Thuốc trừ sâu hóa học được coi là một vũ khí lợi hại của con người trong việc phòng chống dịch hại, bảo vệ cây trồng. Tuy nhiên, lượng thuốc trừ sâu hóa học dư thừa trong quá trình canh tác chính là thủ phạm gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng khác như: ô nhiễm môi trường đất, không khí, đặc biệt là môi trường nước do sự rửa trôi dẫn đến ô nhiễm môi trường nước mặt nghiêm trọng. Bên cạnh đó, dư lượng của thuốc trừ sâu hóa học còn gây độc cho người và gia súc, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng. Tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật càng trở nên nghiêm trọng và đang ở trong tình trạng báo động khi con người sử dụng không đúng cách và quá lạm dụng. Điều này không chỉ làm suy giảm tính đa dạng của sinh quần, gây tổn hại đến quần thể thiên địch mà còn làm phát sinh tính kháng thuốc của dịch hại, tăng chi phí phòng trừ, gây ảnh hưởng lớn đến con người và môi trường. Chính vì thế, tìm kiếm một loại thuốc trừ sâu sinh học hiệu quả và an toàn cho người và động vật máu nóng là vấn đề hết sức cấp thiết nhằm xây dựng nền nông nghiệp bền vững. Theo hướng này, nhóm nghiên cứu của Thạc sỹ Nguyễn Thị Như Quỳnh (Viện Sinh học nhiệt đới) đã nghiên cứu tạo chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học nano mang hoạt chất anacardic acid được tách chiết từ dầu vỏ hạt điều (một nguồn phụ liệu của ngành sản xuất hạt điều xuất khẩu). Chế phẩm là sự kết hợp giữa hoạt chất được tách chiết từ dầu điều hấp phụ lên vật liệu nano MgAl LDH.
Các loại hoạt chất sinh học có hoạt tính diệt trừ sâu hại hay kháng và trị bệnh có khả năng sử dụng để làm thuốc trừ sâu an toàn (như dầu neem) còn tồn tại nhiều nhược điểm như khả năng tác động chậm, liều dùng cao, dễ bị biến tính bởi các tác động bất lợi từ bên ngoài môi trường như ánh sáng, nhiệt độ,… Khắc phục các nhược điểm này, nhóm nghiên cứu đã chọn hydroxit lớp kép (LDH - Layered Double Hydroxide) làm chất mang, chất bảo vệ cho hoạt chất sinh học với mục đích tạo ra loại thuốc trừ sâu sinh học hiệu quả và an toàn cho việc sản xuất rau. LDH là một loại vật liệu nano thuộc nhóm khoáng sét có tính ưa các ion âm, có cấu tạo dạng bản mỏng nano. LDH có khả năng trao đổi anion rất tốt, cùng với diện tích bề mặt lớn nên LDH là loại hạt nano thích hợp ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có nông nghiệp, làm chất mang cho các loại thuốc trừ sâu, trừ cỏ. Đối với thuốc trừ sâu nói chung, vật liệu nano LDH có thể giảm hàm lượng, kéo dài thời gian tác động từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng các loại thuốc.
Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học nano mang hoạt chất anacardic acid được tách chiết từ dầu vỏ hạt điều (LDH-AnAc) có dạng lỏng màu nâu nhạt, pH trung tính và khả năng huyền phù tốt trong nước. Thời gian bảo quản chế phẩm tốt nhất là 06 – 12 tháng. Đây là đề tài đầu tiên sử dụng hoạt chất AnAc tách chiết từ dầu vỏ hạt điều để làm thuốc trừ sâu sinh học cũng như làm thuốc trừ sâu sinh học nano đã kết thúc giai đoạn nghiên cứu cơ bản.
Ở điều kiện phòng thí nghiệm, chế phẩm LDH-AnAc nồng độ 148 μg/ml đã được thử nghiệm hoạt lực diệt ấu trùng sâu khoang (Spodoptera litura) đạt hiệu suất 89,29% sau 9 ngày theo dõi, cao hơn rất nhiều so với hoạt chất khi sử dụng ở dạng tự do với cùng liều lượng (57,97 % sau 9 ngày thí nghiệm) và hiệu quả hơn rất nhiều khi so sánh với hai loại thuốc trừ sâu thương phẩm có hoạt chất Abamectin 1,8 EC và Lamba-cyhalodrin 2,5 EC bằng cả hai cách tác động vị độc và tiếp xúc sau 5 ngày theo dõi. Kết quả kiểm tra độc tính cấp trên chuột cho thấy LDH-AnAc được xếp vào nhóm độc ít, với nồng độ 2.553 mg/kg thể trọng không gây ra bất kỳ tác động nào. Trong khi đó, dư lượng hoạt chất AnAc khi được phun lên rau cải xanh chỉ ở mức 40,6 mg/kg rau (ngay sau khi phun chế phẩm), một lượng rất nhỏ so với giá trị LD50 nói trên. Điều này cho thấy độ an toàn của chế phẩm rất cao.
Các đối tượng sâu hại khác như sâu tơ, sâu xanh bướm trắng cũng được hướng tới. Bước đầu, kết quả thử nghiệm như trên với đối tượng sâu tơ cũng đạt hiệu quả rất cao. Thử nghiệm trên một số chủng vi khuẩn, trong đó có vi khuẩn Erwinia sp. (vi khuẩn gây bệnh thối nhũn phổ biến trên cây bắp cải) được phân lập từ cây bắp cải bị bệnh thối nhũn, cho thấy chế phẩm LDH-AnAc có khả năng ức chế chủng này rất cao (giá trị IC50 là 50 mg/l). Như vậy, chế phẩm LDH-AnAc còn rất nhiều tiềm năng để trừ sâu, trừ bệnh khác, cần được tiếp tục nghiên cứu để tạo ra các sản phẩm có hiệu quả trừ sâu, bệnh để hay thế cho các loại thuốc trừ sâu hóa học.
Với nguồn nguyên liệu sẵn có, giá thành thấp, quy trình công nghệ tương đối đơn giản nên chi phí sản xuất chế phẩm không cao. Qua những kết quả đã thử nghiệm, chế phẩm LDH-AnAc hứa hẹn trở thành một sản phẩm thuốc trừ sâu có hiệu quả cao và thân thiện với môi trường, giúp ích cho các hộ nông dân trồng rau sạch, rau hữu cơ trong việc kiểm soát sâu, bệnh hại.
ThS. NGUYỄN THỊ NHƯ QUỲNH – Viện Sinh học Nhiệt đới, STINFO số 11&12
Tải bài này về tại đây.