BÁO CÁO VI SINH MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỦA VI SINH ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/cong-nghe-sinh-hoc/... · trƯỜng ĐẠi hỌc nÔng lÂm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BÁO CÁO VI SINH MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT CHẾ PHẨM

THUỐC TRỪ SÂU

GV HƯỚNG DẪN: NGUYỄN NGỌC TÂM HUYÊN

LỚP DH10DL

1. Nguyễn Vũ Hảo

2. Nguyễn Thị My Ly

3. Phạm Thị Khánh Ly

4. Dương Thị Mỹ Nhi

TP.HCM - THÁNG 8/2011

Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM Khoa Môi Trường và Tài Nguyên

5. Trần Thị Ni Ni

MỤC LỤCMỤCLỤC…………………………………………………………………….2

I. ĐẶT VẤN ĐỀ..…………………………………………………………… 3

I.1Thực trạng, hậu quả về tình hình sâu bệnh hại cây trồng..………………...3

I.2Ưu, nhược điểm của thuốc trừ sâu hóa học…………..…………………….5

I.3 Tính ưu việt của thuốc trừ sâu sinh học..………………………………….6

I.4 Mục tiêu của đề tài..……………………………………………………….6

II.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT CHẾ PHẨM THUỐC TRỪ SÂU..…………………………………………..……7

II.1 Khái niệm.………………………………………………………………..7

II.2 Phân loại….………………………………………………………………7

III. MỐI QUAN HỆ GIỮA VI SINH VẬT VÀ CHẾ PHẨM THUỐC TRỪ SÂU CÓ NGUỒN GỐC SINH HỌC.………………………………………7

III.1 Sử dụng vi khuẩn gây bệnh côn trùng……………………………………8

III.2. Sử dụng xạ khuẩn gây bệnh côn trùng….……………………………...15

III.3Sử dụng nấm gây bệnh côn trùng..…………………………………… ...16

III.4 Sử dụng virus trong gây bệnh côn trùng……………………………......20

IV. QUY TRÌNH SẢN XUẤT THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC…….…...25

IV.1 Quy trình sản xuất thuốc trừ sâu từ vi khuẩn.…………………………..26

IV.2 Quy trình sản xuất thuốc trừ sâu từ virus….……………………………30

IV.3Quy trình sản xuất thuôc trừ sâu từ nấm….…………………………......32

V. THÀNH TỰU, THÁCH THỨC….…….……………………………….33 Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

2


V.I Thành tựu…….…………………………………………………………..34

V.2 Thách thức…….…………………………………………………………35

VI.KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ…..…………………………………………38

VI.1Kết luận…….……………………………………………………………38

VI.2 Kiến nghị…….…….……………………………………………...…….38

VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO…..…………………………………………39

Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

3


I.ĐẶT VẤN ĐỀ

I.1Thực trạng, hậu quả về tình hình sâu bệnh hại cây trồng

Theo thống kê của Tổ chức Lương – Nông thế giới cho thấy: các loài cây tồng bệnh hiện nay trên đồng ruộng phải chống đỡ với 100.000 loài sâu hại khác nhau, 10.000 loài nấm, 200 loài vi khuẩn, 600 loài tuyến trùng và 600 loài virus gây bệnh. Đây quả là một lực lượng hùng hậu tấn công cây trồng, gây tổn thất lớn cho mùa màng.

Rừng thông si sâu ăn trụi hết lá


4


Sâu cuốn lá phá hoại lúa Dịch rầy nâu, rầy lưng trắng

Vì vậy,hàng năm khoảng 20% (tức 1/5) sản lượng lương thực thực phẩm trên thế giới bị mất trắng. Hậu quả kéo theo đó là nạn đói xảy ra , ảnh hưởng nghiêm trọng tới cuộc sống của con người. Đặc biệt, nghiêm trọng nhất là ở châu Phi.

Đại dịch châu chây ở Bắc Phi


5


Do điều kiện tự nhiên khó khăn, cùng nạn dịch sâu bệnh phá hại mùa màng , vì vậy vấn đề lương thực luôn là một trong những vấn đề nan giải ở châu Phi

Ngày 26/3/1993, tờ New York Times đăng một tấm ảnh có tên “Kền kền chờ đợi” mô tả hình ảnh một bé gái Sudan (châu Phi) sắp chết đói đang gục đầu trước sự chờ đợi của một con kền kền ăn xác chết


6


Để giả quyết vấn đề trên, con người đã tích cực tìm kiếm các biện pháp phòng chống các tác nhân gây hại. Từ đó đã ra đời nền công nghệp hóa học thuốc trừ sâu, diệt các mầm bệnh cho cây trồng. Cho đến nay không ai có thể phủ nhận vai trò tích cực của thuốc hóa học trừ sâu bệnh hại cây trồng.

I.2 Ưu , nhược điểm của thuốc trừ sâu hóa học

Ưu điểm :Có hiệu quả nhanh trên quy mô lớn

Nhược điểm: Ô nhiễm môi trường khi dùng chất diệt cỏ hoặc thuốc trừ sâu hóa học , làm cho con người bị ngộ độc, súc vật bị chết và cả khu hệ sinh vật đi kèm quanh hệ cây trồng cũng bị ảnh hưởng. Cân bằng sinh thái cũng bị phá hủy nghiêm trọng. Đáng ngại hơn, một số thuốc trừ sâu chậm bị phân hủy và có thể giữ tác dụng của mình rất lâu trong đất ( ví dụ DDT giữ được 25 năm). Như vậy các hợp chất này được tích lũy lại trong đất và nồng độ của chúng tăng dần theo thời gian. Đặc biệt nghiêm trọng hơn là sự tùy tiện về liều lượng và thời gian phun thuốc hóa học chống sâu bệnh đã tạo nên dư lượng thuốc không cho phép trên các loại rau màu và lương thực, gây nên những vụ ngộ độc thực phẩm rất tai hại cho sức khỏe con người.

Trước thực trạng này, con người không chịu bó tay. Những cuộc tìm kiếm, thử nghiệm các biện pháp mới đã được tiến hành và cuối cùng đã thu được kết quả rất khả quan. Cũng từ đó các chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh đã được tiến hành và đã thu được những kết quả khả quan. Cũng từ đó, các chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh cho cây trồng có nguồn gốc sinh học được ra đời. Thoạt tiên, người ta chỉ chú ý tới những loài côn trùng có lợi trong đấu tranh sinh học như bọ rùa, bọ xít, ong kí sinh… Sau một thời gian, người ta phát hiện được vai trò tích cực của vi sinh vật trong việc điều chỉnh cân bằng sinh học của sinh quần. Biện pháp đấu tranh sinh học được hoàn thiện thêm dần khi người ta sử dụng vi sinh vật để phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng. Ở nhiều nước, chế phẩm vi sinh vật được sản xuất ở quy mô lớn và được sử dụng rộng rãi trong công tác phòng trừ sâu bệnh cho hàng triệu hecta cây trồng và cây rừng. Có thể nói biện pháp đấu tranh sinh học bằng vi sinh vật đã thực sự trở thành một nội dung quan trọng của hệ thống phòng trừ sâu bệnh tổng hợp.

I.3. Tính ưu việt của thuốc trừ sâu sinh học


7


- Không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng. Không gây ô nhiễm môi trường sinh thái

- Có tác dụng cân bằng hệ sinh thái ( vi sinh vật, dinh dưỡng …) trong môi trường đất nói riêng và môi trường nói chung.

- Ứng dụng các chế phẩm sinh học không làm hại kết cấu đất, không làm chai đất, thóai hóa đất mà còn góp phần tăng độ phì nhiêu của đất.

- Có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản phẩm.

- Có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng đề kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trường như các lọai thuốc BVTV có nguồn gốc hóa học khác.

- Có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, công nghiệp, góp phần làm sạch môi trường.

Do những đặc tính ưu việt của chế phẩm diệt côn trùng có nguồn gốc vi sinh vật nên các chế phẩm này được ứng dụng ngày một rộng rãi hơn.

I.4 Mục đích của đề tài

Hiện nay, thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học đang được sử dụng tràn lan và việc sử dụng tùy tiện liều lượng đã gây tác động xấu tới môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và sinh vật trong hệ sinh thái,… Chính vì vậy đề tài sử dụng vi sinh vật trong sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu phòng bệnh cho cây trồng với mục tiêu giới thiệu tổng quan về vi sinh vật, các đặc điểm , cấu trúc , cơ chế tác động của chúng lên sâu bệnh,… Để từ đó phổ biến vai trò , lợi ích của vi sinh vật trong sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu bảo vệ cây trồng nhằm góp phần giải quyết vấn đề sâu bệnh hại cây trồng mà vẫn đảm bảo cân bằng sinh thái, không gây ô nhiễm môi trường và đảm bảo sức khỏe của con người và sinh vật. Đồng thời kêu gọi mọi người sử dụng thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học thay thế cho thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa


8


học để phát triển một nền nông nghiệp bền vững, an toàn và để xây dựng trái đất xanh, sạch, đẹp.

II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT CHẾ PHẨM THUỐC TRỪ SÂU

II.1.Khái niệm: Thuốc trừ sâu vi sinh là những chế phẩm sinh học được sản xuất ra từ các chủng vi sinh vật được nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng khác nhau theo phương pháp thủ công, bán thủ công hoặc phương pháp lên men công nghiệp để tạo ra những chế phẩm có chất lượng cao có khả năng phòng trừ được các loại sâu hại cây trồng nông, lâm nghiệp.

II.2 Phân loại

-Thuốc trừ sâu vi sinh có nguồn gốc từ vi khuẩn: bao gồm vi khuẩn que bào mầm( Bacillaceae), nấm que ruột (Enterrobacteriaceae), vi khuẩn đơn bào giả ( Pseudomonadceae). Trong các loài đó có loài chuyên kí sinh, có loài kiêm kí sinh. Chúng được sử dụng nhiều nhất là các loài thuộc chi vi khuẩn thuộc que bào tử mầm (Bacillus).

-Thuốc trừ sâu vi sinh có nguồn gốc từ nấm: Nấm có phạm vi kí sinh rât rộng, chỉ riêng thống kê phạm vi của nấm bạch cương là 700 loại thuộc 149 họ 15 bộ côn trùng, hơn 10 loài nhện. v.v…

- Thuốc trừ sâu vi sinh có nguồn gốc từ virus: Vào những năm cuối thế kỉ XX người ta đã lợi dụng virus để khống chế sâu hại. Năm 1975 người ta đã phát hiện chúng ký sinh trên 700 loài côn trùng và nhên u. Trong lâm nghiệp thường sử dụng virus dạng que, virus đa diện tế bào chât (CPV), gần đây người ta đã sử dụng cá loại virus đa diện nhân ( NPV) và virus đa diên dạng cầu (GV).

- Thuốc trừ sâu vi sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn.

III. MỐI QUAN HỆ GIỮA VI SINH VẬT VÀ CHẾ PHẨM THUỐC TRỪ SÂU CÓ NGUỒN GỐC SINH HỌC.

Hiện nay người ta đã biết tới 1500 loại vi sinh vật hoặc sản phẩm của chúng có khả năng tham gia vào công việc phòng trừ sâu bệnh, trong đó bao gồm nhiêu nhóm vi sinh vật khác nhau như vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc,virus … Để dễ


9


dàng theo dõi và nắm bắt được vai trò của vi sinh vật trong sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu, chúng ta sẽ tìm hiểu về từng nhóm vi sinh vật , để từ đó sản xuất ra từng loại chế phẩm thuốc trừ sâu phù hợp với nó.

I.1Sử dụng vi khuẩn gây bệnh côn trùng

Côn trùng chết trong tự nhiên chiếm 80-90%,trong đó hầu hết chết do vi sinh vật,mà vi khuẩn là loài vi sinh vật chiếm đa số. Do đó, trong điều kiện tự nhiên, vi khuẩn có tác dụng không nhỏ trong việc điều chỉnh số lượng quần thể sâu hại. Trong đó một só quần thể vi khuẩn đã được sản xuất thành chế phẩm dùng để phòng trừ sâu hại rừng.

Người ta đã phát hiện hàng trăm loài vi khuẩn có quan hệ với côn trùng, trong đó có khoảng 90 loài gây bệnh.

Trong tự nhiên những loài vi khuẩn gây bệnh không phải đều có thể tạo thành chế phẩm trừ sâu và cần có một số tính chất cơ bản về độ độc,tính ổn định, khả năng lây lan, tác dụng nhanh,chọn lọc tốt, có thể sản xuất hàng loạt, kinh tế và an toàn.

a) Một số loài vi khuẩn sinh bào tử điển hình có khả năng điển hình diệt sâu hại.

- Clostridium brevifaciens.

- Clostridium malacosomae.

- Bacillus cereus.

- Bacillus thuringienis.

- Bacillus popillae.

b) Một số loài vi khuẩn không sinh bào tử điển hình có khả năng diệt sâu

- Seratia marcescens


10


Pseudomonas putida Pseudomonas aeruginosa

Proteusmarabilis Proteusvulgaris

Trong số rất nhiều loài vi khuẩn có khả năng gây bệnh cho côn trùng nói trên thì Bacillus thuringiensis (thường được gọi tắt là Bt) là loại chủ yếu, thường được dùng để tạo chế phẩm giết sâu hại. Có tới trên 300 loài chủng Bac. Thuringiensis khác nhau đã được xác định.

*Vi khuẩn Bac. Thuringiensis

Vi khuẩn này được nhà côn trùng người Đức phát hiện ra năm 1911 tại Thuringi vùng Địa Trung Hải sau khi phân lập trên loài sâu xám.Trong thập kỉ 60 của thế Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

11


kỉ XX người ta còn phát hiện ra được nhiều biến loài trên sâu xám, sâu róm thông, sâu xanh, … và đã tạo ra chế phẩm B.t.

Kích thước hiển vi của Bacillus thuringiensis

Đặc điểm: Tế bào Bt điển hình có dạng que, kích thước tương đối lớn so với các vi khuẩn khác (3-6 × 0,8-1,3µm), Gram dương, có tiên mao mọc khắp cơ thể, đứng riêng lẻ hay tạo thành chuỗi, khi tế bào trưởng thành thường xuất hiện tế bào hình trứng và một tinh thể độc hình quả trám.

Đặc tính sinh lý của vi khuẩn Bt:

Bt sinh trưởng trong điều kiện nhiệt độ 120 – 400C, nhiệt độ thích hợp là 27 – 320C, 35 -400C sinh trưởng nhanh nhưng chóng lão hóa, nhiệt độ thấp chúng sinh trưởng rất chậm.

pH thích hợp là 7,5, ở pH = 8,5 vẫn có thể hình thành bào mầm.

c)Một số loài sâu bị vi khuẩn Bac. thuringiensis gây chết


12


Có khoảng hơn 200 loài côn trùng có thể bị vi khuẩn Bt gây chết, trong số này đa số là các loại sâu hại cây trồng và cây rừng.

Ngài đêm hại su hào, bắp cải (Baratha brasiace)

Sâu xanh hại bông (Heliothis armigera)


13


Bọ lá khoai tây (Leptinotarsa decemlineata)

Bọ xít rùa(Eurygaster integriceps) Sâu đục thân bắp

d) Cơ chế tác động của chế phẩm vi khuẩn Bt lên côn trùng

Trong quá trình nghiên cứu cơ chế tác động diệt côn trùng của các vi khuẩn Bt, người ta đã phát hiện ra 4 loại độc tố khác nhau do loài vi khuẩn này gây ra:

-Nội độc tố δ (delta – endotoxin) hay còn gọi là tinh thể độc.

-Ngoại độc tố β (beta – exotoxin) hay còn gọi là ngoại độc tố bền nhiệt

-Ngoại độc tố α (alpha – exotoxim) hay còn gọi là leucitinse – C


14


- Độc tố tan trong nước

* Nội độc tố δ hay là tinh thể độc

- Hình thái cấu trúc của tinh thể độc : tinh thể hình quả trám, có kích thước khá lớn (dài > 1µm, ngang > 0,5µm), chiếm tới 30% khối lượng khô của tế bào. Có thể quan sát tinh thể khá dễ dàng dưới kính hiển vi quang học nhờ phương pháp nhuộm thông thường.

Tinh thể độc

- Bản chất hóa học của tinh thể độc: tinh thể độc có bản chất là protein, trong đó có 2 loại amino acid chiếm tỉ lệ cao nhất là acid glutmic và acid asparaginic, kế tới là arginine và leucine.


15


Đoạn gen chứa độc tố

-Hoạt tính của tinh thể độc:

Độc tố dạng tinh thể độc bền ở nhiệt độ cao hơn so với độc tố ở dang hòa tan. Các dạng dung môi hữu cơ như chloroform, methanol… tuy làm mất hoạt tính của tinh thể ở dạng hòa tan nhưng lại không mất ảnh hưởng đến hoạt tính độc của độc tố dạng tinh thể.

Tuy nhiên, cũng có một số điều kiện môi trường sau đây ảnh hưởng mạnh đến hoạt tính của tinh thể độc:

+pH của môi trường: quá cao (pH >12) hay quá thấp (pH < 3,30 sẽ làm cho tinh thể mất tính độc.

+Một số hóa chất gây tủa protein như HgCl2, acid trichloroacetic cũng sẽ làm mất hoạt tính độc của tinh thể.

Cơ chế tác động của tinh thể độc:

Sau khi côn trùng ăn phải tinh thể độc trong vòng 1-7 giờ , pH của máu - bạch huyết của sâu sẽ tăng lên và dẫn đến tê liệt đường ruột, xoang miệng và có khi toàn thân của sâu, làm thay đổi tính thấm của thành ruột, tổn thương hệ thống điều hòa trao đổi chất và làm sâu chết. Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

16


Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng trên có nhiều, trong đó người ta cho là do 2 nhân tố thúc đẩy tinh thể độc thể hiện tính độc của mình:

+pH đường ruột của côn trùng: Tinh thể sẽ bị phá vỡ trong ruột của nhiều loài côn trùng khi có pH của ruột trước và ruột giữa khá kiềm( khoảng 8,9 trở lên). Khi tinh thể độc bị phân giải sẽ thể hiện tính độc, ví dụ gây phong bế sự dẫn truyền thần kinh (ở loài gián Peripaneta americana). Tinh thể không bị phân giải sẽ không gây ra tác động này. Tuy nhiên, có một số loài côn trùng, có pH đường ruột cao hơn 8,9 gây phá vỡ tinh thể, nhưng lại không gây độc cho sâu.

+Khả năng sinh enzyme protease trong đường ruột của côn trùng: những en zimyme này sẽ chuyển hóa dạng tiền độc tố của tinh thể thành dạng độc tố đối với cơ thể của côn trùng.

Ở đa số các thứ trong loài vi khuẩn Bt, thành tế bào sẽ bị phân giải sau khi bào tử và tinh thể độc được tạo thành. Khi đó bào tử và tinh thể độc sẽ phóng thích một cách riêng rẽ vào trong môi trường. Riêng ở thứ Bac. th uringgiensis và Finitimus ( type huyết thanh H2), bào tử và tinh thể sau khi giải phóng ra khỏi tế bào vẫn còn dính liền nhau.

*Ngoại độc tố β hay c òn gọi là ngoại độc tố bền nhiệt:

- Rất bền với nhiệt, ở 120oC sau 15 phút vẫn còn hoạt tính độc, bền ở áp suất cao khi khử trùng.

- phân tử lượng là 707-850 đvC,trong phân tử có chứa adenine - phosphate-ribose, glucose và acid allomucic.

- Ở vi khuẩn Bt có một số type huyết thanh là : H1, H4a, H4c, H5, H8, H9, H10 có khả năng sinh ra ngoại độc tố β.

- Cơ chế tác động của ngoại độc tố β là cản trở sự tổng hợp ARN thông tin của cơ thể sâu.

*Ngoại độc tố α hay còn gọi là leucitinase- C :


17


Loại độc tố này sẽ phát huy tác dụng gây độc hại ở những côn trùng nào có độ pH đường ruột phù hợp với độ pH hoạt động thích hợp của enzyme leucitinase –C. Nó cũng gây nên những tổn thương ở đường ruột của côn trùng.

* Độc tố tan trong nước :

Phân tử khối lớn hơn 30000 đvC và có thành phần cấu tạo gồm các peptid và một số aminoacid tự do. Loại độc tố này có thể gây ra những triệu chứng bệnh lí ở côn trùng tương tự như độc tố dạng tinh thể.

I.2Sử dụng xạ khuẩn trong sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu

Các loại cây trồng ngoài việc chống chịu với côn trùng phá hoại còn gặp mối hiểm hóa lớn là các bệnh do các loại vi sinh vật gây ra. Trong số các tác nhân gây bệnh cho cây trồng thì nấm chiếm khoảng 60% và trong số các loại vi sinh vật có khả năng đối kháng với nấm thì xạ khuẩn có khả năng đối kháng cao (40 -60%). Vì vậy, việc tìm kiếm các chủng xạ khuẩn đối kháng và các chế phẩm kháng sinh kháng nấm gây bệnh để áp dụng vào công tác bảo vệ thực vật có tầm quan trọng đặc biệt.

Một số dạng bào tử của xạ khuẩn

Trong số các chủng xạ khuẩn, chi Streptomyces với các loài như: Strep. Hygroscopicus,Srep. Rurgersensis,Step. Longisporus,… được sử dụng để sản xuất chế phẩm thuốc trừ các bệnh ở cây trồng như bệnh đạo ôn do nấm Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

18


Pyricularia oryzae gây ra ở cây lúa, cà chua …, bệnh thối nhũn do Ffuaium oxysporum gây ra ở cây thông …, bệnh khô vằn do nấm Rhizoctonia solani gây ra ở cây bắp lúa…

Các chất kháng sinh do các chủng xạ khuẩn nói trên sinh ra cũng như chính bản thân xạ khuẩn đã thỏa mãn được những tính chất cần thiết để có thể sử dụng trong việc bảo vệ thực vật. Ngoài ra, có một đặc điểm quan trọng thể hiện tinh ưu việt của thuốc trừ sâu là tác dụng tiêu diệt các sinh vật một cách chọn lọc: kháng nấm mốc mạnh, kháng các nhóm vi khuẩn gram dương hơi yếu, với vi khuẩn gram âm không thể hiện tính đối kháng…

Các chế phẩm được sản xuất dưới hai dạng: dạng nuôi cấy xạ khuẩn hay là dạng dịch bào tử xạ khuẩn.

Phương thức sử dụng: Có thể sử dụng chế phẩm để xử lý đất trồng trước lúc gieo hạt, cây trồng để phòng bệnh cho cây. Để trị bệnh cho cây: Xử lý cùng lúc với gieo, ươm cây hay khi bệnh phát sinh.

II.3 Sử dụng nấm sợi gây bệnh côn trùng


19


Nấm sợi: Rất nhiều loài nấm sợi có khả năng gây bệnh cho sâu hại cây trồng. Tuy vậy cho đến nay chỉ mới có các loài sau đây mới được sử dụng để sản xuất các loại chế phẩm nấm diệt sâu hại:

- Aschersoria spp.

- Beauveria basiana

- Conidiobolus obscurus

- Culicinomyces clavosporus

- Metarrhizium anisopliae

- Hirsutella thompsonu

- Zoophthora radicans

Trong các loài trên,có một số được sử dụng phổ biến hơn và đạt hiệu quả cao hơn để phòng trừ sâu hại cây trồng và cây rừng là các loài:

-Beauveria basiana - nấm bạch cương.

- Metarrhizium anisopliae - nấm lục cương

a) Nấm bạch cương (Beauveria basiana)

Nấm bạch cương còn gọi là nấm cứng trắng, nấm tằm vôi. Là loại thường gặp trên nhiều loài sâu hại. Người ta phát hiện được nấm bạch cương trong trường hợp nấm này gây bệnh làm chết hàng loạt tằm của nghề nuôi tằm. Sau đó người ta tìm cách phân lập và nuôi cấy chúng trên môi trường nhân tạo.

Chúng có mặt trên 120 loài thuộc 45 họ 7 bộ côn trùng rừng. Nếu kể cả sâu hai nông nghiệp chúng có thể ký sinh gần 200 loài.

Đặc điểm:

Thể sợi nấm màu trắng, dạng lông, sợi nấm mảnh có đường kính 1,5 - 2µm, cuống bào tử mọc đơn hoặc phân nhánh. Tế bào sinh bào tử hình bình, hình ống Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

20


hoặc hình cầu, thẳng hoặc hơi uốn cong. Trục sợi uốn hình chữ “Z” bào tử mọc trên đầu góc chữ Z cung với cuống rât nhỏ.

Bào tử trần và cuống nấm bạch cương

Trên cơ thể côn trùng, khi khô sợi nấm chuyển từ màu trắng sang màu crem hay đôi khi có pha thêm một ít màu đỏ.

Nấm bạch cương thể hiên tính độc với côn trùng nhờ độc tố beauvericin. Độc tố này có công thức nguyên là C45H57O9N3. Đó là một loại depsipeptid vòng, có điểm sôi vào khoảng 93 -940C.

-Cơ chế tác động của nấm lên côn trùng như sau: Khi phun chế phẩm nấm, những bào tử của nấm sẽ phát tán trong không khí hay bám trên thân, lá cây. Khi gặp cơ thể sâu, bào tử sẽ nảy mầm mọc thành sợi nấm đâm xuyên qua tàng vỏ kitin của sâu và phát triển trong cơ thể của chúng. Sợi nấm mọc rất nhanh trên cơ thể côn trùng.


21


Côn trùng bị chết bởi nấm bạch cương

Lúc đó côn trùng huy động các tế bào bạch huyết (lymphocyte) đến để chiến đấu chống lại độc tố beauvericin của nấm. Nhưng độc tính của độc tố quá mạnh nên khi nấm tiêu diệt được hầu hết các tế bào bạch huyết cũng là lúc côn trùng phải chết.

Cho đến nay, người ta đã xác định được loài nấm này có khả năng kí sinh và gây chết đối với khoảng hơn 100 loài côn trùng. Ta có thể đơn cử một số loài sau đây:

- Aporia crataegi

- Aradua cinnamomeus

- Bembidion sp

- Cacoecia crataegana

- Chrysopa vulgaris

- Cionus sp


22


- Rhizotrogus sp

- Scolytus scolytus

b) Nấm lục cương (Metarrhizium anisopliae):

Đây cũng là nấm sợi có khả năng kí sinh và làm chết nhiều loại côn trùng hại cây trồng.

Năm 1878 khi nghiên cứu về các loại sâu Anisoplia austriaca, nhà khoa học người Nga I.I Metchnikov đã phát hiện thấy một loài nấm có bào tử màu lục có thể gây chết hàng loạt côn trùng. Lúc đó ông đặt tên cho hai loài nấm này là Entomophthora anisopliae. Về sau này kiểm tra lại,người ta đã xếp chúng vào giống Metarrhyzium.

Đặc điểm hình thái: Nấm lục cương có dạng sợi phân nhánh, có vách ngăn ngang,có đường kính từ 3 - 4µm. Sợi có màu từ trắng tới hồng. Bào tử của nấm là bào tử trần, dạng hình que, kích thước: 3,5µm ×7,2µm,có màu từ xám đến oliu -lục. Bào tử xếp thành chuỗi khá chặt chẽ và nhìn bằng mắt thường thấy bào tử tạo ra trên bề mặt côn trùng một lớp phấn khá rõ.

Nấm lục cương Nấm lục cương trong dầu fomulation


23


Nấm có thể phát triển trong giới hạn pH =6,9-7,4. Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển là 240C – 250C. Nếu t0 >280C sợi nấm sẽ không sản sinh ra bào tử trần. Ngoài ra muốn nấm cố bào tử cần phải có độ ẩm của không khí khá cao.

-Các loại độc tố của của nấm lục cương: Gồm nhiều loại độc tố có tên là deutrucin A, B, C, D.

Deutrucin A và B: có thể tách từ dịch nuôi cấy nấm lục cương.

+Deutrucin A có công thức nguyên là C29H47O7N5, điểm sôi là 1880C ( theo A. Suzuki và những người cộng suwj1966,1970).

+Deutrucin B có công thức nguyên là C30H51O7N5, điểm sôi là 2440C( theo Tamura,1965).

Đó là những depsipeptid vòng.

Cơ chế tác động của động của nấm lên côn trùng như sau: Tương tự như ở nấm bạch cương, bào tử của nấm lục cương khi rơi trên bề mặt của côn trùng trong khoảng 24 giờ sẽ nảy mầm, tạo thành ống mầm chui xuyên qua vỏ của côn trùng, sau đó tiếp tục phân nhánh tạo thành một mạng sợi nấm chằng chịt trên khắp bề mặt của cơ thể côn trùng. Lúc này ngoại độc tố được tiết ra sẽ tác động lên côn trùng, khiến cho côn trùng chết.


24


Châu chấu đỏ bị chết bởi nấm lục cương

Cho đến nay người ta đã biết được trên 70 loài côn trùng bị nấm này tiêu diệt, trong số đó có tới 34 loài côn trùng cánh cứng và chỉ có 5 loài côn trùng cánh vảy . Có thể dẫn một số côn trùng mẫn cảm với nấm này là:

- Melolotha melolotha

- Melolotha hippocastanei

- Anisoplia autriaca

- Otiorrhymchus ligustici

- Plusia gamma

I.4.Sử dụng virus trong sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu

a) Khái quát chung về virus:

Virus cũng là đối tượng được sử dụng để tiêu diệt côn trùng có với vai trò là những cơ thể có khả năng ký sinh các vi sinh vật gây bệnh và các côn trùng có hại có hại cho cây trồng. Virus có kích thước nhỏ chỉ có khả năng sống, phát triển ở trong các mô, tế bào sống mà không thể nuôi cấy trên các môi trường dinh dưỡng nhân tạo,có khả năng chuyên tính rất hẹp, chỉ gây bệnh ở những mô


25


nhất định của vật chủ. Người ta chia virus gây bệnh côn trùng thành 2 nhóm lớn, đó là:

• Virus tạo thể vùi bao gồm virus đa diện ở nhân (NPV), virus đa diện ở dịch tế bào(CPV), virus hạt (GV), virus thuộc nhóm Entomopoxvirus(EPV).• Virus không tạo thành thể vùi như Iridovirus, Densovirus, Baculovirus.Cho đến ngày nay người ta đã tìm thấy được rất nhiều loài virus tiêu diệt được sâu hại. Có thể đơn cử một số loại côn trùng sau bị virus tiêu diệt (theo M.H.Rogoff,1973) như sau:

*Các loài bị virus đa diện tiêu diệt:

Antheraea eucalypti

Barathra brassicae (Ngài đêm hại su hào, bắp cải)


26


Sâu khoang (Prodenia litura)Ngoài ra còn có các loại sau : Bombyx mori, Antheraaea pernyi, Heliothis zea, Spodoptera exgua,… *Các loài bị virus thể hạt tiêu diệt:

Ercosma griseana Spodoptera sp….

b) Những nhóm virus chính gây bệnh côn trùng:

*Nhóm virus đa diện ở nhân (NPV)

Nhóm NPV gồm những virus gây bệnh côn trùng thuộc họ Bacoloviridea, có thể vùi là hình khối đa diện và chúng ký sinh trong nhân tế bào vật chủ .


27


Sâu bị bệnh do NPV trở nên ít hoạt động, ngừng ăn cơ thể chúng có màu sắc sáng hơn sâu khỏe; căng phồng, tương phù, chứa toàn nước.NPV có tính chuyên hóa rất cao đứng thứ 2 sau GV. Các loài virus NPV thường kí sinh trong tế bào hạ bì, thể mỡ, khí quản, dịch huyết tương, và biểu mô ruột giữa. NPV có thể gây bệnh cho côn trùng thuộc 7 bộ;cành cứng, hai cánh, cánh màng, cánh vẩy, cánh mạch, cánh thẳng và cánh nửa.

*Nhóm virus hạt (GV)

GV thuộc họ Baculoviridae, có thể vùi dạng hạt. Mỗi thể vùi chỉ có thể chứa một virion, hiếm khi chứa hai virion.

Sâu bị bệnh do GV thường còi, chậm lớn, cơ thể phân đốt rất rõ ràng, tạng biểu bì cơ thể trở nên trắng màu, đôi khi có phớt màu hồng, huyết tương có màu trắng sữa. Virus chỉ gây bệnh cho côn trùng thuộc bộ cánh vảy. Virus hạt thường xâm nhiễm ở mô mỡ, lớp hạ bì và huyết tương.

*Nhóm virus đa diện ở dịch tế bào(CPV)

Virus đa diện ở dịch tế bào thuộc họ Reoviridae ký sinh trong chất dịch tế bào ở các bào biểu mô ruột giữa của côn trùng. Virus CPV cũng tạo thể vùi.

Sâu bị nhiễm CPV sẽ bị chậm lớn, đôi khi đầu quá to so với cơ thể. Ở giai đoạn cuối của sự phát triển bệnh lý,màu sắc cơ thể sâu có màu sáng giống những phấn trắng, đặc biệt ở mặt bụng cơ thể. Nếu sâu non tuổi lớn bị nhiễm CPV thì đến pha trưởng thành sẽ bị chết với tỷ lệ khá cao.

Bệnh do CPV được phát hiện ở côn trùng thuộc 5 bộ: cánh cứng, hai cánh, cánh màng, cánh vảy, cánh mạch. Virus CPV có phổ ký chủ động, sự lan truyền của bệnh tăng lên còn nhờ qua nhiều ký chủ khác loài. Nhóm PVC ít được sử dụng trong BPSH hơn so với NPC và GV.

c) Phương thức lây nhiễm và khả năng tồn tại trong tự nhiên của virus gây bệnh côn trùng:

Những thể vùi của virus cùng thức ăn xâm nhập vào ruột côn trùng. Tại ruột côn trùng, dưới tác động của men tiêu hóa, thể vùi bị hòa tan và giải phóng các virion. Qua biểu mô ruột giữa virion xâm nhập vào dịch máu, tiếp xúc với các


28


tế bào và xâm nhập vào bên trong các tế bào để sinh sản và gây bệnh cho vật chủ.

Việc lây truyền nguồn bệnh virus ở côn trùng xảy ra theo hai hướng:

+ Lây truyền ngang: nguồn bệnh lây lan giữa các cá thể trong cùng một thế hệ trong điều kiện bệnh phát thành dịch, nguồn virus có thể bám bên ngoài vỏ trứng của vật chủ. Khi nở, ấu trùng gậm vỏ trứng chui ra và bị nhiễm nguồn bệnh.

+ Lây truyền dọc: là sự truyền nguồn bệnh qua trứng (qua phôi). Không chỉ có virus NPV, GV mới truyền qua trứng, mà cả virus không tạo thành thể vùi(Iridoviridae) cũng có thể truyền qua trứng.

Ngoài ra trong một số trường hợp virus có thể xâm nhiễm trực tiếp vào dịch máu qua các vết thương trên cơ thể (qua vết chọc đẻ trứng của ong ký sinh, lỗ xâm nhiễm của một số ấu trùng ký sinh bên trong vật chủ).

Trong quần thể tự nhiên của côn trùng thường quan sát thấy sự nhiễm bệnh hỗn hợp của hai loài virus trở lên như nhiễm hỗn hợp giữa NPV và GV trên sâu xám mùa đông hoặc NPV với CPV. Tác động qua lại giữa các virus trong sự nhiễm bệnh hỗn hợp biểu hiện 3 kiểu: đồng tác động, tác động không phụ thuộc vào nhau và tác động gây nhiễm cho nhau. Khi có hiện tượng đồng tác động của virus trong cùng một vật chủ sẽ làm tăng tỷ lệ chết của vật chủ, rút ngắn thời gian để gây chết 50% số lượng vật chủ. Điều này rất có ý nghĩa trong biện pháp sinh học.

Các thể vùi của virus có thể bảo vệ các virion chống lại các tác động của môi trường. Đây là điều kiện của các virus có thể vùi tồn tại lâu trong nhiều năm ở ngoài tự nhiên.

d) Chế phẩm NPV:

Đây là lọai virus có tính rất chuyên biệt, chỉ lây nhiễm và tiêu diệt sâu xanh da láng ( Spodoptera exigua ) rất hiệu quả trên một số cây trồng như bông, đậu đỗ, ngô, hành, nho …

IV. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC


29


Để xây dựng quy trình sản xuất các chế phẩm vi sinh diệt côn trùng, người ta đã dành nhiều nỗ lực cho việc phân lập các chủng vi sinh vật từ bệnh phẩm của côn trùng bị hại, nuôi cấy chúng ở dạng thuần khiết. Ở quy mô nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm đến quy mô sản xuất lớn ở mức độ công nghiệp.

Tùy từng đối tượng vi sinh vật diệt côn trùng ( vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc, vi rút) , người ta sẽ xây dựng các quy trình nuôi cấy thu nhận chế phẩm diệt sâu hại khác nhau. Cho đến nay ở hầu hết các nhóm vi sinh vật, người ta đã xây dựng dược những quy trình thu nhận các chế phẩm diệt sâu khá hoàn chỉnh và đã được áp dụng vào thực tế sản xuất lớn ở quy mô công nghiệp. Tuy vậy, ở một số đối tượng vi sinh vật vẫn còn đang trong giai đoạn tìm kiếm phương pháp lên men,chọn nguyên liệu nuôi cấy sao cho thích hợp ở quy mô lớn để có giá thành rẻ, dễ kiếm… Để thu nhận chế phẩm giết sâu hại, tùy từng đối tượng vi sinh vật, người ta sẽ áp dụng các phương pháp lên men khác nhau. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu, ta có thể tham khảo một số quy trình sản xuất thuốc trừ sâu như sau:

IV.1Quy trình sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu từ vi khuẩn

Quy trình lên men thuốc trừ sâu từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis

Trong quy trình sản xuất, phương pháp lên men chìm sẽ giúp chúng ta dễ dàng thu nhận sinh khối, bào tử, tinh thể độc và các sản phẩm khác như chất kháng sinh, các độc tố ở dạng hòa tan trong môi trường dinh dưỡng của các vi sinh vật diệt côn trùng. Ngoài ra ở phương pháp lên men chìm luôn có ưu điểm là môi trường dinh dưỡng có thể đáp ứng hoàn toàn với nhu cầu sinh lý của từng giống vi sinh vật, do vậy cho hiệu suất lên men thu sản phẩm cao. Đồng thời bằng


30


phương pháp lên men chìm, việc sản xuất sẽ dễ áp dụng cơ khí, tự động hóa lại ít tốn nhân công và diện tích mặt bằng dùng cho lên men không lớn.

Sản xuất thử nghiệm thuốc trừ sâu Bt tại viện công nghệ sinh học

Sơ đồ hệ thống lên men chìm ở quy mô công nghiệp


31


Chú thích hình vẽ:1- Hỗn hợp điều chỉnh môi trường2, 6, 21– Bơm3- Cột đưu lưu lượng vào4, 8– Thùng trữ5- Chứa môi trường để chuẩn bị lên men7- Cột quan sát giống vi sinh vật9- Thiết bị truyền nhiệt, làm nguội môi trường10- Thùng lên men chính11- Thùng lên men trung gian12, 18, 19, 23- Thiết bị lọc không khí13- Định lượng chất phá bọt14- Thanh trùng dầu phá bọt15- Thùng chứa dầu phá bọt Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

32


16- Bộ góp không khí17- Làm lạnh không khí20- Thùng chứa trung gian của giống trung gian22- Bộ lọc không khí24- Máy lọc không khí có thể quan sát được

Khi sử dụng phương pháp lên men chìm, ngoài việc sử dụng các nồi lên men thông thường, người ta cũng gặp phải những hạn chế như đòi hỏi trang thiết bị phức tạp, tốn nhiều chi phí cho việc khử trùng cho toàn bộ hệ thống lên men, khuấy, đảo, sục khí…

I.2 Quy trình sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu từ virus


33


Quy trình sản xuất chế phẩm NPV dạng bột

Chế phẩm virus trừ sâu ở Việt Nam hiện đang được nghiên cứu sản xuất là nhóm virus đa diện nhân (NPV).Để sản xuất virus này đòi hỏi phải có lượng lớn sâu hại là vật chủ của chúng. Do đó công nghệ sản xuất chế phẩm virus trừ sâu bao gồm 2 khâu quan trọng là: công nghệ sản xuất hàng loạt sâu vật chủ và quá trình tạo sinh khối virus.

Để sản xuất ra số lượng lớn sâu vật chủ người ta đã tiến hành nghiên cứu chế tạo thức ăn cho sâu vật chủ. Trên cở sở các nghiên cứu môi trường thức ăn nuôi sâu bán tổng hợp các nhà khoa học Việt Nam đã xây dựng thành công quy trình công nghệ sản xuất hành loạt sâu vật chủ và tạo chế phẩm virus phòng trừ một số sâu hại như sâu xanh, sâu khoang, sâu keo da láng.

Virus được nhiễm vào cơ thể sâu vật chủ và phát triển trong đó đến khi đạt sinh khối lớn nhất người ta tiến hành giết sâu vật chủ và xử lý sinh khối virus. Sản phẩm tạo ra có thể là chế phẩm dạng nước hoặc dạng bột khô.

Các chỉ tiêu chất lượng của chế phẩm NPV dạng bột:Chế phẩm NPV cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật thể hiện trong bảng sau:

Bảng yêu cầu chất lượng đối với NPV

TT Các chỉ tiêu Đơn vị tính

1 Kích thước hạt 78µm

2 Độ phân hủy 7%

3 Độ bám dính đồng đều 85-90%

4 Độ pH 7

5 Lượng PIB/mg chế phẩm 1,5*107

Một số chế phẩm NPV:


34


Chế phẩm virus NPV sâu xanh sản xuất theo quy trình công nghệ trên được thử nghiệm và áp dụng trên đồng ruộng trừ sâu xanh trên bông và thuốc lá ở Sơn La, Hà Nội, Đồng Nai, Sông Bé, Ninh Thuận…Chế phẩm có giá thành cao và người nông dân chưa quen sử dụng nên phạm vi áp dụng còn hạn chế.

Chế phẩm virus NPV sâu đo xanh đay, cho đến nay chưa tìm được môi trường thức ăn nhân tạo nuôi sâu này do đó để có sâu vật chủ nhân virus phải nuôi bằng thức ăn tự nhiên, chế phẩm virus sâu đo đay được sản xuất bằng phương pháp thủ công. Việc sản xuất và sử dụng chế phẩm virus sâu đo đay tại chổ là một biện pháp triển vọng vì rẻ tiền, có hiệu quả kinh tế nên người nông dân vùng trồng đay có thể chấp nhận được.

Chế phẩm virus NPV sâu róm thông: Chế phẩm phòng trừ virus sâu róm thông cũng bằng phương pháp thủ công như sản xuất chế phẩm sâu đo đay, hiệu quả tiêu diệt đạt 55,2-83,3%. Sử dụng chế phẩm virus sâu róm thông đã hạn chế sử dụng thuốc hóa học và tỷ lệ ký sinh tự nhiên của một số ong ký sinh sâu róm thông tăng lên.

IV.3 Quy trình sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu từ nấm

Trong điều kiện thiếu trang thiết bị hoàn chỉnh để lên men chìm,người ta có thể sử dụng phương pháp lên men bề mặt không vô trùng từ một số chủng nấm , vi khuẩn.

Khâu khó khăn nhất của quy trình sản xuất này là hạn chế sự nhiễm tạp của vi sinh vật lạ trong quá trình nuôi cấy. Không vô trùng ở đây được thể hiện: Môi trường dinh dưỡng không được hấp khử trùng ở điều kiện nhiệt độ, áp suất như thông lệ. Trong quy trình này, để đảm bảo không bị nhiễm tạp khuẩn, môi trường dinh dưỡng được đun sôi ở 1000C trong 30 phút, khi nguội, người ta cho thêm chất kháng sinh (streptomycin) với nồng độ 0,01%.

Để đảm bảo được sự phát triển áp đảo của chủng giống cần nuôi cấy, người ta phải tuân thủ một số nguyên tắc sau:

- Lượng bào tử cấy vào đủ áp đảo được sự phát triển ban đầu của vi sinh vật lạ là 1 -2 tỉ bào tử/cm3


35


- pH của môi trường = 5,0 – 5,5. Đây là pH thích hợp cho sự phát triển của nấm, ức chế sự phát triển của vi khuẩn.

- Cần lưu ý khi sử dụng dụng cụ, thiết bị, phòng nuôi cấy sạch sẽ bảo đảm giảm thiểu sự tạp nhiễm của vi sinh vật lạ.

Một đặc điểm đáng được lưu ý của chủng nấm mốc nuôi cấy này là ngay sau khi nảy mầm, các bào tử của chủng nấm mốc này sẽ tiết ra các chất trao đổi giống chất kháng sinh ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm lạ.

Sơ đồ lên men bề mặt tạo chế phẩm thuốc trừ sâu của nấm bạch cương

V. THÀNH TỰU, THÁCH THỨC

V.1 Thành tựu

Ở Việt Nam , từ năm 2000 chỉ có 2 sản phẩm trừ sâu sinh học được công nhận cho đăng ký. Đến năm 2005 đã có 57 sản phẩm các lọai, đến 6 tháng đầu Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

36


năm 2007 có 193 sản phẩm được cấp giấy phép đăng ký. Nâng tổng số có 479 sản phẩm sinh học được phép lưu hành, trong đó có 300 lọai thuốc trừ sâu và 98 sản phẩm thuốc trừ bệnh. Các sản phẩm này đã góp phần không nhỏ vào công tác phòng trừ dịch hại , góp phần thay thế và hạn chế dần nguy cơ độc hại do sử dụng thuốc BVTV nguồn gốc hóa học ảnh hưởng đến sức khỏe con người và gây ô nhiễm môi trường.

* Một số sản phẩm tiêu biểu: - Nguồn gốc vi sinh: Thuốc trừ sâu vi sinh BT ( Bacciluss Thuringiensis

var. ) thuộc nhóm trừ sâu sinh học, có nguồn gốc vi khuẩn, phổ diệt sâu rộng và hữu hiệu đối với các lọai sâu như sâu cuốn lá, sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang, sâu ăn tạp… Sâu khi ăn phải thuốc sẽ ngừng ăn sau vài giờ và chết sau 1 – 3 ngày. Ở Việt Nam, chế phẩm Bt (Bacillus thuringiensis) đã được nghiên cứu từ năm 1971. Hơn 20 chế phẩm Bt nhập khẩu và nội địa đã cho kết quả tốt trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng đối với một số sâu hại chính trên đồng ruộng như sâu xanh bướm trắng, sâu xám, sâu tơ, sâu hại bông, sâu đo. Các lọai sản phẩm thương mại có trên thị trường khá nhiều như Vi-BT 32000WP, 16000WP; BT Xentary 35WDG, Firibiotox P dạng bột; Firibiotox C dạng dịch cô đặc ...

Các mẫu sản xuất thuốc trừ sâu Bt trên thi trường

Khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng ( Đại học Cần Thơ ) cũng đã nghiên cứu và đưa ra 2 chế phẩm sinh học Biobac và Biosar có khả năng phòng trừ 2 bệnh thường gặp trên lúa là đốm vằn và cháy lá. Chế phẩm Biobac được sản xuất từ một chủng vi khuẩn có sẵn ở địa phương, có khả năng tiêu diệt và ức chế sự phát triển của sợi nấm gây bệnh đốm vằn. Còn chế phẩm Biosar là


37


sản phẩm được chiết xuất từ một số loài thực vật, có khả năng kích thích tính kháng bệnh cháy lá lúa (đạo ôn) do nấm Pyricularia gây ra.

- Nguồn gốc nấm: Điều chế từ nấm có sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học VIBAMEC với họat chất Abamectin được phân lập từ quá trình lên men nấm Steptomyces avermitilis. Diệt trừ được các lọai sâu như sâu vẽ bùa, nhện, sâu tơ, sâu xanh, bọ trĩ, bọ phấn. Ngòai ra cũng trong nhóm này Vivadamy, Vanicide, Vali… có họat chất là Validamycin A, được chiết xuất từ nấm men Streptomyces hygroscopius var. jingangiesis. Đây là nhóm thuốc trừ bệnh có nguồn gốc kháng sinh đặc trị các bệnh đốm vằn trên lúa, bệnh nấm hồng trên cao su, bệnh chết rạp cây con trên cà chua, khoai tây, thuốc lá, bông vải….

Các chế phẩm từ nhóm nấm còn có nấm đối kháng Trichoderma vừa có tác dụng đề kháng một số nấm bệnh gây hại trên bộ rễ cây trồng như: bệnh vàng lá chết nhanh, còn gọi là bệnh thối rễ do nấm Phytophthora palmirova gây ra. Hay bệnh vàng héo rũ hay còn gọi là bệnh héo chậm do một số nấm bệnh gây ra: Furasium solari, Pythium sp, Sclerotium rolfosii.

- Hai chế phẩm nấm trừ côn trùng Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana là sản phẩm của đề tài do Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long thực hiện: Ometar - Metarhizium anisopliae (nấm xanh); Biovip = Beauveria bassiana (nấm trắng).

- Nguồn gốc virus: Tiêu biểu là nhóm sản phẩm chiết xuất từ virus Nucleopolyhedrosisvirus ( NPV ). Đây là lọai virus có tính rất chuyên biệt, chỉ lây nhiễm và tiêu diệt sâu xanh da láng ( Spodoptera exigua ) rất hiệu quả trên một số cây trồng như bông, đậu đỗ, ngô, hành, nho …

Việc nghiên cứu các loại solex làm chất mang (carrier) đi từ các vật liệu hydrogel, đất nhân tạo ... đã giúp cho việc sản xuất thuốc được thuận tiện và giá thành thấp.

Kế thừa những kết quả ấy và một số nghiên cứu mới, trong năm qua, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn cho Trung tâm nông lâm ngư Trường đại học nông lâm TP. Hồ Chí Minh được phép sản xuất thử thuốc Composita, cộng hợp tác dụng của virus, vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh và cả synomone, để trừ sâu kháng thuốc, kết quả rất tốt.

V.2 Thách thức


38


Tuy nhiên, nhìn chung hiện nay việc nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học trong phòng trừ sâu hại ở Việt Nam chủ yếu ở trong phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất thử nên giá thành còn cao. Ví dụ như giá thành sản xuất số lượng EPN dùng cho 1 ha ở Việt Nam là 100 USD, trong khi đó ở Mỹ, Nhật Bản, Đức, Canada chỉ khoảng 50 USD. Khả năng bảo quản các thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học không cao nên dẫn tới khó khăn trong việc bảo quản, lưu thông, phân phối và sử dụng.

Thuốc trừ sâu vi sinh chỉ mới được đưa vào nước ta đầu những năm 1970 với số lượng rất ít. Nếu tình hình về doanh số chế phẩm sinh học phòng dịch trên thế giới chưa vượt quá 1% doanh số thuốc phòng dịch thì ở nước ta tỷ lệ đó còn thấp hơn nhiều.

Nhiều nghiên cứu trong nước về các tác nhân sinh học phòng trừ sâu hại đã có những thành tựu, song việc triển khai ra sản xuất lại rất chậm chạp. Hiện nay, có nhiều nơi đang sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh, chủ yếu là B.T., với quy mô thí điểm. Một vài nơi đã sản xuất thuốc virus N.P.V, như Trung tâm nghiên cứu bông Nha Hố. Còn lại, các tác nhân trừ sâu từ vi khuẩn thuộc giống Serratia, các vi nấm, các virus C.P.V, G.V, trùng bào tử Nosema, tuyến trùng Stelnennema ... rất có hiệu quả, nhưng chưa được quan tâm.

Ta có thể tóm lược một số những khó khăn trong việc ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu

- Về công việc nghiên cứu triển khai:

Chúng ta còn rất thiếu điều kiện, phương tiện để nghiên cứu; ít người đi sâu vào lĩnh vực này, họa chăng chỉ đi theo hướng chuyển một số gen đã được ly trích sẵn vào một vài loại cây trồng để trừ sâu hại. Hiển nhiên là nhà nước đưa công nghệ sinh học vào các chương trình rất lớn cũng nhằm phát triển nông nghiệp đang lạc hậu. Song đằng sau các chủ trương ấy là "khó khăn" về tài chính, dẫn đến các hệ quả nêu trên.

- Công nghệ vi sinh của chúng ta hết sức lạc hậu:


39


Chỉ mới có một nhà máy liên doanh với Đồng Lô (Trung Quốc) làm thuốc trừ bệnh Validamycine; một nhà máy liên doanh với Nga làm được thuốc nước và thuốc diệt chuột ở Cần Thơ chỉ mới bắt đầu. Họa chăng chỉ có ngành vệ sinh dịch tễ mới có được một vài xưởng sản xuất vaccin vi khuẩn đồng bộ nhờ viện trợ. Vả lại, quy mô cũng nhỏ, không thể xem như kiểu mẫu để sản xuất thuốc phòng dịch.

- Những trở ngại về công tác giống:

Chỉ nói riêng ở Mỹ, Pháp thì nhà nước đầu tư cho họ nhiều trung tâm chọn tạo, giữ giống. Riêng B.T. có hàng ngàn chủng giống cho từng kiểu huyết thanh học.

Hệ thống giống quốc gia của họ rất tốt, từ khâu kiểm định, tàng trữ cho đến nghiên cứu phát triển, thu thập lai tạo ... cho phù hợp với công nghệ sản xuất ngày càng tiên tiến và đáp ứng nhu cầu hiệu quả của người sử dụng. Còn chúng ta thì mới sơ khai, còn lâu mới có hệ thống ấy.

- Hệ thống phân phối sản phẩm:

Nếu đi liền với việc dùng các chế phẩm sinh học là hàng loạt các chương trình nghiên cứu khác như bảo vệ môi sinh, phát triển nông nghiệp sinh thái hướng đến các sản phẩm sạch ... thì các sản phẩm sinh học mới phát huy hiệu quả cao. Đằng này, chúng ta liên tục quảng bá thuốc hóa học trên mọi phương tiện, du nhập qua mọi con đường với các biện pháp cấm hoặc hạn chế sử dụng ít hiệu quả, thì các chế phẩm sinh học không có môi trường để chen chân.

Người sử dụng:

Có lẽ đây là yếu tố quan trọng nhất vì phần lớn thuốc sinh học tác dụng chậm, dùng phòng có hiệu quả hơn dùng để trừ, mà kiến thức của nông dân về dịch bệnh và các biện pháp phòng chống còn hết sức thấp. Người nông dân mong muốn có hiệu quả tức thời để giảm mức thiệt hại cho


40


mùa màng và cách sử dụng phải thuận tiện, có khi tùy tiện, không cần hiểu biết nhiều. Trong lúc đó, chế phẩm sinh học thường có tính đặc hiệu, phối hợp, tác dụng chậm và chịu những tác động của môi trường rất lớn như ánh nắng, lượng nước tưới, nước mưa, nhiệt độ ... lại được sản xuất ra dưới các dạng bột, khó cân lường ngoài đồng; thời gian bảo quản lại ngắn, thường 1-2 năm, trong những điều kiện lạnh, khô...

Ở đây có vấn đề là phải bán thuốc ra với giá rẻ để nông dân thích dùng và hình thành thói quen sử dụng, bớt dần lượng thuốc hóa học và được lợi về nhiều mặt.

VI. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ

VI.1 Kết luận

Trong đời sống thường ngày, chúng ta nhận thấy sự hiện diện của vi sinh vật ở khắp nơi: trong đất, trong nước, trong không khí, trong cơ thể sinh vật... Chúng là những sinh vật nhỏ bé nhưng tồn tại trong những môi trường kh ác nhau. . Tuy nhiên, việc hiểu rõ đặc tính và bản chất của vi sinh vật, cũng như các hoạt động trao đổi chất của chúng là cả một quá trình nghiên cứu và thí nghiệm lâu dài. Ngày nay với sự hiểu biết ngày càng sâu sắc đối với các loại vi sinh vật, chúng ngày càng có nhiều ứng dụng trong thực tiễn đời sống. Và qua bài “ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu ”chúng ta đã biết đến một vai trò quan trọng của vi sinh vật là trong hoạt động sản xuất nông nghiệp của con người. Ngoài ra vi sinh v ật còn có nhiều ứng dụng trong các ngành chế biến thực phẩm khác :sản xuất bia, rượu,… Hiện nay thì ứng dụng của vi sinh vật mà được con người khai thác nhiều đó là dùng để sử lý nước thải, chất thải với hiệu quả sử lý ngày càng cao. Vì vậy việc quan tâm, tìm hiểu, nghiên cứu về vi sinh vật sẽ giúp chúng ta hiểu rõ về chúng và ngày càng khai thác được nhiều ứng dụng của chúng trong cuộc sống

VI.2 Kiến nghị Lớp.DH10DL - Báo cáo vi sinhmôi trường

41


Nghiên cứu tìm ra phương hướng mới cho sự ph át triển của nền công nghiệp sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học nhằm hạ giá thành sản phẩm, dần dần hình thành thói quen sử dụng thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học thay thế cho thuốc trừ sâu hóa học.

Cải tiến chất lượng sản phẩm để có thể đáp ứng nhu cầu nông nghiệp trên cơ sở an toàn, chất lượng, không gây ô nhiễm môi trường mà giá thành lại rẻ

Khuyến khích người nông dân sử dụng thuốc trừ sâu sinh học thay thế cho thuốc trừ sâu hóa học bằng cách : đưa các cán bộ kỹ thuật về từng địa phương để hướng dẫn cho người nông dân, tăng cường công tác tuyên truyền, quảng bá các loại sản phẩm thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học, thường xuyên đưa ra các hội thảo để có thể giới thiệu những sản phẩm mới tới tay người dân,…

Nghiên cứu mở rộng tìm hiểu về các chủng vi sinh có ích trong nông nghiệp,chú trọng công tác đào tạo đội ngũ kỹ sư, nhà khoa học để có thể đi sâu nghiên cứu lĩnh vực trên.

Ngoài việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học, để phát huy tối đa hiệu quả của công tác phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng, cần phải sử dụng tổng hợp các biện pháp như sử dụng giống chống chịu với sâu bệnh , thâm canh cây trồng,vệ sinh đồng ruộng, bố trí theo vụ thích hợp, sử dụng liều lượng thuốc thích hợp,v.v… hạn chế mức thấp nhất sự tàn phá của sâu bệnh.

VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Công nghệ vi sinh (Trần Thị Thanh, NXB Giáo Dục Việt Nam,)

2.Sử sụng vi sinh vật có ích (GS.TS Trần Văn Mão, NXB Nông Nghiệp)

3.http://www.khuyennong.com.vn

4. http://www.tailieu.vn

5.http://www. lamdong.gov

6.http://www.sinhvienvanlang.com.vn

7.http://www.nongnghiep.vn


42

http://www.tailieu.vn/


8.http://www.khoahoc.com.vn

9.http://www.baigiang.violet.vn


43



44



45

Documents

BÁO CÁO VI SINH MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỦA VI SINH ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/cong-nghe-sinh-hoc/... · trƯỜng ĐẠi hỌc nÔng lÂm