Nông nghiệp - Chương III: Thuốc bảo vệ thực vật, môi trường và hậu quả xấu của chúng gây ra cho môi sinh

9/17/2015 1 CHƢƠNG III THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT, MÔI TRƢỜNG & HẬU QUẢ XẤU CỦA CHÚNG GÂY RA CHO MÔI SINH. 1. TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC ĐẾN MÔI TRƢỜNG VÀ CON ĐƢỜNG MẤT ĐI CỦA THUỐC 1.1.TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC ĐẾN MÔI TRƯỜNG (Sơđồ Tác động của thuốc BVTV đến môi trƣờng và con đƣờng mất đi của thuốc ( Theo Richardson, 1979; Dẫn theo Phạm Văn Biên và cộng sự, 2000). ) 1.2.-CON ĐƯỜNG MẤT ĐI CỦA THUỐC 1-Sự quang phân (ánh sáng phân hủy thuốc) 2-Chuyển hoá thuốc trong cây 3-Phân huỷ do vi sinh vật (VSV) đất, nƣớc 4-Thuỷ phân, P. Ƣ hoá học khác 5-Sự bay hơi 6-Sự cuốn trôi và lắng trôi do nước 7-Hoà loãng sinh học 2.THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT VÀ MÔI TRƢỜNG SỐNG: 2.1.Dƣ lƣợng thuốc bvtv: 2.1.1- Định nghĩa • Dư lượng là phần còn lại của hoạt chất, các sản phẩm chuyển hoá và các thành phần khác có trong thuốc, tồn tại trên cây trồng, nông sản, đất, nƣớc sau một thời gian dƣới tác động của các hệ sống (living systems) và điều kiện ngoại cảnh ( ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ v.v...). Dƣ lƣợng của thuốc đƣợc tính bằng mg (miligam) thuốc có trong 1 kg nông sản, đất hay nƣớc (mg/kg). Dư lượng thuốc BVTV trên nông sản Nồng độ phun Số lần phun Thời gian thu hoạch Loại thuốc phun Lớp học phần VNUA-Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 9/17/2015 2 2.1.2. Dƣ lƣợng thuốc BVTV trên cây trồng, trong nông sản: • Thuốc BVTV có thể đi vào cây trồng bằng nhiều con đƣờng trực tiếp (do phun, rắc lên cây) hay gián tiếp (qua đất, nƣớc, không khi bị ô nhiễm thuốc BVTV). Thuốc BVTV ở trên cây và trong nông sản có thể gây hại cho cây trồng (ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển của cây, thậm chí còn làm giảm năng suất) hay ảnh hƣởng đến chất lƣợng nông sản, gây ngộ độc cho ngƣời và gia súc sử dụng nông sản đó. • Thuốc BVTV có thể xâm nhập vào các bộ phận của cây. Tốc độ xâm nhập và hàm lượng của thuốc BVTV rất khác nhau và phụ thuộc vào đặc tính, cấu trúc vảu các bộ phận đó. Khi phân tích hàm lượng cypermethrin có trong các bộ phận của quả táo cho thấy hàm lượng tổng vỏ táo cao gấp 9 lần trong thịt quả . • thuốc BVTV thường tồn tại với hàm lượng lớn trong vỏ của của một số loai quả cà hạt như táo, lê, đậu, và lúa. Nhưng sự phân bố này cũng không đồng nhất trong một nhóm thực vật. • theo FAO/WHO hàm lượng cypermethrin trong ruột táo ít hơn trong vỏ táo tới 10% nhưng ở quả lê hàm lượng cypermethrin trong ruột quả lê ít hơn trong vỏ quả lê tới 30%. -Dư lượng biểu bì (cuticule residue): gồm những chất tan đƣợc trong lipid, nhƣng không tan đƣợc trong nƣớc, tồn tại ở lớp biểu bì. -Dư lượng nội bì (sub-cuticule residue): gồm những chất tan đƣợc trong nƣớc, nhƣng không tan trong lipid, tồn tại ở dƣới lớp biểu bì. -Dư lượng ngoại bì (extra cuticule residue): gồm những chất không tan cả trong lipid và nƣớc, tồn tại ở bên ngoài biểu bì. • lượng tiêu thụ hàng ngày được chấp nhận (Acceptable Daily Intake- ADI) Cypermethrin 0.05 mg/kg • Mức dư lượng tối đa cho phép ( Maximum Residue Limit – MRL) Cypermethrin: Sữa 0.01 mg/kg, chè khô 15 mg/kg. 2.1.3.Các biện pháp nhằm giảm thiểu dƣ lƣợng thuốc bvtv trên cây trồng và nông sản: 9/17/2015 3 Lấy mẫu ở ruộng sản xuất Lấy mẫu ở chợ Cơ quan chức năng VietGAP Tuyên truyền Quản lý cửa hàng bàn thuốc Quản lý rau quả xuất nhập khẩu • Đối với người sản xuất Đảm bảo TGCL Tuân thủ nguyên tắc 4 đúng -Bảo đảm thời gian cách ly ( Preharvest interval – PHI) Cypermethrin Rau ăn lá 7 – 14 ngày, rau ăn quả 3-4 ngày, bắp cải 14 ngày, rau ăn củ (nếu tươi gốc), hành 21 ngày. -Phải sử dụng thuốc đúng kỹ thuật, hợp lý • Chọn các loại thuốc ít độc, ít bền trong môi trường, mang tính chọn lọc cao • Chọn dạng thuốc, phương pháp xử lý và thời điểm xử lý thích hợp • Chọn cây trồng luân canh thích hợp - Chính sách Chính sách: Viet GAP Euro GAP Globle GAP •Đối với người tiêu dùng: - Không sử dụng làm thức ăn những loại nông sản có mùi lạ, màu sắc lạ, hình dáng khác thường - Không nên mua các loại rau trái vụ - Rửa rau, quả dưới vòi nước chảy - Nấu chín và mở nắp vung khi nấu để hóa chất BVTV nếu còn sót lại sẽ thoát ra ngoài 2.1.3. Dƣ lƣợng thuốc BVTV trong đất: • Ngƣời ta có thể sử dụng thuốc BVTV bằng nhiều con đƯờng khác nhau nhƣ: phun lên cây, xử lý giống, xử lý đất, nhƣng cuối cùng do gió, mƣa, rơi vãi trong quá trình sử dụng, thuốc cũng tập trung ở trong đất.trong đất, thuốc Bv bị phân huỷ dần bởi nhiều yếu tố hữu sinh và vô sinh. Tốc độ phân huỷ của mỗi thuốc phụ thuộc vào: https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 9/17/2015 4 + Tính chất hoá, lý của hoạt chất và dạng thuốc đƣợc sử dụng. +Thành phần hoá lý của đất, hàm lƣợng chất hữu cơ, các chất dinh dƣỡng khác có trong đất và pH đất. + Loại cây trồng đƣợc trồng trên đất đó. + Điều kiện môi trƣờng, nƣớc, độ ẩm, nhiệt độ, lƣợng phân bón chủng loại và số lƣợng các loài vi sinh vật, đặc biệt là các loài sinh vật có trong đất. Nhiều loài vi sinh vật trong đất có khả năng dùng thuốc BVTV nhƣ những chất dinh dƣỡng để xây dựng cơ thể. Chính vì vậy, thuốc BV đã bị chúng phân huỷ. • Nghiên cứu về tốc độ phân huỷ của thuốc BVTV trong đất cho thấy: tốc độ phân uỷ của thuốc BVTV tiệt trùng chậm hơn rất nhiều so với đất tự nhiên. Điều đó chứng tỏ rằng vai trò quan trọng của vi sinh vật trong việc phân huỷ thuốc BVTV. Ngược lại, thuốc BVTV cũng ảnh hưởng nhiều đến sự phát sinh phát triển của hệ sinh vật. Xu hướng chung diễn biến số lượng vi sinh vật đất tuân theo: Mới đưa thuốc BVTV vào đất, số lượng vi sinh vật giảm, sau đó số lượng vi sinh vật phục hồi dần và nhiều trường hợp vượt hơn trước khi xử lý thuốc.trong đất, Thuốc có khả năng di chuyển, phân bố lại một cách cơ học qua quá trình làm đất, bị rửa trôi bởi nước mưa, rồi ngấm sâu xuống đất. Vì vậy, thuốc BVTV có thể gây ô nhiễm mạch nước ngầm và theo nước ngầm có thể đi đến những nơi khác xa khu vực xử lý thuốc. Nhiều trường hợp dư lượng thuốc BVTV trong đất với lượng lớn có thể gây ra những tác động tiêu cực, gây hại cho cây, ảnh hưởng tới độ màu mỡ của đất và suy giảm những sinh vật có ích sống trong đất. 2.1.4.Dƣ lƣợng thuốc BVTV trong nƣớc: Thuốc BVTV vào môi trường nước bằng nhiều cách khác nhau: Dùng trực tiếp thuốc để tiêu diệt con trùng trong nước. Nước chảy qua các khu rừng hay vùng đất lâm nghiệp, nông nghiệp được phun thuốc BVTV. Nứơc thải của công nghiệp sản xuất thuốc BVTV hay xúc rửa các dụng cụ phun rải thuốc BVTV. 9/17/2015 5 • Tuỳ thuộc vào đặc tính hấp phụ và cấu trúc lỗ xốp của đất mà nƣớc ngầm có thể bị nhiễm thuốc BVTV. theo Cohen, Eiden, Corber, hàm lƣợng một số loại thuốc BVTV trong nƣớc nhƣ sau (tính theo µg/l): DDT 0,03; lindan 0,001-0,021; carbofuran 1-50; picforan 0,1-1,5; 1,2- dibrometan 0,05-20 Đối với nước bề mặt, do việc sử dụng trực tiếp thuốc BVTV cũng như khả năng thấm sâu hoặc lan truyền trong đất từ vùng xử lý thuốc, theo mưa lũ mà có thể chứa dư lượng thuốc BVTV. Dư lượng này có thể xuất hiện giữa lớp trầm tích và nước. Dư lượng của một số thuốc BVTV bền vững thường có hàm lượng ở lớp trầm tích cao hơn lớp nước mặt khoảng 10 – 100 lần Sự phân huỷ thuốc BVTV trong nước phụ thuộc vào pH, mật độ huyền phù và sự có mặt của trầm tích. Dư lượng thuốc BVTV trong nước sẽ gây hại cho thực vật và động vật thuỷ sinh sống trong nước và cuối cùng gây hại cho con người. 3. HẬU QUẢ DO THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT GÂY RA CHO QUẦN THỂ SINH VẬT: 3.1.Phản ứng của dịch hại đối với chất độc ở liều lượng thấp 3.2.Xuất hiện dịch hại mới hay bùng phát dịch hại thứ cấp: 3.3. Sự tái phát của dịch hại: Số lượng cá thể dịch hại ở ruộng phun thuốc Hệ số tái phát = ---------- --------------------------- Số lượng cá thể loài dịch hại đó ở ruộng không phun thuốc 3.4.Tính chống ( kháng) thuốc bvtv: +Hiện tượng +Định nghĩa +Chỉ số chống thuốc( resistance index- Ri) hay hệ số chống thuốc (resistance cofficien = Rc) là chỉ tiêu xác định tính chống thuốc của dịch hại. LD50 của loài dịch hại bị nghi là chống thuốc Ri (Rc) = -------------------------------------------------- --------- LD50 của cùng loài dịch hại nhưng chưa từng tiếp xúc với thuốc • Tính chịu thuốc ( tolerance) • Tính quen thuốc( accoutumance) • Đặc điểm của sự hình thành tính các quần thể dịch hại kháng thuốc: • Thuyết tiền thích ứng • Thuyết thích nghi môi trường • Cơ chế chống thuôc của các loài dịch hại gồm: 1/Thay đổi về cấu trúc lipid, sáp và protein trong cuticum; hoặc gia tăng kết cấu biểu bì, nhằm hạn chế sự xâm nhập của thuốc vào cơ thể sinh vật. 2/Hình thành những tập tính mới, nhằm ngăn ngừa hoặc hạn chế sự tiếp xúc của côn trùng với thuốc. 3/Phản ứng chống chịu sinh lý thay đổi: -Cơ chế chống chịu sinh lý: Sinh vật có khả năng tăng cường sự giải độc, làm cho thuốc bị giảm hiệu lực hay bị phân huỷ hoàn toàn. Đây là cơ chế chống thuốc cơ bản nhất và đặc biệt quan trọng của các loài sinh vật. https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Lớp học phần VNUA-Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 9/17/2015 6 • Tính chống chịu bắt chéo: +Hiện tượng dịch hại chống được nhiều loại thuốc trong một nhóm, hay nhiều loại thuốc thuộc các nhóm khác nhau, kể cả các loại thuốc mà loài dịch hại chưa hề tiếp xúc với thuốc đó. Hiện tượng này gọi là tính chống thuốc dương. +Nhưng có trường hợp, dịch hại chống loại thuốc này, nhưng lại mẫn cảm với các loại thuốc khác. Hiện tượng này được gọi là tính chống thuốc âm. Phân loại tính chống thuốc: -Tính chống thuốc nhiều mặt (multiplicate resistance): được tạo ra bởi hai hay nhiều cơ chế giúp sinh vật chống được một loại thuốc. -Tính chống chịu bắt chéo nhiều chủng loại ( multiple resistance): Được hình thành bởi hai hay nhiều cơ chế giúp dịch hại chống được một nhóm thuốc hay nhiều loại thuốc thuộc các nhóm khác xa nhau. -Tính chống chịu nối tiếp (sequential resistance): Được hình thành khi các thuốc bvtv dùng luân phiên nối tiếp nhau để chống một loài dịch hại. Trình tự sử dụng các loại thuốc, ảnh hưởng đến tốc độ hình thành tính chống thuốc của một quần thể, cũng như mức độ rộng hẹp của phổ kháng thuốc. Các nhân tố liên quan đến việc hình thành tính chống thuốc: -Đặc điểm di truyền và sinh vật học của loài dịch hại: Những loài dịch hại có khả năng biến đổi gen lớn, vòng đời ngắn, khả năng sinh sản cao, tính ăn hẹp, ít di chuyển, có phản xạ sinh lý thích ứng là những loài có nguy cơ chống thuốc cao. -Bản chất và đặc điểm của loại thuốc sử dụng: Những thuốc tồn tại lâu trên bề mặt vật phun, dịch hại có điều kiện tiếp xúc nhiều với thuốc ở liều thấp ( như các thuốc trừ sâu clo hữu cơ), những thuốc có tính chọn lọc cao dễ tạo tính chống thuốc. khó tạo tính chống thuốc hơn. -Cường độ sức ép chọn lọc: Các biện pháp khắc phục hiện tượng chống thuốc của dịch hại: -Dùng luân phiên các loại thuốc bvtv : -Dùng các chất hợp lực (synergist), chất phá vỡ tính chống thuốc (resistance breaker), chất phản chống chịu (anti-resistance). Thậm chí khi hỗn hợp thuốc, có thể đẩy dịch hại chống thuốc nhanh hơn, phổ chống chéo mở rộng hơn, khó khăn hơn cho việc phòng trừ. -Giảm cƣờng độ sức ép chọn lọc -Biện pháp thích hợp nhất là IPM 3.5.Suy giảm tính đa dạng của quần thể: 3.6.Tác động của thuốc bvtv đến sinh vật sống trong đất 3.7.Tác động của thuốc BVTV đến động vật sống trên cạn và dƣới nƣớc 4. Phƣơng hƣớng khắc phục hậu quả xấu do thuốc bvtv gây ra cho sinh quần: 4.1-Tính chọn lọc sinh lý: Đây là kết quả của 3 cơ chế: giữa các loài có sự chênh lệch về lƣợng thuốc xâm nhập tới một hay nhiều vị trí tác động; độ mẫn cảm của các vị trí này đến từng loại thuốc và sự khác nhau về số lƣợng cũng nhƣ bản chất chuyển hoá của các thuốc trong cơ thể sinh vật. 4.2-Tính chọn lọc sinh thái: Dựa trên cơ sở hiểu biết sâu về điều kiện sinh sống và phát sinh của các loài dịch hại. 9/17/2015 7 4.Tác động của thuốc bvtv đến thực vật : 4.1.Những tác động tốt : -Tăng tỷ lệ nảy mầm, sức nảy mầm -Rút ngắn thời gian sinh trƣởng, làm cây ra hoa sớm, làm quả chín sớm. - Làm tăng năng suất và các chỉ tiêu cấu thành năng suất, tăng năng suất, chất lƣợng nông sản. -Làm tăng sức chống chịu của cây với những điều kiện bất lợi: nhƣ chống rét, chống đổ 4.2.Những tác động xấu : khi sử dụng không đúng thuốc bvtv, có thể gây hại cho cây trồng. -Giảm tỷ lệ nảy mầm, sức nảy mầm, rễ không phát triển, -Màu sắc lá biến đổi, cây chết. -Lá bị cháy, thủng, biến dạng, hoa quả bị rụng, quả nhỏ, chín muộn. -Phun thuốc vào thời kỳ cây ra hoa dễ ảnh hưởng đến khả năng đậu quả của cây trồng. -Thậm chí trong một số trường hợp, tác hại của thuốc ( thuốc trừ cỏ) còn gây hại cho cây trồng vụ sau. • Thuốc lá • Khoai tây • Quả ở Trung Mỹ https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Lớp học phần VNUA-Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam