CHẾ PHẨM SINH HỌC 3. Thuốc BVTV sinh học

THUỐC BVTV SINH HỌC

 TS. Phạm Đồng Quảng – Hội Làm vườn Việt Nam ( tổng hợp)

1. Khái niệm

           Theo khoản 16 Điều 3 Luật bảo vệ và kiểm dịch thực vật năm 2013:Thuốc bảo vệ thực vật là chất hoặc hỗn hợp các chất hoặc chế phẩm vi sinh vật có tác dụng phòng ngừa, ngăn chặn, xua đuổi, dẫn dụ, tiêu diệt hoặc kiểm soát sinh vật gây hại thực vật; điều hòa sinh trưởng thực vật hoặc côn trùng; bảo quản thực vật; làm tăng độ an toàn, hiệu quả khi sử dụng thuốc. Theo khoản 20 Điều 3 của Luật và khoản 5 Điều 3 Thông tư số 21/2015/TT-BNNPTNT: Thuốc bảo vệ thực vật sinh học là loại thuốc bảo vệ thực vật có thành phần hữu hiệu là vi sinh vật sống hoặc chất có nguồn gốc từ vi sinh vật, thực vật, động vật. 

          Dựa theo các khái niệm trên chúng ta có thể phân thuốc  BVTV sinh học thành 2 nhóm gồm: thuốc BVTV vi sinh vật ( thuốc BVTV vi sinh - thành phần hữu hiệu là vi khuẩn, nấm, virut còn sống) và thuốc BVTV hoạt chất sinh học ( thành phần hữu hiệu là các hoạt chất được tách triết từ sinh vật: vi sinh vật, thực vật, động vật).

2. Các loại thuốc BVTV sinh học và cơ chế tác động

2.1. Thuốc BVTV vi sinh vật ( chế phẩm vi sinh vật)

Có thể nêu 1 số sản phẩm điển hình sau đây:

a) Thuốc trừ sâu BT (hay còn gọi là chế phẩm BT). Thành phần hữu hiệu là vi khuẩn Bacciluss Thuringiensis. Vi khuẩn BT là loại vi khuẩn có tinh thể protein độc cao ở giai đoạn bào tử rất độc với một số loại sâu lọai sâu như sâu cuốn lá, sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang, sâu ăn tạp… Sâu hại khi ăn phải bào tử có tinh thể protein độc, cơ thể sâu sẽ ngừng ăn sau vài giờ và chết sau 1 – 3 ngày. Ở Việt Nam, chế phẩm BT đã được nghiên cứu thử nghiệm từ những năm 1970. Hiện có hơn 20 chế phẩm Bt nhập khẩu và sản xuất trong nước được thương mại có trên thị trường như Vi-BT 32000WP, 16000WP; BT Xentary 35WDG, Firibiotox  P dạng bột; Firibiotox  C dạng dịch cô đặc ... Quy trình chung là các chủng vi khuẩn BT có hoạt tính cao được chọn lọc và nuôi cấy trong môi trường được khử trùng; ủ cho vi khuẩn sinh sôi nảy nở; sau đó nghiền, lọc, bổ sung phụ gia, đóng gói chế phẩm.

b) Các chế phẩm Trichoderma: Nấm trichoderma có đặc trưng sống ở vùng rễ cây. Hiện nay ghi nhận có khoảng 33 loài, đa số sinh sản vô tính chứ không phải hữu tính như nhiều loại nấm khác. Trong môi trường 25-30oC từ một cá thể gốc ban đầu nấm sẽ nhân bản, phát triển thành vô số cá thể theo cấp số nhân. Nhiều loài nấm Trichoderma có thể sinh ra kháng sinh ức chế và tiêu diệt nấm bệnh, tuyến trùng gây hại bộ rễ  cây trồng, nên người ta còn gọi là “nấm đối kháng trichoderma”.  Chế phẩm Trichoderma giúp tiêu diệt nấm bệnh trong đất, hạn chế được các loại bệnh: thối rễ, xì mủ, lở cổ rễ, chết thắt cây con, chết nhanh, chết chậm, tuyến trùng…;giúp hệ rễ cây phục hồi, phát triển khỏe mạnh. Ví dụ,  sử dụng chế phẩm nấm Trichoderma có hiệu quả cao đối với bệnh vàng lá chết nhanh, còn gọi là bệnh thối rễ do nấm Phytophthora palmirova gây ra hoặc bệnh vàng héo rũ hay còn gọi là bệnh chết chậm do một số nấm bệnh Furasium solari, Pythium sp,  Sclerotium rolfosii. gây ra trên cây tiêu ở Tây Nguyên…

c) Chế phẩm nấm trừ côn trùng Ometar -Metarhizium anisopliae(nấm xanh); Biovip = Beauveria bassiana (nấm trắng) của Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long được Bộ Nông nghiệp công nhận là tiến bộ khoa học. Nông dân có thể tự nhân nuôi bào tử nấm và phun lên ruộng lúa bị rầy nâu gây hại.  Thuốc có tác dụng lây lan mầm bệnh từ con rầy đã chết sang con rầy non mới nở trong một vụ lúa, nên chỉ phun một lần có thể duy trì hiệu quả trừ rầy cho suốt vụ.

d) Chế phẩm chứa virus: Tiêu biểu là nhóm sản phẩm NPV từ virus Nucleopolyhedrosisvirus (NPV), sản phẩm có tính chuyên biệt, lây nhiễm và tiêu diệt sâu xanh da láng (Spodoptera exigua), sâu khoang (Spodoptera litura) , sâu xanh rất hiệu quả trên một số cây trồng như bông, đậu đỗ, ngô, hành, nho …Cách sản xuất NPV truyền thống là phương pháp thủ công bằng cách nuôi sâu sống số lượng lớn, sau đó nhiễm vi rút NPV của loài sâu tương ứng, rồi  nghiền  lọc và đem  ra sử dụng. Cơ chế gây hại là virus xâm nhập vào ruột côn trùng gây bệnh thông qua thức ăn, sau đó tác động vào hạch tế bào ruột giữa, phá hủy toàn bộ chức năng ruột. Các chế phaamt NPV được sử dụng trừ sâu xanh hại bông, thuốc lá; sâu đo hại đay; sâu róm hại thông,…

đ) Thuốc trừ sâu sinh học tuyến trùng EPN

Trong số hàng nghìn loài tuyến trùng ký sinh trên côn trùng chỉ có 2 loài tuyến trùng Steinernema và Heterorhabditis được coi là tuyến trùng EPN (viết tắt tên tiếng Anh entomopathogenic nematodes - nhóm tuyến trùng ký sinh và gây bệnh cho côn trùng). Các thuốc trừ sâu sinh học tuyến trùng EPN thực chất là một tổ hợp cộng sinh của tuyến trùng và vi khuẩn, trong đó tuyến trùng là vật ký sinh và mang truyền vi khuẩn; vi khuẩn sẽ sản sinh độc tố tiêu diệt côn trùng gây hại. Khi gặp côn trùng gây hại, tuyến trùng sẽ chui vào bên trong qua miệng, hậu môn hay khí khổng rồi xuyên qua màng ruột, màng khí quản để vào bên trong; tuyến trùng sẽ phóng thích vi khuẩn từ ruột của chúng vào máu của côn trùng. Vi khuẩn phát triển rất nhanh tạo hiện tượng ngộ độc làm côn trùng chết sau 24 - 48h. Một ưu thế của EPN là từ vật liệu ban đầu (một chủng epn) có thể nhân nuôi để sản xuất sinh khối lớn cung cấp cho phòng trừ  sâu hại trên đồng ruộng. Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ VN đã điều tra, phân lập, sản xuất, thử nghiệm được 6 chế phẩm có tên từ Biostar-1 đến Biostar-6, trong đó Biostar-3 và Biostar-5 cho thấy có hiệu quả phòng trừ sâu keo da láng hại nho; sâu xám hại thuốc lá, bọ hung hại mía, bọ nhảy hại rau...

2.2. Thuốc BVTV hoạt chất sinh học

Nhóm này có thể nêu 1 số loại sản phẩm theo nguồn gốc được triết xuất sau:

a) Triết xuất từ thực vật (Thuốc thảo mộc)

Nói chung, thuốc thảo mộc chủ yếu là những chất hữu cơ thứ cấp như các hoạt chất Alkaloid và Phenol…được triết xuất từ cơ thể thực vật, có tác dụng tiêu diệt, xua đuổi côn trùng gây hại. Thuốc thảo mộc đã được sử dụng từ xa xưa khi chưa có thuốc hóa học và ngày nay tiếp tục được sử dụng trong canh tác hữu cơ. Dưới đây là một số sản phẩm thông dụng:

- Các sản phẩm từ cây Neem ( Azadirachta indica A. Juss ): Dịch triết xuất từ nhân hạt Neem có chứa họat chất Azadirachtin, gây hại cho nhiều loại sâu hại trên lúa, rau màu, cây công nghiệp, cây ăn trái, hoa kiểng. Cơ chế gây hại bằng cách gây sự ngán ăn, xua đuổi, ngăn sự lột xác, ngăn cản sự đẻ trứng làm giảm khả năng sinh sản. Sản phẩm được phép thương mại như VINEEM 1500 EC ( Công ty thuốc sát trùng Miền Nam) hoặc 1 số tương tự từ cây Neem như Neemaza, Neemcide 3000 SP, Neem Cake…

- Họat chất Rotenone được chiết xuất từ hai cây họ đậu là Derris elliptica Benth và Derris trifoliata có thể sử dụng như một lọai thuốc trừ sâu thảo mộc có tác dụng diệt trừ sâu rầy trên lúa, ốc bươu vàng cũng như các lọai cá dữ, cá tạp trong ruộng nuôi tôm.

- Tinh dầu thực vật chiết xuất từ gừng, tỏi, ớt,…được sử phòng trừ nhện đỏ, rầy xanh trên chè; nhện đỏ trên cây có múi, hoa hồng…

- Một số bài thuốc thảo mộc có thể tự chế biến tại nhà:

+ Ngâm 1 kg tỏi + 1 kg ớt + 1 kg gừng, giã nhỏ với 3 lít rượu trong chum hay thùng kín, thời gian ngâm tốt nhất là 15 ngày. Các chất gây cay hòa tan trong rượi với nồng độ đậm, khi phun sẽ tác động mạnh đến các bộ phận nhạy cảm mắt, da nên có thể diệt trừ và xua đuổi côn trùng gây hại.

+  Lá cà chua có chứa nhiều Alkaloids, vì vậy nghiền nát, ngâm lá cà chua trong nước qua đêm, phun có tác dụng diệt và đuổi côn trùng hiệu quả, nhất là rệp vừng, bướm đêm, sâu rầy…

+ Ngâm lá thuốc lá, nghiền nhỏ, phun giúp diệt trừ bọ trĩ, sâu đục thân, bọ xít dài, sâu cuốn lá nhỏ, các loại rệp, sâu khoang, sâu ba ba trên rau muống, , nhện đỏ ở cam chanh…

b) Triết xuất từ vi sinh vật 

           - Nguyên tắc chung là các độc tố hoặc kháng sinh là những chất được hình thành trong môi trường nuôi cấy vi sinh vật, được tách chiết ra để chế thành thuốc BVTV.

           - Độc tố là chất gây độc cho sâu hại (điển hình như chất Emamectin, Abamectin…). Các chất được chiết xuất trong môi trường nuôi cấy loài nấm Streptomyces avermitilis. Hai chất này có cấu tạo hóa học và tính chất gần giống nhau, trong đó Emamectin có hiệu lực diệt sâu mạnh hơn. Ở nước ta hiện nay các hoạt chất trên được đăng ký với nhiều tên thương mại của nhiều đơn vị , ví dụ  thuốc Đầu Trâu Bi-sad, Đầu Trâu Merci, Proclaim…hay sản phẩmVIBAMEC diệt sâu vẽ bùa, nhện, sâu tơ, sâu xanh, bọ trĩ, bọ phấn; các chế phẩm Đầu Trâu Bihopper, Feat… Thuốc Feat 25EC chứa 0,5% chất Abamectin và 24,5% dầu khoáng, 

           - Kháng sinh là những chất tác động lên hoạt động sống của tế bào của sâu bệnh gây hại (như các chất Kasugamycin, Streptomycin…). Ví dụ, 1 số sản phẩmVivadamy, Vanicide, Vali… có họat chất là Validamycin A, được chiết xuất từ nấm men Streptomyces hygroscopius var. jingangiesis, đặc trị các bệnh đốm vằn trên lúa, bệnh nấm hồng trên cao su, bệnh chết rạp cây con trên cà chua, khoai tây, thuốc lá, bông vải….

c) Chitosan triết xuất từ vỏ tôm, cua và một số loài rong biển

Chitosan (còn gọi là oligo - sacarit) là một chất hữu cơ cao phân tử được điều chế từ vỏ tôm, cua và một số loài rong biển. Nó có thể coi như một loại vắc-xin thực vật, kích thích hoạt động của hệ thống kháng bệnh trong cây, như một chất kích thích sinh trưởng của cây đồng thời trực tiếp tiêu diệt sâu bệnh bệnh do hủy hoại màng tế bào vi sinh vật gây hại. Ở ta hiện nay hoạt chất Chitosan đăng ký với với nhiều tên thương mại như Olicide, Thumb, Stop… phòng trừ nhiều loại bệnh do nấm, vi khuẩn và tuyến trùng trên lúa và nhiều cây trồng khác. Thuốc Olicide 9DD chứa 9% chất Chitosan phòng trừ bệnh đạo ôn hại lúa, bệnh thán thư hại ớt, bệnh gỉ sắt hại chè; có hiệu quả đối với bệnh chết nhanh hồ tiêu…

d) Chế phẩm Pheromone 

           Nói chung, Pheromone là những chất được tiết ra bên ngoài cơ thể nhằm tạo nên những phản ứng chuyên biệt cho các cá thể khác trong cùng loài. Cách thức này đặc biệt phổ biến ở các loài côn trùng. Pheromone có thể là chất báo động, chất giúp côn trùng nhận biết nhau, chất hấp dẫn sinh dục ( con cái tiết ra chất để hấp dẫn con đực), chất đưa thông tin để tập hợp thành đàn của côn trùng, chất quyết định vai trò của cá thể ( ví dụ, ong chúa, ong thợ…), hay chất đánh dấu đường đi ( kiến, mối…). Lợi dụng cơ chế này người ta đã sản xuất ra các chế phẩm pheromone với đặc điểm chuyên tính cao với từng lọai sâu hại, sử dụng hiệu quả trong dự báo, phòng trừ dịch hại cây trồng và sản phẩm trong kho nông sản. Điển hình là nhóm chế phẩm sinh học có tác dụng dẫn dụ giới tính, được sử dụng rộng rãi trong bảo vệ thực vật. Đến nay trên thế giới đã nghiên cứu và tổng hợp được hơn 3.000 hợp chất sex – pheromone dẫn dụ nhiều lọai côn trùng khác nhau. Ví dụ, ở Việt nam có sử dụng chế phẩm sex – pheromone dẫn dụ ruồi vàng đục trái (Bactrocera dorsalis). Sản phẩm tiêu biểu là Vizubon – D với họat chất Methyl Eugenol dẫn dụ đối với ruồi đực rất mạnh. Trong sản phẩm có pha trộn thêm chất diệt ruồi Naled. Đối với sâu đục vỏ trái cam quýt (Prays citri Milliire) cũng đã được sử dụng pheromone có hoạt chất Z(7) - Tetradecenal…

3. Ưu điểm và hạn chế của sử dụng thuốc BVTV sinh học

3.1. Ưu điểm:

(i) Thay thế dần các loại thuốc BVTV hóa học đang gây hại nghiêm trọng tới con người và môi trường.

(ii) Hầu hết không độc hoặc rất ít độc hại với người, các sinh vật có ích khác, phân hủy nhanh trong tự nhiên, ít tồn tại trong sản phẩm, thời gian cách ly sau phun rất ngắn, rất phù hợp cho sản xuất hữu cơ, sản phẩm an toàn cao.

(iii)  Không làm tăng tính kháng thuốc của sâu bệnh so với khi dùng thuốc hóa học. Không gây hại cho các hệ sinh thái vi sinh vật hữu hiệu của đất, cây trồng, đặc biệt các loài thiên địch, nên tạo nên sự cân bằng tự nhiên giữa sâu bệnh hại và thiên địch, giảm đáng kể nguy cơ bùng phát dịch hại.

 (iii) Nguyên liệu sản xuất có nguồn gốc tự nhiên, sắn có, dễ khai thác; thuốc thảo mộc có thể tạo ra ở quy mô nhỏ, thủ công, hộ gia đình…

3.2. Hạn chế

(i) Hiệu lực chậm: sau khi sử dụng khoảng 3 – 5 ngày thuốc mới thể hiện rõ, nhất là đối với các thuốc trừ sâu vi sinh: Bt, virus NPV và các nấm ký sinh. Sau khi xâm nhập vào cơ thể sâu một thời gian, các vi sinh vật hoạt động mới sinh chất độc gây bệnh cho sâu bệnh hoặc ký sinh phát triển trên cơ thể sau.

 (ii) Thời gian duy trì hiệu lực ngắn: Do dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên.

(iii) Điều kiện bảo quản khắt khe hơn, nhất là thuốc BVTV vi sinh do phải duy trì điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng…phù hợp cho vi sinh vật có trong thuốc; gây khó khăn cho lưu thông, phân phối và sử dụng so với thuốc hóa học.

 (iv) Giá bán còn cao so với thuốc hóa học và nước ngoài ( Ví dụ, giá thành sản xuất số lượng EPN dùng cho 1 ha ở Việt Nam là 100 USD, trong khi ở Mỹ, Nhật Bản, Đức, Canada chỉ khoảng 50 USD).

4. Tình hình sử dụng thuốc BVTV sinh học ở Việt Nam

- Theo Danh mục thuốc BVTV công bố năm 2020: Thuốc BVTV sinh học có 734 tên thương phẩm, chiếm 18,26% trong tổng số thuốc BVTV có trong danh mục. Tuy nhiên tỷ lệ sử dụng ở mức thấp mới khoảng 10%.

- Nguyên nhân: Theo Cục BVTV - Bộ NN&PTNT: người dân có thói quen sử dụng thuốc BVTV hóa học từ nhiều năm; thuốc BVTV sinh học hiệu lực chậm hơn thuốc hóa học; chi phí sử dụng cao hơn, khó bảo quản, khó sử dụng hơn so với thuốc hóa học; nhận thức và sự hiểu biết về cách sử dụng để đạt hiệu quả cao của người dân còn hạn chế; các tiến bộ kỹ thuật về thuốc BVTV sinh học trong nước còn thiếu và rất hạn chế, chất lượng chưa cao; chưa có ngũ cán bộ khoa học đầu ngành về thuốc BVTV sinh học…Theo doanh nghiệp: thủ tục đăng ký vẫn còn nhiều phức tạp; chưa có ưu đãi với doanh nghiệp và nông dân…

- Mục tiêu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn: đến năm 2025 phấn đấu tăng số lượng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) sinh học đăng ký lên 30%, tỷ lệ sử dụng thuốc BVTV sinh học đạt 20%.

- Giải pháp: tiếp tục rà soát các văn bản pháp luật, xây dựng chính sách ưu tiên, khuyến khích đăng ký, sản xuất thuốc BVTV sinh học; sửa đổi, bổ sung xây dựng các cơ chế, chính sách hỗ trợ người dân trong việc sử dụng thuốc BVTV sinh học nhằm tăng lượng sử dụng thuốc BVTV sinh học; khuyến khích, ưu đãi cho doanh nghiệp phát triển thuốc BVTV sinh học; đẩy mạnh khuyến nông; đổi mới công nghệ sản xuất, gia công thuốc BVTV sinh học nhằm đảm chất lượng, nâng cao hiệu lực phòng trừ, kéo dài thời gian bảo quản, dễ dàng sử dụng và phù hợp điều kiện sản xuất nông nghiệp của nước ta…