THỬ NGHIỆM TẠO BỘT GIÀU AZADIRACHTIN TỪ NHÂN HẠT CÂY NEEM (Azadirachta indica A.Juss) VÀ ỨNG DỤNG LÀM THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THỬ NGHIỆM TẠO BỘT GIÀU AZADIRACHTIN TỪ NHÂN HẠT CÂY NEEM Azadirachta indica A.Juss VÀ ỨNG D

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THỬ NGHIỆM TẠO BỘT GIÀU AZADIRACHTIN

TỪ NHÂN HẠT CÂY NEEM (Azadirachta indica A.Juss)

VÀ ỨNG DỤNG LÀM THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT

Họ và tên sinh viên: NGÔ ĐÌNH LUẬN Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa: 2004-2008

Tháng 10/2008

THỬ NGHIỆM TẠO BỘT GIÀU AZADIRACHTIN TỪ NHÂN

HẠT CÂY NEEM (Azadirachta indica A.Juss) VÀ ỨNG DỤNG

Tháng 10 năm 2008

LỜI CẢM ƠN

Đề tài “Thử nghiệm tạo bột giàu azadirachtin từ nhân hạt cây Neem

(Azadirachta indica A Juss) và ứng dụng làm thuốc bảo vệ thực vật” từ khi bắt đầu

tiến hành đến lúc hoàn tất đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của rất nhiều người

Em xin bày tỏ lòng tri ân đến TS Trương Vĩnh và quí thầy cô Bộ môn Công nghệ hóa học cũng như trường ĐH Nông lâm Những tri thức em học được từ thầy cô

là hành trang vô giá cho em vào đời

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy hướng dẫn, TS Vũ Văn Độ và

TS Phan Phước Hiền Các thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn

Em xin chân thành cảm ơn CN Đỗ Thị Tuyến, CN Nguyễn Thị Như Quỳnh

và các thầy cô, anh chị trong viện Sinh học nhiệt đới đã giúp đỡ, góp ý trong thời gian

em thực hiện đề tài

Xin được gửi lời cảm ơn đến các anh chị phòng Sinh học - Trung tâm nghiên cứu và phát triển nông dược, công ty Vipesco đã nhiệt tình hỗ trợ, chỉ bảo trong quá trình thử sâu

Em rất cảm ơn anh Nguyễn Thanh Điền Dù công việc bận rộn, nhưng với kinh nghiệm của người đi trước, anh đã trực tiếp thực hiện và cho em nhiều lời khuyên quý báu trong việc phân tích HPLC

Cảm ơn các bạn DH04HH Được quen biết và học tập cùng các bạn trong 4 năm qua là điều rất may mắn đối với tôi

Cuối cùng, không có lời nói nào có thể bày tỏ được tình cảm của con dành cho

Ba Má và gia đình Mọi người đã luôn ở bên con, động viên, giúp đỡ, chia sẻ vui buồn nhờ đó mà con mới có được ngày hôm nay Cảm ơn mọi người

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Thử nghiệm tạo bột giàu azadirachtin từ nhân hạt cây

Neem (Azadirachta indica A Juss) và ứng dụng làm thuốc bảo vệ thực vật” được tiến

hành từ 20/03/2008 đến 03/10/2008 tại Viện Sinh học nhiệt đới, TP Hồ Chí Minh

Đề tài nghiên cứu về quá trình tách chiết azadirachtin từ bánh dầu Neem, từ đó tiến hành tạo chế phẩm thuốc bảo vệ thực vật từ cao chiết giàu azadirachtin, dầu Neem và

các phụ gia thích hợp Thí nghiệm thử hoạt lực thuốc trên sâu tơ (Plutella

xylostella)trong phòng thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại

Kết quả thu được xử lý trên phần mềm Excel 2007

Kết quả cho thấy: từ 1,5 kg bánh dầu tiến hành chiết azadirachtin bằng dung môi ethanol 96o thu được 17,5 g cao chứa 3956,925 mg azadirachtin, tỉ lệ azadirachtin trong cao đạt 22,611 % Chế phẩm tạo ra từ cao chiết, dầu Neem và phụ gia có chứa 2000 ppm azadirachtin Thử nghiệm sử dụng edenol D81 làm chất bảo quản chế phẩm Hàm lượng azadirachtin trong thuốc đã bảo quản gia tốc ở điều kiện

54 ± 2 oC: sau 7 ngày bảo quản gia tốc (tương đương 1 năm ở điều kiện thường) còn 1831,17 ppm (89,04 %), sau 14 ngày còn 1654,25 ppm (80,44 %) Chế phẩm ở nồng

độ 6 ‰ diệt sâu tốt nhất và có ý nghĩa kinh tế nhất, gây chết 80 % sâu tơ sau 72 giờ

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh mục các chữ viết tắt ix

Danh mục các hình x

Danh mục các bảng xii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Giới thiệu về cây Neem 3

2.1.1 Phân loại 3

2.1.2 Đặc điểm thực vật học 4

2.1.3 Nguồn gốc và phân bố 5

2.1.4 Công dụng của cây Neem 6

2.2 Quá trình nghiên cứu về cây Neem 8

2.2.1 Sơ lược tình hình nghiên cứu về cây Neem trên thế giới 8

2.2.2 Sơ lược tình hình nghiên cứu và ứng dụng cây Neem ở Việt Nam 10

2.3 Các chất có hoạt tính sinh học trong cây Neem 13

2.3.1 Isoprenoid và các chất không phải isoprenoid 13

2.3.1.1 Diterpenoid 13

2.3.1.2 Triterpenoid 14

2.3.2 Tác động của các chất có trong cây Neem đối với các loài dịch hại 20

2.3.2.1 Phương thức tác động 20

2.3.2.2 Đối tượng tác động 22

2.4 Giới thiệu về sâu tơ Plutella xylostella Linnaeus 24

2.4.1 Đặc điểm hình thái sinh học 24

2.4.2 Tập quán sinh sống và cách gây hại 25

2.4.3 Biện pháp phòng trị 25

2.4.4 Quy trình nuôi sâu tơ trong phòng thí nghiệm của Trung tâm nghiên cứu và phát triển nông dược, công ty Vipesco 25

2.5 Cơ sở hóa học thuốc bảo vệ thực vật và công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật 26

2.5.1 Thành phần thuốc bảo vệ thực vật 26

2.5.1.1 Hoạt chất 26

2.5.1.2 Chất mang 26

2.5.1.3 Chất hoạt động bề mặt 27

2.5.1.4 Các chất phù trợ 29

2.5.2 Các dạng thuốc bảo vệ thực vật 31

2.5.2.1 Thuốc dạng hạt 31

2.5.2.2 Thuốc dạng bột thấm nước 31

2.5.2.3 Thuốc phun bột 32

2.5.2.4 Thuốc dạng bột tan 32

2.5.2.5 Thuốc dạng bột mịn 32

2.5.2.6 Thuốc dạng dung dịch đậm đặc 32

2.5.2.7 Thuốc sữa 32

2.5.3 Phân loại thuốc bảo vệ thực vật 33

2.5.3.1 Theo con đường tác động 33

2.5.3.2 Theo phương pháp xử lý 33

2.5.3.3 Theo nguồn gốc hóa học 33

2.5.4 Công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật 35

2.5.5 Một số chế phẩm thuốc bảo vệ thực vật từ cây Neem 35

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 37

3.1 Bố trí thí nghiệm 37

3.1.1 Địa điểm 37

3.1.2 Thời gian 37

3.2 Vật liệu, hóa chất và thiết bị 37

3.2.1 Vật liệu 37

3.2.2 Hóa chất 38

3.2.3 Dụng cụ và thiết bị 38

3.3 Phương pháp nghiên cứu 38

3.3.1 Thu nhận dầu Neem và bánh dầu Neem 38

3.3.2 Ly trích bánh dầu Neem để tạo cao chiết giàu azadirachtin 39

3.3.3 Định lượng azadirachtin trong cao chiết và các chế phẩm thuốc bảo vệ thực

vật 40

3.3.4 Phối trộn dầu Neem, cao chiết và các phụ gia khác để tạo chế phẩm thuốc bảo vệ thực vật 40

3.3.5 Xác định tính chất hóa lý và hóa học của chế phẩm 41

3.3.5.1 Tỉ trọng 41

3.3.5.2 Độ nhớt 42

3.3.5.3 pH dung dịch 5 % của chế phẩm 43

3.3.5.4 Độ tự nhũ 43

3.3.5.5 Độ bền nhũ tương 44

3.3.5.6 Độ tái nhũ 44

3.3.5.7 Độ bền bảo quản theo phương pháp gia tốc 44

3.3.6 Xác định hoạt lực của chế phẩm trong phòng thí nghiệm 45

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

4.1 Kết quả thu nhận dầu Neem, bánh dầu Neem từ nhân hạt Neem 47

4.2 Kết quả chiết xuất azadirachtin từ bánh dầu Neem 48

4.3 Tạo chế phẩm Hazal 2000 EC 52

4.3.1 Thành phần của chế phẩm 52

4.3.1.1 Hoạt chất chính 54

4.3.1.2 Chất tác động phối hợp 54

4.3.1.3 Chất nhũ hóa 54

4.3.1.4 Dung môi 54

4.3.2 Các chỉ số lý hóa của chế phẩm 55

4.3.2.1 Xác định độ tự nhũ 55

4.3.2.2 Xác định độ bền nhũ tương và độ tái nhũ 56

4.3.3 Độ bền bảo quản theo phương pháp gia tốc 56

4.3.3.1 Các chỉ số lý hóa 56

4.3.3.2 Hàm lượng hoạt chất 57

4.4 Xác định hoạt lực của Hazal 2000 EC trên sâu tơ (Plutella xylostella) trong phòng thí nghiệm 60

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 64

5.1 Kết luận 64

5.2 Đề nghị 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

A Azadirachta

ARN acid ribonucleic

CIPAC Collaborative International Pesticides Analytical Council

EC Emulsifiable Concentrate

EtOAc ethyl acetate

EtOH ethanol

FAO Food and Agriculture Organization

HPLC High Pressure Liquid Chromatography

MeOH methanol

PABA para – aminobenzoic acid

PVC poly vinyl clorua

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCN Tiêu chuẩn ngành

WHO World Health Organization

Hình 3.6 Tủ sấy chân không 46

Hình 4.16 Sâu chết khi xử lý Hazal 6‰ sau 72 giờ 62

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.3 Biến động hàm lượng azadirachtin trong hạt theo vùng địa lý 19

Bảng 2.4 Số loài có đáp ứng với Neem đã nghiên cứu 23

Bảng 2.5 Các thương phẩm thuốc trừ sâu từ Neem đang lưu hành trên thị trường Việt

Bảng 3.1 Thành phần phối trộn để tạo chế phẩm thuốc bảo vệ thực vật 41

Bảng 4.1 Kết quả thu nhận dầu và bánh dầu bằng máy KOMET 47

Bảng 4.3 Các chỉ số lý hóa của chế phẩm trước và sau bảo quản gia tốc 57

Bảng 4.4 Hàm lượng azadirachtin trong thuốc trước và sau bảo quản gia tốc 58

Bảng 4.5 Tỉ lệ gây chết sâu tơ của Hazal 2000 EC 61

Cây Neem (Azadirachta indica A.Juss) từ lâu đã được biết đến như là một loài

cây có chứa nhiều hoạt chất thứ cấp có khả năng phòng trừ sâu bệnh rất hiệu quả Từ những năm 1960, các nhà khoa học đã li trích được một số hoạt chất limonoid từ cành,

lá, hạt neem có tác dụng gây ngán ăn và xua đuổi côn trùng rất hiệu quả Các limonoid chỉ chứa các nguyên tố C, H, O, N, không chứa những nhóm gây độc tồn lưu như Cl,

P và các nhóm gây độc khác nên không hại đối với người và gia súc, gia cầm, không làm ô nhiễm môi trường và không có dư lượng độc trong rau quả như các loại thuốc trừ sâu hóa học tổng hợp khác [9, 16, 17]

Ở Việt Nam, từ năm 1981 cây Neem đã được du nhập từ Senegal và trồng ở vùng Ninh Thuận, Bình Thuận, hiện nay diện tích lên đến hơn 10000 hecta Những

nghiên cứu bước đầu cho thấy cây Neem phát triển tốt, phù hợp với điều kiện khí hậu khô hạn trên nền đất cát ven biển nghèo dinh dưỡng ở hai vùng này, hạt chứa hàm lượng các hoạt chất khá cao và là nguồn cung cấp nguyên liệu ổn định để sản xuất các loại thuốc bảo vệ thực vật ở quy mô công nghiệp

Được sự phân công của bộ môn Công nghệ hóa học, dưới sự hướng dẫn của

TS Vũ Văn Độ, TS Phan Phước Hiền, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Thử nghiệm tạo

bột giàu azadirachtin từ nhân hạt cây Neem (Azadirachta indica A.Juss) và ứng dụng

làm thuốc bảo vệ thực vật” với mục tiêu khảo sát việc ly trích hoạt chất và sản xuất thuốc bảo vệ thực vật từ bánh dầu Neem

1.2 Mục đích đề tài

1 Điều chế bột giàu azadirachtin từ nhân hạt neem và nghiên cứu dùng một số chất bảo quản bột giàu azadirachtin

2 Ứng dụng làm sản phẩm thuốc bảo vệ thực vật từ bột giàu azadirachtin

3 Thử nghiệm hiệu lực, tác dụng của chế phẩm bảo vệ thực vật trên sâu tơ

(Plutella xylostella) ở quy mô phòng thí nghiệm

1.3 Nội dung và yêu cầu của đề tài

1 Thu nhận bánh dầu Neem từ nhân hạt và chiết xuất azadirachtin trong bánh dầu bằng dung môi hữu cơ thích hợp

2 Phối trộn bột giàu azadirachtin, dầu Neem với chất tác động phối hợp và các phụ gia để tạo chế phẩm trừ sâu có hoạt tính cao và bền với môi trường

3 Thử nghiệm hoạt lực của chế phẩm trên sâu tơ (Plutella xylostella) trong phòng

thí nghiệm

Loài: Azadirachta indica

Tên gọi Azadirachta indica có từ tên của cây Neem trong tiếng Ba Tư

Azadarakth- in- hindi, nghĩa là “Cây tự do của Ấn Độ” Năm 1830, nhà thực vật học

Pháp Antoine Laurent de Jussieu đặt tên cây Neem là Melia azadirachta, sau đó ông

đổi thành Azadirachta indica A Juss Trong tiếng Sanskrit cây Neem có tên là Aristha

nghĩa là “Cây làm giảm bệnh tật” [29]

Trên thế giới tùy từng vùng mà cây Neem có tên gọi khác nhau Ngay cả trong tiếng Anh cây Neem cũng đã có nhiều tên như Neem tree, Indian lilac tree, Paradise tree, White cedar, … nhưng “Neem tree” là tên gọi phổ biến hơn cả Ở Việt Nam, cây

Neem thường được gọi là xoan chịu hạn để phân biệt với cây xoan ta (Melia

azedarach L.) [5]

Schmutterer (1995) đã xác định được hai loài Azadirachta khác, A excelsa và

A siamensis A excelsa (Jack) Jacobs (A integrifoliola Merr.) cũng được gọi là

marrango hay cây Neem Philippines A excelsa phân biệt với A indica nhờ phiến lá mỏng, cụm hoa dài hơn lá nhiều và hoa dài hơn Trong khi A indica phát triển mạnh

ở vùng khô hạn thì A excelsa lại thích hợp với vùng đất thấp có gió mùa và lượng mưa lớn hơn A siamensis Val còn có tên khác là Neem Thái Lan Ban đầu, nó được định danh là A.indica var siamensis nhưng Schmutterer đã xác định nó là một loài riêng biệt Ở một số vùng, A excelsa và A siamensis phân bố hỗn tạp với nhau Loài

Neem đen ở Thái Lan có thể là một loài đột biến của Neem Thái hoặc lai giữa Neem Thái và Neem Ấn Độ [39]

Lá: Lá kép lông chim một lần, dài khoảng 20 - 38 cm, mọc nhiều phía đầu

nhánh, so le, dạng mác, xẻ răng cưa sâu và sắc cạnh, nhẵn cả trên hai bề mặt, cân đối hai bên, nhọn, cuống rất ngắn

Hoa: Hoa mọc thành từng chùm ở nách lá, hoa lưỡng tính, mầu trắng, cuống

ngắn, có 5 cánh Đài hoa có phủ lớp lông mịn bên ngoài Nhị dạng ống mang bao phấn, ở bên trong chứa hai lá noãn, bầu noãn có ba ô đặt trên đĩa tuyến mật, hoa có mùi thơm giống mùi mật ong

Quả và hạt: Cây neem bắt đầu ra quả sau 3 - 5 năm và cho năng suất cao, ổn

định sau 10 năm, trung bình một cây trưởng thành cho 30 - 50 kg quả/năm Quả có hình bầu dục, trơn láng, dạng quả hạch dài khoảng 2 cm Khi quả chín có mầu vàng hoặc mầu vàng xanh, thịt quả ngọt Quả phát triển và chín trong khoảng 1 - 2 tháng, thu hoạch tốt nhất lúc quả chín vàng, nên hái trực tiếp từ cây vì hạt thường giảm chất lượng khi rụng xuống đất Hạt gồm vỏ cứng và nhân, có 1 - 3 nhân trong một hạt Nhân hạt chứa nhiều hợp chất có khả năng phòng trừ dịch hại, trong đó có khoảng

(1995): A indica xuất phát từ thượng Myanmar, sau đó lan ra các cánh rừng Trung và

Tây Á [39]

Do thích hợp với khí hậu nóng, Neem đã được di thực vào châu Phi từ những năm đầu thế kỷ 20 Ngày nay nó được trồng rộng rãi ở các nước như Senegal, Ghana, Sudan, Mali, Nigeria, … Trong thế kỷ 20 Neem cũng đã được di thực đến các nước Trung và Nam Mỹ, đặc biệt được trồng rất nhiều ở Haiti, Cộng hòa Dominica, Nicaragua Ở châu Á, Neem được trồng ở nhiều nơi như Bangladesh, Myanmar,

Cambodia, Ấn Độ, Sri Lanka, Indonesia, Iran, Malaysia, Nepal, Pakistan, Thái Lan, Yemen, Trung Quốc Tại Việt Nam, cây Neem được trồng từ 1981 [5]

2.1.4 Công dụng của cây Neem

Cây Neem được đánh giá cao nhờ các tính chất về sinh khối, dược lý và sát trùng Hàng thế kỷ nay, người nông dân Ấn Độ đã dùng tất cả các bộ phận của cây như quả, lá, dầu, vỏ, gỗ làm thuốc chữa bệnh, thuốc trừ sâu, phân bón và gỗ Neem cũng có tác dụng cải tạo đất, phủ xanh đất trống và quan trọng nhất là làm trong lành môi trường [29] Ngoài giá trị to lớn về môi trường, cây Neem còn có giá trị kinh tế cao

Rễ: Dịch chiết từ rễ sử dụng làm thuốc trị bệnh ngoài da, suy nhược cơ thể Lá: Lá Neem chứa nhiều hợp chất như nimbin, nimbinene, nimbadiol,

nimbolide, … có tác dụng phòng trị bệnh giun sán cho người và gia súc Tại một số vùng ở Ấn Độ, nông dân thường cho gia súc ăn lá Neem để gia tăng sự tiết sữa Nhiều nơi còn dùng lá Neem làm rau ăn vừa bổ sung khoáng chất vừa có thể phòng giun sán, viêm nhiễm đường ruột Ở Ấn Độ, việc uống nước sắc lá neem thường xuyên có tác dụng phòng chống bệnh sốt rét là căn bệnh hiểm nghèo rất phổ biến ở đây. Lá giã đắp trị nhọt, nước sắc lá trị loét và eczema Ngoài ra lá Neem có thể trị bệnh tiểu đường, rắn cắn [1] Lá Neem có thể sản xuất phân bón hữu cơ vì hàm lượng đạm trong lá Neem lên tới 8% Phân hữu cơ từ lá Neem sẽ là loại phân tốt cho cây tiêu, sầu riêng… các cây thường bị các loại tuyến trùng hại rễ trong đất tấn công

Quả: Quả Neem khi chín có vị ngọt, có thể ăn hoặc dùng trong công nghệ lên

men Quả Neem dùng làm thuốc tẩy giun, thuốc giảm đau, thuốc trị bệnh đường tiết niệu, bệnh trĩ Quả khô ngâm nước có thể trị được một số bệnh ngoài da Nước quả tươi phun lên cây có thể xua đuổi nhiều loài côn trùng Tại Nicaragua nông dân hòa

80 g bột quả Neem vào trong 1 lít nước, để thấm trong vòng 12 tiếng, sau đó lọc bã ra

và xịt đồng ruộng với nước ngâm [25]

Nhân hạt: Nhân hạt chứa nhiều chất có hoạt tính sinh học có thể dùng làm

thuốc giảm đau, thuốc sát trùng, thuốc ngừa thai Trong nhân hạt có nhiều dầu có thể

sử dụng trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm, chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, …

Bánh dầu Neem: Chứa khoảng 1,0 - 1,4 % hợp chất lưu huỳnh, 1,5 - 2,5 %

nitơ, 0,7 – 1,2 % P2O5, 1,2 – 1,5 % K2O Bánh dầu dùng làm phân hữu cơ rất tốt, vừa cung cấp dinh dưỡng cho cây vừa diệt được các loài tuyến trùng, kiến, mối trong đất

Vỏ cây: Vỏ thân cạo bỏ vỏ đen ở ngoài rồi bóc lấy lớp vỏ lụa trắng của thân,

cành to Bóc lấy vỏ rễ Vỏ thu được đem phơi hay sấy khô, khi dùng đem sao cho hơi vàng, hết mùi hăng Vỏ cây làm thuốc chữa đau răng, sốt rét, vàng da Cành non dùng

để chải răng khi có viêm mủ lợi [1] Do có chứa nhiều nimbin, nimbidin, nimbinin nên

vỏ cây cũng dùng để điều chế thuốc bảo vệ thực vật

Gỗ: Gỗ cây Neem bóng, có vân tương đối đẹp, kháng nấm và mối mọt tốt nên

dùng trong xây dựng, trang trí nội thất rất tốt Gỗ Neem còn có thể làm chất đốt Ở Nigeria, người ta đã thu được 169 m3 gỗ trên 1 hecta cây Neem sau 8 năm trồng [30]

2.2 Quá trình nghiên cứu về cây Neem

2.2.1 Sơ lược tình hình nghiên cứu về cây Neem trên thế giới

Theo C Devakumar và Sukh Dev (1996) và thống kê của hiệp hội Neem thì thành phần hóa học của cây Neem được các nhà hóa dược Ấn Độ khảo sát từ 1880

Họ đã cô lập được một số acid từ dầu Neem và gọi là margosic acid 1928, báo cáo đầu tiên về Neem được ghi nhận Tuy nhiên những nghiên cứu chính thức về thành phần hóa học của cây Neem thực sự bắt đầu từ 1942 với báo cáo tách chiết được nimbin, nimbidin, nimbinin từ cây Neem của Siddiqui Năm 1963, các nhà khoa học

đã dùng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân xác định được cấu trúc các hoạt chất trong Neem Những kết quả này đã mở đầu cho hàng loạt nghiên cứu tiếp theo về tính chất hóa học cây Neem

Năm 1959, nhà côn trùng học người Đức Heinrich Schmutterer chứng kiến dịch châu chấu ở Sudan, ông quan sát thấy Neem là cây duy nhất không bị châu chấu tấn công Từ đó ông bắt đầu quan tâm nghiên cứu những hoạt chất trong cây Neem Đến năm 1962, Schmutterer và các nhà khoa học Ấn Độ đã chứng minh rằng dịch chiết từ lá Neem có khả năng xua đuổi châu chấu và dịch chiết từ hạt có hiệu lực hơn

so với dịch chiết từ lá [30]

Năm 1967, D Lavie đã tách được melantriol từ quả Neem

Năm 1968, E D Morgan và J H Butterworth đã cô lập từ Neem hoạt chất azadirachtin có tác dụng gây ngán ăn và ức chế sinh trưởng mạnh đối với loài châu

chấu sa mạc Schistocerca gregaria

Tiếp theo đó là hàng loạt nghiên cứu của Siddiqui, Jacobson, Kraus, Saxena và các nhà khoa học trên thế giới về đặc điểm phân loại, hình thái, sinh trưởng và phát triển, các hoạt chất trong Neem, …

Năm 1971, nhóm nghiên cứu C R Mitra, H S Garg và G N Paney đã cô lập

và xác định được hai hợp chất mới trong Neem là nimbidic acid và nimbidinin

Trong năm 1980, hội thảo quốc tế về cây Neem được tổ chức ở Rottach- Egern (Đức), lần 2 năm 1983 tổ chức ở Rauischholzhausen (Đức) Sau đó lần lượt là các năm 1986, 1987, 1992, 1993, 1994, 1996, 1999 tại các nước Pakistan, Kenya, Mỹ, Ấn

Độ, Philippines, Úc và Anh Qua những hội thảo này, các nhà khoa học đã khẳng định giá trị của cây Neem trong lĩnh vực bảo vệ thực vật, diệt trừ sâu mọt, nấm mốc [11; 16]

Tính đến 1984, K Narasimha Rao và B S Parmar đã thống kê được 32 hoạt chất thuộc nhóm triterpenoid trong Neem đã xác định được tên gọi và công thức cấu tạo

Năm 1987, P L Majumer và cộng sự tìm ra một hoạt chất mới có hoạt tính sinh học thuộc nhóm diterpenoid và đặt tên là nimbidiol R Banerjil tìm ra hoạt chất 24- methylenelophenol trong lõi gỗ cây Neem

Năm 1988, S Mark Lee và cộng sự xác định thêm một hoạt chất mới thuộc nhóm tetranortriterpenoid là 7- deacetyl- 17β- hydroxyazadiradione cũng có khả năng

ức chế sự sinh trưởng của côn trùng rất mạnh Bina S Siddiqui và cộng sự đã xác định thêm hai hoạt chất mới thuộc nhóm diterpenoid là nimbione và nimbinone

Năm 1991, cũng nhóm nghiên cứu của Siddiqui công bố đã tìm thêm 5 terpenoid khác từ vỏ tươi của quả Neem là limocinol, limocinone, limocin A, limocin

B và limocinin

Năm 1992, nhóm nghiên cứu gồm Bina S Siddiqui, Ghiasuddin, Shakeen Faizi

và Salimuzzaman Siddiqui tìm thêm 3 hoạt chất nữa thuộc phân nhóm triterpenoid

Năm 1998, Narajan Ramiju và cộng sự xác định được 11- epi- azadirachtin D

từ cây Neem

Năm 2000, nhóm nghiên cứu của Siddiqui xác định thêm hai triterpenoid mới

từ quả Neem là meliacinin và azadironic acid

Theo tạp chí Angewandte Chemie, trong năm 2007, nhóm nghiên cứu trường Đại học Cambridge đứng đầu là Steven V Ley lần đầu tiên đã tổng hợp được azadirachtin Thành công của Ley có thể cho phép phát triển các dẫn xuất đơn giản của azadirachtin một cách ổn định và đưa đến những loại thuốc trừ sâu thân thiện với môi trường trong tương lai không xa

Như vậy, tính đến năm 2000 đã có hơn 100 hoạt chất có hoạt tính sinh học từ Neem đã xác định được công thức và cấu tạo Những hợp chất này chủ yếu thuộc hai nhóm chính là isoprenoid và các hợp chất không phải isoprenoid [11; 16]

Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ Neem cũng rất phát triển Từ những năm

1980 đã có một số patent sản xuất các sản phẩm từ Neem đã được đăng ký ở Mỹ, Nhật

và các nước châu Âu Tính đến 2005 số lượng patent sản xuất các sản phẩm từ Neem chính thức đăng ký ở Mỹ là 54, ở Nhật là 35, Úc 23, Ấn Độ 14 Tính từ 1995 đến nay

Ấn Độ có tới 53 quy trình sản xuất các sản phẩm từ Neem nữa xin đăng ký cấp phép nhưng chưa được phê duyệt Trong các patent trên có tới 63 % là các phát minh về quy trình sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, 13 % chăm sóc sức khỏe, 5 % thuốc thú y,

5 % công nghiệp, 6 % mỹ phẩm, còn lại là lĩnh vực khác Chế phẩm Margosan- O của công ty W R Grace (Mỹ) là sản phẩm thuốc trừ sâu từ Neem đầu tiên

2.2.2 Sơ lược tình hình nghiên cứu và ứng dụng cây Neem ở Việt Nam

Tháng 2/1981, giáo sư Lâm Công Định sau khi dự hội thảo lâm nghiệp tại Senegal đã mang một số hạt giống Neem về trồng tại Bình Thuận Ông đặt tên Việt là

“xoan chịu hạn” để phân biệt với cây xoan ta [5] Sau đó một số giống xoan chịu hạn khác đã được nhập từ Ấn Độ Bước đầu các giống này được trồng ở Ninh Thuận, Bình Thuận, đến nay đã phát triển được hơn 10000 hecta

Việc nghiên cứu hoạt chất tách chiết từ cây Neem và cây xoan ta cũng đã được nghiên cứu tại một số cơ sở tại Hà Nội (PGS TS Nguyễn Đăng Diệp, PGS TSKH Nguyễn Nghĩa Thìn, Đại học quốc gia Hà Nội và TS Nguyễn Trường Thành, Viện bảo

vệ thực vật Hà Nội) Theo đánh giá chung, thuốc trừ sâu từ Neem tuy không mạnh bằng thuốc trừ sâu hóa học nhưng có phổ tác động rộng, thời gian tác động chậm đặc trưng cho thuốc trừ sâu sinh học Các nghiên cứu bị hạn chế do nguồn nguyên liệu ít,

số lượng không đáng kể, cây Neem tỏ ra không thích hợp với các tỉnh phía Bắc

Năm 1991, giáo sư Lâm Công Định đã viết một cuốn sách nói về loài cây xoan

chịu hạn Azadirachta indica A Juss nhập nội vào Việt Nam và công bố những nghiên

cứu về điều kiện khí hậu, canh tác để phát triển loài cây này trên vùng đất cát nóng Tuy Phong, Bình Thuận [6]

Từ năm 1999 đến nay đã có khá nhiều công trình nghiên cứu trong nước về cây Neem

Năm 1999, Nguyễn Thị Phương Thảo và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của

dầu Neem lên sự ký sinh của bọ hà (Cylas formicarius F.) trưởng thành trong củ khoai lang (Ipomoea batatas L.) cho kết quả khá tốt [18]

Năm 2001, Dương Anh Tuấn và cộng sự đã tiến hành phân lập azadirachtin từ hạt Neem trồng tại Việt Nam, đạt độ tinh sạch 92 % và đã tiến hành thử nghiệm, đánh

giá tác động gây ngán ăn của azadirachtin lên sâu khoang hại rau (Spodoptera litura)

[22; 23] Kết quả cho thấy azadirachtin trong Neem trồng tại Việt Nam có hoạt tính gây ngán ăn khá mạnh với chỉ số gây ngán ăn đạt 71,54 % và 87,00 % tương ứng với hai liều thử nghiệm là 7,89 mg/cm2 và 15,60 mg/cm2 Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm xác định hoạt tính của chế phẩm HBVTV1 có thành phần chính là dịch chiết

từ hạt Neem trên sâu hại rau ở nồng độ 1,5 % Kết quả cho thấy hoạt lực của HBVTV1 đạt đến 81,25 % đối với sâu bướm trắng, 81,3 % với sâu tơ, 83,77 % với sâu khoang và 81,25 % đối với bọ nhảy [22]

Năm 2004, Vũ Đăng Khánh và cộng sự đã khảo sát hoạt tính kháng nấm của

dầu Neem và hoạt chất chiết xuất từ hạt Neem lên nấm gây bệnh cây Fusarium

oxysporum Kết quả cho thấy dầu Neem và dịch chiết bằng ethanol, methanol của hạt

Neem ức chế rõ rệt lên sự sinh trưởng của Fusarium oxysporum ở nồng độ trên 4000

ppm Kết quả cũng cho thấy nếu chỉ sử dụng đơn lẻ azadirachtin hay bất cứ hoạt chất nào từ cây Neem trong công tác bảo vệ thực vật sẽ không có ý nghĩa mà cần có sự phối trộn sử dụng, kết hợp tác động giữa chúng với nhau [11]

Vũ Văn Độ và cộng sự trong năm 2004 cũng đã tách chiết và tinh sạch azadirachtin từ nhân hạt Neem trồng tại Việt Nam, sử dụng dung môi chiết là ethanol

và methanol Kết quả đã thu được 600 mg azadirachtin đạt độ tinh sạch 95 % từ 1 kg hạt Neem [7]

Lê Thị Thanh Phượng đã khảo sát ảnh hưởng xua đuổi và gây chết ngài gạo của dầu Neem và dịch chiết từ Neem, kết quả cho thấy dầu Neem và dịch chiết từ Neem trồng tại Việt Nam ảnh hưởng xua đuổi, gây biến thái và gây chết rất mạnh đối với ngài gạo [15]

Vũ Văn Độ và cộng sự tiến hành khảo sát hàm lượng 3 hoạt chất chính là azadirachtin, salannin, nimbin trong dầu Neem và hạt Neem trồng tại Việt Nam Nhóm tác giả đã xác định khả năng thu dầu Neem bằng phương pháp ép nguội hạt Neem đạt khoảng 29,68 – 39,40 % so với khối lượng hạt [8] Hàm lượng 3 hoạt chất chính azadirachtin, salannin, nimbin trong dầu Neem và bánh dầu được trình bày trong bảng:

Bảng 2.1 Hàm lượng các hoạt chất trong Neem

Hàm lượng (%) Hoạt chất

Trong dầu Neem Trong bánh dầu Neem

Nimbin 0,019 0,012 Nghiên cứu cũng cho thấy hàm lượng các hoạt chất trong lá Neem trồng tại Việt Nam biến động theo thời gian, hàm lượng thường cao vào mùa khô

Trần Kim Quy và cộng sự (2005) tiến hành xây dựng quy trình trích ly limonoid bằng dung môi hữu cơ từ lá, hạt, dầu Neem và xác định hàm lượng tổng các chất có quan hệ với azadirachtin A Kết quả xác định được hàm lượng azadirachtin A trong lá Neem khô là 0,25 %, trong hạt khô là 1,5 %, trong bột bánh dầu là 0,2 % [16]

Từ những nghiên cứu trên có thể thấy là cây Neem đã phát triển khá phù hợp với điều kiện khí hậu khô hạn của hai tỉnh Bình Thuận và Ninh Thuận Diện tích rừng Neem ở hai khu vực này khá lớn (trên 10000 ha), hàm lượng hoạt chất trong cây cao,

có tác dụng ức chế sự sinh trưởng, phát triển, gây ngán ăn và tiêu diệt các loài dịch hại mạnh Đây sẽ là nguồn cung cấp nguyên liệu tốt, ổn định cho ngành công nghiệp thuốc bảo vệ thực vật Trong điều kiện các công ty sản xuất thuốc bảo vệ thực vật trong nước vẫn phải nhập hoạt chất từ nước ngoài, cần phải đẩy mạnh nghiên cứu tách chiết tinh sạch hoạt chất từ thảo mộc, đặc biệt là từ cây Neem

2.3 Các chất có hoạt tính sinh học trong cây Neem

Từ trước đến nay, các nhà khoa học đã khảo sát tính sát trùng ở hơn 2000 loài cây, duy nhất cây Neem cho kết quả hứa hẹn Điều này có được do các hoạt chất trong Neem không chỉ tác động hiệu quả lên côn trùng mà còn khá an toàn với con người và động vật máu nóng Tính đến năm 2000 đã có hơn 100 hoạt chất có hoạt tính sinh học

từ Neem đã xác định được công thức và cấu tạo Những hoạt chất này chủ yếu thuộc hai nhóm chính là isoprenoid và các hợp chất không phải isoprenoid [39]

2.3.1 Isoprenoid và các chất không phải isoprenoid

2.3.1.2 Triterpenoid (limonoid)

Đây là những chất đắng trong Neem, thuộc dạng tetranortriterpenoid có khung apo- euphol (hoặc apo- tirucallol) Người ta đã tìm thấy khoảng 300 limonoid trong

thực vật, 1/3 số đó có trong Azadirachta indica và Melia azedarach Nhóm

triterpenoid này có thể phân thành 8 nhóm nhỏ: protomeliacin, limonoid với chuỗi bên xác định, azadirone và dẫn xuất, gedunin và dẫn xuất, vilasinin và 3 nhóm C- seco- meliacin là azadirachtin, nimbin, và salannin

a Protomeliacin

Chứa một chuỗi bên 8 carbon tại vị trí C-17, còn được gọi là protolimonoid hay protomelicin hay meliane Hợp chất đầu tiên melantriol được cô lập từ quả và dầu Neem Nimbocinone, nimolinone, kulactone, limocinol và limocinone là những dẫn xuất của euphol/ tirucallol Azadirachtol, azadirachnol, azaditol thuộc chuỗi apo Các hợp chất limocin A và B là limocinin, đó là những tetranortriterpenoid có chuỗi bên tetrahydrofuran bán acetan

Hình 2.2 Nhóm protomelicin

b Limonoid với 4 vòng nguyên và chuỗi bên γ- hydroxybutenolid

Đặc điểm của nhóm này là có chuỗi bên γ- hydroxybutenolid tại vị trí của vòng furan và 4 vòng furan còn nguyên vẹn

Hình 2.3 Limonoid với 4 vòng nguyên và chuỗi bên γ- hydroxybutenolid

c Nhóm azadirone và các hợp chất tương tự

Nhóm này bao gồm tất cả các hợp chất có khung triterpenoid nguyên, có cầu oxy tại vị trí C-3 và C-7

Hình 2.4 Azadirone

Hình 2.8 Azadirachtin A

Bảng 2.2 Azadirachtin và các đồng phân

Tên Công thức Phân tử lượng Điểm nóng chảy

(oC) Azadirachtin A C35H44O16 720 165 3- desacetyl- 3- cinnamoyl azadirachtin C42H48O16 808 - Azadirachtin B C33H42O14 662 204 Azadirachtin D C34H44O14 676 - Azadirachtin E C30H38O15 638 248 Azadirachtin H C33H42O14 662 200 Azadirachtin I C32H42O12 618 -

Azadirachtin có cấu trúc tương tự hormone “ecdysone”, hormone này có tác dụng kiểm soát tiến trình biến đổi nội hóa học của côn trùng khi côn trùng chuyển từ dạng ấu trùng sang dạng nhộng Azadirachtin được xem như chất ngăn cản sự tổng hợp các hormone cần thiết cho cơ thể côn trùng do đó phá vỡ chu kỳ sống của côn trùng Azadirachtin tập trung nhiều nhất ở nhân hạt Neem, trung bình có 2 - 4 mg azadirachtin / 1 g nhân hạt Đặc biệt ở Senegal, 1 g nhân hạt có thể chứa đến 9 mg azadirachtin [30]

Hàm lượng azadirachtin trong nhân hạt Neem cũng biến động tùy thuộc vào nguồn gốc, xuất xứ, điều kiện khí hậu ở nhiều vùng khác nhau, trong mỗi cây cũng có

sự biến động về hàm lượng azadirachtin Hàm lượng azadirachtin cũng phụ thuộc vào thời điểm thu hái Quả Neem thu hoạch tốt nhất khi có màu vàng hay vàng xanh, lúc

này hàm lượng azadirachtin trong quả cao nhất, không nên để quả chín và rụng vì hạt

thuờng bị giảm chất lượng khi bị rơi xuống đất [28]

Bảng 2.3 Biến động hàm lượng azadirachtin trong hạt theo vùng địa lý

Xuất xứ Hàm lượng azadirachtin (% trọng lượng khô) Tác giả

Ngoài ra trong cây Neem còn chứa các hoạt chất không phải isoprenoid như

các hợp chất polyphenolic (flavonoid, flavonoglycoside, dihydrochalcon, tannin,

coumarin), các hợp chất carbohydrat và protein, các hợp chất sulfur dễ bay hơi cũng

có hoạt tính mạnh đối với côn trùng

Cơ chế tác động của azadirachtin

Azadirachtin ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển, tập tính, sinh sản và

biến thái của rất nhiều loài côn trùng Đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm chứng

minh phương thức tác động của azadirachtin và đưa ra nhiều lập luận khác nhau Nhìn

chung cơ chế thụ quan hóa học giải thích ảnh hưởng của azadirachtin lên tập tính của

côn trùng và cơ chế nội tiết tố liên quan đến quá trình phân bào, lột xác của côn trùng

được chấp nhận nhiều hơn cả [38]

¾ Cơ chế thụ quan hóa học

Tập tính lựa chọn thức ăn của côn trùng phụ thuộc vào các chất hóa học do cây

kí chủ tiết ra Các chất hóa học này đóng vai trò kích thích hay ức chế đối với côn

trùng Tập tính lựa chọn thức ăn phụ thuộc vào hệ thống thần kinh thụ quan hóa học

và trung tâm dẫn truyền thần kinh trong cơ thể côn trùng Cơ chế chung ức chế tập

tính này của côn trùng là phong tỏa các tín hiệu đầu vào các thụ quan tiếp nhận kích thích Khi bị azadirachtin tác động, hệ thống này bị ức chế hoàn toàn Robertson năm

2004 thí nghiệm ảnh hưởng của azadirachtin lên loài Spodoptera frugiperd (Sf9), kết

qủa cho thấy azadirachtin còn ức chế cả quá trình hình thành các tế bào lớp đơn và quá trình tăng sinh, làm giảm quá trình sinh tổng hợp protein và kết quả là tế bào làm

tế bào chết Salehzadeh và cộng sự (2003) tiến hành tái tổ hợp tubulin tế bào não lợn trong ống nghiệm có 0,1 mM azadirachtin thì thấy quá trình tái tổ hợp này giảm 20 %

so với ống đối chứng, quá trình tổng hợp tubulin và microtubulue từ tế bào não cừu không xảy ra nếu trong ống nghiệm có mặt [3H] dihydroazadirachtin [38]

¾ Cơ chế nội tiết tố

Theo cơ chế này, azadirachtin tác động đến quá trình chuyển hóa nội tiết tố trong cơ thể côn trùng, chuyển enzym ecdysone-20-monooxygnease thành dạng hoạt động hơn là 20-hydroxycedrone, hoặc làm giảm lượng hormone kích thích sâu non (juvenile hormone) kết quả làm côn trùng không chuyển qua giai đoạn trưởng thành được hoặc không lột xác hoàn toàn Ở mức độ phân tử, người ta nhận thấy rằng đối

với loài protozoa Tetrahymena thermophilia, quá trình tổng hợp ARN cũng bị ức chế

quan đến một thụ quan gây ức chế quá trình hấp thụ thức ăn Tác dụng gây ngán ăn của Neem tùy thuộc vào giống và tuổi sâu bọ [15; 16; 41]

• Xua đuổi

Theo Saxena (1995), tác động xua đuổi côn trùng của Neem là do sự có mặt của các hợp chất chứa lưu huỳnh dễ bay hơi trong Neem Dầu Neem và dịch chiết từ Neem gây xua đuổi côn trùng rất mạnh trong khi azadirachtin tinh khiết lại không có tác động này [41]

• Diệt côn trùng

Hoạt chất trong Neem có tác dụng làm chết côn trùng qua đường tiếp xúc và đường miệng Tuy tác động diệt côn trùng của các chất trong Neem không mạnh và nhanh như các thuốc hóa học khác nhưng có tác dụng kéo dài [16]

• Ức chế sự sinh trưởng và gây biến thái

Biểu hiện của tác động này là làm cho côn trùng giảm kích thước và trọng lượng, kéo dài thời gian phát triển hoặc không phát triển được 1984, Heyde và cộng

sự nhận thấy khi phun dịch chiết từ Neem ở nồng độ 500 ppm lên trùng non rầy xanh

(Cicadellidae) thì chỉ có khoảng 10 % - 28 % trùng non chuyển sang giai đoạn trưởng

thành được, nếu ở nồng độ cao hơn thì tất cả các trùng non này đều chết trước khi chuyển sang giai đoạn trưởng thành [41]

• Ảnh hưởng khả năng giao phối

Các hợp chất trong Neem làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất ra hormon giới tính, dẫn dụ, từ đó ảnh hưởng đến quá trình ghép đôi giao phối của côn trùng Saxena

(1995) nhận thấy dầu Neem ở nồng độ 1, 2, 5 μg khiến N lugens cái sản xuất ra tín

hiệu sai lạc làm cho con đực không nhận ra nó vì vậy không ghép đôi giao phối được [41]

• Ảnh hưởng đến khả năng đẻ trứng và làm thối trứng

Các hoạt chất trong Neem tác động lên hệ nội tiết của côn trùng làm phân hủy các tế bào nuôi dưỡng phôi tạo tế bào trứng làm côn trùng không đẻ trứng hoặc khả năng đẻ trứng giảm Larew và Knodel- Montz khi phun 0,4 % dịch chiết nhân hạt

Neem lên Trialeurodes vaporamorum thấy số lượng trứng giảm đi ¼ [16; 41]

2.3.2.2 Đối tượng tác động

Cho đến nay, những thử nghiệm các sản phẩm từ Neem như dịch chiết Neem, bánh dầu, dầu Neem, các sản phẩm thương mại hoặc các hợp chất tinh khiết li trích từ Neem cho thấy chúng có tác dụng đối với khoảng 500 loài côn trùng khác nhau, chủ yếu thuộc các bộ côn trùng sau đây:

• Bộ cánh thẳng (Orthoptera)

Thuộc bộ này gồm các giống như châu chấu, dế, cào cào v.v… Tác động mạnh nhất của chế phẩm từ Neem đối với bộ này là gây ngán ăn [15; 16]

• Bộ cánh đều (Homoptera) và bộ cánh vảy (Lepidoptera)

Thuộc bộ này có các giống như rệp sáp, bọ nhảy cắn lá, côn trùng có vảy, các loài bướm đêm, mọt đục quả, mọt đục ngũ cốc v.v… Tác dụng chính của Neem đối với bộ này là gây ngán ăn và ngăn chặn sự phát triển Đối với những loài chích hút thì Neem tác dụng kém hơn do không có tác dụng lưu dẫn

• Bộ cánh cứng (Coleoptera)

Ngoài tác dụng gây ngán ăn, các chế phẩm từ Neem còn có thể giết chết ấu trùng khi tiếp xúc với thuốc Một số loài thuộc bộ này cũng bị Neem ức chế sự phát triển và sinh sản

• Bộ hai cánh (Diptera)

Hoạt chất từ Neem tác dụng lên nhiều loài ruồi quả, ruồi nhà, muỗi v.v…

Theo thống kê của Theo H Schmutterer and R P Singh (1995), có khoảng 413

số loài thuộc các bộ này có đáp ứng với các sản phẩm từ Neem được nghiên cứu khá

kĩ

Bảng 2.4 Số loài có đáp ứng với Neem đã nghiên cứu

Bộ Số loài, loài phụ Bộ Số loài, loài phụ

2.4 Giới thiệu về sâu tơ Plutella xylostella Linnaeus [26]

Họ: Yponomeutidae; bộ Lepidoptera

2.4.1 Đặc điểm hình thái - sinh học

Bướm dài từ 6 - 10 mm, sải cánh rộng từ 10 - 15 mm Cánh trước màu nâu, giữa lưng có một dải gợn sóng, màu trắng trên bướm đực và màu vàng trên bướm cái, chạy dài đến cuối cánh Hai cạnh của cánh sau có rìa lông rất dài Khi đậu cánh xếp xuôi theo thân và dựng đứng phía trên thân mình, đuôi cánh hơi nhô lên cao Râu đầu dài từ 3 - 3,5 mm và luôn đưa tới trước rất linh hoạt Bướm có thể sống đến 2 tuần và

đẻ độ 200 trứng

Hình 2.9 Thành trùng, ấu trùng sâu tơ (Nguồn: Trần Văn Hai, ĐH Cần Thơ)

Trứng hình bầu dục, dẹp, màu vàng nhạt, đường kính từ 0,3 - 0,5mm Trứng đẻ rời rạc ở mặt dưới lá, gần gân chính và nở trong vòng 3 - 4 ngày

Ấu trùng màu xanh lục, mình nở to chính giữa, 2 đầu nhọn, thân chia đốt rõ ràng và có 3 cặp chân giả từ đốt bụng thứ năm, khi lớn đủ sức mình sâu dài từ 8 đến 11mm Sâu có 4 tuổi với thời gian phát triển lâu độ 7 - 10 ngày

Thời gian làm nhộng lâu 4 - 7 ngày Khi mới hình thành nhộng có màu xanh nhạt, khoảng 2 ngày sau thành màu vàng nhạt, chiều dài nhộng từ 5 – 7 mm, chung quanh nhộng có kén bằng tơ bao phủ

2.4.2 Tập quán sinh sống và cách gây hại

Sâu non mới nở bò lên mặt lá gặm biểu bì tạo thành những đường rãnh nhỏ ngoằn ngoèo Từ tuổi 2, sâu ăn thịt lá để lại lớp biểu bì tạo thành những vết trong mờ Sâu lớn an toàn bộ biểu bì lá làm lá thủng lỗ chỗ, giảm năng suất và chất lượng rau Khi mật độ sâu cao, ruộng rau bị hại xơ xác, chỉ còn trơ lại gân lá Khi bị động đến sâu thường nhả tơ buông mình xuống đất nên còn được gọi là "sâu dù"

2.4.3 Biện pháp phòng trị

Thường xuyên vệ sinh đồng ruộng, tỉa bỏ các lá già, làm cỏ Cần bố trí mùa vụ thích hợp, vụ đông xuân ít sâu hơn vụ xuân hè, mưa già sâu tơ sẽ giảm Luân canh với cây không cùng ký chủ, dùng bẫy dính màu vàng theo dõi bướm sâu tơ, trồng xen với cây họ cà sẽ đuổi được bướm của sâu tơ Do bướm sâu tơ thường không bay cao, nên

có thể dùng lưới cao 2 m bao xung quanh để hạn chế bướm sâu tơ từ bên ngoài bay vào ruộng cải đẻ trứng Đặc biệt, sâu tơ rất khó trị bằng thuốc hóa học vì sâu kháng thuốc rất mạnh, vì thế nên áp dụng quy trình IPM bao gồm cả việc trồng cải trong nhà lưới, kết hợp thuốc Bt với thuốc hóa học và tạo điều kiện cho thiên địch phát triển

2.4.4 Quy trình nuôi sâu tơ trong phòng thí nghiệm của Trung tâm nghiên cứu

và phát triển nông dược, công ty Vipesco

Sâu tơ Plutella xylostella là giống sâu có khả năng kháng thuốc mạnh, dễ nuôi

Sâu tơ gây hại trên họ thập tự, đặc biệt thích ăn cải nên chọn cải ngọt làm rau nuôi sâu Cải ngọt mua về phải đảm bảo không có thuốc trừ sâu Rửa sạch, để khô tự nhiên (hong gió), phân loại:

• Lá non: dùng nuôi sâu tuổi 1

• Lá bánh tẻ: sâu tuổi 2,3,4

• Lá già: vò nát đem phủ lên giấy lọc, phủ giấy lọc này lên hộp nhựa có nhộng

để dẫn dụ bướm đẻ trứng lên giấy lọc

Sâu nuôi trong phòng mát, phải đảm bảo duy trì nhiệt độ 25 ÷ 27oC nếu không

sẽ ảnh hưởng xấu đến sâu Sâu tuổi 3 gây hại mạnh nhất Thường thì thay giống 1 lần/

năm (bắt sâu ở Đà Lạt) Nếu không thì trồng cải, thả sâu lên nuôi 2 – 3 vòng đời sau

đó thu lấy sâu mới Khi sâu đã ăn hết lá cải cần phải chuyển sâu sang hộp mới

• Sâu tuổi 1: rất nhỏ, khó thấy bằng mắt thường Chuẩn bị hộp nhựa, lót lá cải non dưới đáy, sau đó chuyển lá cải có sâu và giấy lọc có trứng sâu vào hộp Lặp lại cho đến khi hết lá cải sâu Dùng cọ mềm quét lấy sâu non trong hộp cũ

và chuyển vào hộp mới

• Sâu tuổi 2, 3, 4,: có thể nhìn thấy bằng mắt thường Giũ hết sâu trên lá vào 1 hộp nhựa, lót cải mới vào 1 hộp nhựa khác rồi chuyển sâu vào hộp mới

2.5 Cơ sở hóa học thuốc bảo vệ thực vật và công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật

2.5.1 Thành phần thuốc bảo vệ thực vật

Thuốc bảo vệ thực vật là những hợp chất độc có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học được dùng để phòng trừ sâu bệnh, cỏ dại, chuột, nấm bệnh v.v… hại cây trồng [3; 9; 10; 17] Thuốc bảo vệ thực vật thường gồm những thành phần sau:

- Dung môi: Thường là các dung môi hữu cơ, dùng để hòa tan những hoạt chất

tan được trong dung môi, thường dùng để gia công các thuốc dạng sữa

(Emulsifiable concentrate) Tiêu chuẩn một dung môi tốt là có khả năng hòa

tan mạnh hoạt chất, không phản ứng với chất hóa sữa, khả năng bốc cháy thấp,

độc tính thấp với cây trồng, bền nhiệt, có độ độc thấp và không kích ứng da,

phù hợp với vật liệu dùng để đóng gói và bình phun, sẵn có, giá thành hạ Dung môi có các nhóm chính sau:

+ Nhóm dầu alphatic parafin như keros hoặc parafin được lọc sạch, có độ hòa tan trong nước thấp, độc tính nhẹ đối với động vật máu nóng

+ Nhóm các dung môi thơm: Các dung môi thơm hòa tan hầu hết các hoạt chất

và tạo dạng sữa bền nhưng độc với cây trồng Phổ biến trong nhóm này là cyclohexanon, methylcyclohexanon, acetophenon, N-methyl pyrollidon

+ Nhóm các loại rượu: Thường được dùng như đồng dung môi để cải thiện độ hóa sữa Các dung môi này thuờng có điểm bốc cháy thấp, độc với cây Phổ biến là butanol, nonanol, benzyl ancohol v.v…

+ Nhóm các loại ester: Nhóm này có độ độc thấp với thực vật, thường dùng là diethylen glycol, dipropylen glycol, diethoxol

Dung môi sử dụng phổ biến trong công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật hiện nay là xylene, solvesso, aceton…[9; 13; 17]

- Chất độn: Là những chất ở dạng rắn, hoà loãng thuốc thành dạng bột thấm

nước, hạt Tiêu chuẩn một chất độn là có tính hấp thụ tốt nhưng không kết hợp với hoạt chất, có tỉ trọng thích hợp, có khả năng phân tán trong nước, trừ dạng

bột và hạt Chất độn thường dùng để gia công thuốc bột, bột thấm nước, thuốc

viên và hạt phân tán trong nước, thường là đất sét, các carbonate, các chất tổng

hợp, bột oxyd nhôm [13]

2.5.1.3 Chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt là những chất hóa học đặc biệt khi hỗn hợp với nước sẽ tạo nên một dung dịch không đồng nhất nhưng làm giảm sức căng bề mặt, tăng tính loang dính và thấm ướt dịch phun [13; 34; 37]

Đây là thành phần truyền thống dùng để gia công hầu hết các loại thuốc bảo vệ thực vật Chất hoạt động bề mặt là các chất có tác dụng làm ướt, phân tán, hóa sữa,