Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật sử dụng phụ phẩm trong sản xuất dầu hạt chè làm thuốc trừ sâu và tuyến trùng hại bắp cải tại hà nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật tận dụng phụ phẩm dầu hạt chè làm thuốc trừ sâu, tuyến trùng hiệu quả cho bắp cải tại Hà Nội.

• Tác giả: Nguyễn Hồng Phúc
• Người hướng dẫn: Trần Minh Quân
• Trường học: Đại học Thái Nguyên - Trường Đại học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật sử dụng phụ phẩm trong sản xuất dầu hạt chè làm thuốc trừ sâu và tuyến trùng hại bắp cải tại Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục đích, yêu cầu của đề tài
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Một số kết quả nghiên cứu về việc ứng dụng thuốc BVTV trừ sâu thảo mộc trên thế giới
• 1.2. Một số kết quả nghiên cứu về việc ứng dụng thuốc BVTV trừ sâu thảo mộc ở Việt Nam
• 1.3. Sự phát triển của ngành chè Việt Nam
• 1.3.1. Vị trí của ngành chè trong nền kinh tế quốc dân
• 1.3.2. Vai trò của xuất khẩu chè
• 2. Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sơ chế và xác định kích thước hạt chè phù hợp để đạt hiệu quả trừ sâu tối đa
• 2.3.2. Phương pháp đánh giá hiệu quả và kỹ thuật sử dụng bã hạt chè có hàm lượng 15% Saponin để trừ sâu hại trong đất trồng cây Bắp cải
• 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu xác định kỹ thuật xử lý
• 2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả nghiên cứu xác định kích thước hạt phù hợp để đạt hiệu quả trừ sâu và tuyến trùng tối đa
• 3.2. Đánh giá hiệu quả trừ sâu của sản phẩm bã hạt chè ở các lượng dùng khác nhau
• 3.2.1. Bã hạt chè được sử dụng với đường kính hạt 0,5-1mm, xử lý ở độ sâu 10cm
• 3.3. Kết quả nghiên cứu các kỹ thuật sử dụng sản phẩm bã hạt chè
• 3.3.1. Để xác định độ sâu xử lý bã hạt chè trước khi trồng
• 3.3.2. Kỹ thuật tưới nước sau khi xử lý thuốc
• 3.4. Ảnh hưởng của sản phẩm bã hạt chè đến sinh trưởng của cây Bắp cải
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu về việc sử dụng phụ phẩm dầu hạt chè làm thuốc trừ sâu và tuyến trùng cho cây bắp cải tại Hà Nội có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Việc sử dụng các sản phẩm tự nhiên trong nông nghiệp đang ngày càng được ưa chuộng, nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của hóa chất lên sức khỏe con người và môi trường. Phụ phẩm nông nghiệp như bã hạt chè không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn có thể trở thành nguồn nguyên liệu quý giá trong sản xuất nông nghiệp bền vững. Theo nghiên cứu, bã hạt chè chứa hàm lượng Saponin cao, có khả năng diệt sâu hại và tuyến trùng hiệu quả. Điều này mở ra hướng đi mới cho nông dân trong việc bảo vệ cây trồng mà không cần phụ thuộc vào hóa chất độc hại.

II. Mục đích và yêu cầu của đề tài

Mục đích chính của nghiên cứu là xác định được kỹ thuật sử dụng bã hạt chè để trừ và giảm thiểu các đối tượng sâu hại trên cây bắp cải tại Hà Nội. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định phương pháp sử dụng, liều lượng, và thời gian cách ly của bã hạt chè trên cây trồng. Yêu cầu đặt ra là phải đảm bảo hiệu quả trong việc bảo vệ thực vật, đồng thời không gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng phương pháp sinh học trong sản xuất nông nghiệp, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu sẽ có ý nghĩa khoa học quan trọng trong việc ứng dụng Saponin từ bã hạt chè để trừ các đối tượng sâu hại trên cây bắp cải và trong đất. Điều này không chỉ tạo cơ sở cho việc nghiên cứu khả năng ứng dụng của nhiều sản phẩm thảo mộc khác mà còn góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao năng suất cây trồng. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài nằm ở việc khuyến khích nông dân sử dụng các sản phẩm tự nhiên, giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại, từ đó bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng và môi trường sinh thái. Việc này cũng phù hợp với xu hướng sản xuất nông nghiệp sạch và bền vững hiện nay.

IV. Tổng quan tài liệu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật từ nguồn gốc thảo mộc có nhiều lợi ích. Trên thế giới, có khoảng 2000 loài cây có chứa chất độc có khả năng trừ sâu. Tại Việt Nam, đã phát hiện khoảng 335 loài cây có khả năng trừ sâu, trong đó có nhiều loài có hiệu quả cao. Các hợp chất như Rotenon, Azadirachtin, và Pyrethrin đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng bã hạt chè trong phòng trừ sâu hại vẫn còn hạn chế. Do đó, nghiên cứu này sẽ đóng góp vào việc phát triển các sản phẩm sinh học an toàn và hiệu quả cho nông nghiệp.

V. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu sẽ bao gồm việc xác định kích thước hạt chè phù hợp để đạt hiệu quả tối ưu trong việc trừ sâu và tuyến trùng. Nghiên cứu sẽ tiến hành thử nghiệm với các liều lượng khác nhau của bã hạt chè, đồng thời đánh giá hiệu quả của chúng trên cây bắp cải. Các phương pháp phân tích sẽ được áp dụng để đánh giá hiệu quả của bã hạt chè trong việc kiểm soát sâu hại và tuyến trùng. Kết quả thu được sẽ được so sánh với các phương pháp truyền thống để xác định tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng bã hạt chè trong sản xuất nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam hiện có hơn 115.000 ha canh tác chè với sản lượng búp tươi đạt 5.820 kg/ha, mang lại giá trị kinh tế quan trọng cho các tỉnh trung du và miền núi. Tuy nhiên, hàng nghìn tấn hạt chè sau thu hoạch dầu ăn hiện đang bị bỏ phí ngoài đồng ruộng hoặc xử lý chưa triệt để. Trong khi đó, việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong canh tác rau màu đang gây ra những hệ lụy nghiêm trọng về sức khỏe cộng đồng và ô nhiễm đất, dù thị phần thuốc bảo vệ thực vật sinh học trong nước mới chỉ chiếm khiêm tốn khoảng 5%. Cây bắp cải, loại cây trồng mang lại giá trị kinh tế cao gấp 2 đến 3 lần so với lúa nước, thường xuyên đối mặt với các dịch hại nghiêm trọng trong đất như tuyến trùng nốt sưng, sâu xám và bọ nhảy sọc cong.

Nghiên cứu được triển khai nhằm xác định các thông số kỹ thuật tối ưu trong việc sử dụng bã hạt chè chứa 15% hoạt chất Saponin tự nhiên làm thuốc trừ sâu sinh học trên cây bắp cải giống KK. CROSS. Đề tài được thực hiện trong giai đoạn năm 2014 đến năm 2015 tại vùng chuyên canh rau Song Phương, huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội và hệ thống nhà lưới của Viện Môi trường Nông nghiệp. Mục tiêu cụ thể là chuẩn hóa kích thước hạt, liều lượng sử dụng và phương thức xử lý đất nhằm kiểm soát hiệu quả mật độ dịch hại.

Về mặt kinh tế - kỹ thuật, việc ứng dụng thành công bã hạt chè giúp thay thế từ 60% đến 70% lượng thuốc hóa học độc hại trong chu kỳ canh tác bắp cải. Đồng thời, giải pháp này mở ra tiềm năng tận dụng nguồn nguyên liệu nội địa, hướng tới giảm thiểu lượng bã chè nhập khẩu lên tới 60.000 tấn mỗi năm với chi phí ước tính 660 tỷ đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết quản lý dịch hại tổng hợp kết hợp với nguyên lý kiểm soát sinh học nông nghiệp bền vững. Trọng tâm của khung lý thuyết là cơ chế tác động đa chiều của hoạt chất Saponin triterpenoid có công thức phân tử C57H90O26. Saponin là một nhóm glycosid thực vật tự nhiên chiếm hàm lượng từ 14% đến 16% trong bã hạt chè sau ép dầu.

Về mặt sinh hóa, Saponin hoạt động như một chất hoạt động bề mặt mạnh mẽ, làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng và phá vỡ cấu trúc màng tế bào lipid của côn trùng. Khi tiếp xúc với các loài dịch hại trong đất, hoạt chất nhanh chóng thẩm thấu qua các mô biểu bì mềm, gây tê liệt hệ thống hô hấp và đường tiêu hóa thông qua cơ chế phá hủy hồng cầu và làm mất cân bằng điện giải. Các khái niệm cốt lõi được vận dụng trong nghiên cứu bao gồm: cơ chế tiếp xúc vị độc, tính chọn lọc sinh học đối với sinh vật máu nóng và động học phân hủy sinh học trong đất. Saponin thuộc nhóm độc IV với chỉ số LD50 qua đường miệng và qua da đều vượt mức 5.000 mg/kg, có khả năng tự phân hủy hoàn toàn trong đất ẩm sau 3 đến 4 ngày, hoàn toàn không để lại dư lượng độc hại cho môi trường.

Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu nghiên cứu được thu thập thông qua hai hệ thống thí nghiệm song song: thí nghiệm kiểm soát trong chậu vại tại nhà lưới Viện Môi trường Nông nghiệp và thí nghiệm đồng ruộng diện tích hẹp tại xã Song Phương, huyện Hoài Đức, Hà Nội.

Thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần lặp lại, quy mô mỗi ô thí nghiệm là 10 m2. Thí nghiệm chậu vại kiểm soát tuyến trùng và sâu xám được bố trí 5 lần lặp lại, mỗi lần lặp gồm 10 chậu với mật độ 3 cây bắp cải trên một chậu. Cỡ mẫu điều tra tuyến trùng được thực hiện bằng phương pháp lấy mẫu đất ngẫu nhiên tại 10 điểm trên mỗi ô ở độ sâu từ 15 đến 20 cm quanh vùng rễ, khối lượng 500 g đất mỗi mẫu. Tuyến trùng được tách chiết chuẩn hóa qua phương pháp phễu Baermann và đếm trực tiếp trên 1 ml dung dịch dưới kính hiển vi quang học. Điều tra sâu xám và bọ nhảy thực hiện tại 3 điểm cố định với 3 cây trên một điểm.

Phương pháp tính toán hiệu lực sử dụng công thức Abbott cho sâu xám và bọ nhảy, kết hợp công thức Henderson-Tilton cho tuyến trùng để loại trừ sai số do biến động tự nhiên của mật độ quần thể. Dữ liệu sau đó được xử lý phương sai ANOVA thông qua phần mềm thống kê IRRISTAT phiên bản 4.0 và bảng tính Excel nhằm đảm bảo độ tin cậy khoa học với hệ số biến động CV duy trì ở mức dưới 15%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã làm sáng tỏ mối quan hệ giữa kích thước hạt, liều lượng sử dụng và phương thức xử lý bã hạt chè đối với hiệu lực tiêu diệt dịch hại trong đất trồng bắp cải:

Thứ nhất, kích thước nghiền của bã hạt chè quyết định trực tiếp đến khả năng tiếp xúc và khuếch tán hoạt chất trong đất. Đường kính hạt từ 0,5 đến 1,0 mm cho hiệu quả phòng trừ cao nhất trên cả ba đối tượng. Sau 7 ngày xử lý, hiệu lực trừ tuyến trùng đạt 83,1%, sâu xám đạt 73,1% và bọ nhảy đạt 66,5%. Trái lại, kích thước hạt thô trên 5,0 mm chỉ đạt hiệu lực trừ tuyến trùng 62,9% và sâu xám 46,2% do diện tích bề mặt tiếp xúc kém. Kích thước bột quá mịn dưới 0,5 mm cũng làm giảm hiệu lực xuống 65,4% đối với sâu xám do bị keo đất hấp phụ nhanh và dễ rửa trôi.

Thứ hai, việc tăng liều lượng từ 15 kg/ha lên 40 kg/ha tỷ lệ thuận với mức độ suy giảm mật độ sâu hại. Đối với tuyến trùng, liều dùng từ 30 đến 40 kg/ha làm giảm mật độ từ 26,3 con/g đất xuống còn 5,7 con/g đất sau 7 ngày, đạt hiệu lực từ 83,8% đến 84,8%. Đối với sâu xám, liều dùng 35 đến 40 kg/ha cho hiệu lực tối đa đạt 80,8%. Riêng đối với bọ nhảy, liều lượng 25 kg/ha đã đạt hiệu lực 59,0% sau 14 ngày, việc tăng lên 40 kg/ha chỉ nâng hiệu lực lên 61,1%, cho thấy mức 25 kg/ha là ngưỡng tối ưu về mặt kinh tế.

Thứ ba, độ sâu xử lý kết hợp màng phủ nilon tạo nên sự đột phá về hiệu quả diệt trừ. Xử lý bã hạt chè ở độ sâu 10 cm có che phủ nilon đạt hiệu lực trừ tuyến trùng cao nhất là 88,2% sau 7 ngày, cao hơn đáng kể so với nghiệm thức xử lý trên mặt đất không phủ nilon chỉ đạt 65,4%.

Thứ tư, sản phẩm bã hạt chè thể hiện tính an toàn sinh học tuyệt đối khi không gây ra bất kỳ triệu chứng tổn thương mô lá, cháy rễ hay biến vàng nào trên cây bắp cải ở tất cả các mức liều từ 15 đến 40 kg/ha.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt trội của kích thước hạt từ 0,5 đến 1,0 mm được giải thích bởi sự cân bằng giữa tốc độ phóng thích saponin và khả năng liên kết với các hạt khoáng trong cấu trúc đất thịt nhẹ. Kích thước này tạo điều kiện cho dung môi nước hòa tan hoạt chất từ từ, duy trì nồng độ ức chế tối thiểu đối với sâu hại kéo dài suốt 7 ngày. Độ sâu xử lý 10 cm trùng khớp với tầng phân bố rễ tơ của cây bắp cải, nơi tuyến trùng và ấu trùng sâu non tập trung với mật độ cao nhất. Màng phủ nilon đóng vai trò giữ ẩm độ ổn định, hạn chế sự quang phân của hoạt chất dưới ánh sáng mặt trời và ngăn chặn hiện tượng bốc hơi.

Khi so sánh với các nghiên cứu chiết xuất Saponin tại Malaysia và Đài Loan trên ốc bươu vàng với liều lượng từ 45 đến 51 kg/ha, kết quả của luận văn cho thấy liều dùng 30 đến 35 kg/ha trên đất cạn đã đạt hiệu lực tương đương trên 80%. Điều này khẳng định bã hạt chè nội địa hoàn toàn có thể thương mại hóa thay thế các dòng sản phẩm sinh học nhập khẩu. Toàn bộ xu hướng động thái mật độ dịch hại theo thời gian được mô hình hóa trực quan qua các đồ thị cột và biểu đồ phân tán, phản ánh rõ nét bước nhảy hiệu lực từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 7 sau khi xử lý đất.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển giao thành công kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất rau an toàn, bốn giải pháp trọng tâm được khuyến nghị thực hiện:

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình công nghệ chế biến phụ phẩm hạt chè. Các cơ sở chế biến dầu thực vật cần đầu tư hệ thống sấy khô hạ ẩm độ xuống dưới 12% và thiết bị nghiền sàng cơ học để đạt kích thước hạt đồng đều từ 0,5 đến 1,0 mm. Mục tiêu đảm bảo sản phẩm bột bã chè thương phẩm giữ vững hàm lượng Saponin từ 14% đến 16%, hoàn thành quy chuẩn kỹ thuật trong vòng 6 tháng đầu năm.

Thứ hai, áp dụng quy trình xử lý đất chuẩn trước khi trồng bắp cải. Nông dân cần tiến hành rải đều bã hạt chè với liều lượng từ 30 đến 35 kg/ha, xới trộn đều vào tầng đất sâu 10 cm kết hợp phủ màng nilon nông nghiệp trước khi đặt bầu cây con từ 2 đến 3 ngày. Kỹ thuật này đặt mục tiêu kiểm soát trên 80% mật độ tuyến trùng và sâu xám ngay từ đầu vụ.

Thứ ba, thiết lập chế độ tưới ẩm định kỳ sau xử lý. Các hợp tác xã rau an toàn cần duy trì chu kỳ tưới nước ẩm đều 1 đến 2 ngày một lần trong tuần đầu tiên nhằm kích hoạt quá trình hòa tan và khuếch tán saponin trong dung dịch đất, tránh để đất khô nứt làm giảm khả năng tiếp xúc của thuốc.

Thứ tư, xây dựng chuỗi liên kết kinh tế tuần hoàn giữa vùng nguyên liệu chè và vùng chuyên canh rau. Chi cục Bảo vệ thực vật và Trung tâm Khuyến nông các tỉnh phía Bắc cần chủ trì liên kết các nhà máy ép dầu hạt chè tại Thái Nguyên, Phú Thọ với các vùng sản xuất bắp cải tại Hà Nội và Vĩnh Phúc. Mục tiêu trong giai đoạn 2025 đến 2030 là tận dụng triệt để 60.000 tấn bã chè, giúp giảm 50% chi phí phòng trừ dịch hại cho người trồng rau.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tư liệu khoa học và ứng dụng thực tiễn giá trị cho bốn nhóm đối tượng chuyên môn:

Nhóm thứ nhất là các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học thuộc chuyên ngành Khoa học cây trồng, Bảo vệ thực vật và Nông học. Luận văn cung cấp phương pháp luận chặt chẽ, số liệu thực nghiệm chi tiết về cơ chế tác động của hoạt chất thảo mộc Saponin trong kiểm soát dịch hại đất.

Nhóm thứ hai là cán bộ kỹ thuật nông nghiệp, khuyến nông viên tại các trạm bảo vệ thực vật địa phương. Đây là cẩm nang kỹ thuật thực hành giúp xây dựng các mô hình sản xuất rau VietGAP, hướng dẫn nông dân giảm thiểu thuốc hóa học và xử lý đất an toàn.

Nhóm thứ ba là các hợp tác xã nông nghiệp, trang trại và hộ nông dân chuyên canh rau họ thập tự. Luận văn mang lại giải pháp công nghệ cụ thể về liều lượng và độ sâu bón phân bã chè để giải quyết dứt điểm vấn nạn bọ nhảy và sâu xám hại bắp cải.

Nhóm thứ tư là các doanh nghiệp sản xuất phân bón hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật sinh học. Tài liệu cung cấp cơ sở kỹ thuật để thương mại hóa nguồn phụ phẩm bã hạt chè thành các dòng sản phẩm trừ sâu sinh học có giá trị kinh tế cao.

Câu hỏi thường gặp

Hoạt chất Saponin trong bã hạt chè có an toàn cho người và sinh vật có ích không? Saponin thuộc nhóm độc tính IV với chỉ số LD50 qua miệng và da đạt trên 5.000 mg/kg, an toàn tuyệt đối cho người sản xuất và động vật máu nóng. Trong môi trường đất ẩm, hoạt chất bị vi sinh vật phân giải hoàn toàn thành các hợp chất hữu cơ sau 3 đến 4 ngày, không để lại tồn dư độc hại và không làm chai biến tính lý hóa của đất.

Tại sao kích thước hạt bã chè từ 0,5 đến 1,0 mm lại đạt hiệu quả diệt trừ cao nhất? Kích thước hạt từ 0,5 đến 1,0 mm tạo diện tích tiếp xúc bề mặt tối ưu với các cá thể dịch hại trong cấu trúc keo đất. Nếu kích thước lớn trên 5,0 mm, hoạt chất hòa tan chậm và diện tích tiếp xúc kém. Nếu nghiền quá mịn dưới 0,5 mm, bột bã chè dễ bị rửa trôi hoặc bị các hạt sét trong đất hấp phụ, làm giảm hoạt tính sinh học.

Liều lượng sử dụng bã hạt chè bao nhiêu là đạt chuẩn kinh tế và kỹ thuật? Đối với tuyến trùng nốt sưng và sâu xám, liều lượng khuyến cáo tối ưu là 30 đến 35 kg/ha, giúp đạt hiệu lực phòng trừ từ 76,9% đến 84,7% sau 7 ngày xử lý. Riêng đối với bọ nhảy sọc cong, liều lượng 25 kg/ha được xem là điểm cân bằng kinh tế tối ưu khi mang lại hiệu quả 59,0% mà không gây lãng phí chi phí đầu vào.

Độ sâu xử lý đất nào đem lại hiệu quả diệt sâu hại tốt nhất? Xử lý bã hạt chè ở độ sâu 10 cm kết hợp phủ màng nilon đạt hiệu lực trừ tuyến trùng cao nhất lên tới 88,2%. Độ sâu 10 cm tương ứng với tầng sinh trưởng tập trung của hệ rễ bắp cải, nơi ấu trùng sâu xám và tuyến trùng khu trú. Việc phủ màng nilon giúp giữ ẩm và ngăn ngừa hiện tượng quang phân hoạt chất saponin.

Bã hạt chè có khả năng thay thế hoàn toàn thuốc bảo vệ thực vật hóa học không? Bã hạt chè có khả năng thay thế từ 60% đến 70% lượng thuốc trừ sâu hóa học trong cả vụ bắp cải, đặc biệt hiệu quả ở giai đoạn xử lý đất trước khi trồng và giai đoạn cây con. Tuy nhiên, trong quản lý dịch hại tổng hợp, cần kết hợp luân canh cây trồng và biện pháp canh tác để đạt hiệu quả kiểm soát dịch hại toàn diện và bền vững nhất.

Kết luận

• Luận văn đã chứng minh bã hạt chè chứa 14% đến 16% Saponin là nguồn vật liệu sinh học xuất sắc để phòng trừ sâu hại và tuyến trùng trong đất trồng bắp cải.
• Chuẩn hóa kích thước hạt bã chè ở mức 0,5 đến 1,0 mm giúp nâng cao diện tích tiếp xúc và tối ưu hóa hiệu lực sinh học lên trên 83% sau 7 ngày.
• Xác định liều lượng tối ưu từ 30 đến 35 kg/ha cho hiệu lực diệt trừ tuyến trùng đạt 84,7% và sâu xám đạt 80,8%, riêng bọ nhảy đạt ngưỡng tối ưu ở mức 25 kg/ha.
• Thiết lập quy trình xử lý đất ở độ sâu 10 cm kết hợp che phủ màng nilon giúp gia tăng hiệu lực phòng trừ tuyến trùng lên mức kỷ lục 88,2%.
• Giải pháp kỹ thuật này mở ra hướng đi bền vững, giúp thay thế 60% đến 70% lượng hóa chất bảo vệ thực vật độc hại và nâng cao chất lượng nông sản an toàn.

Đóng góp lớn nhất của công trình là chuyển hóa thành công nguồn phụ phẩm nông nghiệp bị bỏ phí thành chế phẩm sinh học bảo vệ thực vật có giá trị kinh tế cao, thân thiện với môi trường sinh thái. Kế hoạch tiếp theo trong vòng 12 đến 24 tháng tới là hoàn thiện dây chuyền sản xuất công nghiệp quy mô lớn và mở rộng thử nghiệm trên các nhóm cây ăn quả, cây công nghiệp. Các tổ chức nông nghiệp, hợp tác xã và doanh nghiệp cần nhanh chóng đón đầu ứng dụng quy trình kỹ thuật này nhằm nâng cao giá trị chuỗi sản xuất rau sạch bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Một số kết quả nghiên cứu về việc ứng dụng thuốc BVTV trừ sâu thảo mộc trên thế giới Từ xa xưa, nông dân ở nhiều nước trên thế giới đã biết sử dụng một số loài thực vật chứa chất độc để trừ một số loại côn trùng gây hại trên cây trồng và gia súc bằng cách phun lên cây hay dùng nước chiết để tắm cho gia súc. Trên thế giới có khoảng 2000 loài cây có chất độc, trong đó có 10-12 loài cây được dùng phổ biến. Ở Việt Nam, đã phát hiện khoảng 335 loài cây độc, gần 40 loài cây độc có khả năng trừ sâu (trong đó có 10 loài có khả năng diệt sâu tốt) [7].

Những hợp chất trừ sâu thảo mộc thông dụng như Rotenon và Rotenoit, Arteminisinin, Azadirachtin, Cnidiadin, Matrine, Pyrethrin và Nicotin đều là những loại Ancaloit, Este, Glucozit v. có trong một số bộ phận của một số loài cây. Hàm lượng chất độc phụ thuộc loài cây, bộ phận cây, điều kiện sống và thời gian thu hái chúng. Nói chung, các chất này rất dễ bị phân huỷ dưới tác động của oxy hoá, ánh sáng (đặc biệt các tia cực tím), ẩm độ , nhiệt độ và pH môi trường, nên chúng ít gây độc cho môi sinh môi trường.

Nhưng cũng vì đặc tính này, nên điều kiện thu hái, bảo quản và kỹ thuật chế biến ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của sản phẩm. Trừ Nicotin, còn các thuốc thảo mộc khác đang được nghiên cứu sử dụng. Thuốc trừ sâu thảo mộc diệt côn trùng bằng con đường tiếp xúc, vị độc hoặc xông hơi. Phổ tác động thường không rộng.

Một số loại còn có khả năng diệt cả nhện hại cây. Sau khi xâm nhập, thuốc nhanh chóng tác động đến hệ thần kinh, gây tê liệt và làm chết côn trùng. Trừ Nicotin (thuốc rất độc với động vật máu nóng, có thể gây ung thư, nên đã bị cấm ở nhiều nước, trong đó có Việt nam), Ryania và Sabadilla, các thuốc thảo mộc nói chung ít độc đối với người và động vật máu nóng, các sinh vật có ích và động vật hoang dã. Do thuốc trừ sâu thảo mộc nhanh bị phân huỷ, nên chúng không tích luỹ trong cơ thể sinh vật, trong môi trường và không gây hiện tượng sâu chống thuốc.

Thuốc 4 thảo mộc rất an toàn đối với thực vật, thậm chí trong một số trường hợp chúng còn kích thích cây phát triển. Do việc thu hái bảo quản khó khăn, giá thành đắt, nên trong một thời gian dài, các thuốc trừ sâu thảo mộc đã bị các thuốc trừ sâu hoá học lấn át. Ngày nay, với yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng được nâng cao, cộng với kỹ thuật gia công được phát triển, nên nhiều thuốc trừ sâu thảo mộc được dùng trở lại, đã đem lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần bảo vệ môi trường. Nhiều chất mới được phát hiện dùng làm thuốc trừ sâu như tinh dàu chàm, tinh dàu bạch đàn, tinh dầu tỏi v.

Một số hoạt chất thảo mộc được dùng làm thuốc trừ sâu có mặt ở Việt nam: -Pyrethrin: có trong hoa cây cúc sát trùng Chrysanthemum leucanthemum và các cây Chrysanthemum khác. Tác động mạnh đến côn trùng bằng con đường tiếp xúc; tác động yếu hơn đến các loài nhện, bằng cách bịt kênh vận chuyển ion Na+ , kéo dài giai đoạn mở, vì thế, côn trùng bị quật ngã và chết nhanh. Thuốc được dùng trừ côn trùng và nhện trên rau, chè, nhiều cây trồng, cây cảnh; côn trùng ký sinh trên gia súc và động vật trong nhà. Có độ độc rất thấp với người, động vật máu nóng và môi trường.

Ngày nay, bắt chước các pyrethrin tự nhiên, người ta đã tổng hợp ra vài chục hợp chất pyrethroid khác, trở thành một nhóm thuốc trừ sâu lớn, có nhiều ưu điểm hơn pyrethrin tự nhiên. Rotenon và các rotenoit: là các alkaloid có trong rễ, thân lá, hạt của một số loài cây thuộc họ Papilionaceae ( đặc biệt có nhiều trong rễ cây Derris spp., nhất là Derris eliptica). Gây độc bằng cách ức chế sự chuyển hoá trong hô hấp, gây rối chuyển hoá điện tử của NADH và dehydrogenaza, tách và vận chuyển hydro từ cơ chất đến ubiquinon; men citorom b, CX1, C và men oxydaza có tác dụng xúc tác vận chuyển điện tử đến oxy, hoạt hoá oxy phân tử và coenzym Q, làm giảm nghiêm trọng tiêu thụ oxi, ức chế hô hấp trong ty thể. Rotenon và các rotenoit tác động đến côn trùng (rệp muội, bọ trĩ, ngài, các bọ cánh cứng) và nhện bằng con đường tiếp xúc mạnh và vị độc.

Ngoài ra còn dùng để trừ kiến lửa, muỗi ở đầm lầy; trừ ve bét, dòi ký sinh trên động vật; trừ côn trùng trong nhà và trừ cá dữ trong ruộng nuôi 5 tôm. Triệu chứng trúng độc thể hiện nhanh. Thuốc ít độc với động vật có vú ngoại trừ thuốc xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp và nhiễm độc máu. Rotenon và các rotenoit ít độc với các động vật khác, nhưng rất độc với cá.

Ở đồng bằng sông Cửu Long rễ cây Derris elliptica được băm nhỏ rải xuống ruộng để trừ cá dữ trong ruộng nuôi tôm rất hiệu quả và an toàn. -Azadirachtin là một trong 4 chất chính có tác dụng diệt sâu của dịch chiết hạt (chủ yếu) và lá cây neem, một loài cây có nguồn gốc ở Ân độ, Myanma, sau được trồng ở Tây Phi. Ở Việt nam, cây neem cũng mọc rải rác trong toàn quốc; đặc biệt mọc thành rừng hàng trăm ha ở Nam Trung bộ. Dịch chiết cây neem được dùng rộng rãi ở Ân độ, Trung quốc và nhiều quốc gia khác.

Cấu trúc của Azadirachtin tương tự ecdyson ( một homon lột xác của côn trùng); có thể là chất đối kháng của ecdyson, ngăn cản quá trình lột xác của côn trùng qua các tác động: làm giảm hay ức chế hoàn toàn khả năng sinh sản, hoặc làm giảm khả năng trứng nở; rút ngắn thời gian sống của trưởng thành, ngăn con cái đẻ trứng, trực tiếp diệt trứng; gây ngán cho ấu trùng, trưởng thành; làm sâu non không biến thái, tác động tới sự lột xác giữa các tuổi sâu, tiền nhộng và gây tê liệt ấu trùng - nhộng, ấu trùng – trưởng thành, nhộng - trưởng thành và trưởng thành. Ngoài ra Azadirachtin còn có tác dụng gây ngán và xua đuổi. Bên cạnh tác dụng diệt côn trùng, Azadirachtin còn diệt được cả tuyến trùng và trừ nấm. Thuốc hầu như không độc với cá, động vật thuỷ sinh; ong mật, chim và động vật hoang dã khác.

Matrine: hoạt chất có hiệu lực diệt sâu mạnh nhất trong dịch chiết cây khổ sâm. Matrine có phổ tác động rộng, diệt được nhiều loài côn trùng chích hút và miệng nhai ; ngòai ra còn diệt được cả nhện hại cây. Matrine gây độc bằng cách làm tê liệt hệ thần kinh trung ương, bịt lỗ thở côn trùng làm cho côn trùng không hô hấp được và bị chết nhanh chóng. Ngoài ra, nhờ tác động gây ngán và xua đuổi, nên thuốc có hiệu lực dài.

Matrine không có tác dụng nội hấp và xông hơi. Thuốc ít gây độc với người, động vật máu nóng và các loài sinh vật khác. Bị phân huỷ nhanh trong môi trường.5% trong thân lá khô của cây thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L. Artemisinin được dùng chủ yếu trừ bệnh sốt rét cho người.

Gần đây Artemisinin được dùng để trừ sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang hại rau; rầy xanh hại chè; rệp muội , bọ trĩ hại cam chanh. Thuốc hầu như không ảnh hưởng đến cá và động vật thuỷ sinh; ong mật, chim và động vật hoang dã. Không gây độc cho cây. Cnidiadin: Thuốc có phổ tác động rộng, trừ được nhiều loài sâu hại thuộc bộ cánh phấn và nhện đỏ.

Triệu chứng ngộ độc thể hiện nhanh. Thuốc ít độc với người và động vật máu nóng cũng như các loài sinh vật khác. Eucalyptol: Có trong cây bạch đàn. Phổ tác động rất rộng; trừ được nhiều loài sâu và nhện.

Thuốc ít gây độc với người, động vật máu nóng và các loài sinh vật khác. Bị phân huỷ nhanh trong môi trường. Các thuốc thảo mộc khác dùng để trừ sâu: Anabazin: có trong cây Anabasis aphylla ở hàm lượng 0.50%; tác động đến côn trùng như nicotin, được dùng trừ sâu dưới dạng muối sulfat. Helebo trắng ( Protoveratin): có trong cây Veratrum album với hàm lượng 0.5 - 1%, để trừ sâu ở Pháp, Ý, Bỉ.

Helebo đen ( Heleborin): có trong cây Heleborus niger. Ryani ( Rianodin): có trong cây Ryana speciosa có hiệu lực trừ sâu cao, bằng con đường tiếp xúc và vị độc. được dùng nhiều ở Mỹ. Sabadilla: là các chất Cevadine, Veratridine và các Alcaloid có quan hệ với Cevadine, có trong hạt cây Schoeocaulon officinaleo được dùng nhiều để trừ bọ trĩ ở Ân độ, Trung và Nam Mỹ.

Cơ chế tác động tương tự Pyrethrin, hoạt hoá độ mẫn cảm điện áp của kênh truyền dẫn ion Na+ trong hệ thần kinh và màng tế bào cơ xương và cơ giữa. Pellitorine: có trong rễ cây Pellitory anacylus. Spilanthol: có trong hoa cây Spilanthes oleraceae và Spilant. Theo kết quả phân tích của các nước trên thế giới, trong bã hạt chè có chứa 9- 14% Saponin là hoạt chất có khả năng ứng dụng để trừ nhiều đối tượng sâu hại đặc biệt là các loài sâu hại trong đất như nhuyễn thể, tuyến trùng, sùng, rệp sáp v.hay tiêu diệt cá tạp trong hồ nuôi tôm [3, 4, 5].

7 Saponin có công thức phân tử C57H90O26, công thức cấu tạo: COOH H O HO Saponin còn gọi là saponosid là một nhóm glycosid lớn, gặp rộng rãi trong thực vật. Saponin cũng có trong một số động vật như hải sâm, cá sao. Saponin có một số tính chất đặc biệt: - Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ hoá và tẩy sạch. - Làm vỡ hồng cầu ngay ở những nồng độ rất loãng.

- Ðộc với cá vì saponin làm tăng tính thấm của biểu mô đường hô hấp nên làm mất các chất điện giải cần thiết, ngoài ra có tác dụng diệt các loài thân mềm như giun, sán, ốc sên. - Kích ứng niêm mạc gây hắt hơi, đỏ mắt, có tác dụng long đờm, lợi tiểu; liều cao gây nôn mửa, đi lỏng. - Có thể tạo phức với cholesterol hoặc với các chất 3-b-hydroxysteroid khác. Saponin còn gọi là saponosid do chữ latin sapo = xà phòng (vì tạo bọt như xà phòng).

Tuy vậy một vài tính chất trên không thể hiện ở một vài saponin.Ví dụ: sarsaparillosid thì không có tính phá huyết cũng như tính tạo phức với cholesterol., Saponin đa số có vị đắng trừ một số như glycyrrhizin có trong cam thảo bắc, abrusosid trong cam thảo dây, oslandin trong cây Polypodium vulgare có vị ngọt. Saponin tan trong nước, alcol, rất ít tan trong aceton, ether, hexan do đó người ta dùng 3 dung môi này để tủa saponin. Saponin có thể bị tủa bởi chì acetat, bari hydroxyd, ammoni sulfat.