Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật

nào cũng trả lời rằng cỏ dại là một vấn đề gây lo lắng của họ. cỏ dại không chỉ cạnh tranh với cây trồng để lấy nước, chất dinh dưỡng, ánh sáng mặt trời, khoảng không để mọc mà còn là nơi cư trú cho côn trùng và các loài sâu bọ gây bệnh, gây tắc nghẽn hệ thống tưới tiêu, làm giảm sút chất lượng mùa màng, và còn đem theo cả hạt giống cỏ vào cây trồng được thu hoạch. nếu không được thu hoạch, không được kiểm soát, cỏ dại sẽ làm giảm đáng kể năng suất cây trồng.
Nông dân có thể kiểm soát cỏ dại bằng cách cày xới, nhổ cỏ, phun thuốc trừ sâu, hay kết hợp tất cả những tập quán này. Tiếc là việc cày xới đất sẽ khiến gió và nước sẽ làm xói mòn lớp đất phía trên bề mặt gây hậu quả nghiêm trọng kéo dài cho môi trường. Vì vậy mà ngày càng nhiều nông dân giảm bớt việc cày xới hay không thích việc sử dụng phương pháp này.
Tương tự, nhiều nông dân buộc tội việc sử dụng quá nhiều thuốc trừ sâu đã gây ra ô nhiễm nước ngầm làm chết một số loài sinh vật hoang dã và đoe doạ sức khoẻ con người và vật nuôi.
Các tập quán kiểm soát cỏ dại:
Kỹ thuật cày xới và sử dụng thuốc trừ sâu là một ví dụ cho thấy người nông dân kiểm soát cỏ dại trong trồng trọt như thế nào.
Thông thường, họ sẽ cày bừa trước khi trồng trọt nhằm làm giảm số lượng cỏ dại trên cánh đồng. Sau đó họ phun thuốc diệt cỏ trên diện rộng hoặc thuốc không chọn lọc để làm cho cỏ dại không mọc được trước khi gieo hạt. Cách này nhằm tránh cho cây trồng không bị chết cùng với cỏ dại. trong suốt vụ mùa, cỏ dại sẽ bị kiểm soát bằng cách phun thuốc trừ cỏ theo diện hẹp hoặc có chọn lọc, không may là có nhiều loài cỏ dại trên cánh đồng và như vậy nông dân phaỉ sử dụng một số loại thuốc diệt cỏ phun theo diện hẹp để kiểm soát cỏ dại. Biện pháp này rất tốn kém và có thể gây hại cho môi trường.
Các nhà nghiên cứu đã đưa ra biện pháp để kiểm soát cỏ dại một cách đơn giản chỉ phun một lần thuốc diệt cỏ theo diện rộng theo suốt vụ mùa.
Sự phát triển của cây trồng chịu được thuốc diệt cỏ Glyphosate và Glufosinate
Cây trồng chịu được thuốc diệt cỏ mang lại cho người trồng một công cụ hữu hiệu trong việc kiểm soát cỏ dại và phù hợp với việc không làm đất để bảo tồn lớp đất trên. Các cây trồng chiụ được thuốc diệt cỏ tạo sự linh hoạt cho người nông dân trong việc chỉ sử dụng thuốc diệt cỏ khi cần thiết, kiểm soát được tổng lượng thuốc diệt cỏ sử dụng và sử dụng thuốc diệt cỏ với những đặc tính không gây ô nhiễm môi trường.
Các thông tin cơ bản vế công nghệ những loại thuốc diệt cỏ.
Những loại thuốc diệt cỏ này nhắm vào một số enzyme chủ yếu trong quá trình trao đổi chất của cây trồng, phá vỡ quá trình sản xuất ra thức ăn cho cây và cuối cùng là tiêu diệt nó. Vậy cây trồng chịu được những loại thuốc diệt cỏ này như thế nào? Một số giống cây cần có đặc tính này và thông qua chọn lọc hoặc đột biến hay gần đây cây trồng được biến đổi gen nhờ kỹ thuật di truyền.
Tại sao lại phát triển cây trồng chịu được thuốc diệt cỏ?
Cái mới ở đây là khả năng tạo ra mức độ chịu được thuốc diệt cỏ diện rộng, cụ thể là Glyphosate và Glufosinate những loại thuốc kiểm soát hầu hết các loại cây xanh khác. Hai loại thuuốc diệt cỏ này rất hữu ích trong việc kiểm soát cỏ dại và ít ảnh hưởng trực tiếp lên vật nuôi cũng như không tổn hại lâu dài. Chúng có hiệu quả cao nhất và an toàn nhất trong số những hoá chất dùng trong nông nghiệp. Tiếc là chúng cũng có ảnh hưởng tương tự đối với cây trồng.
Cơ chế hoạt động của cây trồng chịu được thuốc diệt cỏ Gufosinate và Glyphosate:
Thuốc diệtcỏ Glyphosate tiêu diệt thực vật bằng cách ngăn cản enzyme EPSPS, loại enzyme tham gia vào quá trình tổng hợp sinh học amino acid thơm, vitamins và nhiều quá trình trao đổi thứ cấp của cây trồng. Có nhiều cách để cây trồng được biến đồi chịu được chất Glyphsate. Một cách là đưa vào một loại gen của khuẩn đất tạo ra một loại EPSPS chịu được chất Glyphosate. Cách khác là đưa vào một gen khuẩn đất khác tạo ra enzyme làm suy biến chất Glyphosate.
Thuốc diệt cỏ Glufosinate chứa thành phần kích hoạt phosphinothrcin tiêu diệt thực vật bằng cách phong toả enzyme chịu trách nhiệm trong quá trình chuyển hoá nitơ và giải phóng chất độc amoniac, một dẫn xuất của quá trình chuyển hoá của thực vật. Cây trồng được biến đổi gen chịu được Glufosinate có chứa một gen vi khuẩn tạo ra loại enzune giải phóng chất phosphinothrcin và ngăn chặn chúng không bị phá huỷ.
Các phương pháp khác để cây trồng biến đổi gen chịu được thuốc diệt cỏ là:
Tạo ra một loại protein mới giải độc thuốc diệt cỏ
Thay đổi protein mục tiêu của tuốc diệt cỏ do vậy mà protein này sẽ không bị tác động bởi thuốc diệt cỏ.
Tạo ra các rào cản về mặt tự nhiên và sinh lý học để ngăn cản sự xâmnhập của thuốc diệt cỏ vào thực vật.
Hai cách đầu tiên là những cách phổ biến nhất mà các nhà khoa học dùng để phát triển loại cây trồng chịu được thuốc diệt cỏ.
Các khía cạnh an toàn của công nghệ chịu được thuốc diệt cỏ:
Ở một số nước, các cơ qua quản lý của chính phủ tuyên bố rằng các cây trồng có protein liên quan tới tính chịu được thuốc diệt cỏ không có bất cứ rủi ro nào đối với môi trường và sức khoẻ so với cây trồng thông thường.
Các protein được đưa vào cây trồng được đánh giá về tính gây độc và gây dị ứng theo đúng các quy định mà các tổ chức quốc tế có liên quan xây dựng. Những protein này có nguồn gốc gây độc và dị ứng, chúng cũng không giống với những chất độc và chất gây dị ứng đã được biết đến. Và chức năng của những protein này được hiểu rõ.
Những ảnh hưởng đối với cây trồng:
Việc đưa các loại protein này vào không làm ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng cũng như không làm ảnh hưởng đến các hoạt đông nông học so với cây bố mẹ. Ngoại trừ việc đưa thêm một loại enzyme chịu được thuốc diệt cỏ hoặc thay thế một enzyme hiện đang tồn tại thì không hề xảy ra một sự thay đổi chuyển hoá nào khác trong cây trồng.
Bên cạnh đó đã có 50 loài cỏ dại nguy hiểm được phòng trừ bằng chế phẩm sinh học khác trong vi sinh vật là thành phần lý tưởng có chất lượng cao trong việc trừ cỏ dại. Chúng có ưu điểm là chuyên tính và có thể sử dụng bằng cách phun vào các giai đoạn sinh trưởng dễ bị tổn thương nhất của cây cỏ. Hiện nay, người ta đã có công nghệ sản xuất các thuốc trừ cỏ Micoherbicide từ nguyên liệu bào tử như từ nấm men Colectrotricum cleosprioides. Hay từ nấm Fusarium phythoptora, có thể diệt cỏ ngay khi hạt cỏ nằm trong đất hoặc các mầm cỏ mới nhú lên.
NHỮNG THÀNH TỰU VỀ NGHIÊN CỨU CÁC CHẾ PHẨM BẢO VỆ THỰC VẬT TẠI VIỆT NAM
Trong hơn 20 năm, các nhà khoa học nước ta đã nghiên cứu về chế phẩm bảo vệ thực vật.sau đây là một số thành tựu chủ yếu:
Nhân nuôi phổ biến ong mắt đỏ trừ sâu hại( Trichograma.spp).
Sản xuất thuốc virus trừ sâu xanh(Heliosis armigera), sâu đo xanh( Anomis aflava), sâu khoang (Spodoptera litura), sâu keo da láng (Spodoptera exigua) và sâu róm thông ( Dendrolimus punctatus).
Sản xuất hàng loạt côn trùng trên môi trường thức ăn nhân tạo từ các nguyên liệu rẽ tiền của Việt Nam.
Sản xuất thuốc nấm Beauveria và Metarrhizium để trừ châu chấu, sâu đo đay và rầy nâu haị lúa.
Sản xuấtchế phẩm bào tử xạ khuẩn trên môi trường nuôi cấy đơn giản để trừ bệnh đạo ôn, bệnh khô vằn lúa và bệnh thối rễ cây non. Chế phẩm bào tử nấm kháng Trchorema trừ bệnh khô vằn ở lúa, ngô và bệnh héo đậu phụng.
Một số chế phẩm NPV
Chế phẩm virus NPV sâu xanh
Sản xuất theo qui trình công nghệ được thử nghiệm áp dụng trên đồng ruộng bông và thuốc lá ở Sơn La, Hà Nội, Đồng Nai, Sông Bé, Ninh Thuận đếu cho kết quả phòng trừ sâu tốt và đảm bảo năng suât cây trồng. chế phẩm có giá thành cao và người nông dân chưa quen sử dụng nên phạm vi áp dụng còn hạn chế.
Chế phẩm virus NPV sâu xanh đay
Cho đến nay vẫn chưa tìm được môi trường thức ăn nhân tạo nuôi sâu này. Do đó ta phải nhân virus bằng thức ăn tự nhiên. Vì vậy, chế phẩm virus NPV sâu đo xanh đay được sản xuất bằng phưong pháp thủ công như sau: dùng nguồn NPV của sâu đo đay phun lên đồng ruộng có nhiều sâu,thu gom sâu chết lại để nghiền lọc lấy dịch virus. Sau đó lại đem phun lên đồng đay. Cứ như vậy có thể tạo ra chế phẩm virus tại chỗ. Đây là biện pháp rẻ tiền, có hiệu quả kinh tế nên người nông dân vườn đay chấp nhận.
Chế phẩm virus NPV sâu róm thông
Chế phẩm cũng được sản xuất bằng phương pháp thủ công. Hiệu quả diệt sâu róm của chế phẩm đạt 55.2-83.8%. Chế phẩm này được áp dụng thành công ở Thanh Hoá.
Ngoài các chế phẩm trên còn có chế phẩm virus NPV sâu keo da láng cũng được sản xuất bằng phương pháp thủ công. Chế phẩm được sử dụng rộng rãi ở Ninh Thuận, Lâm Đồng mang lại hiệu quả kinh tế xã hội cao. 
Danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng ở Việt Nam:
Thuốc sử dụng trong nông nghiệp:
Thuốc trừ sâu: 189 hoạt chất với 621 tên thương phẩm.
Thuốc trừ bệnh: 164 hoạt chất với 466 tên thương phẩm
Thuốc trừ mối: 9 hoạt chất với 9 tên thương phẩm.
Thuốc bảo quản lâm sản: 5 hoạt chất với 6 tên thương phẩm.
Thuốc khử trùng kho: 5 hoạt chất với 5 tên thương phẩm.
Một số kháng sinh thường dung trong chế phẩm bảo vệ thực vật:
Tên kháng sinh
Nguồn gốc
Ghi chú
Abamectin
VK Streptomyces avermitilis
Sản phẩm lên men
Arrinathin
Thảo mộc Artemisia annua L
Chất chiết từ cây
Artemisinin
Azadirachtin
Cypermethrin
VI. Kết luận:
 -Trên thế giới và Việt Nam những năm gần đây đã có rất nhiều nghiên cứu sử dụng công nghệ sinh học (đặc biệt là công nghệ vi sinh) vào lĩnh vực bảo vệ thực vật. 
 - Với những thành tựu về công nghệ gen, người ta thực hiện việc chuyển gen kháng sâu bệnh, chuyển gen theo những mục tiêu có lợi làm tăng hiệu lực các chế phẩm sinh học thay thế các chất hóa học độc hại. 
-Nhiều nước đã nghiên cứu và đưa vào sử dụng phổ biến các loại thuốc vi sinh trong bảo vệ thực vật như sử dụng virus, vi khuẩn, nấm hoặc nhân nuôi các loại côn trùng có lợi tha ra đồng ruộng để trừ sâu, bệnh hại, cỏ dại cho cây trồng đạt hiệu quả rất tốt.
 Nước ta cần nâng cao hơn nữa năng suất, chất lượng nông sản, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và đặc biệt là thân thiên với môi trường.
 -Cần có những nghiên cứu sâu hơn về chế phẩm sinh học vừa thân thiện với môi trường, vừa nâng cao năng suất, chất lượng nông sản.