CHƯƠNG II ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT · PDF file......

Giáo trình thuốc Bảo vệ Thực vật, trường ĐH Nông Lâm TP.HCM.

---------------------------------------------------------- 7 Giáo viên phụ trách: Lê Cao Lượng, BM BVTV

CHƯƠNG II

ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT

2.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ CHẤT ĐỘC NÔNG NGHIỆP:

2.1.1 Định nghĩa thuốc bảo vệ thực vật: FIFRA (Đạo luật Liên bang Mỹ về thuốc trừ côn trùng, nấm và nhóm gậm nhấm

[Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Act]) định nghĩa về thuốc bảo vệ thực vật (TBVTV) như sau:

- Thuốc BVTV là những hợp chất hóa học (vô cơ hoặc hữu cơ), những chế phẩm

sinh học (chất kháng sinh, vi khuẩn, nấm siêu vi trùng, tuyến trùng…) những chất có nguồn gốc động vật, thực vật được sử dụng để bảo vệ cây trồng và nông sản, chống lại sự phá hại của những sinh vật gây hại như côn trùng, nhện, tuyến trùng, chuột, chim, thú rừng, nấm, vi khuẩn, siêu vi khuẩn, rong, rêu cỏ, dại, ốc sên… (pest).

- Theo quy định tại Điều I Chương I, Điều lệ quản lý thuốc bảo vệ thực vật (ban hành kèm theo Nghị định số 58/2002/NĐ-CP ngày 03/06/2002 của chính phủ), ngoài tác dụng phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật, thuốc BVTV bao gồm cả những chế phẩm có tác dụng điều tiết sinh trưởng thực vật, những chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút các loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt.

- Do những sinh vật gây hại cho cây trồng và nông sản (côn trùng, nhện, tuyến trùng, chuột, chim, thú rừng, nấm, vi khuẩn, siêu vi khuẩn, rong, rêu cỏ, dại…) có một tên chung là dịch hại (pest), nên ở nhiều nước thuốc BVTV có tên gọi là thuốc trừ dịch hại (Pesticide).

- Cũng theo quy định ở nhiều nước thuốc BVTV bao gồm các chất làm khô cây hoặc các chất làm rụng lá cây; được dùng trước ngày thu hoạch cho một số cây trồng như bong vải, khoai tây… để giúp thu hoạch mùa màng bằng cơ giới có thể tiến hành thuận lợi.

- Thế giới cũng quy định thuốc bảo vệ thực vật còn bao gồm thuốc trừ ruồi, muỗi trong y tế.

2.1.2. Chất độc là gì?

Chất độc là chất khi xâm nhập vào cơ thể với lượng nhỏ cũng có thể gây nên ngộ độc, phá hủy nghiêm trọng các chức năng của cơ thể hoặc làm cho cơ thể bị chết. Chất độc còn được định nghĩa là chất gây tác động xấu khi xâm nhập vào bên trong tế bào sống. Độc tính (của TBVTV) là khả năng gây tổn hại đến sinh vật của một hóa chất. Các TBVTV có độc tính khác nhau, thuốc càng có độc tính cao thì lượng gây độc càng nhỏ.

2.1.3. Tính độc: Tính độc của một chất là khả năng gây độc của chất đó đối với cơ thể dịch hại. Tính độc được thể hiện bằng độ độc. Độ độc của mỗi loại chất độc thay đổi tùy theo đối tượng bị gây độc. Tuy vậy khái niệm độc mang tính chất quy ước vì có những chất tuy độc đối với sinh vật này nhưng độc ít hoặc không độc đối với sinh vật khác. Mặt khác cũng là



một chất mà tùy theo điều kiện và phương pháp sử dụng mà có thể là chất độc hay không. Độc tính còn thay đổi theo tuổi và giới tính cũng như trạng thái cơ thể sinh vật và điều kiện môi trường. Độc tính của một chất độc là khả năng gây độc của chất đó đối với cơ thể tính theo liều lượng sử dụng. Độ độc của một loại chất độc thay đổi tùy theo đối tượng bị gây độc thể hiện ở những liều lượng khác nhau. Liều lượng là lượng chất độc cần có để gây một tác động nhất định trên cơ thể sinh vật. Cách để xác định độ độc là cho các sinh vật thí nghiệm hấp thu một liều lượng nhất định chất độc và theo dõi diễn tiến kết quả. Trong thực tế độ độc có thể được xác định dựa trên các chỉ số LD50 hoặc LC50 như sau

2.1.4. Liều lượng và nồng độ gây chết

Trong thực tế người ta thường đề cập liều lượng gây chết 50% sinh vật thí nghiệm hay còn gọi là liều lượng gây chết trung bình (Medium Lethalis Dosis ký hiệu là MLD hoặc LD50 hoặc ED50 – Medium Estimated Dosis). Liều lượng là lượng chất độc cần có để gây ra một tác động nhất định lên cơ thể sinh vật. ED50 là ước tính thống kê liều lượng cần thiết của một chất độc trong môi trường đồng nhất có thể tạo ra tác động trên 50% các thể của quần thể thí nghiệm. LD50 (lethal dose) là liều lượng gây chết cho 50% cá thể sử dụng trong thí nghiệm.. Đơn vị của LD50 là mg ai/kg (mg chất độc hoạt động (active ingredient) trên mỗi kg thể trọng của sinh vật thí nghiệm) Độc tính còn được diễn tả như là nồng độ hơi hoặc bụi trong không khí hoặc lượng chất độc dạng lỏng hòa tan trong nước sông suối hồ có thể gây chết cho 50% số sinh vật thí nghiệm. Nồng độ này được ký hiệu là LC50 (lethal concentration): là nồng độ gây chết trung bình 50% cá thể thí nghiệm. LC50 có đơn vị là microgram (10-6 gram) trên mỗi lít không khí hoặc nước. TBVTV xâm nhập vào cơ thể thông qua miệng, da, mắt, phổi. TBVTV còn có thể được tiêm vào cơ thể qua tĩnh mạch. LD50 thường được tính qua đường da hoặc miệng. Trị số tuyệt đối của LD50 và LC50 càng nhỏ thì độ độc của nó càng cao. Các sinh vật thường dùng trong thí nghiệm này là: thỏ, chuột bạch, chuột lang, chó, đôi khi dùng cả khỉ. Một loại thuốc có LD50 cao chưa chắc là an toàn, liều lượng bán gây chết của một số thuốc cũng có thể gây ra các triệu chứng ở da và mắt như: kích ngứa, đau đầu, ói mửa và các tật bệnh khác. Chất độc thường thâm nhập vào cơ thể sinh vật theo 3 đường: tiêu hóa, tiếp xúc và hô hấp do chúng ta cũng có 3 loại LD50 tương ứng: LD50 qua đường miệng (Oral LD50): sử dụng khi thuốc thâm nhập theo đường tiêu hóa LD50 qua da (Dermal LD50): sử dụng khi thuốc thâm nhập qua da do tiếp xúc trực tiếp LD50 qua đường hô hấp (Inhalation LD50) sử dụng khi thuốc thâm nhập qua khí quản.



Bảng 2.1 Một số ví dụ về LD50 của thuốc: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Hóa chất Tên thương mại LD50 Loại thuốc BVTV ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Carbofuran Furadan 8-14 Diệt côn trùng(DCT) Parathion-methyl Wofatox 14 DCT Carbaryl Sevin 850 DCT Aldicarb Temik 0,79 DCT BT Dipel Diazinon 300 Iprodione Rovral 3500 Diệt nấm (DN) Zineb Dithane 5200 DN Captan 9000 DN Metalaxyl Ridomil 670 DN Glyphosate Roundup 4300 Diệt cỏ (DC) Trifluraline Treflan 3700 DC 2,4-D 375 DC Simazine Princep 5000 DC Propagite Omite 2200 Diệt nhện (DNh) Difocol Kelthane 668 Diệt nhện Metaldehyde 600 Diệt ốc sên Zinc phosphide 45,7 Diệt chuột ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Có nhiều quy ước phân loại các chất độc dựa vào LD50 của chúng như sau: Nhóm I : Rất độc LD50 < 100mg/kg. Nhóm II : Độc cao LD50 = 100 - 300 mg/kg. Nhóm III : Độc vừa: LD50 = 300 - 1000 mg/kg. Nhóm IV : Độc ít: LD50 > 1000mg. Có thể chia chi tiết hơn như sau: I : Đặc biệt độc : LD50 < 1 mg/kg II : Rất độc : LD50 = 1 - 50 mg/kg III : Độc cao : LD50 = 50 - 100 mg/kg IV : Độc vừa : LD50 = 100 -500 mg/kg. V : Độc ít : LD50 = 500 - 5000mg/kg VI : Độc không đáng kể : LD50 = 5000 - 15000 mg/kg



2.1.5. Mức không thấy được hiệu ứng của thuốc (No Observable Effect Level = NOEL)

Là liều lượng tối đa của một chất độc không tạo ra được một hiệu ứng thấy rõ rệt ở các động vật thí nghiệm. NOEL thường được dùng làm hướng dẫn để lập ra các mức tiếp xúc tối đa ở người và thiết lập các mức dư lượng chấp nhận được trên các loại nông sản. Thông thường, mức tiếp xúc và mức dư lượng chấp nhận được được quy định khoảng 100 đến 1000 lần nhỏ hơn NOEL để có được sự an toàn cần thiết.

2.1.6. Trị số ngưỡng giới hạn (Threshold Limit Value = TLV)

TLV đối với một hóa chất, chẳng hạn như chất được dùng làm thuốc xông hơi là nồng độ của hóa chất (tính theo ppm ) không tạo ra những ảnh hưởng xấu cho sinh vật trong một khoảng thời gian nào đó. TLV thông dụng nhất thường áp dụng cho nông dân là nồng độ của hóa chất mà nông dân phải chịu đựng trong vòng 8 giờ mỗi ngày và trong 5 ngày liên tục. Đôi khi có những trị số TLV ngắn hạn áp dụng cho nông dân vì công việc phải đi vào vùng xử lý thuốc. Tính TLV bằng cách cho sinh vật tiếp xúc với những nồng độ chất độc khác nhau rồi khảo sát và phân tích các kết quả. TBVTV thường được phân thành 3 hạng I, II, và III. Hạng I là những TBVTV rất độc, sử dụng phải rất hạn chế. Hạng III gồm các TBVTV ít độc hại nhất. Mỗi một loại mang những dấu hiệu khác nhau trên nhãn và có quy chế riêng. a) Các TBVTV trong Hạng I Các TBVTV thuộc Hạng I có LD50 đường miệng bằng hoặc nhỏ hơn 50 mg/kg và LD50 qua da bằng hoặc nhỏ hơn 200 mg/kg. Theo quy ước quốc tế, các nhãn thuốc nhóm này có ghi chữ “Nguy hiểm” cùng với chữ ”Chất độc” với dấu hiệu sọ người và hai xương bắt chéo. Các thuốc trong hạng này gây nhiều rủi ro nhất vì chúng quá độc. Các TBVTV ít độc hơn vẫn có thể được xếp vào Hạng I nếu chúng gây ra những nguy hiểm đặc biệt như: tổn thương nghiêm trọng da và mắt hoặc nguy hại đối với môi trường. Trong trường hợp này trên nhãn chỉ có chữ nguy hiểm mà không ghi chữ chất độc. Một vài giọt đến một muỗng cà phê thuốc này có thể làm chết một nguời lớn. b) Các TBVTV trong hạng II Hạng này bao gồm các TBVTV có LD50 đường miệng từ 50 đến 500 mg/kg hoặc LD50 qua da từ 200 đến 2000 mg/kg. Trên nhãn thuốc loại này có ghi chữ “Cẩn thận”. Liều khoảng 1-6 muỗng cà phê có thể làm chết một người lớn. c) Các TBVTV trong hạng III Hạng III gồm các TBVTV có LD50 đường miệng lớn hơn 500 mg/kg và LD50 qua da lớn hơn 20000 mg/kg. Ngoài nhãn có ghi chữ “Lưu ý”. Nuốt khoảng 30 g thuốc hạng này, người lớn có thể chết.



2.1.7 Phương pháp trắc nghiệm tính độc với động và thực vật Sinh vật thường được dùng để trắc nghiệm độ độc là : thỏ, chó, khỉ, nai, chuột trắng, chuột lang, nhóm bò sát, cá, thực vật, ong. Trong vài năm gần đây một phương pháp mới được sử dụng là dùng các vi khuẩn phát sáng (phytobacteria) trộn lẫn với độc chất pha loãng theo các nồng độ khác nhau và đo độ phát sáng của vi khuẩn để xác định độ độc. Phương pháp này cho kết quả rất nhanh chóng. Các con số về liều gây độc LD50 đều phải chỉ định rõ loại sinh vật thí nghiệm. Ngoài ra còn có việc thử hiệu lực thuốc trên các côn trùng đối tượng. Theo quy luật thông thường của tự nhiên, những động vật nhỏ bé thường có sức đề kháng mạnh hơn các động vật lớn nên trong thực tế người ta lấy 1/10 liều lượng LD50 để chỉ định độ độc của thuốc đối với người lớn khoẻ mạnh. Đối với người già, trẻ em và phụ nữ có thai thì chỉ số đó còn nhỏ hơn nhiều nữa. Trong trạng thái say rượu khả năng đề kháng của người say còn thấp hơn rất nhiều lần. Ngoài sự sai biệt do các giống sinh vật khác nhau đem lại, LD50 còn thay đổi theo con đường xâm nhập của thuốc vào cơ thể. Chất độc thường có thể xâm nhập vào cơ thể sinh vật theo 3 con đường: tiêu hóa, tiếp xúc và hô hấp. Do đó chúng ta cũng có 3 loại LD50 tương ứng: - LD50 qua đường miệng (Oral LD50): thuốc xâm nhập vô đường tiêu hoá. - LD50 qua đường da (Dermal LD50): thuốc xâm nhập qua da do tiếp xúc. - LD50 qua đường thở (Inhalation LD50); thuốc xâm nhập đường hô hấp. Trong 3 loại này, LD50 qua hô hấp thường có trị số thấp nhất bởi vì thuốc xâm nhập qua hệ hô hấp sẽ được nhanh chóng chuyển vào máu, đưa đi khắp cơ thể và gây độc cấp kỳ. Kế đến là sự xâm nhập của chất độc qua đường tiếp xúc, nhất là đối với chất độc dễ hoà tan trong mô mỡ, hoặc là khi thuốc rơi vào các vị trí như cánh mũi, mắt, cổ hoặc vết thương. Các thuốc có nguồn gốc khác nhau thì tính độc và khả năng gây độc khác nhau: * Các thuốc gốc lân có độ độc cấp tính cao nhưng ít hoặc không tích lũy. * Các thuốc gốc Clo có độ độc cấp tính không lớn nhưng tích lũy trong mỡ. * Các thuốc vô cơ như Cu và S có độ độc kéo dài. * Các thuốc gốc thảo mộc có độ độc cấp tính cao nhưng phân giải nhanh. Thuốc gốc lân thường kiềm hãm enzyme cholinesterase trong khi thuốc gốc Clo tác động lên hệ thần kinh. Có khi thuốc làm liệt cơ và thần kinh của động vật có xương sống thì lại không có cùng tác dụng ở côn trùng. Có nhiều loại trắc nghiệm với động và thực vật , tùy theo mục tiêu mà lựa chọn các phương pháp khác nhau, chẳng hạn: Để xác định NOEL và liều lượng dưới tử vong (sublethal dose) hoặc độ độc mãn tính (chronic), hoặc người ta thường cho động vật hấp thu hàng ngày liều nhỏ hơn LD50. Trắc nghiệm này cũng dùng để đánh giá sự bất dục, sinh con khuyết tật, ung thư, hoặc các vấn đề sức khỏe khác ở người.



Để xác định độc cấp tính thường sử dụng LD50 và LC50. Vật thí nghiệm được cho hấp thu liều cao và đơn độc để khảo sát hiệu ứng, từ đó giúp dự đoán mối nguy cơ tiếp xúc với thuốc ở liều nhỏ và lâu dài ở người.

2.1.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến độc tính của TBVTV Có nhiều yếu tố làm tăng hoặc giảm khả năng phòng diệt của TBVTV đối với các dịch hại. Các yếu tố ảnh hưởng gồm có: nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, gió, mưa, yếu tố di truyền, tuổi và thể trạng của sinh vật. Thời gian cần có để mất đi một nửa lượng thuốc ban đầu gọi là bán sinh (half life) của thuốc. Bán sinh của thuốc tùy thuộc vào đặc điểm của hóa chất và dạng bào chế, vi sinh vật đất, UV, chất lượng nước pha thuốc cũng như các chất lẫn tạp trong thuốc. Trộn các loại thuốc BVTV lại với nhau có thể làm tăng hoặc giảm bán sinh. Loại thuốc tồn tại lâu trong thiên nhiên dưới dạng hoạt động được gọi là thuốc bền vững. Sau đây là các yếu tố chính ảnh hưởng đến độc tính của TBVTV . Giai đoạn sinh trưởng của dịch hại: Giai đoạn sinh trưởng của dịch hại có thể ảnh hưởng đến đáp ứng của chúng đối với TBVTV. Chẳng hạn, cây còn nhỏ thường nhạy cảm với thuốc diệt cỏ hơn là cây lớn; cây đa niên đang trổ hoa bị ảnh hưởng của thuốc diệt cỏ nhiều hơn cây bắt đầu trổ hoa hoặc đã trổ hoa xong. Các loại cỏ đa niên khó bị diệt khi chúng đã phát triển đầy đủ hệ thống thân ngầm. Các giai đoạn phát triển khác nhau của côn trùng từ trứng đến sâu non, nhộng, ấu trùng đều có đáp ứng khác nhau với TBVTV do các khác biệt về đặc điểm lý hóa khác biệt của chúng cũng như tính ăn và vị trí các cơ phận của cơ thể. Sự hấp thu TBVTV: Phần lớn các TBVTV đều có vị trí tác động đặc thù. Trước khi tác động thuốc phải được dẫn tới các vị trí này. Sự khác biệt về cấu tạo cơ thể, lớp phủ cơ thể, và thói quen của dịch hại có thể ảnh hưởng đến sự xâm nhập của thuốc. Dạng chế phẩm và điều kiện môi trường cũng ảnh hưởng đến sự hấp thu TBVTV. Sinh vật hấp thu TBVTV theo nhiều cách - Thuốc tiếp xúc (contact): loại thuốc này đi vào cơ thể sinh vật xuyên qua lớp cấu tạo phủ ngoài cơ thể (chẳng hạn như lớp cutin của thực vật, nhóm chân đốt, hoặc da của các động vật có xương sống). - Thuốc vị độc (stomach poisons) : để gây độc thuốc phải được ăn vào, từ đó thuốc thấm qua lớp tế bào lót của miệng hoặc đường ruột của côn trùng - Thuốc xông hơi (fumigant): được sinh vật hấp thu vào qua sự hô hấp hoặc qua các bộ phận thở. hoặc qua da hoặc lớp biểu bì. Có loại TBVTV có cả ba phương thức xâm nhập kể trên. Phần lớn TBVTV nguyên chất không thích hợp cho việc tiêu diệt dịch hại bởi vì chúng quá đậm đặc hoặc khó trộn lẫn với nước, hoặc không được bền vì vậy những nhà bào chế thường thêm vào các chất khác để cải thiện khả năng tồn trữ, thao tác vận chuyển và sử dụng an toàn hơn. Sản phẩm cuối cùng gọi là chế phẩm TBVTV (pesticide formulation). Chế phẩm TBVTV bao gồm: 1) chất hoạt động; 2) chất mang như các loại dung môi hoặc khoáng sét; 3) các chất tác động bề mặt bao gồm chất dính và chất trải; 4) các chất khác



như chất ổn định, chất nhuộm và các hóa chất để cải thiện hoặc tăng cường tác động của TBVTV . Ở xứ lạnh, trong chế phẩm TBVTV còn chứa các chất chống đông do nhiệt độ thấp. Sau cùng, các chế phẩm được sử dụng dưới dạng hòa loãng với nước hoặc dầu. Có một số thuốc trừ dịch hại được chế tạo đặc biệt để sử dụng trong nhà.

2.2. TIÊU CHUẨN CỦA THUỐC BVTV DÙNG TRONG NÔNG NGHIỆP Các thuốc BVTV cần phải có các đặc tính sau: * Có tính độc đối với dịch hại nhưng an toàn đối với cây trồng (ít nhất là nồng độ thường dùng) và ít chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh (nhiệt, ẩm, ánh sáng ...) * Tính độc phải đa năng song phải có tính chọn lọc. * Bảo quản, vận chuyển và sử dụng dễ dàng. * An toàn đối với môi trường. * Dễ kết hợp giữa thuốc với nhau hoặc với phân bón. * Màu sắc dễ phân biệt để dễ kiểm tra và bảo đảm an toàn khi sử dụng. * Giá thành người tiêu dùng chấp nhận được.

2.3. PHÂN LOẠI THUỐC TRỪ DỊCH HẠI Tất cả các hoá chất dùng trong công tác BVTV đều được mang tên chung là TBVTV hay thuốc trừ dịch hại (pesticide). Việc phân loại thuốc trừ dịch hại có thể thực hiện theo nhiều cách:

2.3.1 Phân loại theo đối tượng: Diệt côn trùng: Insecticide Diệt vi khuẩn: Bactericide Diệt nấm: Fungicide Diệt tuyến trùng : Nematicide Diệt cỏ: Herbicide, Weed killer Diệt nhện: Acaricide Diệt Aphid : Aphicide Diệt ốc sên: Molluscicide Diệt chuột: Raticide

2.3.2. Phân loại theo con đường xâm nhập: Vị độc (vđ): Dipterex (tx) DDT (tx) 666(tx xh) Wofatox (tx) ... Tiếp xúc (tx): Mipcin, Bassa, Dimethoate (ld) Lưu dẫn (ld): Furadan, Aliette Xông hơi (xh): Methyl Bromide (CH3Br), Chloropicrin (CCl3NO2) Aluminium Phosphide (Al..P)

2.3.3. Phân loại theo nguồn gốc: Thuốc vô cơ: S, Cu ... Thuốc thảo mộc: Derris, Nicotine, Neem Thuốc tổng hợp:



* Nhóm Clo: DDT, 666 * Nhóm Lân: Wofatox Bi-58 * Nhóm Carbamate: Mipcin, Bassa, Sevin * Nhóm Pyrethroid : Decis, Sherpa, Sumicidine * Nhóm Insect Growth Regulator (IGR): Nomolt, Applaud Ngoài ra trong hệ thống của Mỹ, các chất đều hòa sinh trưởng, chất dẫn dụ và xua đuổi côn trùng cũng được liệt vào nhóm thuốc Bảo vệ Thực vật. Có một số thuốc BVTV tiêu diệt được nhiều đối tượng gây hại nên có thể được xếp vào nhiều nhóm khác nhau. Ví dụ 2,4-D dùng ở liều thấp là chất kích thích sinh trưởng thực vật, ở liều cao là thuốc diệt cỏ. Oxythioquinox (Morestan) có thể dùng diệt nhện, nấm bệnh lẫn côn trùng. Cách phân loại dựa theo nguồn gốc nhóm thuốc là phổ biến nhất:

2.3.3.1. Nhóm thuốc gốc Clo hữu cơ: (CHC) Các thuốc CHC dùng để trừ côn trùng, hiện nay phần lớn thuốc nhóm này đã bị cấm do tính tồn lưu quá lâu trong môi trường mà điển hình là DDT, Chlordane, Toxaphene, Dieldrin, Aldrin, Endrin .v.v. Một số vẫn còn dùng rất giới hạn như Difocol và Methoxychlor. Phần lớn các CHC khó phân hủy trong môi trường và tích lũy trong mô mỡ của động vật. Tính tồn lưu cũng có ích trong trường hợp cần duy trì tính độc của thuốc lâu dài. Các CHC gồm những hợp chất aryl, carbocyclic, heterocyclic có MW khoảng 291-545. CHC có thể được chia ra làm 5 nhóm: (1) DDT và các chất tương tự; (2) BHC; (3) Cyclodiens các hợp chất tương tự; (4) Toxaphene và các chất tương tự; và (5) cấu trúc khép kín của Mirex và Chlordecone. Xu hướng kháng chéo của côn trùng đối với các thuốc trong cùng một nhóm và thuốc thuộc các nhóm khác nhau là gia tăng mạnh, mặc dù cơ chế tác động giữa các nhóm có sự khác biệt. CHC gây độc thần kinh, tuy nhiên cũng có một số khác biệt về triệu chứng giữa hai nhóm: một phía là DDT và những chất tương tự với nó và phía kia là những chất còn lại. DDT gây ra sự run rẫy (tremor, hoặc ataxia=mất đều hòa), khởi sự ở mức nhẹ lúc mới bắt đầu bị trúng độc và ngày càng tăng cho đến khi có triệu chứng co giật (convulsion). Trái lại lindane, aldrin,dieldrin, endrin, toxaphene, và nhiều hợp chất có liên quan gây ra triệu chứng co giật ngay từ đầu. Mức kích thích thần kinh quan hệ trực tiếp với nồng độc của thuốc trong mô thần kinh. Thông thường các hậu quả có thể phục hồi sau khi hấp thu một hay nhiều liều thuốc. Sự phục hồi này chỉ có thể xảy ra khi nồng độ độc của CHC trong mô thần kinh không vượt quá một ngưỡng tới hạn (critical level). Hầu hết các CHC có thể đi xuyên qua da cũng như qua hệ hô hấp và hệ tiêu hóa. Mức hấp thu qua da khác biệt tùy theo chất, chẳng hạn DDT hấp thu qua da kém còn Dieldrin lại hấp thu qua da rất mạnh. Thông thường, vì có áp suất hơi thấp nên ít khi CHC có nồng độ trong không khí cao qua mức cho phép. CHC làm thay đổi các tính chất điện cơ thể và của các men có liên quan đến màng tế bào thần kinh, gây ra biến đổi trong động thái di chuyển của ion Na+ và K+ qua màng tế bào. Có thể có cả sự nhiễu loạn vận chuyển chất vôi và hoạt tính của men Ca2+-ATP và men phosphokinase. Cuối cùng CHC gây chết do sự dừng hô hấp.



2.3.3.2. Nhóm thuốc gốc lân hữu cơ: (LHC) Do Lange và von Kreuger tìm ra vào đầu những

năm 1930 (dimethyl và diethyl phosphorofluoridate). Đến năm 1936, Gerhard Schrader chủ trì một dự án nghiên cứu và tìm ra nhiều chất khác như dimefox, octamethyl pyrophosphoramidate(schradan) và tetraethyl pyrophosphate (TEPP). Cuối thế chiến thứ II, chất parathion ra đời và tồn tại trong hơn 40 năm. Cho đến nay đã có hàng ngàn chất LHC được tổng hợp và đánh giá trong số đó đã có khoảng 100 chất khác nhau được đưa vào thương mại hóa. Đây là nhóm thuốc hữu cơ quan trọng nhất hiện dùng. Schrader thường được xem là ông tổ của các thuốc lân hữu cơ. LHC là những chất có ít nhất một nguyên tử P bốn hóa trị, hầu hết các LHC là những ester có cấu trúc như sau: RO O(S) P R’ X Trong đó : R = methyl hoặc ethyl R’ = alkoxy, alkyl, aryl, amino hoặc các amino có nhóm thế X = nhóm có thể tách rời (leaving group) O mang nối đôi có thể bị S thay thế. Các LHC khác nhau nhiều do sự thay đổi của nhóm X. Thực tế, hầu hết các LHC dùng hiện nay có cấu trúc RO O(S) P RO X Trong đó R là methyl hoặc ethyl và X thay đổi, thông thường X là chất thế của alkoxy; phenoxy; thioalkyl hoặc các chất thơm dị nhân. Các LHC chứa nối P=O (phosphate) hoặc P=S (phosphorothionate) trong đó P=S khá bền vững đối với sự thủy giải so với P=O bởi vậy chúng có triển vọng về mặt độc tính và khả năng diệt côn trùng. Tuy nhiên chúng có tác động chống men cholinesterase yếu và cần phải được hoạt hóa qua biến dưỡng để trở thành P=O vốn có hoạt tính chống men cholinesterase mạnh mẽ. Cách tác động của thuốc: Độc tính của LHC đối với côn trùng và người do sự bất hoạt hóa men acetylcholinesterase (AChE), là một loại men xúc tác sự thủy phân nhanh chóng chất Acetylcholine(ACh). Sự bất hoạt xảy ra hoàn toàn khi LHC tác động đến men và lân hóa nhóm OH của serine tại vị trí hoạt động của men (theo phương trình).



ki O O O Kd kp E-OH + (RO)2 P -X [E-OH] (ROR)2P -X] E-OP(OR)2+X - Acetylcholine là một trong số các chất dẫn truyền luồng thần kinh quan trọng chi phối sự truyền các xung thần kinh dọc qua các chỗ nối synaptic và trong một số trường hợp qua các chỗ nối cơ thần kinh. Vai trò của AChE trong việc điều phối truyền động luồng thần kinh được diễn tả trong Hình sau Túi Ach ACh Ach vị trí nhận ACh Ach ACh Xung thần kinh ACh ACh ACh Điểm cuối Phức hợp Cơ thần kinh AChE-ACh Hình 2.1 Sự tương tác giữa AChE và Ach tại một chỗ nối synapse hoặc cơ thần kinh Khi xung thần kinh di chuyển dọc theo trục và tiến đến điểm cuối của nối synapse hoặc cơ thần kinh thì các Ach có sẳn trong các túi sẽ được phong thích ra ngoài nhanh chóng và sau đó tương tác với màng sau synaptic (post synaptic) gây kích thích cơ hoặc sợi thần kinh. AChE đều chỉnh sự truyền thần kinh bằng cách giảm nồng độ của Ach tại chỗ nối bằng phản ứng thủy phân men biến Ach thành choline và acid acetic CH3 C CH3 O + AChE + CH3 - NCH2CH2 0CCH3 + H2O CH3 - NCH2CH2OH + CH3COH CH3 CH3 Acetylcholine Choline Acetic acid

2.3.3.3 Các thuốc nhóm Carbamate: Đây là nhóm thuốc được dùng rộng rãi bởi vì thuốc tương đối rẻ tiền, hiệu lực cao mà ít tồn lưu trong môi trường. Thuốc là dẫn xuất của acid cabamic, có chứa các nhóm phụ dithiocarbamates và thiocarbamates mang lưu huỳnh. Ngoài dạng thuốc trừ sâu còn có thuốc trừ nấm bệnh, trừ cỏ, trừ ốc sên và trừ tuyến trùng. Đối với động vật,



thuốc carbamate gây tổn thương hệ thần kinh và một số khác rất độc cho động vật có vú bao gồm cả con người. Thuốc nhóm này không tích lũy trong mô mỡ do vậy tính độc của chúng thường ngắn và sinh vật có thể phục hồi. Các thuốc Carbamate thông dụng như: carbaryl (Sevin), aldicarb (Temik) và methomyl (Lannate, Nudrin). Các thuốc diệt côn trùng carbamate có nguồn gốc tự nhiên là chất physostigmine hoặc eserine. Năm 1925, Stedman và Barger đã làm sáng tỏ cấu trúc của physostigmine, một loại alcaloid có trong cây đẫu Calabar, Physostigma venenosum. Đây là một chất co đồng tử mạnh mẽ và có hoạt tính tiết acetylcholine, physostigmine và các chất tương tự với nó (neostigmine và prostigmine) đã được dùng trong ngành nhãn khoa để trị các bệnh tăng nhãn áp (glaucoma) và nhược cơ mi mắt (myasthenia gravis). Physostigmine là một methylcarbamate este. Năm 1954, Gysin giới thiệu chất este carbamate đầu tiên được dùng làm chất diệt côn trùng, ông cũng đã mô tả tính chất nhiều loại este dimethylcarbamate. Sau đó các phenyl N-methylcarbamate mang nhóm thế được nghiên cứu nhiều để đem vào sử dụng trong nông nghiệp. Đến năm 1985 có 25 chất este carbamate được đưa vào sử dụng. O Este carbamate là dẫn xuất của acid carbamic ( HOCNH2) . Acid carbamic cũng như acid N-alkylcarbamic và acid N,N-dialkylcarbamic không bền vững và dễ bị phân hủy thành CO2 và NH3,. Khi thay thế H đứng gần O bằng nhóm akyl, aryl, hoặc nhóm chứa nitơ sẽ tạo ra được các sản phẩm bền vững dùng làm TBVTV hoặc dược phẩm. Độc tính của carbamate được ghi ở Bảng 2.2 Bảng 2.2 Độc tính qua đường miệng của các thuốc diệt côn trùng gốc carbamate -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Tên thông dụng Tên thương mại LD50 -------------------------------------- Chuột Ruồi nhà -------------------------------------------------------------------------------------------------------- mg/kg mg/kg Aldicarb 1 5,5 Carbofuran 8-14 6.7 Thiofanox 9 ---- Methomyl Lannate 17-24 3,4 Aminocarb Matacil 30 85 Mexacarbate Zectran 15-63 65 Dimetilan 25-64 9,0 Propoxur Baygon 95-104 25 Metalkarmate Bux 87-170 65 Methiocarb Mesurol 130-135 24 Landrin Landrin 178 41 Carbaryl Sevin 307-986 900 Butacarb 4000 39 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- miệng trên chuột là 1 mg/kg là một trong số các chất TBVTV độc nhất được Cũng giống như LHC, các thuốc diệt trùng carbamate ức chế hoạt động của men acetylcholinestearse. Nhiều carbamate có độ độc cấp tính rất cao đối với động vật. Aldicarb có độ độc cấp tính đường dùng hiện nay. Vì quá độc, Aldicarb thường được



dùng ở thể hạt bón vào đất (Carbofuran cũng tương tự). Tuy vậy nhìn chung các thuốc trong nhóm này vẫn ít độc hơn nhóm LHC, cơ thể có khả năng phục hồi sau khi bị ngộ độc carbamate lớn hơn khi bị ngộ độc organophosphate. Các thuốc diệt côn trùng methylcarbamate ít có hậu quả gây độc lâu dài cho động vật có vú. có một vài carbamate, gồm cả carbaryl và carbofuran, có khả năng gây biến dạng ở bào thai gà. Ít có bằng chứng về khả năng gây đột biến của methylcarbamate, nhưng đối với N-nitrosomethylcarbamate (có thể hình thành do sự kết hợp giữa carbamate và ion nitrogen) là một chất gây đột biến rất mạnh mẽ.

2.3.3.4. Các thuốc nhóm Pyrethrin và Pyrethroids Các đặc tính sát trùng của hoa thúy cúc (Chrysanthemum spp., thường gặp nhất là C. cineraraefolium) đã được phát hiện rộng rãi vào giữa thế kỷ 19. Cùng với tính diệt côn trùng mạnh mẽ, pyrethrin có ưu điểm là ít tồn lưu trong môi trường. Trước khi có DDT, Pyrethrin là chất diệt côn trùng chính dùng trong nông nghiệp và gia đình mặc dù chúng có yếu điểm là bị ánh sáng phân hủy nhanh chóng. Từ những năm 1950, khi dùng chất piperonyl butoxide và một số hợp chất khác để tăng hiệu lực của pyrethrin, làm giảm chi phí thuốc trên đơn vị diện tích. Giá đắt và tính kém bền dưới ánh sáng là hai trở ngại chính trước khi tổng hợp được các pyrethroids bền hơn và tính diệt trùng cao hơn. Chẳng hạn, Dr. Elliot đã phát hiện ra Deltamethrin, có tính bền ánh sáng cao, phân hủy sinh học nhanh chóng và cực độc đối với côn trùng. Ngày nay pyrethrin thiên nhiên chỉ dùng trong gia đình, pyrethrin tổng hợp được dùng rộng rãi và chiếm 25% thuốc diệt côn trùng phun trên lá của thế giới trong năm 1983. Có hàng ngàn chất tương tự đã được tổng hợp, một số đã khác nhiều so với các pyrethrin nguyên thủy. một số chất thiếu hẳn cả vòng cyclopropane trong acid chrysanthemic. Pyrethrin và các chất cúc tổng hợp là những chất gây độc kênh muối (sodium channel) của màng thần kinh. Các pyrethroid có ái lực rất cao đối với các kênh muối, tạo ra những thay đổi nhỏ chức năng của kênh. Các pyrethroids thực chất là những chất gây độc chức năng, hậu quả xấu của thuốc mang tính thứ cấp, là hậu quả của sự kích thích quá độ hệ thần kinh. Điều này thể hiện rõ ở chỗ không tìm thấy các dấu hiệu bệnh lý trong hệ thần kinh trung ương, ngay cả khi gây độc nặng nhiều lần cũng như sự chỉ tạo thành các đốm hoại tử không đặc trưng và có thể phục hồi trên các thần kinh ngoại vi của động vật bị co giật và thể hiện các triệu chứng rối loạn vận động nghiêm trọng. Sau khi bị pyrethroid làm cho biến đổi kênh muối vẫn tiếp tục hoạt động bình thường, vẫn duy trì được chức năng chọn lựa các ion muối và nối với điện thế màng. Độc tính của một số pyrethroids được ghi trong bảng 2.3



Bảng 2.3 Độc cấp tính của một số pyrethroids -------------------------------------------------------------------------------------------- Tên LD50 -------------------------------------------------------------------------------------------- Alllethrin 3,5 (200) Barthrin ---- (23.600) Bioallethrin 4 ( 1030) Bioresmethrin 340 (>8000) Cismethrin 6,5 (63) Fenfluthrin 1 (120) trans-Fluorocyphenothrin 6 (----) Kadethrin 0,5 (---) Permethrin >250 (1500) Phenothrin 372 (>5000) Pyrethrin I 5 (340) Pyrethrin II 1 (>600) Resmethrin 165 (1347) Tetramethrin 2,3 (>4000) Cyphenothrin 5 (---) Fenproponate 2,5 (28) Flucythrinate --- (67) Cyfluthrin 5 (---) Cyhalothrin --- (144) Cypermethrin 55 (900) Deltamethrin 2,3 (52) Fenvalerate 75 (450) cis-Fluorocyphenothrin 0,6 (---) ------------------------------------------------------------------------------------------- Ghi chú: số ngoài ngoặc là trị số LD50 tiêm tĩnh mạch, số trong ngoặc là trị số qua đường miệng

2.3.3.5 Các nhóm thuốc khác: Trong nhóm này có: kháng sinh, chất chống đông máu, thuốc gốc thực vật, các chất bụi trơ, vi sinh, dầu lửa, chất dẫn dụ (pheromone), hormone thực vật và xà phòng. a) Chất kháng sinh: Là vật chất tiết ra từ các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn) có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật khác. Thuốc kháng sinh penicilline dùng để trị bệnh nhiễm khuẩn, được ly trích từ nấm Penicillium sp. Streptomycine được dùng để trị bệnh nhiễm khuẩn ở người, động vật và thực vật, có thể sản xuất được bằng phương pháp tự nhiên hay nhân tạo. Ngoài ra còn rất nhiều loại kháng sinh khác được phát hiện và đưa vào sử dụng. b) Chất chống đông máu: Chất này làm thay đổi tiến trình đông máu của động vật có vú làm chúng chết đi vì mất máu sau khi bị vết thương. Chất chống đông máu thường được dùng để trừ chuột và các động vật gặm nhấm khác. Thường động vật phải ăn vào chất chống đông máu nhiều ngày trước khi chất độc tích lũy đủ để phát triệu chứng. Có một số chất chống đông máu khác có hiệu lực ngay sau một liều duy nhất.



c) Thuốc gốc thực vật: Một số thực vật có chứa các chất độc đối với côn trùng và các động vật khác, chẳng hạn như hoa thúy cúc (chrysanthemum) dùng để chiết trích pyrethrum, rễ dây thuốc cá ùng để trích ra rotenone, một số cây họ Huệ dùng để chiết trích sabadilla và hellebore. Chất ryania được trích từ một loài thực vật ở Nam Phi, nicotine được trích từ thuốc lá, strychnine trích từ cây mã tiền ở Ấn Độ, Srilanka, Úc và Đông Dương. d) Các bột trơ: Các loại hạt trơ, còn được gọi là hạt gây rụng hoặc hạt thấm nước, ở dạng bột mịn, thường có độc tính thấp, được dùng để trừ côn trùng hoặc nhóm động vật không xương sống khác. Các hạt trơ này giết côn trùng theo cơ chế lý học, hạt có thể gây trầy xướt lớp sáp bao phủ cơ thể côn trùng làm cho chúng mất nước qua da, hoặc có thể hấp thụ chất sáp trên da côn trùng. Đôi khi các hạt bụi này được kết hợp với aluminium fluosilicate để tạo ra lực hút tĩnh điện, giúp hạt bám dính vào các bề mặt . Vì có độc tính thấp, hạt trơ được sử dụng ở những nơi vì lý do an toàn không thể sử dụng các loại thuốc có độc tính cao. Vì tác động tiêu diệt mang tính chất vật lý do đó chúng không bị mất tác dụng do sự phân hủy trong môi trường. Khi bị ướt, các loại hạt trơ mất tác dụng. Các hạt trơ gây rụng chính là đất điatom, silica gel, bột acid boric. Bột boric acid có thể gây độc khi nuốt phải, do đó phải tránh sử dụng ở nơi có trẻ em. Mặc dù có tính trơ, cần phải tránh hít hạt này vào phổi vì có thể gây kích ứng nghiêm trọng. e) Các chất điều hòa sinh trưởng côn trùng: Các chất điều hòa sinh trưởng côn trùng( Insect Growth Regulator = IGR) là những chất được dùng để biến đổi sự phát triển của côn trùng. Các hormone tự nhiên do chính côn trùng tiết ra điều khiển sự biến đổi trong vòng đời của chúng. Các IGR này hiện nay được tổng hợp nhân tạo để bắt chước hoặc ngăn trở tác động của các hormone tự nhiên. Chúng ngăn cản côn trùng biến thái từ tuổi nhỏ sang tuổi lớn hoặc ép buộc chúng phải trưởng thành từ rất sớm. f) Các chất thuốc gốc vi sinh vật: Các chất thuốc gốc vi sinh vật (VSV) là những VSV được phối trộn với các chất khác để tạo thành sản phẩm phòng trị dịch hại. Người ta đã dùng nhiều chủng của vi khuẩn Bacillus thuringiensis được dùng để tạo ra các chế phẩm (Dipel, Thuricide, Centari....) tiêu diệt nhiều côn trùng trong Bộ Cánh vảy. Vi khuẩn Agrobacterium radiobacter được dùng để trừ vi khuẩn gây bướu trên nhiều loại cây (thường do Agrobacterium tumefaciens) gây ra. NPV (nuclear polyhedral virus) được dùng để trừ sâu xanh (Heliothis armigera) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua). Nấm Beauveria bassiana được dùng để trừ một số loài côn trùng. Càng ngày các thuốc gốc vi sinh càng được ưa chuộng vì chúng rất ít độc đối với người và các sinh vật không phải là dịch hại, cũng như tính chuyên hóa đối với các dịch hại. Ngoài các VSV xuất hiện trong tự nhiên còn có các VSV vật được tạo ra bằng kỹ thuật di truyền hiện đại g) Các loại dầu hỏa: Nhiều loại dầu tinh lọc được dùng để diệt côn trùng và nhện cũng như trứng của chúng. các dầu tinh lọc tiêu diệt côn trùng bằng cách làm chúng bị ngạt thở. Một số dầu lọc thô được dùng làm thuốc diệt cỏ. không chuyên biệt, chúng diệt cỏ bằng cách phá hủy màng tế bào. Các dầu có tính diệt côn trùng hay diệt cỏ được phối chế với



các chất gây huyền phù và các chất trơ khác để cải thiện khả năng hòa tan trong nước. Dầu tinh lọc được sử dụng làm thuốc diệt côn trùng, nhện gồm năm hạng: nhẹ, nhẹ-trung bình, trung bình, nặng-trung bình, nặng. h) Pheromones: Đây là những hóa chất đặc biệt do sinh vật tiết ra để kích thích hành vi của những sinh vật khác cùng một loài. Nhiều loài côn trùng dựa vào pheromone để xác định vị trí của bạn tình. Các loại pheromones côn trùng nhân tạo được dùng trong phòng trừ dịch hại để giám sát sinh hoạt của côn trùng cũng như định thời gian sử dụng các loại thuốc. Các loại pheromone thường được dùng chung với bẫy dính và có một vai trò quan trọng trong việc giám sát hoạt động của côn trùng trong những chương trình phòng trừ dịch hại tổng hợp và để giám sát tính kháng thuốc của côn trùng. i) Các chất điều hòa sinh trưởng và kích thích tố sinh trưởng thực vật: Đây là những chất hoặc được ly trích từ thực vật hoặc được tổng hợp nhân tạo để bắt chước các hóa chất có trong tự nhiên hoặc những hóa chất có khả năng kích thích sự tăng trưởng của cây trồng. Trong tự nhiên, các hormones đóng vai trò điều hòa sự nở hoa, kết trái, tích lũy chất dinh dưỡng và ngủ nghỉ. các chất điều hòa sinh trưởng thực vật và các hormone được dùng để điều chỉnh sự tăng trưởng của cây, thúc đẩy sự sản xuất trái, tỉa bớt lá để dễ thu hoạch hoặc loại trừ những cây mọc không mong muốn. j) Xà bông: Các xà bông dùng làm chất BVTV có thể diệt được côn trùng, mites, rong rêu, nấm mốc, và địa y. Xà bông cản trở sự biến dưỡng tế bào của côn trùng. Xà bông có hiệu lực nhất đối với những côn trùng có thân mềm như rầy mềm, rẹp vảy, psyllids cũng như một số giai đoạn ấu trùng của các loài sâu khác. Loại xa bông này có ích ở chỗ chúng không độc đối với động vật có xương sống, kể cả người. Tuy nhiên cũng có một số cây bị thiệt hại khi phun xà bông, do vậy cần phải chú ý xem kỹ nhãn hiệu xà bông đặc dụng trong BVTV.

2.3.4. Phân loại theo con đường xâm nhập của chất độc vào nhóm dịch hại:

1) Theo cách xâm nhập của chất độc vào cơ thể côn trùng:

a) Xâm nhập qua thức ăn. b) Xâm nhập qua biểu bì. c) Xâm nhập qua khí quản.

2) Theo cách xâm nhập của chất độc vào cơ thể của các loài gậm nhắm:

a) Vị độc b) Xông hơi

3) Cách xâm nhập vào nhện: tương tự như côn trùng 4) Cách xâm nhập vào tuyến trùng:

a) Tiếp xúc b) Hô hấp.

5) Cách xâm nhập vào nấm và vi khuẩn: a) Tiếp xúc b) Xông hơi



6) Cách xâm nhập vào cỏ dại: - Qua rễ, lá, thân.

2.4. TÁC ĐỘNG CỦA CHẤT ĐỘC TỚI CƠ THỂ SINH VẬT:

2.4.1. Sự biến đổi của chất độc trong cơ thể sinh vật: Trong quá trình xâm nhập vào cơ thể sinh vật, chất độc có thể bị biến đổi do các quá trình thủy phân, oxy hoá khử, liên hợp, phản ứng trao đổi v.v.. Ngoài ra sự biến đổi của chất độc còn có thể xảy ra do hoạt động của các men, do tác động của nước bọt, tác động của thức ăn, tác động của huyết dịch v.v.. Sự biến đổi có thể xảy ra theo 2 hướng: * Độ độc bị giảm: Các alkaloid thực vật + tanin trong thức ăn -> các chất hoà tan -> giảm độ độc.

enzyme DDT--------------------------------> DDE Phản ứng tự bảo vệ * Độ độc tăng: khử Thuốc trừ nấm lưu huỳnh ----------------------> Hydrosunfua: độ độc cao. S C2H5O C2H5O P - O NO2 ------------> P - O NO2 C2H5O C2H5O Thiophos (Ethyl Parathion) ------------------------------> Paraoxon độc hơn.

2.4.2. Tác động của chất độc đến cơ thể sinh vật: Cách thức TBVTV tiêu diệt hoặc khống chế các sinh vật gây hại được gọi là cách tác động. Có rất nhiều cách tác động khác nhau được liệt kê trong Bảng 2.2 . Hiểu biết rõ cách tác động của thuốc sẽ giúp người sử dụng chọn đúng thuốc và tiên đoán được kết quả sử dụng thuốc trong một môi trường cụ thể nào đó, chẳng hạn, nếu gặp một loại côn trùng đã kháng một loại thuốc A, ta có thể chọn một thuốc khác có cách tác động dị biệt với thuốc A để đạt được kết quả phòng trừ tốt hơn. Thông thường, các TBVTV trong cùng một nhóm có cách tác động điển hình giống nhau do chúng có thể có một số đồng điểm về cấu trúc hóa học, tính bền vững trong môi trường. TBVTV có thể gây ra tác động cục bộ, lưu dẫn hoặc cả hai. Khi thuốc tiếp xúc với lá và gây hư hại lá, ta có tác động cục bộ. Khi thuốc được dẫn đến các vị trí khác trong cây ta có tác động lưu dẫn, chẳng hạn một số thuốc diệt cỏ phun trên lá được dẫn đến đỉnh sinh trưởng rễ và thân; Thuốc chống đông máu được dẫn từ hệ tiêu hóa bọn gậm nhắm vào trong máu và cản trở tiến trình đông máu bình thường. Các LHC và Carbamate cản trở sự vận chuyển luồng thần kinh tại một số vị trí trong hệ thần kinh trung ương của côn trùng.



Thuốc TBVTV có thể được phun vào cây ký chủ để bảo vệ toàn cây khỏi sự hủy hoại của dịch hại, chẳng hạn khi phun các thuốc diệt côn trùng lưu dẫn vào đất, nó sẽ được dẫn lên lá và gây ngộ độc cho các sâu ăn lá. Đối với thuốc diệt cỏ, một số có cách tác động hủy diệt trực tiếp trên bộ lá bị phun thuốc và gây héo, một số khác cản trở sự hút dinh dưỡng và khả năng sinh trưởng và quang hợp của cây. Cách thức tác động quy định cách sử dụng thuốc diệt cỏ. Loại thuốc ức chế sự nẩy mầm và tăng trưởng cây mới mọc được gọi là thuốc tiền nẩy mầm. Thuốc được đưa vào đất để khống chế cây con cỏ dại trước khi chúng trồi lên mặt đất. Các loại khác có tác dụng sau nẩy mầm được phun vào bộ lá hoặc đất đang có cỏ mọc. Mộ số thuốc sau nẩy mầm cũng có tác dụng tiếp xúc. Thuốc diệt côn trùng có nhiều loại tác dụng: độc thần kinh, độc cơ, gây rụng lá, kích thích tăng trưởng thực vật, triệt sinh sản, hoặc chỉ có tác dụng bít nghẹt các lỗ khí. Thông thường thuốc sát trùng có nhiều cách tác dụng khác nhau. Một số thuốc diệt nấm có tác dụng hủy diệt vì chúng có khả năng tiêu diệt nấm đã xâm nhiễm vào mô và gây bệnh. Cách tác động của thuốc này là ức chế các hoạt động biến dưỡng của các nấm đang sinh trưởng. Các loại khác có tác dụng phòng ngừa sự xâm nhiễm của nấm. Nói tóm lại khi TBVTV xâm nhập vào cơ thể dịch hại sẽ: - Tạo ra các biến đổi lý hóa học. - Tác động đến sự phân hủy các acid amin trong tế bào sinh vật. O NH2 HC + RCH => R-CH-COOH + H2O H COOH N=CH2 Formaline Axid amine Methyl amin - Kết hợp với những kim loại và các thành phần khác của tế bào gây cản trở cho sự phát triển. - Làm tê liệt hoạt động của các men hoặc ức chế hoạt tính của các men . - Tác động đến sự hình thành của các vitamin trong cơ thể hoặc làm mất tác dụng của chúng. Khi đã xảy ra những biến đổi về lý hoá học nói trên thì tế bào không hoàn thành chức năng sinh lý của chúng được nữa. Trong một số điều kiện nào đó, sự phá hủy trạng thái keo bình thường của tế bào có thể dẫn đến sự chết của chúng.



Bảng 2.4. Cách tác động của một số TBVTV Loại TBVTV Ví dụ Cách tác động 1) Thuốc diệt côn trùng: Gây độc cơ học Dầu hỏa CHC DDT, Methoxychlor Gây độc trục thần kinh HCH Gây độc trục thần kinh Chlordane, Thiodane Gây độc synap hệ thần

kinh trung ương Toxaphene Gây độc trục thần kinh LHC Các dẫn xuất thơm Malathion

Dimethoate (Cygon) Disulfoton (Di-Syston)

Gây độc synap hệ TK trung ương

Các dẫn xuất phenyl Ethyl Parathion Methyl Parathion


Các dẫn xuất dị vòng Diazinon Azinphos-methyl (Guthion) Chlorpyrifos (Lorsban, Dursban) Phosmet (Imidan)


Sulfur hữu cơ Propargite (Omite) Aramite

Carbamate Carbaryl (Sevin) Methomyl(Lannate, Nudrin)


Formamidines Chlordimeform(Galecron) Amitraz

Tiết adrenaline

Thiocyanates Thanite Cản trở sự hô hấp tế bào và biến dưỡng

Dinitrophenols Dinoseb Dinocap (Karathane)

Ưc chế sự biến dưỡng

Organotins Cyhexatin Fenbutatin-oxid

chế sự biến dưỡng

Thuốc thảo mộc Nicotine Gây độc sau synaptic Rotenone Ức chế sự biến dưỡng Sabadilla Gây độc cơ Raynia Gây độc cơ Pyrethrum Gây độc trục thần kinh Pyrethroids Permethrin

Fenvalerate Allethrin Resmethin

Gây độc trục thần kinh

Các chất vô cơ Silica gel Acid boric Sulfur Arsenic

Độc cơ thể Ức chế hô hấp

Chất xông hơi Methyl bromide Chất gây mê Ethylene dibromide Chất gây mê Chloropicrin Chất gây mê Vapam

Telone



Naphthalene Thuốc vi sinh Bacillus thuringiensis

Virus Nấm

Nhiều loại

Chất điều hòa sinh trưởng thực vật

Methoprene Diflubenzoron (Dimilin) Các chất tổng hợp Chitin khác Các chất ức chế

Tác động đến sinh trưởng và phát triển

2) Thuốc diệt cỏ: Chất vô cơ Sodium chlorate Chất làm khô lá Dầu lửa Chất độc cơ thể Các hợp chất arsenic hữu cơ

MSMA, DSMA acid cacodylic

Cản trở sự hô hấp tế bào và biến dưỡng

acid phenoxyaliphatic 2,4-D; 2,4,5-T Diclofop methyl

Nhiều tác động khác nhau

Amides Propanil (Kerb) Napropamide (Devrinol) Alachlor (Lasso) Metolaclor (Dual)

Ức chế tăng trưởng ngọn rễ và ngọn thân

Anilines mang nhóm thế

Trifluraline (Treflan) Oryzalin (Surflan) Pendimethalin (Prowl)

Ức chế tăng trưởng ngọn rễ và ngọn thân

Ureas mang nhóm thế Tebuthiuron (Spike) Diuron (Karmex)

Carbamates Propham Barban Asalam (Asulox)

Cản trở sự hô hấp tế bào và biến dưỡng

Thiocarbamate Molinate (Ordram) Cycloate (Ro-Neet) Butylate (Sutan)

Cản trở sự hô hấp tế bào và biến dưỡng, chặn quang hợp ức chế tăng trưởng rễ và thân

Triazines Atrazine (Aatrex) Simazine (Princep) Metribuzine (Lexone) Cyanazine (Bladex)

Chặn quang hợp

Acid aliphatics TCA Dalapon

A benzoic mang nhóm thế

Dicamba (Banvel) Chloramben (Amiben)

Không rõ

Các dẫn xuất phenol Dinoseb Hủy diệt màng tế bào, là một chất gây khô lá

Các nitrile Dichlobenil (Casoron) Bromoxynil (Buctril)

Cản trở sự hô hấp tế bào và biến dưỡng, ức chế sự cố định CO2

Bipyridylium Diquat, Paraquat Diệt màng tế bào, chất làm khô, chặn quang hợp

Vi sinh vật Phytophthora palmivora (Devine)

Uracils Bromacil (Hyvar-X) Chặn quang hợp



Terbacil (Sinbar) Sulfonyl ureas Chlorsulfuron (Glean)

Sulfomethuron-methyl (Oust) Cản trở sự phân chia tế bào

Các loại thuốc diệt cỏ khác

Endothall Glyphosate Oxyfluorfen

Ức chế biến dưỡng và tổng hợp protein

3) Các chất điều hòa sinh trưởng Auxin IAA, 2,4-D, VAR Gibberellins Cytokinins Chất tạo ethylene Ethephon (Ethrel) Chất ức chế sinh trưởng và làm chậm sinh trưởng

Acid benzoic Daminozide (Alar)

4) Các thuốc diệt nấm: Thuốc diệt nấm vô cơ Đồng Ức chế men Sulfur Ức chế biến dưỡng Dithiocarbamates Thiram

Maneb Ferbam Ziram Vapam Zineb

Ức chế men

Thiazoles Ethazol (Terrazol) Ức chế men Triazine Anilazine Ức chế biến dưỡng và

tổng hợp protein Các aromatics mang nhóm thế

Hexachlorobenzene Chlorothalonil (Bravo) Chloroneb

Ức chế men

Dicarboximides Captan Folpet Captafol (Difolatan)

Ức chế men

Oxathiins Carboxin Oxycarboxin

Ức chế biến dưỡng

Benzimidazole Benomyl Thiabendazole Thiophanate (Topsin)

Ức chế biến dưỡng và tổng hợp protein

Acylalanines Metalaxyl (Dual) Triazoles Tridimefon (Bayleton) Piperazines Triforine Imides Iprodione (Rovral)

Vinclozolin (Ronilan)

Quinones Chloranil Dichlone

Ức chế men

Các hợp chất đạm aliphatic

Dodine Ức chế biến dưỡng và tổng hợp protein

Chất xông hơi Chloropicrin Methyl bromide

Kháng sinh Streptomycine Cycloheximide



2.4.3. Các hình thức tác động của chất độc . Có hai hình thức tác động của chất độc lên sinh vật là: (1) toàn bộ và, (2) cục bộ Khi chất độc xâm nhập vào cơ thể làm nhiều lần thì sẽ có hai hiện tượng tích lũy. * Tích lũy hoá học * Tích lũy chức năng: hay tích lũy hiệu ứng. Trong trường hợp tích lũy chức năng, chất độc có thể được bài tiết hoàn toàn ra ngoài, song hiệu ứng của nó vẫn tác động đến các chức năng của cơ thể và được tăng cường thêm do hiệu quả của liều chất độc thâm nhập vào cơ thể lần sau. Các dạng trúng độc của cơ thể gồm có: * Cấp tính * Mãn tính * Di hậu. Khi sử dụng cùng một lúc hai hay nhiều chất độc khác nhau thì có thể có hai dạng tác động: * Hợp lực Tác động: * Đối kháng

2.4.4 Biểu hiện của dịch hại khi bị tác động của chất độc: a. Đối với cơ thể côn trùng: * Sẽ có các phản ứng đặc trưng của sự trúng độc. Côn trùng có thể mất tính hoạt động, mất nhịp điệu ăn khớp giữa các bộ phận. * Gây hưng phấn -----> tê liệt. * Gây ói mửa, làm giảm trọng lượng, bỏng ngoài da, da bị mất màu, gây tổn thương các cơ quan bên trong * Ảnh hưởng đến trứng gây quái thai. b. Đối với các tác nhân gây bệnh: - Tác động trực tiếp tới vách tế bào, màng ty thể hoặc hạch của tế bào, gây rối loạn các hoạt động. - Ngăn cản sự tổng hợp các chất - Gây trở ngại cho sự hoạt động của men và sự tổng hợp men. - Ngăn cản sự hình thành bào tử. c. Đối với cỏ dại: - Lá bị trắng, bị cháy - Xoăn, dị hình

2.5. NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH ĐỘC CỦA CHẤT ĐỘC

2.5.1 Sự liên quan giữa tính chất hóa học và tính độc của một chất độc: * Tính độc phụ thuộc vào sự có mặt của gốc sinh ra độc trong phân tử của chất đó: Arsen, Hg, hoặc HCN



* Tính chất độc của một chất phụ thuộc vào hoạt tính hoá học của chất độc

As2O3> As2O5 * Sự thay thế của một nhóm này bằng một nhóm khác, sự thêm vào hoặc bớt đi của một nhóm trong phân tử. S

C2H5 S CH3O P O NO2 -------> P O NO2 C2H5 CH3O

Ethyl Parathion Methyl Parathion Độc cấp tính đường miệng Độc cấp tính đường miệng LD 50= 3,6 mg ai/ kg chuột cái LD50 = 24 mg ai/ kg chuột cái S CH3O Sumithion P O NO2 Độc cấp tính đường miệng CH3O LD50 = 250 - 500 mg/kg chuột cống CH3 = 870mg/kg chuột nhắt Phụ thuộc vào cấu trúc phân tử: X X= 0 Thiolat O -------> Trừ bạc lá lúa. P YCH3 Y=S O X=S -------------> Salithion Y=O Trừ sâu * Phụ thuộc vào loại chất đồng phân: Trong 8 đồng phân của 666 thì chỉ có gamma 666 có hiệu lực trừ sâu mạnh nhất. * Phụ thuộc vào tốc độ hoà tan và kích thước của các phân tử. Kích thước càng nhỏ ----> càng dễ hoà tan và gây độc.



2.5.2 Sự liên quan giữa đặc điểm của sinh vật và tính độc của chất độc: a) Tính mẫn cảm và tính chống chịu của sinh vật đối với tác động của thuốc . Trong thực tế, đối với các sinh vật khác nhau thì phản ứng với các chất độc cũng khác nhau do đó dẫn đến khái niệm về tính mẫn cảm và chống chịu của sinh vật đối với tác động của chất độc. - Có nhiều loại thuốc tác động tới một loài sinh vật này nhưng không có tác động hoặc tác động kém tới loài khác, ví dụ thuốc trừ sâu phần lớn không tác động tới bệnh và cỏ dại. - Đối với cùng một loài sinh vật thì tính mẫn cảm đối với cùng một loại chất độc cũng khác nhau tùy theo từng giai đoạn phát triển. * Trứng và nhộng có tính chống chịu cao. Ấu trùng có sức chịu đựng tăng dần theo tuổi do: - da dày lên - lượng lipid trong cơ thể tăng lên * Trong những thời gian đình dục, qua đông tính chống chịu càng tăng - Tính chống chịu thay đổi trong ngày tùy trạng thái sinh lý: càng hoạt động càng mẫn cảm - Tính chống chịu khác biệt theo giới tính - Cùng một loài, cùng một lứa tuổi, khi bị đói hoặc ăn thức ăn không thích hợp thì cá thể sẽ trở nên mẫn cảm hơn. Nguyên nhân gây ra tính chống chịu: - Phản ứng tự bảo vệ: * Tránh ăn * Thải chất độc ra khỏi cơ thể nhanh chóng. * Đóng lỗ thở - Cấu tạo về hình thái và giải phẫu sinh lý của cơ thể sinh vật: * Độ dày và cấu trúc của biểu bì * Hình thể lá (rộng, hẹp), độ nghiêng của lá, độ láng của lá, lá có sáp hoặc không, rễ cây ăn sâu hoặc cạn. - Thành phần và hoạt tính của các men. b. Hiện tượng quen thuốc của dịch hại: Tính quen thuốc của dịch hại (tính chống chịu chuyên biệt) tính miễn dịch được ghi nhận ở nhiều sinh vật gây hại sau một quá trình sử dụng cùng một loại thuốc liên tục trong nhiều năm ở tại cùng một địa phương để phòng trừ một loại sâu hại nào đó. Một loại dịch hại đươc xác nhận là đã quen với một loại thuốc khi: - Tại vùng đó đã dùng một loại thuốc liên tục trong nhiều năm để phòng trừ sinh vật gây hại. - Cá thể sinh vật ở vùng thường xuyên dùng một loại thuốc thì có sức chống chịu với loại thuốc này cao hơn từ 5 -10 lần hoặc hơn nữa so với cá thể cùng loại ở địa phương chưa dùng thuốc. Dù phun thuốc ở thời điểm thích hợp nhất, cá thể quen thuốc cũng có tính chống chịu rất cao đối với loại thuốc đó. - Tính quen thuốc được di truyền qua thế hệ sau. - Có sự khác biệt về khả năng và tốc độ thể hiện tính chống chịu ở các loài khác nhau đối với các loại thuốc. - Mức độ chống chịu có tính nhảy vọt theo thế hệ. - Có hiện tượng chống chịu bắt chéo.



Các biện pháp thông dụng để chống quen thuốc là: - Tránh dùng thuốc khi không cần thiết. - Dùng luân phiên các loại thuốc - Kết hợp với thuốc vi sinh vật - Sử dụng biện pháp phòng trừ dịch hại tổng hợp.

2.5.3 Ảnh hưởng của những yếu tố ngoại cảnh tới tính độc: Như đã được đề cập ở phần 1.6, các yếu tố ngoại cảnh có ảnh hưởng đến cả lý hoá tính của chất độc lẫn trạng thái sinh vật, bao gồm: - Nhiệt độ - Độ ẩm không khí và đất. - Lượng mưa - Ảnh hưởng của loại đất và hoạt động của vi sinh vật đất. - Ánh sáng

2.6. TÁC ĐỘNG CỦA CHẤT ĐỘC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG

2.6.1 Tác hại của chất độc tới cây trồng: - Dùng hoá chất độc ở liều lượng quá cao xử lý giống hay đất thường làm cho tỷ lệ nảy mầm, sức nảy mầm của giống bị giảm sút, các cây mọc lên được cũng phát triển kém, rễ ngắn, màu sắc không bình thường. - Thuốc có tác động trên toàn bộ cây trên mặt đất trồng. - Thuốc giảm tính chống chịu của cây trồng, ảnh hưởng đến phẩm chất của nông sản (HCH kỹ nghệ làm cho nông sản có mùi hôi). Theo quy luật chung, tác động của chất độc đến cây trồng phụ thuộc vào thành phần cấu trúc, đặc điểm của chất đó, phụ thuộc vào đặc điểm của cây trồng và những điều kiện ngoại cảnh. Khi cây trồng bị hại có hai hiện tượng: - Hiện tượng bị ngộ độc cấp tính (khô, cháy, thủng, quăn queo, dòn, dễ rách, rụng hoa trái) - Hiện tượng bị độc mãn tính (giảm sinh trưởng, giảm tính chống chịu, chất lượng thay đổi). Nguyên nhân gây ra các tác hại: - Ảnh hưởng của bản thân thuốc và chất lượng thuốc - Ảnh hưởng của loài cây trồng và các giai đoạn phát triển của chúng cũng như đặc tính sinh lý của cây trồng. - Phương pháp sử dụng thuốc. Do đó trong việc sản xuất thuốc người ta chú ý tới chỉ tiêu hóa trị liệu là một chỉ số nói lên mức độ an toàn đối với thực vật của một loại thuốc khi sử dụng để trừ dịch hại trên đồng ruộng. Chỉ tiêu này được tính theo công thức: C K= ---------- T K: Chỉ tiêu hóa trị liệu C: liều gây chết tối thiểu đối với dịch hại T: liều tối đa của thuốc mà cây có thể chịu được.



Trong những điều nhất định mà K càng nhỏ ( C càng nhỏ và T càng lớn) thì loại thuốc đó càng an toàn đối với cây. Khi T<< C loại thuốc đó trở thành nguy hiểm chỉ sử dụng làm bả độc hoặc để xử lý đất ở những khu vực chưa trồng trọt.

2.6.2 Tác dụng kích thích của chất độc: - Ở nồng độ thấp, một số thuốc có tác dụng kích thích nhất định đối với sinh trưởng của cây trồng

- Nâng tỷ lệ mọc

- Cải thiện sự phát triển của bộ rễ: 666 1% phun lên mạ làm rễ phát triển

- Tăng chiều cao cây và diện tích đồng hóa.

- Làm cho cây ra hoa sớm, trái chín sớm (trường hợp một số thuốc chlor hữu cơ).

- Chống đổ ngã (Kitazin)

Nguyên nhân của các tác động trên gồm có:

- Thúc đẩy nhanh tác động trao đổi chất của cây trồng, tăng cường quang hợp và hô hấp

- Sự có mặt của các nguyên tố vi lượng

- Tăng cường hoạt động của các vi sinh vật đất.

2.7. TÁC ĐỘNG CỦA CHẤT ĐỘC TRÊN HỆ SINH THÁI:

- Ảnh hưởng tới quần thể sinh vật: tăng loại này và giảm loại kia

- Tiêu diệt số lượng lớn thiên địch

- Dùng thuốc trừ nấm làm tăng sâu: dùng Bordeaux trừ bệnh loét cam lại làm cho dân số rệp nhớt tăng lên (Bordeaux tiêu diệt các nấm ký sinh trên rệp nhớt Icerya purchasi do đó dân số chúng tăng lên).

- Diệt côn trùng thụ phấn ảnh hưởng tới năng suất cây trồng.

- Ảnh hưởng đến ngành nuôi ong mật.

- Ảnh hưởng đến ngành thủy sản

- Ảnh hưởng đến sức sống của chim và thú hoang.

- Ảnh hưởng tới hệ vi sinh vật đất

- Cuối cùng là ảnh hưởng đến sức khỏe con người

CHƯƠNG II ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT · PDF file......

Documents

Transcript of CHƯƠNG II ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT · PDF file......