BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (1)

Các loại thuốc trừ sâu, chốngcôn trùng gây hại thường được sử dụng trước đây có nguồn gốc hóa học: 6661,2,3,4,5,6 hexaclo xyclohexan, DDTdiclo diphenyl tricloetan, Vofatox methylparathio

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT & THCS NGUYỄN TẤT THÀNH – QUẬN CẦU GIẤY

1 Đinh Thị Hà Anh Lớp:12A2

2 Nguyễn Thị Thùy Dung Lớp:12A2

Hà Nội, tháng 10 năm 2016

MỤC LỤC :

PHẦN II : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU … trang 4

PHẦN III : QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ

3.1 Các nghiên cứu thực nghiệm

3.1.1 Cách chế tạo thuốc trừ sâu … trang 63.1.2 Xác định hoạt tính, hoạt chất … trang 73.1.3 Thử nghiệm trong phòng … trang 73.1.4 Thử nghiệm diện hẹp trong nhà lưới … trang 9

3.2 Các kết quả thu được

3.2.1 Kết quả phổ hồng ngoại sản phẩm: … trang 103.2.2 Kết quả phân tích thành phần và dư lượng dịch chiết … trang 113.2.3 Thử hiệu lực dịch chiết trong phòng thí nghiệm … trang 133.2.4: Hiệu lực dịch chiết ngoài nhà lưới … trang 153.2.5: Phân tích dư lượng sau xử lý … trang 153.2.6: Một số hình ảnh thực nghiệm trang 15

3.3 Các nội dung và dự kiến nghiên cứu trong thời gian tới… trang 18

PHẦN 1

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Từ lâu loài người đã bắt đầu sử dụng thuốc trừ sâu để bảo vệ mùa màngnhằm đảm bảo cho năng suất, sản lượng cây trồng Các loại thuốc trừ sâu, chốngcôn trùng gây hại thường được sử dụng trước đây có nguồn gốc hóa học: 666(1,2,3,4,5,6 hexaclo xyclohexan), DDT(diclo diphenyl tricloetan), Vofatox (methylparathion)… Các thuốc trừ sâu này có hiệu quả rất lớn trong việc diệt côn trùnggây hại, đảm bảo năng suất cây trồng nhưng đây là những chất độc rất khó phânhủy, đặc biệt trong môi trường đất

Những thuốc bảo vệ thực vật này gây ra nhiều bệnh tật cho con người và vậtnuôi, phá hủy nặng nề hệ sinh thái, tích tụ trong chuỗi thức ăn, gây hại cho nhiềuloài sinh vật có lợi khác như ếch, nhái, tôm, cá, chim chóc… Các loại thuốc trừsâu sử dụng bằng cách phun có thể bay ra bên ngoài khu vực dự định sử dụng vàrơi xuống các khu vực thiên nhiên hoang dã, đặc biệt khi nó được phun từ máybay Một số loại thuốc trừ sâu đã bị cấm bởi thực tế rằng chúng là những loại chấtđộc dai đẳng và có những hiệu ứng không mong muốn lên các loài thú vật và haycon người Vì vậy các nhà khoa học đã phát minh ra các loại thuốc trừ sâu làmgiảm độc hại tới môi trường như các loại thuốc trừ sâu có khả năng phân hủy sinhhọc như: Dipterex (Cacbamat) , Neonicotinoit, Tuy nhiên các loại thuốc bảo vệthực vật này vẫn là những chất độc hại, gây ô nhiễm môi trường Ví dụ trong mộtbáo cáo của Bộ thủy sản về ảnh hưởng của Dipterex với các loại thủy sản có kếtluận:

Dipterex độc cho người và động vật, gây nhức đầu, nôn mửa, tiêu chảy và cóthể dẫn tới bệnh trầm cảm, ác mộng…

Một trong những hướng nghiên cứu được quan tâm hiện nay là sử dụngnhững chất có nguồn gốc thực vật, không độc hại hoặc ít độc hại tới con người vàmôi trường như ớt, tỏi, lá cây cà chua, lá cây nem Hạt cam là một hướng nghiêncứu mới được một số nhóm các nhà khoa học đang nghiên cứu gần đây để chế tạo

ra thuốc trừ sâu hữu cơ ít độc hại Hạt cam là phế thải nông nghiệp lượng hạt camvứt đi hàng năm không hề nhỏ, với ưu điểm dễ kiếm, rẻ tiền việc tận dụng nguồnphế thải này không những sẽ giải quyết được bài toán môi trường mà còn cả bài

toán kinh tế Khó khăn nhất trong việc ứng dụng nó là nguồn hạt cam còn nhỏ lẻ,không nhiều để tạo ra được quy mô sản xuất lớn nhưng trong bước phát triểnchung của nền nông nghiệp, việc sản xuất lớn với quy mô tập trung để sản xuất cácsản phẩm đóng chai thì việc thu gom chúng cũng khá dễ dàng đặc biệt với nước tacác vùng trồng cam nổi tiếng như Cao Phong – Hòa Bình, Bắc Quang – Hà Giang,

Xã Đoài, Vinh – Nghệ An…

Với mục đích giảm thiểu tối đa những tác hại của thuốc trừ sâu tới môitrường, sức khỏe của con người hay vấn đề sâu bệnh kháng thuốc, nhóm nghiêncứu chúng em đã có ý tưởng chế tạo thuốc trừ sâu hữu cơ không độc hại với môitrường và con người từ phế thải nông nghiệp: hạt cam Chúng em hi vọng có thểgiải quyết được các vấn đề của ô nhiễm cũng như những tác động của việc tồn dưchất bảo vệ thực vật trong thực phẩm do thuốc trừ sâu độc hại hiện nay gây ra

PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Thuốc trừ sâu là một loại chất được sử dụng để chống côn trùng Chúngbao gồm các thuốc diệt trứng và thuốc diệt ấu trùng để diệt trứng và ấu trùngcủacôn trùng Các loại thuốc trừ sâu được sử dụng trong nông nghiệp, y tế, côngnghiệp và gia đình Việc sử dụng thuốc trừ sâu được cho là một trong các yếu tốchính dẫn tới sự gia tăng sản lượng nông nghiệp trong thế kỷ 20 Gần như tất cảcác loại thuốc trừ sâu đều có nguy cơ làm thay đổi lớn các hệ sinh thái; nhiều loạithuốc trừ sâu độc hại với con người; và các loại khác tích tụ lại trong chuỗi thứcăn.

Nhận thức được những tác hại khôn lường của các loại thuốc trừ sâu hiệnnày, nhiều người đã tìm đến những loại thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ thực vật vớitính năng không gây ô nhiễm moi trường cũng như không ảnh hưởng đến sức khỏecon người

Những cách điều chế thuốc trừ sâu tự nhiên này có giá rất rẻ, rất dễ tìm: đó

là những thứ ta có thể tìm thấy chúng trong nhà bếp hoặc khu vườn xung quanhcủa bạn Một số phương pháp đã được thử nghiệm như:

 Tỏi, ớt, hành tây:

Cho tất cả nguyên liệu ở trên vào máy xay (hoặc máy nghiền thức ăn) với 01

ít nước, xay cho đến khi nhuyễn Đổ ra 01 cái tô và thêm vào 01 gallon(tương đương với 3.78 lít) nước nóng (ko phải nước sôi) để ngâm và lắngtrong 24 tiếng đồng hồ Sau đó lọc bỏ xác (tỏi, ớt, ) thu dung dịch, sử dụngphun trực tiếp lên cây trồng

 Lá cà chua:

Nghiền nát lá cà chua và ngâm trong nước một vài ngày Sau đó lọc bỏ xác

lá, lấy phần dung dịch Xịt hoặc phun trên lá: trị châu chấu và bọ phấn trắng(nhưng lá cà chua có độc, cẩn thận khi sử dụng, cách ly sau khi phun và rửasạch rau trước khi ăn)

 Tỏi:

Đun sôi 1/2 lít nước, ném vào đó một vài tép tỏi đập dập Đậy nắp, và đểnguội Sau đó lọc bỏ xác tỏi, lấy dung dịch thu được phun hoặc xịt trên lá.Hoặc có thể dùng tỏi phơi khô (hoặc bột tỏi), tán nhuyễn rồi pha với nước Tuy nhiên, vẫn chưa có một nghiên cứu nào cho thấy những ưu điểmvượt trội cũng như những kết quả và kết luận cụ thể về những phương pháp trừsâu trên

Nghiên cứu của chúng em có những điểm mới như sau:nghệp ( hạt

 Dịch chiết hạt cam chứa glyxerol kết hợp với cồn tuyệt đối Với dịchchiết này ta có thể thu được cả phần ưa nước và phần không ưa nước củahạt cam

 Sử dụng phế phẩm hạt cam để nghiên cứu tạo ra dòng thuốc trừ sâukhông độc hại, phân hủy nhanh có lợi ích rất lớn cho nông nghiệp

 Phương pháp chế tạo đơn giản, không phức tạp có thể làm được ở mọinơi kể cả khi không có thiết bị chuyên dụng

PHẦN 3:

QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ

3.1 Các nghiên cứu thực nghiệm

3.1.1 Cách chế tạo thuốc trừ sâu:

- Bước 1: Thu thập hạt cam, chanh từ quán nước, từ phế phẩm của gia đình

Hình 1: Hạt cam trong quả cam tươi

- Bước 2: Rửa sạch, phơi khô

- Bước 3: Có 2 phương án :

 Phương án 1: Sấy khô ở 80 độ C, bóc vỏ, nghiền vụn và ngâmtrong cồn tuyệt đối với tỉ lệ 200g hạt cam tươi trên 1 lít cồntuyệt đối và glyxerol với tỷ lệ 1:1

 Phương án 2: Nghiền trực tiếp hạt cam tươi đã bóc vỏ, ngâmvào cồn tuyệt đối với tỉ lệ 200g hạt cam tươi trên 1 lít cồn vàglyxerol tỷ lệ 1:1

Hình 2: Thu hạt cam tươi, bóc vỏ, chuẩn bị mẫu nghiên cứu

- Bước 4: Lọc bằng giấy lọc, thu được dung dịch

3.1.2 Xác định hoạt tính, hoạt chất:

- Dịch chiết sau khi thu được được đem đi thử nghiệm hoạt chất, hoạt tính bằng phổ hồng ngoại, sắc ký khí khổi phổ tại các phòng phân tích

3.1.3 Thử nghiệm trong phòng:

-Đối tượng khảo nghiệm: Sâu tơ (Plutella xylostella)

Sâu khoang (Spodoptera litura)

- Phương pháp bố trí

Sâu khoang tuổi lớn và nhộng sâu tơ thu ở ruộng bắp cải tại Đông Anh- HàNội Sau đó nuôi trong phòng cho vũ hóa - đẻ trứng và tiếp tục nuôi đến thế

hệ F2 khi sâu tuổi 3 thì tiến hành thí nghiệm Sâu tuổi 3 được thả đồng đều

20 con/lần nhắc lại trong hộp petri thủy tinh có đường kính 9,5cm Thức ăncủa sâu tơ lá cải sạch và thức ăn của sâu khoang là lá thầu dầu Mỗi côngthức nhắc lại 5 lần

- Các công thức khảo nghiệm

Bảng 1: Các công thức khảo nghiệm trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp xử lý thuốc

+ Sử dụng tháp phun (Potter spray tower) để xử lý hai mặt lá với lượng hỗnhợp nước thuốc là 1 ml/ mặt lá

Hình 3: Tháp phun Potter spray tower

- Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá

+ Đếm số sâu sống sau phun thuốc 1, 2, 3 ngày

+ Hiệu lực thuốc được hiệu đính bằng công thức Abbott

HL% = (1-nCa nTa) x 100

Trong đó:

nTa: số sâu sống ở ô xử lý sau khi rải thuốc

nCa: số sâu sống ở ô đối chứng sau khi rải thuốc

3.1.4 Thử nghiệm diện hẹp trong nhà lưới.

- Bố trí ngẫu nhiên đầy đủ

+ Diện tích ô khảo nghiệm: 10,5 m2 (3,5 x 3 m);

+ Số lần nhắc lại: 3 lần

- Công thức khảo nghiệm:

Bảng 2: Các công thức khảo nghiệm trong diện hẹp nhà lưới

TT Công thức Liều lượng(%)

+ Mật độ sâu tơ ở trước xử lý mỗi lần và 1, 2, 3 ngày sau mỗi lần xử lý

+ Hiệu lực của thuốc với sâu tơ được hiệu đính bằng công thức Henderson - Tilton

HL% = (1- nCa x nTb nCb x nTa ) x 100

Trong đó:

nCb : số sâu sống ở ô đối chứng trước khi phun

nCa : số sâu sống ở ô đối chứng sau khi phun

nTb : số sâu sống ở ô xử lý trước khi phun thuốc

nTa : số sâu sống ở ô xử lý sau khi phun thuốc

+ Đánh giá ảnh hưởng của thuốc với cây bắp cải ở 1, 2, 3 ngày sau mỗi lần xử lý

Kết quả phổ hồng ngoại cho thấy, không có sự khác nhau nhiều giữa các dịch chiếthạt sấy và chưa sấy khô, tuy nhiên có một số peak có xuất hiện ở dịch chiết chưasấy mà không thấy có xuất hiện ở dịch chiết hạt cam sấy Điều đó chứng tỏ khi sấyhạt, một số hoạt chất đã bị mất đi trong quá trình sấy sản phẩm Kết hợp với việcthử nghiệm trong phòng thí nghiệm thấy hiệu lực trừ sâu rất kém của dịch chiết hạtcam sấy nên chúng tôi không sấy hạt cam trước khi ngâm chiết nữa

3.2.2 Kết quả phân tích thành phần và dư lượng dịch chiết.

Kết quả phân tích cho thấy có ba peak chính xuất hiện khi thực hiện phân tích dịch chiết bằng sắc ký khối phổ (GC/MS) hình 1

Hình 6: Các peak chính xuất hiện trong quá trình phân tích dịch chiết hạt cam

bằng GC/MS

Hình 7: Kết qủa tìm kiếm trong thư viện của peak số 1 hoạt chất thứ nhất là

etylbenzoat (C9H10O2, phân tử lượng 150)

Hình 8: Kết quả tìm kiếm trong thư viện của peak số 2 hoạt chất thứ hai là

Hexadecanamide (C16H33NO, phân tử lượng 255)

Hình 9: Kết quả tìm kiếm trong thư viện của peak số 3 hoạt chất thứ hai là

tetradecanamide (C14H29NO, phân tử lượng 277)

Kết quả đo sắc kí khối phổ GC/MS cho thấy đây là ba hoạt chất được tìm kiếm trong ngân hàng khối lượng của các chất bảo vệ thực vật của Viện Bảo Vệ Thực Vật Việt Nam Có thể ba hoạt chất này cũng chính là thành phần chính gây độc cho sâu và làm sâu chết

3.2.3 Thử hiệu lực dịch chiết trong phòng thí nghiệm.

Kết quả thử hiệu lực dịch chiết trong phòng thí nghiệm cho thấy ở bảng 1

Bảng 3: Hiệu lực của dịch chiết từ hạt cam trừ sâu tơ hại bắp cải (Phòng TN Viện

Hiệu lực (%)

Số sâu sống (con)

Hiệu lực (%)

Số sâu sống (con)

Hiệu lực (%) 1

Ghi chú: Các chữ cái khác nhau đứng đằng sau các chữ số chỉ sự sai khác đáng tin cậy ở 95%

Từ kết quả trong bảng 3 cho thấy: Dịch chiết từ hạt cam ở các nồng độ 2%; 3% và5% có hiệu quả trừ sâu tơ hại bắp cải rõ rệt Hiệu quả so sánh với việc sử dụngthuốc Trutat 0.32 EC là một loại thuốc trừ sâu sinh học hiện được sử dụng rộng rãilấy dịch chiết tương tự từ lá cây nem thấy hiệu quả tương tự

Bảng 4: Hiệu lực của dịch chiết từ hạt cam trừ sâu khoang hại rau (Phòng TN Viện

Hiệu lực (%)

Số sâu sống (con)

Hiệu lực (%)

Số sâu sống (con)

Hiệu lực (%)

Ghi chú: Các chữ cái khác nhau đứng đằng sau các chữ số chỉ sự sai khác đáng tin cậy ở 95%

Với thí nghiệm trong phòng, các chế phẩm dịch chiết từ hạt cam ở 3 nồng độ2%; 3% và 5% có hiệu lực trừ sâu khoang hại rau rõ rệt Tương tự như vậy, khi sosánh với dịch chiết lá cây nem hiện đang được sử dụng rộng rãi với tên thuốcTrutat 0.32 EC thấy có hiệu quả tốt

3.2.4: Hiệu lực dịch chiết ngoài nhà lưới.

Bảng 5: Hiệu lực của dịch chiết từ hạt cam trừ sâu (Phòng TN Viện Bảo vệ thực

ngày

Sau xử lý 2 ngày

Sau xử lý 3 ngày

3.2.5: Phân tích dư lượng sau xử lý:

Kết quả phân tích dư lượng sau thử thuốc không phát hiện dư lượng sau 1,3

và 5 ngày sau xử lý ở liều lượng 1,2 và 3 %

Một số ảnh thử nghiệm và thu gom hạt cam.

1 Thu gom hạt cam, chế tạo mẫu ngâm tươi hạt cam

2 Luống rau nhiều sâu trước khi phun thuốc

3 Hình ảnh phun thuốc trừ sâu trên các luống rau

4. Hình ảnh vạch lá nhìn thấy sâu chết sau khi phun thuốc

5 Hình ảnh luống rau tương tự sau 1 thời gian phun thuốc không còn sâu nữa.

3.3 Các nội dung và hướng nghiên cứu trong thời gian tới

 Nghiên cứu cơ chế gây độc của các hoạt chất có mặt trong hạt camvới các côn trùng và sâu bệnh

 Nghiên cứu thêm về khả năng tác động của thuốc trừ sâu đối với cácloài côn trùng, động vật khác

 Diệt được sâu bệnh tốt, tốc độ diệt sâu nhanh, xua đuổi được sâu bệnh, côn trùng giúp cây phát triển thuận lợi.

 Lượng tàn dư của thuốc hầu như không còn, không có mùi

 Dễ dàng chế tạo và sử dụng, giá thành rẻ

 Thân thiện với con người và môi trường

Tài liệu tham khảo

1 Giáo trình sử dụng thuốc bảo vệ Thực vật, Chủ biên PGS.TS Nguyễn Trần Oánh, NXB Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Hội- 2007

2 Trần Quang Hùng, Thuốc bảo vệ Thực vật, NXB Nông Nghiệp Việt Nam- 2009

3 Đào Văn Hoàng, Kỹ thuật tổng hợp các hóa chất bảo vệ thực vật, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội- 1999

4 Tủ sách khuyến nông, Sử dụng thuốc diệt côn trùng và bảo vệ môi trường, NXB Hồng Đức- 2003

5 Nguyễn Mạnh Chinh, Mai Văn Quyền, Nguyễn Đăng Nghĩa, Thuốc bảo vệ Thực vật, NXB Nông Nghiệp- 2005

6 Nguyễn Văn Tuất, Lê Văn Thuyết, Sản xuất, chế biến và sử dụng thuốc bảo vệ Thực vật thảo mộc và sinh học, NXB Nông Nghiệp- 2001

7 Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông thôn Việt Nam, danh mục thuốc bảo vệ Thực vật được phép, hạn chế và cấm sử dụng ở Việt Nam, NXB Nông Nghiệp- 2001

8 Etylbenzoat, Hexadecanamit, Tetradecanamit