25 2.7 Giới thiệu về Cypermethrin [2; 11] Cypermethrin là một trong hơn 30 hợp chất pyrethroit được sử dụng để phòng trừ côn trùng và nhện hại thực vật. 2.7.1 Pyrethroit [11] Từ xa xưa con người đã dùng bột của hai loài hoa cúc để trừ khử côn trùng và nhện hại hoa màu. Đó là hoa cúc Chrysanthemum cinerariaefolium và C. roseum, hai loài cúc này có chứa 6 este của acid xiclopropan – cacboxylic rất độc đối với côn trùng và nhện hại là pyrethrin I, cinerin I, jasmolin I (có tên chung là chrysanthemat) và pyrethrin II, cinerin II, jasmolin II (có tên chung là pyrethrat). Trong hoa cúc trừ sâu (khô), các este pyrethrin chiếm tới 73 % và được chế biến thành dạng bột 45 – 55 % (Mỹ) hoặc 25 % (Châu Âu) có trộn lẫn với chất tăng hiệu lực PBO (piperonyl butoxit) và được sử dụng để phòng trừ côn trùng trong y tế, thú y, trừ sâu mọt hại kho và phun trừ sâu cho cây trồng . Dưới tác dụng của ánh sáng, các este pyrethrin bị phân giải và mất hiệu lực rất nhanh chóng. Pyrethrin thuộc nhóm độc III, LD 50 qua miệng từ 273 – 2370 mg/kg, LD 50 qua da là 1500 mg/kg, thuốc rất độc đối với cá, độc nhưng có tác dụng xua đuổi đối với ong mật. Dựa trên những nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc của các este xiclopropan – cacboxylic tự nhiên, đặc biệt là cấu trúc hóa học của pyrethrin, các nhà hóa học đã tổng hợp bằng con đường hóa học ra nhiều dẫn xuất pyrethrin có ưu điểm hơn các este pyrethrin tự nhiên. Những dẫn xuất đó gọi chung là pyrethroit. Hiện nay có trên 30 hợp chất pyrethroit được sử dụng để trừ côn trùng và nhện hại thực vật, nhiều nhất là Acrinathrin, Alphamethrin, Cyfluthrin, Cyhalothrin, Cypermethrin, Fenvalerat, … Nhóm thuốc pyrethroit có những đặc điểm sau: - Lượng hoạt chất sử dụng trên đơn vị diện tích thấp, có khi chỉ từ 8 – 10 g/ha nên làm giảm đáng kể lượng chất độc rải trên môi trường sinh thái. - Có tác dụng chọn lọc cao, ít độc hại hơn đối với thiên địch có ích, trừ được chủng sâu kháng thuốc lân, clo và cacbomat, tuy nhiên hiện tượng sâu chống pyrethroit cũng xảy ra. - Pyrethroit hòa tan nhanh chóng trong lipid và lipoprotein nên tác dụng tiếp xúc mạnh, nhưng cho đến nay chưa có loại thuốc pyrethroit nội hấp và gây tác dụng 26 xông hơi mạnh. Thuốc gây hiện tượng choáng độc nhanh, kích thích cây phát triển và có tác dụng xua đuổi một số côn trùng. - Độ độc cấp tính đối với người và động vật máu nóng thấp hơn so với nhiều hợp chất lân hữu cơ, chóng phân hủy trong cơ thể sống và trong môi trường, nhưng thuốc rất độc đối với cá và các loài động vật thủy sinh, có hiệu quả thấp đối với sâu đục thân lúa. - Các hợp chất pyrethroit có cấu trúc hóa học lập thể rất phức tạp, có nhiều cấu hình khác nhau tạo thành nhiều đồng phân lập thể và hiệu lực diệt sâu của mỗi đồng phân lập thể có khác nhau. Căn cứ vào hiệu lực trừ sâu và sự tác động phối hợp giữa các đồng phân lập thể mà người ta sử dụng đơn hoặc hổn hợp các đồng phân. 2.7.2 Cypermethrin [2; 11] Tên gọi khác: Polytrin, Sherpa, Cymerin, … Tên hóa học: (RS)- - Cyano- 3 - phenoxybenzyl (1RS, 3RS; 1RS, 3SR) – 3 - (2,2 dichlorovinyl) - 2,2 - dimethylcyclopropanecarboxylate (IUPAC). Công thức hóa học: C 22 H 19 Cl 12 NO 3 Phân tử lượng: 416,3 Nhóm hóa học: Pyrethroit Công thức cấu tạo: Hình 2.9: Công thức cấu tạo của Cypermethrin 2.7.2.1 Đặc tính của Cypermethrin [2; 11] Thuốc kỹ thuật ở dạng đặc sệt, chứa hơn 90% hoạt chất (active ingredient), điểm nóng chảy từ 60 – 80 0 C, điểm cháy 115,6 0 C. Hầu như không tan trong nước, tan trong nhiều dung môi hữu cơ như: methanol, acetone, xylene, methylene dicloride. Tương đối bền trong môi trường trung tính và acid nhẹ, thủy phân trong môi trường kiềm. Không ăn mòn kim loại. Cypermethrin thuộc nhóm độc II, LD 50 qua miệng là 250 mg/kg, LD 50 qua da là 1600 mg/kg. Độc đối với cá (LC 50 = 2,0 – 2,8 g/l). Cl Cl C = CH CH 3 CH 3 COOCH CN O 27 Cypermethrin tác động tiếp xúc và vị độc, ngoài ra còn có tác động xua đuổi và làm sâu ngán ăn. Phổ tác động rộng. 2.7.2.2 Sử dụng Cypermethrin Cypermethrin được sử dụng để phòng trừ nhiều loại sâu ăn lá, chích hút và nhện cho nhiều loại cây trồng như sâu tơ, sâu xanh, rệp hại rau, sâu xanh da láng, sâu khoang hại đậu, thuốc lá, bọ xít, rệp, nhện đỏ hại bông, muỗi, rầy xanh, bọ cánh tơ hại chè, sâu vẽ bùa, sâu đục quả, bọ xít hại cây ăn quả, ngoài ra còn dùng để trừ ve, bét, cháy rận cho gia súc và vật nuôi, dùng để trừ ruồi, muỗi trong nhà [11]. Liều lượng sử dụng từ 50 – 100g a.i./ha. Chế phẩm 25 EC (250 g a.i./l) dùng 0,2 – 0,4 l/ha pha với 300 – 400 lít nước phun cho rau, màu, pha nước với nồng độ 0,05 – 0,1% phun ước đều lên lá cây ăn quả. Chế phẩm 10 EC dùng liều lượng và nồng độ tăng gấp 2,5 lần, chế phẩm 5 EC tăng gấp 5 lần so với chế phẩm 25 EC. Khi sử dụng cypermethrin có thể pha chung với nhiều loại thuốc trừ sâu khác. 2.8 Giới thiệu về sâu xanh Heliothis spp. 2.8.1 Định danh và phân loại Sâu xanh thuộc: Bộ : Lepidoptera (Cánh vảy) Họ : Noctuidae (Ngài đêm) Giống: Heliothis Loài : Heliothis spp. Giống Heliothis được định danh lần đầu tiên vào năm 1806 do nhà bác học người Đức Jacobo Hubner, ông đặc tên cho chúng là Tentament. Ở Châu Âu chúng phổ biến với tên Heliothis và có tên là Helicoverpa (Hardrich, 1965). Cuối cùng, ủy ban quốc tế về định danh động vật đã thống nhất gọi giống này là Heliothis spp [43]. Heliothis có các loài sau (Burges, 1981): Heliothis zea Boddic phổ biến ở Châu Mỹ. Heliothis phloxiphaga tìm thấy ở Liên Xô cũ. Heliothis virescens F. ở Châu Mỹ Heliothis punctigera W LLGS ở Châu Úc. Heliothis armigera Hubner ở Châu Á và Châu Phi [43]. 28 2.8.2 Hình thái của sâu xanh 2.8.2.1 Trứng Trứng của sâu xanh có hình cầu, đường kính từ 0,4 – 0,55 mm; có 20 – 30 vân dọc nổi lên chạy tập trung vào đỉnh trứng (xem hình 2.10). Lúc đầu trứng mới đẻ có màu sáng đến vàng óng ánh, sau chuyển dần sang màu nâu đậm trước khi nở. Hình 2.10: Trứng sâu xanh 2.8.2.2 Ấu trùng (Sâu non) Thường có 6 tuổi, sâu non đẩy sức dài 40 – 45 mm, trên cơ thể sâu thường xuất hiện những đường sọc đứt quãng chạy dọc theo mỗi bên cơ thể và một đường kẻ dọc trên lưng. Đầu của sâu thường có màu nâu đỏ; khắp cơ thể có nhiều lông ngắn, chân có màu nâu, cặp chân thứ 4 xuất hiện những gai móc đối xứng nhau giúp sự bám chặt lên ký chủ (xem hình 2.11). Sâu non thường có màu xanh nhạt nhưng màu sắc biến đổi rất nhiều, chủ yếu có 4 loại hình như sau: màu hồng nhạt, màu trắng vàng, màu xanh nhạc và màu xanh [3; 43]. Hình 2.11: Sâu xanh tuổi 2 29 2.8.2.3 Nhộng Nhộng dài từ 17 – 20 mm, màu nâu vàng. Mép trước các đốt bụng 5, 6, 7 có nhiều chấm nhỏ, nốt cuối bụng có 2 gai mông [3 ]. 2.8.2.4 Sâu trƣởng thành Sâu xanh trưởng thành có thân dài từ 15 – 17 mm, sải cánh rộng từ 27 – 38 mm, màu nâu vàng, vàng tươi hoặc nâu tro. Cánh trước có màu vàng sẫm hoặc vàng tro, có các vân không rõ rệt, vân ngoài cùng hình gợn sóng. Con đực có vân ngang, gần mép ngoài hình gợn sóng, giữa hai vân là màu tro, mép ngoài có 7 điểm đen xếp thành hàng ứng với mạch cánh. Cánh sau có màu vàng tro nhạt, ở gần mép trên, phía buồng cánh có một vân ngắn màu nâu đen. Từ mép ngoài trở vào có một khu nâu, cánh trong có một vệt hình trăng non màu tro. Đốt bụng cuối của con cái có lỗ đẻ trứng, còn ở con đực xuát hiện một chùm lông [3; 43]. 2.8.3 Vùng phân bố Sâu xanh (Heliothis armigera) phân bố rất rộng trên thế giới trong phạm vi từ 50 0 vĩ Bắc đến 50 0 vĩ Nam, từ Châu Phi cho đến các quần đảo ở Thái Bình Dương. Trên núi cao 1821 m vẫn có sâu xanh. Ở nước ta, chúng có mặt ở hầu hết các tỉnh từ tháng 1 đến tháng 12, đặc biệt sâu xanh phát sinh mạnh ở những vùng trồng bông, đay, cà chua, đậu đỗ, …[27]. 2.8.4 Phạm vi ký chủ Sâu xanh là loài sâu ăn tạp, chúng phá hoại trên 200 loại cây ký chủ khác nhau nhưng chủ yếu vẫn là cây bông, ngô, lúa mì, cà chua, thuốc lá, hướng dương, nhiều loại đậu và các ký chủ dại khác. Ở cà chua, mật độ sâu xanh cao hơn ở ngô nhưng thấp hơn ở bông. Tuy mật độ sâu xanh trên ngô thấp nhưng do diện tích trồng ngô nhiều và trồng nhiều vụ trong năm nên quần thể ngô là nơi đóng vai trò bảo tồn giống sâu xanh. Cây chủ thích hợp nhất cho sự đẻ trứng của Heliothis armigera theo thứ tự giảm dần như sau: Đậu Bồ câu (Figeonpea – Cajanus cajan L.), đậu Xanh mỏ két (Chickpea – Cicer arretinum L.), đậu Xanh (Mungbean – Phaseolus aureus) và cà chua (Lycopersicum esculentum) [43]. 2.8.5 Thiên địch của sâu xanh Theo Maxumov A. và Narziculov M., trên đồng bông có 227 loài côn trùng và nhện ký sinh ăn thịt sâu xanh. Theo tài liệu của Trung Quốc và Liên Xô thì bọ xít (Triphlex) ăn trứng và sâu non, ong mắt đỏ (Trichogramma) ký sinh trứng sâu. Ong 30 vàng (Habrobraconhebetor Say.) ký sinh sâu non. Ong đen kén trứng (Apanteles kazak Tel.) ký sinh sâu non đến 64%. 2.8.6 Tập quán sinh sống và qui luật phát sinh gây hại [43] Tập quán sinh sống Sâu xanh thường vũ hóa vào ban đêm. Ban ngày ở ngoài đồng ruộng, ngài ẩn trong các bụi cỏ, lá cây và không hoạt động. Mặc dù bướm đêm của Heliothis armigera bắt đầu hoạt động vào buổi chiều sau 16 giờ nhưng chúng thường hoạt động mạnh nhất từ 20 – 22 giờ. Thời gian giao phối thường từ chập tối đến sáng hôm sau. Sau khi giao phối thì ngài bắt đầu đẻ trứng. Thời gian đẻ trứng có thể kéo dài từ 7 – 13 ngày tùy thuộc vào thời điểm trong năm. Mỗi ngài cái có thể đẻ từ 200 – 300 trứng. Trứng được đẻ riêng lẻ từng quả. Thời gian đẻ trứng của ngài tập trung từ 21 giờ đến nửa đêm. Thời gian đẻ trứng của sâu xanh thường trùng với thời gian kết nụ của cây bông. Sau khi đẻ trứng ngài sẽ chết, sau khi chết trong bụng ngài cái thường vẫn còn trứng. Thời gian sống của ngài cái thường từ 10 – 18 ngày và của ngài đực là 6 – 11 ngày. Thời gian phát dục của trứng phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian này thường kéo dài ở vùng có nhiệt độ thấp và rút ngắn ở vùng có nhiệt độ cao. Ở nước ta, thời gian phát dục của trứng là từ 2 – 12 ngày. Nhiệt độ khởi điểm cho sự phát dục của trứng là 12 0 C. Tỷ lệ nở của trứng thường rất cao, từ 80 – 100%. Sau khi nở, sâu non ăn một phần hoặc tất cả vỏ trứng rồi mới ăn sang cây ký chủ. Chúng hoạt động rất mạnh, vừa di chuyển vừa cắn phá các bộ phận của cây để tìm chọn nụ hoặc quả. Khi gặp nụ hoặc quả thích hợp, chùng thường đục vào, ăn phần bên trong làm quả bị rỗng, mỗi sâu non có thể hại từ 5 – 10 quả. Sâu non của Heliothis armigera thích di động và thường ăn thịt lẫn nhau, nhất là ở tuổi 1 sang tuổi 2. Sâu non khỏe mạnh, đẫy sức thường chui xuống đất ở độ sâu từ 2,5 – 17 cm tùy vùng đất cát hay đất thịt để hóa nhộng. Những nghiên cứu của Haren (1979) cho thấy độ ẩm tương đối ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển của nhộng, và nhiệt độ có ảnh hưởng rỏ đến sự vũ hóa. Tỷ lệ vũ hóa của nhộng đạt từ 65,5% - 93,1% trung bình đạt 79,6 %. 31 Hình 2.12: Vòng đời của sâu xanh (Heliothis armigera) [43] Qui luật phát sinh gây hại Trên đồng ruộng, mật độ sâu cao nhất thường vào tháng 5. Ở nước ta, tại miền Bắc, sâu xanh có thể phát sinh 4 lứa, mỗi lứa kéo dài 40 – 80 ngày. - Lứa 1: Từ tháng 11 đến tháng 1 - Lứa 2: Từ cuối tháng 1 đến tháng 3 - Lứa 3: Từ cuối tháng 3 đến cuối tháng 5 - Lứa 4: Từ giữa tháng 5 đến cuối tháng 6 [28]. Theo kết quả nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu bông Nha Hố, trong một vụ bông có thể có từ 2 – 6 lứa sâu xanh. Thời gian trung bình của mỗi lứa sâu xanh là 32 ngày [7]. 2 – 3 ngày (Bắt cặp - đẻ trứng) Nhộng Bướm Trứng Sâu non 7 – 10 ngày 2 – 3 ngày 20 – 40 ngày (5 lần lột xác) 32 Phần 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 3.1 Vật liệu, hóa chất và thiết bị 3.1.1 Vật liệu Lá xoan chịu hạn tươi thu nhận từ các cây xoan chịu hạn 4 tuổi ở rừng xoan chịu hạn Ninh Thuận, rửa sạch trong nước cất vô trùng và sấy ở nhiệt độ 50 0 C, xay nhỏ, thu bột lá xoan chịu hạn khô. Hạt xoan chịu hạn thu hái từ các cây xoan chịu hạn 4 tuổi trồng ở Ninh Thuận, phơi khô rồi rửa lại bằng cồn, sau đó đem sấy nhẹ trong 2 giờ ở 60 0 C. Tách vỏ, thu nhân hạt. Cypermethrin 93% do Công Ty Thuốc Sát Trùng Việt Nam (VIPESCO) cung cấp. 3.1.2 Hóa chất H 2 SO 4 đậm đặc, NaOH 35%, H 3 BO 3 2%, hỗn hợp K 2 SO 4 /CuSO 4 (9:1), thuốc thử methyl red (xác định nitơ tổng); Trilon B 0,02 N, chất chỉ thị murexit (pH = 12), HCl 10%, HNO 3 , KCN 3%, amonium Molybdate (xác định hàm lượng canxi, phospho); Ether dầu hỏa, KOH 40%, KMnO 4 4% (xác định chỉ số lipid), cồn 80 0 , cồn 96 0 , phenol 5% (định lượng đường tổng số); H 2 SO 4 1,25%, KOH 1,25%, acetone, 6,4n – Octanol (xácđịnh hàm lượng xơ thô)… Azadirachtin chuẩn (Sigma), methanol HPLC (định lượng azadirachtin). Tween 80 (nhũ hóa). 3.1.3 Dụng cụ và thiết bị Cân phân tích có độ chính xác ± 0,001 g. Chén nung bằng sứ chịu nhiệt, có dung tích 30 – 35 ml. Ống nghiệm, pipetman 1000 l. Lò nung, tủ sấy. Bình hút ẩm. Máy cất đạm bán tự động của hãng PROLABO, Pháp. Máy quang phổ tử ngoại khả kiến. . trùng và sấy ở nhiệt độ 50 0 C, xay nhỏ, thu bột lá xoan chịu hạn khô. Hạt xoan chịu hạn thu hái từ các cây xoan chịu hạn 4 tuổi trồng ở Ninh Thuận, phơi khô rồi r a lại bằng cồn, sau đó. lẻ từng quả. Thời gian đẻ trứng c a ngài tập trung từ 21 giờ đến n a đêm. Thời gian đẻ trứng c a sâu xanh thường trùng với thời gian kết nụ c a cây bông. Sau khi đẻ trứng ngài sẽ chết, sau. giống sâu xanh. Cây chủ thích hợp nhất cho sự đẻ trứng c a Heliothis armigera theo thứ tự giảm dần như sau: Đậu Bồ câu (Figeonpea – Cajanus cajan L.), đậu Xanh mỏ két (Chickpea – Cicer arretinum