUỐC DẪN D ự ... 143
1. Protein thủy phân ... 143
VII. THUỐC ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG...143
1. Gibberellic a x ít... 143
2. Cytokinin (Zeatin)... ... 147
3. Dịch chiết từ cây Lychnis viscaria... ...148
4. Fugavic axít... ... 148
5. Fulvic a x ít... ... 148
6. Nucleotide... 149
7. Oligo-sacarit... 149 8. Oligo glucan... 14 9. Polyphenol... 150 Danh mục thuốc ... 151 T ài liệ u th a m k h ả o ...165 8
LỜI GIỚI THIỆU
V \ ể góp phần hạn chế ô nhiễm nông sản và "W“" Ề môi trường, hạn chế độc hại đối với con •M ^ người, việc tăng cường sử dụng các thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) nguồn gốc sinh học đang được toàn xã hội đặc biệt quan tâm.
Ớ nước ta Nhà nước đã có nhiều biện pháp khuyến khích sử dụng thuốc BVTV sinh học. Năm 2000 mới có khoảng 10 loại thì tới năm 2010 đã có gần 60 hoạt chất với hàng trăm chế phẩm thuốc BVTV sinh học được đăng ký. Bà con nông dân và các trang trại ngày càng thấy cẩn thiết phải sử dụng thuốc BVTV sinh học, không những với nông sản dùng xuất khẩu mà cả nông sản dùng trong nước. Tăng cường sử dụng thuốc BVTV sinh học là một trong những yêu cầu cơ bản của sản- phẩm an toàn và nền nông nghiệp phát triển bền vững.
Nhà xuất bản Nông nghiệp xuất bản và phát hành cuốn sách “Thuốc bảo vệ thực vật sinh học”, nhằm giúp cán bộ kỹ thuật, bà con nông dân và các bạn hiểu rõ thêm về đặc điểm và cách sử dụng các thuốc BVTV sinh học đã đăng ký sử dụng ở nước ta, góp phần đẩy mạnh sử dụng các chế phẩm sinh học trong sản xuất nông nghiệp. Tác giả là một cán bộ kỹ thuật đã nỉủều năm nghiến cứu và hoạt động thực tiễn trong lĩnh vực ÚVTV. Với kiến thức chuyền môn và kỉnh nghiệm thực
tế phong phú, tác giả đã tổng hợp và trình bày vấn đề một cách hệ thống, toàn diện và cũng thiết thực, dễ hiểu. Tin rằng cuốn sách sẽ là tài liệu tham khảo bổ ích cho bà con nông dân, các trang trọi, cán bộ kỹ thuật và mọi ngitời quan tâm đến nông nghiệp.
Đây là vấn đề quan trọng nhưng còn mới mẻ, lần đầu tiên được tổng hợp giới thiệu trong một cuốn sách nhỏ, còn nhiều nội dung chưa đề cập đầy đủ. Tác giả và Nhà xuất bản rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, bà con nông dân và bạn đọc về nội dung và các cách trình bày cuốn sách để lần tái bản sau hoàn chỉnh hơn
Xin chân thành cám ơn.
Nhà xuất bản Nông nghiệp
Phần thứ nhất
ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA THUỐC BẢO VỆ
THựC VẬT SINH HỌC
Từ thời xa xưa khi con người mới biết trồng trọt, việc phòng trừ các loài dịch hại cây trồng chủ yếu bằng phương pháp nhân lực và các loài cây cỏ có chất độc trong tự nhiên, về sau sản xuất nông nghiệp ngày càng phát triển, các loại dịch hại cũng phát triển theo và tác hại ngày càng lớn. Các loại chất độc tự nhiên không đáp ứng đủ yêu cầu phòng trừ, con người phải tìm tòi chế tạo ra nhiều chất độc hóa học để làm thuốc trừ địch hại. Các chất hóa học này có hiệu lực tiêu diệt địch hại nhanh chóng, giá thành thấp nên ngày càng được sử dụng rộng rãi với số lượng ngày càng lớn.
Việc sử dụng nhiều thuốc hóa học trừ dịch hại cây trồng trong thời gian qua đã mang lại những lợi ích to lớn đối với sản xuất nông nghiệp, phục vụ đời sống con người. Tuy vậy các thuốc hóa học có độ độc cao với người và các loài sinh vật, tồn tại lâu trong môi trường nên sau một thời gian sử dụng lâu dài đã dẫn đến nhiều hậu quả xấu như làm ô nhiễm môi trường sống, có hại cho sức khỏe con người, tiêu diệt mất nhiều sinh vật có ích, làm mất cân bằng sinh thái' tự nhiên. Có trường hợp dùng nhiều thuốc hóa học, sâu bệnh không giảm mà lại phát sinh gây hại nhiều hơn
do diệt nhiều thiên địch và làm sâu kháng thuốc. Mặc dù vậy, trong thực tế phòng trừ dịch hại bảo vệ cây trồng không thể không dùng đến thuốc hóa học, vấn dề cần lưu ý là phải hạn chế. Để hạn chế sử dụng thuốc hóa học mà vẫn phòng trừ dịch hại tốt có hai biện pháp quan trọng là áp dụng phương pháp quản lí dịch hại tổng hợp (IMP) và táng cường sử dụng các thuốc sinh học. Sử dụng thuốc sinh học cũng là biện pháp quan trọng trong hệ thống các biện pháp phòng trừ sinh học nói chung.
Cồng cuộc nghiên cứu phát triển và sử dụng các chế phẩm sinh học phòng trừ dịch hại cây trồng trên th ế giới được mở đầu bởi phát hiện của nhà bác học người Pháp là Pasteur trên con tằm nhà bị bệnh do vi khuẩn và đặt tên là vi khuẩn Bacillus bombycis vào năm 1870. Mãi đến năm 1911, nhà bác học người Đức là Berliner phân lập được vi khuẩn này trên loài sâu xám ở vùng Thuringi (Địa Trung hải) và đặt tên là
Bacillus thuringiensỉs (Bt) dùng cho tới ngày nay. Sau
đó từ nửa đầu thế kỷ 20, vi khuẩn Bt đã sản xuất thành chế phẩm thuốc trừ sâu và sử dụng ở nhiều nước. Nhưng chế phẩm Bt có nhược điểm đáng chú ý là thời gian thể hiện hiệu lực trừ sâu tương đối chậm và phổ tác dụng hẹp, chĩ diệt được sâu non bộ cánh vẩy, do đó khả năng phát triển của thuốc không mạnh.
Cùng với chế phẩm Bt, trong nhóm đi đầu về các thuốc sinh học phải kể đến các chế phẩm trừ sâu chiết xuất từ thực vật (thuốc thảo mộc) và các chất kháng
sinh trừ bệnh cây chiết xuất từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật.
Trong vòng vài thập kỷ gần đây, trước bức xúc của nền nông nghiệp bền vững và an toàn vệ sinh thực phẩm, với sự hỗ trợ của khoa học công nghệ, nhiều chế phẩm thuốc sinh học mới đã ra đời với hiệu lực mạnh và phổ tác dụng rộng không thua kém các thuốc hóa học, điển hình như độc tố thuốc trừ sâu Avermectin và nhiều chất kháng sinh từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Danh mục các thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) sinh học nerày r.è.r" kéo dài ra nhanh chóng với nhiều đơn vị nghiên cứu và công ty tham gia đăng ký và đưa ra thị trường.
Ở nước ta, trong danh mục thuốc BVTV ban hành năm 2000 mới có 12 hoạt chất với 30 chế phẩm. Đến năm 2010 đã có 56 hoạt chất với gần 500 tên thương mại. Lượng thuốc BVTV sinh học được sử dụng cũng tăng lên rõ rệt.
I. ĐỊNH NGHĨA
Thuốc bảo vệ thực vật nói chung bao gồm các chế phẩm dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật, các chế phẩm có tác dụng điều hòa sinh trưởng thực vật, các chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt. Tài nguyên thực vật được bảo vệ bao gồm cây và sản phẩm của cây trồng, nông lâm sản, thức ăn gia súc và nông sản khi bảo quản.
Những sinh vật gây hại tài nguyên thực vật (còn gọi là dịch hại) bao gồm sâu hại, bệnh hại, cỏ dại, chuột và tác nhân sinh vật gây hại khác.
Các thuốc BVTV được tạo thành bởi 2 nguồn cơ bản là từ các sinh vật có trong tự nhiên và tổng hợp từ các chất hóa học. Thuốc tổng hợp từ các chất hóa học gọi là thuốc hóa học. Các thuốc có nguồn gốc sinh học được tạo thành bởi phương pháp công nghệ sinh học gọi là thuốc sinh học. Như vậy là giữa thuốc hóa học và thuốc sinh học khác nhau cả về nguồn gốc và phương pháp chế tạo. Dựa vào cấu tạo hóa học đã xác định được một số chất có trong sinh vật người ta đã tổng hợp bằng con đường hóa học những chất có cấu tạo và tính năng tương tự, những chất này không được xếp vào nhóm sinh học. Điển hình như các chất trừ sâu nhóm Cúc tổng hợp (Pyrethroid) dựa vào cấu tạo của chất Pyrethrin có trong cây cúc trừ trùng.
Các thuốc BVTV sinh học ngày nay có vai trò quan trọng và được sử dụng nhiều trong sản xuất nông nghiệp do có nhiều đặc điểm tốt so với thuốc hóa học, nhất là đối với sức khỏe con người và môi trường.
II. PHÂN LOẠI
Dựa vào thành phần chính trong chế phẩm có thể phân chia thuốc BVTV sinh học thành các nhóm sau:
- Thuốc vi sinh
- Các độc tố và kháng sinh
- Thuốc thảo mộc
- Các thuốc sinh học khác 1. T h u ố c vi sin h
Thành phần chính của thuốc là những vi sinh vật (VSV) còn sống, có thể là nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng. Những vi sinh vật trong chế phẩm chủ yếu ở dạng tiềm sinh là các bào tử hoặc nang, có thể chịu được lâu dài trong các điều kiện sống không thuận lợi. Đối với thuốc BVTV, các
vsv
phải sống trong điều kiện khô hoặc lỏng với các chất phụ gia. Thời gian sống để duy trì hiệu lực không được quá ngắn, ít nhất là phải 6 tháng để tiện cho việc bảo quản và sử dụng. Sau khi sử dụng trên đồng ruộng gặp điều kiện thuận lợi,vsv
sẽ phát triển và ký sinh trên cơ thể vật chủ thích hợp.2. C ác đ ộ c tố v à k h á n g sin h
Các độc tố và kháng sinh là những chất được hình thành trong môi trường nuội cấy
vsv
được tách chiết ra để chế thành thuốc BVTV. Tạm thời có thể gọi độc tố là chất gây độc cho một cơ quan hoặc chức năng sinh lý trong cơ thể sinh vật, ở đây là với sâu hại (điển hình là chất Avermectin). Còn kháng sinh là những chất tác động lên hoạt động sống của tế bào, ở đây là các vi sinh vật gây bệnh cây (điển hình như các chất Kasugamycin, Streptomycin). Cấu tạo hóa học của các chất này nói chung rấ t phức tạp, hiện nay hầu h ết dã xác định được.3. T huốc th ả o m ộc
Là những chất được tách chiết ra từ cơ thể thực vật, bao gồm cả dầu thực vật. Đây là những chất hữu cơ thứ cấp được tạo thành trong cơ thể thực vật, chủ yếu là các Alkaloid và Phenol. Là những chất có hoạt tính sinh học cao nhưng trong cơ thể thực vật chức năng sinh lý của chúng không lớn và có nhiều vấn đề hiện vẫn chưa rõ.
Trong các thuốc BVTV sinh học hiện nay các thuốc thảo mộc chiếm vị trí quan trọng và ngày càng phong phú do có hiệu lực cao, nguồn nguyên liệu dồi dào và tương đối dễ chế biến.
4. C ác n g u ồ n g ấc sin h h ọ c k h á c
Ngoài các nguồn chính trên dây, một số thuốc BVTV được chế tạo từ các nguồn sinh học khác như Chitosan từ vỏ tôm, cua, axít huxnic và axít fulvic từ than bùn, các axít amin thủy phân từ protein... Những chất này dang được nghiên cứu phát hiện làm cho chủng loại thuốc BVTV ngày càng đa dạng phong phú.
Ngoài nhóm thuốc BVTV sinh học, hiện nay dầu khoáng cũng được sử dụng để phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng. Tuy không có nguồn gốc trực tiếp từ sinh vật song dầu khoáng là một sản phẩm tự nhiên có nhiều đặc điểm như một loại thuốc sinh học. Đặc biệt có độ an toàn cao với người và mòi trường, được coi là loại thuốc chủ lực trong phương pháp quản lí dịch hại tổng hợp (IPM) trên các cây ăn quả có múi ở nhiều nước và nước ta.
Ngoài cách phân loại theo nguồn gốc và thành phần cấu tạo như trên, dựa vào đối tượng phòng trừ các thuốc BVTV sinh học cũng có thể chia thành các nhóm thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh, thuốc trừ chuột, thuốc trừ ốc, thuốc điều hòa sinh trưởng thực vật.
Cách phân loại theo nguồn gốc chủ yếu giúp hiểu rõ hơn về cấu tạo và cơ chế tác dụng của thuốc. Cách phân loại theo đối tượng phòng trừ giúp thuận tiện cho việc chọn lựa và sử dụng thuốc trong thực tế.
Về định nghĩa cũng như cách phân loại thuốc BVTV sinh học trên đây có tính chất tương đối và phần nào mang tính chủ quan. Thời gian tới, do yêu cầu phát triển thuốc BVTV sinh học, sẽ có nhiều công trình nghiên cứu chi tiết và chính xác hơn về các loại sản phẩm quan trọng này.
III. ĐẶC ĐIỂM CHUNG 1. T ác đ ộ n g vớỉ d ịch h ạ i
a. Đối tượng p h òn g trừ và p h ổ tá c dụng
Tới nay hầu như tấ t cả các dịch hại phổ biến đối với cây trồng đều có thuốc phòng trừ từ nguồn gốc sinh học. Tiếp sau côn trùng mà mở đầu là chế phẩm
Bt, hiện có nhiều chế phẩm sinh học dùng phòng trừ
nấm, vi khuẩn, tuyến trùng và có khả năng hạn chế được cả virus. Nhiều chất sinh học cũng đã phát hiện sử dụng làm chất kích thích sinh trưởng cây trồng. Khả năng này mở ra triển vọng lởn cho việc ứng
dụng rộng rãi chế phẩm sinh học phòng trừ dịch hại bảo vệ cây trồng, góp phần hạn chế các chế phẩm hóa học có độ độc cao.
Riêng với cỏ dạì hiện mới chỉ áp dụng phương pháp dùng côn trùng cho ăn cỏ ở vùng hoang dại, chưa có các chế phẩm sinh học trừ cỏ trong vườn ruộng trồng cây. Lý do chủ yếu có thể do với cỏ dại yêu cầu thuốc phòng trừ sinh học không quan trọng bằng phòng trừ sâu bệnh phải phun thuốc trực tiếp lên cây trồng làm lương thực, thực phẩm.
Phổ tác dụng của thuốc cũng ngày càng được mở rộng. Trước đây sử dụng dòng vi khuẩn Bt.kurstaki có tính chọn lọc cao, chỉ tác dụng với sâu non bộ cách vẩy (Lepidoptera). Hiện nay có dòng Bt.aizawai có khả năng diệt cả côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera). Dòng Bt.T36 diệt được cả một số côn trùng chích hút. Đặc biệt nhóm chế phẩm Avermectin (gồm Abermectin và Emamectin) có phổ tác dụng khá rộng, diệt được nhiều loại sâu miệng nhai và chích hút, kể cả các loại nhện hại cây. Các chất kháng sinh trừ bệnh cây cũng có phổ tác dụng khá rộng, chất Kasugamycin ngoài phòng trừ các bệnh do vi khuẩn còn có thể phòng trừ được nhiều loài nấm gây bệnh cây như các bệnh thán thư, phấn trắng trên dưa hấu, nho, xoài, bệnh đạo ôn hại lúa.
b. P hương th ứ c và cơ c h ế tác đ ộ n g
Phương thức tác động: phương thức tác dộng của
thuốc sinh học nói chung cũng đa dạng.
Các thuốc nhóm vi sinh trừ sâu như Bt, virus NPV chỉ tác dụng qua đường vị độc, các nấm ký sinh
Beauverừi, Metarhizium thì tác động qua đường tiếp xúc.
Các nhóm thuốc thảo mộc (như Matrịn, Rotenone) và nhóm độc tố (như Avermectin, Spinosad) tác động qua cả đường tiếp xúc và vị độc. Chất Avermectin còn có khả năng thấm sâu. Các chất thảo mộc còn có khả năng xua đuổi và xông hơi nhẹ. Khả năng nội hấp nói chung ít, riêng nhóm kháng sinh trừ bệnh có thể nội hấp vào cây.
Cơ chế tác động: cấc thuốc sinh học trừ sâu cũng
chủ yếu là tác động lên hệ thần kinh. Ngoài ra có các chất tác động lên hệ hô hấp (dầu thực vật), hệ thống tiêu hóa (thuốc vi khuẩn B t), tác động xua đuổi (thuốc thảo mộc, dầu thực vật). Các chế phẩm nấm trừ sâu sống ký sinh bằng chất dinh dưỡng trong cơ thể sâu.
Với các thuốc sinh học trừ bệnh cây hiện nay có 2 cơ chế tác động chủ yếu là kháng sinh và kích thích hoạt động của hệ thông kháng bệnh trong cây. Các chất kháng sinh dùng phòng trừ vi sinh vật gây bệnh cây tương đối nhiều như các chất Kasugamycin, Streptomycin, Subtilis, Ningnamycin, Polyoxin, Validamycin, Gentamycin, Tetramycin.
Cơ chế tăng cường hoạt động của hệ thông kháng bệnh trong cây (kích kháng) hiện đang được
chú ý. Trong cây có một hệ thống các men (enzyme) làm nhiệm vụ giúp cây đề kháng với các tác nhân gây bệnh. Có những chất khi cung cấp cho cây sẽ tăng cường tổng hợp hoặc kích thích hoạt động của các men đề kháng, từ đó hạn chế sự phát triển và tác hại của vi sinh vật trong cây, được xem như là vắc xin đối với cây trồng.
Hệ thống kháng bệnh là một trong những yếu tố có tính chất quyết định trong đời sống của cây cũng như đối với con người và các động vật khác. Hiện có nhiều chất sinh học tác động theo cơ chế này đã được sử dụng làm thuốc phòng trừ bệnh cây như axít salicylic và các dẫn xuất, axít humic, các hợp chất Chitosan, Phenol...
Thuốc sinh học phòng trừ tuyến trùng gây bệnh cây có các chất Chitosan và Cytokinin. Các chất này có tác dụng phân tán tuyến trùng ra xa vùng rễ cây, hạn chế sự sinh trưởng phát triển của tuyến trùng trong đất.
Chất Saponin gốc thảo mộc dùng trừ ốc bươu vàng do làm mất chất nhờn ở miệng, miệng ốc cứng lại không hoạt động ăn phá được nên bị chết.
Vi khuẩn Salmonella gây bệnh đường tiêu hóa cho chuột.
c. H iệu lực p h òn g trừ
Các thuốc sinh học trừ sâu tác động lên hệ thần kinh và hô hấp thường biểu hiện hiệu quả nhanh, sau
nhiễm thuốc thời gian ngắn sâu dã chết, tương tự nhiều thuốc hóa học khác, điển hình là nhóm Avermectin và các thuốc thảo mộc. Các thuốc tác động lên hệ tiêu hóa (vi khuẩn Bt) và các nấm ký sinh biểu hiện hiệu quả chậm hơn, thường phải sau vài ngày mới thấy. Tuy vậy dù tác động qua đường nào và với cơ chế nào thì nói chung sau khi bị nhiễm thuốc chỉ vài giờ là sâu có biểu hiện yếu đuối, hoạt động chậm chạp, sức ăn phá kém và như vậy là về thực chất đã hạn chế được tác hại, chỉ còn chờ chết hẳn.
Các thuốc kháng sinh trừ bệnh hiệu quả thể hiện cũng nhanh. Thuốc tác động theo cơ chế kích kháng thể hiện chậm và kéo dài, phải dùng sớm (có thể từ khi cây còn nhỏ) và dùng liên tục nhiều lần mới có hiệu quả rõ, do hệ thống kháng bệnh trong cây kém linh hoạt và ổn định, cần phải kích động thường xuyên.
Thời gian duy trì hiệu lực của thuốc sinh học có khác nhau. Các nhóm thảo mộc, độc tô" và kháng sinh dễ bị tác động bởi điều kiện môi trường nên thời gian duy trì hiệu lực ngắn. Sau khi phun lên cây trong điều kiện bình thường, không bị mưa rửa trôi, các thuốc này chỉ giữ hiệu lực phòng trừ sâu bệnh tối đa không quá 12 giờ, hiệu lực nhanh nhưng cũng mau giảm, cần được sử dụng đúng lúc.
Các thuốc nhóm vi sinh (vi khuẩn, nấm và virus) thời gian hiệu lực kéo dài nếu gặp điều kiện môi
trường thích hợp. Thậm chí các vi sinh vật này có thể lây lan bệnh cho sâu và tiếp tục phát triển tích lũy trong tự nhiên, góp phần hạn chế sự phát sinh tác hại của sâu bệnh trong một thời gian dài. Thực tế thời gian qua có tình trạng là ỗ một số vùng trồng rau những năm đầu mới sử dụng chế phẩm Bt trừ sâu tơ hiệu quả chậm và không cao làm nhiều người trồng rau kém tin tưởng. Sau một thời gian sử dụng mới thấy sâu tơ và các sâu ăn lá khác (sâu khoang, sâu xanh) giảm hẳn. Hiện tượng này có liên quan đến sự tích lũy của vi khuẩn Bt và các loài thiên địch khác trên đồng ruộng. Việc sử dụng chế phẩm nấm ký sinh như
Beauveria, Metarhizium và nấm Trichoderma hiện nay
cũng có kết quả tương tự, cần bình tình và kiên trì áp dụng. Sử dụng các chế phẩm vi sinh góp phần tăng lượng thiên địch ký sinh, giữ gìn sự cân bằng sinh thái đồng ruộng theo hướng có lợi.
d. Tính kh ản g thuốc củ a sâu
Tính quén thuốc rồi trở lên kháng thuốc của sâu là một hiện tượng tự nhiên. Bất kỳ một loại thuốc trừ sâu nào nếu dùng liên tục thời gian dài cũng có thể làm phát sinh tính quen thuốc và kháng thuốc của sâu. Hiện tượng này do khả năng thích ứng của sinh vật và nhiều trường hợp có thể di truyền cho th ế hệ sau, tạo nên cả một thế hệ hoặc cả một chủng sâu kháng thuốc. Sâu kháng thuốc xảy ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào đặc tính của loài sâu và loại thuốc.
Trong các thuốc sinh học trừ sâu thì các thuốc tác động thần kinh như chất Avermectin và thuốc thảo mộc có khả năng dễ gây tính kháng, tuy vậy vẫn chậm hơn so với nhiều thuốc hóa học, chủ yếu do thuốc mau bị phân hủy. Các thuốc tác động cơ chế khác sẽ khó gây tính kháng hơn. Cho đến nay chưa có tài liệu nào đề cập tới tính kháng của sâu vởi vi khuẩn Bt, mặc dù đã sử dụng trên nửa th ế kỷ nay, kể cả với sâu tơ rất mau quen với nhiều loại thuốc hóa học.
Đối vứi các loài sâu dã quen thuốc hóa học, việc chuyển sang sử dụng thuốc sinh học làm hiệu quả trừ sâu tăng lên rõ rệt. Nhiều bà con các vùng trồng rau cũng ghi nhận điều này qua việc sử dụng các chế phẩm Bt và Avermectin phòng trừ sâu tơ.
2. Ả nh h ư ở n g vởi người v à m ôi trư ờ n g
a. Độ độc cấp tính
Các thuốc vi sinh, dầu thực vật và nhiều chất sinh học trừ sâu bệnh khác có độ độc cấp tính rất thấp. Trị số liều gây chết trung bình (LD5o) của B t tới trên 5.000 mg/kg, trong thực tế các chế phẩm sử dụng hầu như không độc với người và gia súCv Dầu thực vật, các chất Chitosan, Cytokinin được xác nhận là không độc. Ảnh hưởng đối với người và môi trường của các chế phẩm này nếu có, chủ yếu là do các chất phụ gia. Các chất chiết xuất từ thực vật (như Azadirachtin, Rotenone, Nicotin), các độc tố và kháng sinh từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật (như
I
Avermectin, Streptomycin, Ningnamycin...) có độ độc cấp tính cao (nhóm độc I và II). Tuy vậy do được sử dụng với liều lượng rấ t thấp (chỉ vài chục gam hoạt chất cho 1 hecta hoặc thấp hơn nữa), đồng thời lại mau phân hủy trong tự nhiên nên về thực chất các chế phẩm trên với hàm lượng hoạt chất thấp cũng rấ t ít độc với người và môi trường.
Có thể làm một thí dụ so sánh như sau. Chất Cypermethrin (chất trừ sâu nhóm Cúc tổng hợp) và chất Abamectin (nhóm sinh học) đều có LD50 khoảng 250-300 mg/kg (cùng thuộc nhóm độc II). Thuốc Sherpa 25 EC chứa 250g Cypermethrin/lít, tức là bằng 1.000 đơn vị LD50. Thuốc Vibamec 1.8 EC chứa 18 g Abamectin/lít, chỉ bằng 60 đơn vị L D 5 0 , thấp hơn
nhiều so với Sherpa 25 EC. Nếu tính theo cách này thì phải hơn 16 lít Vibamec 1.8 EC mới độc bằng 1 lít Sherpa 25 EC Vậy mà trong thực tế, Sherpa 25 EC và Vibamec 1.8 EC cùng sử dụng liều tương tự nhau, trung bình khoảng 0,5 1/ha.
b. K hả năng lưu tồn
Các chế phẩm thuốc BVTV sinh học mau phân hủy trong điều kiện tự nhiên nên thời gian cách ly nói chung rấ t ngắn (thường là 3-5 ngày, một số chế phẩm như dầu thực vật không quy định thời gian cách ly). Khả năng dể lại dư lượng trên nông sản sau khi thu hoạch vì vậy cũng rất ít.
Riêng các chế phẩm vi sinh có thể lây lan và
tồn tại trên cơ thể sâu hại một thời gian dài. Điều này có lợi do làm tăng lượng thiên địch ký sinh trên đồng ruộng góp phần hạn chế sâu hại.
c. Lượng h oạt ch ấ t sử dụng
Ảnh hưởng đến người và môi trường có liên quan đến lượng hoạt chất sử dụng. Những chế phẩm mà có lượng hoạt chất sử dụng thấp nói chung ít độc. Các thuốc sinh học có độ độc cấp tính cao (nhóm độc II) như nhóm Avermectin, kháng sinh và thảo mộc liều lượng sử dụng rấ t thấp, chỉ vài chục gam trên một ha. Căn cứ vào trị số LD50 và lượng hoạt chất sử dụng thì các chế phẩm sinh học ít độc hơn rấ t nhiều so với các thuốc hóa học. Trở lại thí dụ so sánh giữa Vibamec 1.8 EC và Sherpa 25 EC, cùng sử dụng liều 0,5 1/ha thì với Vibamec chỉ có 9 g Abarmectin còn Sherpa 25 EC là 125 g Cypermethrin cho 1 ha, trong khi LD50 qua miệng của hai chất tương tự nhau (khoảng 250-300 mg/kg).
d. Với th iên địch
Nhiều loại thuốc BVTV sinh học có tính chọn lọc, chỉ có hiệu lực cao với một số đối tượng dịch hại nhất định, do đó độ an toàn cao với các loại thiên địch. Vi khuẩn B t và virus NPV chỉ có hiệu quả cao với sâu non bộ cánh vẩy, rấ t ít hại cho côn trùng bộ khác mà trong đó phần lớn là các loài thiên địch. Thuốc nhóm Avermectin tuy có phổ tác dụng tương đối rộng nhưng cũng chỉ có hiệu lực cao với sâu hại
kích thước nhỏ (rầy, rệp, bọ trĩ, nhện đỏ) và sâu non cánh vẩy nhỏ tuổi (sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang), ít tác động với các thiên địch là côn trùng trưởng thành (kiến, bọ rùa..) và nhện lớn bắt mồi. Cũng do thuốc mau phân hủy nên khả năng hồi phục của thiên địch cũng nhanh chóng.
3. M ột s ố nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, thuốc BVTV sinh học cũng có một số nhược điểm:
- Hiệu lực trừ dịch hại nói chung thể hiện chậm:
thường sau khỉ sử dụng 3-5 ngày hiệu lực thuốc mới thể hiện rõ, nhất là thuấc vỉ sinh trừ sâu như vỉ khuẩn
Bt, virus NPV và các nấm kí sinh. Sau khi xâm nhập
vào cơ thể sâu, phải có một thời gian để các vỉ sinh vật hoạt động sản sinh chất độc gây bệnh cho sâu hoặc phát triển để ký sinh trên cơ thể sâu. Tuy vậy sau khi nhiễm độc một thời gian ngắn trong vòng 12 giờ s&u đã hoạt động chậm chạp, ân ít đi nên tác hại đã giảm.
Các thuốc trừ bệnh cây tác động theo cơ chế kích kháng cũng thể hiện hiệu quả chẬm và chủ yếu chỉ có tác dụng phòng bệnh phải sử dụng sớm và nhiều lần.
Đây có thể là ỉí do quan trọng nhất mà các thuấc sinh học còn ít được sử dụng trong sản xuất. Các thuấc sinh học trừ s&u tác động qua đường thần kỉnh và thuốc trừ bệnh kháng sinh thể hiện tác động tương đối nhanh nên mới ra đời đã được sử dụng rộng rãi, điển hình như chất Avermectin trừ sâu.
- Thời gian duy trì hiệu lực ngắn: phần lớn các thuốc sinh học đều dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên. Thường thì sau khi xử lí 12-24 giờ hiệu lực đã giảm rõ rệt. Đặc điểm này làm cho thuốc sinh học ít để lại dư lượng trên nông sản, thời gian cách ly ngắn nhưng phần nào cũng làm giảm hiệu quả phòng trừ, yêu cầu thời điểm và kỹ thuật sử dụng cần chính xác hơn. Các chế phẩm vi khuẩn Bt và virus NPV phun vào buổi chiều mát để ban đêm sâu bò ra ăn phá sẽ bị nhiễm thuốc. Phun buổi sáng thì phải qua một ngày nóng hoặc gặp mưa gió, chập tối khi sâu bò rà ăn phá thì một phần vi sinh vật trong thuôc đã bị chết hoặc giảm hiệu lực.
- Điều kiện bảo quản yêu cầu nghiêm ngặt: cũng do dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiên nên việc bảo quản các thuốc sinh học cũng yêu cầu nghiêm ngặt hơn các thuốc hóa học. Ánh sáng trực tiếp, nóng hoặc ẩm quá đều làm thuôc mau giảm hiệu lực. Đặc biệt chế phẩm vi khuẩn Samonella dùng diệt chuột phải bảo quản trong điều kiện lạnh dưới 15°c.
So với những ưu điểm thì nhược điểm của thuốc BVTV là nhỏ và hoàn toàn có thể khắc phục, chỉ cần người sử dụng am hiểu để yên tâm và sử dụng đúng kỹ thuật theo đặc tính của từng loại thuốc.
IV. SỬ DỤNG THUỐC BVTV SINH HỌC
Để phát huy ưu điểm và khắc phục nhược điểm của thuốc BVTV sinh học, kỹ thuật sử dụng thuốc có
vai trò rấ t quan trọng. Việc sử thuốc BVTV sinh học cũng tuân theo những yêu cầu và nguyên tắc như với các thuốc BVTV nội chung, để đạt hiệu quả cao và an toàn. Tuy vậy xuất phát từ các dặc điểm riêng, khi sử dụng thuốc BVTV sinh học cần lưu ý một số vấn đề.
1. Đ iều k iện sử dụng
So vứi các thuốc hóa học thì thuốc sinh học dễ bị ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên làm giảm hiệu lực phòng trừ. Nhiệt độ, ẩm độ và ánh sáng là những yếu tố ảnh hưởng rõ rệt. Nhiệt độ cao, ẩm độ thấp và ánh sáng trực xạ làm
vsv
trong thuốc dễ bị chết, các độc tố và chất kháng sinh mau bị phân hủy. Vì vậy không nên sử dụng trong điều kiện thời tiết khô và nắng nóng.Hàng ngày tốt nhất nên phun thuốc vào buổi chiều mát để thuốc không tiếp xúc ngay với điều kiện nắng, nóng ban ngày. Với các chế phẩm vi sinh, phun thuốc buổi chiều để chập tối sâu bò ra ăn dễ bị trúng thuốc. Một số chế phẩm trừ sâu (như Beauveria,
Metarchizium) nên sử dụng vào mùa mưa sẽ có hiệu
quả tốt hơn. Thời tiết mùa mưa thích hợp cho các nấm này phát triển ký sinh. Nấm đối kháng Trỉchoderma chỉ tác dụng tốt trong điều kiện đất đủ ẩm (không quá khô hoặc bị ngập nước) và có chất hữu cơ.
2. Kỹ th u ật sử dụng
a. Thực hiện nguyên tắ c “4 đú n g"
Khi sử dụng thuốc BVTV sinh học cũng cần thực
hiện nguyên tắc “4 đúng” là đúng thuốc, đúng lúc, đúng nồng độ, liều lượng và đúng cách.
- Nguyên tắc đúng thuốc chủ yếu là đối tượng phòng trừ. Cần chú ý là nhiều loại thuốc sinh học có tính chọn lọc cao, chỉ hiệu quả với một số loài hoặc nhóm sâu bệnh nhất định. Hầu hết các chế phẩm vi sinh Bt chỉ có hiệu lực với sâu non bộ cánh vẩy, nếu dùng trừ sâu bộ cánh khác sẽ không hoặc ít có hiệu quả. Chất Avermectin tuy có phổ tác dụng tương đối rộng nhưng với sâu ăn lá lớn tuổi hiệu lực rất yếu. Các chất kháng sinh (Kasugamycin, Streptomycin) chủ yếu trừ các bệnh do vi khuẩn.
Một trường hợp dễ nhầm lẫn dẫn đến kém hiệu hiệu quả là nấm đối kháng Trichoderma. Sử dụng chế phẩm này trừ bệnh lở cổ rễ cây con trên đất cạn thì tốt nhưng lại rất kém hiệu quả với bệnh đốm vằn trên ruộng lúa nước, mặc dù hai bệnh này cùng do loài nấm Rliizoctonia solani gây ra. Dùng chế phẩm này phun trừ bệnh trên cây cũng không có hiệu quả. Lí do là nấm Trichoderma chỉ phát triển trên nền đất cạn đủ ẩm và có chất hữu cơ.
- Về nguyên tắc đúng lúc, ngoài các yêu cầu chung, có mấy trường hợp cụ thể cần chú ỷ. Nấm
Trichoderma cần bón sớm khi mới trồng hoặc cây còn
nhỏ để có thời gian phát triển đủ khả năng khống chế nấm gây bệnh. Các chất sinh học tăng sức đề kháng bệnh cho cây cũng cần dùng sớm và liên tục
nhiều lần, để khi bệnh phát sinh mới phun thì hiệu quả rấ t kém.
- Về nồng độ và liều lượng sử dụng các thuốc sinh học khi cần thiết có thể tăng hơn so với các khuyến cáo trên nhãn do thuốc ít hại cây, ít hại người và môi trường.
- Về cách phun theo yêu cầu như với các thuốc khác. Chú ý phun kỹ nơi sâu bệnh tập trung gây hại nhiều.
b. S ử dụng luân p h iên thuốc
Như đã biết, bất kỳ một loại thuốc nào nếu sử dụng liên tục trong một thời gian dài cũng có thể làm cho dịch hại trở lên chống thuốc, khi đó hiệu quả của thuốc sẽ giảm. Cách tốt nhất để hạn chế tình trạng này là sử dụng luân phiên xen kẽ các loại thuốc. Đặc biệt do tính chất và cơ chế tác động khác nhau, việc sử dụng luân phiên xen kẽ thuốc sinh học và thuốc hóa học có hiệu quả rõ rệt. Hiện nay nhiều loài sâu đã thể hiện tính chống chịu với nhiều loại thuốc hóa học như sâu tơ, sâu xanh da láng, bọ trĩ, rệp muội, và cả sâu cuốn lá lúa, sử dụng phối hợp xen kẽ thuốc sinh học sẽ có hiệu quả phòng trừ cao, hạn chế sự phát triển tính chống thuốc, giảm bớt lượng thuốc hóa học.
c. S ử dụng hôn hợp thuốc
Sử dụng hỗn hợp (pha chung) các thuốc sinh học với nhau hoặc thuốc sinh học với hóa học là một biện pháp tốt làm tăng hiệu quả phòng trừ và giảm công phun.
Đảm bảo các nguyên tắc chung của sự pha hỗn hợp thuốc là các thuốc hỗn hợp có cơ chế tác động khác nhau (thuốc nội hấp hoặc vị độc với thuốc tiếp xúc), thời gian tác động nhanh chậm khác nhau, đôi tượng phòng trừ khác nhau và không có phản ứng phân hủy nhau. Pha chung xong cần phun ngay.
Dùng thuốc vi sinh Bt pha thêm thuốc hóa học, thuốc độc tố trừ sâu (như Avermectin) hoặc thuốc thảo mộc làm sâu yếu đi giúp Bt phát huy tác dụng tốt hơn.
Hỗn hợp nhóm Avermectin với dầu thực vật hoặc dầu khoáng giúp tăng hiệu lực rõ rệt. Trong hỗn hợp này, ngoài các cơ chế trực tiếp diệt sâu, dầu còn giúp Avermectin xâm nhập cơ thể sâu mạnh hơn, loang trải, bám dính lên cây tốt hơn và chậm bị phân hủy hơn.
Chú ý là có một số trường hợp không được pha chung như không pha chung với thuốc có tính kiềm cao (như thuốc Booc-đô), thuốc vi sinh không pha chung với thuốc kháng sinh và các thuốc trừ bệnh khác. Không pha trộn chế phẩm Trichoderma với các thuốc gốc đồng và thuốc trừ bệnh để bón. Trường hợp đã bón Trichoderma mà bệnh vẫn phát sinh gây hại (tức Tricho. không có tác dụng) có thể phải sử dụng thuốc hóa học để khống chế bệnh.
Để phát huy hiệu quả của phương pháp hỗn hợp, hiện nay trên thị trường có nhiều chế phẩm hỗn hợp thuốc sinh học với nhau hoặc với thuốc hóa học. Thí
dụ hỗn hợp vi khuẩn Bt với chất Nereistoxin (thuốc Ô long) hoặc với Abamectin (Kuraba, Akido, ABT...). Hỗn hợp Abamectin với các thuốc sinh học như với Matrine (Amara, Ametrintox, Sudoku...) với Azadirachtin (Fimex, Agassi, ElicoL..), hoặc hỗn hợp với các thuốc hóa học như với Chlorpyrifos Ethyl (Acek, Vibafos...), với Imidacloprid (Abamix, Sieusauray...), với Permethrin (Dolimex). Đặc biệt chế phẩm hỗn hợp Abamectin hoặc Emamectin với dầu khoáng là một hỗn hợp tốt đang được chú ý nhiều (Đầu trâu Bihopper, Feat, Batas, Eska...).
Các thuốc phòng trừ bệnh sinh học cũng có thể pha chung với nhiều thuốc trừ bệnh hóa học để tăng hiệu quả phòng trừ. Điển hình như pha chung thuốc gốc đồng (tiếp xúc) với thuốc kháng sinh (nội hấp) để tăng hiệu quả phòng trừ các bệnh do vi khuẩn. Hiện cũng có một số chế phẩm hỗn hợp đồng với kháng sinh như đồng với Kasugamycin (Kasuran) với Streptomycin (Cuprumicin, Batocide).
Khi bệnh phát sinh có thể sử dụng Chitosan pha chung với kháng sinh hoặc thuốc hóa học để vừa tăng sức đề kháng cho cây vừa tăng hiệu lực diệt vi sinh yật gây bệnh, hiệu quả sẽ cao hơn. Hiện cũng có hỗn hợp Chitosan pha chung với kháng sinh Polyoxin (thuốc Starone) dùng phòng trừ nhiều loại bệnh cho cây trồng.
d. Đề p h ò n g ngộ độc và đ ả m bảo th ờ i g ia n cách ly
Ngoài một số thuốc vi sinh, dầu thực vật và dầu khoáng hầu như không độc với người, các loại thuốc khác như các độc tố và kháng sinh, thuốc thảo mộc có độ độc trung bình hoặc độc cao với người, gia súc và cá, khi sử dụng cần thực hiện các biện pháp an toàn và thời gian cách ly ghi trên nhãn thuốc. Do mau phân hủy và liều lượng sử dụng thấp nên các thuốc sinh học có thời gian cách ly ngắn, trung bình chỉ từ 3-5 ngày.
3. B ảo vệ th iê n đ ịch
Nhóm thuốc trừ sâu Avermectin và thảo mộc cũng tương đối hại thiên địch, khi phun thuốc chú ý tránh thời gian và nơi thiên địch phát triển và tập trung sinh sống.
V. PHƯƠNG PH Á P SẢN XUẤT
Các thuốc BVTV sinh học sản xuất bằng công nghệ sinh học và chiết xuất. Chất lượng thuốc phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản xuất.
1. T huốc vi sinh: Quá trình sản xuất phải qua nhiều công đoạn.
- Thu thập nguồn: nguồn vi sinh ban đầu thường
thu thập trong tự nhiên từ các vật chủ bị ký sinh, dựa vào triệu chứng bị bệnh.
- Phân lập: nguồn ký sinh thu thập về dưa vào phòng thí nghiệm để kiểm tra và phân lập chọn đúng dòng vi sinh cần thiết, loại bỏ các dòng lẫn tạp. Một con sâu bị bệnh trong tự nhiên có thể bởi nhiều dòng Bt, trong đó chỉ có một vài dòng hiệu lực cao dùng làm thuốc trừ sâu, nhiều khi còn lẫn cả virus hoặc nấm. Nấm Trichoderma cũng có nhiều dòng có hiệu lực đối kháng khác nhau đối với nấm bệnh. Để sản xuất chế phẩm có chất lượng tốt cần phân lập đúng dòng vi sinh thuần khiết.
- Nuôi nhân: chọn môi trường nuôi nhân thích hợp với các loài vi sinh vật. Môi trường và kỹ thuật nuôi nhân có ảnh hưởng lớn tới chất lượng sản phẩm. Phải làm sao cho v s v nhân được nhanh và nhiều, đảm bảo số lượng v s v trong chế phẩm đúng yêu cầu và chất lượng tốt. Với công nghệ sản xuất chế phẩm Bt hiện nay thường chỉ đạt đến mức 2 X 109 bào tử/ml trong dịch lên men, chất lượng nhiều mẻ không ổn định. Hiện cũng có môi trường nuôi nhân Bt đạt lượng bào tử cao gấp 5-10 lần nhưng giá thành lại cao.
- Tạo chế phẩm: sau khi môi trường nuôi nhân có số lượng v s v đạt yêu cầu thì lọc, sấy khô và pha trộn phụ gia để tạo chế phẩm đưa ra thị trường sử dụng.
2. Thuốc độc tấ và kháng sinh .
Các độc tố và kháng sinh được chiết xuất từ môi trường nuồi cấy vi sinh vật. Các công đoạn sản xuất nói chung giống với thuốc vi sinh. Để dược loại kháng
sinh cần có phải chọn đúng dòng vi sinh vật, vì vậy khâu phân lập chọn dòng cần đặc biệt chú ý, khống để lẫn tạp.
Khi kiểm tra phân tích môi trường nuôi nhân có lượng độc tô' và kháng sinh đạt yêu cầu thì tiến hành chiết xuất. Việc chiết xuất đòi hỏi kỹ thuật cao bởi trong môi trường
vsv
có nhiều dạng độc tố và kháng sinh có hiệu lực khác nhau, cần tinh lọc loại bỏ các dạng có hiệu lực thấp. Thí dụ chất độc Avermectin có hai dạng Bia và Bib, trong đó dạng Bia hiệu lực mạnh hơn. Chất kháng sinh Validamycin sinh ra trong môi trường cũng có nhiều dạng, trong đó dạng A có hiệu quả tốt nhất. Cùng là chế phẩm Validamycin A đăng ký với hàm lượng như nhau nhưng chế phẩm nàồ ít bị lẫn các dạng khác là chế phẩm chất lượng cao. Điều này phụ thuộc vào trình độ công nghiệp của nhà sản xuất, người quản lí rấ t khó kiểm tra xác định.Sau khi tinh lọc đến khâu tạo sản phẩm.
3. Thuốc th ảo m ộc
Công việc quan trọng nhất là khâu chiết xuất. Làm sao chiết xuất được lượng hoạt chất nhiều nhất để tăng hiệu xuất, điều này phụ thuộc vào phương pháp và công nghệ chiết xuất.
Khi chọn nguyên liệu cũng cần kiểm tra phân tích trưđc để xác định lượng hoạt chất. Cùng là loài cây thuốc cá Deris elliptica, nhưng loài có số lá chét nhiều thì hàm lượng Rotenone cũng nhiều, ngoài ra
còn phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và đất đai nơi cây sinh sống.
4. C ác c h ấ t sin h h ọ c k h á c
- Chất Chitosan và Oligo sacarit điều chế từ vỏ tôm, cua và một số loài tảo biển, vỏ tôm cua tinh lọc lấy Chitin rồi qua các phản ứng thủy phân tạo thành Chitosan và Oligo sacarit. Tinh lọc và thủy phân tốt sẽ cho các phân tử có mạch ngắn, hiệu quả phòng trừ sẽ cao hơn. Tảo biển thì dùng phương pháp chiết xuất.
- Chất Phenol được chiết xuất từ than bùn và một số loài cây cỏ (xoài, vải, hoa hòe, bồ kết, cúc dại).
- Axít humic và axít fulvic tách chiết chủ yếu từ than bùn. Phương pháp nói chung đơn giản. Axít humic có tỉ Ịệ khá cao trong than bùn (từ 20-30%) nhưng không tan trong nước. Muốn chế thành sản phẩm sử dụng được phải chuyển thành dạng muối humat tan trong nước. Phương pháp thường dùng là ủ than bùn với nước amoniac hoặc clorua kali (KC1) để tạo thành humat axnôn hoặc humat kali. Phản ứng xảy ra tương đối nhanh, chỉ trong vòng từ 5-10 giờ. Những humat này có thể hỗn hợp với phân bón lá, thuốc trừ bệnh hoặc làm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng.
Axít fulvic tan được trong nước nên có thể lọc trực tiếp từ than bùn.
Các phương pháp chế tạo công nghệ là để có sản phẩm thương mại lưu hành trên thị trường. Ngoài ra một sô' trường hợp có thể dùng phương pháp thủ công đơn giản để sử dụng. Ra đồng ruộng thu thập xác côn trùng bị vi sinh vật ký sinh rồi nghiền nhỏ hòa nước phun lên sâu hại. Rễ cây Deris đập n át ngâm nước 8-12 giờ, vắt lọc lấy nước phun trừ sâu. Lượng rễ dùng là 1 kg ngâm với 80-100 lít nước.
Phần thứ hai
ĐẶC ĐIỂM CÁC NHÓM THUỐC BVTV
SINH HỌC
I. THUỐC VI SINH
Là những chế phẩm mà thành phần hữu hiệu là các vi sinh vật sống dưới dạng bào tử hoặc nang. Hầu h ết các nhóm
vsv
(nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng) đều có những loài có tác dụng ức chế hoặc tiêu diệt dịch hại được sử dụng làm thuốc BVTV.Những loài
vsv
này gây bệnh cho cơ thể dịch hại (vật chủ). Sự gây bệnh cho vật chủ là do vi sinh vật lấy chất dinh dưỡng trong cơ thể, phá hoại tế bào hoặc các cơ quan chức năng sinh lý của vật chủ. Phần lớn cácvsv
khi ký sinh còn sinh ra các chất độc ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý của vật chủ. Vi khuẩnBt sinh ra độc tố Endotoxin. Các loài nấm gây ra chất
kháng sinh.
Quá trình từ khi
vsv
tiếp xúc với dịch hại đến khi biểu hiện triệu chứng là quá trình nhiễm bệnh. Sự nhiễm bệnh chủ yếu bằng con đường qua da và qua thức ăn, riêng virus còn có thể qua trứng côn trùng. Sau khi nhiễm bệnh một thời gian thì biểu hiện triệu chứng bệnh.Các triệu chứng thường thấy của côn trùng khi bị
vsv
xâm nhiễm gây bệnh là cơ chế biến dạng (thân gầy yếu, đầu to, mình nhỏ), hành vi không bình thường (bị kích động bò lung tung hoặc yếu ớt chậm chạp), ăn ít, cơ thể biến màu, ngoài ra còn có các biến đổi bên trong tế bào và các mô chức năng (thần kinh, tiêu hóa, sinh học). Chuột bị nhiễm khuẩn Salmonella thì bị bệnh đường tiêu hóa.Khả năng gây bệnh cửa vi sinh vật lên vật chủ yêu cầu những điều kiện nhất định. Những điều kiện này liên quan đến hai mặt là sức đề kháng của vật chủ và sự phát triển
vsv.
Sức đề kháng của vật chủ thể hiện ở tập tính sinh hoạt (sự di chuyển đi tìm thức ăn, thời gian hoạt động, tính lẩn tránh) và sự hoạt động của các chức năng sinh lý (cường độ trao đổi chất, sức ăn, hô hấp...). Sâu non nhỏ tuổi sức đề kháng yếu hơn sâu lớn tuổi. Sử dụng phối hợp hoặc luân phiên với thuốc hóa học làm giảm sức đề kháng của sâu. Nhiệt độ cao làm sâu hô hấp mạnh sẽ dễ bị trúng độc hơn. Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến khả năng phát triển gây bệnh củavsv
gồm các yếu tố về khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm,, ánh sáng), đất và cây trồng. Nhiệt độ cao và ẩm độ thấp có th ể làm chết vi sinh vật. Ấm độ cao thích hợp chovsv
phát triển và xâm nhiễm vào cơ thể vật chủ dễ dàng. Trong đất có pH thấp, vi khuẩn và nấm diệt bọ hung tốt hơn. Đất có nhiều chất hữu cơ tạo điều kiện cho nấm đối khángTrichoderma sinh sống và phát triển hạn chẽ nấm
39
gây bệnh. Sử dụng chế phẩm vi sinh ở thời kỳ cây trồng phát triển cành lá nhiều sẽ giảm khả năng tiếp xúc xâm nhiễm của v s v với sâu hại, phải tăng cường thuốc và phun thuốc nhiều lần. Đặc biệt chú ý tiểu khí hậu đồng ruộng vì có ảnh hưởng trực tiếp đến sự xâm nhiễm gây bệnh của v s v . Hầu hết các v s v gây bệnh côn trùng thích hợp điều kiện nhiệt độ và ẩm độ cao, ít ánh sáng.
Thuốc BVTV vi sinh bao gồm thuốc nhóm nấm, nhóm vi khuẩn, nhóm virus và nhóm tuyến trùng phòng trừ sâu, bệnh và chuột.
1. T huốc vi sin h nhóm n ấm
a. N ấ m tr ừ sâu: phần lớn các nấm trừ sâu thuộc
nhóm nấm mốc (Entomophthorales) và nhóm nấm bất toàn (Deuteromycetes).
- Nấm mốc: Nấm mốc ký sinh trên côn trùng
thường thấy các loài:
Nấm mốc ruồi: Entomophthora muscae. Nấm mốc ngoài đèn: E.aulicae
Nấm mốc bọ hung: Erynia brachmina Nấm mốc hình cầu: E.radiaus
Nấm mốc rận: E.delphacis
Cấu tạo nấm mốc tương đối phức tạp, bao gồm sợi nấm, cuống bào tử, bào tử phân sinh, bào tử ngủ, rễ giả và thể nguyên sinh. Trong các chế phẩm làm thuốc trừ
sâu chủ yếu gồm bào tử phân sinh và bào tử ngủ, là các dạng tồn tại tương đối bền trong điều kiện tự nhiên. Cũng có thể dùng sợi nấm để sản xuất chế phẩm.
Sau khi bám lên da côn trùng, bào tử nảy mầm thành sợi nấm xuyên qua da và kí sinh trong cơ thể. Sợi nấm phát triển thành các bào tử phân sinh mọc trên các cuống dài tạo thành một lớp mốc bao phủ khắp cơ thể côn trùng.
Phần lớn nấm mốc có tính chuyên hóa cao, chúng xâm nhiễm gây hại những loài sâu bộ cánh vẩy (Lepidoptera). Nấm mốc bọ hung gây bệnh cho bọ hung và các loài cánh cứng (Coleoptera). Nấm mốc rận gây bệnh cho rầy, rệp và các sâu bộ cánh đều (Homoptera).
c
1
2 3
Hình dạng một số bào tử nấm mốc
1. Bào tử phân sinh (a. Sợi nấm; b. Cuống bào tử; c. Bào tử) 2. Bào tử tiếp hợp; 3. Bào tử vách dày
Nước ta là nước nhiệt đới, ẩm độ thích hợp cho nấm mốc phát triển. Trong tự nhiên chúng là những nấm ký sinh sâu hại rấ t phổ biến. Tuy vậy việc nghiên cứu sử dụng chế phẩm làm thuốc BVTV đến nay hầu như chưa có, Riêng loài nấm mốc
Entomophthora có chế phẩm hỗn hợp với Beauveria
và Metarchizium (Bemetent).
- Nấm bất toàn: nấm bất toàn gây bệnh côn
trùng gồm các loài chính là:
Nấm bào tử hình thoi: Aschersonia Nấm trắng (bạch cương): Beauveria Nấm xanh (lục cương): Metarchizium Nấm tựa mốc xanh: Paecilomyces Nấm hoang dã: Normuraea Nấm nhiều lông: Hirsutella
Nấm bào tử bao đầu: Cephalosporium
Các loài nấm này ký sinh trên sâu non làm cho thân sâu khô cứng lại trên đó mọc đầy sợi nấm và bào tử phân sinh có các màu sắc đặc trưng khác nhau. Nấm bạch cương có màu trắng, nấm lục cương màu xanh lá cây. Nấm tựa mốc xanh thì mọc lên lớp nấm mịn màu xanh giống như nấm mốc xanh Penicilium.
Mỗi loài nấm ký sinh trên một số loài sâu nhất định. Nấm bào tử hình thoi ký sinh trên rệp phấn cam, quít. Nhiều nước đã sử dụng chế phẩm nấm này phòng trừ rấ t có hiệu quả. Nấm trắng ký sinh chủ yếu các loài sâu bộ cánh vẩy và cánh nửa. Nấm xanh ký sinh nhiều loài sâu cánh vẩy, cánh cứng và cánh nửa. Nấm tựa mốc xanh ký sinh nhiều loại cánh nửa, cánh cứng, cánh màng, cánh vẩy và hai cánh, ngoài ra còn ký sinh trên tuyến trùng. Nấm hoang dã chủ yếu ký sinh bộ cánh vẩy, hiện đã sử dụng trừ sâu cho ruộng đậu, bông, ngô, lúa. Nấm nhiều lông ký sinh trên các loài nhện hại cây. Nấm bào tử bao đầu dùng phòng trừ rệp sáp.
Ở nước ta đã sản xuất và sử dụng các chế phẩm nấm Beauveria, Metarhizium làm thuốc trừ sâu. Đã thu thập lưu trữ trên 10 chủng nấm Metarchizium từ nhiều loài côn trùng.
b. N ấm tr ừ bệnh
Thuốc vi sinh dùng phòng trừ nấm và những vi khuẩn gây bệnh cây hiện nay chưa nhiều, chủ yếu là dùng các chất kháng sinh do chúng tiết ra để làm
thuốc trừ bệnh cây. Chế phẩm vi sinh trừ bệnh cây sử dụng phổ biến hiện nay là nấm Trichoderma phòng trừ các loài nấm hại trong đất và nấm Paecỉlomyces dùng trừ tuyến trùng.
- Nấm Trichoderma: là loài nấm hiếu khí sống phụ sinh trên xác bã hữu cơ thực vật trong đất. Chúng phân hủy cellulose trong xác bã thực vật tạo thành chất mùn cung cấp dinh dưỡng cho cây và tăng độ phì nhiêu cho đất. Trong quá trình sinh sống chúng ức chế sự sinh trưởng của nhiều loài nấm gây bệnh cây có trong đất (như nấm Fusarium,
Rhizoctonia, Sclerotium, Pythium). Sợi nấm
Trichoderma quấn chặt các sợi nấm khác. Đồng thời
tiết ra chất kháng sinh tiêu diệt nấm bệnh, được coi là loài nấm đối kháng quan trọng với các loài nấm bệnh trong đất.
Trichoderma gồm nhiều loài có mức độ đối kháng
khác nhau với các loài nấm bệnh. Trong thực tế người ta thường chế tạo sản phẩm hỗn hợp nhiều loài
Trichoderma để phòng trừ được nhiều loài nấm bệnh.
Ở ta hiện nay đã xác đinh và sử dụng các giống
Trichoderma virens, T.viride, T.koningii, T.harzmnum. - Nấm trừ tuyến trùng: Hiện nay người ta đã
xác định và sử dụng một số loài nấm để trừ tuyến trùng, trong đó chủ yếu có hai loài là Arthrobotrys
irregularis và Paecilomyces lilacinus. Ngoài ra, nấm Trichoderma viride cũng có khả năng hạn chế tuyến
trùng. Nấm ký sinh trên co' thể tuyến trùng giống như trên cơ thể sâu.
Ở Pháp, nấm Arthrobotrỵs đã sản xuất thành chế phẩm có tên là Royal 350 dùng trừ tuyến trùng Meloidogyne hại lúa mạch den và tuyến trùng Ditylenchus hại nấm ăn. Ớ ta, nấm Peacilomyces cũng đã có chế phẩm Polila dùng trừ tuyến trùng cho nhiều loại cây.
Ngoài ra còn có một sô" loài nấm khác ký sinh trên tuyến trùng như các loài Nematoctonus,
Hirsutella, Dactỵlella, Verticilium... Do hiệu quả
không cao nên các loài nấm này không được tạo thành chế phẩm trừ tuyến trùng.
2. Thuốc v i sin h nhóm vi khuẩn
a. Vi khuẩn tr ừ sâu
Trong tự nhiên có tới 80-90% côn trùng bị chết do vi sinh vật gây bệnh, trong đó vi khuẩn chiếm đa số. Đã phát hiện hàng trăm loài vi khuẩn có thể gây bệnh cho côn trùng, hầu hết chúng thuộc họ vi khuẩn que (Bacillaceaej có phản ứng gram dương.
Dựa vào phạm vi ký sinh trên vật chủ chia thành vi khuẩn chuyên ký sinh, vi khuẩn kiêm ký sinh và vi khuẩn tiềm ẩn. Vi khuẩn chuyên ký sinh có phạm vi vật chủ hẹp, khó phát triển trên môi trường nhân tạo, chỉ phát triển trong cơ thể côn trùng. Vi khuẩn kiêm ký sinh có thể phát triển ngoài
45
cơ thể côn trùng nên có thể nuôi trên môi trường nhân tạo. Vi khuẩn tiềm ẩn cũng có thể phát triển trên môi trường nhân tạo nhưng do chất độc sinh ra ít nên tác dụng diệt sâu không cao, ít sử dụng làm thuốc trừ sâu.
Những loài vi khuẩn dùng làm thuốc trừ sâu cần có một số tính chất cơ bản như độ độc cao, tác dụng nhanh, tương đối ổn định trong tự nhiên, có khả năng lây lan, an toàn với người và môi trường, có thể sản xuất hàng loạt với khối lượng lớn. Hiện nay chủ yếu mới chỉ sử dụng 2 loài vi khuẩn làm thuốc trừ sâu là vi khuẩn sữa Bacillus popiliae (viết tắ t là Bp) và vi khuẩn qúe Bacillus thuringiensỉs (viết tắ t là Bt).
- Vi khuẩn sữa Bp: là vi khuẩn chuyên ký sinh sâu
non bọ hung. VK có thể sinh sản trong cơ thể bọ hung non, xâm nhiễm qua đường tiêu hóa. Vi khuẩn sinh sản hàng loạt trong xoang máu làm máu bị đục nên sâu non thành màu trắng sữa, nếu bẻ chân hoặc chích vào cơ thể từ vết thương sẽ chảy ra dịch màu trắng sữa, qua kính hiển vi sẽ thấy trong đó nhiều tế bào vi khuẩn. Theo Beard, trong mỗi gam đất có 4 X 106 tế bào vi khuẩn có thể làm chết trên 95% bọ hung.
Vi khuẩn Bp phát triển thích hợp ở phạm vi nhiệt độ
16-36°c.
Dùng VK Bp phòng trừ bọ hung là biện pháp phòng trừ sinh học rất hiệu quả. Ở Mỹ và Columbia dùng chế phẩm Bp phòng trừ bọ hung trên diện tích
