Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá chép Cyprinus carpio Linnaeus, 1758

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN





NGUYỄN QUANG TRUNG





ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU HOẠT
CHẤT QUINALPHOS LÊN SINH LÝ, SINH
HÓA VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ CHÉP
(Cyprinus carpio Linnaeus, 1758)





LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

2013

2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN










ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU HOẠT
CHẤT QUINALPHOS LÊN SINH LÝ, SINH
HÓA VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ CHÉP
(Cyprinus carpio Linnaeus, 1758)



LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

2013

i

TÓM TẮT

Nghiên cứu “Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh
lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá chép (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758)” đã
được thực hiện tại Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy sản, Khoa Thủy sản,
trường Đại học Cần Thơ và xã Thới Hưng, huyện Cờ Đỏ, thành phố Cần Thơ từ
tháng 5 năm 2009 đến tháng 7 năm 2012. Mục tiêu nghiên cứu là tìm hiểu ảnh
hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến sự thay đổi các chỉ tiêu sinh
lý (các chỉ tiêu huyết học và sinh lý hô hấp), sinh hóa (hoạt tính các enzyme) và
tăng trưởng của cá chép (Cyprinus carpio) nuôi ở bể và ruộng lúa. Từ đó có thể
sử dụng các chỉ tiêu sinh lý hay sinh hóa như là chỉ thị sinh học để phát hiện
thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ trong môi trường nước.
Cá chép thí nghiệm (khối lượng 8-12 g) phải khỏe, tương đối đều cỡ và
không có dấu hiệu bệnh. Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp hai nhân tố
(thí nghiệm về huyết học và sinh hóa) là các nồng độ thuốc dưới ngưỡng gây chết
và thời gian (nhịp thu mẫu). Thí nghiệm được bố trí hai trường hợp là một lần
tiếp xúc với thuốc (thí nghiệm cấp tính và 28 ngày) và hai lần tiếp xúc với thuốc
(thí nghiệm 60 ngày và thí nghiệm ruộng lúa).
Kết quả nghiên cứu cho thấy thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos là một
trong những loại thuốc trừ sâu được sử dụng phổ biến trong sản xuất lúa hiện nay.
Cá chép là đối tượng nuôi phổ biến nhất trong ruộng lúa. Giá trị LC
50

-96 giờ của
thuốc trừ sâu quinalphos lên cá chép là 0,76 mg/L.
Đối với thí nghiệm một lần tiếp xúc với thuốc, số hồng cầu, hàm lượng
huyết sắc tố và tỷ lệ huyết cầu của cá chép có xu hướng giảm; thể tích hồng cầu
(MCV), khối lượng huyết sắc tố trong hồng cầu (MCH) và nồng độ huyết sắc tố
trong hồng cầu (MCHC) có khuynh hướng tăng khi cá tiếp xúc với quinalphos
sau 28 ngày. Hoạt tính ChE ở não, cơ, mang và gan bị ức chế đáng kể theo nồng
độ thuốc trong 4 ngày đầu trong đó não là cơ quan nhạy cảm nhất. Hoạt tính ChE
ở não, cơ, mang và gan có biểu hiện phục hồi rất chậm ở những nồng độ thuốc
cao; riêng hoạt tính ChE ở cơ phục hồi không hoàn toàn ở tất cả các nồng độ
thuốc sau 28 ngày. Hoạt tính ChE ở não rất nhạy cảm với thuốc trừ sâu hoạt chất
quinalphos trong 96 giờ dù ở nồng độ rất thấp (0,0076 mg/L). Sự ức chế hoạt tính
ChE làm thay đổi hoạt động bơi lội ở cá như cá bơi mất định hướng, bơi lờ đờ và
sau cùng cá chìm xuống đáy bể chết. Ngưỡng ức chế ChE gây chết cá là 95%.
Hoạt tính GST thay đổi không có ý nghĩa ở hầu hết các cơ quan khảo sát và GST
ở cá chép có thể không được xem là đánh dấu sinh học đối với thuốc trừ sâu
quinalphos. Hoạt tính CAT và LPO có thể đóng vai trò nhất định trong các phản
ứng chống sự oxy hóa.

ii

Tiêu hao oxy và ngưỡng oxy ở cá chép có khuynh hướng tăng theo
nồng độ khi tiếp xúc trực tiếp với thuốc. Khi cá được gây nhiễm thuốc trong
24 giờ thì tiêu hao oxy có xu hướng giảm trong khi ngưỡng oxy có chiều
hướng tăng theo nồng độ.
Đối với thí nghiệm hai lần tiếp xúc với thuốc, các chỉ tiêu huyết học có
xu hướng biến động tương tự như thí nghiệm một lần tiếp xúc với thuốc.
Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos ức chế đáng kể hoạt tính ChE ở não, cơ,
mang và gan trong 1-3 ngày đầu thí nghiệm. Thời gian phục hồi hoàn toàn
hoạt tính ChE ít nhất 30 ngày ở bể và 14 ngày ở ruộng. Hoạt tính trypsin and

alpha-amylase bị ức chế có ý nghĩa so với đối chứng sau 3 ngày. Thời gian
phục hồi hoàn toàn hoạt tính trypsin ít nhất 30 ngày trong khi hoạt tính alpha-
amylase phục hồi rất chậm sau 30 ngày trong hai lần tiếp xúc thuốc. Hoạt tính
chymotrypsin thì thay đổi không có ý nghĩa trong thời gian thí nghiệm. Sự
phục hồi chậm của men ChE và một số men tiêu hóa có thể liên quan đến sự
thay đổi các chỉ tiêu huyết học ở cá chép. Hàm lượng quinalphos trong nước
nằm dưới mức phát hiện (<LOD) ở ngày 30 (lần tiếp xúc thuốc thứ nhất) và 44
(lần tiếp xúc thuốc thứ hai). Tăng trưởng, tỷ lệ sống FCR và năng suất của cá
chép bị ảnh hưởng đáng kể trong điều kiện ở bể và ruộng lúa.
Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể sử dụng hoạt tính ChE như là đánh
dấu sinh học để phát hiện ra cá bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ sâu hoạt chất
quinalphos trên đồng ruộng.

iii

ABSTRACT

The studies were conducted at Department of Nutrition and Fisheries
Processing, College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University and
Thoi Hung, Co Do district, Can Tho city from May 2009 to July 2012. The
objective of the study was studying effects of quinalphos insecticide on
changes of physiological parameters (haematology and respiratory
physiology), biochemical changes (enzyme activities) and growth
performances of common carp (Cyprinus carpio) cultured in tank and rice-
field. Therefore, physiological and biochemical parameters could be used as
biomarker to detect organophosphorus insecticide in water.
Common carp (8-12 g) were heathy and have the same size, no sign of
disease. This study was designed in two way anova (applied haematological and
biochemical experiment) including sub-lethal concentrations of quinalphos and
time (sampling time). The study was designed in two cases: one exposing time

to insecticide (acute test in 96 hrs and experiment of 28 days) and two exposing
time to insecticide (experiment of 60 days and rice-field).
The results indicated that quinalphos was among the most widely used
organophosphorus insecticides. Common carp (Cyprinus carpio) were the
most commonly farmed species in rice fish farming system. The value of
LC
50
-96 hrs. of quinalphos for common carp was 0.76 mg/L.
In experiment of one exposing time to insecticide, erythrocyte,
hemoglobin and hematocrit tended to decrease; MCV, MCH and MCHC had a
tendency to increase when common carp exposed to quinalphos. The brain,
muscle, gill and liver cholinesterase activities were significantly inhibited in
all tested concentrations in 96 hours and brain was the most sensitive organ.
ChE activity had a sign of recovery so slowly at higher concentrations
especially muscle ChE activity had incompletly recovery at all tested
concentrations after 28 days. Brain ChE activity was very sensitive to very
low concentration of quinalphos (0.0076 mg/L) in 96 hours. ChE inhibition
affected to swimming behaviour of fish such as loss of balance, dull
swimming and died fish. ChE threshold causing died fish was 95%.
Glutathione-S-transferase (GST) was no significant difference and GST
enzyme of common carp could not be biomarker for quinalphos insecticide.
Catalase (CAT) and lipid-peroxidation could play an certain role for
antioxydant reaction.
Oxygen consumption and threshold in common carp increased with
increased concentrations for direct exposure. For the contaminated fish in 24
hours, oxygen consumption tended to decrease with increased concentrations;
oxygen threshold increased with increased concentrations.

iv

In experiment of two exposing time to insecticide, haematological
parameters changed in the same way as in experiment of one exposing time to
insecticide. Quinalphos insecticide considerably inhibited the brain, muscle, gill
and liver ChE activities from day 1 to day 3 of experiment. ChE activity
completely recovered at all organs at least 30 days in tanks and 14 days in rice-
field. Trypsin and alpha-amylase activities were significantly inhibited after 3
days as compared to the control. Trypsin activity had a sign of complete
recovery at least 30 days; whereas, alpha-amylase activity recovered so slowly
after 30 days for both of two exposing time to insecticide. Chymotrypsin had no
significant difference during the experiment. Slow recovery of ChE and
digestive enzymes could relate to changes of haematological paramaters.
Concentrations of quinalphos were under the limit of determination (<LOD) at
day 30 (the first exposing time) and day 44 (the second exposing time). Growth
parameters, survival rate, feed conversion rate (FCR) and yield of common carp
were considerably affected in case of tank and rice-field.
The study showed that ChE activity could be used as biomarker to
detect fish affected by quinalphos insecticide in rice-field.


v

LỜI CẢM TẠ


Tôi xin trân trọng và bài tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGs.Ts. Đỗ Thị
Thanh Hương và Gs.Ts. Patrick Kestemont (Đại học Namur, Bỉ) đã tận tình
hướng dẫn khoa học, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
hoàn thành luận án này.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến hai thầy hướng dẫn chuyên đề PGs.Ts.
Nguyễn Thanh Phương và Ts. Nguyễn Văn Công (Khoa Môi trường và Tài

nguyên Thiên nhiên); cùng quý Thầy Cô trong Khoa Thủy sản đã truyền đạt
những kiến thức quý báu trong thời gian học tập và nghiên cứu. Xin chân
thành cảm ơn Ts. Sylvain Milla (Đại học Namur, Bỉ) đã có những góp ý quý
báu về khoa học cho luận văn. Xin chân thành cảm ơn Ts. Lam Mỹ Lan (Khoa
Thủy sản) đã có những góp ý quý báu về phương pháp xử lý số liệu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Sở Nông nghiệp và PTNT và
Ban lãnh đạo Chi cục Thủy sản thành phố Cần Thơ; Ban Giám hiệu, Ban chủ
nhiệm Khoa Thủy sản và Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy sản, Khoa Sau
Đại học, Phòng Quản lý Khoa học của trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều
kiện cho tôi hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các em Nguyễn Thị Kim Hà,
Nguyễn Quốc Thịnh, Trần Minh Phú, Trần Lê Cẩm Tú , Nguyễn Thanh
Phong, Nguyễn Văn Toàn (Bộ môn Dinh dưỡng – Chế biến Thủy sản); các em
Nguyễn Thúy Quyên (Lớp Liên thông Nuôi trồng Thủy sản K34), Trần Thị
Kiều Linh (Lớp Liên thông Nuôi trồng Thủy sản K35), Lê Hồng Phú (Lớp
Sinh học biển K33), Huỳnh Thị Xuân Lan (Lớp Sinh học biển K34), Đỗ Văn
Vương (Lớp Sinh học biển K34), Ung Vân Thanh (Lớp Sinh học Biển K34),
Phan Thị Bé Ngoãn (Lớp Nuôi trồng Thủy sản K34) cùng các đồng nghiệp
công tác tại Chi cục Thủy sản Cần Thơ đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi rất nhiều trong
thời gian thực hiện đề tài.
Xin được cảm ơn Ban chủ nhiệm dự án “Cải thiện giải pháp quản lý và
an toàn trong sử dụng hóa chất nhằm phát triển bền vững nghề nuôi thủy nản
nước ngọt ở Đồng bằng sông Cửu Long (CUD)” đã hỗ trợ kinh phí cho tôi
nghiên cứu.
Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, các chị và người
vợ thân yêu của tôi đã luôn động viên, chia sẽ để tôi hoàn thành luận án này.

vi

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả
nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất
cứ luận văn nào khác. Các kết quả nghiên cứu của luận văn này được hoàn
thành nằm trong khuôn khổ của dự án “Cải thiện giải pháp quản lý và an toàn
trong sử dụng hóa chất nhằm phát triển bền vững nghề nuôi thủy sản nước
ngọt ở Đồng bằng sông Cửu Long’ (CUD) (Bỉ). Dự án CUD có quyền sử dụng
kết quả của luận văn này để phục vụ cho dự án.

Người hướng dẫn Tác giả luận văn






PGs.Ts. Đỗ Thị Thanh Hương Nguyễn Quang Trung






vii

MỤC LỤC

TÓM TẮT i
ABSTRACT iii
LỜI CẢM TẠ v

LỜI CAM KẾT vi
MỤC LỤC vii
DANH SÁCH BẢNG………………………………………………… ……x
DANH SÁCH HÌNH xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1
1.1 Giới thiệu 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
1.3 Nội dung nghiên cứu 3
1.4 Ý nghĩa của luận án 3
1.5 Điểm mới của luận án 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
2.1 Sơ lược về đối tượng thí nghiệm 5
2.2 Sơ lược về tình hình nuôi cá trên ruộng lúa 5
2.2.1 Tình hình nuôi cá trên ruộng lúa trên thế giới 5
2.2.2 Tình hình nuôi cá trên ruộng lúa ở ĐBSCL 6
2.3 Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật 8
2.3.1 Khái niệm 8
2.3.2 Phân loại thuốc trừ sâu 8
2.3.3 Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ 10
2.3.4 Tổng quan về hóa chất sử dụng 11
2.3.5 Sơ lược về tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật 12
2.4 Sơ lược về đánh dấu sinh học và chỉ thị sinh học 13
2.5 Sơ lược về sinh lý máu 14
2.6 Sơ lược về các enzyme 15
2.6.1 Acetylcholinesterase (AChE) 15
2.6.2 Catalase (CAT) 15
2.6.3 Lipid peroxidation (LPO) 16
2.6.4 Glutathione S-transferase (GST) 16
2.6.5 Các enzyme tiêu hóa 16

2.7 Các nghiên cứu về độ độc cấp tính của thuốc trừ sâu lên cá 17
2.8 Các nghiên cứu ảnh hưởng thuốc trừ sâu lên sinh lý ở cá 18
2.8.1 Các nghiên cứu ảnh hưởng thuốc trừ sâu lên các chỉ tiêu huyết học 18

viii

2.8.2 Các nghiên cứu ảnh hưởng thuốc trừ sâu lên sinh lý hô hấp ở cá 19
2.9 Các nghiên cứu ảnh hưởng thuốc trừ sâu lên sinh hóa ở cá 21
2.9.1 Các nghiên cứu ảnh hưởng thuốc trừ sâu lên acetylcholinesterase 21
2.9.2 Các nghiên cứu ảnh hưởng thuốc trừ sâu đến hoạt tính men CAT 23
2.9.3 Các nghiên cứu ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đến hoạt tính LPO 23
2.9.4 Các nghiên cứu ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đến hoạt tính GST 24
2.9.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu đến hoạt tính các men tiêu hóa 24
2.10 Các nghiên cứu ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên tăng trưởng ở cá 25
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
3.1 Thời gian và địa điểm thưc hiện 27
3.2 Vật liệu thí nghiệm 27
3.3 Sinh vật thí nghiệm 27
3.4 Thuốc thí nghiệm 28
3.5 Nguồn nước thí nghiệm 29
3.6 Thức ăn 29
3.7 Phương pháp nghiên cứu 29
3.7.1 Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở thành phố Cần Thơ 29
3.7.2 Xác định giá trị LC
50
-96 giờ của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos
lên cá chép 30
3.7.3 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh lý hô
hấp của cá chép 31
3.7.4 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến độ nhạy cảm

và ngưỡng ức chế ChE ở cá chép 34
3.7.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu
huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng
của cá chép nuôi trong bể 36
3.7.6 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên hoạt tính men ChE và tăng trưởng
của cá chép nuôi trong ruộng lúa 39
3.8 Các phương pháp phân tích mẫu 42
3.8.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu huyết học 42
3.8.2 Phương pháp xác định tiêu hao oxy 44
3.8.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh hóa 45
3.8.4 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu tăng trưởng 49
3.8.5 Phương pháp xác định các yếu tố môi trường 49
3.8.6 Phương pháp phân tích dư lượng thuốc trừ sâu 50
3.9 Phương pháp xử lý số liệu 50
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51
4.1 Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở thành phố Cần Thơ 51
4.1.1 Kết quả nghiên cứu 51

ix

4.1.2 Thảo luận 56
4.2 Độ độc cấp tính của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đối với cá chép
(LC
50
-96 giờ) 59
4.2.1 Kết quả nghiên cứu 59
4.2.2 Thảo luận 60
4.3 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh lý hô hấp 62
4.3.1 Kết quả nghiên cứu 62
4.3.2 Thảo luận 63

4.4 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến độ nhạy cảm và
ngưỡng ức chế men ChE của cá chép 65
4.4.1 Kết quả nghiên cứu 65
4.4.2 Thảo luận 67
4.5 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết
học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép
nuôi trong bể 71
4.5.1 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết
học và hoạt tính các men của cá chép 71
4.5.2 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết
học, hoạt tính ChE, một số men tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép
nuôi trong bể 90
4.6 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên hoạt tính men ChE và
tăng trưởng của cá chép Cyprinus carpio nuôi trong ruộng lúa 106
4.6.1. Kết quả nghiên cứu 106
4.6.2 Thảo luận 112
4.7 Thảo luận chung 118
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 124
5.1. Kết luận 124
5.2 Kiến nghị 125
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 126
TÀI LIỆU THAM KHẢO 127
PHỤ LỤC……………………………………………………………… …146

x

DANH SÁCH BẢNG

Trang
Bảng 2.1: Phân loại độc tính thuốc BVTV theo LC50-96 giờ ………………… 10

Bảng 2.2: Số lượng và kích thước của hồng cầu ở một số loài cá ……………… 14

Bảng 2.3: Giá trị LC
50
-96 giờ của thuốc trừ sâu lên một số loài cá …………… 18

Bảng 3.1: Số lượng mẫu phỏng vấn …………………………………………… 30

Bảng 4.1: Thông tin chung về nông hộ………………………………………… 51

Bảng 4.2: Các thông số kỹ thuật về vụ lúa hè thu ………………………………. 52

Bảng 4.3: Các thông số kỹ thuật về mô hình lúa cá…………………………… 53

Bảng 4.4: Hiệu quả kinh tế của vụ lúa hè thu và lúa hè thu có nuôi cá ………… 54

Bảng 4.5. Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu …………………………………… 54

Bảng 4.6: Thông tin về đại lý kinh doanh thuốc ……………………………… 55

Bảng 4.7: Thuốc trừ sâu sử dụng phổ biến ……………………………………

56

Bảng 4.8: Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm LC50…………… 59

Bảng 4.9: Tỷ lệ chết của cá chép khi tiếp xúc quinalphos trong 96 giờ …………

60

Bảng 4.10: Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm 28 ngày …………

62

Bảng 4.11: Các chỉ tiêu huyết học sau 28 ngày thí nghiệm …………………… 63

Bảng 4.12: Biến đổi hoạt tính ChE ở gan ở cá chép sau 28 ngày……………… 65

Bảng 4.13: Biến đổi hoạt tính men GST ở cá chép sau 28 ngày ……………… 66

Bảng 4.14: Biến đổi hoạt tính CAT ở cá chép sau 28 ngày …………………… 67

Bảng 4.15: Biến đổi hoạt tính LPO ở cá chép sau 28 ngày ……………………

71

Bảng 4.16: Biến động các yếu tố môi trường trong thí nghiệm 96 giờ ……… 72

Bảng 4.17: Biến đổi hoạt tính ChE ở não của cá chép trong 96 giờ ……………. 76

Bảng 4.18: Hoạt tính ChE ở não qua các biểu hiện ở cá chép………………… 78

Bảng 4.19: Tiêu hao oxy của cá chép khi tiếp xúc với quinalphos …………… 79

Bảng 4.20: Ngưỡng oxy của cá chép khi tiếp xúc với quinalphos ……………… 80

Bảng 4.21: Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm 60 ngày………… 90

Bảng 4.22: Sự tồn lưu của quinalphos trong nước sau 60 ngày ………………… 91

Bảng 4.23: Các chỉ tiêu huyết học ở cá chép sau 60 ngày………………………. 92

Bảng 4.24: Biến đổi hoạt tính enzyme tiêu hóa ở cá chép ……………………… 98

Bảng 4.25: Tăng trưởng ở cá chép ở bể…………………………………………. 99

Bảng 4.26: Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm ở ruộng lúa …… 107

Bảng 4.27: Tăng trưởng của cá chép ở ruộng thí nghiệm ……………………… 111
Bảng 4.28: Năng suất và tỉ lệ sống của cá chép…………………………………. 112

Bảng 4.29: Hiệu quả kinh tế của mô hình lúa-cá……………………………… 112



xi

DANH SÁCH HÌNH

Trang
Hình 2.1: Lịch thời vụ cho mô hình 1 lúa và 1 cá ………………………………. 7

Hình 2.2: Lịch thời vụ cho mô hình 2 vụ lúa và 1 vụ cá ……………………… 8

Hình 2.3: Cơ chế hoạt động của AChE …………………………………………. 10

Hình 3.1: Cá chép thí nghiệm…………………………………………………… 28

Hình 3.2: Thuốc trừ sâu Kinalux 25EC ………………………………………… 29

Hình 3.3: Hệ thống thí nghiệm LC
50
…………………………………………… 31

Hình 3.4: Hệ thống thí nghiệm sinh lý, sinh hóa ………………………………

32

Hình 3.5: Hệ thống thí nghiệm độ nhạy cảm và ngưỡng ức chế………………… 33

Hình 3.6: Hệ thống thí nghiệm tiêu hao oxy………………………… ………… 35

Hình 3.7: Thí nghiệm ngưỡng oxy…………… ……………………………… 37

Hình 3.8: Hệ thống thí nghiệm tăng trưởng…….……………………………… 38

Hình 3.9: Ruộng thí nghiệm …………………………………………………… 40

Hình 3.10: Thu mẫu tăng tưởng ………………………………………………… 41

Hình 3.11: Thu mẫu huyết học 42

Hình 3.12: Buồng đếm hồng cầu ……………………………………………… 43

Hình 3.13: Đo tỷ lệ huyết cầu ………………………………………………… 44

Hình 3.14: Thu mẫu não, cơ, mang và gan …………………………………… 45

Hình 4.1: Biến đổi hoạt tính ChE ở não sau 28 ngày …………………………… 73

Hình 4.2: Mức độ ức chế ChE ở não sau 28 ngày………………………………

74

Hình 4.3: Biến đổi hoạt tính ChE ở cơ sau 28 ngày…………………………… 74

Hình 4.4: Mức độ ức chế ChE ở cơ sau 28 ngày…………………………………

75

Hình 4.5: Biến đổi hoạt tính ChE ở mang sau 28 ngày………………………… 75

Hình 4.6: Mức độ ức chế ChE ở mang sau 28 ngày……………………………

76

Hình 4.7: Biến đổi hoạt tính ChE ở não sau 60 ngày……………………………. 93

Hình 4.8: Mức độ ức chế ChE ở não sau 60 ngày………………………………

94

Hình 4.9: Biến đổi hoạt tính ChE ở cơ sau 60 ngày…………………………… 94

Hình 4.10: Mức độ ức chế ChE ở cơ sau 60 ngày………………………………

95

Hình 4.11: Biến đổi hoạt tính ChE ở mang sau 60 ngày………………………… 95

Hình 4.12: Mức độ ức chế ChE ở mang sau 60 ngày…………………………… 96

Hình 4.13: Biến đổi hoạt tính ChE ở gan sau 60 ngày……….………………… 96

Hình 4.14: Mức độ ức chế ChE ở gan sau 60 ngày………………………………

97

Hình 4.15: Tỷ lệ sống của cá chép sau 90 ngày …………….………………… 100

Hình 4.16: Hệ số FCR ở cá chép sau 90 ngày … ………………………………. 100

Hình 4.17: Biến đổi hoạt tính ChE não ở ruộng thí nghiệm…………………… 107

Hình 4.18: Mức độ ức chế ChE ở não ở ruộng thí nghiệm……………………… 108

Hình 4.19: Biến đổi hoạt tính ChE cơ ở ruộng thí nghiệm……………………… 108

Hình 4.20: Mức độ ức chế ChE ở cơ ở ruộng thí nghiệm……………………… 109

Hình 4.21: Biến đổi hoạt tính ChE mang ở ruộng thí nghiệm………………… 109


xii

Hình 4.22: Mức độ ức chế ChE ở mang ở ruộng thí nghiệm……………………. 110

Hình 4.23: Biến đổi hoạt tính ChE gan ở ruộng thí nghiệm…………………… 110

Hình 4.24: Mức độ ức chế ChE ở gan ở ruộng thí nghiệm……………………… 111


xiii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ACh Acetylcholine
AChE Acetylcholinesterase
BVTV Bảo vệ thực vật
CAT Catalase
ChE Cholinesterase
Ctv Cộng tác viên
DWG Daily weight gain (Tăng trưởng tuyệt đối)
ĐBSCL Đồng bằng Sông Cửu Long
FCR Feed conversion rate-Hệ số chuyển hóa thức ăn
GST Gluthathione-S-transferase
Hb Hemoglobin
L Lít
LC50 Lethal concentration 50 (Nồng độ gây chết 50%)
LPO Lipid peroxidation
MCH Mean cell haemoglobin (Khối lượng huyết sắc tố
trung bình)
MCHC Mean cell haemoglobin concentration (Nồng độ
huyết sắc tố trung bình trong hồng cầu)
MCV Mean cell volume (Thể tích trung bình hồng cầu)
RBCs Red blood cell count (Số lượng hồng cầu)
SGR Specific growth rate (Tốc độ tăng trưởng đặc biệt)
WG Weight gain (Tăng trưởng khối lượng)

1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Giới thiệu
Hầu hết nông dân trồng lúa ở châu Á cho rằng trong số các loại
thuốc dùng trong sản xuất nông nghiệp thì thuốc trừ sâu được sử dụng phổ
biến hơn là thuốc trừ cỏ và trừ nấm bệnh (Heong and Escalada, 1997).
Nhóm lân hữu cơ là nhóm thuốc trừ sâu quan trọng để kiểm soát sâu bọ,
côn trùng và được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp (Rodrigues et al.,
2001). Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos thuộc gốc lân hữu cơ được sử
dụng rộng rãi trong canh tác nông nghiệp ở Ấn Độ và một số nước khác
trong đó có Việt Nam (Chebbi et al., 2009), nhằm phòng trừ nhiều loại sâu
hại như nhện gié, sâu phao đục bẹ, sâu cuốn lá trên lúa, sâu khoang trên đậu
phộng, sâu ăn tạp trên đậu nành, rệp sáp trên cà phê, sâu đục ngọn trên
điều. Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos có nhiều tên thương phẩm khác
nhau như Faifos 5EC và 25EC, Quilux 25EC, Kinalux 25EC, Methink
25EC, Quintox 5EC, 10EC và 25EC, Obamax 25EC, Peryphos 25EC,
Quiafos 25EC,… Hiện nay, trên thị trường có 18 tên thương mại thuốc trừ
sâu chứa hoạt chất quinalphos trong đó có 8 sản phẩm đơn và 10 sản phẩm
kết hợp (Bộ Nông Nghiệp & PTNT, 2011).
Những nghiên cứu về độc tính của thuốc trừ sâu quinalphos lên cá trên
thế giới và Việt Nam không nhiều, có thể liệt kê một số nghiên cứu ở Việt
Nam gần đây như Đỗ Văn Bước (2010) nghiên cứu trên cá rô phi
(Oreochromis niloticus); Nguyễn Thị Quế Trân (2010) trên cá tra
(Pangasianodon hypophthalmus); Trần Thiện Anh (2012) trên cá mè vinh
(Barbonymus gonionotus). Những biểu hiện ban đầu của cá bị nhiễm độc
thuốc trừ sâu là sự rối loạn hay thay đổi hoạt động sinh lý; sự rối loạn về hô
hấp là dấu hiện sớm nhất của cá bị nhiễm thuốc (Đỗ Thị Thanh Hương, 1997).
Các thông số huyết học như hemoglobin, hematocrit, số lượng hồng cầu,…có

thể được sử dụng để tìm phản ứng sinh lý ở cá khi môi trường bị ô nhiễm
(Dethloff et al, 2001). Thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ có tác dụng ức chế hoạt
tính men cholinesterase (ChE) làm tê liệt quá trình dẫn truyền thần kinh (Phạm
Văn Biên và ctv., 2003). Sự ức chế hoạt động của AChE gây tác động lên sự hô
hấp, hoạt động bơi lội, bắt mồi và tập tính của động vật sống trong nước bởi sự
mất phương hướng, sự co giật và thậm chí tử vong (Peakall, 1992). Winston and
Giulio Di (1991) đã tìm thấy mức độ tổn thương tăng cao ở những loài cá sống
ở môi trường tiếp xúc với chất gây ô nhiễm có liên quan đến stress do oxy hóa.
Trong khi đó, hoạt động của enzyme tiêu hóa có thể được sử dụng như chỉ thị

2

sinh học về các chỉ số tăng trưởng và tình trạng sức khỏe của cá (Debnath et
al., 2007; Suarez et al., 1995; trích dẫn của Li et al., 2010).
Cá chép (Cyprinus carpio) được phân bố rộng khắp các vùng trên toàn
thế giới trừ Nam Mỹ, Tây bắc Mỹ, Madagasca và châu Úc (Nguyễn Văn Hảo và
Ngô Sĩ Vân, 2001). Ở nước ta, cá chép sống tự nhiên trong các thủy vực nước,
nơi có nhiều mùn bã hữu cơ và thức ăn đáy. Cá chép là loài có giá trị kinh tế,
thịt cá thơm ngon và là đối tượng nuôi quan trọng trong ao, hồ đầm, ruộng, lồng
bè (Nguyễn Văn Hảo và Ngô Sĩ Vân, 2001). Cá chép (Cyprinus carpio) là loài
nuôi ghép phổ biến trong ruộng lúa ở Ấn Độ (Jhingran, 1990), In-đô-nê-xi-a
(Djajadiredja, Jangkaru and Junus 1980; và Tan and Khoo 1980), Phi-líp-pin
(De la Cruz 1980), Thái Lan (Chapman and Fernando, 1994) (Trích dẫn của
Vromant et al., 2004) và Việt Nam (Rothuis et al., 1998). Loài này cũng được
nuôi ghép trong ruộng lúa ở Nhật Bản (Kuronuma, 1980). Cá chép là đối tượng
nuôi ghép phổ biến nhất trong ruộng lúa ở ĐBSCL và Cần Thơ (Nguyễn Văn
Hảo và ctv., 2001; Vromant et al., 2002; Phan Văn Thành, 2008).
Nồng độ thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) tồn tại trong môi trường hầu
hết ở mức dưới ngưỡng gây chết (Murty, 1988). Thuốc trừ sâu tồn lưu trong
môi trường ở những nồng độ dưới ngưỡng gây chết có thể gây ra những thay

đổi về cấu trúc và chức năng ở động vật thủy sinh; biểu hiện này xuất hiện
thường hơn là sự tử vong ở sinh vật (Sancho et al., 2003, trích dẫn Chebbi and
David, 2010). Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos được sử dụng phổ biến
trong nông nghiệp và sự tồn lưu của thuốc trong môi trường có thể ảnh hưởng
đến cá (Das et al., 2000).
Nhằm tìm hiểu tác động của thuốc trừ sâu đến một số chỉ tiêu sinh lý,
sinh hóa và tăng trưởng ở cá trong điều kiện thí nghiệm ở bể và ruộng lúa thì
nghiên cứu “Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh lý,
sinh hóa và tăng trưởng của cá chép (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758)” được
thực hiện tại Khoa Thủy sản –Trường Đại học Cần Thơ.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu lâu dài: Tìm ra các dẫn liệu khoa học về độc tính của thuốc
trừ sâu đến động vật thủy sản để làm cơ sở cho việc khuyến cáo nông dân sử
dụng thuốc bảo vệ thực vật trên đồng ruộng phù hợp cùng với đề xuất các giải
pháp trong quản lý sử dụng thuốc trừ sâu và đánh giá tác động của thuốc trừ sâu
gốc lân trong môi trường nước.
- Mục tiêu cụ thể: Tìm hiểu ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất
quinalphos đến sự thay đổi các chỉ tiêu sinh lý (các chỉ tiêu huyết học và sinh
lý hô hấp), sinh hóa (hoạt tính các enzyme) và tăng trưởng của cá chép

3

(Cyprinus carpio). Từ đó có thể sử dụng các chỉ tiêu sinh lý hay sinh hóa như
là đánh dấu sinh học đối với thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ như quinalphos
trong môi trường nước.
1.3 Nội dung nghiên cứu
a) Khảo sát tình hình sử dụng và kinh doanh thuốc trừ sâu trong sản
xuất lúa ở thành phố Cần Thơ.
b) Xác định độ độc cấp tính (LC

50
-96 giờ) của thuốc trừ sâu hoạt chất
quinalphos lên cá chép.
c) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh lý hô hấp
của cá chép.
d) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến độ nhạy cảm
và ngưỡng ức chế của men cholinesterase (ChE).
e) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu
huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép
nuôi trong bể.
f) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên hoạt tính ChE
và tăng trưởng của cá chép nuôi trong ruộng lúa.
1.4 Ý nghĩa của luận án
Luận án cung cấp những số liệu và kết luận khoa học về những thay đổi
các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính các men và tăng trưởng ở cá chép khi tiếp xúc
với thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ). Kết quả luận án là cơ
sở khoa học để khuyến cáo nông dân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nói chung
và thuốc trừ sâu nói riêng một cách phù hợp trên đồng ruộng từ đó góp phần
phát triển bền vững nghề nuôi trồng thủy sản. Bên cạnh đó, kết quả của nghiên
cứu cũng là luận cứ cho việc quản lý sử dụng thuốc trừ sâu trong nông nghiệp
và quan trắc tác động đến môi trường.
1.5 Điểm mới của luận án
Luận án nghiên cứu rất sâu về ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất
quinalphos đến các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá chép
(Cyprinus carpio) nuôi trong bể và ruộng lúa. Luận án đã xác định thuốc trừ
sâu hoạt chất quinalphos làm thay đổi một số chỉ tiêu huyết học (28 và 60
ngày) và một số chỉ tiêu sinh lý hô hấp (tiêu hao oxy và ngưỡng oxy). Thuốc
trừ sâu hoạt chất quinalphos ức chế đáng kể hoạt tính men ChE ở não, cơ,
mang và gan ở cá chép khi tiếp xúc các nồng độ 0,076; 0,152; 0,38 và 0,57
mg/L trong 96 giờ đầu ở tất cả các thí nghiệm cấp tính (96 giờ) và thí nghiệm

4

nuôi dài ngày (28 và 60 ngày) ở bể và 44 ngày ở ruộng lúa. Thời gian phục hồi
hoạt tính men ChE ít nhất 21 ngày trong điều kiện thí nghiệm ở bể (1 lần tiếp
xúc thuốc) và 30 ngày (2 lần tiếp xúc với thuốc); ở ruộng (hai lần tiếp xúc
thuốc) là 14 ngày. Luận án cũng đã xác định men GST ở cá chép không có
nhiều vai trò trong phân giải độc chất. Luận án cũng ghi nhận được thuốc trừ
sâu hoạt chất quinalphos ức chế đáng kể hoạt tính trypsin và alpha-amylase
sau 3 ngày và thời gian cần thiết phục hồi hoạt tính các men tiêu hóa này ít
nhất là 30 ngày. Sự phục hồi hoạt tính ChE và men tiêu hóa có thể liên quan
đến sự thay đổi các chỉ tiêu huyết học
Luận án đã xác định não là cơ quan nhạy cảm nhất ở cá chép khi tiếp xúc
với thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos. Hoạt tính ChE ở não rất nhạy cảm với thuốc
trừ sâu hoạt chất quinalphos dù ở nồng độ rất thấp (0,0076 mg/L) trong 96 giờ. Kết
quả luận án cũng ghi nhận sự ức chế hoạt tính ChE làm thay đổi hành vi bơi lội ở
cá. Ngưỡng ức chế hoạt tính ChE gây chết cá là 95%.
Luận án đã xác định thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos làm thay đổi các
thông số huyết học, ức chế hoạt tính men tiêu hóa và men ChE ở cá chép từ đó
ảnh hưởng đến các chỉ số tăng trưởng (DWG, SGR, FCR và tỷ lệ sống) của cá
chép nuôi trong bể. Trong điều kiện thí nghiệm ở ruộng lúa, nồng độ chỉ dẫn
(khoảng 0,09 mg/L) đã ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và năng suất
của cá chép nuôi trong ruộng so với đối chứng (không phun thuốc). Luận án
cũng xác định được hàm lượng quinalphos trong nước có khuynh hướng giảm
dần theo thời gian thí nghiệm: ngày 30 (lần tiếp xúc thuốc thứ nhất) và ngày 44
(lần tiếp xúc thuốc thứ hai) thì hàm lượng quinalphos trong nước dưới mức phát
hiện (<LOD).
Luận án kết luận rằng có thể sử dụng hoạt tính ChE để xác định ảnh
hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ) lên cá chép
nuôi trên ruộng lúa.

5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Sơ lược về đối tượng thí nghiệm
Cá chép (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) thuộc ngành động vật có
dây sống, ngành phụ động vật có xương sống, thuộc lớp cá, lớp phụ cá vây tia
(Cypriniformes), bộ Cyprinidae (Trương Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hương,
1993). Cá chép phân bố rộng khắp trên toàn thế giới và ở Việt Nam cá chép
sống tự nhiên ở các thủy vực ở các tỉnh phía Bắc. Cá chép được di cư và thuần
hóa để nuôi ở các tỉnh phía Nam và đã phát tán ra nhiều thủy vực tự nhiên. Cá
chép sống ở tầng đáy các thủy vực có nhiều mùn bã hữu cơ, thức ăn đáy và
thực vật thủy sinh; cá có thể chịu được nhiệt độ 0-40
o
C, thích hợp 20-27
o
C; và
cá có thể sống điều kiện khó khăn, khắc nghiệt (Nguyễn Văn Hảo và Ngô Sĩ
Vân, 2001). Cá chép có thể chịu đựng nồng độ muối 5%o; pH thích hơp từ 7-
8,5 và sống được ở hàm lượng oxy hòa tan thấp (0,3-0,5 mg/L) cũng như oxy
bão hòa (
Cá chép ăn tạp thiên về động vật không xương sống ở đáy như mãnh
vụn, thực vật, hạt, rễ cây, các loài giáp xác, ấu trùng muỗi, côn trùng, thân
mềm. Ngoài thức ăn tự nhiên trong thủy vực, còn ăn thức ăn tự chế và thức ăn
viên. Cá chép là loài có kích thước trung bình, lớn nhất có thể đạt 15-20 kg;
tăng trưởng của cá giảm dần theo chiều dài nhưng lại tăng đều về khối lượng
(Nguyễn Văn Hảo và Ngô Sĩ Vân, 2001). Tăng trọng cá có thể đạt 0,6-1,0
kg/vụ trong ao nuôi ghép ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới; tăng trưởng chậm
hơn nhiều ở vùng ôn đới, nơi đó cá đạt 1-2 kg sau 2-4 vụ nuôi (www.fao.org).

Cá chép thành thục sau 1 năm; sức sinh sản cá lớn, khoảng 150.000-200.000
trứng/kg cá cái (Nguyễn Văn Hảo và Ngô Sĩ Vân, 2001).
2.2 Sơ lược về tình hình nuôi cá trên ruộng lúa
2.2.1 Tình hình nuôi cá trên ruộng lúa trên thế giới
Kinh nghiệm trồng lúa ở Châu Á đã có từ 5.000-6.000 năm và hoạt
động thu hoạch cá tự nhiên từ những cánh đồng lúa đã mở đầu cho việc nuôi
cá (Fernando, 1993). Lịch sử nuôi cá trong ruộng lúa được ghi nhận sớm
nhất ở Trung Quốc cách đây khoảng 2.000 năm sau đó là Ấn Độ cách đây
1.500 năm (Tamura, 1961). Những quốc gia có lịch sử ghi chép lại việc nuôi
cá trong ruộng lúa là Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Nhật, Madagascar, Ý và
Nga (Halwart, 1994). Khoo và Tan (1980) cho rằng việc đưa cá vào trong
ruộng lúa đã làm giảm đáng kể cỏ dại và cũng giảm chi phí thức ăn cho cá.
Sevileja (1986) cho biết mô hình canh tác kết hợp đã làm tăng thêm khoảng
40% thu nhập cho người nông dân so với độc canh cây lúa. Moody (1992)

6

quan sát thấy cá chép (Cyprinus carpio) không chỉ trừ được cỏ dại và tảo trong
các đồng lúa mà còn tiết kiệm được chi phí cho cày bừa. Theo Little and Muir
(1987) thì sự kết hợp giữa nuôi thủy sản với lúa làm tăng năng suất sinh học
của ruộng.
Cá rô phi (Oreochromis niloticus) và cá chép (Cyprinus carpio) là những
loài chính thường được nuôi ghép trong ruộng lúa ở Trung Quốc và một số nước
khác (Lu và Li, 2006). Tuy nhiên, cá mè vinh (Barbonymus gonionotus) thường
được nuôi ghép với hai loài trên ở khu vực Nam Á (Bangladesh và Ấn Độ) và
Đông Nam Á (Indonesia, Malaysia, Thái Lan và Việt Nam) (Little et al, 1996;
Rothuis et al., 1998; Vromant et al., 2002; Mohanty et al, 2004; Ofori et al.,
2005). Ở Trung Quốc, cá chép được nuôi ghép với cá giếc Carassius carassius,
cá mè trắng (Hypophthalmichthys militrix), cá mè hoa (Arsitichthys nobilis) và cá
trắm cỏ (Ctenopharyngodon idella) (Dashu and Jianguo, 1995; và Guo, 2001). Ở

Ấn Độ, các loài cá bản địa thường được nuôi trong ruộng lúa là cá trôi Ấn Độ
như Catla catla, Cirrhius mrigala và Labeo rohita.
Diện tích nuôi cá lúa lớn nhất là Trung Quốc với khoảng 1,5 triệu ha. Ở
Ấn Độ, khoảng 20 triệu ha trồng lúa thích hợp cho hệ thống canh tác lúa-cá
nhưng chỉ có khoảng 0,23 triệu ha là nuôi cá trên ruộng (Mohanty et al.,
2004). Năng suất cá nuôi trong ruộng lúa cao nhất được ghi nhận là 2,5 tấn/ha
ở Trung Quốc, 2 tấn/ha ở Ấn Độ, 805 kg/ha ở Indonesia, 980 kg/ha ở
Bangladesh và 900 kg/ha ở Thái Lan (Haroon và Pittman, 1997).
2.2.2 Tình hình nuôi cá trên ruộng lúa ở ĐBSCL
Nuôi cá luân canh với trồng lúa thì năng suất cá cao hơn nuôi kết hợp
nhưng nuôi kết hợp thì năng suất lúa tăng lên khoảng 10% do cá giúp khống
chế địch hại (Lê Xuân Sinh, 1995; trích dẫn của Nguyễn Thanh Phương,
2000). Rothuis (1998) cho rằng năng suất cá nuôi trong ruộng lúa tại Nông
trường Cờ Đỏ, thành phố Cần Thơ có tương quan thuận với lượng thức ăn bổ
sung và thời gian nuôi, nhưng tương quan nghịch với diện tích canh tác, tình
trạng lũ lụt và mật độ sạ lúa; kết quả này cho thấy nếu bổ sung thức ăn cho cá
và kéo dài thời gian nuôi sẽ làm tăng năng suất cá, diện tích ruộng lúa - cá
càng lớn, tính nghiêm trọng của lũ lụt càng cao và sạ lúa càng dầy thì năng
suất cá nuôi càng thấp. Lê Xuân Sinh và ctv. (1998-1999) cho rằng các loài cá
chủ yếu được nuôi trong mô hình lúa - cá là cá mè vinh, chép, rô phi, mè trắng
và tôm càng xanh; thả kết hợp tôm càng xanh và cá sặc rằn rất được chú ý do
giá trị kinh tế cao, nhưng còn khó khăn về sản xuất giống và khâu bảo quản.
Theo Nguyễn Thanh Phương và ctv. (2000) thì năng suất cá bình quân của mô
hình lúa - cá năm 1996-1997 là 429 kg/ha/vụ (từ 90-889 kg/ha/vụ), và tăng lên

7

đến 801 kg/ha/vụ (từ 305-1.445 kg/ha/vụ) năm 2000; và sự gia tăng năng suất
là do cải thiện và thay đổi về cơ cấu đàn cá thả, loài cá thả và mật độ nuôi.
Theo Nguyễn Thanh Phương và ctv. (2000). thì ở các khu vực thâm

canh 2 vụ lúa gồm Hè - Thu (tháng 4-5 đến 7-8) và Đông - Xuân (11-12 đến 2-
3) thì có thể kết hợp tốt với một vụ cá. Thông thường, cá được thả vào ruộng
nuôi sau khi vụ lúa Hè-Thu xuống giống khoảng 1 tháng, và cá được thu
hoạch vào đầu vụ hay cuối vụ Đông-Xuân; mật độ thả dao động từ 1-2
con/m
2
nếu không cho ăn bổ sung hay 2-3 con/m
2
nếu có cho ăn bổ sung.
Các tác giả này cũng ghi nhận ưu điểm căn bản của phương thức này là thời
gian bỏ đồng ruộng giữa hai 2 vụ lúa (trùng với mùa lũ về) có nhiều thức ăn tự
nhiên, cá lớn nhanh, giảm thức ăn bổ sung; nhưng đối với những vùng ngập lũ
sâu thì phải có hệ thống bờ bao đủ cao và vững chắc.
2.2.3 Các mô hình nuôi cá trên ruộng lúa ở ĐBSCL
2.2.3.1 Mô hình 1 lúa và 1 cá
Mô hình canh tác 1 vụ lúa và 1 vụ cá tự nhiên phát triển chủ yếu ở Sông
Trẹm, U Minh tỉnh Cà Mau, Huyện Thạnh Trị tỉnh Sóc Trăng, Nông Trường
Sông Hậu tỉnh Cần Thơ và Huyện An Minh tỉnh Kiên Giang (Nguyễn Anh
Tuấn và Bùi Minh Tâm, 1993). Mô hình này thường có năng suất thấp và khác
nhau theo địa phương, ở Sông Trẹm, Thạnh Trị và Phương Ninh năng suất
thấp còn ở Nông Trường Sông Hậu cao hơn. Năng suất cá ở vùng U Minh và
An Minh là 83-90 kg/ha với đối tượng nuôi chủ yếu là cá trê vàng, cá lóc, cá
sặc rằn, cá thát lát và năng suất lúa thấp (giống lúa dài ngày) từ 1,8-2,2 tấn/ha.
Thời vụ nuôi thường là trước tháng 7 đến tháng 8 và thu hoạch tháng 2-3 của
năm sau. Mật độ cá thả là 0,5-0,7 con/m
2
ở Huyện Trần Văn Thời (Cà Mau)
và 0,24 con/m
2
ở Huyện An Biên (Kiên Giang). Tỷ lệ ghép các loài là cá sặc

rằn 70%, cá thát lát 10%, cá lóc 5%, cá rô đồng 5%, cá khác 10% và thu nhập
của các hộ từ 5-6 triệu đồng/ha (Dương Nhựt Long, 2002).

Tháng 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3




Hình 2.1: Lịch thời vụ cho mô hình 1 lúa và 1 cá tự nhiên

Vụ nuôi cá
Vụ lúa

8

2.2.3.2 Mô hình 2 vụ lúa và 1 vụ cá
Phong trào trồng 2 vụ lúa phát triển mạnh từ năm 1991 (Huỳnh Hữu
Chí, 1997). Lúa 2 vụ trong năm là loại lúa ngắn ngày và sản lượng cao và thời
vụ nuôi thủy sản kết hợp với 2 vụ lúa là từ tháng 4 đến tháng 10. Năng suất cá
nuôi từ 230-330 kg/ha. Mật độ thả giống từ 1,2-5,0 con/m
2
và tỷ lệ ghép các
loài là cá mè vinh 48%, cá chép 39%, cá rô phi 10% và cá mè trắng 3% (Lê
Thành Đương và ctv, 1998).

12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Vụ Đông-Xuân Vụ lúa Hè-Thu

Hình 2.2: Lịch thời vụ cho mô hình 2 vụ lúa và 1 vụ cá

2.3 Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật
2.3.1 Khái niệm
Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) còn gọi là thuốc trừ dịch hại hoặc sản
phẩm nông dược bao gồm những chế phẩm dùng để phòng trừ các sinh vật
gây hại tài nguyên thực vật, các chế phẩm có tác dụng điều hòa sinh trưởng
thực vật, các chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút các sinh vật gây hại
tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt. Những sinh vật gây hại tài nguyên thực
vật (còn gọi là dịch hại) bao gồm sâu hại, bệnh hại, cỏ dại, chuột và các tác
nhân sinh vật gây hại khác (Phạm Văn Biên và ctv., 2003).
2.3.2 Phân loại thuốc trừ sâu
2.3.2.1 Phân loại theo đối tượng phòng trừ (Phạm Văn Biên và ctv., 2003)
Theo đối tượng phòng trừ thì thuốc trừ sâu gồm các loại chính như sau:
- Thuốc trừ sâu: Là những thuốc phòng trừ các loại côn trùng gây hại
cây trồng, nông sản, gia súc, con người. Các loại thuốc trừ sâu nói chung đều
rất độc với người và môi trường.
- Thuốc trừ bệnh: Là những thuốc phòng trừ các loài vi sinh vật gây
bệnh cho cây (nấm, vi khuẩn, tuyến trùng). Các thuốc trừ bệnh nói chung ít
độc so với thuốc trừ sâu.
- Thuốc trừ cỏ: Là những thuốc phòng trừ các loại thực vật, rong, tảo
mọc lẫn với cây trồng. Thuốc trừ cỏ cũng ít độc hơn so với thuốc trừ sâu.

V
ụ nuôi cá


9

2.3.2.2 Phân loại theo gốc hóa học (Phạm Văn Biên và ctv., 2003)
- Nhóm thuốc thảo mộc: Là những chất trừ sâu có trong thực vật. Những
chất này có tác động sinh học mạnh nhưng hiệu lực với sâu thể hiện tương đối

chậm, ít độc hại với người và mau phân hủy trong môi trường. Các chế phẩm
thường có hàm lượng hoạt chất thấp.
- Nhóm clor hữu cơ: Trong thành phần hóa học có chất Clo (Cl) là những
dẫn xuất Chlorobenzen (như DDT, chất này đã bị cấm sử dụng), Cychlohexan
(BHC) hoặc dần xuất đa vòng (Aldrin, Dieldrin). Nhóm này có độ độc tính
tương đối thấp nhưng tồn lưu lâu trong cơ thể người, động vật và môi trường,
gây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm đã bị hạn chế hoặc cấm sử dụng.
- Nhóm lân hữu cơ (organophosphorus): Trong thành phần hóa học có
chất phosphor (P). Độ độc cấp tính tương đối cao nhưng mau phân hủy trong
cơ thể người và môi trường hơn so với nhóm clo hữu cơ. Một số thuốc lân hữu
cơ rất độc cũng đã bị hạn chế hoặc cấm sử dụng (như methylparathion,
monitor, ). Nhóm này tác động vào thần kinh của côn trùng bằng cách ngăn
cản sự tạo thành men cholinesterase làm cho thần kinh hoạt động kém và gây
ngộ độc cấp tính.
- Nhóm carbamate: Là dẫn xuất của a-xit carbamic. Độ độc cấp tính
tương đối cao, khả năng phân hủy tương tự như nhóm lân hữu cơ. Khi sử
dụng, chúng tác động trực tiếp vào men cholinesterase của hệ thần kinh.
- Nhóm cúc tổng hợp (pyrethroide): Là nhóm thuốc trừ sâu tổng hợp
dựa vào cấu tạo chất pyrethrin có trong hoa cây cúc sát trùng (pyrethrum).
Công thức cấu tạo rất phức tạp. Cơ chế diệt sâu chủ yếu bằng đường tiếp xúc
và vị độc, hiệu lực nhanh, dễ bay hơi và tương đối mau phân hủy trong môi
trường và cơ thể.
2.3.2.3 Phân loại dựa trên độc tính
Sự phân loại dựa trên độ độc cấp tính. Giá trị LC
50
(Lethal
Concentration) là độ độc của một hoạt chất có trong không khí hoặc nước (đơn
vị tính là mg chất độc/thể tích không khí hoặc nước). Chỉ số LC
50
càng thấp

thì độ độc càng cao. LD
50
(Lethal Dose) là chỉ số biểu thị độ độc cấp tính của
một loại thuốc BVTV đối với động vật máu nóng (đơn vị tính là mg chất
độc/kg khối lượng cơ thể). Chỉ số LD
50
chính là lượng chất độc gây chết 50%
số cá thể thí nghiệm (thường là chuột). LD
50
càng thấp thì độ độc càng cao.
Giá trị LC
50
hay LD
50
còn được sử dụng để đánh giá độc tính của hóa chất nói
chung hay thuốc BVTV nói riêng (Phạm Văn Biên và ctv., 2003).

10

Theo Tổ chức y tế thế giới (WHO) thì thuốc BVTV được chia làm 5
nhóm độc khác nhau: nhóm Ia (rất độc), Ib (độc cao), nhóm II (độc trung
bình), nhóm III (ít độc) và nhóm IV (rất ít độc) (www.who.int).
Theo hệ thống phân loại của Koesoemadinata and Djajadirecdja (1976)
thì độc tính của thuốc trừ sâu chia ra làm 4 nhóm (Bảng 2.1).

Bảng 2.1: Phân loại độc tính thuốc bảo vệ thực vật dựa theo LC
50
-96 giờ
Mức Độ độc LC
50

-96 giờ (tính theo hoạt chất)
1 Cực độc <1 mg/L
2 Độc cao 1-10 mg/L
3 Độ trung bình 10-100 mg/L
4 Độc ít >100 mg/L

2.3.2.4 Phân loại theo khả năng tích lũy
Dựa vào chu kỳ bán hủy (DT
50
: dis-appearance time) của hóa chất là
thời gian phân hủy 50%. DT
50
<1 tháng có độ bền vững thấp, DT
50
từ 1 tháng
đến 6 tháng có độ bền vững trung bình, DT
50
từ 6 tháng đến 12 tháng thuốc
nhóm có độ bền vững cao, và DT
50
>1 năm có độ bền vững rất cao (Trần Văn
Hai, 2002).
2.3.3 Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ
Acetylcholinesterase (AChE) hiện diện và được phân lập từ động vật
như động vật hữu nhũ, chim, cá, bò sát và côn trùng (Karczmar et al., 1970,
trích dẫn của Fukuto, 1990). Acetylcholinesterase là enzyme (men) có chức
năng thủy phân nhanh chóng chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine (ACh)
chuyển thành choline và acetate. Choline di chuyển vào khe sypnapse để kết
hợp với acetate thì được tồn tại dưới dạng acetyl CoA để tạo thành
acetylcholinesterase có vai trò quan trọng trong dẫn truyền thần kinh. Quá

trình thủy phân acetylcholinesterase thành choline và acetate tiếp tục hoạt
động trong cơ thể sinh vật bình thường (Fukuto, 1990; Richard and David,
2008) (Hình 2.3A)
Khi sinh vật bị tác động thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ thì sự ức chế hoạt
tính AChE xảy ra dẫn đến làm tê liệt quá trình dẫn truyền thần kinh. Nguyên
nhân là do sự hiện diện của chất ức chế AChE (thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ)
dẫn đến quá trình thủy phân không xảy ra, kết quả là tồn dư một lượng lớn
acetylcholine trong khe synapse. Khi nồng độ ACh vẫn duy trì ở mức cao và
tiếp tục kích thích các cơ hay sợi dây thần kinh dẫn đến gây độc thần kinh, làm
tăng nhiệt độ cơ thể, tăng nhịp tim, huyết áp, ảnh hưởng đến khả năng vận cơ
và làm sinh vật tê liệt (Fukuto, 1990; Richard and David, 2008) (Hình 2.3B).