phân lập vi khuẩn hiếu khí phân hủy butachlor từ đất luân canh lúa – màu ở một số huyện tại đồng bằng sông cửu long

)
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIÊ
̣
P VA
̀
SINH HO
̣
C Ƣ
́
NG DU
̣
NG











HỒ NHƢ THỦY

PHÂN LẬP VI KHUẨN HIẾU KHÍ PHÂN HỦY
BUTACHLOR TỪ ĐẤT LUÂN CANH
LÚA – MÀU Ở MỘT SỐ HUYỆN

TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT






Cần Thơ, 2014




TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIÊ
̣
P VA
̀
SINH HO
̣
C Ƣ
́
NG DU
̣
NG


HỒ NHƢ THỦY

PHÂN LẬP VI KHUẨN HIẾU KHÍ PHÂN HỦY
BUTACHLOR TỪ ĐẤT LUÂN CANH
LÚA – MÀU Ở MỘT SỐ HUYỆN
TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT
MSSV: 3103926


Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
TS. DƢƠNG MINH VIỄN


Cần Thơ, 2014
i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân và thầy hƣớng dẫn.

Các số liệu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kì luận văn
nào công bố trƣớc đó.

Ngƣời hƣớng dẫn Tác giả luận văn
Ký tên Ký tên




TS. Dƣơng Minh Viễn Hồ Nhƣ Thủy

ii

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC
Họ và tên: Hồ Nhƣ Thủy Giới tính: Nữ
Ngày, tháng, năm sinh: 22/05/1992 Nơi sinh: Đồng Tháp
Quê quán: Tháp Mƣời, Đồng Tháp Dân tộc: Kinh
Địa chỉ liên lạc: Xã Mỹ Quí, huyện Tháp Mƣời, tỉnh Đồng Tháp
Di động: 0916 101 096
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
Từ năm 1998 đến năm 2003: Học tại trƣờng Tiểu Học Mỹ Quí 2, Xã Mỹ Quí, Huyện
Tháp Mƣời, Tỉnh Đồng Tháp.
Từ năm 2003 đến năm 2007: Học tại trƣờng THCS Mỹ Quí, Xã Mỹ Quí, Huyện Tháp
Mƣời, Tỉnh Đồng Tháp.
Từ năm 2007 đến năm 2010: Học tại trƣờng THPT Mỹ Quí, Xã Mỹ Quí, Huyện Tháp
Mƣời, Tỉnh Đồng Tháp.
Từ năm 2010 đến năm 2014: Học tại trƣờng Đại học Cần Thơ, đƣờng 3/2, phƣờng
Xuân Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Ngƣời khai ký tên


Hồ Nhƣ Thủy

iii

LỜI CẢM ƠN
Để đạt đƣợc kết quả này, tôi thành tâm cảm ơn thầy Dƣơng Minh Viễn đã tận
tình hƣớng dẫn và truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm cũng nhƣ những bài học quý
giá để tôi có thể hoàn thành tốt đƣợc luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn cô Tất Anh Thƣ, cố vấn học tập Khoa học đất K36 đã
nhiệt tình hƣớng dẫn, định hƣớng, chỉ dạy và giúp đỡ trong suốt 4 năm học.
Tôi xin chân thành cảm ơn các quí Thầy, Cô khoa Nông nghiệp & SHƢD đã
nhiệt tình giảng dạy giúp tôi có những bài học quý báu và kiến thức nền tảng vững
chắc.
Tôi xin cảm ơn thầy Nguyễn Khởi Nghĩa, thầy Trần Văn Dũng, cô Đỗ Thị Xuân,
chị Nguyễn Thị Tố Quyên, Nguyễn Thị Kiều Oanh, anh Nguyễn Vũ Bằng đã nhiệt
tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin cảm ơn các bạn lớp Khoa học đất K36 đã luôn ủng hộ tôi, các bạn trong PTN
Sinh học Đất - BM Khoa học Đất đã luôn sát cánh cùng tôi.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến những ngƣời thân trong gia đình đã
luôn bên cạnh ủng hộ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành tốt khóa học
này.
Hồ Nhƣ Thủy

iv

DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 1.1 Một số thuốc trừ cỏ đƣợc dùng phổ biến tại ĐBSCL 7
Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của Butachlor 9
Hình 1.3 Chu trình chuyển hóa của thuốc Butachlor trong đất, cây, và động vật 11
Hình 1.4 Con đƣờng phân hủy Butachlor của vi khuẩn Catellibacterium caeni sp. Nov
DCA-1T 12
Hình 2.1 Các địa điểm thu mẫu tại Cai Lậy - TG, Chợ Mới - AG và Bình Tân – VL 14
Hình 2.2 Điều tra tình hình sử dụng thuốc BVTV 16
Hình 2.3 Quy trình làm giàu mật số vi khuẩn từ đất 18
Hình 2.4 Phân tích mẫu bằng máy HPLC và thời gian lƣu peak thuốc Butachlor 20
Hình 3.1 Kết quả làm giàu mật số cộng đồng vi khuẩn trên mô hình luân canh lúa -
màu của huyện Cai Lậy so với đối chứng. 24
Hình 3.1. Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của cộng đồng vi khuẩn trên mô hình
luân canh lúa - màu tại huyện Cai Lậy - TG sau 28 ngày nuôi ủ (n = 4) 25
Hình 3.2 Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của cộng đồng vi khuẩn trên mô hình
luân canh lúa - màu tại huyện Chợ Mới - AG sau 28 ngày nuôi ủ (n = 4) 26
Hình 3.3 Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của cộng đồng vi khuẩn trên mô hình
luân canh lúa - màu tại huyện Bình Tân - VL sau 28 ngày nuôi ủ (n = 4) 27
Hình 3.4 Khả năng xuất hiện của cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor giữa vụ lúa
và màu trên mô hình luân canh lúa - màu 28

Hình 3.5 Hình dạng tế bào bốn nhóm vi khuẩn điển hình cho các dòng vi khuẩn phân
lập đƣợc: (a) Vi khuẩn dạng hình liên cầu, (b) Vi khuẩn hình cầu, (c) Vi khuẩn hình
que ngắn, (d) Vi khuẩn hình que dài 31
Hình 3.6 Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của các nhóm vi khuẩn trên mô hình
luân canh lúa - màu sau 32 ngày nuôi cấy (n = 4) 32
Hình 3.7 Mức độ tƣơng đồng của 8 nhóm dòng vi khuẩn phân hủy Butachlor trên mô
hình luân canh lúa - màu 33
v

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Số lƣợng mẫu đất dùng để phân lập tại các huyện Bình Tân, Cai Lậy và Chợ
Mới 17
Bảng 3.1 Một số đặc tính lý - hoá của các mẫu đất dùng trong thí nghiệm 23
Bảng 3.2 Một số đặc điểm hình thái và sinh lý của các dòng vi khuẩn 29

vi

TỪ VIẾT TẮT
Chữ tắt
Giải thích từ
2,6- DEA
2,6-Diethylaniline
2,4-D
2.4-Dichlorophenoxyacetic acid
DDT
Dichloro Diphenyl Trichloroethane
TAE buffer
Tris-acetic-EDTA buffer
bp
Base pair (Cặp Bazơ)
BVTV
Bảo vệ thực vật
ĐBSCL
Đồng bằng sông Cửu Long
DGGE
Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (Điện di biến tính
tăng cấp)
GC/MS

Gas Chromatography Mass Spectometry
HPLC
High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng cao
áp)
LD
50
LC
50
Lethal Dose 50
Lethal concentration
MM
Minemal mineral medium
PCR
Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuổi trùng ngƣng)
VSV
Vi sinh vật
rRNA
Ribosomal ribonucleic acid
TSA
Tryptose Soybean Agar
TSB
Tryptose Soybean Broth
WHO
TEMED
DNA
Tổ chức Y tế thế giới
Tetramethylethylenediamine
Deoxyribonucleic acid
CL
Cai Lậy

CM
Chợ Mới
BT
Bình Tân
VL
Vĩnh Long
TG
Tiền Giang
AG
An Giang

vii

Hồ Nhƣ Thủy, 2014. “Phân lập vi khuẩn hiếu khí phân hủy Butachlor từ đất luân
canh lúa – màu ở một số huyện tại Đồng Bằng Sông Cửu Long”. Luận văn tốt
nghiệp đại học ngành Khoa học đất. Khoa Nông Nghiệp và SHƢD, Trƣờng Đại học
Cần Thơ.
Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: Ts. Dƣơng Minh Viễn
TÓM LƢỢC
Đề tài “Phân lập vi khuẩn hiếu khí phân hủy Butachlor từ đất luân canh lúa –
màu ở một số huyện tại Đồng Bằng Sông Cửu Long” được thực hiện với mục tiêu:
(1) Khảo sát tình hình sử dụng thuốc trừ cỏ chứa hoạt chất Butachlor trên mô hình
lúa - màu tại 3 huyện Bình Tân - Vĩnh Long, Cai Lậy - Tiền Giang và Chợ Mới - An
Giang, (2) Phân lập vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân hủy Butachlor từ nền đất
luân canh lúa - màu tại huyện Cai Lậy - TG, Bình Tân - VL và Chợ Mới - AG và (3)
Khảo sát sự đa dạng về mặt di truyền của hệ vi khuẩn hiếu khí phân hủy Butachlor
được phân lập. Kết quả điều tra tình hình sử dụng hoạt chất Butachlor của nông dân
tại 3 huyện Bình Tân, Cai Lậy và Chợ Mới cho thấy hoạt chất này chi sử dụng ở huyện
Chợ Mới với liều lượng lượng sử dụng nằm trong khoảng khuyến cáo và diện tích sử
dụng không nhiều. Kết quả phân lập của 20 cộng đồng vi khuẩn từ 20 mẫu đất được

thu từ 14 ruộng luân canh lúa - màu cho thấy ở vụ màu có 10/12 cộng đồng vi khuẩn
và ở vụ lúa có 7/8 cộng đồng vi khuẩn đều có khả năng phân hủy Butachlor sau 28
ngày nuôi cấy với Butachlor ở nồng độ 20 ppm. Từ kết quả này cho thấy xác suất xuất
hiện các cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở vụ lúa cao hơn ở vụ màu. Ba cộng
đồng phân hủy tốt Butachlor được chọn để phân lập các vi khuẩn thuần là BT50L,
BT50M và CL4M. Sau khi phân lập được các dòng thuần, các dòng thuần này được
gọp lại thành từng nhóm nhỏ theo từng cộng đồng vi khuẩn để khảo sát khả năng phân
hủy Butachlor trong môi trường khoáng tối thiểu ở nồng độ 20 ppm với 32 ngày nuôi
cấy (Các dòng thuần này được chọn lựa một cách ngẫu nhiên và không có dòng nào
trùng lại giữa các nhóm trong cùng một cộng đồng, với mỗi nhóm khoảng 6 hoặc 7
dòng/nhóm). sau 32 ngày nuôi cấy có 8/10 nhóm phân hủy thuốc Butachlor, nhóm
dòng vi khuẩn BT50M1 phân hủy Butachlor cao nhất chiếm 11,26% còn các nhóm
dòng vi khuẩn còn lại phân hủy Butachlor từ 7,42% - 10,21%.
Sử dụng kỹ thuật DGGE dựa trên gene 16S rRNA và phần mềm phân tích độ
tương đồng (gel compare) để khảo sát sự đa dạng về mặt di truyền của vi khuẩn phân
hủy Butachlor từ hệ vi khuẩn BT50M (vụ màu) và BT50L (vụ lúa) được phân lập từ
một ruộng trên mô hình luân canh lúa - màu tại huyện Bình Tân, kết quả cho thấy
viii

mức độ tương đồng hệ vi khuẩn BT50M (vụ màu)so với BT50L (vụ lúa) ở mức thấp
khoảng 10%-20%. Tương tự so sánh sự đa dạng của hệ vi khuẩn BT50M phân hủy
Butachlor ở vụ màu tại Bình Tân so với hệ vi khuẩn CL4M ở vụ màu tại Cai Lậy trong
cùng mô hình canh tác luân canh lúa - màu, kết quả cho thấy mức độ tương đồng của
hai nhóm này ở mức thấp khoảng 10%.

ix

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LÝ LỊCH KHOA HỌC ii
LỜI CẢM ƠN iii
DANH SÁCH HÌNH iv
DANH SÁCH BẢNG v
MỤC LỤC ix
TÓM LƢỢC viii
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
1.1 Tổng quan về thuốc trừ cỏ 2
1.1.1 Phân loại thuốc trừ cỏ 2
1.1.2 Đặc điểm và cơ chế tác động thuốc trừ cỏ 3
1.1.3 Tính chất và độc tính của thuốc 5
1.2 Thực trạng tình hình sử dụng thuốc trừ cỏ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long 6
1.3 Thuốc Butachlor và những tác hại 7
1.3.1 Đặc điểm về thuốc Butachlor 8
1.3.2 Chu trình chuyển hóa của thuốc Butachlor 9
1.4 Sự phân hủy thuốc Butachlor bởi yếu tố sinh học 11
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP 13
2.1 Phƣơng tiện nghiên cứu 13
2.1.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm 13
2.1.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 14
2.1.3 Môi trƣờng nuôi cấy và hóa chất thí nghiệm 15

2.2 Phƣơng pháp 16
2.2.1 Khảo sát tình hình sử dụng thuốc trừ cỏ có chứa hoạt chất Butachlor trên mô
hình luân canh lúa - màu tại một số huyện thuộc ĐBSCL 16
x

2.2.2 Phân lập vi khuẩn phân hủy Butachlor trên mô hình luân canh lúa - màu 16
2.2.3 Khảo sát khả năng phân hủy thuốc Butachlor của các cộng đồng và các dòng
vi khuẩn phân lập từ đất luân canh lúa - màu 18
2.2.4 So sánh sự đa dạng của hệ vi khuẩn phân lập từ đất vụ trồng lúa và đất vụ
trồng màu của mô hình luân canh lúa - màu 19
2.2.5 Phƣơng pháp trích Butachlor trong môi trƣờng nuôi cấy 20
2.2.6 Phƣơng pháp trích DNA của vi khuẩn từ khuẩn lạc 20
2.2.7 Thực hiện phản ứng PCR cho gene 16s RNA 21
2.2.8 Phƣơng pháp điện di Agarose kiểm tra sản phẩm PCR 21
2.2.9 Phƣơng pháp điện đi biến tính tăng cấp DGGE 21
2.2.10 Phƣơng pháp phân tích số liệu 21
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN 22
3.1 Tổng quan về địa điểm khảo sát và thu mẫu 22
3.1.1 Huyện Cai Lậy - TG 22
3.1.2 Huyện Chợ Mới - AG 22
3.1.3 Huyện Bình Tân - VL 22
3.2 Một số đặc tính lý hóa tại các khu vực thu mẫu 22
3.3 Tình hình sử dụng thuốc trừ cỏ có chứa hoạt chất Butachlor trên mô hình luân canh
lúa - màu tại một số huyện thuộc ĐBSCL 23
3.4 Khảo sát khả năng phân hủy thuốc Butachlor của các cộng đồng và các dòng vi
khuẩn hiếu khí phân lập từ đất luân canh lúa - màu 24
3.4.1 Kết quả làm giàu mật số cộng đồng vi khuẩn phân hủy thuốc Butachlor phân
lập từ đất luân canh lúa - màu 24
3.4.2 Khả năng năng phân hủy thuốc Butachlor của các cộng đồng vi khuẩn hiếu khí
phân lập từ đất luân canh lúa - màu trong môi trƣờng khoáng tối thiểu 24

3.4.3 Khả năng xuất hiện các cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở vụ lúa so
với vụ màu trên mô hình luân canh lúa - màu 27
3.4.4 Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của các dòng vi khuẩn theo từng nhóm
phân lập từ đất luân canh lúa - màu trong môi trƣờng khoáng tối thiểu 28
xi

3.5 Sự đa dạng về mặt di truyền của hệ vi khuẩn hiếu khí phân hủy Butachlor phân lập
từ đất luân canh lúa - màu 32
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34
4.1 Kết luận 34
4.2 Kiến nghị 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

1

MỞ ĐẦU
Đồng Bằng Sông cửu Long (ĐBSCL) là vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm
của cả nƣớc, hằng năm ĐBSCL cung cấp hơn 90% sản lƣợng gạo xuất khẩu của Việt
Nam. Những năm gần đây, cùng với sự đa dạng hóa hệ thống canh tác trong cả nƣớc,
ĐBSCL đã đẩy mạnh chuyển từ thế độc canh cây lúa sang luân canh một số loại cây
rau màu. Sự đa dạng cây trồng cùng với điều kiện khí hậu ở ĐBSCL đã tạo điều kiện
thuận lợi cho sự phát triển của dịch hại, hậu quả là một lƣợng lớn thuốc bảo vê thực
vật (BVTV) đƣợc đƣa vào môi trƣờng ngày càng đa dạng về chủng loại cũng nhƣ hoạt
chất. Trong đó có Butachlor, một loại thuốc trừ cỏ hậu nảy mầm, thuộc nhóm
Chloroacetamide đƣợc sử dụng khá phổ biến tại ĐBSCL.
Việc sử dụng thuốc Butachlor trong thời gian dài tại ĐBSCL có thể là nguyên
nhân gây lƣu tồn Butachlor trong đất. Tuy nhiên, trong môi trƣờng đất tồn tại đƣợc
một hệ vi khuẩn có khả năng phân hủy đƣợc thuốc Butachlor nhƣng khả năng phân
hủy này có thể bị ảnh hƣởng bởi điều kiện canh tác giữa giai đoạn trồng lúa và giai
đoạn trồng màu của mô hình luân canh lúa - màu. Bên canh đó, việc thay đổi điều kiện

canh tác và sự đa đạng của cây trồng giữa lúc trồng lúa và màu có thể góp phần làm
cho quần thể vi khuẩn trong đất trở nên đa dạng và phong phú hơn. Do đó, đề tài
“Phân lập vi khuẩn hiếu khí phân hủy Butachlor từ đất luân canh lúa - màu ở một số
huyện tại Đồng Bằng Sông Cửu Long” đƣợc thực hiện với mục tiêu:
 Khảo sát tình hình sử dụng thuốc trừ cỏ có chứa hoạt chất Butachlor trên mô
hình luân canh lúa - màu tại 3 huyện Cai Lậy - TG, Chợ Mới - AG và Bình Tân
- VL.
 Phân lập vi khuẩn phân hủy thuốc Butachlor của vi khuẩn hiếu khí từ đất luân
canh lúa - màu.
 So sánh sự đa dạng về mặt di truyền của hệ vi khuẩn hiếu khí phân hủy
Butachlor phân lập đƣợc ở giai đoạn trồng lúa và ở giai đoạn trồng màu từ một
ruộng và so sánh sự đa dạng về mặt di truyền của hệ vi khuẩn giữa lúc trồng
màu với nhau khi khác ruộng từ mô hình luân canh lúa - màu.




2

CHƢƠNG 1. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về thuốc trừ cỏ
Thuốc trừ cỏ thuộc về một nhóm hóa chất đƣợc biết đến với chức năng ngăn
chặn, đẩy lùi hoặc giảm thiểu tác động của cỏ lên sự phát triển của nông sản (Tu et al.,
2001). Năm 1890, những thuốc trừ cỏ vô cơ nhƣ dung dịch boocđô, acid sulfuric đƣợc
dùng đầu tiên, tiếp đến năm 1920 nhóm thuốc trừ cỏ chlorat cũng đƣợc sử dụng.
Chúng đều là những thuốc trừ cỏ không chọn lọc và tồn tại lâu trong môi trƣờng
(Nguyễn Trần Oánh, 2007).
Thuốc trừ cỏ chọn lọc đầu tiên là Dinoseb đƣợc sử dụng vào năm 1930, đến năm
1940 thuốc trừ cỏ 2,4 D đƣợc phát hiện mở đầu cho hàng loạt thuốc trừ cỏ thuộc nhóm
Phenoxy ra đời.Vào những năm 50, những thuốc trừ cỏ clofenoxi nhƣ 2,4 D; MCPA

đƣợc dùng để trừ cỏ lá rộng và cỏ lác đƣợc thay thế dần bằng các loại thuốc có hiệu
lực trừ cỏ lồng vực nhƣ DCPA và Staturn vào những năm 60. Năm 1966 thuốc trừ cỏ
2,4,5-T (hoạt chất chủ yếu của chất độc màu da cam) lần đầu đƣợc Mỹ sử dụng nhƣ
một vũ khí hóa học đã để lại những hậu quả rất xấu đến môi sinh và môi trƣờng mà
đến nay vẫn còn tồn tại trong đất. Cùng thời điểm đó, có trên 300 hoạt chất hữu cơ
đƣợc phối trộn thành hàng nghìn chế phẩm khác nhau sử dụng trong nông nghiệp. Đến
những năm 70 của thế kỷ 20, một nhóm thuốc trừ cỏ mới có khả năng trừ các loại cỏ
lâu năm và thân ngầm đƣợc bào chế thành công (Nguyễn Quang Hùng, 1999).
1.1.1 Phân loại thuốc trừ cỏ
Có nhiều cách để phân loại thuốc trừ cỏ,với những đặc điểm, chức năng tƣơng tự
nhau do thành phần và cấu trúc hóa học giống nhau thì đƣợc xếp trong cùng một
nhóm. Theo Jan (1991),dựa vào thành phần hóa học thì thuốc trừ cỏ đƣợc chia thành 2
loại: thuốc trừ cỏ vô cơ và thuốc trừ cỏ hữu cơ. Thuốc trừ cỏ vô cơ hầu hết là ở dạng
muối, làm cháy lá bằng cách co nguyên sinh gây khô tế bào. Thuốc trừ cỏ hữu cơ đƣợc
chia thành 12 nhóm khác nhau với những đặc trƣng riêng:
 Nhóm Arsenic hữu cơ tác động lên cây cỏ bằng cách hạn chế quá trình trao đổi
chất trong cây theo cơ chế cạnh tranh với gốc phosphate trong các phản ứng hóa
học.
 Nhóm Phenoxy aliphatic acid làm rối loạn quá trình phát triển bình thƣờng của
cỏ.
3

 Nhóm Amides thế chứa nitơ hữu cơ gồm 2 nhóm phụ nhỏ là: nhóm Amides và
nhóm Anilides trừ cỏ bằng cách làm cằn rễ, ức chế quá trình quang hợp sau khi
lá hấp thụ.
 Nhóm Diphenylethers ức chế quá trình quang hợp và và hô hấp của cây, tan ít
trong nƣớc và không ngấm sâu xuống đất.
 Nhóm Dinitroanaline có nhân chứa Dinitro aniline ức chế quá trình phân chia tế
bào trong cây.
 Nhóm Urea thế ức chế quá trình quang hợp.

 Nhóm Thiocabamates thuộc nhóm Cabamates có chứa lƣu huỳnh, có tác dụng
làm chậm quá trình sinh trƣởng dẫn đến phá hoại cây.
 Nhóm dị vòng thơm chứa nito chứa cấu trúc vòng trong đó nguyên tố carbon
đƣợc thay thế bởi nito và đôi khi bằng lƣu huỳnh có tác dụng ức chế quang hợp,
kích thích sinh trƣởng làm kéo dài tế bào tạo sự tăng nhanh của mô và sự hình
thành nhiều rễ nhỏ.Thuốc bao gồm các nhóm cơ bản sau: Triazines,
Triazinones, Triazoles, Pyridines, Uracils.
 Nhóm Bipyridiliums tác động mạnh đối với các bộ phận của cây trên mặt đất
sau đó phá hủy các tế bào trong cây khi có ánh sáng.
 Nhóm Axit aliphatic trừ cỏ bằng cách gây kết tủa protein trong tế bào.
 Nhóm dẫn xuất Phenol trừ cỏ bằng cách ức chế quá trình hô hấp, quang hợp của
tế bào và nhóm này có 2 nhóm phụ là Dinitrophenols và chlorinated phenol.
 Nhóm Benzonitrilles ức chế quá trình phát triển và phá vỡ các mô.
1.1.2 Đặc điểm và cơ chế tác động thuốc trừ cỏ
Hầu hết các loại thuốc trừ cỏ làm gián đoạn quá trình trao đổi chất, một số khác
phá vỡ màng tế bào và các chất tham gia quá trình trao đổi chất. Động vật ít bị ảnh
hƣởng với hầu hết các loại thuốc trừ cỏ vì các hợp chất này chủ yếu chỉ ảnh hƣởng đến
quá trình quang hợp và quá trình sản xuất các axit béo của thực vật. Cơ chế tác động
của thuốc trừ cỏ đƣợc quyết định bởi cấu trúc hóa học nên trong cùng một nhóm thì cơ
chế hoạt động tƣơng đối giống nhau. Tuy nhiên, những nhóm khác nhau vẫn có thể có
cùng cơ chế tác động (Tu et al., 2001).
Khi đi vào môi trƣờng, thuốc trừ cỏ bị biến đổi thành những hợp chất đơn giản
hoặc trở nên bất động bởi hoạt động của vi sinh vật và các yếu tố vật lý - hóa học. Sự
phân hủy hóa học của thuốc trừ cỏ bị tác động bởi các phản ứng hóa học nhƣ thủy
4

phân, phản ứng oxi hóa, mất một amino hoặc một nhóm chức khác. Tuy nhiên, phần
lớn thuốc trừ cỏ đƣợc phân hủy bởi yếu tố sinh học (Freed and Chiou, 1981).
Thuốc trừ cỏ đƣợc các vi sinh vật phân hủy thông qua quá trình trao đổi chất của
vi sinh vật thông qua hai con đƣờng chủ yếu: Thuốc là nguồn carbon duy nhất cung

cấp năng lƣợng cho hoạt động của vi sinh vật và các thành phần của thuốc đƣợc
chuyển hóa thành nguồn thức ăn tự nhiên tại chỗ hỗ trợ hoạt động của vi sinh vật
(Hutzinger, 1981). Những vi sinh vật khác nhau phân hủy những loại thuốc trừ cỏ khác
nhau, do đó sự phân hủy thuốc của vi sinh vật phụ thuộc vào mật số vi sinh vật hiện
diện trong một trƣờng hợp cụ thể. Ngoài ra, sự phân hủy sinh học còn bị ảnh hƣởng
bởi nhiệt độ, độ ẩm và hàm lƣợng chất hữu cơ (Voos and Groffman, McCall et al.,
1981).
Khi một loại thuốc trừ cỏ đƣợc phân hủy chúng thƣờng sinh ra một hợp chất
chuyển hóa khác trong đó có những hợp chất mang độc tính và khả năng hấp phụ cao
chống lại sự phân hủy của thuốc. Một số chất chuyển hóa có độc tính cao và bền bỉ
trong môi trƣờng cao hơn cả hợp chất gốc (Tu et al., 2001).
Trong đất thuốc trừ cỏ có thể bị cố định hoặc hấp phụ bởi keo đất cũng nhƣ thực
vật. Thêm vào đó, sự hấp phụ thƣờng làm giảm sự phân hủy của thuốc, tuy nhiên cũng
có một số trƣờng hợp ngoại lệ. Sự hấp phụ thuốc trừ cỏ phụ thuộc vào pH của đất hoặc
nƣớc thông qua sự thay đổi cấu trúc hóa học của thuốc trừ cỏ trong môi trƣờng cũng
nhƣ hàm lƣợng hữu cơ, sét, khả năng trao đổi cation và nhiệt độ (Aochi, 1987; Hee
and Surtherland, 1981; Helling et al., 1971). Khả năng hấp phụ cũng liên quan đến độ
tan trong nƣớc của thuốc trừ cỏ, những thuốc trừ cỏ ít tan trong nƣớc đƣợc hấp phụ
mạnh trong các hạt đất. Độ tan của thuốc trừ cỏ trong nƣớc giảm dần từ các thuốc
dạng muối đến acid và cuối cùng là este. Bên cạnh đó cũng có một số trƣờng hợp
ngoại lệ nhƣ Glyphosate có khả năng hòa tan trong nƣớc và khả năng hấp phụ mạnh
(Helling et al., 1971).
Sự dịch chuyển của thuốc trừ cỏ trong môi trƣờng thông qua các hiện tƣợng nhƣ
chảy tràn trên bề mặt, trực di xuống mạch nƣớc ngầm, bay hơi trong và sau khi thuốc
đƣợc sử dụng,… Các quá trình này xảy ra đồng thời và liên tục trong môi trƣờng
(Hutzinger, 1981). Việc sử dụng thuốc trên bề mặt có thể là nguyên nhân của sự bay
hơi của thuốc, bay hơi nhiều xảy ra 80% đến 90% lƣợng thuốc trừ cỏ (Taychlor and
Glotfelty, 1988).
Mỗi loại thuốc trừ cỏ thƣờng hoạt động dựa trên cơ chế tác động và cơ chế hoạt
động đó đƣợc xác định bởi cách thức sử dụng và thời điểm áp dụng. Nếu một loại

5

thuốc trừ cỏ không cho hiệu quả tốt thì những loại thuốc trừ cỏ khác với cơ chế hoạt
động khác sẽ cho hiệu quả tốt hơn (Tu et al., 2001). Theo Duke (1990) có 4 cơ chế tác
động của thuốc trừ cỏ thƣờng gặp:
 Thứ nhất, ức chế quá trình phân chia tế bào ảnh hƣởng đến sự phát triển của
chồi, sự tạo lá, từ đó ảnh hƣởng đến quá trình quang hợp. Ví dụ: Nhóm
phosphoric Amide và Dinitroaniline.
 Thứ hai, ức chế quá trình quang hợp của cây bằng cách ngăn chặn sự vận
chuyển electron trong chuỗi truyền điện tử của các hệ thống quang.
 Thứ ba là ức chế quá trình tổng hợp các chất cần thiết cho cây nhƣ acid amin,
lipid hay các sắc tố,… thông qua quá trình ức chế các hoạt động của các
enzyme.
 Cuối cùng, ảnh hƣởng đến quá trình di chuyển carbon hidrat trong cây.
1.1.3 Tính chất và độc tính của thuốc
Thuốc trừ cỏ bản chất không độc nhƣng độc nhất là những tạp chất đƣợc tạo ra
trong quá trình sản xuất và các chất phụ gia đƣợc thêm vào độc hại hơn so với bản
thân thuốc trừ cỏ. Giá trị LD
50
đƣợc dùng dể đánh giá độ độc của từng loại thuốc trừ
cỏ và độ độc có thể không giống nhau trong cùng một nhóm. Sự kết hợp các chất phụ
gia trong thuốc trừ cỏ sẽ sinh ra những hợp chất phức tạp có độ độc đến 100 lần so với
hợp chất chính của thuốc. Ảnh hƣởng lớn nhất của thuốc trừ cỏ không phải lên cây
trồng và động vật mà là sự thay đổi môi trƣờng sống do chúng gây ra (Thompson,
1996).
Quần thể vi sinh vật đất bị ảnh hƣởng bởi thuốc trừ cỏ. Tùy theo liều lƣợng sử
dụng có thể dẫn đến mật số vi sinh vật trong đất tăng hoặc mật số vi sinh vật giảm
xuống (Tu et al., 2001).
Độ độc cấp tính của thuốc trừ cỏ đối với chim và động vật có vú đƣợc mô tả
bằng giá trị LD

50
. Giá trị LD
50
qua miệng đƣợc xác định ở chuột đực trƣởng thành và
giá trị LD
50
qua da đƣợc xác định ở thỏ, đối với các loài thủy sản độ độc đƣợc xác định
bằng giá trị LC
50
. Giá trị LD
50
dựa vào khối lƣợng (g) của thuốc diệt cỏ so với trọng
lƣợng cơ thể động vật (kg), LC
50
đƣợc tính bằng lƣợng thuốc trừ sâu (µg) trong một lít
nƣớc. Nhìn chung, thuốc trừ cỏ dạng este nguy hiểm đến các loài thủy sản hơn các
dạng muối và acid vì este không phân cực nên có thể dễ dàng đi qua da và mang các
loài thủy sản mà loài này không có hệ thống phù hợp để phân hủy thuốc trừ cỏ tồn
đọng trong cơ thể (Tu et al., 2001).
6

Triệu chứng phổ biến khi tiếp xúc với nhiều loại thuốc trừ cỏ ở liều lƣợng thấp
bao gồm da và kích ứng mắt, đau đầu, buồn nôn. Liều lƣợng cao hay tiếp xúc trực tiếp
có thể gây ra mờ mắt, chóng mặt, suy nhƣợc, đau dạ dày, nôn mửa, tiêu chảy, khát
nƣớc, da phồng rộp, trạng thái lo âu, bồn chồn, lo lắng. Trƣờng hợp nặng nhất dẫn đến
co giật, bất tỉnh, tê liệt và sau cùng là tử vong (Marer, 1988). Các triệu chứng có thể
xảy ra tức thời sau khi tiếp xúc hay phát triển từ từ trong cơ thể. Sự tổn hại do thuốc có
thể đƣợc hồi phục nhƣng trong trƣờng hợp nặng thì bị suy nhƣợc vĩnh viễn. Bên cạnh
đó, nhiều nghiên cứu đã cho thấy mỗi ngƣời sẽ có những phản ứng khác nhau với cùng
một liều lƣợng giống nhau của cùng một loại thuốc (Marer, 1988).

1.2 Thực trạng tình hình sử dụng thuốc trừ cỏ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
Theo kết quả điều tra thực trạng sử dụng thuốc BVTV tại ĐBSCL của Phạm Văn
Toàn và ctv., (2013) có 97 loại thuốc BVTV thƣơng phẩm, thuộc 55 hoạt chất khác
nhau của 20 nhóm hóa học đƣợc sử dụng. Trong đó, nhóm thuốc trừ bệnh đƣợc sử
dụng nhiều nhất chiếm 1,8%, tiếp đến là thuốc trừ sâu nhóm cúc tổng hợp và nhóm
kháng sinh tổng hợp lần lƣợt chiếm 9,8 và 5,9 và thấp nhất là nhóm thuốc trừ cỏ. Đa
số các loại thuốc trừ cỏ đƣợc sử dụng tại ĐBSCL đều thuộc nhóm độc IV và nhóm
NL, ngoại trừ hoạt chất 2,4D thuộc nhóm độc II.
Theo Mai Thành Phụng (2013) những loại cỏ thƣờng gặp trên các ruộng là cỏ
gạo, cỏ lồng vực, cỏ lác rận, rau mƣơng bợ, cỏ năng.… Các loại thuốc trừ cỏ đặc trị
đƣợc sử dụng phổ biến nhƣ: SIRIUS 10WP (Pyrazosulfuron Ethyl), Star 10WP
(Pyrazosulfuron Ethyl 10%), Saviour 10WP (hoạt chất Cyclosufamuron), NOMINEE
10SC (Bispirypac Sodium), Clincher 10EC (Cyhalofop-butyl), SunRice
(Ethoxysulfuron), SOFIT 300EC/ND (Pretilachor) và Facet 25SC (quinclorac).



7

Hình 1.1 Một số thuốc trừ cỏ đƣợc dùng phổ biến tại ĐBSCL
1.3 Thuốc Butachlor và những tác hại
Butachlor là một loại thuốc diệt cỏ chọn lọc tiền nảy mầm thuộc nhóm
Chloroacetamide, dùng để kiểm soát cỏ dại hàng năm ở các nƣớc phƣơng đông
(Jena,1987; Yu et al., 2003). Sau khi phun, Butachlor đƣợc hấp thụ qua trụ dƣới lá
mầm, trụ gian lá mầm, lá bao mầm, rễ và rễ thứ cấp cả mầm cây sau đó di chuyển khắp
trong thân cây dẫn đến gây độc cho cỏ dại và có thể tích lũy trong các bộ phận dinh
dƣỡng nhiều hơn là các bộ phận sinh sản, phần nào đƣợc giữ lại ở mầm rễ. Butachlor
kìm hãm sự phân chia tế bào và sự kéo dài rễ bằng cách kìm hãm sinh tổng hợp
protein và các chuỗi acid béo (Nguyễn Trần Oánh, 2007).
Độ độc của thuốc Butachlor đối với động vật có vú là thuộc nhóm độc III
(WHO). LD
50
qua miệng chuột là 2.000 mg/kg, qua da chuột > 13.000 mg/kg, LC
50
hô
hấp với chuột > 3,34 mg/l không khí, LD
50
của thỏ > 5.010 mg/kg, kích thích da trung
bình và không kích thích mắt thỏ, LD
50
qua miệng vịt trời > 4.640 mg/kg, LC
50
với cá
hồi là 0,52 mg/l.
Butachlor khi bị rửa trôi sẽ gây ô nhiễm nguồn nƣớc sông và nƣớc ngầm
(Ohyama et al., 1986), có thể gây độc đối với các sinh vật dƣới nƣớc (Ateeq et al.,
2002) và gây biến đổi gene ở các loài động vật lƣỡng cƣ (Geng, 2005). Gần đây kết
quả phân tích các mẫu đất và bùn trên kênh thủy lợi của vùng chuyên canh lúa ở An

Long (Đồng Tháp) và vùng luân canh rau, màu và lúa ở Ba Láng (Cần Thơ) đã phát
hiện 10 thuốc BVTV vẫn tồn tại trong đất và nƣớc trong đó có thuốc Butachlor
(Mansfeldt and Sebesvari, 2010).
8

Một nghiên cứu ở Trung Quốc đã cho thấy Butachlor có thể gây đột biến ở vi
khuẩn, ảnh hƣởng đến nhiễm sắc thể của chuột và cả sự phát triển tế bào bạch cầu ở
ngƣời (Hyang Yeon Kim et al., 2006). Theo Krieger (2001) khi cho chuột ăn thức ăn
có chứa Butachlor với nồng độ lần lƣợt là 100, 1.000 và 3.000 ppm liên tục trong 26
tháng, đã làm tăng khả năng gây ung thƣ cho biểu mô khứu giác của mũi, tuyến niêm
mạc dạ dày, tuyến giáp và tuyến mồ hôi ở chuột. Trong đó, các khối u dạ dày chỉ xuất
hiện ở nồng độ 3.000 ppm và ở nồng độ trên 1.000 ppm thì khả năng gây ung thƣ cho
biểu mô khứu giác và tuyến giáp tăng. Khi Butachlor vào trong đất có thể gây ra độc
tính với giun đất (Muthukaruppan, 2005) làm thay đổi quần thể vi khuẩn và các hoạt
động của enzyme (Kole, 1989; Min et al., 2001), ảnh hƣởng xấu đến sự phát triển và
hoạt động của vi sinh vật có lợi trong đất (Kole, 1989) (đƣợc dẫn bởi Sherif et al.,
2012).
Ở Việt Nam đã nghiên cứu tác động của thuốc Butachlor lên các enzyme chống
oxy hóa và các chỉ số hóa sinh ở các mô và cơ quan của cá Trắm cỏ
(Ctenopharyngondon indellus) (Phan Văn Trí và ctv., 2009). Kết quả cho thấy sau 24
giờ xử lý với Butachlor ở nồng độ 3,6 và 1,8 ppm cho thấy các enzim SOD, P-ase, C-
ase ở các mô đều nhạy cảm. Cả hai nồng độ của Butachlor là 3,6 ppm và 1,8 ppm đều
có tác dụng gây độc ở mô, tim và tác động xấu đến màng tế bào thông qua sự tăng
peroxide hóa lipid.
1.3.1 Đặc điểm về thuốc Butachlor
Các thuốc trừ cỏ có chứa hoạt chất Butachlor trên thị trƣờng rất đa dạng nhƣ
Meco 60EC, Heco 600EC, Butan 60EC,… Công thức hóa học chung của thuốc
Butachlor là C
17
H

26
ClNO
2

với tên gọi N-butoxymethyl-2-chloro-2',6'-
diethylacetanilide (IUPAC), phân tử lƣợng là 311,5.




9






Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của Butachlor
Butachlor tinh khiết ở dạng nhũ dầu, trong suốt, không màu, dễ dàng hòa tan
trong benzen, acetone, hexan,… tan ít trong nƣớc (khoảng 23 ppm ở nhiệt độ 20
0
C).
Butachlor ổn định với nhiệt độ và áp suất bình thƣờng.
Butachlor thuộc nhóm độc III, LD
50
qua miệng 2.000 – 3.300 mg/kg, qua da
4.080 mg/kg. Trong khí quyển, Butachlor có thể bị phân hủy ở nhiệt độ 165
0
C nhƣng
rất bền với ánh sáng và tia UV. Với nhiệt độ 25

0
C và 2 mmHg thì Butachlor sẽ tồn tại
ở hai thể là rắn và hơi, sau thể hơi của Butachlor sẽ bị phân hủy trong khí quyển bởi
phản ứng quang hóa gốc hydroxyl. Thời gian bán hủy trong không khí khoảng 6,8 giờ,
Butachlor hấp thụ tia UV có bƣớc sóng nhỏ hơn 290 nm. Trong đất, Butachlor có chu
kỳ bán rã từ 1,6 ngày đến 29 ngày (Crop Protection Handbook, 2003).
1.3.2 Chu trình chuyển hóa của thuốc Butachlor
Khi đi vào môi trƣờng Butachlor chịu ảnh hƣởng bởi các yếu tố nhƣ lý học, hóa
học và sinh học. Một lƣợng lớn sản phẩm phân hủy của Butachlor đƣợc tạo ra từ sự kết
hợp của các phản ứng chuyển hóa Butachlor bao gồm: (1) Sự thay thế gốc Cl bằng
phân tử ái nhân nhƣ glutathione, theo sau là quá trình tạo ra sản phẩm đồng hóa thứ
cấp có chứa S; (2) Sự thay thế Cl bằng quá trình thủy phân hay quá trình oxi hóa; (3)
Sự khử ankyl mạch thẳng; (4) Sự hidro hóa của nhóm chức anyl ethyl; (5) Sự liên kết
và kết hợp của các carbohydrate (Tery, 1999). Theo Tery (1999) quá trình chuyển hóa
của thuốc Butachlor khi đi vào môi trƣờng đƣợc trình bày nhƣ sau:
Sự phân hủy hóa lý
Butachlor không bị thủy phân trong dung dịch có pH = 3; 6 và 9 trong 28 ngày ở
43
0
C. Sự phân hủy của thuốc Butachlor cũng diễn ra trong nƣớc tiệt trùng sau khi tiếp
xúc với ánh sáng trong 4 ngày (Wrong and Caozad, 1979; Well and Rueppel, 1978).
Tuy nhiên, sự thủy phân và quang phân này không đáng kể so với quá trình phân hủy
của Butachlor trong đất.
10

Sự phân hủy trong đất
Ở điều kiện phòng thí nghiệm trong môi trƣờng hiếu khí, chu kỳ bán rã của thuốc
Butachlor là khoảng từ 3 tuần đến 5 tuần (Brightwell and Rueppel, 1978), ngƣợc lại
môi trƣờng kị khí thì quá trình này xảy ra nhanh hơn. Sự phân hủy Butachlor trong đất
có hơn 20 sản phẩm biến dƣỡng. Tiến trình phân hủy sơ cấp đƣợc khởi đầu bằng quá

trình oxi hóa khử chlor để tạo ra ancohol (2), sau đó acohol đƣợc biến đổi xa hơn là sự
khử ankyl, oxy hóa ancohol (3) và oxalic acid (4). Sự oxy hóa nhóm chức Butoxy để
tạo ra sản phẩm acid (5 và 6). Sự khử chlor của thuốc Butachlor trong quá trình đƣợc
rút ngắn, tạo ra hợp chất (7), sự suy thoái của Butachlor cũng xuất hiện thông qua con
đƣờng tác dụng với Glutathione để thu đƣợc acid sulfonic (8). Sự khoáng hóa và sản
phẩm phân hủy của Butachlor trong đất đã đƣợc chứng minh bằng cách sử dụng đồng
vị phóng xạ C
14
.
Trong đất bùn hay trong hệ thống dẫn nƣớc, sự phân hủy của thuốc Butachlor
xảy ra tƣơng tự nhƣ trong các nghiên cứu trong điều kiện hiếu khí. Sự phân hủy xảy ra
nhanh chóng với DT
50
< 8 ngày (Anderson and Pantano, 1986).
Sự chuyển hóa trong thực vật
Sự chuyển hóa của thuốc Butachlor trong thực vật đã đƣợc nghiên cứu trong gạo
lức và rơm (Sign and Moran, 1979). Sự chuyển hóa của Butachlor diễn ra trong hầu
hết các bộ phận của cây. Quá trình chuyển hóa trong thực vật tƣơng tự trong đất, chất
chuyển hóa chiếm hơn 5% khối lƣợng hạt gạo, gồm acid sulforic và acid oxanilic, sản
phẩm chứa lƣu huỳnh và một số sản phẩm trung gian khác. Hiện nay, ngƣời ta sử dụng
phƣơng pháp 2,6 - DEA để xác định tổng số dƣ lƣợng thuốc Butachlor và các chất
chuyển hóa trong cây.
Sự chuyển hóa trong động vật
Butachlor dễ dàng đƣợc chuột bài tiết qua nƣớc tiểu hoặc phân (Singh et al.,
1982; Elliot and Klemm, 1987). Khoảng 85% lƣơ
̣
ng thuốc đƣợc bài tiết trong vòng 48
giơ
̀
sau khi uống. Có hơn 40 chất chuyển hóa đƣợc phát hiê

̣
n trong nƣớc tiểu và hơn
80 chất chuyển hóa đƣợc tìm thấy trong phân với tỷ lệ không quá 5%. Các phản ứng
chuyển hóa tƣơng tự nhƣ chuyển hóa ở thực vật và trong đất.

11


Hình 1.3 Chu trình chuyển hóa của thuốc Butachlor trong đất, cây, và động vật
1.4 Sự phân hủy thuốc Butachlor bởi yếu tố sinh học
Theo Zhang (2012) đã phân lập đƣợc dòng Paracoccus sp. Fly-8 trên đất ruộng
lúa có khả năng sử dụng sáu loại thuốc diệt cỏ chloroacetamide làm nguồn cacbon để
phát triển và mức độ phân hủy đƣợc sắp xếp theo thứ tự nhƣ sau: Alachlor >
Acetochlor > Propisochlor > Butachlor > Pretilachlor > Metolachlor. Sau 5 ngày ủ ở
30
0
C, nồng độ ban đầu là 100 mg/l, loài Paracoccus sp. có khả năng phân hủy 98,7%
Alachlor, 88,2% Acetochlor,78,3% Propisochlor, 65,2% Butachlor, 35,9% Pretilachlor
và 24,1% Metolachlor. Chakraborty and Bhattacharyya (1991) cũng đã tìm ra loài
Fusarium solani phân hủy Butachlor và tạo ra 30-32 sản phẩm chuyển hóa do khử
chlor, hydroxyl hóa, khử hydro, khử nhóm butoxymetyl, C-alkyl, N-alkyl và O-alkyl.



12

Hình 1.4 Con đƣờng phân hủy Butachlor của vi khuẩn Catellibacterium caeni sp. Nov
DCA-1T.
Năm 2012, Sherif et al. đã phân lập đƣợc 6 dòng vi sinh vật có khả năng phân
hủy Butachlor từ đất nông nghiệp ở Ả Rập. Dựa trên phân loại hình thái và sinh hóa
của chúng, sáu dòng vi khuẩn và nấm đã đƣợc xác định là Psedomonas alcaligens,
Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium, Trichoderma viride, Rhizobium huakuii
và Bradyrhizobium japonicum. Trong đó nấm Trichoderma viride và Psedomonas
alcaligens phân hủy Butachlor hiệu quả nhất và đạt gần 98% và 75% trong môi trƣờng
có chứa 50 mg/kg Butachlor sau 15 và 21 ngày.
Theo Kim et al., (2013) đã phân lập đƣợc hai dòng vi khuẩn
Mycobacterium sp. J7A và Sphingobium sp. J7có khả năng phân hủy Butachlor. Khi cả
hai dòng này kết hợp lại với nhau thì khả năng phân hủy của chúng rất cao, có thể
phân hủy 100 mg. L
-1
Butachlor ở 28°C trong vòng 24 giờ. Nhƣng khi tách riêng từng
dòng riêng lẻ thì khả năng phân hủy của chúng giảm mạnh ở dòng
Mycobacterium sp. J7A còn dòng Sphingobium sp. J7B hoàn toàn không phân hủy
đƣợc Butachlor. Theo kết quả phân tích trên GC/MS, dòng Mycobacterium sp. J7A
phân hủy Butachlor thành chất trung gian là 2-chlor-N-(2,6-diethylphenyl) acetamite
(CDEPA), chúng không thể phân hủy tiếp tục chất trung gian này, trong khi đó dòng
Sphingobium sp. J7B lại sử dụng 2-chlor-N-(2,6-diethylphenyl) acetamite (CDEPA)
làm nguồn thức ăn và phát triển. Sự kết hợp hai dòng vi khuẩn này có thể phân hủy
Butachlor một cách tốt nhất.