tiểu luận ứng dụng công nghệ vi sinh sản xuất thuốc trừ sâu sinh học BT

I,ĐẶT VẤN ĐỀ
II,TỔNG QUAN VỀ CHẾ PHẨM BẢO VỆ THỰC VẬT
1,Khái niệm
2,Ưu điểm
3,Nhược điểm
III,THUỐC TRỪ SÂU TỪ VI KHUẨN BT
1,Khái niệm
2,Các đặc điểm của vi khuẩn BT
3,Cơ chế gấy độc
4,Quy trình sản xuất
A,Lên men bề mặt
B,Lên men chìm
5,Nguyên tắc sử dụng chế phẩm BT
6,Hiện trạng sử dụng chế phẩm BT
IV,TÀI LIỆU THAM KHẢO


I.ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đói ẩm gió mùa, nền kinh tế chủ
yếu vẫn là sản xuất nông nghiệp.Khí hậu nóng ẩm rất phù hợp cho sự sinh
trưởng và phát triển của cây trồng, đồng thời cũng là điều kiện tốt cho sâu
bệnh phát triển.Từ những năm 50 của thế kỉ trước,thuốc trừ sâu hóa học đã
được sử dụng ồ ạt,rộng rãi có tác dụng diệt sâu bệnh và diệt muỗi rất hiệu
quả và mang tính kinh tế.Tuy nhiên bên cạnh những hiệu quả thuốc trừ sâu
hóa học mang lại thì nó cũng gây ra những hậu quả không nhỏ.Thuốc trừ
sâu hóa học tồn tại lâu trên nông sản ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người
tiêu dùng,đồng thời một lượng lớn thuốc trừ sâu khi phun cho cây đã phát
tán vào môi trường đất,nước làm thay đổi hệ vi sinh vật có ích trong
đất,nước từ đó làm giảm hoặc triệt tiêu khả năng tự làm sạch của vi sinh vật
trong tự nhiên ngoài ra các chất này còn làm ngưng trệ nhiều quá trình
chuyển hóa vật chất trong đất,nước.

Trước tình hình này,việc sử dụng phương pháp đấu tranh sinh học
trong trồng trọt để bảo vệ mùa màng đang được áp dụng mạnh mẽ.Các nhà
khoa học đã lợi dụng quy luật sinh tồn của vi sinh vật, phân lập,cải tạo nâng
cao khả năng tổng hợp chất độc,kháng sinh của vi sinh vật để sản xuất
thuốc trừ sâu sinh học theo quy mô công nghiệp thay thế thuốc trừ sâu hóa
học.Trong đó việc sử dụng thuốc trừ sâu có nguồn nguốc từ vi khuẩn
Bacillus Thuringiensis (BT) được sử dụng rộng rãi nhất,xuất phát từ những
vấn đề trên, tôi quyết định tìm hiểu đề tài:
“ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT CHẾ
PHẨM TRỪ SÂU TỪ VI KHUẨN”


II,TỔNG QUAN VỀ CHẾ PHẨM TRỪ SÂU SINH HỌC
1,Khái niệm
Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm các loại chế phẩm có nguồn gốc sinh
học.Chúng được nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng khác nhau hoặc
phương pháp lên men trong công nghiệp để tạo ra những chế phẩm chất
lượng cao có khả năng phòng trừ các loại sâu bọ gây hại cho cây trồng
2,Ưu điểm
Ưu điểm nổi bật nhất của thuốc trừ sâu sinh học là ít độc với môi
trường,do ít độc với các loài thiên địch nên nó bảo vệ được cân bằng sinh
học trong tự nhiên, ít gây tình trạng bùng phát sâu hại.Thuốc trừ sâu sinh
học còn phân hủy nhanh nên ít để lại dư lượng độc trên nông sản .Ngoài ra
nguồn khai thác các yếu tố trừ sâu rất phổ biến và hầu như vô tận
3,Nhược điểm
Tác dụng chậm hơn và không hiệu quả bằng thuốc trừ sâu hóa học,
khi gặp điều kiện bất lợi thì khó đạt kết quả tốt.Thuốc có công nghệ sản
xuất phức tạp thủ công nên giá thành còn cao.Bên cạnh đó sự bảo quản và
khả năng hỗn hợp cũng yêu cầu điều kiện chặt chẽ hơn, khó cân đong ngoài
đồng ruộng, thời gian bảo quản ngắn.Tuy nhiên những nhược điểm này có

thể khắc phục dược.
III,CHẾ PHẨM TRỪ SÂU SINH HỌC TỪ VI KHUẨN
1,Khái niệm
Vi khuẩn được sử dụng để sản xuất chế phẩm trừ sâu là những vi khuẩn
có tinh thể protein độc ở giai đoạn bào tử ,những tinh thể này rất độc đối
với một số loài sâu bọ nhưng lại không độc với nhiều loài khác .Tinh thể
protein độc có hình quả tram hoặc hình lập phương , sau khi nuốt phải bào
tử có tinh thể protein độc , cơ thể sâu bọ bị tê liệt và chết sau 2-4 ngày.Loài
vi khuẩn được quan tâm nghiên cứu nhiều nhất là Bacillus thuringiensis .Từ
loài vi khuẩn này người ta sản xuất ra thuốc trừ sâu BT
2,Các đặc điểm của vi khuẩn BT
BT là vi khuẩn hiếu khí,gram dương ,hình que, đơn độc, sắp xếp
thành chuỗi,chứa tinh thể độc có bản chất protein hình quả trám. Tính độc


nội hay diệt sâu cảu vi khuẩn BTphụ thuộc vào các độc tố do vi khuẩn sinh
ra trong quá trình sinh trưởng và phát triển.Có 4 loại độc tốc sinh ra trong
quá trình phát triển của chúng:
-Ngoại độc tố α ( α -exotoxin ) là enzyme phospholipase được tiết ra trước
khi bào tử và tinh thể độc được hình thành gây phân hủy mô trong cơ thể cô
trùng bị tác động.
-Ngoại độc tố β (β-exotoxin) độc tố này bền nhiệt, được tạo ra trước khi
tinh thể độc tố được hình thành .Nó có cấu trúc tương tự ATP,có tác dụng
cạnh tranh với ATP, ức chế hoạt động của ARNpolimerase
-Ngoại độc tố γ là một loại phospholipase tác động lên phospholipid, phá
hủy mô tế bào
-Nội độc tố δ-exotoxin (tinh thể độc) là loại độc tố quyết định hoạt tính diệt
côn trùng của vi khuẩn.Tinh thể độc Cry được tạo ra với một lượng lớn hơn
nhiều so với chất độc Cyt là tác nhân chính gây độc.Tinh thể độc không hóa
tan trong nước hoặc các chất hữu cơ nhưng có thể hòa tan trong dung dịch

kiềm .
3,Cơ chế gây độc
Có khả năng diệt các loại sâu hại cây trồn , chủ yếu là sâu
non,bọ cánh vẩy,các loại muỗi, cung quăng,bộ 2 cánh.Triệu chứng nhiễm
BT cảu sâu hại: Sâu bị nhiễm BT lúc đầu bị tê liệt toàn thân sau đó sâu có
hiện tượng ngừng ăn thể hiện ở việc di chuyển chậm chạp cuối cùng không
hoạt động, cơ thể biến màu vàng nâu, sâu chết có màu đen, toàn thân khô
cứng.
Khi sâu ăn lá có vi khuẩn lúc này tinh thể độc và bào tử xâm nhập
vào sâu ,trong điều kiện bình thường tinh thể độc không hòa tan.Quá trình
hòa tan tinh thể và hoạt háo chất độc xảy ra ở ruột giữa nơi có pH kiềm
cao(>9,5),ở pH này tinh thể độc tan ra ,tiền độc tố có kích thước 135-140
kDa ,protease trong ruột giữa của sâu hoạt hóa thành dạng hoạt động là độc
tố δ .Sau đó độc tố liên kết với thụ thể trên biểu bì ruột đâm qua màng tạo
thành lỗ xuyên màng gây mất cân bằng ion nội bào của tế bào biểu mô dẫn
đến tế bào nội mô bị phân giải ,sâu ngừng ăn và chết đói .Hoặc khi lỗ xuyên
màng xuất hiện trên thành ruột thì pH trong ruột giảm xuống bằng pH


môi trong huyết tương, cho phép bào tử nảy mầm xâm chiếm vật chủ , gây
chết. Quá trình từ khi nhiễm BT cho đến chết thì sâu non phải có thời gian ủ
bệnh, những sâu nhỏ tuổi thời gian tiềm ẩn 1-2 ngày, sâu lớn tuổi thời gia ủ
bệnh kéo dài 4-5 ngày, tùy từng độ tuổi sâu mà khả năng chết cũng khác
nhau.
4,Quy trình sản xuất
Các chất dinh dưỡng

Nguyên

Xử lí nguyên liệu

Giống VK thuần chủng
B.thurigiensis

Chuẩn bị môi trường

Thanh trùng

Nhân giống

Nuôi mở rộng
(lên men)

cô,sấy, tách
phụ gia
Thành phẩm

Bán thành phẩm

Chọn giống sản xuất:
Chọn giống thuần chúng BT có hoạt tính diệt sâu :phân lập và tuyển
chọn các khuẩn lạc riêng biệt từ mẫu xác loại sâu bệnh bị chết.Căn cứ vào
các type huyết thanh protein độc tố để lựa chọn giống thuần chủng phù hợp.
a,Phương pháp lên men bề mặt
Do vi khuẩn BT có thể tiết ra emzyme amylase ,protease ngoại bào
nên sử dụng các sản phẩm thủy phân cơ chất là tinh bột và protein trong các
sản phẩm nông nghiệp hoặc phế thải khi chế biến nông sản để xây dựng tế
bào, sinh trưởng, phát triển, đồng thời tạo thành bào tử và tinh thể độc.
Dùng những hạt cơ chất rắn, những hạt này có hoặc không có khả năng hấp
thụ các chất dinh dưỡng.Các hạt cơ chất này có thể đóng vai trò làm nguồn

chất dinh dưỡng ví dụ cám lúa mì, bột ngô,… hoặc chỉ đóng vai trò đơn
giản như chất mang vô cơ. Để chuẩn bị môi trường nuôi cấy vi khuẩn có độ
thông thoáng tốt, các loại nguyên liệu không nên xay nghiền quá nhỏ mà
nên xay vỡ thành các mảnh 1-3mm trộn thêm cám trấu hay mùn cưa,bã
mía… rồi trải mỏng ra các khay.Nước làm ẩm môi trường có pH 6,5-7,5 ,
hấp vô khuẩn ở 121˚C khoảng 1h.Vi khuẩn sẽ mọc trên bề mặt cơ chất là
các hạt hoặc sợi, mảng nguyên liệu và nhận oxy không khí để sinh
trưởng.Khay được phun dịch nhân giống vào môi trường được đặt trong
phòng nuôi có quạt hút điều chỉnh nhiệt độ ban đầu là 28-35˚C trong 4-5
ngày để vi khuẩn phát triển,sinh bào tử cũng như hình thành tinh thể
độc.Nên lât khối môi trường để vi khuẩn phát triển đều khắp. Sau khi kết
thúc nuôi cấy, thu gom môi trường ở các khay và sấy không khí nóng 4045˚C cho đến độ ẩm dưới 10% tạo thành phẩm.

b,Phương pháp lên men chìm


Vi khuẩn được nuôi cấy trong các nồi lên men có thể tích đền vài
chục mét khối , được thôi khí qua máy nén trong điều kiện vô trùng. Thiết
bị được trang bị hệ thống điều khiển tự động hóa việc cung cấp khí, nhiệt
độ, điều chỉnh pH.Thời gian nuôi cấy khoảng 2-3 ngày và mật độ tế bào có
thể lên đến hàng tỷ trong 1ml dịch nuôi cấy. Từ dịch lên men chìm có thể
tạo ra 3 dạng chế phẩm:
Chế phẩm dạng lỏng:dịch lên men sau khi kết thúc được bổ sung các chất
phụ gia, chất bảo quản chống thối, chất bám dính rồi đóng chai.
Chế phẩm dạng nhão: sau khi ly tâm dịch lên men ta thu được sinh khối
ướt có độ ẩm khoảng 85%, không cần sấy khô mà trộn với dầu thành dạng
nhũ tương.
Chế phẩm dạng bột: ly tâm thu được dạng dịch đặc nhão như trên, trộn
với các chất phụ gia như tinh bột, xelullose… rồi đem sấy abwngf các thiết

bị sấy phun hoặc sấy thăng hoa .Bột khô đóng gói trong túi PE hoặc giấy
thiếc hoặc trong bọc kín.


Quy trình sản xuất BT ở Việt Nam
Chủng BT chuẩn
Nhân giống cấp 1 trên nồi lên men nhỏ 10-50l
3% giống
Nhân giống cấp 2 trên nồi men lớn 500-5000l
T=30˚C,48h
Kích thích lên men
Lọc và ly tâm
Thu sinh khối

Chất phụ gia

Sấy phun+ chất phụ gia

Đóng chai bảo quản

Đóng gói bảo quản

5,Nguyên tắc sử dụng chế phẩm BT
- Nguyên tắc sử dụng đúng thuốc: Khi sử dụng thuốc BVTV cần phải biết

rõ loài sâu bệnh cần phòng trừ, tham vấn ý kiến cán bộ chuyên môn BVTV
hoặc cán bộ nông nghiệp địa phương. Ưu tiên lựa chọn sử dụng các loại
thuốc có tác động chọn lọc, có hiệu lực cao, thời gian cách ly ngắn và ít độc
đối với sinh vật có ích, động vật máu nóng. Cần chọn mua những loại thuốc
an toàn với cây trồng, ít gây hại với người tiêu thụ sản phẩm, đặc biệt chú ý

khi mua và sử dụng thuốc diệt cỏ.
-Nguyên tắc sử dụng thuốc đúng nồng độ, liều lượng: Đúng nồng độ, liều
lượng bao gồm lượng thuốc và lượng nước pha trộn để phun trên một đơn
vị diện tích cây trồng, theo hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc khuyến cáo
của cán bộ kỹ thuật. Tùy tiện tăng nồng độ thuốc lên cao sẽ gây nguy hiểm


cho người sử dụng, cây trồng vật nuôi, môi trường và làm tăng chi phí, hoặc
phun ở nồng độ quá thấp sẽ làm cho sâu bệnh lờn thuốc, kháng thuốc, tạo
nguy cơ bùng phát dịch. Phải có dụng cụ cân, đong thuốc, không ước lượng
bằng mắt, không bốc thuốc bột bằng tay. Phải phun hết lượng thuốc đã pha
trộn, không để dư thừa qua hôm sau hay lần sau.
-Nguyên tắc sử dụng thuốc đúng lúc: Phun thuốc vào thời điểm sâu bệnh dễ
bị tiêu diệt, phun ở giai đoạn tuổi nhỏ đối với sâu và ở giai đoạn đầu đối với
bệnh. Phun vào lúc trời râm mát, không có gió to để thuốc tiếp xúc bám
dính tốt hơn trên bề mặt lá. Hạn chế phun lúc cây đang ra hoa. Phun thuốc
khi trời nắng nóng sẽ làm giảm hiệu lực của thuốc hoặc trời sắp mưa có thể
làm rửa trôi thuốc. Không phun thuốc vào thời điểm sắp thu hoạch (thời
gian cách ly tùy thuộc từng loại thuốc, thường có khuyến cáo thời gian
trước thu hoạch). Phun khi mật độ sâu, tỷ lệ bệnh đạt đến ngưỡng gây hại
kinh tế.
- Nguyên tắc sử dụng thuốc đúng cách: Cần trang bị đầy đủ bảo hộ lao động
Khi pha thuốc cần dự tính trước lượng thuốc và lượng nước cần dùng để
pha,phối trộn thuốc theo hướng dẫn trên bao bì hoặc hướng dẫn của cán bộ
ký thuật và thuốc đã phối trộn phải được sử dụng ngay.Sau khi phun thuốc
đồ dung quần áo cần được rửa sạch sẽ và phải được cất giữ trong kho riêng
cùng với thuốc BVTV
6,Hiện trạng sử dụng chế phẩm BT
Hiện nay ở nước ta thuốc trừ sâu sinh học đang được sử dụng khá
nhiều đặc biệt là thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn BT và diệt

trừ được nhiều loài sâu bệnh hại như bọ nhảy sọc cong, rệp xám, sâu xám,
sâu khoang…Hiện chế phẩm đang được sử dụng tại các vùng trồng rau sạch
ở Vĩnh Phúc, Thanh Trì, Hải Dương, Hà Tây, Đông Anh… Tuy nhiên việc
sử dụng thuốc trừ sâu sinh học nói chung và thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ
vi khuẩn BT nói riêng trong việc phòng trừ sâu bệnh, dịch hại ở nước ta đặc
biệt là các vùng nông nghiệp lớn(vùng sản xuất cây lương thực,cây ăn quả ở
đồng bằng song Hồng và đồng bằng sông Cửu Long ) vẫn chưa được phổ
biến rộng rãi do một số nhược điểm của thuốc trừ sâu sinh học. Do đó cần
phải có nhiều hơn những nghiên cứu phát triển ứng dụng sản xuất thuốc trừ
sâu sinh học vào sản xuất nông nghiệp.


IV,TÀI LIỆU THAM KHẢO
Lương Đức Phẩm, 2011,Sản xuất và sử dụng chế phẩm sinh học trong nông
nghiệp, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
/> />