Nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau họ hoa thập tự tại Thái Nguyên

Nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau họ hoa thập tự tại Thái Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

-

BÙI LAN ANH

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT VÀ CHẾ PHẨM THẢO MỘC TRONG SẢN XUẤT RAU HỌ HOA THẬP TỰ TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN, 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

-

BÙI LAN ANH

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT VÀ CHẾ PHẨM THẢO MỘC TRONG SẢN

XUẤT RAU HỌ HOA THẬP TỰ TẠI THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 62.62.01.10

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: 1.PGS.TS Nguyễn Thế Hùng

2 PGS.TS Trần Đăng Xuân

THÁI NGUYÊN, 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện Các thông tin trong luận án đã được ghi rõ nguồn gốc trích dẫn Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Tác giả

Bùi Lan Anh

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cám ơn Ban Giám đốc Đại học Thái Nguyên, Ban Đào tạo Sau đại học, Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm, Phòng Quản lý Đào tạo sau đại học, các cán bộ & giáo viên Khoa Nông học thuộc trường Đại học Nông Lâm đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thế Hùng, PGS.TS Trần Đăng Xuân – những người Thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian định hướng và chỉ bảo em trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài luận án

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban chỉ huy Tiểu đoàn Vượt Sông 4, Ban chỉ huy Lữ đoàn Công binh 575 – Quân khu 1; Viện Khoa học sự sống – Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi tiến hành thực hiện đề tài

Xin gửi tấm lòng tri ân tới Gia đình của tôi Những người thân yêu trong Gia đình đã thực sự là nguồn động viên lớn lao, là những người truyền nhiệt huyết, luôn dành cho tôi sự quan tâm, sự trợ giúp trên mọi phương diện để tôi yên tâm học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án

Xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả

Bùi Lan Anh

MỤC LỤC Nội dung Trang

MỞ ĐẦU……… 01

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI……… 01

2 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI……… 03

2.1 Mục đích……… 03

2.2 Yêu cầu……… 03

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI……… 03

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài……… 03

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài……… 04

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU……… 04

4.1 Đối tượng nghiên cứu……… 04

4.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu……… 05

4.3 Điều kiện thí nghiệm……… 05

4.4 Phạm vi nghiên cứu……… 05

5 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN……… 05

Chương 1: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU……… 06

1.1 Cơ sở khoa học……… 06

1.2 Tổng quan tài liệu……… 07

1.2.1 Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự trên thế giới và Việt Nam………… 07

1.2.1.1 Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự trên thế giới……… 07

1.2.1.2 Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự ở Việt Nam… 09

1.2.2 Thực trạng sản xuất và sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới và Việt Nam……… 09

1.2.2.1 Thực trạng sản xuất và sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới…… 09

1.2.2.2 Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật ở Việt Nam ……… 11 1.2.3 Những nghiên cứu trong và ngoài nước về sử dụng cây cỏ có tính độc làm

1.2.4 Những nghiên cứu trong và ngoài nước về sâu hại rau họ hoa thập tự… 32

1.2.4.1 Những kết quả nghiên cứu trên thế giới về sâu hại rau họ hoa thập tự…… 32

1.2.4.2 Những kết quả nghiên cứu ở Việt Nam về sâu hại rau họ hoa thập tự …… 40

1.2.4.3 Nhận xét chung từ những kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về đặc

điểm và biện pháp phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự……… 47

1.2.5 Nhận xét và bài học kinh nghiệm từ tổng quan tài liệu trong và ngoài nước… 49

Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…… 50 2.1 Vật liệu nghiên cứu……… 50 2.2 Nội dung nghiên cứu……… 50 2.3 Phương pháp nghiên cứu……… 51

2.3.1 Tình hình sản xuất rau và tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên

2.3.2 Điều tra kinh nghiệm cổ truyền sử dụng thực vật có độc trừ sâu hại cây trồng… 52 2.3.3 Nghiên cứu cách pha chế dung dịch ngâm thực vật trong phòng trừ sâu

2.3.4 Nghiên cứu sản xuất rau hoa thập tự có sử dụng những loài thực vật và

2.3.4.1 Điều tra xác định thành phần, mức độ phổ biến, phổ ký chủ và diễn biến

2.3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm

thảo mộc đến sinh trưởng của rau cải bắp……… 59

2.3.4.3 Nghiên cứu hiệu quả của một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong

phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự……… 61

2.3.5 Xây dựng mô hình ứng dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc

2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu……… 74

3.1 Tình hình sản xuất rau và tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên

rau tại thành phố Thái Nguyên……… 75

3.1.1 Tình hình sản xuất rau tại thành phố Thái Nguyên……… 75 3.1.2 Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trừ sâu trên rau tại thành phố

Thái Nguyên……… 79

3.2 Nghiên cứu kinh nghiệm cổ truyền sử dụng thực vật có độc trừ sâu hại

3.2.1 Kinh nghiệm của đồng bào dân tộc miền núi phía Bắc về thành phần, bộ

phận sử dụng và môi trường sống của những loài thực vật có khả năng

trừ dịch hại cây trồng………

85 3.2.2 Kinh nghiệm của đồng bảo về cách nhận biết những loài thực vật có khả

năng trừ dịch hại cây trồng……… 89 3.2.3 Kinh nghiệm của đồng bào dân tộc về việc khai thác và sử dụng những

loài thực vật có khả năng trừ dịch hại cây trồng……… 89

3.3 Nghiên cứu cách pha chế dung dịch ngâm thực vật trong phòng trừ sâu

hại rau họ hoa thập tự……… 92

3.3.1 Nghiên cứu xác định nồng độ của các dung dịch ngâm thực vật………… 92 3.3.2 Nghiên cứu xác định chất bổ sung vào dung dịch ngâm thực vật pha với

thập tự……… 97

3.4.1.1 Thành phần, mức độ phổ biến và phổ ký chủ của sâu hại rau họ hoa thập tự…… 97

3.4.1.2 Diễn biến mật độ sâu hại rau cải bắp……… 99

3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến sinh trưởng của rau cải bắp……… 105

3.4.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến thời gian sinh trưởng của rau cải bắp……… 105

3.4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến khả năng ra lá và đường kính bắp cải ……… 106

3.4.3 Nghiên cứu hiệu quả của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong phòng trừ một số loài sâu hại chính trên rau họ hoa thập tự…… 107

3.4.3.1 Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ sâu xanh bướm trắng……… 108

3.4.3.2 Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ sâu tơ……… 113

3.4.3.3 Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ sâu khoang……… 119

3.4.3.4 Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ bọ nhảy ……… 126

3.4.3.5 Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ rệp…….……… 130

3.4.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất rau bắp cải… 135

3.4.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến tỷ lệ cuốn và tỷ lệ cây thu hoạch……… 136

3.4.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến khối lượng trung bình bắp……….……… 137

3.4.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến năng suất……… 138

3.4.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến hàm lượng vitamin C và dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong rau bắp cải………

140

3.4.6 Sơ bộ hạch toán kinh tế……… 141

3.5 Kết quả xây dựng mô hình ứng dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau cải bắp an toàn……… 144

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……… 150

1 Kết luận……… 150

2 Đề nghị……… 151

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 152

PHỤ LỤC ……… 188

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Bộ NN&PTNT = Bộ NNPTNT Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

FAO (Food and Agriculture Organization

of the United Nations)

Tổ chức lương thực thế giới

FAOSTAT (The Food and Agriculture

Organization Corporate Statistical Database)

Food and agriculture organisation of the united nations

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT Số

hiệu

1 1.1 Sản phẩm thương mại thuốc trừ sâu thảo mộc chủ yếu và hỗn hợp

của chúng đã được đăng ký sử dụng ở Việt Nam (tháng 4 năm 2013) 32

2 3.1 Diện tích, năng suất và sản lượng rau của thành phố Thái Nguyên

10 3.9 Tri thức bản địa của đồng bảo dân tộc miền núi về những loài

thực vật có khả năng trừ dịch hại cây trồng 85

11 3.10 Kinh nghiệm của đồng bảo dân tộc về việc sử dụng và bảo quản

các loài thực vật để sử dụng trong phòng trừ dịch hại cây trồng 90

12 3.11 Hiệu lực tiêu diệt sâu hại của các chất bổ sung (chất phụ gia) 96

13 3.12 Thành phần, mức độ phổ biến và phổ ký chủ của sâu hại rau họ

TT Số

hiệu

Nội dung bảng

Trang 16 3.15 Ảnh hưởng của dung dịch ngâm thực vật và chế phẩm thảo mộc đến khả năng ra lá và đường kính tán bắp cải……… 107

17 3.16 Hiệu lực xua đuổi sâu xanh bướm trắng (TN trong phòng)……… 108

18 3.17 Hiệu lực tiêu diệt sâu xanh bướm trắng (TN trong phòng) 110

19 3.18 Hiệu lực phòng trừ sâu xanh bướm trắng (TN ngoài đồng ruộng) 113

20 3.19 Hiệu lực xua đuổi sâu tơ (TN trong phòng) ……… 114

21 3.20 Hiệu lực tiêu diệt sâu tơ (TN trong phòng) ……… 116

22 3.21 Hiệu lực phòng trừ sâu tơ (TN ngoài đồng ruộng)…… 318

23 3.22 Hiệu lực xua đuổi sâu khoang (TN trong phòng) ……… 121

24 3.23 Hiệu lực tiêu diệt sâu khoang (TN trong phòng) ……… 122

25 3.24 Hiệu lực phòng trừ sâu khoang (TN ngoài đồng ruộng)… 124

26 3.25 Hiệu lực tiêu diệt bọ nhảy (TN trong phòng) ……… 126

27 3.26 Hiệu lực phòng trừ bọ nhảy (TN ngoài đồng ruộng)… 128

28 3.27 Hiệu lực xua đuổi rệp (TN trong phòng)……… 130

29 3.28 Hiệu lực tiêu diệt rệp (TN trong phòng) ……… 132

30 3.29 Hiệu lực phòng trừ rệp (TN ngoài đồng ruộng)… 133

31 3.30 Ảnh hưởng của việc sử dụng dung dịch ngâm thực vật và chế phẩm thảo mộc đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất bắp cải 139

32 3.31 Ảnh hưởng của việc sử dụng dung dịch ngâm thực vật và chế phẩm thảo mộc đến hàm lượng vitamin C và dư lượng thuốc BVTV trong rau bắp cải……… 141

33 3.32 Hạch toán sơ bộ hiệu quả kinh tế của việc sử dụng dung dịch ngâm thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau bắp cải 143

34 3.33 Hiệu quả phòng trừ sâu hại cải bắp ở các mô hình thử nghiệm vụ Đông xuân năm 2011 – 2012 tại Tiểu đoàn Vượt Sông 4, Lữ đoàn Công binh 575, Quân khu 1……… 145

35 3.34 Năng suất bắp cải ở các mô hình thử nghiệm vụ Đông xuân năm 2011 – 2012 tại Tiểu đoàn Vượt Sông 4, Lữ đoàn Công binh 575, Quân khu 1……… 148

DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN ÁN STT Số

1 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ của các dung dịch

2 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chất bổ sung vào dung dịch

3 2.3 Sơ đồ chọn điểm điều tra……… 58

4 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của việc sử dụng một số

loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến sinh trưởng của rau

5 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hiệu lực xua đuổi sâu xanh của

các dung dịch ngâm thực vật và của chế phẩm trừ sâu thảo mộc 64

6 2.6 Sơ đồ các bước tiến hành thí nghiệm xác định hiệu lực xua

đuổi sâu hại của dung dịch ngâm thân lá cà chua……… 65

7 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hiệu lực tiêu diệt sâu xanh của

các dung dịch ngâm thực vật và của chế phẩm trừ sâu thảo mộc… 68

8 2.8 Sơ đồ các bước tiến hành thí nghiệm xác định hiệu lực tiêu

diệt sâu của dung dịch ngâm thân lá cà chua pha với nước theo

tỷ lệ 1:10 kết hợp với chất bổ sung……… 69

9 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hiệu lực phòng trừ sâu hại… 70

10 2.10 Sơ đồ các điểm điều tra trên đồng ruộng……… 72

11 3.1 Kinh nghiệm của đồng bào dân tộc về bộ phận sử dụng làm

thuốc trừ dịch hại cây trồng……… 87

12 3.2 Môi trường sống của những loài thực vật có khả năng trừ dịch

13 3.3 Hiệu lực tiêu diệt sâu hại sau phun 4 ngày của các dung dịch

ngâm thực vật pha với nước theo các tỷ lệ (nồng độ) khác nhau… 93

14 3.4 Hiệu lực tiêu diệt sâu hại của các chất phụ gia sau phun 1 ngày… 95

15 3.5 Hiệu lực tiêu diệt sâu hại của các chất phụ gia sau phun 3 ngày… 95

STT Số

16 3.6 Diễn biến mật độ sâu hại qua các kỳ điều tra ở vụ đông xuân sớm… 100

17 3.7 Diễn biến mật độ sâu hại qua các kỳ điều tra ở vụ đông xuân

chính vụ……… 100

18 3.8 Diễn biến mật độ sâu hại qua các kỳ điều tra ở vụ đông xuân muộn……… 100

19 3.9 Hiệu lực xua đuổi sâu xanh bướm trắng.……… 109

20 3.10 Hiệu lực tiêu diệt sâu xanh bướm trắng……… 111

21 3.11 Hiệu lực phòng trừ sâu xanh bướm trắng.……… 112

22 3.12 Hiệu lực xua đuổi sâu tơ……… 115

23 3.13 Hiệu lực tiêu diệt sâu tơ ……… 116

24 3.14 Hiệu lực phòng trừ sâu tơ ……… 118

25 3.15 Hiệu lực xua đuổi sâu khoang……… 120

26 3.16 Hiệu lực tiêu diệt sâu khoang.……… 122

27 3.17 Hiệu lực phòng trừ sâu khoang……… 124

28 3.18 Hiệu lực tiêu diệt bọ nhảy.……… 127

29 3.19 Hiệu lực phòng trừ bọ nhảy ……… 128

30 3.20 Hiệu lực xua đuổi rệp……… 131

31 3.21 Hiệu lực tiêu diệt rệp……… 132

32 3.22 Hiệu lực phòng trừ rệp…….……… 134

33 3.23 Tỷ lệ cuốn……… 136

34 3.24 Khối lượng trung bình bắp……… 137

35 3.25 Năng suất thực thu của bắp cải……… 138

36 3.26 Hàm lượng vitamin C trong rau bắp cải……… 140

37 3.27 Hạch toán kinh tế……… 142

38 3.28 Năng suất rau bắp cải ở các mô hình……… 147

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Rau có vai trò quan trọng đối với sự tồn tại, cân bằng, duy trì và phát triển của con người Ngày nay, khi các ngành khoa học hiện đại phát triển, con người càng khẳng định được, rau xanh là loại thực phẩm không thể thiếu được trong cuộc sống hàng ngày của con người, vì rau là nguồn cung cấp các vitamin và khoáng chất rất cần thiết cho sự duy trì, phát triển và bảo vệ cơ thể Các loại vitamin (A, B, C, E, ) trong rau có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch, chống ôxy hóa, giảm huyết áp, giảm cholesterol trong máu, phòng chống bệnh tim mạch và đột quỵ, hạn chế sự phát triển của một số tế bào ung thư; đồng thời, có tác dụng làm đẹp cơ thể và kéo dài tuổi xuân

[132], [213] Các muối khoáng (kali, canxi, magiê,…) trong rau có tính kiềm, những chất này cần thiết để trung hòa các sản phẩm axít do thức ăn hoặc do quá trình chuyển hóa tạo thành để chống thiếu máu, tăng thêm sức dẻo dai và khả năng chống đỡ với bệnh tật tiểu [2], [33], [73] Ngoài ra, rau còn cung cấp cho con người một lượng lớn chất xơ, làm tăng nhu mô ruột và hệ tiêu hóa, ngăn ngừa táo bón, ngăn ngừa ung thư đường tiêu hóa, làm giảm ung thư trực tràng, giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, làm

giảm cholesterol trong máu và hỗ trợ bệnh đái tháo đường [158], [161], [169], [256]

Ngoài ra, rau là nguồn thức ăn cho chăn nuôi, là nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp chế biến; đồng thời là mặt hàng xuất khẩu có giá trị, góp phần tăng thu nhập cho nền kinh tế quốc dân Tính hết tháng 10 năm 2012, kim ngạch xuất khẩu ngành rau quả đạt 650,95 triệu USD, tăng 29,72% so với cùng kỳ năm 2011 và tăng 4,57% so với cả năm 2011 (Phụ lục 01) [88]

Trước thực tế đó, để đáp ứng nhu cầu xuất khẩu, chế biến xuất khẩu và nội tiêu ngày càng tăng, Bộ NN&PTNT đã phê duyệt quyết định số 52/2007/QĐ-BNN ngày 06/6/2007 về định hướng quy hoạch phát triển rau quả và hoa cây cảnh đến năm 2010, tầm nhìn 2020 [8] Trong đó, diện tích trồng rau năm 2010 phấn đấu đạt 700 ngàn ha (trong đó rau an toàn và rau công nghệ cao khoảng 100 ngàn ha), sản lượng 14 triệu tấn [8] Chính sự gia tăng về diện tích, cùng với việc thâm canh tăng vụ, thay đổi cơ cấu cây trồng và quy hoạch vùng sản xuất rau chuyên canh làm cho tình hình sâu bệnh hại diễn biến phức tạp hơn, xuất hiện nhiều đối tượng sâu bệnh hại mới Cho nên, số lượng và chủng loại thuốc BVTV sử dụng cũng tăng lên mạnh mẽ Theo báo cáo của Cục BVTV, Bộ NN&PTNT cho biết: những năm của thập kỷ 1985, lượng thuốc BVTV dùng hàng năm ở nước ta dao động 6.500 – 9.000 tấn/năm; đến năm 2003,

lượng thuốc BVTV nhập khẩu vào Việt Nam không quá 40 nghìn tấn/năm và đến năm

2008, lượng thuốc BVTV nhập khẩu vào Việt Nam hơn 100 nghìn tấn [51], [58]

Số lượng các hoạt chất BVTV sử dụng ở Việt Nam vượt xa so với các nước trong khu vực: năm 2009, Thái Lan và Malaisia có 400 – 600 loại; Trung Quốc có 630 hoạt chất BVTV [4] Đây chính là nguy cơ gây ô nhiễm, phá hủy môi trường; là mối

đe dọa đối với sức khỏe con người và đó cũng là nguyên nhân làm giảm sức cạnh tranh của nông sản, hàng hóa trên thị trường thế giới Đồng thời, gia tăng hiện tượng nhờn thuốc, chống thuốc của sâu hại, tiêu diệt những loài có ích, gây mất cân bằng sinh thái

Để góp phần khắc phục những bất cập trên, đồng thời khai thác, sử dụng và bảo vệ được sự đa dạng, phong phú nguồn tài nguyên sinh vật của Việt Nam, nhằm từng bước thiết lập một nền nông nghiệp sạch, an toàn, ổn định và bền vững, đáp ứng được nhu cầu xuất khẩu, chế biến và nội tiêu, người ta đang ngày càng chú ý tới các loại thuốc trừ sâu sinh học (thuốc có nguồn gốc từ nấm, vi khuẩn, virus hay thuốc thảo mộc,…) Thuốc thảo mộc (Botanical hoặc Plant pesticides) là loại thuốc có nguồn gốc

tự nhiên có thể kiểm soát được dịch hại theo cơ chế không độc, thân thiện với môi trường sinh thái và dễ sử dụng [46] Những loại thuốc thảo mộc này có hiệu quả diệt trừ sâu nhanh và mạnh ngang với thuốc hóa học; nhưng không để lại dư lượng thuốc trong sản phẩm, không gây ô nhiễm môi trường, không ảnh hưởng tới sức khỏe con người, không gây hiện tượng nhờn thuốc, kháng thuốc của dịch hại,… vì chất độc trong thuốc thảo mộc là các hợp chất thiên nhiên nên sau khi sử dụng nó dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên Thuốc thảo mộc tác động đến côn trùng gây hại bằng cách gây ngán ăn, xua đuổi, ngăn sự lột xác, ngăn cản sự đẻ trứng, gây độc và giết chết côn trùng

Ở Việt Nam, cho đến nay có một số công trình nghiên cứu về sử dụng thực vật

và chế phẩm thảo mộc trong phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự đạt hiệu quả cao: Theo Nguyễn Duy Trang (1995) [95], việc sử dụng hạt củ đậu ở 4 dạng chế phẩm khác nhau (DC1, DC2, B1 và B2) và cây thanh hao hoa vàng ở dạng chế phẩm ST3 trong phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự làm cho mật độ sâu giảm 66,9 – 100,0%, cao hơn hiệu lực phòng trừ của thuốc hóa học Sherpar 25EC và Wofatox 50EC (đạt 58,5% sau phun 72 giờ) Theo Quách Thị Ngọ (2000) [64], hiệu quả trừ rệp của dung dịch ngâm hạt củ đậu, rễ cây Derris cao hơn so với hiệu quả của thuốc hóa học Sherpa

25 EC và thuốc Sumicidin 25EC từ 17,8 – 19,5% Theo Bùi Lan Anh, Nguyễn Thế

Hùng và Nguyễn Hữu Thọ (2011) [1],dung dịch ngâm hạt, lá xoan Neem và chế phẩm Vineeem 1500EC có hiệu quả phòng trừ cao đối với rệp hại rau họ hoa thập tự (đạt 61,3 – 88,3% sau phun 7 ngày) Theo Lê Thị Nga (2012) [62], dung dịch ngâm hỗn hợp lá

Đu đủ và cỏ Siam có hiệu quả cao trong phòng trừ sâu xanh bướm trắng cao (đạt 73,56% sau phun 10 ngày)

Từ những thực tế trên, để góp phần bổ sung thành phần những loài thực vật có khả năng trừ dịch hại cây trồng nói chung và sâu hại rau họ hoa thập tự nói riêng,

chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau họ hoa thập tự tại Thái Nguyên”

2 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Mục đích

Điều tra đánh giá tình hình sản xuất rau và hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên rau tại Thái Nguyên trong những năm qua, trên cơ sở đó nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong phòng trừ một số loài sâu hại chính trên rau họ hoa thập tự nhằm tạo ra sản phẩm có năng suất và hiệu quả kinh tế cao, đồng thời an toàn với người tiêu dùng

2.2 Yêu cầu

- Điều tra xác định được tình hình sản xuất rau và hiện trạng sử dụng thuốc bảo

vệ thực vật trên rau tại thành phố Thái Nguyên

- Điều tra xác định được kinh nghiệm cổ truyền sử dụng thực vật có độc trừ sâu hại cây trồng

- Nghiên cứu xác định được loài thực vật và chế phẩm thảo mộc sử dụng trong sản xuất rau họ hoa thập tự đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao đồng thời không có

dư lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn dư trong sản phẩm

- Xây dựng mô hình thử nghiệm ứng dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau cải bắp tại Lữ đoàn Công Binh 575, Quân khu 1

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Kết quả nghiên cứu của đề tài đã xác định được 38 loài cây, cỏ vùng trung du, miền núi phía Bắc Việt Nam có khả năng phòng trừ dịch hại cây trồng, góp phần làm

sáng tỏ hơn về mối quan hệ đối kháng giữa những loài thực vật với một số dịch hại cây trồng;

- Cung cấp một số dẫn liệu khoa học mới về hiệu lực của một số loài thực vật (cà chua, ớt, cà độc dược, tỏi, ruốc cá, thàn mát, bồ hòn) và của chế phẩm thảo mộc (Neem oil, Rotenone) trong phòng trừ những loài sâu phổ biến hại rau họ hoa thập tự (sâu xanh bướm trắng, sâu khoang, sâu tơ, bọ nhảy, rệp muội) Từ đó, làm cơ sở cho việc nghiên cứu xác định các hoạt chất, cơ chế tác động của các hoạt chất đó lên dịch hại cây trồng và làm cơ sở cho nghiên cứu sản xuất chế phẩm thảo mộc trừ dịch hại cây trồng

- Kết quả nghiên cứu đã hoàn thiện được quy trình sản xuất rau cải bắp vừa đạt được năng suất và hiệu quả kinh tế cao, vừa an toàn với người sử dụng Kết quả này góp phần thay đổi thói quen của người nông dân trong việc sử dụng hóa chất BVTV

có nguồn gốc hóa học để sản xuất nông nghiệp nói nói chung và rau cải bắp nói riêng; đồng thời góp phần giảm thiểu việc sử dụng và nhập khẩu hóa chất bảo vệ thực vật để phát triển nông nghiệp theo hướng an toàn bền vững

- Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo phục vụ cho công tác giảng dạy và nghiên cứu trong các lĩnh vực: Trồng trọt, nông nghiệp hữu cơ, cây rau, bảo vệ thực vật, côn trùng, sinh thái nông nghiệp và lĩnh vực hóa học các hợp chất tự nhiên

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Đã hoàn thiện quy trình sản xuất rau cải bắp bằng việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm trừ sâu thảo mộc Từ đó, ứng dụng kết quả này trong sản xuất rau an toàn tại thành phố Thái Nguyên và vùng phụ cận, góp phần giảm thiểu việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật, cải tạo tạo sinh cảnh và môi trường sống; đồng thời nâng cao ý thức của mọi người người (đặc biệt là người nông dân) về nền nông nghiệp sinh thái bền vững

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

4.1 Đối tƣợng nghiên cứu:

- Một số loài thực vật và chế phẩm trừ sâu thảo mộc dùng trong thí nghiệm:

Thân lá cà chua (Solanum lycopersicum Linnaeus), quả Ớt chỉ thiên (Capsicum

frutescens Linn.), quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus), củ Tỏi (Allium sativum

Linnaeus), rễ cây Ruốc cá (Derris elliptica Loureiro), hạt Thàn mát (Milletia

ichthyochtona Drake), quả Bồ hòn (Sapindus Linnaeus), chế phẩm Neem oil và chế

phẩm Rotenone;

- Rau họ hoa thập tự (cải bắp, cải xanh) Cải bắp giống KKcross

4.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu

Đề tài được thực hiện từ năm 2009 – 2012 tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và Tiểu đoàn Vượt Sông 4 - Lữ đoàn Công Binh 575, Quân khu 1, Thái Nguyên

4.3 Điều kiện thí nghiệm

Theo kết quả phân tích tại phòng Thí nghiệm trung tâm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đất ở địa điểm nghiên cứu (Tiểu đoàn Vượt Sông 4 - Lữ đoàn Công Binh 575 - Quân khu 1, Thái Nguyên) đủ tiêu chuẩn để sản xuất rau an toàn Nước tưới: Sử dụng nước máy là nguồn nước tưới cho rau

Phân bón: Phân chuồng hoai mục và các loại phân khoáng khác (đạm, lân, kali)

4.4 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu về hiệu quả kỹ thuật, hiệu quả kinh tế của một số loài thực vật (cà chua, ớt chỉ thiên, cà độc dược, tỏi, ruốc cá, thàn mát, bồ hòn) và chế phẩm thảo mộc (Neem oil, Rotenone) đến năng suất, chất lượng sản phẩm, góp phần thay thế một phần thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học để tổ chức sản xuất rau

an toàn tại Thái Nguyên và các vùng phụ cận

5 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Luận án đã xác định được kinh nghiệm cổ truyền của dân tộc một số vùng Trung du miền núi phía Bắc trong việc sử dụng thực vật để phòng trừ dịch hại cây trồng, làm cơ sở cho việc nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm thảo mộc để phòng trừ dịch hại cây trồng

- Lần đầu tiên sản xuất rau họ hoa thập tự bằng việc sử dụng dung dịch ngâm thực vật và chế phẩm thảo mộc tại Thái Nguyên vừa đạt được năng suất cao, vừa không có dư lượng hóa chất BVTV tồn dư trong sản phẩm Kết quả này đã được chuyển giao cho Lữ đoàn Công binh 575, Quân khu 1 để sản xuất rau an toàn phục vụ các cán bộ, chiến sĩ thuộc các đơn vị quân đội đóng quân trên địa bàn thành phố Thái Nguyên

- Luận án đã góp phần làm thay đổi nhận thức của người sản xuất rau và của cán

bộ chiến sĩ ngành Hậu cần - Lữ đoàn Công binh 575 - Quân Khu 1 – Thái Nguyên

Chương 1

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Rau họ hoa thập tự Brassicae (Cruistacae) là loài cây trồng phổ biến ở nhiều

nước trên thế giới [260], nó không chỉ là nguồn thực phẩm bổ dưỡng cho con người

mà còn là dược phẩm quý trong y học Thời kỳ Hypocates đã sử dụng món rau bắp cải luộc với muối để chữa bệnh tiêu chảy Cổ sử La Mã và Hy Lạp đã dùng rau cải để chữa bệnh đau đầu, bệnh goute, chữa vết bầm, vết thương, nhiễm trùng da, mụn nước, nước ăn chân, chữa sưng, bệnh trĩ và tiêu độc Binh sĩ Roman đã dùng lá bắp cải để chữa trị vết thương bằng cách giã nhỏ lá bắp cải rồi đắp vào vết thương, thay 1-3 lần/ngày [223]

Ngày nay, ở các nước phát triển đã dùng bắp cải để chữa bệnh đau cơ, đau thần kinh tọa, đau dây thần kinh, chữa bệnh viêm khớp bằng cách hơ nóng lá bắp cải rồi chườm lên chỗ bị đau; chữa bệnh viêm loét vì trong bắp cải có vitamin U Ngoài ra, trong rau họ cải rất giàu thành phần beta carotene, canxi, tốt cho xương, răng và chữa bệnh còi xương ở trẻ nhỏ Vitamin C và vitamin A trong rau cải có tác dụng giải độc

tố ra khỏi cơ thể, ngăm ngừa cảm cúm, tăng cường khả năng trao đổi chất và tăng sức

đề kháng, chữa cảm lạnh Đặc biệt, trong rau cải có các chất có tác dụng giảm nguy cơ đau tim, giảm nguy cơ ung thư phổi của người hút thuốc lá 50-70% [191], [251],[304], [367] và phòng chống các bệnh ung thư khác như: carotenoid, sulforaphane, isothiocyanates, indole 3 carbinol, glucosinolates indolyl, dihiolthines,…Nhiều tác giả

đã khẳng định được, rau họ hoa thập tự có tác dụng ngăn ngừa 40-70% ung thư [113], [133], [214], [251], [286] Chính vì vậy, diện tích và chủng loại rau họ hoa thập tự ở Việt Nam ngày càng tăng lên mạnh mẽ Theo FAOSAT, 2012 [180]: năm 2006, diện tích rau họ hoa thập tự ở Việt Nam là 39.9000 ha; đến năm 2007 đạt 42.435 ha, tăng 6,35% so với năm 2006 và đến năm 2010 diện tích rau họ hoa thập tự đạt 44.800ha, tăng 4,48% so với năm 2009 (đạt 42.881 ha) và cao hơn diện tích trung bình 5 năm (2006 – 2010 đạt 42.526,6 ha) 2.270,4 ha Chính sự gia tăng về diện tích, cùng với việc thâm canh tăng vụ, thay đổi cơ cấu cây trồng và quy hoạch vùng sản xuất rau chuyên canh làm cho tình hình sâu hại diễn biến phức tạp hơn, xuất hiện nhiều đối tượng sâu bệnh hại mới Để phòng trừ dịch hại, người nông dân ở miền xuôi, các quận huyện gần khu đô thị sử dụng nhiều loại thuốc hóa học có độ độc cao, thời gian cách

ly dài Các thuốc hóa học này không chỉ gây độc đối với người sử dụng mà còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, để lại dư lượng thuốc BVTV, làm giảm đa dạng sinh học, phá vỡ cân bằng sinh thái Còn đối với người nông dân là các dân tộc vùng sâu, vùng xa thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc, có điều kiện kinh tế khó khăn, đường xá giao thông đi lại vất vả, cuộc sống của họ chủ yếu là tự cung, tự cấp thì họ có những kinh nghiệm, những hiểu biết rất tốt về môi trường xung quanh, họ biết khai thác và

sử dụng thiên nhiên để phục vụ cho sự tồn tại, phát triển và ổn định cuộc sống của mình như: Dùng các loài thực vật (củ ấu tàu, quả bồ kết, lá vông, gừng, lá rận trâu,…)

để chữa bệnh cho người và gia súc; dùng hạt thàn mát, quả bồ hòn, mã tiền, sừng dê, thiên thông,… để phòng trừ các loài sâu, bệnh hại cây trồng Với biện pháp đơn giản,

dễ làm này họ hoàn toàn chủ động trong bảo vệ cây trồng trước các loài dịch hại; đồng thời an toàn đối với con người và không gây ô nhiễm môi trường

Xuất phát từ thực tế đó, để khai thác, sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên thực vật đa dạng, phong phú ở Việt Nam và kiến thức của đồng bào dân tộc một số vùng Trung du miền núi phía Bắc trong việc phòng trừ dịch hại cây trồng nói chung và sâu

hại rau họ hoa thập tự nói riêng, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau họ hoa thập tự tại Thái Nguyên”

1.2 Tổng quan tài liệu

1.2.1 Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự trên thế giới và Việt Nam

1.2.1.1 Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự (Brassicas) trên thế giới

Diện tích, năng suất và sản lượng rau họ hoa thập tự (Brassicas) trên thế giới trong

những năm giảm mạnh (Phụ lục 1.1.): Diện tích rau họ hoa thập tự (Brassicas) năm 2010

đạt 2.084.231 ha, giảm 13,56% so với diện tích trung bình giai đoạn 2003 – 2005 (đạt 2.411.217 ha); giảm 6,3% so với năm 2006 và giảm 7,61% so với năm 2009 [180]

Năng suất rau họ hoa thập tự năm 2010 đạt 278.122 kg/ha, giảm 1,07% so với năng suất trung bình giai đoạn 2003-2005 (đạt 281.139,33 kg/ha); giảm 5,68% so với năm 2006 và giảm 3,99% so với năm 2009 [180]

Sản lượng rau họ hoa thập tự năm 2010 đạt 57.966.986 tấn, giảm 14,48% so với sản lượng trung bình giai đoạn 2003-2005 (đạt 67.782.872,33 tấn); giảm 11,62% so với năm 2006 và giảm 11,29% so với năm 2009 [180]

Như vậy, trong vòng 8 năm qua (2003 – 2010), diện tích, năng suất và sản lượng rau họ hoa thập tự năm 2010 là thấp nhất [180].

Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự giữa các châu lục không giống nhau (Phụ lục 1.2.): Châu Á có diện tích trồng rau họ hoa thập tự (Brassicas) lớn nhất thế giới

(đạt 1.444.662 ha), chiếm 69,31% tổng diện tích rau họ hoa thập tự của thế giới và diện tích rau họ hoa thập tự của châu Úc ít nhất (đạt 3.230 ha), chiếm 0,15% tổng diện tích rau họ hoa thập tự của thế giới [180]

Năng suất rau họ hoa thập tự của châu Úc cao nhất thế giới (đạt 382.694 kg/ha) và cao hơn năng suất bình quân của thế giới 37,60% Đứng thứ hai là châu Á, có năng suất bình quân lớn hơn thế giới là 5,87% và thấp nhất là châu Phi, có năng suất bình quân 188.609 kg/ha, thấp hơn năng suât bình quân thế giới 32,18% [180]

Sản lượng rau họ hoa thập tự của châu Á cao nhất (đạt 42.536.682 tấn), chiếm 26,62% so với tổng sản lượng rau họ hoa thập tự của toàn thế giới; tiếp đến là sản lượng rau họ hoa thập tự của châu Âu (đạt 10.811.965 tấn), chiếm 18,65% tổng sản lượng rau toàn thế giới và sản lượng rau họ hoa thập tự của Châu Úc là thấp nhất (đạt 123.610 tấn), chiếm 0,21% tổng sản lượng rau họ hoa thập tự toàn thế giới [180]

Như vậy, từ kết quả nghiên cứu đánh giá ở trên ta thấy: Mặc dù, rau họ hoa thập

tự là loài rau có nguồn gốc ở vùng ôn đới Loại rau này sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao ở điều kiện khí hậu lạnh mát Còn ở các nước châu Á (khí hậu nhiệt đới), loại rau này chỉ trồng chủ yếu vào vụ đông xuân (tức chỉ trồng được 1 vụ/năm) Nhưng trong thực tế, diện tích rau họ hoa thập tự ở châu Á lớn nhất thế giới (đạt 1.444.662 ha, chiếm 69,31% diện tích rau họ hoa thập tự toàn thế giới Châu Úc tuy không phải là vùng nguyên sản của rau họ hoa thập tự và diện tích loại rau này ở châu Úc ít nhất thế giới (3.230 ha); nhưng năng suất rau ở đây cao nhất thế giới (đạt 382.694 kg/ha) và cao hơn năng suất bình quân của thế giới 37,60% (Phụ lục 1.2 và 1.3.) [180]

Ở châu Á, Trung Quốc là nước có diện tích rau lớn nhất, đạt 739.194 ha, chiếm 51,17% tổng diện tích rau họ hoa thập tự toàn châu Á; tiếp đến là Ấn Độ, có 300.500

ha, chiếm 20,8% và thấp nhất là Bahrain có 20 ha rau họ hoa thập tự, chiếm 0,001384407 % diện tích rau họ hoa thập tự châu Á (Phụ lục 1.3.) [180]

Năng suất rau họ hoa thập tự của Hàn Quốc cao nhất châu Á, đạt 620.754 kg/ha, cao hơn năng suất trung bình toàn châu Á 362.314 kg/ha (cao hơn 110,83%); tiếp đến năng suất rau của Bahrain đạt 370.000 kg/ha, cao hơn năng suất trung bình châu Á

75.560 kg/ha (cao hơn 25,66%) và Timor là nước có năng suất rau họ hoa thập tự thấp nhất châu Á, đạt 92.442 kg/ha, thấp hơn năng suất trung bình châu Á 201.998 kg/ha (thấp hơn 68,6%) [180].

Sản lượng rau họ hoa thập tự của Trung Quốc cao nhất thế giới, đạt 25.156.578 tấn, chiếm 59,14 tổng sản lượng rau châu Á và Singapo là nước có sản lượng rau họ hoa thập tự thấp nhất châu Á, đạt 546 tấn, chiếm 0,001283598% tổng sản lượng rau họ hoa thập tự châu Á Sản lượng rau họ hoa thập tự của Trung Quốc lớn nhất là do: Trung Quốc có diện tích rau lớn nhất thế giới và năng suất rau đứng thứ 3 thế giới [180]

1.2.1.2 Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự (Brassicas) ở Việt Nam

Việt Nam có diện tích rau họ hoa thập tự 44.800 ha, đứng thứ 3 châu Á (sau Trung Quốc và Ấn Độ), chiếm 3,1% diện tích rau họ hoa thập tự châu Á (Phụ lục 1.4.) Năng suất rau họ hoa thập tự của Việt Nam đạt 173.661 kg/ha, đứng thứ 6 châu

Á (sau Hàn Quốc, Bahrain, Trung Quốc, Ấn Độ và Singapo), thấp hơn năng suất trung bình của châu Á 120.779 kg/ha (thấp hơn 41,02%) (Phụ lục 1.4.)

Sản lượng rau họ hoa thập tự của Việt Nam đạt 778.000 tấn, đứng thứ 4 châu Á (sau Trung Quốc, Ấn Độ và Hàn Quốc), chiếm 1,93% tổng sản lượng rau họ hoa thập

tự châu Á (Phụ lục 1.4.)

Qua đó ta thấy: Diện tích rau họ hoa thập tự của Việt Nam là khá cao, nhưng năng suất rau còn quá thấp Vì vậy, cần có biện pháp kỹ thuật tốt hơn để rau họ hoa thập tự có thể phát huy tiềm năng cho năng suất cao hơn (tối thiểu bằng năng suất trung bình của châu Á)

Căn cứ vào tình hình phát triển rau các loại trong những năm vừa qua, căn cứ quyết định số 52/2007/QĐ-BNN ngày 5/6/2007 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT về Quy hoạch phát triển rau quả và hoa cây cảnh đến năm 2020, định hướng tổng diện tích rau cả nước tới năm 2015 đạt 900 ngàn ha (tăng 15,4% so với năm 2010; năm 2020 là 1200 ha (tăng 53,8% so với năm 2010) (Phụ lục 1.5.)[12]

1.2.2 Thực trạng sản xuất và sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới và Việt Nam

1.2.2.1 Thực trạng sản xuất và sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật trên thế giới

* Thực trạng sản xuất thuốc Bảo vệ thực vật trên thế giới

Sản lượng hóa chất BVTV tăng nhanh theo thời gian, năm 1955 toàn thế giới sản xuất ra gần 400 nghìn tấn; đến thập niên 90 của thế kỳ XX sản xuất ra hơn 3 triệu tấn/năm, tăng 75 lần so với năm 1955 và ngày nay, hàng năm toàn thế giới sản xuất khoảng 4,4 triệu tấn với 2.537 loại hóa chất BVTV [10], [314] Trong đó, Trung Quốc

và Mỹ là hai quốc gia có sản lượng và kim ngạch xuất khẩu hóa chất BVTV đứng đầu thế giới Trong đó, Trung Quốc, có 2.500 nhà máy sản xuất hóa chất BVTV với sản lượng tăng mạnh theo các năm, cụ thể: năm 2007 đạt 1.731 nghìn tấn, năm 2008 đạt 1.902 nghìn tấn, tăng 9,9% so với năm 2007 Năm 2008, Trung Quốc xuất khẩu 485 nghìn tấn hóa chất BVTV với kim ngạch đạt hơn 2 tỷ USD [101] Mỹ có 28 công ty lớn sản xuất hóa chất BVTV, với lượng hóa chất BVTV xuất khẩu lớn (năm 2008 xuất khẩu 115 nghìn tấn) với tổng kim ngạch đạt hơn 2 tỷ USD [101]

Trong 10 năm trở lại đây, ngành công nghiệp hóa chất BVTV trên toàn thế giới

đã có xu hướng loại bỏ dần những hoạt chất có độc tính cao, thay vào đó là những thuốc ít độc hại hơn đối với con người và gia súc [268], [389]

* Thực trạng sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật trên thế giới

Từ đầu thế kỷ XX đến năm 1960, hàng loạt hóa chất BVTV hữu cơ ra đời: đầu tiên là nhóm thuốc thủy ngân ra đời vào năm 1913; tiếp đó là nhóm thuốc lưu huỳnh

và đến năm 1924, Zeidler đã tìm ra thuốc DDT & 666 ở Thụy Sỹ [71] Sau đó, hàng loạt hóa chất BVTV khác cũng lần lượt được ra đời: Hợp chất phốt pho hữu cơ vào năm 1924 [40], hợp chất clo hưu cơ vào năm 1940 – 1950, lân hữu cơ & nhóm cacbamat hữu cơ vào năm 1945 – 1950, thuốc diệt cỏ carbamat hữu cơ vào năm 1945 Như vậy, ngay từ khi phát hiện ra thuốc hóa học BVTV đầu tiên, ngành hóa chất BVTV đã phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là sau đại chiến thế giới lần thứ hai, toàn thế giới đã sản xuất ra hơn 15 triệu tấn thuốc hóa học để phun trên diện tích hơn

4 tỷ ha cây trồng nông - lâm nghiệp Thực tế cho thấy, số lượng sâu bệnh hại cây trồng giảm rõ rệt và năng suất cây trồng tăng lên xấp xỉ hai lần Với những kết quả này, loài người lúc đó cho rằng: chỉ cần có thuốc hóa học, con người có thể bảo vệ được cây trồng trước tất cả các đối tượng dịch hại và khi đó biện pháp hóa học giữ vị trí quan trọng, gần như là độc tôn trong phòng trừ dịch hại cây trồng [93]

Từ giữa những năm 1950 trở đi, việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu hóa học đã không ngừng tăng nhanh và phát triển rộng khắp trên nhiều đối tượng cây trồng, ở khắp mọi nơi trên toàn thế giới với số lượng ngày càng nhiều Vì vậy, việc sử dụng

hóa chất BVTV trong phòng trừ sâu bệnh hại ở nhiều nước đã trở nêm lạm dụng, tùy tiện, nhiều nơi phun 10 – 12 lần/1 vụ, thậm chí lên tới 20 – 24 lần/1 vụ mà năng suất cây trồng vẫn không thể tăng thêm, đồng thời sâu bệnh hại lại có chiều hướng gia tăng

vì chúng xuất hiện hiện tượng nhờn thuốc và kháng thuốc gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất, chất lượng sản phẩm [93] Lúc này, nhiều người sản xuất nông nghiệp không dám sử dụng hóa chất BVTV, thậm chí còn có người còn cho rằng cần phải loại bỏ hẳn hóa chất BVTV trong sản xuất nông nghiệp [71]

Từ năm 1960 – 1980, việc lạm dụng hóa chất BVTV trong phòng trừ dịch hại cây trồng không những giảm mà còn tăng lên mạnh mẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, đến những loài có ích và sức khỏe con người Lúc này, nhiều nơi trên thế giới đã khuyến cáo người nông dân hạn chế thậm chí cấm sử dụng các thuốc hóa học BVTV thuộc nhóm clo hữu cơ như DDT & 666, nên sử dụng những loại thuốc BVTV thuộc nhóm Pyrethroid, các chế phẩm trừ sâu sinh học,… [71], [314]

Từ năm 1980 – nay, vai trò của thuốc hóa học BVTV trong sản xuất nông nghiệp vẫn đóng vai trò quan trọng Nhưng vấn đề bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe con người và vệ sinh an toàn thực phẩm được quan tâm hơn, cho nên việc sử dụng những hóa chất BVTV có độc tính cao cũng được hạn chế [71]

1.2.2.2 Tình hình sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật ở Việt Nam

Ở miền Bắc nước ta, hóa chất BVTV được dùng lần đầu tiên ở vụ Đông xuân năm 1956-1957 tại Hưng Yên Ở miền Nam, hóa chất BVTV bắt đầu được sử dụng từ năm 1962 [71]

Từ năm 1957 đến năm 1990, lượng hóa chất BVTV dùng hàng năm ở nước ta

dao động từ 6.500 – 16.000 tấn/năm [51], [58], [71]; từ năm 1976 – 1980, lượng hóa chất sử dụng khoảng 16.000 tấn/năm Từ năm 1986 đến 1990, trung bình mỗi năm sử dụng 14.000 tấn, trong đó có 55% hóa chất BVTV thuộc nhóm lân hưu cơ, 13% thuộc nhóm clo hưu cơ, 12% thuộc nhóm carbamat hữu cơ, còn lại là các hợp chất hóa học thủy ngân, asen Phần lớn những loại hóa chất này đều có độ độc cao và tồn dư lâu trong môi trường [80] Đến năm 2003, lượng thuốc BVTV nhập khẩu vào Việt Nam gần 40 nghìn tấn/năm và đến năm 2008, lượng thuốc BVTV nhập khẩu vào Việt Nam hơn 100 nghìn tấn [51], [58] Năm 2012, lượng thuốc BVTV nhập khẩu là 105 nghìn tấn (744 triệu USD), tăng 23,41% so với năm 2011 (Phụ lục 1.6.) [102]

Năm 1996, ở nước ta chỉ có 4 – 5 hoạt chất và hỗn hợp hóa chất BVTV được đăng

ký nhập khẩu [4] Đến năm 2009, Bộ NN&PTNT cho phép 886 loại hoạt chất và 2.537 loại thương phẩm được phép sử dụng ở Việt Nam [10] Năm 2011 nước ta có khoảng

900 loại hoạt chất và các hỗn hợp hóa chất BVTV được đăng ký nhập khẩu (trong đó 90% hóa chất BVTV được nhập khẩu từ Trung Quốc) Số lượng các hoạt chất BVTV

sử dụng ở Việt Nam vượt xa so với các nước trong khu vực: năm 2009, Thái Lan và Malaisia có 400 – 600 loại; Trung Quốc có 630 hoạt chất BVTV [4]

Với tình hình sử dụng lạm dụng hóa chất BVTV của phần lớn người nông dân trong sản xuất nông nghiệp cùng với tình hình nhập khẩu hóa chất BVTV và sự lưu thông tự do của thuốc BVTV trên thị trường như hiện nay thì đến một lúc nào đó chúng ta sẽ không thể kiểm soát được dịch hại cây trồng mặc dù chúng ta phun thuốc

có độ độc và nồng độ cao gấp nhiều lần so với khuyến cáo

Trước thực tế đó, nhà nước cần có chính sách quản lý chặt chẽ việc buôn bán và

sử dụng hóa chất BVTV Đồng thời, các nhà nghiên cứu cần tìm ra giải pháp thay thế dần việc sử dụng hóa chất BVTV trong phòng trừ dịch hại cây trồng nhằm phát triển nông nghiệp nói chung và ngành rau nói riêng một cách ổn định và bền vững

* Thực trạng nhiễm độc hóa chất BVTV ở Việt Nam

Hóa chất BVTV ở Việt Nam được sử dụng từ năm 1957 đến nay Trong 20 năm đầu người ta không chú ý nhiều về tác hại của hóa chất BVTV đối với môi trường và sức khỏe con người Mãi đến năm 1980 mới bắt đầu có những công trình nghiên cứu

về ô nhiễm môi trường và tác dụng độc hại của hóa chất BVTV đối với sức khỏe con người [45]

Theo Hà Minh Trung (2000) [97], cả nước có 11,5 triệu hộ sản xuất nông nghiệp

và số người tiếp xúc với hóa chất BVTV ít nhất cũng tới 11,5 triệu người Với tỷ lệ nhiễm độc hóa chất BVTV chiếm 18,26% thì số người bị nhiễm độc mãn tính trong cả nước có thể lên tới 2,1 triệu người

Từ năm 1980 – 1985 chỉ riêng 16 tỉnh phía Bắc đã có 2.211 người bị nhiễm độc nặng do hóa chất BVTV và 811 người chết Từ năm 1994 – 1997, tại 4 tỉnh Thừa Thiên Huế, Khánh Hòa, Tiền Giang và Cần Thơ đã có 4.899 người bị nhiễm độc hóa chất BVTV và 286 người chết (chiếm 5,8%) Năm 1997, lượng hóa chất BVTV sử dụng chỉ tính trong 10 tỉnh, thành phố là 4.200 tấn, nhưng đã có 6.103 người bị nhiễm độc và 240 người chết do nhiễm độc cấp và mãn tính [15], [16], [22]

Nguyễn Đình Chất (1994) [19] nghiên cứu 62 bệnh nhân được chẩn đoán là ngộ độc lân hữu cơ thấy: Tổng số người bị nhiễm khuẩn là 29/62 người, chiếm 46,78% Trong đó, số người bị nhiễm khuẩn phổi – phế quản là 23/29 người, chiếm 79,32% Những người bị ngộ độc càng nặng thì mức độ ngộ độc càng cao (Ngộ độc độ I: nhiễm khuẩn 0%; độ II: 39,29%, độ III: 62,5% và độ IV: 80%

Trần Như Nguyên và Đào Ngọc Phong (1995) [67] nghiên cứu trên 500 hộ gia đình ở ngoại thành Hà Nội cho thấy: 70% số người sau khi sử dụng hóa chất BVTV

có các biểu hiện: chóng mặt, nhức đầu, bồn nôn Ngoài ra, còn có các triệu chứng khác như: kém ăn, hoa mắt, đau bụng và rối loạn giấc ngủ

Nguyễn Duy Thiết (1997) [89] điều tra 100 hộ gia đình tại 5 đội xã Tam Hiệp, huyện Thanh trì, Hà Nội thấy: 73% số người có biểu hiện chứng nôn nao, khó chịu, choáng váng, nhức đầu, mệt mỏi, buồn nôn, khó ngủ, ngứa và nóng rát các vùng da hở Trần Như Nguyên và Lê Minh Giang (1998) [68] điều tra trên 100 người ở 3 vùng chuyên canh rau ở Hà Nam, Thái Nguyên và ngoại thành Hà Nội từ năm 1995 –

1997 cho thấy: Việc sử dụng hóa chất BVTV ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình phát triển của thai nhi (xẩy thai, sinh non, dị dạng thai nhi, bệnh bẩm sinh,…)

Lê Thị Thu, Nguyễn Thị Dư Loan và Hoàng Thị Bích Ngọc (1998) [90] nghiên cứu trên 36 người dân thường xuyên tiếp xúc với hóa chất BVTV ở 2 xã thuộc huyện Thường Tín, nhóm chứng là 32 sinh viên Học viện Quân y, kết quả cho thấy: Ở những người làm nông nghiệp, tiếp xúc dài ngày với hóa chất BVTV thì có độ enzyme cholinesterase là 5931 U/l, giảm hơn so với nhóm đối chứng (8359 U/l) là 2428 /l Nguyễn Văn Nguyên (1994) [65] nghiên cứu trên 571 công nhân của 2 nông trường chè có sử dụng hóa chất BVTV thấy có 77,2% người bị mắc chứng bệnh đau đầu, kém ngủ; 75,5% người bị đau tức ngực & khó thở; 65,5% người bị đau lưng & xương khớp; 46,5% người bị mệt mỏi & run chân tay; 44,8% bị ho & khạc đờm; 29,3% người bị đau bụng không rỗ nguyên nhân và 24,1% người chán ăn Kết quả khám lâm sàng thấy, 25,0% người có hội chứng suy nhược thần kinh; 26,5% người có hội chứng rối loạn tiêu hóa; 16,3% người bị bệnh xương khớp; 12,4% người bị bệnh đường hô hấp và 10,0% người bị bệnh ngoài da Những rối loạn sớm nổi bật là hoạt tính enzyme cholinesterase giảm xuống chỉ còn 75% so với nhóm chứng; 19,6% thiếu máu; 37,2% người có bạch cầu trung tính thấp [66]

Hà Huy Kỳ (2001) [54] nghiên cứu 213 công nhân sang chai, đóng gói hóa chất BVTV ở 4 cơ sở cho kết quả: Có 34,7% số người bị giảm hoạt tính enzyme cholinesterase toàn phần; 33,8% bị giảm enzyme cholinesterase hồng cầu; trên 30% bị giảm enzyme cholinesterase huyết tương

Tạ Thị Bình, Đặng Thị Minh Ngọc, Vũ Khánh vân và Đinh Thục Nga (2003) [5]

nghiên cứu trên 30 công nhân tiếp xúc thường xuyên với hóa chất BVTV thấy hoạt tính enzyme cholinesterase giảm đi so với nhóm chứng; 10% số tiếp xúc có sự giảm enzyme cholinesterase hồng cầu; 36,6% giảm enzyme cholinesterase huyết tương Cao Thúy Tạo (2003) [79] cho biết: Ở những vùng chuyên canh rau, hầu hết những người sau khi sử dụng hóa chất BVTV có những biểu hiện như: chóng mặt, tăng tiết nước bọt, mất ngủ và nồng độ hóa chất BVTV/cm2 da tăng gấp 2 lần so với trước khi phun và có 32,4% số người có biểu hiện cường phó giao cảm

Trần Thị Ngọc Lan và Nguyễn Thị Hồng Tú (2005) [55] điều tra 1667 người lao động thường xuyên sử dụng hóa chất BVTV tại 16 xã thuộc 8 tỉnh miền Trung và miền Nam cho thấy: Các triệu chứng hay gặp là các triệu chứng về hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh thực vật Bệnh thường gặp là: các bệnh về đường hô hấp Chỉ tính từ năm 2000 đến tháng 6 năm 2001 tại 14 xã được điều tra đã có 199 trường hợp nhiễm độc; 86,93% những người đi phun thuốc trừ sâu bị nhiễm độc và tỷ lệ tử vong

do nhiễm độc chiếm 2,51%

Qua đó ta thấy, nhiễm độc hóa chất BVTV là một thực tế diễn ra thường xuyên, liên tục ở tất cả các địa phương trong cả nước và ngày càng trở thành một vấn đề lớn trong xã hội hiện nay

* Rau xanh và vẫn đề an toàn thực phẩm ở Việt Nam

Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế ILO, trên thế giới, hàng năm có trên 40.000 người chết vì ngộ độc rau trên tổng số 2 triệu người ngộ độc Tại Việt Nam, từ năm 1993 - 6/1998, hàng chục ngàn người bị nhiễm độc do ăn phải rau quả còn dư lượng thuốc trừ sâu Nặng nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, năm 1995 có 13.000 người nhiễm độc, trong đó có 354 người chết Năm 1998 có 50/61 tỉnh thành trong cả nước xảy ra các vụ ngộ độc thực phẩm, với 6.172 người mắc và 410 người chết [57]

Theo thống kê chưa đầy đủ của Cục An toàn vệ sinh thực phẩm, từ năm 2001-

2005 cả nước đã xảy ra gần 1.000 vụ ngộ độc thực phẩm với hơn 23.000 người mắc

và 263 người tử vong Tuy nhiên, con số thực tế xảy ra tại cộng đồng còn cao gấp hàng chục lần bởi Việt Nam chưa có hệ thống giám sát và chế độ thông báo đầy đủ Riêng năm 2005, toàn quốc xảy ra 133 vụ ngộ độc thực phẩm với gần 4.000 người bị ngộ độc thực phẩm [105]

Năm 2008, có 250 – 500 ca ngộ độc thực phẩm với 70.000 – 10.000 nạn nhân Trong đó, có 100 – 200 người chết [106] Năm 2010, cả nước xẩy ra 45 vụ ngộ độc, trong đó có trên 60% vụ ngộ độc do hóa chất, tăng 30% so với năm 2009 Điều này cho thấy, xu thế ngộ độc hóa chất tăng lên mạnh mẽ [39] Đến năm 2012, số người mắc và số người tử vong do ngộ độc thực phẩm tăng nhanh so với năm 2011 [42]

Đến tháng 11 năm 2012, trên toàn quốc có 164 vụ ngộ độc thực phẩm làm 5.400 người mắc, trong đó có 33 người tử vong So với năm 2011, tăng 23 vụ, số người mắc tăng 1.000 người và tăng 7 người chết [3]

Nguyên nhân chủ yếu của các vụ ngộ độc thực phẩm là do dư lượng thuốc BVTV và nhiễm vi sinh vật do ôi thiu hoặc kém vệ sinh Trong đó, tỷ lệ ngộ độc do thuốc BVTV chiếm trên 60% [39]

1.2.3 Những nghiên cứu trong và ngoài nước về sử dụng cây cỏ có tính độc làm thuốc trừ sâu

1.2.3.1 Những kết quả nghiên cứu trên thế giới về sử dụng cây cỏ có tính độc làm thuốc trừ sâu

(1) Lịch sử phát triển của thuốc trừ sâu từ cây cỏ

Từ xa xưa trong quá trình phát triển, con người đã biết khai thác sử dụng những thực vật hoang dại có tính độc để săn bắn, ruốc cá, diệt trừ chấy rận, rệp, sâu hại cây trồng, bọ hại người và gia súc Lúc đầu, con người mới chỉ sử dụng các cây độc hoang dại theo kinh nghiệm của mỗi nước, mỗi dân tộc và mỗi vùng miền riêng [156], [366]

Dần dần, con người đã sử dụng có tập trung và chọn lọc hơn, ngoài cây độc hoang dại còn biết trồng trọt những cây độc tập trung để có sản lượng cao hơn [377] Năm 1660,

người châu Âu đã biết sử dụng cây thuốc lá (Nicotiana tabacum) lấy từ các nước

thuộc địa châu Mỹ, để sản xuất bột hoặc ngâm với nước lã để phun lên cây trồng trừ rệp và các loài sâu ăn lá Dần dần, Nicotin trở thành một trong những chất trừ sâu chủ yếu từ cuối thế kỷ XIX đến đầu thế kỷ XX [124]

Theo Roark (1932) [331] và Worsley et al (1937) [406], giai đoạn từ 1747 –

1931 là thời kỳ phát triển mạnh mẽ của chất trừ sâu rotenone và các rotenoids, được

chiết xuất từ rễ của các cây ruốc cá (loài Derris), Lonchocarpus và Tephrosia Chúng

được trồng phổ biến ở các nước vùng nhiệt đới như: Ấn Độ, Trung Quốc, Đông Nam

Á, Trung Nam Mỹ,… [278] Vào năm 1933 ở Braxin, Malaixia, Indonexia đã trồng tới 5.000 ha cây Derris để lấy rễ [189] Trong thời gian từ năm 1931 – 1947, hàng năm Bắc Mỹ đã nhập 6.500 tấn bột rễ Derris để chiết lấy rotenone làm thuốc trừ sâu

[195], [196]

Từ thời xa xưa người ta đa biết dùng bột hoa của cây cúc (Pyrethrum

cinerariaefolium) để trừ sâu, nên được gọi là cúc trừ sâu Cây cúc này có nguồn gốc

từ Trung đông, được đưa vào châu Âu năm 1828, đưa đến Bắc Mỹ năm 1876 và đưa đến Nhật Bản, châu Phi và Nam Mỹ [185] Đầu thế kỳ XX, Nam Tư và Nhật Bản là những nước sản xuất chính thuốc trừ sâu từ bột hoa cúc Năm 1911, Nhật Bản sản xuất 211 tấn, đến năm 1993 là 6.400 tấn bột hoa cúc để xuất sang châu Âu, chiếm 3/4 tổng sản lượng bột hoa cúc toàn thế giới [218] Sau chiến tranh thế giới thứ II, sản lượng bột hoa cúc giảm đột ngột [189] Đến những năm 1966 – 1967, các nước Kenia, Tanzania, Uganda, Công, Ecuado và Nhật Bản sản xuất bột hoa cúc với tổng sản lượng đạt 20.000 tấn Trong đó, có 80% sản phẩm được chiết xuất bằng dung môi để làm thuốc trừ sâu dạng nước có hàm lượng độc tố cao hơn ở dạng bột thô [230] Cũng trong thời gian này, có nhiều công trình công bố về cây độc [205], [387]

Từ chỗ người dân địa phương chỉ biết sử dụng các cây độc hoang dại ở dạng thô, tiến đến con người biết trồng trọt, biết chiết xuất lấy chất độc trong cây ra: nicotin, rotenone, pyrethrin đã mở đầu cho thời kỳ thuốc trừ sâu thế hệ thứ nhất [171], [183]

Từ sau những năm 1940, thuốc hóa học hữu cơ tổng hợp (không có nguồn gốc thực vật) liên tiếp ra đời, cụ thể: Năm 1940 – 1950 là thế hệ của thuốc clo hữu cơ,

1950 – 1960 là thế hệ của lân hữu cơ, 1960 – 1970 là thế hệ của carbamat, tiếp đến là thế hệ hợp chất tổng hợp pyrethroids,… [271] Sự ra đời của các hợp chất hữu cơ tổng hợp trừ sâu, bệnh và cỏ dại đã mở ra một kỷ nguyên mới của phát triển nông nghiệp, dập tắt nhanh chóng được dịch hại mùa màng do sâu bệnh gây ra, nâng cao nhanh chóng sản lượng nông nghiệp Và cũng từ đó, việc khai thác, sử dụng thuốc trừ sâu thảo mộc lắng xuống hoặc bị lãng quên Tuy nhiên, việc phát triển quá nhanh chóng

và ồ ạt các hóa chất BVTV đã gây ra nhiều độc hại cho con người [41], [159], [225]

và các môi trường (không khí [40], [314]; đất [30], [31] và nước [30], [31], [38], [61].

Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO), hàng năm trên thế giới sản xuất 500.000 tấn thuốc hóa học (a.i.) trừ dịch hại cây trồng và có 10.000 người chết vì thuốc độc Ở Hà Lan, mỗi năm có hàng chục người chết vì Paraquat – một loại thuốc trừ cỏ và một số loại thuốc hóa học còn gây bệnh ung thư cho người [174] Từ những tác động tiêu cực của thuốc hóa học, khiến người ta phải nghĩ tới những loại thuốc chọn lọc hơn, ít độc hại cho con người và môi trường Do đó, song song với biện pháp hóa học, người ta đặc biệt chú ý tới các biện pháp phi hóa học, trong đó có biện pháp sử dụng thuốc trừ sâu thảo mộc

Trong vòng hơn 30 năm gần đây, việc nghiên cứu sử dụng thuốc BVTV có nguồn gốc từ cây độc thiên nhiên lại sôi động ở nhiều nước trên thế giới Hàng ngàn công tình đã công bố, nhiều tổ chức, nhiều hội nghị quốc tế về nghiên cứu thuốc thảo mộc trừ dịch hại đã được tổ chức (International conference on Neem: 1st

Rottach Egern, 1981 [353]; 2nd Rauischhol Jhausen, 1983 [354]; 3rd Nairobi, 1986 [227]; Int Workshop on Pest management in Rice-Curents status and future prospects, 1987

[149]; Int Workshop on botanical pesticide in sustainable agriculture in the Lowlands,…[317] Nhiều dự án nghiên cứu thuốc trừ sâu thảo mộc ở các nước được chính phủ hoặc các tổ chức quốc tế tài trợ Nhiều sản phẩm đã ra đời và nhiều kế hoạch khác đang vạch định hướng tới tương lai [160], [166], [229]

(2) Số lượng các loài cây độc đã phát hiện trên thế giới có tác dụng trừ dịch hại cây trồng

Nguồn cây có tính độc trong tự nhiên rất phong phú Người Trung Hoa biết đến cây độc từ hàng ngàn năm nay, nhưng mãi đến năm 1943 mới chính thức giới thiệu 35 loài [205] Sau đó, Chiu et al (1944) [154] đã công bố 80 loài cây có tính độc Đến năm 1959, ở Trung Quốc đã tập hợp và giới thiệu chi tiết hơn 500 loài cây cỏ có khả năng trừ sâu và Trung Quốc đã xây dựng được 2,4 triệu xưởng sản xuất nông dược thủ công để sản xuất được 17 triệu tấn sản phẩm để trừ sâu hại cây trồng Trong đó,

huyện Tam Đài, tỉnh Tứ Xuyên đã sử dụng cây Nghể (Persicaria hydropiper) trừ sâu đạt hiệu quả cao Huyện Túc, tỉnh An Huy đã dung cây Mắt mèo (Euphorbia esula) để

phun trừ bệnh rỉ sắt cho 1.460 ngàn mẫu lúa mỳ [95]

Ở Ấn Độ, năm 1941, Chopra et al [155] đã báo cáo kết quả nghiên cứu của 164 loài cây có tính độc trừ sâu Cùng thời gian này, nhiều nước khác đã công bố các kết quả nghiên cứu về những cây độc trừ được sâu hại cây trồng như: ở Nam Mỹ có 400

loài [181], [182]; Mỹ có 186 loài [205], [362]; Philippines có 200 loài [292]; Nigieria

có 20 [307]; Liên Xô (cũ) có 200 loài [316]; ở Braxin có 89 loài & Poctorico có 9 loài

[321]; ởĐông Phi có 24 loài [407], [408] và ở Nhật Bản có 24 loài [411]

Tập hợp những kết quả nghiên cứu về thuốc thảo mộc của các tổ chức quốc gia

và quốc tế ở 19 nước trên thế giới, Grainge et al (1984) [195] cho biết: có 1.800 loài

cây độc có khả năng trừ sâu Trong đó, có 82 loài có khả năng trừ sâu tơ (Plutella

xylostella), một loài sâu gây hại nghiêm trọng cho tất cả các vùng trồng rau họ hoa

thập tự (Cruciferae) trên thế giới và là loài sâu nhờn và kháng thuốc hóa học nhanh

nhất, mạnh nhất hiện nay Những cây độc chủ yếu nhất thường tập trung ở các họ

Asteraceae, Fabaceae và Euphorbiaceae Các loại thuốc thảo mộc nổi tiếng là:

Pyrethrum, rotenone,… đều từ các họ này [293]

Người ta phát hiện nicotine có trong 18 loài Nicotina khác nhau Trong đó,

Nicotina tabacum và Nicotina rustica là phổ biến nhất Ngoài các loài Nicotina, người

ta còn tìm thấy nicotine trong cây cỏ sữa (Asclepia syriaca), cây ớt mả chết người (Atropa belladonna), cây đuôi ngựa (Equisetum errense), cây thạch tùng (Lycopodium

clavatum) và một số cây khác [124], [255], [312] Rotenone cũng có trong rất nhiều loài cây, tập trung nhất trong họ Leguminosae và nhiều nhất ở các giống: Derris,

Lochocarpus, Tephorosia, Pachyrhizus,… Riêng Derris, người ta phát hiện có hơn 80

loài khác nhau, trong đó có 2 loài Derris elliptica và Derris malaccensis là được trồng nhiều nhất Lonchocargus có trên 10 loài, còn có tên là Cube (Peru) và Timbo (Braxin) Tephrosia có 150 loài, phân bố rộng rãi ở châu Phi, châu Á, châu Úc, Bắc và

Nam Mỹ [134], [186], [332]

Năm 1971, Jacobson và Crosby [230], đã giới thiệu khá đầy đủ về thành phần, tính chất, cấu tạo, phương thức tác động và hiệu quả của các hoạt chất độc chủ yếu trong các loài thực vật có khả năng trừ dịch hại đã được phát hiện trên khắp thế giới Ngoài ra, còn giới thiệu cây độc chính, cây độc thứ yếu và những cây có triển vọng trong tương lai

Năm 1990, Jacobson [229], đã tập hợp cá kết quả nghiên cứu về cơ chế tác động đối với hơn 360 loài côn trùng hại của 1.500 loài cây độc thuộc 175 họ thực vật Theo tác giả, các cơ chế tác động bao gồm: Gây ngộ độc, xua đuổi, ngăn cản, gây ngán, ức chế sinh trưởng,…

Trong vòng 2 thập kỷ gần đây, [353]; cây Neem – một loài xoan Ấn Độ

(Azadirachta indica) là một trong những loài cây được tập trung nghiên cứu nhiều

nhất Hoạt chất chính là azadirachtin rất an toàn với người và môi trường, nhưng lại rất độc với nhiều loài sâu, bệnh hại cây trồng [351], [368], [385] Cho đến nay, đã có nhiều hội nghị quốc tế tổng kết các công trình nghiên cứu, chế biến sử dụng cây Neem (Hội nghị [325] quốc tế lần thứ nhất tổ chức tại Rottach – Egern vào năm 1980 Hội nghị lần thứ 2 ở Rauischholzhausen vào năm 1983 [354] và Hội nghị lần thứ 3 diễn ra

ở Nairobi vào năm 1986 [242]

Cây Neem còn có tên Margosa hoặc Lilac tiếng Ấn Độ và Arishta tiếng dân tộc Phan (Sanskrit) [232] Cây Neem là loại cây thân gỗ, cao tới 17 – 18 m, sống lâu năm

và trông gần giống cây xoan ta Từ xa xưa, Neem được trồng ở khắp nơi của Ấn Độ và Miyanma Trong suốt thế kỷ trước, cây Neem được đưa vào châu Phi, đặc biệt ở các vùng khô hạn Đến nay, cây Neem có ở khắp nơi: Cameroon, Nigeria, Gambia, India, Miyanma, Pakistan, Srilanka, Đông Nam Á, Nhật Bản, Australia, Cuba, Barbados và một số nước khác [229] Riêng Ấn Độ, có khoảng 14 triệu cây [348] và hàng năm sản xuất 417 – 764 tấn hạt Hiện nay, cây Neem đang là một trong những cây mũi nhọn trong lĩnh vực nghiên cứu thuốc trừ sâu từ cây cỏ thiên nhiên [236]

(3) Một số kết quả nghiên cứu tính chất và tác động của các hoạt chất trong cây độc đối với dịch hại cây trồng

* Nicotine

Nicotine là hoạt chất chính của các alkaloids trong các loài thuộc giống

Nicotiana, chủ yếu trong 2 loài thuốc lá (Nicotina tabacum) và thuốc lào (Nicotina rustica) [164] Nicotine tinh khiết được chiết xuất đầu tiên vào năm 1828, mặc dù trước đó hàng trăm năm, người ta vẫn dùng bột khô hoặc dung dịch ngâm để trừ sâu hại hoặc chấy rận hại người và gia súc [322] Nicotine có công thức hóa học

C12H14N2, nó là kết hợp của 2 nhân Pyridine và 1-Methyl-Pyrolidine [319] Nicotine

là chất lỏng, sánh, mùi hắc, vị cay nóng Tinh khiết không có màu, khi gặp ánh sáng

và không khí thì chuyển màu nâu, tan trong nước và tan mạnh trong các dung môi hưu

cơ Ngoài Nicotine, trong các alkaloids của thuốc lá còn có 2 chất độc quan trọng khác là nornicotine và anabasine [287]

Ngoài 3 chất chính trên, trong thuốc lá còn có các chất khác như: myosmine, nicotyrine, anatabine, anatalline [373] Hàm lượng nicotine trong thuốc lá từ 2 – 10%, trong thuốc lào có thể lên tới 16%

Cơ chế tác động của Nicotine đối với côn trùng và động vật có vú là tác động trực tiếp lên hệ thần kinh Từ vị trí trúng thuốc (tiếp xúc hoặc vị độc), nicotine tác động lên hệ thống đầu dây thần kinh, qua bụng lên não, làm cơ thể động vật run lên, sau đó các cơ bị rối loạn, cuối cùng là côn trùng bị tê liệt và chết [283], [299] Chính

vì vậy, nicotine có tác dụng trừ được nhiều loài sâu hại như: bọ chét, rệp, chấy, rận, bọ cánh cứng, sâu ăn lá, trên người, gia súc và cây trồng Ngoài tác động mạnh lên hệ thần kinh, nicotine còn có tác động xua đuổi côn trùng rất mạnh [264], [313] Do hiệu quả mạnh như vậy, nên nicotine được coi là 1 trong 3 loại thuốc trừ sâu thảo mộc quan trọng nhất ở thế kỳ IXX và đầu thế kỷ XX [124] Sau đại chiến thế giới thứ II, hơn 2.500 tấn thuốc trừ sâu nicotine (làm từ sản phẩm phụ của ngành công nghiệp sản xuất thuốc lá) đã được sử dụng rộng khắp trên thế giới, nhưng đến những năm 1980, việc sử dụng loại thuốc trừ sâu này giảm xuống dưới 200 tấn do thời gian này có các thuốc trừ sâu khác giá rẻ và ít gây hại cho động vật máu nóng [392]

Theo Feurt et al (1958) [184], liều gây chết của nicotine cho người là 0,06 gr;

LD50 (liều gây chết cấp tính 50% cá thể) đối với lợn là 10,0 – 32,0 mg/kg trọng lượng

và đối với chuột từ 6,0 – 23,5 mg/kg (Phụ lục 1.7.) Theo Đỗ Tất Lợi (2004) [60],

người lớn có thể chết khi dùng 15 – 20gr thuốc lá dưới dạng hãm để thụt, trẻ em chỉ cần vài gam

Chính vì tác dụng rất độc đối với người và gia súc cho nên cả thế giới và Việt Nam đã cấm sử dụng nicotine làm thuốc trừ sâu Đây là trường hợp đầu tiên về một loại thuốc thảo mộc trừ sâu đã được sử dụng rộng rãi lâu đời, lại gây độc hại cho con người và môi trường, trái với ý nghĩa của nó là thay thế cho thuốc hóa học trừ sâu quá độc hại

Ở Hoa Kỳ, năm 2008, EPA đã hủy bỏ thuốc trừ sâu nicotine [254], [395]

* Rotenone

Rễ của các loại cây Derris, Lonchocarpus, Tephrosia, được dùng để ruốc cá và

trừ sâu từ lâu đời Năm 1895, Geofroy đã phân lập được một chất có tên là Nicouline, chất này có điểm sôi 162o

C [249] Đến năm 1902, Nagai lần đầu tiên đã tách chiết được một chất hoàn toàn đồng nhất, có điểm sôi 1630oC từ cây Derris chinensis tên địa

phương gọi là “Roten”, do đó chất này được đặt tên là rotenone Đến năm 1916, Ishikawa

chiết từ cây Derris elliptica một chất có điểm sôi tương tự và đặt tên chất đó là

“Tubotoxin” [249] Kariyone et al (1925) [244] cho rằng, cả 2 chất trên chỉ là một Đến năm 1929, Takei và Koide đã xác định công thức phân tử chính xác của rotenone là

C23H22O6 [249] Tiếp đến là một loạt chất khác gần giống rotenone đã được phân lập từ

cây cùng họ với Derris (Leguminosae), chúng được gọi là những “rotenoids” Cho đến

năm 1971, người ta đã xác định được 11 rotenoids trong tự nhiên cùng với các công thức cấu tạo phân tử và các chỉ số hóa lý của chúng (Phụ lục 1.8.)[230]

Tính chất hóa học của rotenone: Tan trong các dung môi hữu cơ trừ CCl4, ít tan trong detroleum, không tan trong nước Khi tiếp xúc với ánh sáng, không khí dễ bị phân hủy từ màu trắng trong sang màu vàng, da cam rồi đỏ thẫm Do rotenone bị oxi hóa thành dihydrorotenone và rotenone, nên cả hai đều không còn khả năng trừ sâu Rotenone có thể kết tinh trong ethanol và một số dung môi hữu cơ khác [248]

Rotenone cũng như một số rotenoids khác, có hiệu quả cao đối với cá và nhiều loài sâu hại khác, nhưng hiệu quả mạnh nhất đối với sâu ăn lá [138], [211]

Cơ chế tác động chủ yếu của rotenoids trong sâu hại là ức chế hô hấp, giảm tác dụng dẫn truyền đến các bộ phận cơ thể làm rối loạn quá trình trao đổi chất và chết

[189], [391] Tuy nhiên, rotenone lại rất an toàn đối với người và động vật có vú

[137], [183], [287], [359] Liều gây độc cấp tính của rotenone đối với thỏ là 3000 mg/kg (Phụ lục 1.9)

Như vậy, rotenone an toàn với động vật máu nóng gấp 100 lần nicotine và hơn

700 lần so với strychnine Do tính an toàn đối với người và môi trường, nên rotenone

đa được coi là một trong ba loại thuốc thảo mộc trừ sâu quan trọng nhất, hiệu quả nhất trong suốt thời gian dài trước khi các thế hệ thuốc hóa học ra đời [189] Mặt khác, do rotenone có tính an toàn cao, nên các sản phẩm chứa rotenone được sử dụng nhiều trong phòng trừ sâu hại rau và các loại cây trồng ăn tươi hoặc ít chế biến [282], [301]

* Pyrethrum

Pyrethrum là tiêu biểu cho những chất độc chứa trong hoa của cây cúc trừ sâu

(Chrysanthemum cinerariacfolium Vis (Pyrethrum cinerariacfolium Trev.) thuộc họ cúc (Compositae) Từ đầu thế kỷ IXX đến đầu thế kỷ XX, bột hoa của cây cúc này

được dùng phổ biến và rất hiệu quả khi phun trực tiếp hoặc hòa với nước để phun trừ

sâu bọ Cho đến năm 1909, nhà hóa học người Nhật, Fujitani [188], là người đầu tiên nghiên cứu sâu về tính chất hóa học của các chất trừ sâu có trong hoa cúc Năm 1924, Staudinger và Ruzzicka [372] đã công bố những kết quả đầy đủ hơn, họ đã xác định được trong dịch chiết Pyrethrum có chứa 2 esters của các axít chrysanthemic và pyrethric và đặt tên cho 2 chất này là pyrethrin I (C21H28O3) và pyrethrin II (C22H28O5) Pyrethrin I là chất lỏng có độ nóng chảy 135oC, pyrethrin II là chất có tinh thể và có độ nóng chảy 150oC, kém bền vững hơn pyrethrin I Đến năm 1945, LaForge F.B và Barthel W.F [251] lại phân lập được 2 pyrethroids từ dịch chiết Pyrethrum và đặt tên là cinerin I (C20H28O3) và cinerin II (C21H28O5) đều là chất lỏng sền sệt Nhờ có tiến bộ mới về máy phân tích sắc ký, Godin P.J et al (1965) [194] đã phân lập được thêm 2 chất phụ nữa là: jasmolin I (C21H30O5) và jasmolin II (C22H30O5) Trong đó, Jasmolin I gần tương tự với pyrethrin I và cinerin I, còn jasmolin II gần tương tự với pyrethrin II và cinerin II Trong 6 chất này, pyrethrin I có

độ bền vững cao và mạnh gấp 10 lần so với pyrethrin II nên nó là chất chủ yếu của các pyrethroids trong Pyrethrum Tất cả các pyrethroids này không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ, dễ bị thủy phân và oxy hóa [194]

Các hoạt chất Pyrethrum là các chất độc thần kinh cơ (Neurcomuculaire), tác

động chủ yếu vào hệ thần kinh trung ương của cá và sâu bọ, làm cho các cơ bị liệt, không phối hợp các cử động được, co quắp rồi chết Đối với người và động vật máu nóng lại rất an toàn, vì chúng dễ bị thủy phân trong cơ thể và bị thải ra ngoài theo nước tiểu [277] Thuốc trừ sâu Pyrethrum phân hủy nhanh trong môi trường Với những đặc điểm an toàn của thuốc trừ sâu Pyrethrum, thế giới đã sản xuất và sử dụng nhiều loại sản phẩm này trong sản xuất nông nghiệp Năm 1860, cây kim cúc (Pyrethrum) được giới thiệu lần đầu tiên tại Hoa Kỳ dùng làm thuốc trừ sâu, đến năm

1881, cây kim cúc được phát triển đến Nhật Bản và Anh và nhiều nước trên thế giới Năm 1926, Nhật bản là nước cung cấp thuốc trừ sâu Pyrethrin nhiều nhất thế giới (80%); năm 1963, công ty McLaughlin Gormley King (MGK) liên kết với công ty Mitchell Cotts (PIA) phát triển chiết xuất và sản xuất thuốc trừ sâu Pyrethrin ở Tanzania Năm 1998 Kenya sản xuất 90% (hơn 6.000 tấn ) cây kim cúc của thế giới

và thuốc này được gọi là py và từ đó việc nghiên cứu, sử dụng sản xuất thuốc trừ sâu

từ cây kim cúc phát triển mạnh mẽ không ngừng trên toàn thế giới [284]

* Azadirachtin

Là hoạt chất chính trong cây Neem (Azadiradita indica) chủ yếu ở hạt, là các tetranortriterpenoids Azadirachtin (C35H44O16) là chất quan trọng nhất đã được xác định, tiếp đến là chất Salanin [120], [142], [258], [329] Ngoài ra còn một số chất khác như: Nimbidin, Meliantriol, 3-deace tylsalanin, Salanol, 1-3-Diacetylvilasinin và Thionimon [247], [323]

Việc tách chiết các chất độc chính rất phức tạp và đắt tiền [285], vì thế chỉ để thí nghiệm trong phòng, còn các thí nghiệm rộng trên đồng ruộng và sử dụng trong sản xuất là các sản phẩm dạng bột của hạt và lá hoặc là các dung dịch ngâm hạt và lá kết hợp với một số dung môi hữu cơ khác [175]

Những tác động chính của cây Neem và hoạt chất Azadirachtin đối với sâu hại

bao gồm: tác động nội hấp & lưu dẫn, tác dụng bất dục và ức chế sinh trưởng, tác động gây ngán [141], [192], [276], [355]

+ Tác động nội hấp và lưu dẫn: Dịch chiết từ cây và hạt Neem phun lên cây và

mặt đất có thể trừ được các loài sâu chích hút, bảo vệ được các lá mới mọc sau khi phun thuốc, đối với các loại cây: đậu đỗ, ngô, lúa, mía, nho, khoai tây, bông, lúa mạch, hoa cúc, rau, [325] Neem còn có tác dụng nội hấp đối với nhiều loài sâu non thuộc bộ cánh phấn, cánh thẳng và cánh cứng, [192], [276], [285]

+ Tác dụng bất dục và ức chế sinh trưởng: Những dung dịch ngâm hạt và lá

Neem với nước hoặc các dung môi hữu cơ khác, khi sâu tiếp xúc hoặc ăn phải, làm cho tỷ lệ đẻ trứng giảm [276], sâu non không lột xác được và chết Nếu phun vào cuối giai đoạn sâu non, sâu sẽ không hóa nhộng Ngoài ra, dung dịch ngâm hạt, lá Neem còn làm rối loạn sự điều hòa của các hormon sinh trưởng, khiến sâu non chậm phát triển, giảm trọng lượng, dị dạng rồi chết [328], [402]

+ Tác động gây ngán (antifeedant) và xua đuổi (repellent): Các sản phẩm từ cây

Neem (kể các dung dịch ngâm với nước), đều có tác dụng gây ngán và xua đuổi đối với sâu non và sâu trưởng thành của nhiều loài sâu hại thuộc nhiều bộ côn trùng khác

nhau Nồng độ hoạt chất càng cao, tính xua đuổi càng mạnh Hoạt chất Azadirachtin

có tác dụng xua đuổi rõ hơn tác dụng gây ngán; ngược lại, hoạt chất salanin thì có tác dụng gây ngán rõ hơn [329]

Những tác động chính của cây Neem và hoạt chất Azadirachtin đối với ký sinh

thiên địch: Cho đến nay chưa thấy nói đến tác động xấu của Neem đối với các loài ký sinh thiên địch [353] Trong một số trường hợp còn làm tăng số lượng ký sinh, cụ thể:

Dầu hạ Neem làm tăng gấp đôi lượng ký sinh trên sâu Cnaphalocrosis medinalis

[174] Khi phun sản phẩm của hạt Neem dạng sữa lên trứng của sâu khoang

(Spodoptera litura) và trứng của ong ký sinh sâu khoang (Telenomus remus), kết quả cho thấy: Tỷ lệ trứng của ong ký sinh (Telenomus remus) nở nhiều hơn so với trứng

sâu khoang [238]. Số lượng nấm ký sinh trên trứng của Epilachna varivevstis tăng lên

sau khi phun dịch chiết hạt Neem bằng methanol 0,25% [118] Dầu Neem 0,2 – 1,0%

không ảnh hưởng xấu đến loài côn trùng ăn rệp (Coccinella septempunctata) [371] và

loài ăn thịt bọ xít dài (Nephotettix virescens) [271], [273], [274], [275]

Cho đến nay, các sản phẩm từ cây Neem đã được nghiên cứu đối với 133 loài sâu, 3 loài nhện, 8 loài tuyến trùng và 6 loại bệnh trên 34 loài cây trồng khác nhau đều cho hiệu quả phòng trừ cao Ngoài ra, còn sử dụng các sản phẩm từ cây Neem trong việc bảo quản 23 loại sản phẩm nông sản trong kho khỏi bị sâu mọt phá hại [174]

Ngoài những tác dụng nêu trên, các sản phẩm từ cây Neem còn có nhưng hiệu quả tích cực khác như: Diệt được các loài chấy, rận, rệp, hại người và gia súc [349];

diệt mối hại gỗ [228], [230]; diệt được tinh trùng, cho nên dầu Neem có thể dùng làm thuốc tránh thai [365] Ngoài ra, các sản phẩm của Neem còn dùng làm thuốc đánh răng, xà phòng giặt, thuốc nhuộm vải, kem bôi da, [226], làm thức ăn khô cho trâu,

bò [110], cây che bóng, cây chắn gió, trồng rừng, chất đốt, [325]

Tóm lại: Với những đặc tính ưu việt trên, trong thời gian gần đây và hiện nay

trên thế giới đã, đang và sẽ tiếp tục nghiên cứu, khai thác tiềm năng của cây Neem như một khám phá quan trọng trong công cuộc tìm kiếm các loại thuốc trừ dịch hại cây trồng từ các cây cỏ tự nhiên [388]

* Những hợp chất trừ sâu khác từ thực vật

Ngoài 4 hoạt chất trừ sâu chính từ thực vật đã nêu trên, còn có nhiều hoạt chất khác cũng có khả năng trừ dịch hại cây trồng khá tốt, chúng thường ở dạng các hợp chất sau:

- Tinh dầu: Là hợp chất có trong hầu hết các loài thực vật nói chung và trong các

cây độc nói riêng Tuy nhiên, chỉ có một số ít loài có tinh dầu giết được các loài sâu,

bệnh, tuyến trùng, rệp và nhện, hại cây trồng như: tinh dầu của cây cứt lợn (Ageratum

comyzoides), cây đại bi (Blumea balsamifera), cây kim phượng (Caesalpinia pulcherrima) và cây húng chanh (Coleus amboinicus) có độc tính rất cao đối với sâu tơ

(Plutella maculipennis); tinh dầu của các cây này có LD50 đối với sâu tơ tuổi 2 cao hơn 3–10 lần so với LD50 của thuốc trừ sâu hóa học Malathion (Phụ lục 1.10.) [292]

Tinh dầu từ lá và vỏ cây Trôm (Sterculia foetida) có tác dụng xua đuổi nhiều

loài sâu hại [404] Thức ăn có chứa 2,5 – 5,0% tinh dầu từ hạt cây Trôm, trưởng thành

ruồi nhà (Musca domestica) không đẻ trứng, mặc dù loại tinh dầu này có thể ăn được Tinh dầu của cây Centranthus macrosiphon có tác dụng ngăn chặn và gây ngán ăn mạnh đối với trưởng thành mọt (Anthonomus grandis) [228] Muỗi và ruồi trâu

(Tabanus) bị xua đuổi mạnh bởi tinh dầu của cây Bông Ổi (Lantana camara) [252]

Tinh dầu của cây rau mùi (Corriandrum sativum) có tác dụng xua đuổi mạnh đối với loài ruồi ăn thịt (Cochilomyia hominivorax) và loài gián đức (Blattella germania)

[165] Nếu phun thuốc dạng sữa có chứa 2% tinh dầu cây rau mùi (Corriandrum

sativum), có thể giết được 50 – 80% nhện đỏ hay rệp (Aphis gossypi) trong vòng 24

giờ [281]. Tinh dầu cây thìa là Ai Cập (Cuminum cyminum) có tác dụng tiêu diệt loài ruồi ăn thịt (Cochilomyia hominivorax) và có tác dụng xua đuổi loài gián đức (Blattella germanica) và gián phương đông (Blatta orientalis) [229]

- Dịch chiết: Là dạng chế phẩm tổng hợp nhất để nghiên cứu xác định hiệu lực

của các loài cây cỏ độc đối với sâu hại Trong hàng ngàn cây đã công bố là có tác dụng trong phòng trừ dịch hại thì có tới trên 80% là ở dạng dịch chiết Jacobson (1990) [229],

đã giới thiệu 1.500 loài thảo mộc có khả năng trừ dịch hại cây trồng Trong đó có tới 1.300 loài được sử dụng dưới dạng dịch chiết, còn lại là các dạng khác như: Bột khô, bột thấm nước, tinh dầu, hoạt chất như: methanol, acetone, alcohol, benzen, ether, ethanol, Mỗi loại dung môi có hiệu quả chiết suất riêng và mỗi loại chất trong thực vật cũng thường thích hợp với một hoặc một số dung môi nhất định, nhưng nói chung dung môi không cực thường là tốt hơn dung môi có cực [174]

Dịch chiết (dung dịch ngâm) thường là chế phẩm đầu tiên để thử nghiệm xác định hiệu lực trừ sâu của một loài thảo mộc nào đó Nếu ở giai đoạn này không có hiệu quả trừ sâu bệnh hay một loại sinh vật gây hại nào đó, thì khó có nhưng hiệu quả khác được Ngược lại, ở giai đoạn này có hiệu quả trừ sâu tốt thì có thể tiếp tục đánh giá hiệu quả của cây độc ở các mặt khác như: tìm thành phần độc tính, các tác động

đến cây trồng, con người và môi trường, cách chế biến, bảo quản, nguồn nguyên liệu

và hiệu quả kinh tế, [155], [228]

- Một số dạng chất độc khác: Ngoài nicotine, rotenone, pyrethrum, azadirachtin,

salamin, tinh dầu và dịch chiết, thực vật còn chứa nhiều chất độc tự nhiên có hiệu quả trừ sâu như:

+ Alkaloids: Gồm nhiều chất có hiệu lực trừ sâu tốt như:

 Anonaine (C17H15NO2): có trong các loài cây thuộc họ na

(Annonaceae), gồm hơn 800 loài [119], [129], [210]

 Ryanodine (C22H35NO9): có trong cây Ryania speciosa [318], [334], [346]

 Haplophytine (C37H40N4O7): có trong cây Haplophyton cimicidum

[217], [268], [333]

 Wilforine (C43H49NO18): có trong cây Tripterigium wilfordii [126], [127], [128], [153], [414]

 Cevacine (C29H45NO9): có trong cây Veratrum sabadilla [143]

 Germitetrine (C14H63NO14): có trong cây Veratrum album [198], [294], [300]

+ Amaroids: Gồm các chất quassin (C22H28O6) và neoquassin (C22H36O6) được

tách chiết từ cây muồng (Quassia amara) [114], [157], [201], [245]

+ Teventin: Là chất có công thức (C42H66O18.3H2O): có trong cây thông thiên

(Thevetia neriifolia) có thể dùng làm thuốc trừ sâu [202], [243]

+ Glucozids: như chất oleandrin (C32H48O9) có trong cây trúc đào (Nerium

oleander) có thể dùng làm thuốc trừ sâu [135], [162]

(4) Xu hướng nghiên cứu sử dụng cây độc làm thuốc trừ sâu của thế giới ngày nay

Thuốc trừ sâu thảo mộc có hiệu quả diệt trừ sâu cao, an toàn với con người và không gây ô nhiễm cho môi trường Nhưng mặt khác, thuốc trừ sâu thảo mộc cũng có nhược điểm: độ bền hữu hiệu kém, do chất độc là hợp chất thiên nhiên nên bị phân hủy nhanh trong điều kiện môi trường Hàm lượng chất độc trong cây thường thấp, nên muốn có một lượng chất độc nguyên chất từ thực vật phải khó khăn và tốn kém

[136], [221] Do công nghệ chiết suất phức tạp, cần nhiều các dung môi hữu cơ đắt tiền, đồng thời không bảo quản được lâu, nên khó có lượng dự trữ lớn để dùng cho sản