Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột

Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột là một nhóm các chất tự nhiên hoặc tổng hợp được sử dụng để kiểm soát quần thể côn trùng gây hại bằng cách phá vỡ các chức năng của hệ tiêu hóa của chúng. Những loại thuốc trừ sâu này nhắm vào ruột côn trùng, gây ra sự phá hủy của nó, dẫn đến suy giảm dinh dưỡng, giảm sức sống và cuối cùng là cái chết của sâu bệnh. Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể bao gồm độc tố vi khuẩn, chiết xuất thực vật và các hợp chất tổng hợp bắt chước các phương thức hoạt động tự nhiên.

Mục tiêu và tầm quan trọng của việc sử dụng trong nông nghiệp và làm vườn

Mục tiêu chính của việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột là kiểm soát côn trùng sâu bệnh một cách hiệu quả, do đó làm tăng năng suất cây trồng và giảm tổn thất sản phẩm. Trong nông nghiệp, những loại thuốc trừ sâu này được sử dụng để bảo vệ cây ngũ cốc, rau, trái cây và các loại thực vật được trồng khác khỏi các loài gây hại khác nhau như rệp, bướm trắng, bọ cánh cứng Colorado và các loài khác. Trong nghề làm vườn, chúng được áp dụng để bảo vệ cây cảnh, cây ăn quả và cây bụi, bảo tồn sức khỏe và sự hấp dẫn thẩm mỹ của chúng. Do chế độ hành động cụ thể của chúng, thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột là một thành phần quan trọng của quản lý dịch hại tích hợp (IPM), đảm bảo nông nghiệp bền vững và hiệu quả.

Sự liên quan của chủ đề

Trong bối cảnh dân số toàn cầu ngày càng tăng và nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng, quản lý côn trùng gây hại hiệu quả đã trở nên cực kỳ quan trọng. Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột cung cấp các phương pháp kiểm soát được nhắm mục tiêu và an toàn với môi trường hơn so với thuốc trừ sâu hóa học truyền thống. Tuy nhiên, việc áp dụng không đúng cách các loại thuốc trừ sâu này có thể dẫn đến tình trạng kháng sâu bệnh và hậu quả sinh thái tiêu cực, chẳng hạn như sự suy giảm trong quần thể côn trùng có lợi và ô nhiễm môi trường. Do đó, hiểu các cơ chế hoạt động của thuốc trừ sâu sinh học, tác động của chúng đối với hệ sinh thái và phát triển các phương pháp ứng dụng bền vững là các khía cạnh quan trọng của hóa chất hóa học hiện đại.

Lịch sử

Lịch sử của thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột côn trùng có liên quan chặt chẽ với sự phát triển của các phương pháp kiểm soát dịch hại an toàn và hiệu quả môi trường. Những loại thuốc trừ sâu này ảnh hưởng đến các cơ quan tiêu hóa của côn trùng, phá vỡ chức năng bình thường của chúng và dẫn đến chết dịch hại. Không giống như thuốc trừ sâu hóa học, thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột côn trùng mà không ảnh hưởng đáng kể đến các sinh vật sống khác, khiến chúng hứa hẹn sử dụng trong canh tác hữu cơ.

1. Nghiên cứu và khám phá ban đầu

Nghiên cứu về thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột côn trùng bắt đầu vào giữa thế kỷ 20 khi các nhà khoa học bắt đầu tìm kiếm các lựa chọn thay thế cho thuốc trừ sâu hóa học truyền thống. Một trong những loại thuốc trừ sâu sinh học đầu tiên được nghiên cứu để kiểm soát dịch hại là Bacillus thuringiensis (BT), giải phóng độc tố làm tê liệt ruột côn trùng.

Ví dụ:

• Bacillus thuringiensis (BT) - Được phát hiện vào năm 1901, nhưng các đặc tính côn trùng của nó đã được nghiên cứu tích cực và áp dụng vào những năm 1950. Vi sinh vật này tạo ra các độc tố tinh thể, khi vào cơ thể côn trùng, phá hủy ruột của nó, dẫn đến cái chết. BT trở thành thuốc diệt côn trùng sinh học được sử dụng rộng rãi đầu tiên.

1. Những năm 19701980: Phát triển công nghệ và thương mại hóa

Trong những năm 1970 và 1980, Bacillus thuringiensis đã được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp do lợi thế sinh thái và độc tính thấp đối với con người và động vật. Nghiên cứu cũng cho thấy BT có hiệu quả chống lại nhiều loài gây hại, bao gồm bướm đêm, ruồi, rệp và côn trùng khác, làm cho nó trở thành một trong những loại thuốc trừ sâu sinh học phổ biến nhất vào thời điểm đó.

Ví dụ:

• Vectobac - Một sản phẩm dựa trên b. Thuringiensis, được sử dụng để chống muỗi. Nó chứa các tinh thể độc tố ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa của côn trùng, phá vỡ khả năng tiêu hóa thức ăn của chúng, dẫn đến cái chết.

1. Những năm 1990, 20000s: Phát triển các sản phẩm mới và kỹ thuật di truyền

Với sự phát triển của kỹ thuật di truyền và sinh học phân tử, các nhà khoa học đã bắt đầu phát triển các dạng thuốc trừ sâu sinh học mới bằng cách sử dụng các chủng vi khuẩn biến đổi gen với các đặc tính tăng cường. Vào những năm 1990, các nhà máy biến đổi gen như ngô và bông đã được phát triển để tạo ra độc tố Bt, cho phép kiểm soát dịch hại hiệu quả trực tiếp ở cấp độ thực vật.

Ví dụ:

• Dipel - Một loại thuốc diệt côn trùng sinh học dựa trên độc tố Bacillus thuringiensis, được sử dụng để chống lại các loài gây hại khác nhau trong nông nghiệp. Sản phẩm nhanh chóng được công nhận là một giải pháp an toàn để kiểm soát côn trùng trong canh tác hữu cơ.

1. Những năm 2000: Áp dụng các công nghệ mới nhất

Vào những năm 2000, thuốc trừ sâu sinh học tiếp tục phát triển và các nhà khoa học bắt đầu tìm kiếm những cách mới để tăng cường hiệu quả của các sản phẩm hiện có. Một trong những thành tựu đáng kể là việc tạo ra thuốc trừ sâu sinh học dựa trên các vi khuẩn khác, chẳng hạn như Bacillus sphaericus, cũng có tác dụng phá hủy đối với ruột côn trùng.

Ví dụ:

• Vectobac G - Một sản phẩm dựa trên Bacillus sphaericus, được sử dụng để kiểm soát quần thể muỗi. Nó hoạt động bằng cách ảnh hưởng đến ruột côn trùng, gây tê liệt, dẫn đến cái chết của sâu bệnh.

1. Phương pháp tiếp cận hiện đại: Tích hợp với các phương pháp kiểm soát khác

Trong những thập kỷ gần đây, thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột côn trùng đã được tích hợp tích cực vào các hệ thống bảo vệ thực vật tích hợp. Do những nỗ lực này, thuốc trừ sâu sinh học hiện đại có thể nhắm mục tiêu hiệu quả một loạt các loài gây hại trong khi đảm bảo tác động tối thiểu đến hệ sinh thái.

Ví dụ:

• BT brinjal (cà tím) - Một loại cà tím biến đổi gen chống sâu bệnh do sản xuất độc tố Bacillus thuringiensis. Cây trồng này được sử dụng tích cực ở một số quốc gia để chống sâu bệnh trong nông nghiệp, giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học.

Các vấn đề về sự kháng cự và đổi mới

Sự phát triển của kháng thuốc đối với thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột đã trở thành một trong những vấn đề chính liên quan đến việc sử dụng chúng. Các loài gây hại tiếp xúc với các ứng dụng lặp đi lặp lại của các loại thuốc trừ sâu này có thể phát triển để trở nên ít nhạy cảm hơn với chúng. Điều này đòi hỏi sự phát triển của thuốc trừ sâu sinh học mới với các phương thức hoạt động khác nhau và thực hiện các phương pháp kiểm soát bền vững như luân chuyển thuốc trừ sâu và sử dụng các sản phẩm kết hợp. Nghiên cứu hiện đại tập trung vào việc tạo ra thuốc trừ sâu sinh học với các đặc tính nâng cao giúp giảm nguy cơ kháng thuốc và giảm thiểu tác động sinh thái.

Phân loại

Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột côn trùng được phân loại dựa trên các tiêu chí khác nhau, bao gồm nguồn gốc, thành phần hóa học và cơ chế hoạt động của chúng.

1. Phân loại theo loại tác nhân sinh học

Thuốc trừ sâu sinh học được phân loại theo sinh vật sống hoặc các dẫn xuất của nó được sử dụng để kiểm soát dịch hại. Các loại thuốc trừ sâu sinh học chính bao gồm:

1.1 Thuốc trừ sâu sinh học vi khuẩn

Những loại thuốc trừ sâu này chứa vi khuẩn tiêu diệt côn trùng bằng cách tạo ra độc tố hoặc phá hủy các mô của chúng. Cơ chế hoạt động chính của thuốc trừ sâu sinh học này là sự lây nhiễm của côn trùng bởi vi khuẩn gây bệnh, dẫn đến cái chết của sâu bệnh.

Ví dụ:

• Bacillus thuringiensis (BT): Một loại vi khuẩn tạo ra các chất độc hại ảnh hưởng đến hệ thống tiêu hóa của côn trùng. Nó được sử dụng để chống lại sâu bướm, bướm đêm, bọ cánh cứng Colorado và những người khác.
• Bacillus cereus: Được sử dụng chống lại một số loài côn trùng như ruồi và ve, gây tê liệt và tử vong.
• Paenibacillus popilliae: Một loại vi khuẩn được sử dụng để chống bọ cánh cứng như bọ cánh cứng Nhật Bản.

1.2 Thuốc trừ sâu sinh học virus

Các loại virus được sử dụng trong thuốc trừ sâu sinh học lây nhiễm và tiêu diệt côn trùng bằng cách sinh sản bên trong các tế bào của chúng. Thuốc trừ sâu sinh học virus khá cụ thể, chỉ nhắm vào một số loài dịch hại nhất định.

Ví dụ:

• Virus đa hạt nhân (NPV): Virus lây nhiễm các côn trùng gây hại khác nhau như bướm đêm bắp cải, giun quân và các loại khác. Những virus này giết chết côn trùng bằng cách sinh sản bên trong các tế bào chủ.
• Baculovirus: Được sử dụng để chống lại nhiều loại sâu bướm như bướm đêm và sâu bướm thông.

1.3 Thuốc trừ sâu sinh học nấm

Nấm được sử dụng làm thuốc trừ sâu sinh học gây ra các bệnh ở côn trùng bằng cách xâm nhập vào cơ thể chúng và giết chết chúng. Đây là một trong những phương pháp kiểm soát sinh học hiệu quả nhất, đặc biệt là trong điều kiện ẩm ướt.

Ví dụ:

• Beauveria Bassiana: Một loại nấm được sử dụng để chống lại nhiều côn trùng gây hại như rệp, ruồi, ve, ấu trùng và những người khác. Nấm xâm nhập vào cơ thể côn trùng, dẫn đến cái chết của nó.
• Metarhizium anisopliae: Một loại nấm được sử dụng để chống bọ cánh cứng như Beetle Colorado và các loài gây hại khác.
• Verticillium lecanii: Một loại nấm có hiệu quả chống lại rệp và côn trùng thân mềm khác.

1.4 Thuốc trừ sâu sinh học dựa trên thực vật

Một số chiết xuất thực vật sở hữu các đặc tính côn trùng bằng cách ảnh hưởng đến hệ thần kinh côn trùng, tiêu hóa và sinh sản. Những loại thuốc trừ sâu sinh học này thường được sử dụng trong canh tác hữu cơ.

Ví dụ:

• Neem (Dầu Neem): Có nguồn gốc từ hạt của cây Neem, được sử dụng để chống lại các loài gây hại khác nhau như rệp, ruồi và ve. Nó hoạt động như một thuốc chống côn trùng và cũng ngăn chặn sự phát triển của ấu trùng côn trùng.
• Chiết xuất thuốc lá: Chiết xuất từ ​​thuốc lá được sử dụng để chống sâu bệnh như rệp và bướm trắng.
• Dung dịch tỏi: Được sử dụng để chống lại các loài gây hại khác nhau, bao gồm rệp và nhện, với các đặc tính chống côn trùng và thuốc trừ sâu.

1,5 tuyến trùng

Tuyến trùng là những con giun siêu nhỏ lây nhiễm và tiêu diệt côn trùng, bao gồm cả ấu trùng. Họ xâm nhập vào cơ thể côn trùng, nơi chúng giải phóng vi khuẩn phá hủy các tế bào mô.

Ví dụ:

• Steinernema Carpocapsae: tuyến trùng được sử dụng để chống lại nhiều côn trùng, bao gồm ấu trùng và sâu bệnh.
• Heterorhabd viêm vi khuẩn: có hiệu quả chống lại một số loại sâu bệnh, chẳng hạn như ấu trùng của các loài côn trùng khác nhau.

1.6 Kẻ săn mồi agomophagous

Những loại thuốc trừ sâu sinh học này sử dụng côn trùng săn mồi ăn sâu bệnh. Họ không chỉ giết chết sâu bệnh mà còn điều chỉnh quần thể của họ.

Ví dụ:

• Thôi trích và nhện săn mồi: Được sử dụng để kiểm soát rệp, ve và các quần thể sâu bệnh khác.

2. Phân loại theo cơ chế hành động

Thuốc trừ sâu dựa trên các tác nhân sinh học có thể hoạt động thông qua các cơ chế khác nhau. Một số trong số chúng ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh của côn trùng, trong khi những người khác nhắm vào sự trao đổi chất hoặc sinh sản của chúng.

2.1 Hành động thần kinh

Các phân tử như độc tố Bacillus thuringiensis làm hỏng hệ thống thần kinh của côn trùng bằng cách phá vỡ các quá trình truyền tải.

2.2 Tác động sinh lý

Chiết xuất thực vật như dầu neem ảnh hưởng đến các quá trình sinh lý như sinh sản, trao đổi chất và các phân tử chịu trách nhiệm cho sự phát triển của côn trùng.

2.3 Nhiễm trùng sinh học

Virus, nấm và tuyến trùng xâm nhập vào cơ thể côn trùng, phá hủy các cấu trúc bên trong của nó, dẫn đến cái chết.

Mỗi nhóm này có các đặc tính và cơ chế hành động độc đáo, làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong các điều kiện khác nhau và cho các loại cây trồng khác nhau.

Cơ chế của hành động

Thuốc trừ sâu ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh của côn trùng

• Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột ảnh hưởng gián tiếp đến hệ thống thần kinh của côn trùng bằng cách phá vỡ các quá trình chuyển hóa dinh dưỡng và năng lượng của chúng. Sự phá hủy của ruột dẫn đến tiêu hóa bị suy yếu, từ đó làm giảm sự sẵn có của các chất dinh dưỡng cho hệ thần kinh. Điều này dẫn đến việc giảm hoạt động của các tế bào thần kinh, khử cực màng và sự gián đoạn của truyền động thần kinh, gây tê liệt và tử vong của côn trùng.

Tác động đến sự trao đổi chất của côn trùng

• Sự phá hủy ruột ở côn trùng dẫn đến sự gián đoạn trong các quá trình trao đổi chất của chúng, bao gồm cho ăn, tăng trưởng và sinh sản. Sự giảm hiệu quả của quá trình tiêu hóa làm giảm lượng chất dinh dưỡng hấp thụ, dẫn đến mức năng lượng thấp hơn (ATP) và làm suy yếu các chức năng cơ thể quan trọng. Điều này góp phần làm giảm hoạt động và sức sống của sâu bệnh, cho phép kiểm soát dân số hiệu quả và ngăn ngừa thiệt hại cho thực vật.

Ví dụ về các cơ chế hoạt động phân tử

• Thuốc diệt côn trùng sinh học của vi khuẩn: Bacillus thuringiensis tạo ra các protein tinh thể (protein CRY), khi ăn thịt côn trùng, được kích hoạt bởi các enzyme tiêu hóa. Các protein được kích hoạt liên kết với các thụ thể trên màng tế bào biểu mô ruột, tạo ra lỗ chân lông và gây ra sự ly giải tế bào. Điều này dẫn đến sự phá hủy của bức tường ruột, phá vỡ sự cân bằng muối và cuối cùng dẫn đến cái chết của côn trùng.
• Thuốc trừ sâu sinh học của nấm: nấm từ các chi beauveria và metarhizium xâm chiếm cơ thể côn trùng thông qua các khe hở hô hấp hoặc các vùng bị hư hỏng của da. Khi vào bên trong, nấm lây lan qua các cơ quan nội tạng, bao gồm cả ruột, phát triển nhiễm trùng và phá hủy các mô. Điều này dẫn đến giảm khả năng sống của côn trùng và cái chết cuối cùng của nó.
• Thuốc trừ sâu sinh học virus: Các virus như NPV (virus đa khối hạt nhân) lây nhiễm các tế bào của ruột côn trùng, nhân rộng trong chúng và gây ra sự ly giải tế bào. Điều này dẫn đến sự phá hủy ruột, phá vỡ tiêu hóa và dẫn đến cái chết của côn trùng.
• Thuốc trừ sâu sinh học dựa trên thực vật: Các hợp chất hoạt động được tìm thấy trong chiết xuất thực vật, chẳng hạn như pyrethrins, can thiệp vào các chức năng của ruột côn trùng, dẫn đến sự phá hủy của nó. Ví dụ, pyrethrum ngăn chặn các kênh ion, phá vỡ truyền động thần kinh và gây ra cái chết của côn trùng.

Sự khác biệt giữa tiếp xúc và hành động hệ thống

Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể có cả hiệu ứng tiếp xúc và hệ thống. Tiếp xúc với thuốc trừ sâu sinh học hành động trực tiếp khi tiếp xúc với côn trùng, xuyên qua lớp biểu bì hoặc hệ hô hấp và gây ra sự phá hủy cục bộ của ruột. Các loại thuốc trừ sâu sinh học hệ thống, mặt khác, thâm nhập vào các mô thực vật và lây lan khắp các phần của cây, cung cấp sự bảo vệ lâu dài chống lại các loài gây hại ăn các bộ phận khác nhau của cây. Hành động hệ thống cho phép kiểm soát sâu bệnh trong một thời gian dài hơn và ở các khu vực lớn hơn, đảm bảo bảo vệ hiệu quả các cây trồng.

Ví dụ về các sản phẩm trong nhóm này

1. Bacillus thuringiensis (BT)

Cơ chế hoạt động: tạo ra các protein khóc kích hoạt trong ruột của côn trùng, liên kết với các thụ thể tế bào và gây ra sự ly giải tế bào, phá hủy ruột.

Ví dụ về sản phẩm:

• Dipel
• Thur vụ giết người
• BT-Kent

Thuận lợi:

• Tính đặc thù cao của hành động
• Độc tính thấp đối với động vật có vú và côn trùng có lợi
• Sự cố nhanh chóng trong môi trường

Nhược điểm:

• Phổ hoạt động hạn chế
• Tiềm năng phát triển kháng thuốc trong sâu bệnh
• Yêu cầu ứng dụng chính xác cho hiệu quả tối đa

2. Bacillus sphaericus

Cơ chế hoạt động: Sản xuất độc tố nhị phân liên kết với các thụ thể tế bào trong ruột của côn trùng, gây ra sự ly giải tế bào và phá hủy ruột.

Ví dụ về sản phẩm:

• Vectobac
• Bacillus Sphaericus 2362
• Bactimos

Thuận lợi:

• Hiệu quả cao đối với muỗi và một số loài côn trùng khác
• Độc tính thấp đối với động vật có vú và côn trùng có lợi

Nhược điểm:

• Phổ hoạt động hẹp
• Khả năng phát triển sức đề kháng
• Sự ổn định hạn chế trong một số điều kiện môi trường

3. Beauveria Bassiana

Cơ chế hành động: Nấm xâm chiếm cơ thể côn trùng, sinh sản bên trong nó, phá hủy các mô của ruột và các cơ quan khác, dẫn đến cái chết của côn trùng.

Ví dụ về sản phẩm:

• Botanigard
• Mycotrol
• Bassiana

Thuận lợi:

• Phổ hành động rộng
• Có khả năng tự truyền bá
• Độc tính thấp đối với động vật có vú và côn trùng có lợi

Nhược điểm:

• Nhạy cảm với ánh sáng cực tím
• Yêu cầu độ ẩm cho hành động hiệu quả
• Hành động chậm hơn so với thuốc trừ sâu hóa học

4. Metarhizium anisopliae

Cơ chế hoạt động: Nấm ký sinh côn trùng, lây nhiễm chúng qua hệ hô hấp hoặc da bị hư hỏng, lan qua các cơ quan nội tạng và phá hủy ruột, dẫn đến cái chết.

Ví dụ về sản phẩm:

• Met52
• Nấm
• Mycotrol

Thuận lợi:

• An toàn môi trường
• Phổ hành động rộng
• Có khả năng tự truyền bá

Nhược điểm:

• Sự nhạy cảm với điều kiện môi trường
• Yêu cầu độ ẩm cao để hành động hiệu quả
• Hành động chậm

5. Spodoptera frugiperda nucleopolyhedrovirus (SFNPV)

Cơ chế hoạt động: Virus lây nhiễm các tế bào ruột côn trùng, nhân lên bên trong chúng và gây ra sự ly giải tế bào, phá hủy ruột và dẫn đến cái chết của côn trùng.

Ví dụ về sản phẩm:

• Spexnpv
• SmartStax
• BIOSPEAR

Thuận lợi:

• Tính đặc thù cao của hành động
• Độc tính thấp đối với các sinh vật không phải mục tiêu
• Kháng để phân hủy

Nhược điểm:

• Phổ hành động hạn chế
• Yêu cầu ứng dụng chính xác
• Khả năng kháng virus phát triển ở côn trùng

6. Chiết xuất thực vật (pyrethrum)

Cơ chế hoạt động: Các hợp chất hoạt động như pyrethrin tương tác với hệ thần kinh côn trùng, phá vỡ sự truyền động thần kinh và gây ra sự phá hủy ruột.

Ví dụ về sản phẩm:

• Pyganic
• Permethrin
• Pyrethrin 70

Thuận lợi:

• Hoạt động nhanh chóng
• Độc tính thấp đối với động vật có vú
• Sự cố nhanh chóng trong môi trường

Nhược điểm:

• Độc tính cao đối với côn trùng có lợi, bao gồm cả ong
• Tiềm năng phát triển kháng thuốc trong sâu bệnh
• Độ ổn định thấp dưới bức xạ cực tím

Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột và tác động môi trường của chúng

Tác động đến côn trùng có lợi

• Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột đặc biệt độc hại để nhắm mục tiêu các loài dịch hại, nhưng chúng cũng có thể ảnh hưởng đến côn trùng không có mục tiêu như ong, ong bắp cày và côn trùng săn mồi. Điều này dẫn đến việc giảm dân số thụ phấn và kẻ thù tự nhiên của sâu bệnh, tác động tiêu cực đến đa dạng sinh học và cân bằng hệ sinh thái. Chúng đặc biệt nguy hiểm khi chúng vào các hệ sinh thái dưới nước, nơi chúng có thể gây độc cho côn trùng thủy sinh và các sinh vật dưới nước khác.

Mức thuốc diệt côn trùng còn lại trong đất, nước và thực vật

• Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể tích tụ trong các nguồn đất và nước, đặc biệt là sử dụng thường xuyên và không đúng cách. Ví dụ, thuốc trừ sâu sinh học của vi khuẩn và nấm có thể tồn tại trong đất trong thời gian dài, dẫn đến việc chúng chuyển sang hệ sinh thái dưới nước thông qua dòng chảy và xâm nhập. Ở thực vật, thuốc trừ sâu sinh học phân phối trên tất cả các bộ phận, bao gồm lá, thân và rễ, cung cấp bảo vệ hệ thống, nhưng điều này cũng có thể dẫn đến sự tích tụ thuốc trừ sâu trong các sản phẩm thực phẩm và đất, có khả năng gây hại cho sức khỏe của con người và động vật.

Khả năng quang hóa và suy thoái thuốc trừ sâu trong môi trường

• Nhiều loại thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có khả năng quang hóa cao, làm tăng sự kiên trì của chúng trong môi trường. Điều này ngăn chặn sự xuống cấp nhanh chóng dưới ánh sáng mặt trời, thúc đẩy sự tích lũy của chúng trong các hệ sinh thái đất và dưới nước. Khả năng kháng phân hủy cao làm phức tạp việc loại bỏ thuốc trừ sâu sinh học khỏi môi trường, làm tăng nguy cơ tác động của chúng đối với các sinh vật không phải mục tiêu, bao gồm cả côn trùng thủy sinh và trên cạn.

Biomagnization và tích lũy trong chuỗi thực phẩm

• Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể tích tụ trong cơ thể của côn trùng và động vật, tiến triển qua chuỗi thức ăn và gây ra sinh học. Điều này dẫn đến sự gia tăng nồng độ thuốc trừ sâu ở mức độ cao hơn của chuỗi thức ăn, bao gồm cả động vật ăn thịt và con người. Biomagn hóa thuốc trừ sâu sinh học gây ra các vấn đề nghiêm trọng về sinh thái và sức khỏe, vì thuốc trừ sâu tích lũy có thể gây ra ngộ độc mãn tính và rối loạn sức khỏe ở động vật và con người. Ví dụ, sự tích lũy của pyrethrins từ chiết xuất thực vật trong các mô côn trùng có thể dẫn đến việc chuyển tiếp chuỗi thức ăn của chúng, ảnh hưởng đến côn trùng săn mồi và các động vật khác.

Côn trùng kháng thuốc trừ sâu

Nguyên nhân phát triển kháng thuốc

• Sự phát triển của kháng thuốc đối với thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột là do đột biến gen và sự lựa chọn của các cá thể kháng thuốc do tiếp xúc nhiều lần với thuốc trừ sâu. Việc sử dụng thường xuyên và không được kiểm soát của thuốc trừ sâu sinh học làm tăng tốc độ lây lan của các gen kháng trong quần thể sâu bệnh. Việc không tuân theo các giao thức ứng dụng và liều lượng thích hợp cũng tăng tốc quá trình kháng thuốc, làm cho thuốc trừ sâu kém hiệu quả. Ngoài ra, việc sử dụng kéo dài cùng một chế độ hành động dẫn đến việc lựa chọn côn trùng kháng thuốc, làm giảm hiệu quả tổng thể của kiểm soát dịch hại.

Ví dụ về loài gây hại kháng thuốc

• Kháng thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột đã được quan sát thấy ở các loài sâu bệnh khác nhau, bao gồm bướm trắng, rệp, ve và một số bướm đêm. Ví dụ, khả năng kháng Bacillus thuringiensis (BT) đã được báo cáo trong một số quần thể bướm và bướm đêm, điều này khiến việc kiểm soát các loài gây hại này trở nên khó khăn hơn và dẫn đến nhu cầu điều trị đắt tiền và độc hại hơn hoặc phương pháp kiểm soát thay thế. Sự phát triển kháng thuốc cũng đã được quan sát thấy trong muỗi đối với thuốc trừ sâu sinh học của vi khuẩn, làm tăng những thách thức trong việc kiểm soát các bệnh do muỗi truyền.

Phương pháp ngăn ngừa sức đề kháng

• Để ngăn chặn sự phát triển của kháng sâu bệnh đối với thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột, điều cần thiết là phải xoay thuốc trừ sâu với các phương thức hoạt động khác nhau, kết hợp các phương pháp kiểm soát hóa học và sinh học và áp dụng các chiến lược quản lý dịch hại tích hợp. Nó cũng rất quan trọng để tuân theo các liều lượng được đề xuất và lịch trình ứng dụng để tránh lựa chọn các cá thể kháng thuốc và duy trì hiệu quả của thuốc trừ sâu trong dài hạn. Các biện pháp bổ sung bao gồm việc sử dụng các công thức hỗn hợp, kết hợp thuốc trừ sâu sinh học với các tác nhân bảo vệ thực vật khác và thực hiện các phương pháp văn hóa làm giảm áp lực dịch hại.

Hướng dẫn ứng dụng an toàn cho thuốc trừ sâu

Chuẩn bị các giải pháp và liều lượng

• Chuẩn bị đúng các giải pháp và dùng thuốc trừ sâu sinh học chính xác phá hủy ruột là rất quan trọng đối với ứng dụng hiệu quả và an toàn của chúng. Điều cần thiết là phải tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn của nhà sản xuất để chuẩn bị và liều lượng giải pháp để tránh lạm dụng hoặc sử dụng thuốc trừ sâu. Việc sử dụng các công cụ đo lường và nước sạch giúp đảm bảo độ chính xác của liều lượng và hiệu quả điều trị. Nên tiến hành các thử nghiệm quy mô nhỏ trước khi áp dụng quy mô lớn để xác định các điều kiện và liều lượng tối ưu.

Sử dụng thiết bị bảo vệ khi xử lý thuốc trừ sâu

• Khi làm việc với thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột, điều quan trọng là sử dụng các thiết bị bảo vệ thích hợp, chẳng hạn như găng tay, mặt nạ, kính bảo hộ và quần áo bảo vệ, để giảm thiểu nguy cơ tiếp xúc với thuốc trừ sâu. Thiết bị bảo vệ giúp ngăn ngừa tiếp xúc với da và màng nhầy, cũng như hít phải hơi thuốc diệt côn trùng độc hại. Ngoài ra, các biện pháp phòng ngừa phải được thực hiện khi lưu trữ và vận chuyển thuốc trừ sâu để ngăn ngừa tiếp xúc với trẻ em và vật nuôi.

Các khuyến nghị để xử lý thực vật

• Điều trị thực vật bằng thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột vào sáng sớm hoặc buổi tối để tránh ảnh hưởng đến thụ phấn, chẳng hạn như ong. Tránh điều trị trong thời tiết nóng và gió, vì điều này có thể khiến thuốc trừ sâu được phun vào thực vật và sinh vật có lợi. Cũng nên xem xét giai đoạn tăng trưởng của thực vật, tránh điều trị trong thời gian ra hoa và đậu quả, để giảm thiểu tác động đến thụ phấn và giảm khả năng dư lượng thuốc trừ sâu trên trái cây và hạt.

Quan sát thời gian chờ đợi trước thu hoạch

• Quan sát thời gian chờ đợi trước thu hoạch được khuyến nghị sau khi áp dụng thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột đảm bảo sự an toàn của sản phẩm thu hoạch và ngăn ngừa dư lượng thuốc trừ sâu xâm nhập vào các sản phẩm thực phẩm. Điều quan trọng là phải làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất về thời gian chờ đợi để tránh nguy cơ ngộ độc và đảm bảo chất lượng thu hoạch. Việc không quan sát thời gian chờ đợi có thể dẫn đến sự tích lũy thuốc trừ sâu trong các sản phẩm thực phẩm, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của con người và động vật.

Các lựa chọn thay thế cho thuốc trừ sâu hóa học

Thuốc trừ sâu sinh học

• Việc sử dụng các chất gây côn trùng, phương pháp điều trị của vi khuẩn và nấm cung cấp một sự thay thế an toàn cho môi trường cho thuốc trừ sâu hóa học phá hủy ruột. Thuốc trừ sâu sinh học, chẳng hạn như Bacillus thuringiensis và Beauveria bassiana, chống sâu bệnh côn trùng có hiệu quả mà không gây hại cho các sinh vật có lợi và môi trường. Các phương pháp này thúc đẩy quản lý dịch hại bền vững và bảo tồn đa dạng sinh học, giảm nhu cầu điều trị hóa học và giảm thiểu dấu chân môi trường của thực hành nông nghiệp.

Thuốc trừ sâu tự nhiên

• Thuốc trừ sâu tự nhiên, như dầu Neem, chiết xuất thuốc lá và dung dịch tỏi, an toàn cho thực vật và môi trường và kiểm soát hiệu quả sâu bệnh. Những giải pháp này có tính chất chống côn trùng và thuốc trừ sâu, cho phép kiểm soát quần thể côn trùng hiệu quả mà không cần sử dụng hóa chất tổng hợp. Dầu Neem, ví dụ, chứa azadirachtin và nimbolide, phá vỡ việc cho ăn và tăng trưởng côn trùng, phá hủy ruột của chúng và dẫn đến tỷ lệ tử vong của dịch hại. Thuốc trừ sâu tự nhiên có thể được sử dụng kết hợp với các phương pháp khác để đạt được kết quả tốt nhất và giảm nguy cơ kháng thuốc trừ sâu.

Bẫy pheromone và các phương pháp cơ học khác

• Bẫy pheromone thu hút và tiêu diệt sâu bệnh côn trùng, giảm số lượng của chúng và ngăn chặn sự lây lan của chúng. Pheromone là tín hiệu hóa học mà côn trùng sử dụng để giao tiếp, chẳng hạn như để thu hút bạn tình sinh sản. Lắp đặt bẫy pheromone cho phép nhắm mục tiêu chính xác các loài sâu bệnh cụ thể mà không ảnh hưởng đến các sinh vật không phải mục tiêu. Các phương pháp cơ học khác, chẳng hạn như bẫy bề mặt dính, rào cản và lưới vật lý, cũng giúp kiểm soát quần thể dịch hại mà không cần sử dụng phương pháp điều trị hóa học. Những phương pháp này là những cách hiệu quả và an toàn với môi trường để quản lý sâu bệnh, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và cân bằng hệ sinh thái.

Ví dụ về thuốc trừ sâu phổ biến trong nhóm này

Ưu điểm và nhược điểm

Thuận lợi:

• Hiệu quả cao đối với sâu bệnh côn trùng mục tiêu
• Hành động cụ thể, tác động tối thiểu đến động vật có vú và côn trùng có lợi
• Phân phối hệ thống trong nhà máy, cung cấp sự bảo vệ lâu dài
• Sự xuống cấp nhanh chóng trong môi trường, giảm nguy cơ ô nhiễm
• Tiềm năng sử dụng trong canh tác hữu cơ (tùy thuộc vào thuốc trừ sâu)

Nhược điểm:

• Độc tính đối với côn trùng có lợi, bao gồm cả ong và ong bắp cày
• Khả năng phát triển kháng thuốc côn trùng
• Phổ hành động hạn chế cho một số loại thuốc trừ sâu
• Cần ứng dụng đúng và kịp thời cho hiệu quả tối đa
• Chi phí cao của một số loại thuốc trừ sâu sinh học so với thuốc trừ sâu hóa học truyền thống

Rủi ro và biện pháp phòng ngừa

Tác động đến sức khỏe của con người và động vật

• Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người và động vật khi bị lạm dụng. Nếu ăn vào, các loại thuốc trừ sâu này có thể gây ra các triệu chứng ngộ độc như chóng mặt, buồn nôn, nôn, đau đầu và trong các trường hợp cực đoan, co giật và mất ý thức. Động vật, đặc biệt là vật nuôi, cũng có nguy cơ ngộ độc nếu chúng tiếp xúc với thuốc trừ sâu trên da hoặc ăn cây được xử lý.

Các triệu chứng ngộ độc thuốc trừ sâu

• Các triệu chứng ngộ độc từ thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột bao gồm chóng mặt, đau đầu, buồn nôn, nôn, yếu, khó thở, co giật và mất ý thức. Nếu thuốc trừ sâu tiếp xúc với mắt hoặc da, kích thích, đỏ và bỏng có thể xảy ra. Nếu thuốc trừ sâu được ăn, nên tìm kiếm sự chăm sóc y tế ngay lập tức.

Sơ cứu đầu tiên để ngộ độc

• Nếu ngộ độc từ thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột bị nghi ngờ, điều quan trọng là phải ngừng tiếp xúc ngay với thuốc trừ sâu, rửa sạch da hoặc mắt bị ảnh hưởng bằng một lượng lớn nước trong ít nhất 15 phút. Nếu hít vào, hãy di chuyển người đến không khí trong lành và tìm kiếm sự chăm sóc y tế. Nếu thuốc trừ sâu được ăn, hãy gọi các dịch vụ khẩn cấp và làm theo hướng dẫn sơ cứu về bao bì sản phẩm.

Phần kết luận

Việc sử dụng hợp lý các loại thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thực vật và tăng năng suất cây trồng. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải tuân theo các hướng dẫn an toàn và xem xét các khía cạnh sinh thái để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và các sinh vật có lợi. Một cách tiếp cận tích hợp để quản lý dịch hại, kết hợp các phương pháp hóa học, sinh học và văn hóa, thúc đẩy nông nghiệp bền vững và bảo tồn đa dạng sinh học. Nó cũng quan trọng để tiếp tục nghiên cứu về sự phát triển của thuốc trừ sâu mới và phương pháp kiểm soát nhằm giảm rủi ro cho sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)

• Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột là gì và chúng được sử dụng để làm gì?

Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột là một nhóm các chất tự nhiên hoặc tổng hợp được sử dụng để kiểm soát quần thể sâu bệnh côn trùng bằng cách phá vỡ hệ thống tiêu hóa của chúng. Chúng được sử dụng để bảo vệ cây trồng nông nghiệp và cây cảnh, tăng năng suất và ngăn ngừa thiệt hại của cây.

• Làm thế nào để thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh của côn trùng?

Những loại thuốc trừ sâu này ảnh hưởng gián tiếp đến hệ thống thần kinh của côn trùng bằng cách phá vỡ các quá trình cho ăn và trao đổi chất của chúng. Phá hủy ruột làm giảm sự hấp thụ chất dinh dưỡng, làm giảm mức năng lượng (ATP) và phá vỡ hoạt động của các tế bào thần kinh, dẫn đến tê liệt và tử vong của côn trùng.

• Có phải thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có hại cho côn trùng có lợi như ong?

Vâng, thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể gây độc cho côn trùng có lợi, bao gồm cả ong và ong bắp cày. Việc sử dụng của chúng đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn để giảm thiểu tác động đối với côn trùng có lợi và ngăn chặn sự giảm đa dạng sinh học.

• Làm thế nào có thể ngăn chặn sự phát triển kháng thuốc đối với thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột?

Để ngăn ngừa kháng thuốc, nên kết hợp các cơ chế hoạt động khác nhau, các phương pháp kiểm soát hóa học và sinh học nên được kết hợp, và nên tuân thủ liều lượng và lịch trình ứng dụng. Nó cũng quan trọng để tích hợp các phương pháp kiểm soát dịch hại văn hóa để giảm áp lực đối với sâu bệnh.

• Những vấn đề môi trường nào có liên quan đến việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột?

Việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể dẫn đến giảm quần thể côn trùng có lợi, ô nhiễm đất và nước, và tích tụ thuốc trừ sâu trong chuỗi thức ăn, dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng về sinh thái và sức khỏe.

• Thuốc trừ sâu sinh học có thể phá hủy ruột có thể được sử dụng trong canh tác hữu cơ không?

Một số loại thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể được cho phép trong canh tác hữu cơ, đặc biệt là những người dựa trên vi khuẩn tự nhiên và chiết xuất thực vật. Tuy nhiên, thuốc trừ sâu sinh học tổng hợp thường không được phê duyệt cho canh tác hữu cơ do nguồn gốc hóa học và tác động môi trường tiềm năng của chúng.

• Làm thế nào nên thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột được áp dụng cho hiệu quả tối đa?

Điều quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn của nhà sản xuất về các phương pháp liều và ứng dụng, xử lý cây vào buổi sáng hoặc buổi tối để tránh thụ phấn và đảm bảo phân phối thuốc trừ sâu trên cây. Kiểm tra trên các khu vực nhỏ trước khi ứng dụng quy mô lớn cũng được khuyến nghị.

• Có những lựa chọn thay thế cho thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột để kiểm soát sâu bệnh?

Vâng, có những lựa chọn thay thế như thuốc trừ sâu sinh học, phương thuốc tự nhiên (dầu neem, dung dịch tỏi), bẫy pheromone và phương pháp kiểm soát cơ học. Những lựa chọn thay thế này giúp giảm sự phụ thuộc vào các tác nhân hóa học và giảm thiểu tác động môi trường.

• Làm thế nào tác động môi trường của thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có thể được giảm thiểu?

Chỉ sử dụng thuốc trừ sâu khi cần thiết, tuân theo liều lượng được khuyến nghị và lịch ứng dụng, tránh ô nhiễm nguồn nước và áp dụng các phương pháp quản lý dịch hại tích hợp để giảm sự phụ thuộc vào các tác nhân hóa học. Nó cũng quan trọng để sử dụng thuốc trừ sâu có độ đặc hiệu cao để giảm thiểu các hiệu ứng đối với các sinh vật không phải mục tiêu.

• Thuốc trừ sâu sinh học có thể tiêu diệt ruột ở đâu?

Thuốc trừ sâu sinh học phá hủy ruột có sẵn trong các cửa hàng nông nghiệp chuyên ngành, cửa hàng trực tuyến và thông qua các nhà cung cấp bảo vệ thực vật. Trước khi mua, đảm bảo tính hợp pháp và an toàn của các sản phẩm được sử dụng và chúng tuân thủ các yêu cầu canh tác hữu cơ hoặc truyền thống.