Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cây đậu cove (Phaseolus vulgaris L.), thuộc họ Đậu (Fabaceae), là loại rau ăn quả ngắn ngày có giá trị dinh dưỡng cao, chu kỳ sinh trưởng nhanh và mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể cho các nông hộ. Tuy nhiên, trong quá trình canh tác, đậu cove thường xuyên bị nhiều loài dịch hại tấn công, trong đó rệp muội (Aphis gossypii) là đối tượng gây hại phổ biến và nghiêm trọng hàng đầu. Rệp muội thường tập trung chích hút nhựa ở các chồi ngọn, cuống lá và mặt dưới của phiến lá non, làm cho cây sinh trưởng còi cọc, lá biến dạng cong queo, gây rụng nụ và hoa, dẫn đến giảm sút nghiêm trọng tỷ lệ đậu quả cũng như năng suất thu hoạch. Ngoài ra, chất bài tiết ngọt của rệp muội còn là môi trường thuận lợi cho nấm bồ hóng phát triển bao phủ mặt lá làm giảm hiệu suất quang hợp, đồng thời dẫn dụ các loài kiến đen, kiến đỏ đến sống cộng sinh gây tổn hại cho bộ rễ.

Để đối phó với dịch hại, tập quán canh tác truyền thống của nông dân chủ yếu dựa vào việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) hóa học nhờ ưu thế tác động tiêu diệt nhanh và tiện lợi. Tuy nhiên, tình trạng lạm dụng thuốc hóa học đã và đang để lại nhiều hệ lụy tiêu cực đối với hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Báo cáo thực tế cho thấy lượng thuốc BVTV sử dụng tại Việt Nam tăng mạnh qua các thời kỳ, kéo theo nguy cơ tồn dư hóa chất vượt ngưỡng cho phép trên nông sản (các khảo sát giai đoạn trước ghi nhận tỷ lệ rau quả vượt ngưỡng tại TP. Hồ Chí Minh dao động từ 10% đến 30%, và sau 10 năm tỷ lệ này trên rau vẫn ở mức 10,2%). Việc sử dụng hóa chất liên tục còn làm gia tăng tính kháng thuốc của sâu hại, tiêu diệt các loài thiên địch tự nhiên và làm phát sinh lượng lớn rác thải bao bì nguy hại chưa được xử lý triệt để. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài "Đánh giá hiệu lực phòng trừ rệp muội (Aphis gossypii) trên cây đậu cove của một số sản phẩm có nguồn gốc sinh học" được thực hiện nhằm tìm kiếm giải pháp kiểm soát sinh học và giảm thiểu dư lượng thuốc hóa học trong nông sản.

Mục tiêu và các nội dung nghiên cứu chính của đề tài được xác định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu chung: Tìm kiếm chế phẩm có nguồn gốc sinh học để thay thế thuốc hóa học và thử nghiệm chất hỗ trợ nguồn gốc sinh học nhằm giảm liều lượng sử dụng thuốc hóa học, qua đó kiểm soát và hạ thấp dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên quả đậu cove, bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm và bảo vệ môi trường.
  2. Nội dung 1: Đánh giá hiệu lực phòng trừ rệp muội (Aphis gossypii) của chế phẩm sinh học Tanixa Bio Safe 1EC (chứa hoạt chất Azadirachtin 1% chiết xuất từ cây neem) ở 3 mức nồng độ (1 mL/L; 1,5 mL/L; 2 mL/L) so sánh với đối chứng âm (phun nước) và đối chứng dương (Neem Nim Xoan Xanh Green 0.3EC) trên đồng ruộng, hướng tới giải pháp thay thế hóa chất ở giai đoạn cuối vụ.
  3. Nội dung 2: Đánh giá hiệu lực phòng trừ rệp muội khi kết hợp thuốc hóa học có hoạt chất Clothianidin ở các mức nồng độ giảm dần (100%, 75%, 50%) với chất hỗ trợ là dầu thực vật este hóa (Vif-Strenght 2 mL/L); đồng thời phân tích động thái suy giảm dư lượng hoạt chất Clothianidin trong quả đậu cove sau khi phun bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC-MS/MS).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Rệp muội (Aphis gossypii) gây hại trên giống đậu cove Trang Nông 282; chế phẩm sinh học Tanixa Bio Safe 1EC (Azadirachtin 1%); thuốc đối chứng Neem Nim Xoan Xanh Green 0.3EC; thuốc hóa học hoạt chất Clothianidin; chất hỗ trợ dầu thực vật este hóa Vif-Strenght.
  • Phạm vi không gian: Trại thực nghiệm thuộc Trung tâm kiểm định và khảo nghiệm thuốc bảo vệ thực vật phía Nam, tọa lạc tại xã Tân An Hội, huyện Củ Chi, Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài tiến hành trong vụ Thu Đông (bắt đầu khâu làm đất, xuống giống và xử lý phân bón từ giữa tháng 8).
  • Giới hạn đề tài: Khảo nghiệm thực hiện trên nền đất xám bạc màu; không phân tích các chỉ tiêu lý, hóa của đất trước và sau thí nghiệm; chỉ tập trung phân tích dư lượng hoạt chất hóa học tích lũy trong quả đậu cove.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết bảo vệ thực vật, sinh lý cây trồng và phương pháp phân tích dư lượng hóa chất nông nghiệp:

  • Đặc điểm sinh học cây đậu cove (Phaseolus vulgaris L.): Cây thân thảo hàng niên, hệ rễ có vi khuẩn nốt sần Rhizobium cộng sinh có khả năng cố định nitơ khí quyển (cung cấp khoảng 3/4 nhu cầu đạm của cây). Quá trình sinh trưởng gồm 5 giai đoạn: nảy mầm, cây con, ra hoa, ra quả và già cỗi. Giai đoạn ra quả có sự kết hợp song song giữa sinh trưởng sinh dưỡng và sinh thực, nhu cầu dinh dưỡng và nước tưới cao (độ ẩm đất thích hợp 70 - 80%), là thời kỳ rất mẫn cảm với sâu bệnh hại.
  • Sinh thái học rệp muội (Aphis gossypii): Thuộc họ rệp muội (Aphididae), phân bố rộng, vòng đời ngắn, phát triển bùng phát mạnh trong điều kiện khô hanh và nhiệt độ cao, phương thức gây hại là dùng vòi chích hút dịch dinh dưỡng từ mô mạch cây.
  • Cơ chế tác động của thuốc BVTV: Phân loại theo cơ chế bao gồm vị độc (qua đường tiêu hóa), tiếp xúc (thấm qua biểu bì côn trùng), xông hơi (qua lỗ thở), thấm sâu (xuyên vào mô lá), nội hấp/lưu dẫn (hấp thu và dịch chuyển trong hệ mạch cây), gây ngán ăn và xua đuổi.
  • Hoạt chất sinh học Azadirachtin: Hoạt chất tự nhiên thuộc nhóm limonoid/terpenoid chiết xuất từ hạt và lá cây neem (Azadirachta indica A.). Hoạt chất có cơ chế tác động tiếp xúc, vị độc, xua đuổi và gây ngán ăn mạnh, làm rối loạn quá trình biến thái và lột xác của côn trùng, thuộc nhóm độc IV (ít độc), không yêu cầu thời gian cách ly nghiêm ngặt.
  • Hoạt chất hóa học Clothianidin: Hóa chất thuộc nhóm Neonicotinoid, có cơ chế gắn kết thụ thể nicotinic acetylcholine tại hệ thần kinh trung ương của côn trùng, gây kích thích liên tục dẫn đến tê liệt và tử vong. Thuốc tan tốt trong nước, có tính lưu dẫn mạnh nhưng có nhược điểm phân hủy chậm, tiềm ẩn nguy cơ tồn dư trong nông sản và đất.
  • Chất hỗ trợ dầu thực vật este hóa (Esterified vegetable oil): Lipid thực vật được tinh chế qua hai phản ứng hóa học liên tiếp gồm xà phòng hóa (tách acid béo khỏi glycerol) và este hóa trong môi trường acid để tạo ra các triglyceride tổng hợp không màu, không mùi. Khi phối trộn vào dung dịch phun, dầu este hóa làm giảm sức căng bề mặt của giọt phun, tăng khả năng loang trải, bám dính, chống rửa trôi và thúc đẩy hoạt chất thuốc thấm sâu, lưu dẫn vào biểu bì lá.
  • Hệ thống văn bản pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 9016:2011 (phương pháp lấy mẫu rau tươi trên ruộng sản xuất); TCVN 12848:2020 (xác định đa dư lượng thuốc BVTV bằng sắc ký khí và sắc ký lỏng); TCVN 12561:2022 (khảo nghiệm hiệu lực sinh học của thuốc BVTV trên đồng ruộng); Thông tư 50/2016/TT-BYT (quy định giới hạn tối đa dư lượng thuốc BVTV trong thực phẩm); Thông tư 09/2023/TT-BNNPTNT và Quyết định 5415/QĐ-BNN-BVTV của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đồng ruộng:

  • Thiết kế thí nghiệm: Bố trí theo khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD - Randomized Complete Block Design), thí nghiệm đơn yếu tố với 3 lần lặp lại độc lập.
    • Nội dung 1 (5 nghiệm thức): NT1: Đối chứng âm (phun nước); NT2: Đối chứng dương (phun Neem Nim Xoan Xanh Green 0.3EC liều 2 mL/L); NT3: Tanixa Bio Safe 1EC liều 2 mL/L; NT4: Tanixa Bio Safe 1EC liều 1,5 mL/L; NT5: Tanixa Bio Safe 1EC liều 1 mL/L.
    • Nội dung 2 (6 nghiệm thức): NT1: Đối chứng âm (phun nước); NT2: Đối chứng chất hỗ trợ Vif-Strenght đơn lẻ (2 mL/L); NT3: Thuốc hóa học Clothianidin 100% (1 mL/L); NT4: Clothianidin 100% (1 mL/L) + Vif-Strenght (2 mL/L); NT5: Clothianidin 75% (0,75 mL/L) + Vif-Strenght (2 mL/L); NT6: Clothianidin 50% (0,5 mL/L) + Vif-Strenght (2 mL/L).
  • Phương pháp thu thập chỉ tiêu sinh học: Mỗi ô thí nghiệm chọn ngẫu nhiên 5 điểm điều tra, mỗi điểm quan sát 2 cây, mỗi cây kiểm đếm mật độ rệp muội sống trên 10 lá xuất hiện mật độ dịch hại cao nhất. Thời điểm ghi nhận gồm: trước khi phun (TP), và sau khi phun thuốc 1 ngày (1NSP), 3 ngày (3NSP), 7 ngày (7NSP).
  • Phương pháp xử lý thống kê: Hiệu lực phòng trừ (%) của các nghiệm thức được tính theo công thức Henderson - Tilton: $$H (%) = \left(1 - \frac{Ta \times Cb}{Tb \times Ca}\right) \times 100$$ (Trong đó: $Ta$ là mật độ sâu sống ở công thức xử lý sau phun; $Tb$ là mật độ sâu sống ở công thức xử lý trước phun; $Ca$ là mật độ sâu sống ở công thức đối chứng sau phun; $Cb$ là mật độ sâu sống ở công thức đối chứng trước phun). Số liệu thu thập được xử lý phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định phân hạng trung bình bằng phần mềm thống kê Minitab với mức ý nghĩa $P < 0,05$.
  • Phương pháp lấy mẫu và phân tích dư lượng: Thu mẫu quả đậu cove tại các thời điểm: trước khi phun (1 mẫu đối chứng), và sau khi phun thuốc 2 giờ, 1 ngày, 3 ngày, 7 ngày. Tại mỗi nghiệm thức lấy 5 mẫu quả ngẫu nhiên, trộn đều, dùng kỹ thuật chia tư đường chéo lấy 2 phần đối diện làm mẫu đại diện. Mẫu được đồng nhất hóa bằng máy nghiền, chiết tách theo quy trình chuẩn và phân tích định lượng hàm lượng hoạt chất Clothianidin trên thiết bị sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC-MS/MS).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Mở đầu

Chương này thiết lập tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu dựa trên sự mâu thuẫn giữa nhu cầu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để duy trì năng suất đậu cove và những nguy cơ về tồn dư hóa chất đe dọa sức khỏe người tiêu dùng. Tác giả xác định rõ mục tiêu tổng quát là tìm kiếm giải pháp kỹ thuật sinh học để kiểm soát dư lượng thuốc BVTV. Khung nhiệm vụ được cụ thể hóa thành 2 nội dung khảo nghiệm thực địa: đánh giá chế phẩm Azadirachtin 1% thay thế thuốc hóa học cuối vụ và phối trộn chất hỗ trợ dầu thực vật este hóa nhằm giảm liều thuốc hóa học Clothianidin. Tác giả cũng giới hạn cụ thể phạm vi thực hiện tại Củ Chi trên giống đậu cove Trang Nông 282 vụ Thu Đông.

Chương 2. Tổng quan tài liệu

Chương 2 cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện về:

  • Phân loại học, nguồn gốc thuần hóa từ Trung Mỹ, hình thái giải phẫu của các bộ phận rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt và các thời kỳ sinh trưởng phát triển của cây đậu cove theo các tài liệu kinh điển (Smartt, 1976; Tạ Thu Cúc, 2005; Nguyễn Như Hà, 2012).
  • Đặc điểm phân loại, tập tính gây hại của rệp muội (Aphis gossypii) và mối liên hệ giữa chất bài tiết của rệp với sự bộc phát nấm bồ hóng và kiến cộng sinh.
  • Toàn cảnh hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật tại Việt Nam qua số liệu thống kê của Cục Bảo vệ Thực vật: sự gia tăng khối lượng thuốc thương phẩm nhập khẩu (từ 20 - 30 ngàn tấn giai đoạn 1991 - 2000 lên 36 - 75,8 ngàn tấn giai đoạn 2001 - 2010), mạng lưới lưu thông với hơn 28.750 đại lý kinh doanh gây quá tải cho lực lượng thanh tra chuyên ngành, tình trạng tồn dư hóa chất trên rau chè và nguy cơ kháng thuốc ở sâu hại.
  • Thực trạng sử dụng thuốc BVTV sinh học: dù danh mục có 236 hoạt chất và 745 tên thương phẩm nhưng lượng chế phẩm sinh học nhập khẩu chỉ chiếm khoảng 10%, việc ứng dụng trên đồng ruộng còn hạn chế (8 - 10%) do rào cản về giá thành, hiệu lực chậm, khó bảo quản và sản xuất nhỏ lẻ.
  • Cơ chế phân tử và sinh học của các hoạt chất nghiên cứu: cấu trúc và hoạt tính gây ngán ăn của Azadirachtin từ cây neem (Azadirachta indica); cơ chế phong bế dẫn truyền thần kinh của Clothianidin; quy trình điều chế 2 bước (xà phòng hóa và este hóa) của dầu thực vật este hóa và vai trò phụ trợ nông nghiệp của sản phẩm Vif-Strenght theo các căn cứ pháp lý hiện hành.

Chương 3. Vật liệu và phương pháp

Chương 3 trình bày chi tiết điều kiện thực nghiệm tại trại khảo nghiệm Tân An Hội, Củ Chi. Tác giả liệt kê đầy đủ danh mục vật liệu ngoài đồng ruộng (hạt giống Trang Nông 282, bình phun, phân bón) và trang thiết bị phòng thí nghiệm (cân điện tử phân tích, pipet tự động, máy nghiền mẫu, máy ly tâm, hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ LC-MS/MS). Chương này minh họa rõ nét sơ đồ bố trí mặt bằng 2 thí nghiệm theo khối RCBD gồm các khối lặp, hàng bảo vệ và hướng dốc. Quy trình điều tra mật độ rệp muội sống trên 10 lá/cây theo 4 mốc thời gian (TP, 1NSP, 3NSP, 7NSP) được quy chuẩn hóa chặt chẽ. Phương pháp tính toán hiệu lực sinh học theo công thức Henderson - Tilton và kỹ thuật lấy mẫu quả chia tư để phân tích dư lượng bằng LC-MS/MS được mô tả từng bước chính xác.

Chương 4. Kết quả và thảo luận

Chương 4 là phần nội dung trọng tâm của luận văn, trình bày và phân tích các số liệu thực nghiệm thu được qua hai nội dung khảo sát:

  • Đối với Nội dung 1: Dữ liệu kiểm đếm cho thấy mật độ rệp muội trước xử lý dao động đồng đều giữa các nghiệm thức (29,47 - 37,73 con/cây). Sau khi xử lý chế phẩm sinh học Tanixa Bio Safe 1EC, mật độ rệp muội giảm mạnh theo thời gian, trái ngược với xu hướng gia tăng ở nghiệm thức đối chứng nước lã (tăng từ 32,40 lên 39,40 con/cây ở 7NSP). Hiệu lực phòng trừ của Tanixa Bio Safe 1EC ở nồng độ 1,5 mL/L và 2 mL/L đạt mức cao (tương ứng 94,5% và 95,3% tại 7NSP), cao hơn có ý nghĩa so với đối chứng dương Neem Nim Xoan Xanh Green 0.3EC (đạt 90,0%).
  • Đối với Nội dung 2: Khảo sát phối hợp thuốc hóa học Clothianidin với chất hỗ trợ Vif-Strenght (2 mL/L). Mật độ ban đầu đồng đều ở mức 51,33 - 57,30 con/cây. Nghiệm thức chỉ phun chất hỗ trợ đơn lẻ có hiệu lực phòng trừ thấp (11,81% - 24,21%). Khi phối hợp chất hỗ trợ với thuốc hóa học liều 100%, hiệu lực diệt rệp tăng lên 97,25% tại 7NSP (so với 91,13% khi không có chất hỗ trợ). Đáng chú ý, nghiệm thức giảm liều thuốc hóa học xuống 75% kết hợp chất hỗ trợ vẫn đạt hiệu lực 88,32% ở 7NSP, không có sự sai khác thống kê so với việc dùng 100% liều hóa chất thông thường.
  • Động thái phân hủy dư lượng Clothianidin: Phân tích LC-MS/MS quả đậu cove chỉ ra rằng nồng độ hoạt chất giảm dần theo thời gian ở tất cả các công thức. Tại thời điểm 7NSP, nghiệm thức phun thuốc 100% liều giữ mức dư lượng 0,43 mg/kg; khi phối trộn chất hỗ trợ, dư lượng ở liều 100% giảm xuống 0,33 mg/kg; ở liều 75% có chất hỗ trợ dư lượng chỉ còn 0,27 mg/kg; và ở liều 50% có chất hỗ trợ dư lượng hạ xuống 0,11 mg/kg.

Chương 5. Kết luận và kiến nghị

Tác giả đúc kết các kết luận kỹ thuật cốt lõi: chế phẩm neem sinh học Tanixa Bio Safe 1EC có hiệu lực diệt rệp cao hơn đối chứng thương phẩm trên thị trường, thích hợp thay thế thuốc hóa học cuối vụ; việc kết hợp dầu thực vật este hóa cho phép cắt giảm 25% lượng hoạt chất Clothianidin mà vẫn duy trì hiệu lực phòng trừ rệp muội tương đương đồng thời giảm mạnh lượng tồn dư trong quả. Phần kiến nghị định hướng việc tiếp tục mở rộng khảo sát các dòng chế phẩm sinh học khác và tối ưu hóa giải pháp phối trộn phụ trợ trên các cây rau ăn quả.


Kết quả và đóng góp

Các kết quả định lượng cụ thể thu được từ quá trình khảo nghiệm thực địa và phân tích sắc ký được tổng hợp chi tiết qua các bảng số liệu sau:

Bảng 1: Hiệu lực phòng trừ rệp muội của chế phẩm sinh học Tanixa Bio Safe 1EC theo công thức Henderson - Tilton (%)

Nghiệm thức Thành phần & nồng độ Mật độ rệp sống trước phun (con/cây) Mật độ rệp sống 7NSP (con/cây) Hiệu lực 1NSP (%) Hiệu lực 3NSP (%) Hiệu lực 7NSP (%)
NT1 (Đ/c âm) Nước lã 32,40a ± 13,70 39,40a ± 7,39 - - -
NT2 (Đ/c dương) Azadirachtin 0,3% (2 mL/L) 29,47a ± 10,88 4,00b ± 1,99 70,4a ± 3,01 86,8a ± 4,34 90,0a ± 3,50
NT3 Azadirachtin 1% (2 mL/L) 32,93a ± 11,71 1,87b ± 1,19 71,0a ± 3,44 91,2a ± 3,14 95,3a ± 3,87
NT4 Azadirachtin 1% (1,5 mL/L) 37,73a ± 13,30 2,53b ± 1,41 63,7b ± 3,01 83,9b ± 5,57 94,5a ± 3,76
NT5 Azadirachtin 1% (1 mL/L) 32,47a ± 10,25 4,40b ± 1,48 43,4c ± 4,41 73,1c ± 5,67 88,2b ± 3,75

(Ghi chú: Các chữ cái theo sau giá trị trung bình trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức P < 0,05).

Bảng 2: Hiệu lực phòng trừ rệp muội của thuốc hóa học kết hợp chất hỗ trợ Vif-Strenght (%)

Nghiệm thức Quy cách xử lý Liều lượng Mật độ trước phun (con/cây) Hiệu lực 1NSP (%) Hiệu lực 3NSP (%) Hiệu lực 7NSP (%)
NT1 (Đ/c âm) Nước lã - 55,03a ± 14,81 - - -
NT2 (Đ/c CHT) Chất hỗ trợ Vif-Strenght 2 mL/L 57,30a ± 15,44 11,81c ± 1,34 24,21c ± 2,23 19,90c ± 2,01
NT3 Thuốc hóa học 100% 1 mL/L 51,33a ± 11,94 89,34a ± 3,67 89,29a ± 3,54 91,13a ± 3,14
NT4 Thuốc hh 100% + CHT 1 mL/L + 2 mL/L 54,50a ± 14,08 91,61a ± 3,54 93,45a ± 3,57 97,25a ± 3,67
NT5 Thuốc hh 75% + CHT 0,75 mL/L + 2 mL/L 54,10a ± 13,33 84,68a ± 3,33 87,48a ± 3,55 88,32a ± 4,01

Bảng 3: Diễn biến dư lượng Clothianidin (mg/kg) trong quả đậu cove qua các thời điểm

Nghiệm thức Quy cách nghiệm thức Trước phun Sau phun 2 giờ 1 ngày sau phun 3 ngày sau phun 7 ngày sau phun
NT3 Thuốc hóa học 100% (1 mL/L) 0 0,90 0,78 0,55 0,43
NT4 Thuốc hh 100% + CHT (2 mL/L) 0 0,87 0,67 0,55 0,33
NT5 Thuốc hh 75% + CHT (2 mL/L) 0 0,67 0,53 0,43 0,27
NT6 Thuốc hh 50% + CHT (2 mL/L) 0 0,37 0,24 0,20 0,11

Đóng góp khoa học và giải pháp do tác giả đề xuất:

  • Khẳng định khả năng thay thế hóa chất bằng thuốc sinh học cuối vụ: Chế phẩm sinh học Tanixa Bio Safe 1EC ở nồng độ 1,5 mL/L đến 2 mL/L có hiệu lực tiêu diệt rệp muội đạt từ 94,5% đến 95,3% sau 7 ngày phun, tương đương và thậm chí vượt trội hơn sản phẩm đối chứng Neem Nim Xoan Xanh Green 0.3EC (90,0%). Do hoạt chất Azadirachtin có nguồn gốc thảo mộc không yêu cầu thời gian cách ly dài ngày, đây là giải pháp kỹ thuật khả thi để thay thế thuốc trừ sâu hóa học ở giai đoạn chuẩn bị thu hoạch, loại bỏ triệt để nguy cơ tồn dư hóa chất trên nông sản thương phẩm.
  • Xác lập giải pháp giảm liều hóa chất thông qua chất phụ trợ: Nghiên cứu đã chứng minh vai trò gia tăng hiệu lực rõ rệt của dầu thực vật este hóa (Vif-Strenght). Khi phối trộn 2 mL/L chất hỗ trợ với 75% liều thuốc hóa học Clothianidin, hiệu lực phòng trừ rệp muội tại thời điểm 7NSP vẫn đạt 88,32%, không có sự suy giảm đáng kể so với việc phun nguyên liều 100% không phụ trợ (91,13%).
  • Đóng góp về kiểm soát dư lượng: Dữ liệu sắc ký LC-MS/MS chứng minh việc sử dụng chất hỗ trợ kết hợp cắt giảm 25% liều lượng thuốc hóa học giúp hạ thấp dư lượng Clothianidin tồn lưu trong quả đậu cove tại thời điểm 7NSP từ 0,43 mg/kg xuống còn 0,27 mg/kg. Chất hỗ trợ giúp thuốc dàn trải đều và tăng khả năng tiếp xúc bề mặt, từ đó cho phép hạ thấp lượng hoạt chất hóa học phát thải ra môi trường đồng ruộng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

  • Khảo nghiệm chỉ được tiến hành trên một giống đậu cove duy nhất (Trang Nông 282), trong phạm vi một vụ canh tác (vụ Thu Đông) và trên một vùng địa bàn thổ nhưỡng đặc thù là đất xám bạc màu tại xã Tân An Hội, huyện Củ Chi, TP. Hồ Chí Minh.
  • Đề tài chỉ tập trung phân tích dư lượng hoạt chất Clothianidin tồn lưu trong bộ phận quả đậu cove thương phẩm, chưa tiến hành phân tích các tính chất vật lý, hóa học cũng như dư lượng tích lũy của hoạt chất trong môi trường đất trước và sau thí nghiệm.
  • Dải nồng độ khảo sát của chế phẩm sinh học và thuốc hóa học chỉ mới giới hạn ở 3 mức nồng độ cố định, chưa khảo sát thêm các tỷ lệ phối trộn khác nhau của chất hỗ trợ dầu este hóa.

Hướng nghiên cứu tiếp theo do tác giả đề xuất:

  • Tiếp tục mở rộng khảo sát hiệu lực sinh học của các loại thuốc trừ sâu sinh học thảo mộc và vi sinh khác nhau trên các đối tượng dịch hại nguy hiểm ở giai đoạn cuối vụ của cây rau ăn quả.
  • Đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của việc phối trộn chất hỗ trợ dầu thực vật este hóa với nhiều nhóm hoạt chất thuốc bảo vệ thực vật hóa học khác nhau, nhằm xác định công thức tối ưu giúp giảm thiểu tối đa liều lượng thuốc hóa học mà vẫn bảo đảm khống chế dịch hại, đáp ứng ngưỡng an toàn vệ sinh thực phẩm cho nông sản xuất khẩu và tiêu dùng nội địa.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành: Là tài liệu học thuật hữu ích cho sinh viên, học viên cao học thuộc các ngành Công nghệ Sinh học, Bảo vệ Thực vật, Khoa học Cây trồng và Nông học khi tìm hiểu về phương pháp đánh giá thuốc BVTV sinh học trên đồng ruộng.
  • Cán bộ nghiên cứu và kiểm định: Cung cấp nguồn tham khảo thực chứng cho các nghiên cứu viên tại các viện, trung tâm kiểm định và khảo nghiệm thuốc BVTV trong việc xây dựng quy trình khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ rệp muội theo tiêu chuẩn quốc gia.
  • Kỹ sư nông nghiệp và cơ sở sản xuất: Hỗ trợ cán bộ khuyến nông và các hợp tác xã sản xuất rau an toàn trong việc xây dựng quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể để thay thế hóa chất ở giai đoạn áp thu hoạch và biện pháp phối trộn dầu este hóa nhằm tiết kiệm chi phí thuốc trừ sâu.

Các phần nội dung đáng tham khảo chuyên sâu trong tài liệu gồm:

  • Quy trình thiết kế thí nghiệm theo khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD) đơn yếu tố với 3 lần lặp và kỹ thuật bố trí hàng bảo vệ trên đồng ruộng.
  • Phương pháp điều tra mật độ côn trùng chích hút và ứng dụng công thức toán học Henderson - Tilton kết hợp phân tích phương sai ANOVA trên Minitab để tính toán hiệu lực sinh học.
  • Quy trình lấy mẫu nông sản chia tư và thông số phân tích tồn dư thuốc bảo vệ thực vật bằng hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC-MS/MS).

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ chế diệt trừ rệp muội của chế phẩm sinh học Tanixa Bio Safe 1EC là gì và vì sao phù hợp sử dụng ở cuối vụ?
Chế phẩm Tanixa Bio Safe 1EC chứa 1% hoạt chất Azadirachtin được chiết xuất từ cây neem (Azadirachta indica). Hoạt chất này tác động lên dịch hại qua các cơ chế tiếp xúc, vị độc, xua đuổi và gây ngán ăn mạnh, đồng thời ức chế quá trình sinh trưởng và lột xác của rệp muội. Do Azadirachtin thuộc nhóm độc IV (ít độc), có nguồn gốc tự nhiên và không đòi hỏi thời gian cách ly nghiêm ngặt như hóa chất tổng hợp, chế phẩm rất thích hợp để phun trừ dịch hại bộc phát ở giai đoạn cây đang cho thu hoạch quả nhằm tránh để lại dư lượng độc hại.

2. Công thức nào được tác giả sử dụng để đánh giá hiệu lực phòng trừ rệp muội và các thông số cần thu thập là gì?
Tác giả sử dụng công thức Henderson - Tilton để tính toán hiệu lực diệt rệp muội (%): $$H (%) = \left(1 - \frac{Ta \times Cb}{Tb \times Ca}\right) \times 100$$ Các thông số thu thập gồm: mật độ rệp sống ở công thức xử lý sau phun ($Ta$), mật độ rệp sống ở công thức xử lý trước phun ($Tb$), mật độ rệp sống ở công thức đối chứng nước sau phun ($Ca$), và mật độ rệp sống ở công thức đối chứng nước trước phun ($Cb$). Các mốc thời gian điều tra cố định gồm trước phun, 1 ngày, 3 ngày và 7 ngày sau phun.

3. Bản chất của chất hỗ trợ Vif-Strenght là gì và mang lại tác dụng gì khi phối trộn với thuốc trừ sâu?
Chất hỗ trợ Vif-Strenght có thành phần là dầu thực vật este hóa (Esterified vegetable oil), được điều chế thông qua phản ứng xà phòng hóa tách acid béo và phản ứng este hóa để tạo thành triglyceride tổng hợp. Khi phối hợp với thuốc bảo vệ thực vật, chất hỗ trợ này có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng, tăng khả năng loang trải, bám dính của giọt thuốc trên biểu bì lá và thân cây, hạn chế hiện tượng bị rửa trôi do nước mưa hoặc sương, đồng thời thúc đẩy hoạt chất thuốc thấm sâu và lưu dẫn nhanh vào mô thực vật và cơ thể dịch hại.

4. Khi giảm 25% liều lượng hoạt chất Clothianidin kết hợp với chất hỗ trợ dầu este hóa, hiệu lực phòng trừ và dư lượng thay đổi ra sao?
Tại thời điểm 7 ngày sau phun, nghiệm thức sử dụng 75% liều lượng Clothianidin kết hợp với chất hỗ trợ (2 mL/L) đạt hiệu lực phòng trừ rệp muội 88,32%, tương đương về mặt thống kê với nghiệm thức dùng 100% liều thuốc hóa học đơn lẻ (91,13%). Về mặt dư lượng trên quả đậu cove, nghiệm thức giảm liều 75% có chất hỗ trợ chỉ còn tồn dư 0,27 mg/kg ở 7NSP, thấp hơn đáng kể so với mức 0,43 mg/kg của nghiệm thức dùng 100% liều không có chất hỗ trợ.

5. Thiết bị và quy trình phân tích dư lượng thuốc hóa học trong quả đậu cove được thực hiện như thế nào?
Quy trình phân tích sử dụng thiết bị sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC-MS/MS). Mẫu quả đậu cove thu thập ngoài đồng ruộng được lấy ngẫu nhiên 5 điểm mỗi ô, trộn đều rồi chia tư lấy 2 phần đối diện làm mẫu phân tích tại các thời điểm trước phun, sau phun 2 giờ, 1 ngày, 3 ngày và 7 ngày. Mẫu được nghiền đồng nhất, chiết tách hoạt chất và đưa vào hệ thống LC-MS/MS để phân tách các ion phân tử theo tỷ số khối lượng trên điện tích ($m/z$), từ đó định lượng chính xác nồng độ Clothianidin (mg/kg) còn tồn lưu trong sản phẩm.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Phước Hải đã hoàn thành việc đánh giá thực nghiệm hiệu lực phòng trừ rệp muội (Aphis gossypii) trên cây đậu cove của chế phẩm sinh học Tanixa Bio Safe 1EC và giải pháp phối hợp thuốc hóa học Clothianidin với chất hỗ trợ dầu thực vật este hóa Vif-Strenght. Kết quả thực nghiệm đồng ruộng khẳng định chế phẩm Azadirachtin 1% ở liều lượng 1,5 - 2 mL/L đạt hiệu lực diệt rệp rất cao (94,5% - 95,3% sau 7 ngày), có thể ứng dụng thay thế hoàn toàn thuốc trừ sâu hóa học ở giai đoạn thu hoạch cuối vụ để bảo đảm an toàn thực phẩm. Bên cạnh đó, việc bổ sung 2 mL/L dầu thực vật este hóa cho phép cắt giảm 25% lượng hoạt chất hóa học Clothianidin mà vẫn duy trì hiệu lực bảo vệ cây trồng tương đương, đồng thời giúp giảm thiểu nồng độ dư lượng thuốc BVTV tồn đọng trong quả đậu cove xuống mức 0,27 mg/kg sau 7 ngày xử lý. Công trình cung cấp các dẫn liệu khoa học xác thực, đóng góp cơ sở thực tiễn giá trị cho việc hoàn thiện quy trình quản lý dịch hại theo hướng sinh học và phát triển nền nông nghiệp bền vững.