Ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất thuốc trừ sâu sinh học

Song, cùng với thời gian, thuốc trừ sâu hóa học đã lộ ra những nhược điểm không thê khắc phục được, như làm cho sâu hại quen dần và “nhờn thuốc”, đáng lẽ sâu bị giảm đi nhưng lại có chi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

NHÓM 6

SEMINAR

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT

THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC

An Giang, tháng 09 2012

TRUONG DAI HOC AN GIANG

KHOA NONG NGHIEP & TAI NGUYEN THIEN NHIEN

NHOM 6

SEMINAR

UNG DUNG CONG NGHE VI SINH TRONG SAN XUAT

THUOC TRU SAU SINH HOC

GIAO VIEN HUONG DAN

Bang Hong Lam

Danh sach nhém

1 Nguyén Hoang Nhut Lynh Bung San Ny Thanh Héng Anh Hoàng Nguyễn Trung Nghia Nguyễn Hoàng An

Trương Thị Ngọc Hân

Lê Thị Đẹp

Nguyễn Ngoc Hồ

An Giang, thang 09 2012

Muc luc

B101: 0ii 1007 il Dannh Sach Dang .ccccecccssssscessssceessscecesssccecssanecssneesecssnsecsesasceesssaecessaeeecsenaesssseesecseaascseeaaecsssaeeeses 1

Churong 1: MG 010 1 Chương 2: Tổng quan về thuốc trừ sâu sinh học .ss so so se csssscssessssessssesssseesesse 2 2.1 Thuốc trừ sâu sinh học là Ì1? - s14 SE K99 9 T020 ngu go 2

xo nh 2

Chương 3: Một số chế phẩm sinh học trừ sâu hại trong nông nghiệp . . - 4 3.1 Thuốc trừ sâu bằng vi khuẩn Bacillus thuringensis (BÙ) ẶẶ Ăn SA 4

3.1.1 Giới thiệu chung về BíL - - 6£ «kê SE E SE Tà TH TH TH HH1 gàng 4

3.1.2 Quy trình sản xuất Bí( - 6 E<Sk< SE 11T TH Tà TH Tà TH HH1 gen cvêc 5

3.1.2.1 Phương pháp lên men bỀ mặt - ° + + tk 9€ 9S 5 E9 E9 E9 49 46921191 c2e xe 5 3.1.2.2 Phuong phap én men ChIM 7

3.1.2.3 Quy trinh san xuat Bt 6 Viét Nam.icccccccccscccsssscscsscescsscscssessescssesscsessessssesssssstssssessesseaes 8

3,2 Công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu bằng VirUs sẻ EE*Sk SE cv K9 cv ve 8

SG 0ï 209) 0 8

3.2.2 COng nghé san XUAt v.ciccccsccccsscsccscsscsccsescscssesssessesssstsssessssessessesessessssessessssesssseatssesessesseaes 9

3,3 Công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu bằng vi nẫm côn trùng - 2 - sex exvsxd 10 S6 Go 0ï 2)090) 0 10 3.3.1.1 Một số đặc tính của nắm Beauveria DASSIANG .ccccccccscsssssssssssssssssssesssesesesesesesesessssesssescess 10

3.3.1.2 Một số đặc tính của chỉ nắm Metarhizium (nam lục cương) - <5 Sex 11

3.3.2 Quy trinh san xXUAat oc cccccsscsecsessssscsessesesscssesecsesscsesacsessesussessssuesessesessesussessescsesucseesesnesees 12

3.3.2.1 Phuong phap nuGi cay Chim wie cceccccscsccsccscssescssesscsessesscsessessstsssstssssessessesessessesesseseeses 12

3.3.2.2 Phương pháp nuôi cấy trên môi trường lỏng không khử trùng, không khuấy trộn và thôi

3.3.2.3 Phurong phap CO KAU tring 0 12 3.3.2.4 Phương pháp lên men két hop ceecccscscssesccssesesssssesessesecsesscsssesusscsesuesessesecsesussteneescsenss 13

Chương 4: Kết luận và kiến nghj so 5ö so so so% S29 S929 gøsEseSseneEseresssssseesse 14

4.2 Kiến nnghị G- «cư E19 9 1101 TH TH TT 9g Tưng gu 14

Tài liệu tham khhảoO oo 0o co G5 G2 0 0 9995 95 90 90 090.06 000909 00.09 0904 9890.96.06 0000 050009 00.08 6009 0000999966000 0088 15

Danh sách hình

Hình 1: Một số chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học -¿- + 2 + 2E +k£E*‡EEkeEESEE4ExEExEzcExcke 2

Hình 2: Khuẩn lạc Bacillus thuringi€FiSi o5 Sát +ESk SE K SE 1111 111111121111111 1111112 1x6 4 Hình 3: Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm BI .- 2 ° + sẻ E9 E93 event ersei 5 Hình 4: Sơ đồ nuôi cây VSV theo phương pháp bề mặt trên khay 2© ° 6< 5< Set 6 Hình 5: Sơ đồ nuôi cây VSV theo phương pháp Chim u ccesessccessssesecscsessesessssesesseesesssscseaenees 7

Hình 6: Quy trình sản xuất Bt ở việt Nam 2 © - SE SE E11 E11 11111111 E11 re ckec 8

Hình 7: Nắm Beauvweria D4§SÌđ'4 - -ScSẶt te S+SHEx 1111111211511 11.11111111 11g11 ng 10 Hình §: Sợi nắm mọc trên cơ thỂ côn trùng .- - c- - s k ek€ESk.SvS9EE5 41g cv cv cvei II Hinh 9: Nam Metarhizium artiSODDÏQ€ - - á-tSE<Stk St SE SA K1 S411 1111111111111 111111111161 16 xe 11 Hinh 10: Con tring nhiém Metarhizium anisopliae ccccsccccssssssssvssssssssscssssssssssssesssessssessavsseseseesss 12 Hinh 11: Quy trinh san xuat nam bằng phương pháp lên men chìmError! Bookmark _ not

defined

Hinh 12: Quy trinh san xuat nam M anisopliae theo phuong pháp lên men bề mặt (xốp) Error!

Bookmark not defined

Danh sach bang

Bảng 1: Thành phần môi trường nuôi sâu keo da láng không có agar ¿- 5-2 ©5< ke 5c: 10

il

1H

Chuong 1: Mé dau

Từ những năm 50 của thế kỷ trước, các loại thuốc hóa học trừ sâu bệnh cho cây trồng được dùng

phô biến và rộng rãi Các loại thuốc này là hợp chất clo và phospho hữu cơ có tác đụng tiêu điệt

sâu bệnh, tiêu điệt muỗi rất hữu hiệu Ban đầu người ta đặt niềm tin vào chúng rất nhiều và hy vọng chúng sẽ là cứu cánh cho ngành Trồng trọt và Trồng rừng ở trên khắp Trái Đất Song, cùng

với thời gian, thuốc trừ sâu hóa học đã lộ ra những nhược điểm không thê khắc phục được, như

làm cho sâu hại quen dần và “nhờn thuốc”, đáng lẽ sâu bị giảm đi nhưng lại có chiều hướng gia

tăng, thuốc tôn dư ngắm vào đất gây ô nhiễm mội trường đất và nước (đặc biệt là nước ngầm), tôn dư trong sán phẩm lương thực — thực phẩm làm ảnh hưởng tới sức khỏe con người và vật nuôi

Ngày nay, song song với biện pháp hóa học xuất hiện biện pháp sinh học dựa trên cơ sở đấu tranh sinh học với sâu hại, chuột và vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng Biện pháp sinh học cũng

khá đa dạng, gồm có các chế phẩm vi sinh vật diệt sâu hại, các chế phẩm từ tuyến trùng, các loại

thiên địch ăn thịt (ong mắt đỏ, mắt vàng, ) diệt những loài côn trùng phá hoại mùa màng Các chế phẩm vi sinh hoặc các chế phẩm sinh học (với bao gồm ý nghĩa rộng hơn) có tác dụng

diệt hoặc gây bệnh cho sâu hại cây trồng Bệnh côn trùng có tới 80 — 90% số bệnh là do vi sinh

vật gây ra Những bệnh này thường thê hiện côn trùng chết hàng loạt, chấm dứt sự sinh sản, làm

hạn chế sự lây lan của các loài sâu hại tiếp theo

Chính vì những nguyên nhân trên, việc nghiên cứu và phát triển các chế phẩm vi sinh diệt trừ sâu hại cây trồng là việc làm cần thiết và mang lại hiệu quả cho nông nghiệp cũng như cuộc sống con nguoi

Chương 2: Tổng quan về thuốc trừ sâu sinh học

2.1 Thuốc trừ sâu sinh học là gì?

Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm các loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học Chúng được nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng khác nhau theo phương pháp thủ công, bán thủ công hoặc phương pháp lên men công nghiệp để tạo ra những chế phẩm có chất lượng cao, có khả năng phòng trừ được các loại sâu, bọ gây hại cây trồng nông, lâm nghiệp

Thành phần giết sâu có trong thuốc sinh học có thê là các vi sinh vật (nắm, vi khuẩn, virus) vả các chất do vi sinh vật tiết ra (thường là các chất kháng sinh), các chất có trong cây cỏ (là chất

độc hoặc dầu thực vật) Với các thành phần trên, thuốc trừ sâu sinh học có thể chia thành hai

nhóm chính là:

se Nhóm thuốc vi sinh: Thành phần giết sâu là các vị sinh vat nhu nam, vi khuan, virus e_ Nhóm thuốc thảo mộc: Thành phần giết sâu là các chất độc có trong cây hoặc dầu thực

7 ;

* CAN THAN

BAC OT AN Ao ome me |

'THUỘC TRỮ SÂU SINH MỌI we

WANN PHAN Bacivn thurigiensin Var Kirstili 16008 [Usạo

TRU SAU AN LA HAI RAU, SAU CUON LA Hitt (fia

vat

Twude Tad sku sinmmge = CAN Thy _

VIMATOX +sec —-~ _—-đội OO PY

2 Se oes

j WT hn fh ay :

NT) 6Ị DấT1 t1 >3

Hình 1: Một số chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học

2.2 Ưu điểm

Ưu điểm nỗi bật nhất của thuốc trừ sâu sinh học là ít độc với người và môi trường Các chế phẩm

vi sinh vật dùng trừ sâu hầu như không độc với người và các sinh vật có ích Do ít độc với các

loài thiên địch nên thuốc sinh học bảo vệ được sự cân bằng sinh học trong tự nhiên (cân bằng

giữa thiên địch và sâu hại), ít gây tình trạng bùng phát sâu hai

Do ít độc với người và mau phân hủy trong tự nhiên, các thuốc sinh học ít để lại dư lượng độc

trên nông sản và có thời gian cach ly ngăn nên rât thích hợp sử dụng cho các nông sản yêu cầu có

độ sạch cao như các loại rau, chè Muôn có nông sản sạch và an toàn, một biện pháp quan

trọng là sử dụng các thuốc sinh học trừ sâu

Ngoài ra, các yếu tố sinh học trừ sâu như các vi sinh vật và thực vật thường có sẵn và rất phô

biến ở mọi nơi, mọi lúc, vì vậy nguồn khai thác rất dễ dàng và hầu như vô tận Đồng thời với các chế phẩm được sản xuất theo quy mô công nghiệp, hiện nay người ta vẫn có thể dùng các phương pháp chế biến thô sơ để sử dụng Có thể ra đồng thu thập các sâu bị chết vì nắm bệnh, nghiền nát trong nước rồi phun lên cây để trừ sâu Các cây thuốc lá, thuốc lào, hạt xoan, rễ dây thuốc cá băm nhỏ và đập nát ngâm lọc trong nước đề phun cũng rất có hiệu quả

2.3 Nhược điểm

Tuy vậy, một số thuốc sinh học, như các thuốc vi sinh thường thê hiện hiệu quả diệt sâu tương đối chậm hơn so với thuốc hóa học Sự bao quan va khả năng hỗn hợp của các thuốc sinh học thường yêu cầu điều kiện cũng chặt chẽ hơn Bên cạnh đó, so với các loại thuốc trừ sâu hóa học, các chế phẩm sinh học còn có một số yếu điểm như: giá thành cao, thời gian tác dụng lâu hơn, hiệu lực không nhanh như thuốc hóa học nên người dân không nhìn thấy ngay do đó cũng chậm được đưa vào sản xuất trên diện rong

Nhưng so với các ưu điểm to lớn thì các nhược điểm trên đây của thuốc sinh học là rất nhỏ và hoàn toàn có thể khắc phục được Vì vậy, thuốc trừ sâu sinh học ngày càng được khai thác sử dụng nhiều Ở nước ta, ngoài các chế phẩm Bt đã được biết đến tương đối lâu, hiện nay có nhiều chế phâm mới đã được đăng ký sử dụng Yêu cầu ngày càng có nhiều nông sản và thực phẩm an toàn phục vụ đời sống cũng là điều kiện quan trọng thúc đây sự phát triển của các thuốc sinh học

Chương 3: Một số chế phẩm sinh học trừ sâu hại trong nông nghiệp

3.1 Thuốc trừ sâu bằng vi khuẩn Bacilius thuringensis (B€)

3.1.1 Giới thiệu chung về Bt

Bt là trực khuân sinh bào tử, hiếu khí hoặc hiếu khí không bắt buộc, nhuộm Gram dương Tế bào

đứng riêng rẽ hoặc xếp thành từng chuỗi, chứa tinh thể độc có bản chất protein hình quả trám,

kích thước khoảng 0,6 x 2 um Bảo tử hình trứng đài 1,6 — 2 um, có thể nảy mầm thành tế bào

sinh dưỡng Mỗi tế bào có kích thước dài từ 3 — 6 um, có phủ tiêm mao không dày, chuyên động được

Hinh 2: Khuan lac Bacillus thuringiensis

Bt có chứa 4 loại độc tố:

e Ngoại độc t6 a exotoxin (phospholibara C)

e Ngoại độc tố 8 exotoxin (ngoại độc tố bền nhiệt)

e - Nội độc tố y exotoxin (déc té tan trong nước)

e Ngoai déc té 6 exotoxin (tinh thé độc)

Vai trò của tỉnh thể: Là một loại tiền độc tố gây phản ứng với protein và gây chết côn trùng

Cơ chế tác động của tinh thê độc: Côn trùng ăn phải tinh thể độc trong vòng từ 1 - 7h, pH của máu — bạch huyết sẽ tăng lên làm tê liệt đường ruột, khoang miệng và có khi toàn thân, làm thay đổi tính thấm của thành ruột, gây tôn thương hệ thống điều hòa trao đổi chất và cuối cùng dẫn đến chết

Có 2 yếu tô thúc đây tinh thê độc gây độc:

e pH: Tinh thể độc sẽ bị phân giải trong đường ruột côn trùng khi pH tăng lên trên 8,9 và

khi nó bị phân giải thì sẽ thể hiện tính độc.

e Khả năng sản sinh enzym phân giải protein: Bt có khả năng sản sinh enzym proteaza trong đường ruột của côn trùng, chuyên hóa tiên độc tô thành dạng độc tô đôi với cơ thê côn trùng

Triệu chứng côn trùng khi nhiễm độc: Sâu bị nhiễm Bt lúc đâu là tê liệt toàn thân, sau đó sâu

ngừng ăn và biên đôi màu sắc từ màu xanh đên màu vàng Khi chuyên sang màu nâu, nghĩa là

sâu đã chêt, cuôi cùng sâu có màu đen, toàn thân sâu cứng và khô

3.1.2 Quy trình sản xuất Bt

Các chất dinh dưỡng

Nhân giông >

Thành phẩm < Bán thành phẩm

Hình 3: Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm Bt 3.1.2.1 Phương pháp lên men bê mặt

Dùng những hạt cơ chất rắn, những hạt này có hoặc không có khả năng hấp thụ các chất dinh

dưỡng Các hạt cơ chất này có thể đóng vai trò làm nguồn chất dinh đưỡng, ví dụ như cám lúa

mì, bột ngô, bánh hạt bông loại dầu hoặc chỉ đơn giản đóng vai trò như chất mang vô cơ Ở phương pháp này, vi khuẩn sẽ mọc trên bề mặt cơ chất và tiếp nhận oxy của không khí để sinh trưởng

Để chuẩn bị môi trường nuôi cấy vi khuẩn có độ thông thoáng tốt, các loại nguyên liệu không nên xay nghiền quá nhỏ mà nên xay vỡ thành các mảnh 1 —- 3 mm, trộn thêm cám trâu hay min cưa, bả mía rồi trãi mỏng ra các khay

Nước làm âm môi trường có pH 6.5 — 7.5 , hấp vô khuẩn ở 121”C khoảng Lh

Khay được phun dịch nhân giống vào môi trường được đặt trong phòng nuôi có quạt hút, điều

chỉnh nhiệt độ ban đầu là 28 — 35°C.

Nên lật khối môi trường để vi khuẩn phát triển đều khắp

Sau khi kết thúc nuôi cấy, thu gom môi trường ở các khay và sấy ở không khí nóng 40 — 45°C

cho đến độ âm dưới 10% tạo thành phẩm

5

D,

\ Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu làm môi trường, B Chuẩn bị nước sạch làm ẩm môi trường;

: làm sạch khí để cấp cho phòng nuôi cấy; D, Khu vực rửa và làm sạch giá sắt; D, Khu vực khử

ing và rửa khay; E Giá với khay có môi trường đã cấy giống

Hình 4: Sơ đồ nuôi cấy VSV theo phương pháp bề mặt trên khay