nghiên cứu ảnh hưởng của sóng điện cao tần đến khả năng diệt trừ mọt và chất lượng gạo sau xử lý

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Mục đích của đề tài trình bày nghiên cứu ứng dụng sóng điện cao tần để diệt trừ mọt bao gồm cả trứng và ấu trùng tron

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

HÀ QUANG VIỆT

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG ĐIỆN CAO TẦN ĐẾN KHẢ NĂNG DIỆT TRỪ MỌT

VÀ CHẤT LƯỢNG GẠO SAU XỬ LÝ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo

vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Hà Quang Việt

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Thị Bích Thuỷ và TS Hoàng Thị Bích Thảo đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch, Khoa Công nghệ thực phẩm - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Trung tâm Đào tạo và Phát Triển Quốc Tế - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Hà Quang Việt

MỤC LỤC

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục iv

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

Trích yếu luận văn viii

Thesis Abstract ix

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 3

1.2.1 Mục đích 3

1.2.2 Yêu cầu 3

Phần 2 Tổng quan tài liệu 4

2.1 Tình hình nghiên cứu về côn trùng gây hại lương thực bảo quản 4

2.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 4

2.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 7

2.2 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái học của mọt gạo và mọt thóc gây hại trên gạo 12

2.2.1 Mọt gạo 12

2.2.2 Mọt thóc 17

2.3 Tổng quan về sóng điện cao tần và ứng dụng trong kiểm soát sâu mọt hại nông sản 19

2.3.1 Giới thiệu chung về sóng điện cao tần 19

2.3.2 Nghiên cứu về sử dụng sóng điện cao tần trong kiểm soát sâu mọt hại nông sản 20

2.3.2 Giới thiệu chung về sử dụng sóng điện cao tần tại Việt Nam 24

Phần 3 Vật liệu nội dung và phương pháp nghiên cứu 26

3.1 Nguyên vật liệu, thiết bị và địa điểm nghiên cứu 26

3.2 Nội dung nghiên cứu 27

3.3 Quy trình xử lý 27

3.4 Phương pháp nghiên cứu 28

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 28

3.4.2 Các chỉ tiêu nghiên cứu 31

3.5 Phương pháp xử lý số liệu 37

Phần 4 Kết quả và thảo luận 38

4.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu quả diệt trừ mọt gây hại trên gạo 38

4.1.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu quả diệt trừ mọt gạo Sitophilus oryzae Linne gây hại trên gạo 38

4.2 Nnghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu quả diệt trừ mọt thóc Sitophilus granarius Linne gây hại trên gạo 41

4.2.1 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ ảnh hưởng tới tỷ lệ chết của mọt thóc trưởng thành sau xử lý 41

4.2.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu quả diệt trừ trứng và ấu trùng mọt thóc Sitophilus granarius Linne gây hại trên gạo 43

4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý và ẩm độ nguyên liệu đến chất lượng gạo sau xử lý 45

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 55

5.1 Kết luận 55

5.2 Kiến nghị 55

Tài liệu tham khảo 57

Phụ lục 63

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thời gian sống của mọt gạo các trong thủy phần khác nhau của

hạt ở nhiệt độ 25 – 270C 17

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật thiết bị xử lý sóng cao tần quy mô pilot: 26

Bảng 3.2 Lựa chọn nhiệt độ xử lý mọt gạo bằng sóng điện cao tần 28

Bảng 3.3 Lựa chọn nhiệt độ xử lý mọt thóc bằng sóng điện cao tần 29

Bảng 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý và độ ẩm nguyên liệu đến chất

lượng của gạo 30

Bảng 4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến tỷ lệ chết của mọt gạo trưởng thành 38

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ chết của mọt gạo 40

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ chết của mọt thóc trưởng thành 41

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến tỷ lệ chết của trứng và ấu trùng mọt thóc đang ký sinh gây hại trên gạo 43

Bảng 4.5 Kết quả xác định các thông số của gạo ở giai đoạn trước xử lý 45

Bảng 4.6 Kết quả phân tích các thông số của gạo Khang Dân ở 54oC, 55oC

và 56oC 50

Bảng 4.7 Kết quả phân tích các thông số của gạo đặc sản Japonica ở 54oC, 55oC và 56oC 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Quá trình hình thành của con mọt gạo 13

Hình 2.2 Hình ảnh con mọt gạo đực 14

Hình 2.3 Mọt thóc trưởng thành Sitophilus granarius Linnaeus 18

Hình 4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến tỷ lệ chết của mọt thóc 42

Hình 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và sóng cao tần đến ẩm độ và độ trắng của nguyên liệu sau xử lí mọt gạo trưởng thành 46

Hình 4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và sóng cao tần đến ẩm độ và độ trắng của nguyên liệu sau xử lí ấu trùng mọt gạo 47

Hình 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và sóng cao tần đến ẩm độ và độ trắng của nguyên liệu sau xử lý mọt thóc 48

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Mục đích nghiên cứu

Mục đích của đề tài trình bày nghiên cứu ứng dụng sóng điện cao tần để diệt trừ mọt bao gồm cả trứng và ấu trùng trong bảo quản và chất lượng của gạo sau khi xử lý Xây dựng được quy trình kỹ thuật diệt trừ mọt gạo ứng dụng thiết bị dây chuyền sóng điện cao tần

Phương pháp nghiên cứu

Gạo nguyên liệu sau khi ổn định ẩm độ được xử lý sơ bộ, lây nhiễm mọt thóc/mọt gạo trưởng thành, đưa gạo vào xử lý sóng điện cao tần ở các nhiệt độ từ 52oC -

56oC Bảo quản trong điều kiện không lây nhiễm mọt từ bên ngoài vào Sau 48h tiến hành đánh giá tỷ lệ mọt gạo trưởng thành bị tiêu diệt

Đối với trứng và ấu trùng mọt, lây nhiễm mọt thóc/mọt gạo trưởng thành và nhân nuôi mọt 1 - 2 tuần, loại bỏ mọt trưởng thành trước khi đưa vào xử lý sóng điện cao tần với các mức nhiệt từ 52oC - 56oC Gạo sau xử lý được nuôi đóng bao kín đảm bảo không bị nhiễm mọt từ bên ngoài và đưa vào nuôi 1- 2 tuần để đếm số sâu non mới hình thành

Kết quả chính và kết luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy: Nhiệt độ tối thích cho hiệu quả diệt trừ mọt trưởng thành đang ký sinh trên gạo là 54oC Tại 54oC mọt trưởng thành bị tiêu diệt 100%, tỷ lệ tái sinh sau 48h là 0%, tỷ lệ chết của các giai đoạn trứng, sâu non, nhộng đều là 100%, khả năng tái sinh mọt sau 6 tuần là 0% trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ phòng

Chất lượng gạo sau khi xử lý nhiệt bằng sóng điện cao tần tại nhiệt độ 54oC cho kết quả khả thi khi các tính chất hoá học, hoá lý của gạo gần như ít biến đổi so với gạo chưa qua xử lý Năng lượng điện tiêu thụ thấp nhất và đảm bảo được chất lượng cảm quan của gạo sau khi xử lý không bị biến đổi nhiều

Từ khóa: Sóng điện, mọt, cao tần, chất lượng, gạo

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Ha Quang Viet

Thesis title: “The effects of high frequency electromagnetic waves on the possibility

of weevil eradication and rice quality after treatment”

Major: POSTHARVEST TECHNOLOGY Code: 60.54.01.04

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives

The research aims at representing the application of high frequency electromagnetic waves on weevil eradication, including its eggs and larvas to preserve rice quality after processing Then, building the technical process of weevil eradication, applying the chain equipment of high frequency electromagnetic waves

Materials and Methods

After moisture stabilize, raw rice went through preliminary treatment of infectious mature weevils, then it was put on processing of high-frequency electromagnetic wave at temperatures from 52°C - 56°C Rice was preserved in non-infectious conditions of weevils from outside After 48 hours, assessing the proportion

of mature destroyed weevils was implemented

For weevil eggs, larvas, infectious mature weevils and weevil adopted cores in

1-2 weeks, mature weevils were eliminated before high-frequency electromagnetic wave treatment in temperature levels, ranging from 52oC to 56oC Processed rice was fed in sealed bags to ensure no weevils entering from outside and they were raised in 1- 2 weeks

to count the number of newly formed young worms

Main findings and conclusions

The research results show that: the optimal temperature for effective elimination

of mature weevils, parasiting on the rice is 54oC At 54oC mature weevils are destroyed

by 100%, the renewable proportion after 48 hours is 0%, the mortality rate in the egg, larva, pupa stages are 100% The ability to rebirth of weevils after 6 weeks is 0% at room temperature

Rice quality after heat treatment by high-frequency electromagnetic waves in the

54oC gives potential outcomes when the chemical and physical transformation of rice is almost less than untreated rice Electric energy consumption is lowest and can ensure sensory quality of rice after processing which is not changed much

Key words: high-frequency, electromagnetic waves, weevils, rice, quality

Đối với lương thực bảo quản trong kho ở nước ta, mọt gạo được xếp vào loại sâu hại nguy hiểm số một Bởi vì mọt gạo ăn hại tất cả các loại lương thực, mọt gạo sinh sản rất nhanh, có khả năng thích nghi rộng với các điều kiện ngoại cảnh khác nhau, thời gian sống dài hơn các loại mọt khác Ngoài lương thực, hầu hết các hàng từ thực vật như đậu đỗ, hạt có dầu, dược liệu, các loại quả khô,… đều bị mọt gạo ăn hại Khác với những côn trùng khác đều đẻ trứng ở ngay trên

bề mặt hạt gạo hoặc vỏ gạo, mọt gạo lại có các đặc tính đẻ trứng đặc biệt, miệng của nó sắc nhọn, có thể đục lỗ trên hạt gạo, sau đó đẻ trứng mầu trong suốt, to bằng đầu kim rồi lại đem lỗ đó lấp lại như cũ, đến soi kính hiển vi cũng khó nhận

ra được, vì vậy trong quá trình gia công, đều không thể loại bỏ được trứng và ấu trùng của mọt gạo trong hạt gạo, đây chính là nguyên nhân các gói gạo bảo quản bằng chân không sau khi mở ra thường có các loại mọt gạo vỏ cứng mầu đen Mọt gạo gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ an toàn thực phẩm của gạo và các nông sản thực phẩm khác vì khi sinh sống trong nông sản, phân của chúng dễ sinh ra nấm mốc, sinh ra độc tố gây ung thư

Mặt khác, khi xảy ra dịch bệnh côn trùng tại các kho chứa gạo và các hạt ngũ cốc khác, phương pháp thường phải dùng là sử dụng chất tẩy độc như nhôm phốt pho có hàm lượng magie để tẩy độc Trên thị trường hiện nay còn xuất hiện nhiều loại hóa chất bảo quản gạo, một số đại lý gạo đã và đang sử dụng hóa chất diệt

Trong những năm gần đây, công nghệ sóng điện cao tần đã được phát triển và được xem như một trong những biện pháp kiểm soát sinh vật hại kho rất hiệu quả (Hansen et al., 2011) Đây là phương pháp nhanh và hiệu quả Sóng điện cao tần có thể xâm nhập vào sâu bên trong các vật thể có phân tử phân cực như nước Do sự dao động nhanh của chiều dòng điện làm cho các phân tử phân cực trong sinh vật cũng dao động theo gây ma sát nội phân tử và sinh nhiệt Nhiệt độ này vừa làm khô nông sản vừa có khả năng tiêu diệt sinh vật hại kho cả

cơ thể trưởng thành và trứng Đây là phương pháp tương đối an toàn do không sử dụng hóa chất bảo quản Công nghệ diệt trừ mọt gạo bằng sóng điện cao tần đang được coi là kỹ thuật duy nhất trên thế giới hiện nay có thể giải quyết hiệu quả gạo bị mọt Công nghệ này giúp giảm tổn thất sau thu hoạch và giảm nhu cầu dùng thuốc hóa học chống mối mọt và tẩy độc do mọt gạo tiết ra trong quá trình bảo quản, do vậy có thể nâng cao chất lượng gạo, đảm bảo mục tiêu an toàn thực phẩm Điều này rất đáng chú ý khi chúng ta đang tập trung vào phát triển sản xuất gạo chất lượng cao để phục vụ xuất khẩu

Để có cơ sở xem xét, lựa chọn ứng dụng công nghệ này tại Việt Nam, cần thiết phải có nghiên cứu tính khả thi và khả năng áp dụng công nghệ này diệt trừ mọt gạo trong điều kiện Việt Nam Hiện nay công nghệ sóng điện cao tần đã được áp dụng và thương mại hoá thành công tại Đài Loan Xuất phát từ tình hình thực tế trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của sóng điện cao tần đến khả năng diệt trừ mọt và chất lượng gạo sau xử lý” Việc áp dụng thành công công nghệ mới này sẽ góp phần giảm tổn thất sau thu hoạch đối với thóc gạo, nâng chất chất lượng gạo đáp ứng được yêu cầu ngày càng tăng của các thị trường nhập khẩu gạo của Việt Nam

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÔN TRÙNG GÂY HẠI LƯƠNG THỰC BẢO QUẢN

2.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

2.1.1.1 Nghiên cứu chung về mọt gạo

FAO (1968) thống kê rằng có đến 50% tổn thất sau thu hoạch là do côn trùng, trong đó 75% là thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera), những loài côn trùng gây hại quan trọng nhất thuộc về họ Sitophilus và Tribolium (Ger Dan Bello et al., 2001)

Nhiều nghiên cứu về mọt gạo và ảnh hưởng của mọt gạo đến năng suất và chất lượng nông sản đã được tiến hành ở các quốc gia và những điều kiện nghiên cứu khác nhau (Barbuiya et al., 2002; Yevoor, 2003; Anomynous, 2009; Subedi, 2009) Các kết quả nghiên cứu đều thống nhất coi mọt gạo là một trong những loài gây hại quan trọng, gây hại nặng cho các loại nông sản có nguồn gốc từ ngũ cốc nói chung, đặc biệt là trên gạo hiện nay (Neupane, 2002; Macharia, 2009) Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của mọt gạo có thể kể đến là nhiệt độ, ẩm độ hạt và ẩm độ môi trường và tính chất nông sản Mọt gạo ở các giai đoạn phát triển có thể bị tiêu diệt ở mức nhiệt độ -17,7°C (0°F) trong vòng 3 ngày, hoặc 60°C (140°F) trong vòng 5 phút (Andrew Ridley, 2013) Mọt gạo ưa thích gạo được đánh bóng nhất (Thí nghiệm không có điều kiện) và ưa thích lúa mỳ nhất (Thí nghiệm có điều kiện) Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy gạo thô ít được mọt gạo ưa thích nhất trong cả hai điều kiện thí nghiệm (S Subedi1 et al., 2009)

2.1.1.2 Nghiên cứu về các phương pháp phòng trừ sâu mọt hại nông sản trong bảo quản

Phòng trừ sâu mọt hại nông sản nhằm giảm tổn thất và duy trì chất lượng nông sản sau thu hoạch là nhiệm vụ quan trọng trong công tác bảo quản nông sản Cơ sở của phương pháp này là tạo ra các điều kiện môi trường bất lợi cho sự sinh trưởng và sinh sản của sâu mọt Một số biện pháp phòng trừ được sử dụng phổ biến hiện nay là: phương pháp hoá học, kiểm soát khí quyển bảo quản, sử dụng không khí nóng hoặc hơi nước, và sự dụng sóng điện cao tần

Phương pháp hoá học là phương pháp sử dụng hoá chất để phun, xông hơi nhằm tiêu diệt sâu mọt hại nông sản trong kho Đây là phương pháp được sử dụng từ rất lâu và có nhiều ưu điểm như chi phí thấp, hiệu quả cao, dễ dàng sử dụng Các hoá chất sử dụng được chia thành hai dạng là tiêu diệt bằng tiếp xúc

và tiêu diệt bằng xông hơi Hoá chất diệt sâu mọt bằng tiếp xúc bao gồm malathion, chlorpyrifos-methyl, deltamethrin Các chất này được phun trực tiếp vào khối hạt hoặc trong kho Với phương pháp này có thể kiểm soát được sâu mọt trong vài tháng (Sinha and Watters, 1985) Hoá chất xông hơi được sử dụng bao gồm methyl bromide và phosphine Methyl bromine có thể tiêu diệt nhanh hầu hết các sinh vật sống trong kho (Bond, 1984) Tuy nhiên do tác động xấu đến môi trường, phá huỷ tầng ozon do đó nghị định thư Montreal đưa ra yêu cầu loại

bỏ sử dụng methyl bromine ở các nước phát triển trước năm 2005 và ở các nước đang phát triển trước năm 2015 (UNEP, 1997) Do đó, phosphine đang được sử dụng rộng rãi để kiểm soát sâu mọt hại nông sản (Rajendran và Muralidharan, 2001) Trong quá trình sử dụng phương pháp hoá học, một vấn đề đặt ra là khả năng kháng thuốc của sâu mọt sau nhiều lần sử dụng Việc sâu mọt kháng malathion ở quy mô rộng đã được phát hiện ở Mỹ, Canada và Úc (Subramanyam and Hagstrum, 1995) trong khi ở Ấn Độ và Úc nhiều sâu mọt cũng đã hình thành khả năng kháng phosphine (Collins et al., 2000) Ngoài ra, hạn chế quan trọng nhất của phương pháp hoá học là sự tồn dư các hoá chất trên sản phẩm do đó ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người tiêu dùng Các hoá chất xông hơi chỉ tiêu diệt được các sinh vật sống mà không làm làm hỏng được trứng của sâu mọt do đó vẫn tiềm tàng khả năng bị nhiễm lại (Langlinais, 1989)

Kiểm soát sâu mọt hại nông sản bằng phương pháp bảo quản trong khí quyển kiểm soát là phương pháp tạo ra môi trường khí quyển phù hợp để ức chế

và tiêu diệt sâu mọt trong khối nông sản (Banks and Fields, 1995) Khí quyển bảo quản với nồng độ CO2 lớn hơn 35% và nồng độ oxy nhỏ hơn 1% có thể làm chết sâu mọt Annis and Morton (1997) nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ CO2

từ 15% đến 100%, nhiệt độ 25oC, và độ ẩm không khí 60% đến sự sinh trưởng và phát triển của sâu mọt trong quá trình bảo quản lúa mỳ Kết quả cho thấy con nhộng có thể chịu đựng với tất cả các nồng độ CO2 trong khi trứng sâu mọt bị tiêu diệt ở nồng độ CO2 từ 20% trở lên trong vòng 30 ngày Kết quả về khả năng chịu đựng của con nhộng với môi trường CO2 cao cũng được chứng minh bởi Gunasekaran and Rajendran (2005) Phương pháp khí quyển điều chỉnh không

phải là phương pháp tối ưu để kiểm soát sâu mọt hại nông sản trong quá trình bảo quản do phương pháp này đòi hỏi thời gian tác dụng lâu và không phù hợp trong trường hợp nông sản bị xâm nhiễm ở quy mô lớn

Phương pháp sử dụng không khí nóng hoặc hơi nước là phương pháp được nhiều người chấp nhận hơn so với phương pháp hoá học Phương pháp này thường sử dụng không khí nóng có nhiệt độ từ 80-100oC để kiểm soát sự xâm nhập, sinh trưởng và phát triển của sâu mọt Sự kết hợp giữa việc dùng không khí nóng và tạo môi trường khí quyển kiểm soát được nghiên cứu và áp dụng cho nhiều nông sản (Wang and Tang, 2001; Evans, 1986; Mitchm et al., 1997) Không khí nóng làm tăng nhiệt độ của khối nông sản vượt qua ngưỡng nhiệt độ gây chết của côn trùng sâu mọt Để đạt hiệu quả của phương pháp, nhiệt độ tại tâm của khối nông sản phải đạt được ngưỡng nhiệt độ theo yêu cầu Điều này đòi hỏi phải cần một thời gian nhất định phụ thuộc vào loại nông sản, khoảng cách từ tâm khối nông sản ra ngoài Một nhược điểm của phương pháp này là cần nhiều thời gian để gia nhiệt vì khả năng dẫn nhiệt của khối nông sản thấp (Hansen, 1992) Việc sử lý nông sản ở nhiệt độ cao ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng như

sự biến đổi màu sắc, cấu trúc và chất lượng Do đó phương pháp xử lý nhiệt khó được áp dụng ở quy mô công nghiệp (Lurie, 1998)

Ngày nay, việc kiểm soát sâu mọt hại nông sản trong kho được thực hiện theo hướng thân thiện với môi trường với nhiều cách thức khác nhau

Lucas et al (2000) đã sử dụng ruồi ký sinh (Hymenoptera: Pteromalidae) Đây là vật ký sinh tiềm năng chống lại mọt gạo vì nó có khả năng sinh trưởng và sinh sản trong điều kiện nhiệt độ thấp trong kho bảo quản đến 160C, sinh sản nhanh hơn vật chủ và cho kết quả diệt trừ mọt gạo cao (47% ở 160C) Ở ngưỡng nhiệt độ bảo quản cao hơn (200C), ruồi ký sinh cũng cho kết quả diệt trừ cao hơn,

tỉ lệ tử vong đến 70%

Nhiều nghiên cứu gần đây đã sử dụng các chủng nấm để trừ mọt gạo Ya Batta (2003) đã sử dụng hỗn hợp bao gồm chủng nấm Metarhizium anisopliae, tro, bột phấn, than củi và bột mỳ với tỉ lệ 1:4 đưa vào xử lý cho thóc với nồng độ 2% (2,8 mg/cm2) cho kết quả 73,3–86,7% mọt gạo Sitophilus oryzae trưởng thành chết sau 7 ngày Công thức được phun thuốc trước khi nhiễm mọt làm giảm tỉ lệ hại cho lúa mỳ đến 0,5% so với đối chứng (6 %)

2.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

2.1.2.1 Nghiên cứu thành phần côn trùng gây hại trong bảo quản nông sản

Ở Việt Nam, nghiên cứu về thành phần loài côn trùng gây hại trong kho không nhiều và ít được cập nhật Những công bố đầu tiên có thể kể đến là: Kết quả điều tra côn trùng hại kho ở Miền Bắc Việt Nam của Đinh Ngọc Ngoạn (1965); Kết quả điều tra côn trùng trong kho lương thực ở các tỉnh miền Bắc và miền Nam sau giải phóng 1975 của Bùi Công Hiển và cs Kết quả điều tra điều tra côn trùng là đối tượng kiểm dịch thực vật của Dương Quang Diệu và Nguyễn Thị Giáng Vân (1976); Thành phần côn trùng gây hại trong kho lương thực của

Vũ Quốc Trung (1978); Thành phần côn trùng kho ở Việt Nam của Nguyễn Thị Giáng Vân và cs (1996); thành phần công trùng hại kho ở Việt Nam năm 1996-

2000 do Phòng Kiểm dịch thực vật, Cục Bảo vệ thực vật tổng hợp (2003)

Lê Trọng Trải (1980) điều tra kho thóc dự trữ đổ rời tại Hoài Đức – Hà Tây đã xác định được 12 loài côn trùng gây hại trong kho thuộc 7 họ và 2 bộ côn trùng khác nhau; trong đó có 3 loài thuộc nhóm gây hại sơ cấp, 9 loài thuộc nhóm gây hại thứ cấp

Nguyễn Thị Bích Yên (1998) điều tra thành phần côn trùng hại thóc dự trữ tại Hà Nội đã ghi nhận được 9 loài côn trùng gây hại thuộc 8 họ và 3 bộ côn trùng khác nhau; trong đó có 3 loài thuộc nhóm gây hại sơ cấp và 6 loài thuộc nhóm gây hại thứ cấp

Vũ Quốc Trung, Bùi Minh Hồng và cs (1999) đã ghi nhận được 7 loài côn trùng gây hại trong kho thóc dự trữ đóng bao ở đồng bằng sông Cửu Long là mọt gạo, mọt đục hạt nhỏ, mọt bột đỏ, mọt thóc Thái Lan, mọt râu rài, mọt răng cưa và mọt gạo dẹt

Nguyễn Thị Giáng Vân và cs (1996) đã ghi nhận được 23 loài côn trùng gây hại trong kho thóc dự trữ đổ rời thuộc 14 họ và 3 bộ Trong đó có 4 loài thuộc nhóm gây hại sơ cấp và 19 loài thuộc nhóm gây hại thứ cấp

Mọt gạo (Situphilus ozyzae Linne) được xếp vào loại sâu hại nguy hiểm số một đối với bảo quản lương thực trong kho Bởi vì mọt gạo ăn hại tất cả các loại lương thực, mọt gạo sinh sản rất nhanh, có khả năng thích nghi rộng với các điều kiện ngoại cảnh khác nhau, thời gian sống dài hơn các loại mọt khác Ngoài lương thực, hầu hết các loại nông sản đậu đỗ, hạt có dầu, dược liệu, các loại quả khô… đều bị mọt gạo ăn hại (Tổng cục dự trữ nhà nước, 2010) Theo kết quả

điều tra, ở tất cả các vùng ở nước ta đều thấy mọt gạo, tất cả các tháng trong năm đều thấy có mọt này và sự biến động về số lượng giữa các tháng trong năm không đáng kể (Lương Văn Vượng, 2012)

2.1.2.2 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái học của côn trùng gây hại trong bảo quản nông sản

Một số công trình nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của côn trùng gây hại trong kho đã được công bố: Đặc điểm sinh học và sinh thái học của mọt gạo Sitophilus oryzae L của Bùi Công Hiển, (1965); Một số dẫn liệu về côn trùng gây hại trong kho thóc của Lê Trọng Trải (1980); Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và biện pháp phòng trừ côn trùng lạ Tenebrio molitor L của Dương Minh Tú (1997); Tìm hiểu khả năng sinh trưởng phát triển của mọt bột tạp Tribolium confusum J Duval ở Việt Nam của Hà Thanh Hương, Dương Minh Tú

và cộng sự (1998) Đặc điểm sinh học của mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica Fabr., mọt bột đỏ Tribolium castaneum Herbst và biện pháp phòng trừ chúng của Nguyễn Thị Bích Yên (1998)

Theo Dương Minh Tú (2005), mọt gạo Sitophilus oryzae L và mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica Fabr nuôi trên gạo ở nhiệt độ 25, 30, 350C và độ

ẩm tương đối 70% có kích thước phát dục ở các ngưỡng nhiệt độ trên là như nhau nhưng thời gian phát dục hoàn toàn khác nhau Ở các mức nhiệt độ này, thời gian hoàn thành vòng đời của mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica Fabr lần lượt là: 80,03 ± 1,6; 64,9 ± 1,1 và 45,9 ± 0,76 ngày

2.1.2.3 Nghiên cứu về thiệt hại do côn trùng gây ra trong bảo quản nông sản Nước ta là một nước có khí hậu nhiệt đới ẩm, có những điều kiện về nhiệt

độ, độ ẩm thích hợp với sự phát sinh phát triển của sâu hại kho, cơ sở vật chất kỹ thuật phục vụ cho công tác bảo quản nông sản nói chung và phòng trừ sâu hại nói riêng còn hạn chế, do đó thiệt hại do chúng gây ra không phải nhỏ Ở nước ta công tác phòng trừ sâu mọt hại kho có một tầm quan trọng và ý nghĩa đặc biệt, nếu làm tốt sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất to lớn

Không giống như các tác nhân gây hại trên các giống cây trồng ngoài đồng ruộng mà chúng ta có thể đánh giá được những thiệt hại một cách trực tiếp Những tổn thất của nông sản trong công tác bảo quản thường không thể hiện ngay và thường ít thấy, để đánh giá được mức độ thiệt hại do sâu mọt hại kho gây ra cho nông sản lưu trữ là rất phức tạp Tập đoàn sâu mọt hại kho có khả năng thích nghi

độ sâu hại 100 con/kg và thủy phần 13,5%, nó ăn hao mất 3,5% khối lượng và phát triển thêm 106% Bột mỳ có thủy phần 12%, mật độ sâu hại là 10 con/kg, sau 3 tháng bảo quản hao mất 8% khối lượng và phát triển thêm 190% Một kho thóc sau 8 tháng không tiến hành các biện pháp phòng trừ sâu hại, mật độ sâu hại còn sống lên đến 32 con/kg Khi tiến hành kiểm tra lớp thóc bề mặt tới độ sâu 0,5

m thì thấy trung bình tỷ lệ hạt bị hại là 13,7%, dung trọng của lớp thóc này là 490 g/l (cũng loại thóc này không bị sâu hại có dung trọng 568 g/l) Đem cân 1000 hạt thóc không bị sâu hại nặng 23,2 g, còn 1000 hạt bị sâu hại chỉ nặng có 16,9 g Theo dõi quá trình xay xát thì thấy: từ 100 kg thóc không bị sâu hại có thể thu hồi được 70 – 73 kg gạo trắng, trong khi đó có mật độ sâu hại 100 con/kg, chỉ thu hồi được tối đa 66 kg gạo Đó là chưa kể tới chất lượng gạo rất kém, giá trị thương phẩm thấp và không đảm bảo về mặt vệ sinh

Theo Lê Doãn Diên (1990), tổn thất sau thu hoạch đối với ngũ cốc bảo quản trong kho ở Việt Nam là 10% Số liệu điều tra tại một số huyện ngoại thành

Hà Nội của Nguyễn Kim Vũ (1999) cho thấy tổn thất sau thu hoạch do côn trùng gây ra cho lúa gạo trung bình là 6,4%, mức độ thiệt hại cao nhất có thể lên đến 11,8%/năm Kết quả nghiên cứu về tổn thất ngô sau thu hoạch của Trần Văn Chương, Nguyễn Kim Thúy và cộng sự (2003) cho thấy, ở quy mô hộ nông dân, ngô dự trữ bị tổn thất trung bình là 15%, cá biệt có nơi đến 20%

Kết quả điều tra của Nguyễn Kim Vũ và cs (2003) tại 1.000 hộ nông dân ngoại thành Hà Nội cho thấy thiệt hại do côn trùng gây ra đối với thóc bảo quản trong thời gian 6 tháng là 2,8% về trọng lượng và giảm tới 20% về giá bán

2.1.2.4 Các phương pháp phòng trừ côn trùng gây hại trong bảo quản nông sản Hiện nay trong bảo quản nông sản có nhiều biện pháp phòng trừ côn trùng hại kho khác nhau

- Biện pháp cơ học vật lý: Biện pháp này hầu như chỉ sử dụng với việc bảo quản ở quy mô nhỏ bằng các phương pháp cơ học như: sàng để loại bỏ côn trùng

ra khỏi nông sản ở những nơi chúng tập trung với mật độ cao; phơi sấy tiêu diệt côn trùng bằng tác dụng của nhiệt độ cao; bẫy đèn thu hút các loài côn trùng có tính hướng quang …

- Biện pháp hóa học: Cũng như các nước trên thế giới, thuốc hóa học sử dụng trong bảo quản kho tại Việt Nam cũng gồm 2 loại chính là Methyl bromide và Phosphine Với ngưỡng phòng trừ của các loại sâu mọt gây hại chính (mọt gạo, mọt đục hạt nhỏ, mọt bột đỏ và mọt thóc Thái Lan) là 20con/kg nông sản thì tiến hành sử dụng thuốc hóa học để diệt trừ Ngoài ra còn có nhóm thuốc sát trùng mà chủ yếu là Sumithion 50EC sử dụng để sát trùng kho, vật dụng trong kho khi đã xuất hết lô hàng cũ và chuẩn đưa lô hàng mới vào bảo quản Sumithion cũng dùng để xua đuổi, ngăn chặn sự xâm nhiễm côn trùng vào gây hại trong kho bằng cách phun vào rèm vải ở cửa kho và các khu vực xung quanh kho Dương Minh Tú (2005)

- Biện pháp sinh học: Trong bảo quản nông sản lưu trữ sử dụng biện pháp sinh học là một hướng đi đúng trong việc tạo ra các sản phẩm nông nghiệp an toàn và bền vững, đồng thời giảm thiểu những tác hại đến môi trường và cân bằng hệ sinh thái

Nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm các chế phẩm sinh học trừ côn trùng gây hại trong kho ở nước ta đã được các nhà khoa học thuộc Viện cơ điện nông nghiệp công nghệ sau thu hoạch thực hiện từ năm 1998 Kết quả thử nghiệm hai loại chế phẩm Bt (chế phẩm trừ côn trùng cánh cứng và chế phẩm hỗn hợp) với mọt ngô (Sitophilus zeamais) có hiệu quả khá cao nhưng lại không có tác dụng tiêu diệt đối với mọt bột đỏ (Tribolium castaneum) và diệt hiệu quả đến 100% ngài gạo (Corcyra cephalonia)

Theo Phạm Thị Thùy (2004) nấm Beauveria bassiana trừ rầy nâu hại lúa và sâu xanh hại đay, các tác giả đã nhận thấy hiệu quả đạt hơn 70% và đã thử nghiệm hiệu quả nấm Beauveria bassiana với mọt gạo (Sitophilus oryzae) trong điều kiện phòng thí nghiệm, tác dụng diệt trừ từ 53,2-61,1% sau 20 ngày

Từ lâu, nhân dân ta đã có kinh nghiệm dùng một số loại thực vật để trừ sâu hại mùa màng hoặc dùng trong bảo quản nông sản sau thu hoạch Những cây thường được dùng nhất là cây xoan, cây thuốc lá, cây củ đậu, cây hột mạt, cây ruốc cá, thanh hao hoa vàng… Hiện nay, thuốc thảo mộc đang được khuyến khích nghiên cứu phát triển với những ưu điểm vượt trội và là nguồn thuốc có xu hướng dần thay thế cho thuốc hóa học trong nhiều lĩnh vực nói chung và trong

bảo quản nói riêng Việc xác định, chiết xuất và giữ ổn định được các hoạt chất có khả năng tiêu diệt, gây ngán, dẫn dụ hoặc xua đuổi các loài côn trùng gây hại đang được nhiều đơn vị nghiên cứu và thử nghiệm, có nhiều thành công bước đầu

Thuốc thảo mộc BQ-01 do Trung tâm Công nghệ hóa học, Viện Hóa, Viện Khoa học Việt Nam (nay là Viện Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia) sản xuất và đưa vào thử nghiệm trong các kho thóc dự trữ tại tỉnh Hà Sơn Bình (nay

là Hà Tây và Hòa Bình) năm 1991-1992 Thuốc BQ-01 được sản xuất với nguyên liệu chính là cao lanh và bột hạt xoan ta Kết quả khảo nghiệm cho thấy thuốc không có hiệu lực trừ côn trùng nhưng có hiệu quả xua đuổi (Dương Minh

Tú và Đinh Ngọc Ngoạn, 1993) Nhược điểm của thuốc BQ-01 là để lại lượng tạp chất quá lớn, bụi và có mùi khó chịu lưu lại trong nông sản bảo quản

Thuốc thảo mộc Gu Chong Jing do Trung Quốc sản xuất là loại thuốc tổng hợp của nhiều loại tinh dầu thực vật: hồi, quế, thanh hao hoa vàng, long não, chất mang và được bổ sung thêm thuốc hóa học Deltamethrin với hàm lượng 0,024% Thuốc GCJ sử dụng ở liều lượng 0,04% để bảo quản thóc, ngô rất có hiệu quả và đặc biệt thích hợp bảo quản ngô hạt ở tại hộ nông dân tại tỉnh Hà Giang (Nguyễn Thị Kim Oanh và cs., 2003) Trong quy trình hoàn thiện và ứng dụng công nghệ phòng trừ tổng hợp sinh vật hại gồm 9 giai đoạn khép kín từ khâu thu hoạch đến bảo quản ngô, thóc quy mô nông hộ và trang trại tại Hà Nội đã sử dụng thuốc GCJ với tỷ lệ 0,04% cho kết quả cao (Nguyễn Kim Vũ và cs., 2003) Theo Dương Minh Tú (2005) sử dụng thuốc GCJ với tỷ

lệ 0,04% va 0,1% trong việc phòng trừ mọt gạo (Sitophilus oryzae L.) đạt hiệu lực lần lượt là 95,9% và 97,9% sau 90 ngày theo dõi; trên mọt đục hạt nhỏ (Rhizopertha dominica Fabr.) hiệu lực đạt 98,63% và 99,66% sau 90 ngày theo dõi (Dương Minh Tú, 2005)

Một số loại cây và hoạt chất của nó được sử dụng trong bảo quản:

Cây xoan ta (Melia azedarach) hay còn gọi là cây xoan hay xoan ta, xoan nhà, sầu đông, thầu đâu Xoan ta thuộc Bộ Sapindales; Họ Meliaceae; Chi Melia

Là cây trồng phổ biến ở Việt Nam được dùng chủ yếu để lấy gỗ và tạo bóng mát

ở các tỉnh vùng Tây Bắc (Sơn La, Lai Châu ) Tất cả các bộ phận của cây xoan đều có độc tính đối với con người hoặc động vật, chỉ cần 15 gam hạt đã là liều gây chết cho một con lợn nặng 22 kg Các triệu chứng ngộ độc đầu tiên xuất hiện

chỉ vài giờ sau khi ăn phải Các triệu chứng này bao gồm mất vị giác, nôn mửa, táo bón hoặc tiêu chảy, phân có máu, tổn thương dạ dày, sung huyết phổi, trụy tim v.v Tử vong có thể xảy ra sau khoảng 24 giờ

Cây xoan được sử dụng như là một loại thuốc trừ sâu tự nhiên để bảo quản một số loại lương thực được lưu giữ Nước ngâm lá xoan và vỏ xoan có tác dụng diệt sâu ngoài đồng ruộng hay trong kho do cây xoan có hoạt chất Azadirachtin(Az) thuộc nhóm tetranortriterpenoid có khả năng gây ngán ăn, làm giảm khả năng sinh sản của côn trùng

Cây xoan Ấn Độ (Azadirachta indica) là cây thuộc Bộ Sapindales; Họ Meliaceae; Chi Azadirachta Nguồn gốc của cây này là ở Nam và Đông Nam Châu Á nhưng ngày nay nó có mặt ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới của Châu Phi, Châu Mỹ, Châu Úc Cây xoan Ấn Độ dùng để kiểm soát côn trùng hại kho Hoạt chất chủ yếu có tác động đến côn trùng từ hạt xoan và lá xoan Ấn Độ là chất Azadirachtin(Az) thuộc nhóm tetranortriterpenoid có khả năng chống sự đẻ trứng, gây ngán ăn, làm gián đoạn quá trình phát triển, làm giảm khả năng sinh sản của côn trùng (Lê Doãn Diên, 1994) Ở Bình Thuận, nông dân đã dùng lá và quả để bảo quản nông sản trong một số tháng như dùng lá khô trộn lẫn với hạt để chống sâu mọt, cây xoan Ấn Độ đã trở thành một loại thuốc thảo mộc trong bảo quản nông sản ở quy mô hộ nông dân

Cây cơi (Pterocarya tonkinensis) mọc tự nhiên ở các tỉnh miền núi phía Bắc, được bà con nông dân dùng để bảo quản thóc, ngô có tác dụng trừ mọt trong bảo quản Cây cơi thuộc Họ: Juglandaceae; Bộ: Juglandales; Nhóm: Cây gỗ lớn

Lá cơi đắng, có độc, có tác dụng trừ sâu, sát khuẩn (nước chiết từ lá tươi có tác dụng đối với Staphylococcus aureus và Bacillus subtilis) Lá cơi không hoàn toàn độc đối với cá nhưng độc đối với chuột

2.2 NGHIÊN CỨU VỀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI HỌC CỦA MỌT GẠO VÀ MỌT THÓC GÂY HẠI TRÊN GẠO

2.2.1 Mọt gạo

2.2.1.1 Đặc điểm hình thái của mọt gạo

Mọt gạo có một chu kỳ sống gồm có bốn giai đoạn: trứng, ấu trùng, sâu non và dạng trưởng thành

Nguồn: BioLib (2009) Hình 2.1 Quá trình hình thành của con mọt gạo

Trứng: Dài 0,45 – 0,70 mm, rộng 0,24 – 0,30 mm, hình bầu dục dài, một đầu có hình nuốm phình ra Lúc mới nở màu trắng sữa, dần dần biến thành màu vàng nhạt, đục

Sâu non: Trưởng thành mình dài 2,5 – 3,0 mm, đầu nhỏ màu nâu nhạt, ngực và bụng màu trắng, trên mình có nhiều đường vân ngang Thân mập, ngắn, thường cong lại làm cho mặt lưng thành hình bán nguyệt Mặt bụng gần như bằng, có màu trắng đục

Nhộng: Thân dài 3,5 – 4,0 mm, hình bầu dục, lúc mới hóa nhộng màu trắng sữa, sau thành màu nâu nhạt

Dạng trưởng thành: Thân dài 3 – 4 mm, rộng 1,0 – 1,2 mm, toàn thân màu nâu xám đen, trên đầu có vòi nhô dài ra Râu hình đầu gối có 8 đốt Trên mảnh ngực trước có những đốm tròn nhỏ lõm vào Trên cánh cứng có những đường dọc lõm cũng có những điểm tròn Trên lưng cánh cứng gần đầu và gốc cánh có

Dạng trưởng thành Nhộng

Sâu non

Trứng

4 vòng gần tròn màu vàng nâu hay đỏ nâu trông rất rõ Ở dưới cánh cứng có màng phát triển

Nguồn: BioLib (2009) Hình 2.2 Hình ảnh con mọt gạo đực

Con đực có vòi ngắn và to hơn con cái, trên mặt lưng chấm lõm dài và rõ hơn con cái Ngoài ra trên vòi con cái không có chấm lõm ở đoạn cuối

2.2.1.2 Đặc tính sinh vật học của mọt gạo

Mọt gạo là mọt sơ cấp có khả năng đục thủng hạt thóc tạo thành lỗ nhỏ Con trưởng thành có thể ăn hạt gạo bên trong và đẻ trứng vào trong đó sau đó tiết

ra chất keo để bảo vệ Sâu non được nở ra và lớn lên trong lòng hạt thóc, ăn hết gạo và để lại vỏ trấu, khi trưởng thành đục vỏ trấu ra ngoài

Mọt gạo có khả năng phát sinh ngay ngoài ruộng lúa, trong quá trình gặt nếu không phơi kỹ mọt sẽ vào kho

Con trưởng thành có tính giả chết, rất hoạt bát, hoạt động chủ yếu ở tầng mặt

có độ sâu <20cm Trong các bao thóc, mọt thường tập trung ở vỏ bao, lớp chỉ khâu

Khi đẻ trứng, dùng vòi có hàm trên ở phía đầu vòi khoét một lỗ, sau đó đẻ trứng vào lỗ này và dùng ống đẻ trứng tiết ra một chất nhầy bảo vệ trứng và bịt kín lỗ lại Mỗi lần đẻ 1 quả, có khi 2 – 3 quả Thời gian để đẻ 1 quả trứng tùy thuộc vào độ cứng của nông sản, thường mất khoảng 1/2 đến 2 giờ Mỗi con mọt cái một ngày có thể đẻ được 3 – 10 trứng, mỗi năm bình quân đẻ 380 trứng, nhiều nhất có thể để tới 576 trứng Từ một đôi mọt đực và mọt cái, nếu sống trong điều kiện thích hợp, theo tính toán trong một năm có thể sinh sôi, nảy nở thêm 800.000 con khác

Sâu non nở ra là bắt đầu ăn hại, đục sâu vào trong lòng hạt, làm cho hạt chỉ còn lại lớp vỏ bên ngoài, không còn giá trị sử dụng nữa Ở vùng nhiệt đới mỗi năm sinh 4 – 7 lứa Ở vùng ôn đới, khí hậu lạnh mỗi năm chỉ sinh 1 – 2 lứa Thời kỳ trứng của mọt gạo kéo dài khoảng từ 3 – 16 ngày, sâu non khoảng từ 13 – 28 ngày, tiền nhộng khoảng từ 1 – 2 ngày, nhộng khoảng từ 4 – 12 ngày, trưởng thành khoảng từ 54 – 311 ngày

Sâu non có 4 tuổi: tuổi 1 đến tuổi 3 từ 3 – 4 ngày, tuổi 4 từ 4 – 9 ngày Thời gian hoàn thành một thế hệ mọt gạo phụ thuộc rất chặt chẽ vào nhiệt

độ, độ ẩm và thức ăn Theo kết quả nghiên cứu cho thấy trong lương thực có thủy phần 14% và nhiệt độ 200C thì thời gian hoàn thành một thế hệ mọt gạo khá dài: trong lúa mì 53 ngày, trong thóc 60 ngày

2.2.1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh sản và phát triển của mọt gạo

- Nhiệt độ tăng tới 320C thì tốc độ sinh sản của mọt gạo giảm, thời gian hoàn thành một thế hệ kéo dài: trong lúa mì, thóc và ngô tới 53 – 54 ngày, trong khoai khô 71 ngày, và trong sắn khô 90 ngày

- Ở nhiệt độ 340C nói chung sự sinh sản khó khăn

* Độ ẩm

Thời gian hoàn thành một vòng đời của mọt gạo phụ thuộc chặt chẽ vào thủy phần của hạt Khi thủy phần của hạt tăng thì thời gian hoàn thành một thế hệ mọt giảm Sự phụ thuộc này không theo dạng đường thẳng, mà theo dạng hàm số bậc hai

- Trong lúa mì, ngô, thóc và sắn lát có thủy phần 11,5% trứng mọt gạo vẫn còn khả năng nở và trở thành mọt, nhưng thời gian hoàn thành một thế hệ trên 70 ngày Riêng trong khoai khô, với thủy phần 11,5%, mọt không sinh sản được

- Khi thủy phần của hạt tăng tới khoảng 14,3% thời gian hoàn thành một thế hệ rút ngắn dần

Độ ẩm tương đối của không khí thích hợp nhất đối với sự phát triển của mọt gạo khoảng 90 – 100%, độ ẩm cần thiết của sự đẻ trứng thấp nhất khoảng 60% Mọt không thể sinh sản ở hạt có thủy phần dưới 8% và trên 40%, thủy phần tối thiểu cần thiết cho sự sinh sản là 10%, tốc độ sinh sản mạnh nhất là khi thủy phần của hạt từ 15 – 20%, trong đó thích hợp nhất khi thủy phần hạt là 17%, quá 20% thủy phần thì sự sinh sản chậm lại

Theo tài liệu của Nhật Bản, gạo có thủy phần 17,6%, nuôi sau 58 ngày ở các nhiệt độ khác nhau, kết quả sinh sản như sau:

- Ở 300C, số mọt ban đầu 10, về cuối 49, tỉ lệ sinh sản tăng 390% Số sâu non tăng 1130%

- Ở 200C, số mọt ban đầu 10, về cuối 21, tỉ lệ sinh sản tăng 110% Số sâu non tăng 380%

- Ở 100C, số mọt ban đầu 10, về cuối có 12, tỉ lệ sinh sản tăng 20% Số sâu non giảm 30%

- Ở 00C, số mọt ban đầu 10, về cuối có 7, tức giảm 30% Số sâu non giảm 70%

* Thức ăn

- Đây là yếu tố quyết định đến sự phát sinh, phát triển của sâu mọt hại kho Bản chất hoạt động sống của sâu mọt là phân giải các chất hữu cơ của hạt để lấy nhiệt cung cấp cho hoạt động sống, đồng thời thải ra môi trường một lượng nhiệt

và ẩm lớn Đa số các loại sâu mọt là loại ăn tạp, chúng có thể sống và gây hại trên nhiều ký chủ Tuy nhiên mỗi loại sâu mọt thích hợp với một loại ký chủ nhất định và bị kìm hãm khi bị thay đổi ký chủ khác

Mọt gạo có khả năng nhịn ăn, thời gian nhịn ăn phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ, có thể từ 6 - 12 ngày Khi nhiệt độ tăng thì thời gian nhịn ăn giảm Thời gian nhịn ăn của mọt gạo khi độ ẩm không khí 80 - 90%, ở nhiệt độ 16 - 180C là

32 ngày, ở 20 - 250C là 19 ngày, ở 26 - 270C là 6 - 8 ngày

Mỹ (Arhentina, Chile), châu Úc (Úc)

- Ký chủ: Sitophilus granarius Linnaeus gây hại trên lúa mạch, lúa mỳ, đại mạch, ngô, thóc

2.2.2.2 Tên khoa học và vị trí phân loại

- Tên khoa học: Sitophilus granarius Linnaeus

Tên tiếng Việt: Mọt thóc

Tên khác: Calandra granaria Linnaeus

Calendra granaria Linnaeus

Curculio granarius Linnaeus

2.2.2.4 Đặc điểm nhận dạng mọt thóc Sitophilus granarius Linnaeus

- Trưởng thành: Kích thước 2,4 - 4,5 mm, cơ thể màu nâu đỏ đến đen bóng, có nhiều lông cứng, ngắn màu vàng mọc rải rác Đầu kéo dài thành vòi, râu đầu có 8 đốt Mảnh lưng ngực có những chấm lõm hình bầu dục rõ ràng Cánh cứng không có đốm màu vàng Trưởng thành không có cánh màng nên không thể bay được (hình 3)

Hình 2.3 Mọt thóc trưởng thành Sitophilus granarius Linnaeus

Nguồn: BioLib (2009)

2.3 TỔNG QUAN VỀ SÓNG ĐIỆN CAO TẦN VÀ ỨNG DỤNG TRONG KIỂM SOÁT SÂU MỌT HẠI NÔNG SẢN

2.3.1 Giới thiệu chung về sóng điện cao tần

Sóng điện từ cao tần (Microwave) là sóng điện có tần số từ 300 MHz đến 300GHz với bước sóng tương ứng từ 1 đến 0,001m (Nelson, 1996) Trong dãy quang phổ điện từ, sóng điện cao tần nằm giữa sóng radio và tia hồng ngoại Quá trình gia nhiệt sử dụng sóng điện từ cao tần là quá trình chuyển từ năng lượng của trường điện từ sang năng lượng nhiệt dựa trên tác động lên các phân tử phân cực Trong cơ thể sinh vật đều có một hàm lượng nước nhất định, hơn nữa nước

là phân tử phân cực, có nghĩa là trong phân tử nước có một cực dương và một cực âm Do đó, chúng sẽ quay theo điện từ trường sinh ra bởi sóng điện từ cao tần Sự di chuyển nhanh của các phân tử lưỡng cực tạo ra ma sát nội phân tử và kết quả là chúng sinh nhiệt khi bị các tia sóng chiếu vào (Sutar and Brasad, 2008) Đặc tính quan trọng của gia nhiệt sử dụng sóng điện từ cao tần là thể tích được gia nhiệt Vật chất hấp thụ năng lượng của sóng điện từ cao tần trực tiếp và

từ bên trong tại các vùng có các chất phân cực và chuyển thành nhiệt Năng lượng nhiệt sinh ra trong vật chất phụ thuộc vào tần số của nguồn tạo ra sóng điện, yếu tố làm giảm hằng số điện môi của vật chất, và mật độ vật chất Sự tăng nhiệt độ trong khối vật chất do trường điện từ có thể được tính theo công thức:

Hàm lượng nước của gạo khoảng 13 – 15%, trong khi hàm lượng nước của trứng côn trùng và ấu trùng trong gạo là 70 – 90% Do tỉ lệ ngậm nước khác nhau thì năng lực hút của vi sóng cũng khác nhau Mọt gạo (gồm cả trứng côn trùng và

ấu trùng trong gạo) có hàm lượng nước cao hấp thụ mạnh năng lượng sóng điện

từ làm các phân tử nước phân cực dao động mạnh vì vậy sinh nhiệt lớn gây biến

thể protein/enzyme và chết Trong khi nhiệt độ khối nông sản có độ ẩm thấp hơn tăng chậm Đây là phương pháp an toàn do không sử dụng chất bảo quản, có khả năng tiêu diệt mọt gạo nhanh, hiệu quả mà ít gây ảnh hưởng nhiều đến chất lượng gạo trong quá trình bảo quản chế biến sau này (Vadivambal et al., 2006) 2.3.2 Nghiên cứu về sử dụng sóng điện cao tần trong kiểm soát sâu mọt hại nông sản

Ứng dụng sóng điện từ cao tần trong diệt trừ côn trùng, sâu bọ dựa trên nguyên lý tăng nhiệt độ đối với các chất phân cực như nước trong khối nông sản

Ưu điểm của phương pháp này khi xử lý khối nông sản có sâu mọt, nhiệt độ của sâu mọt tăng nhanh hơn so với khối hạt do cơ thể chúng có độ ẩm cao Do đó có thể dễ dàng đạt đến ngưỡng nhiệt độ gây chết đối với sâu mọt trong khi nhiệt độ khối hạt tăng chậm hoặc gần như không chịu ảnh hưởng (Vadivambal et al., 2006) Chính vì vậy, phương pháp này không gây ảnh hưởng nhiều đến tính chất của tinh bột trong quá trình chế biến sau này Tuy nhiên khả năng nảy mầm và sức sống của mầm nông sản bị giảm do năng lượng của sóng cao tần gây ra (Bhaskara et al., 1998)

Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng sóng điện cao tần trong diệt trừ sâu mọt hại nông sản Sóng điện từ cao tần đã được chứng minh có khả năng tiêu diệt nhiều loại sâu mọt hại nông sản (Nelson, 1996) Các nghiên cứu chỉ ra rằng sử dụng sóng điện từ cao tần có nhiều ưu điểm, trong đó ưu điểm nổi trội của phương pháp là tương tác trực tiếp với nông sản và do đó giảm thời gian để đưa nhiệt độ trong khối nông sản đến nhiệt độ gây chết của sâu mọt so với các phương pháp sử dụng tác nhân nhiệt độ thông thường (Tilton and Vardell, 2012) Các nghiên cứu về kiểm soát các loại sâu mọt như mọt bột đỏ (Tribulium castaneum), mọt dẹt đỏ (Cryptolestes ferrugineus), và mọt thóc (Sitophilus granarius) trên lúa mỳ và lúa mạch cho thấy sử dụng sóng điện từ cao tần ở công suất 500W, tần số 2,45GHz trong thời gian 28s tiêu diệt 100% số sâu mọt trên bảo gồm cả trứng, sâu non và sâu trưởng thành (Vadivalbal, 2007;2009)

Lagunas Solar et al (2007) đã sử dụng năng lượng sóng điện (Radio Frequency Power) được nghiên cứu để diệt trừ mọt đục hạt (Rhyzopertha dominica) và ngài thóc (Sitotroga cerealella), kết quả như sau: Ngài thóc (Sitotroga cerealella) chết hoàn toàn khi xử lý ở 50oC, trong 2h Mọt đục hạt (Rhyzopertha dominica) chết hoàn toàn khi xử lý ở 60oC, trong 1h Chất lượng

gạo sau khi xử lý không bị thay đổi Siming Zhao et al (2007) đã nghiên cứu về

mô hình nhiệt chiếu xạ lò vi sóng trên gạo cho kết quả: Điều kiện chiếu xạ ảnh hưởng đến nhiệt độ gạo và tỷ lệ tử vong của trứng mọt và mọt trưởng thành Trứng

và mọt gạo trưởng thành bị chết hoàn toàn khi nhiệt độ gạo lớn hơn 55oC, tương ứng với mức tiêu thụ năng lượng của lò vi sóng là trên 0,017 KWh/kg Với mức năng lượng thấp hơn, thời gian xử lý dài hơn sẽ tiêu diệt côn trùng hiệu quả hơn Kaasova et al (2002) nghiên cứu sự thay đổi các tính chất hoá học và hoá sinh của lúa mỳ sau khi được xử lý bằng sóng điện cao tần đã chỉ ra rằng chất lượng bánh mỳ được cải thiện khi lúa mỳ được xử lý ở năng lượng và nhiệt độ cao Tuy nhiên khă năng nảy mầm và sự phát triển của cây con lại bị ảnh hưởng bất lợi Tác động bất lợi này phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu của hạt lúa mỳ và nhiệt đô sau xử lý

Trong quá trình xây dựng quy trình xử lý nông sản bằng sóng cao tần, chúng ta cần quan tâm đến loại sâu mọt gây hại nông sản đó Giá trị nhiệt độ gây chết và khả năng kháng nhiệt độ của các loại sâu mọt đó như thế nào từ đó lựa chọn các thông số nhiệt độ, thời gian, công suất thấp nhất nhưng có thể tiêu diệt hoàn toàn các loại sâu mọt trong khối hạt Wilkin and Nelson (1987) chỉ ra rằng khi xử lý quả óc chó sau 15 phút, nhiệt độ khối hạt đạt 60oC có thể diệt toàn bộ sâu mọt xâm nhập mà không làm ảnh hưởng đến hương vị sản phẩm Các giai đoạn trong vòng đời của sâu mọt cũng cần được quan tâm Thông thường trứng

và sâu non dễ bị tiêu diệt hơn là sâu trưởng thành và kén Nelson et al (1966) đã nghiên cứu sử dụng sóng điện từ cao tần để kiểm soát sâu mọt ở các giai đoạn vòng đời khác nhau trên quả chà là và đã chỉ ra rằng xử lý quả chà là bằng sóng điện từ cao tần ít nhất 90s mới tiêu diệt được toàn bộ sâu mọt ở các giai đoạn phát triển khác nhau

Trên các đối tượng ngũ cốc khác, sóng cao tần cũng đã được nghiên cứu trong việc diệt trừ mọt cũng như nâng cao chất lượng nông sản sau bảo quản Vadivambal R et al (2009) đã sử dụng lò vi sóng để khử trùng trên đối tượng lúa mỳ và lúa mạch Năm 2010, ông cùng đồng nghiệp đã sử dụng lò vi sóng để khử trùng cho ngô ở 03 mức ẩm độ nghiên cứu là 14, 16 và 18%; thời gian xử lý

14 và 28 giây; mức năng lượng cung cấp cho khối hạt lần lượt là 300, 400, 500

và 600W; kết quả thu được: Mọt non và trưởng thành mọt ngô và mọt đục hạt lớn (S zeamais and T castaneum) chết khi xử lý ở 600 W trong thời gian xử lý 14s và ở 500W trong 28s, trong khi đó mọt non và trưởng thành của P

* Tình hình nghiên cứu và ứng dụng hệ thống diệt mọt gạo bằng sóng điện cao tần tại Đài Loan

Đài Loan là nước có khí hậu cận nhiệt đới, các sản phẩm nông nghiệp phong phú trong đó có thóc gạo là một trong những nông sản chủ đạo của quốc đảo này Tuy nhiên Đài Loan cũng đang phải đối mặt với những thách thức liên quan đến công nghệ sau thu hoạch Trong đó những tổn thất do mọt gạo gây hại trên thóc gạo là rất nghiêm trọng, thiệt hại ước tính lên đến 10 triệu Đài Tệ/năm Đài Loan đã áp dụng nhiều biện pháp nhằm giảm tổn thất thóc gạo sau thu hoạch như dùng thuốc hóa học; xây dựng kho chứa nông sản; và sử dụng các biện pháp bảo quản dựa trên thay đổi khí quyển bảo quản Tuy nhiên các biện pháp trên đều không thể tiêu diệt triệt để các loại mọt gạo Đặc biệt là các loại trứng và ấu trùng của mọt gạo do nó nằm sâu trong hạt gạo

Công ty Cổ phần khoa học kỹ thuật Ying Ling đã nghiên cứu và phát triển công nghệ sử dụng sóng điện cao tần trong việc tiêu diệt và ngăn ngừa sư xâm nhập của mọt gạo trên thóc gạo Công nghệ này có thể tiêu diệt mọt gạo, trứng và

ấu trùng của chúng mà không làm thay đổi chất lượng thóc gạo Kỹ thuật và hệ thống này là thiết bị duy nhất trên thế giới hiện nay có thể giải quyết có hiệu quả gạo bị mọt Góp phần tạo ra gạo đủ tiêu chuẩn để xuất khẩu đảm bảo mục tiêu an toàn nông sản Đến tháng 3 năm 2010, một số thử nghiệm đã được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả xử lý mọt gạo của công nghệ sóng điện từ cao tần Mặc

dù kết quả đánh giá chỉ ra nhiều ưu điểm của công nghệ như hiệu quả tiêu diệt cao, chất lượng cơm sau khi nấu tốt Tuy nhiên, thiết bị còn một số hạn chế như làm ảnh hưởng đến hương vị và mùi của gạo sau xử lý, hàm lượng protein và tính chất chức năng của tinh bột gạo sau xử lý có những thay đổi tiêu cực

Do vậy, Ủy ban lương thực của Đài Loan đã ủy quyền cho giáo sư Ye-Nu Wan tại Đại học Chung Hsing đã cải tiến và nghiên cứu thành công thiết bị sử dụng sóng điện cao tần tiêu diệt mọt gạo, khắc phục được những nhược điểm của

các thiết bị trước đó Các cải tiến của hệ thống thiết bị được giáo sư Wan cải tiến

đã tạo ra một số ưu thế hơn so với hệ thống trước đó như thời gian xử lý nhanh,

số lượng lớn, có tính khả thi ngay trên dây truyền gia công Gạo sau khi được xử

lý không bị thay đổi chất lượng, không có tồn dư chất hóa học trong sản phẩm Sau nhiều lần cải tiến hệ thống diệt mọt gạo bằng sóng điện cao tần đã được đăng

ký bản quyền sở hữu trí tuệ và được đưa vào sản xuất và ứng dụng ở quy mô công nghiệp, chuyển giao cho các công ty lương thực của Đài Loan

Sau khi sản xuất và thương mại hóa hệ thống thiết bị xử lý mọt gạo bằng sóng điện từ cao tần, hệ thống thiết bị này đã được chuyển giao và áp dụng cho nhà máy một số nhà máy sản xuất lương thực của Đài Loan Nhà máy sản xuất gạo Đại A đã sử dụng hệ thống diệt mọt gạo bằng sóng điện cao tần với công suất 1 tấn/h kết hợp với dây truyền đóng gói sản phẩm sau xử lý Với hệ thống thiết bị tự động và khép kín, các sản phẩm gạo sau xử lý đều cho kết quả tốt với hiệu quả diệt mọt cao, chất lượng gạo được đảm bảo và trong một thời gian dài không bị xâm nhiễm trở lại Một bước cải tiến đối với hệ thống các thiết bị phụ trợ của dây truyền diệt mọt gạo đã được nhà máy Tam Hảo áp dụng Thông qua việc lắp đặt thêm hệ thống phụ trợ gia công thu gom gạo đồng thời khép kín toàn

bộ quy trình từ khâu nhập liệu đến đóng gói sản phẩm Kết quả từ các công ty này cho thấy hiệu quả diệt mọt gạo cao và thời gian bảo quản gạo được kéo dài hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng gạo Hiện nay hai nhà máy trên vẫn đang sử dụng thiết bị diệt mọt gạo bằng sóng điện cao tần đạt hiệu quả tốt Nhanh chóng khẳng định thương hiệu và chứng minh được giá trị ứng dụng cao của công nghệ trong phòng trừ mọt gạo Cho đến nay đã có thêm nhiều công ty lắp đặt hệ thống thiết bị sóng điện cao tần với tổng số 11 hệ thống thiết bị (công suất mỗi hệ thống là 1 tấn/giờ) đã được lắp đặt

Các công ty đã lắp đặt thiết bị tài Đài Loan:

 Công ty VeeDon Enterprise Co LTD;

 Công ty: Sunsuivi Co LTD;

 Công ty: Chyuan shun/shan shui/Quanshun Co LTD;

 Công ty Chihshang sightseeing rice plants;

 Công ty Chihshang Township Farmers' Association;

 Công ty Dajia District Farmers' Association;

 Công ty San Guang Husk Rice Factory;

Ngoài ra hiện nay Công ty Hts (công ty độc quyền sản xuất thiết bị sóng điện cao tần diệt trừ mọt gạo tại Đài Loan) vẫn đang tiếp tục đàm phán nhiều hợp đồng triển khai lắp đặt thiết bị này cho các công ty gạo khác của Đài Loan và các nước lân cận như Myanma, Việt Nam

Để nâng cao hiệu quả của hệ thống, các nhà máy sản xuất lương thực hiện nay tại Đài Loan thường phối hợp hệ thống diệt mọt gạo cùng với các hệ thống khác trong dây chuyền gia công gạo Việc phối hợp này góp phần nâng cao năng suất thiết bị đồng thời giảm nguy cơ lây nhiễm sau xử lý đối với thóc gạo

Phương pháp xử lý mọt của gạo và một số loại hạt bằng sóng điện cao tần

là một phương pháp tiên tiến hiện đang được nhiều nước tập trung nghiên cứu phát triển Trong đó Đại học quốc gia Chung Hsing là đơn vị nghiên cứu đầu tiên trên thế giới phát minh ra thiết bị diệt côn trùng cho các loại ngũ cốc, thiết bị này có khả năng loại bỏ tất cả các loại trứng của chúng bằng công nghệ sử dụng năng lượng sóng cao tần và hiện nay thiết bị này đã được áp dụng rộng rãi tại Đài loan [53]

2.3.2 Giới thiệu chung về sử dụng sóng điện cao tần tại Việt Nam

Trong những năm gần đây, công nghệ sóng điện cao tần đã được phát triển

và được xem như một trong những biện pháp kiểm soát sinh vật hại kho rất hiệu quả (Hansen et al., 2011) Đây là phương pháp nhanh và hiệu quả Sóng điện cao tần có thể xâm nhập vào sâu bên trong các vật thể có phân tử phân cực như nước

Do sự dao động nhanh của chiều dòng điện làm cho các phân tử phân cực trong sinh vật cũng dao động theo, gây ma sát nội phân tử và sinh nhiệt

Hàm lượng nước của gạo khoảng 13 – 15%, trong khi hàm lượng nước của trứng côn trùng và ấu trùng trong gạo là 70 – 90%, do tỉ lệ ngậm nước khác nhau thì năng lực hút của vi sóng cũng khác nhau Mọt gạo (gồm cả trứng côn trùng và

ấu trùng trong gạo) có hàm lượng nước cao hấp thụ mạnh năng lượng sóng điện

từ (do các phân tử nước phân cực dao động mạnh) vì vậy sinh nhiệt lớn gây biến thể protein/enzyme và chết Đây là phương pháp an toàn do không sử dụng chất bảo quản, có khả năng tiêu diệt mọt gạo nhanh hiệu quả mà không gây ảnh hưởng nhiều đến chất lượng gạo

Hiện nay, tại Việt Nam cũng đã ứng dựng, thử nghiệm công nghệ sóng cao tần trong việc chế biến và bảo quản Tổng công ty dược TRAPHACO đã nhập thiết bị vi sóng cuả Trung Quốc để sấy dược liệu; Viện Cơ điện Nông nghiệp và

Công nghệ sau thu hoạch nhập thiết bị vi sóng cuả Trung Quốc để thử nghiệm diệt men chè xanh, sấy chè, thanh trùng và sấy lại chè đen để xuất khẩu và thử nghiệm sấy nông sản khác, những thử nghiệm này bước đầu đã cho một số kết quả khả quan Tuy nhiên, công nghệ sử dụng sóng điện từ cao tần để diệt mọt gạo chưa được nghiên cứu và áp dụng tại Việt Nam Việc áp dụng thành công công nghệ mới này sẽ góp phần giảm tổn thất sau thu hoạch đối với thóc gạo, nâng chất lượng gạo đáp ứng được yêu cầu ngày càng tăng của các thị trường nhập khẩu gạo của Việt Nam

PHẦN 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

- Mọt gạo (Sitophilus oryzae Linne), Mọt thóc (Sitophilus granarius Linne)

Thiết bị và máy móc:

- Máy hút N2, máy bơm;

- Hệ thống thông gió, quạt;

- Hệ thống điện;

- Sắt thép, xi măng, cát…;

- Thiết bị nạp CO2, N2, kho bảo quản…;

- Thiết bị xử lý sóng cao tần quy mô pilot

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật thiết bị xử lý sóng cao tần quy mô pilot:

Chương trình / An toàn Điều khiển tự động, nhân công Đèn báo

Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu:

Đề tài được thực hiện từ tháng 7/2014 đến tháng 5/2015 tại phòng thí nghiệm của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Địa chỉ: Xã Quyết Thắng – Thành Phố Thái Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu quả diệt trừ mọt ký sinh trên gạo

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý và ẩm độ nguyên liệu đến chất lượng gạo xử lý

3.3 QUY TRÌNH XỬ LÝ

Lắp đặt thiết

bị Bắt đầu

Xây dựng quy trình xử lý gạo, thóc bằng sóng điện cao tần

Thí nghiệm 1 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ xử lý đến khả năng diệt trừ mọt gạo trưởng thành và ấu trùng mọt gạo

Nguyên tắc:

Mỗi loại sinh vật đều có mức giới hạn chịu đựng nhiệt độ khác nhau, khi nhiệt độ vượt quá mức chịu đựng sẽ gây chết sinh vật Các giai đoạn trong quá trình phát triển khác nhau của sinh vật sẽ có giới hạn sống về nhiệt độ khác nhau

Do vậy, cần dựa vào tỷ lệ chết của mọt gạo trong các công thức để đưa ra mức nhiệt độ tối ưu cho xử lý

Bảng 3.2 Lựa chọn nhiệt độ xử lý mọt gạo bằng sóng điện cao tần Nhiệt độ

Đối tượng

Đối chứng 52oC 53oC 54oC 55oC 56oC

1 Chuẩn bị mẫu cho đối tượng mọt gạo trưởng thành:

Lây nhiễm mọt gạo vào gạo: Chuẩn bị 25 kg gạo, lây nhiễm mọt gạo (50 con/kg) Đưa gạo vào xử lý sóng điện cao tần ở các nhiệt độ khác nhau theo như công thức thí nghiệm Bảo quản trong điều kiện không lây nhiễm mọt từ bên ngoài vào

Sau 48h tiến hành đánh giá tỷ lệ mọt gạo trưởng thành bị tiêu diệt

2 Chuẩn bị mẫu cho đối tượng ấu trùng mọt gạo

Chuẩn bị mẫu gạo: Chuẩn bị 25 kg gạo (ở độ ẩm 14%), lây nhiễm mọt (50 con mọt/kg)  nuôi cấy trong khoảng 1-2 tuần để mọt đẻ trứng; loại bỏ mọt trưởng thành trước khi đưa gạo vào xử lý Gạo sau xử lý được nuôi đóng bao kín đảm bảo không bị nhiễm mọt từ bên ngoài và đưa vào nuôi 1- 2 tuần để đếm số sâu non mới hình thành

Sau đó tiến hành đánh giá tỷ lệ ấu trùng mọt gạo bị tiêu diệt

3.4.1.2 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ đến khả năng tiêu diệt mọt thóc Sitophilus granarius Linne gây hại trên gạo với phương pháp xử lý nhiệt bằng sóng điện cao tần

Thí nghiệm 2 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ xử lý đến khả năng diệt trừ mọt thóc trưởng thành và ấu trùng mọt thóc

Nguyên tắc:

Mỗi loại sinh vật đều có mức giới hạn chịu đựng nhiệt độ khác nhau, khi nhiệt

độ vượt quá mức chịu đựng sẽ gây chết sinh vật Các giai đoạn trong quá trình phát triển khác nhau của sinh vật sẽ có giới hạn sống về nhiệt độ khác nhau Dựa vào tỷ lệ chết của mọt thóc trong các công thức để đưa ra mức nhiệt độ tối ưu cho xử lý

Bảng 3.3 Lựa chọn nhiệt độ xử lý mọt thóc bằng sóng điện cao tần Nhiệt độ

Đối tượng

Đối chứng 52oC 53oC 54oC 55oC 56oC

1 Chuẩn bị mẫu cho đối tượng mọt thóc trưởng thành:

Lây nhiễm mọt thóc vào gạo: Chuẩn bị 25 kg gạo, lây nhiễm mọt thóc (50 con/kg) Đưa gạo vào xử lý sóng điện cao tần ở các nhiệt độ khác nhau theo như công thức thí nghiệm Bảo quản trong điều kiện không lây nhiễm mọt từ bên ngoài vào

Sau 48h tiến hành đánh giá tỷ lệ mọt thóc trưởng thành bị tiêu diệt

2 Chuẩn bị mẫu cho đối tượng ấu trùng mọt thóc

Chuẩn bị mẫu gạo: Chuẩn bị 25 kg gạo (ở độ ẩm 14%), lây nhiễm mọt thóc (50 con mọt/kg)  nuôi cấy trong khoảng 1-2 tuần để mọt đẻ trứng; loại bỏ mọt trưởng thành trước khi đưa gạo vào xử lý Gạo sau xử lý được nuôi đóng bao kín đảm bảo không bị nhiễm mọt từ bên ngoài và đưa vào nuôi 1- 2 tuần để đếm

số sâu non mới hình thành

Sau đó tiến hành đánh giá tỷ lệ ấu trùng mọt thóc bị tiêu diệt

Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý và độ ẩm nguyên liệu đến chất lượng của gạo

3.4.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm xử lý nguyên liệu đến chất lượng của gạo

Thí nghiệm 3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý và ẩm độ nguyên liệu đến chất lượng của gạo thường và gạo đặc sản (Lựa chọn một loại gạo thông thường là gạo Khang Dân và một loại gạo đặc sản Japonica)

Thí nghiệm gồm 24 công thức (4 mức nhiệt x 3 mức ẩm độ x 2 loại gạo) x 3 lần nhắc lại

Bảng 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý và độ ẩm nguyên liệu

đến chất lượng của gạo

Dựa trên đánh giá chất lượng gạo sau khi xử lý, kết hợp với nhiệt độ xử lý tiêu diệt 100% mọt gây hại trên gạo để đưa ra nhiệt độ tối ưu có thể tiêu diệt hoàn toàn mọt gây hại và đảm bảo được chất lượng gạo chịu ảnh hưởng thấp nhất

- Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi

+ Các chỉ tiêu cảm quan

cho điểm + Các chỉ tiêu vật lý của gạo

+ Các chỉ tiêu hóa học của gạo

3.4.2 Các chỉ tiêu nghiên cứu

3.4.2.1 Xác định tỷ lệ chết của mọt ở các pha sinh trưởng

+ Đánh giá tỷ lệ mọt chết: Sau khi xử lý, quan sát mọt trong 24 giờ để xác định

tỷ lệ mọt chết Có thể dùng chổi lông chải nhẹ vào mọt, những con mọt không cử động được coi là đã chết Tỷ lệ mọt chết được tính theo công thức

Ma = Nd/Ns x 100%

Ma: Tỷ lệ mọt chết;

Nd: số lượng mọt thóc chết trong mẫu;

Ns: Tổng số mọt thóc có trong mẫu