Thạc Sĩ Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố ngoại cảnh và điều kiện sử dụng đến độ an toàn, hiệu quả và d

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NĂM 2012

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Biện pháp sinh học nói chung và sử dụng các thuốc trừ sâu sinh học nói riêng đang đóng một vai trò quan trọng và ngày càng phát huy tác dụng ở nhiều nước trên thế giới, chiếm 30 – 40% các biện pháp phòng trừ dịch hại (Lenteren J. C. Van, 2005 [57]), vì nó được coi là biện pháp thực tiễn để phát triển một nền nông nghiệp bền vững, rẻ và an toàn nhất (Nguyễn Văn Đĩnh, 2007 [12]). Trong những năm gần đây, nhờ áp dụng hàng loạt tiến bộ khoa học kỹ thuật trong nông nghiệp đặc biệt là cuộc cách mạng về giống, phân bón và hoá chất, sản xuất nông nghiệp ở nước ta đã đạt được nhiều thành tựu to lớn. Từ chỗ phải nhập khẩu lương thực, chúng ta đã vươn lên trở thành nước xuất khẩu hàng đầu thế giới về lúa gạo, cà phê, điều v.v Tuy nhiên, một nghịch lý đang đặt ra cho sản xuất nông nghiệp nước ta đó là đi đôi với việc tăng năng suất, vấn đề chất lượng sản phẩm và vệ sinh an toàn thực phẩm đang ngày càng trở nên cấp bách. Do trình độ sản xuất còn hạn chế, chưa làm chủ được các công nghệ tiên tiến trong nông nghiệp cũng như công tác tổ chức sản xuất còn nhiều điểm bất hợp lý, nên chất lượng sản phẩm của chúng ta còn thấp, khó giám sát chất lượng và đặc biệt còn bị nhiễm bẩn bới dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), nitrat, vi sinh vật hay các kim loại nặng, trong đó rau là sản phẩm đang được cả xã hội quan tâm.
Trong khi đó, ở nước ta hiện đã có nhiều sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học (TTSSH) tiên tiến có thể cho phép sử dụng thay thế các thuốc trừ sâu hoá học để đáp ứng mục tiêu quản lý bền vững dịch hại và nâng cao chất lượng sản phẩm. Theo danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng ở Việt Nam tháng 3/2007 [11], đến nay chúng ta đã có 150 hoạt chất thuốc trừ sâu sinh học (kể cả đơn chất và hỗn hợp) với 367 tên thương mại trong tổng số 671 hoạt chất và 1.937 tên thương mại, chiếm 18,9% đã được đăng ký sử dụng ở Việt Nam. Kết quả điều tra của Viện Bảo vệ thực vật năm 2007 cũng cho thấy, tuy hiện vẫn mới chỉ khoảng 7.8% lượng thuốc được sử dụng trong sản xuất là thuốc trừ sâu sinh học.
Có nhiều nguyên nhân cản trở việc ứng dụng các TTSSH vào sản xuất, trong đó giá thành cao, hiệu quả trừ sâu thấp và không ổn định bằng thuốc hóa học được coi là hai yếu tố cơ bản. Do thuốc BVTV sinh học là một loại thuốc bảo vệ thực vật đặc biệt vì chúng được sản xuất từ những sinh vật sống hay các sản phẩm được sản xuất từ chúng, khả năng hoạt động và phát huy hiệu lực trừ sâu của chúng phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện ngoại cảnh. Các kết quả nghiên cứu trên thế giới đều cho biết khả năng khống chế dịch hại của một loại thuốc BVTV nói chung và thuốc trừ sâu sinh học nói riêng phụ thuộc rất nhiều giới hạn, phổ tác động của thuốc cũng như các yếu tố ngoại cảnh và kỹ thuật sử dụng. Trong khi đó, ở n¬ước ta phần lớn các nghiên cứu mới tập trung vào việc tìm kiếm và phát triển sản phẩm mà chưa có sự quan tâm đầy đủ đến tác động của điều kiện ngoại cảnh và kỹ thuật sử dụng đến hiệu lực của thuốc để đưa ra những khuyến cáo sử dụng phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả của thuốc.
Với những lý do trên, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố ngoại cảnh và điều kiện sử dụng đến độ an toàn, hiệu quả và dư lượng thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học trong sản xuất rau an toàn tại Vân Nội – Đông Anh ” sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học quan trọng về mức độ ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái, điều kiện ứng dụng hiệu quả và dư lượng của thuốc trừ sâu sinh học, từ đó giúp nông dân có cơ hội lựa chọn và sử dụng hợp lý chúng để đạt hiệu quả và an toàn nhất góp phần thúc đẩy việc ứng dụng các thuốc trừ sâu sinh học vào sản xuất rau an toàn.
2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài:
Mục tiêu của đề tài: Đánh giá được tác động của một số yếu tố ngoại cảnh chủ yếu bao gồm các yếu tố vô sinh (nhiệt độ, ẩm độ, lượng mưa, thời gian có mưa sau phun), và yếu tố hữu sinh (cây trồng và giai đoạn sinh trưởng của chúng) đến độ an toàn, hiệu quả và dư lượng thuốc TSSH từ đó giúp nông dân có cơ hội lựa chọn các điều kiện ứng dụng tốt nhất để nâng cao hiệu quả và độ an toàn của thuốc, góp phần thúc đẩy việc ứng dụng các thuốc trừ sâu sinh học trong sản xuất rau an toàn.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
3.1. Ý nghĩa khoa học:
Các kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học quan trọng về mức độ ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh, điều kiện sử dụng đến độ an toàn và hiệu qủa của việc ứng dụng các thuốc trừ sâu sinh học. Để từ đó tạo lập cơ sở khoa học cho việc lựa chọn và sử dụng chúng một cách an toàn, hiệu quả trong sản xuất rau an toàn.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn:
Thông qua các kết quả nghiên cứu, đề tài sẽ đưa ra được quy trình sử dụng đồng bộ các thuốc trừ sâu sinh học trong sản xuất cải xanh, bắp cải và đậu đũa giúp nông dân nâng cao hiệu lực trừ sâu khi sử dụng thuốc sinh học, cải thiện chất lượng từ đó nâng cao giá trị của các sản phẩm rau an toàn.
Các kết quả nghiên cứu và quy trình ứng dụng thuốc trừ sâu sinh học cũng tạo điều kiện thuận lợi về mặt kỹ thuật cho các cơ quan khuyến nông, cơ quan giám sát kỹ thuật và người dân đẩy nhanh việc ứng dụng các thuốc trừ sâu sinh học vào sản xuất, từ đó giúp cho công tác giám sát, kiểm tra chất lượng và cấp chứng chỉ sản phẩm được nhanh chóng và hiệu quả hơn, góp phần đẩy nhanh việc sản xuất các loại rau ăn lá và ăn quả an toàn, đáp ứng yêu cầu cấp bách đang đặt ra cho sản xuất nông nghiệp ở nước ta trong giai đoạn hiện nay.


TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Cở sở khoa học của việc nghiên cứu:
Các thuốc trừ sâu sinh học được sản xuất từ bào tử của các vi sinh vật sống, độc tố chiết xuất từ các vi sinh vật hay dịch chiết của các loài cây độc có tác dụng trừ sâu. Thuốc trừ sâu sinh học có khả năng làm thay đổi quá trình phát triển sinh học bình thường của sâu hại theo chiều hướng bất lợi đối với cơ thể côn trùng (Tủ sách khuyến nông [31]). Đây là những sản phẩm của tự nhiên rất dễ bị phân huỷ trong điều kiện ánh sáng, nhiệt độ hay các điều kiện bảo quản, sử dụng không phù hợp. Vì vậy, hiệu quả phòng trừ của các của các chế phẩm sinh học thay đổi phụ thuộc vào chất lượng của chế phẩm và điều kiện môi trường nơi sử dụng chế phẩm (Phạm Văn Lầm, 1995 [13]). Mặt khác, quá trình xâm nhập, phân giải, rửa trôi, tác động của thuốc sinh học cũng chịu tác động rất lớn của các yếu tố vô sinh và hữu sinh. Do đó, các thuốc trừ sâu sinh học thường chỉ phát huy được hiệu lực trong những phạm vi nhất định về điều kiện thời tiết, khí hậu, giai đoạn sinh trưởng cây trồng, đối tượng sâu hại cũng như mật độ và giai đoạn phát dục của chúng. Bên cạnh đó, do tốc độ phân giải của thuốc phụ thuộc rất nhiều vào tác động của yếu tố ngoại cảnh nên thời gian cách ly thực tế hay dư lượng thuốc trong nông sản cũng có sự biến động rõ rệt tuỳ thuộc vào từng điều kiện cụ thể về thời tiết và sinh trưởng của cây trồng. Vì vậy, việc phân tích mối quan hệ giữa ngoại cảnh với khả năng phát huy hiệu lực và dư lượng thuốc trong nông sản là một vấn đề cần thiết giúp cho việc lựa chọn các loại thuốc có phạm vi thích ứng rộng, ít chịu ảnh hưởng của ngoại cảnh và xác định phạm vi ứng dụng của từng loại để nâng cao hiệu quả trừ sâu và tuân thủ đầy đủ thời gian cách ly trong từng điều kiện cụ thể, đáp ứng mục tiêu sản xuất nông sản an toàn.
1.2. Tình hình nghiên cứu, phát triển và sử dụng thuốc trừ sâu sinh học trên thế giới
1.2.1. Sơ lược lịch sử phát triển của biện pháp phòng trừ sinh học và sự ra đời của các thuốc trừ sâu sinh học trên thế giới
Trên thế giới việc phát triển các biện pháp sinh học ứng dụng trong công tác BVTV đã được phát triển ngay ở thế kỷ thứ 3, bắt đầu bằng việc sử dụng các đối tượng côn trùng bắt mồi ăn thịt để khống chế sâu hại trên đồng ruộng. Người Trung Quốc đã chống lại côn trùng có hại một cách hiệu quả bằng những biện pháp thuần tuý sinh học: dùng côn trùng này diệt côn trùng khác. Thành công rõ rệt nhất của họ là biết sử dụng loài kiến bắt mồi (Oecophylla smaragdina) để diệt trừ sâu hại cam quýt (Lui, 1939).
Trong hơn 2000 năm qua, biện pháp sinh học có rất nhiều thành tựu to lớn. Từ việc lợi dụng các tác nhân sinh học sẵn có trong tự nhiên, biện pháp sinh học đã phát triển lên bước cao hơn là nhân thả các tác nhân sinh học để phục vụ cho công tác phòng trừ sâu hại. Vào năm 1920 ở bang Floria, Mỹ đã xảy ra trận dịch bệnh thối mục nghiêm trọng tàn phá các vườn cam chanh. Bộ Nông nghiệp Mỹ đã cử một nhà thực vật học sang Trung Quốc năm 1915 để tìm giống cam chống được bệnh thối mục và ông này đã phát hiện ra giống kiến ăn sâu bọ. Theo Forskal và Botta, từ năm 1200 ở Yêmen, các chủ nhân vườn chà là (Palms) hàng năm lên núi kiếm các tổ kiến có ích và chuyển về thả chúng lên cây chà là để phòng trừ côn trùng gây hại (dẫn theo Coppel & Mertins, 1977 [44]; Doutt, 1964 [48]). Cũng vào thời gian này đã có ghi nhận về vai trò ích lợi của bọ rùa trong hạn chế rệp muội, rệp sáp (Doutt, 1964 [48]). Đến đầu thế kỷ 20, ở Italia có 2 nhà côn trùng học nổi tiếng bắt đầu nghiên cứu biện pháp sinh học. Năm 1906, Berlese đã nhập nội từ Hoa Kỳ về Italia một loài ký sinh Prospaltella berlesei để trừ rệp vảy dâu Pseudaulacaspis pentagona. Việc nhập nội này cho kết quả tương đối tốt. Giống như bọ rùa R.cardinalis, ký sinh P. berlesei cũng được nhiều nước trên thế giới nhập nội về để trừ rệp vảy dâu (De bach, 1964 [47]). Để trừ sâu róm Porthetria dispar (L) và Nygmia phaeorrhoea (Don.), nhiều loài thiên địch đã được nhập nội từ Nhật Bản vào châu Âu và Hoa Kỳ trong các năm 1905 - 1914 và 1922 - 1923. Trong số 40 loài nhập nội, có 9 loài ký sinh và 2 loài bắt mồi đã được thuần hoá (Debach, 1974 [46]). Năm 1993 ở Mỹ đã sản xuất chế phẩm virut NPV của sâu Spodoptera exigua cũng như một số chế phẩm virut khác và đã sử dụng có hiệu quả phòng chống sâu keo da láng hại bông, sâu cắn lá rau, đậu, cây lâm nghiệp . ngay ở những nơi mà biện pháp hoá học bị cấm.
Từ năm 1940 những quan tâm về biện pháp sinh học đối với sâu hại giảm đi rõ rệt do sự ra đời của các thuốc trừ sâu hữu cơ tổng hợp. Đến đầu thập niên 1950, ở châu Âu và châu Mỹ đã quan tâm trở lại việc sử dụng vi khuẩn Bt, cuối thập niên 1950 bắt đầu sản xuất công nghiệp chế phẩm từ vi khuẩn Bt và việc sử dụng vi khuẩn đã cho kết quả tốt đẹp. Các chế phẩm từ vi khuẩn Bacilus popilliae và Bacillus lentimorbus được mở rộng sử dụng để trừ bọ hung Nhật bản ở 14 Bang của Hoa Kỳ. Đến năm 1952, diện tích sử dụng chế phẩm này đạt tới 40.000 ha (Coppel et al., 1977 [44]; Kandibin, 1989 [54]) và đã mở ra một hướng đi mới cho biện pháp sinh học BVTV đó là phát triển các thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học.
Chỉ tính riêng 100 năm trở lại đây, nhờ những tiến bộ nghiên cứu sinh học và sinh thái học, đã có hơn 2000 loài chân khớp được giới thiệu và hiện nay có hơn 150 loài ký sinh, bắt mồi, vi sinh vật đang được nuôi nhân thương mại để sử dụng trong các chương trình phòng trừ dịch hại trên toàn thế giới.