PHÂN LẬP CÁC DÒNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY CẤU TRÚC VÒNG BENZEN CỦA CÁC LOẠI THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG ĐẤT NÔNG NGHIỆP THUỘC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

PHÂN LẬP CÁC DÒNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG
PHÂN HỦY CẤU TRÚC VÒNG BENZEN CỦA CÁC
LOẠI THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG ĐẤT
NÔNG NGHIỆP THUỘC ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG

Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa: 2004-2008
Lớp: DH04SH

Sinh viên thực hiện: ĐINH BÁ PHƯỚC

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 10/2008


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

PHÂN LẬP CÁC DÒNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG

PHÂN HỦY CẤU TRÚC VÒNG BENZEN CỦA CÁC
LOẠI THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG ĐẤT
NÔNG NGHIỆP THUỘC ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

ThS. NGUYỄN THỊ NGỌC TRÚC

ĐINH BÁ PHƯỚC

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 10/2008


LỜI CẢM ƠN
Xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến:
 Các thầy cô trường Đại học Nông Lâm, những người đã trực tiếp chỉ dạy và
truyền thụ cho em những kiến thức quý báu.
 Giáo viên hướng dẫn, Ths. Nguyễn Thị Ngọc Trúc đã tin tưởng và tạo mọi điều
kiện giúp đỡ em hoàn thành khóa luận này.
 Lãnh đạo Viện Nghiên Cứu Cây Ăn Quả Miền Nam đã chấp thuận cho em
được thực tập tại cơ quan.
 TS. Nguyễn Văn Phong đã giúp đỡ em trong quá trình sửa bài khóa luận.
 Anh Bình, chị Bình, anh Ấn, anh Tâm và các nhân viên của phòng Công nghệ
Sinh Học, Bảo Vệ Thực Vật đã giúp đỡ em trong những ngày ở và thực tập tại
viện.
 Các bạn học cùng lớp Công Nghệ Sinh Học 30 đã cùng tôi phấn đấu, chia sẻ

niềm vui nỗi buồn, tạo cảm hứng cho tôi trong suốt quá trình học tập.
 Bố, Mẹ, Bà Nội những người luôn ở phía sau động viên, giúp đỡ con vượt qua
những lúc khó khăn.

iii


TÓM TẮT
ĐINH BÁ PHƯỚC, Đại học Nông Lâm TP.HCM, tháng 8/2008. “PHÂN LẬP CÁC
DÒNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY CẤU TRÚC VÒNG BENZEN
CỦA CÁC LOẠI THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG ĐẤT NÔNG NGHIỆP
THUỘC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG”.
Địa điểm thực tập: phòng Công Nghệ Sinh Học thuộc Viện Nghiên Cứu Cây Ăn Quả
Miền Nam
Giáo viên hướng dẫn
THS. NGUYỄN THỊ NGỌC TRÚC, Viện Nghiên Cứu Cây Ăn Quả Miền Nam.
Một cuộc điều tra đã được tiến hành trên 39 hộ nông dân về tình hình sử dụng thuốc
Bảo Vệ Thực Vật (BVTV) và về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm trong sản xuất trái
cây, trên 4 tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long là: Tiền Giang, Vĩnh Long, Long An,
Bến Tre. Song song với việc điều tra, mẫu đất tại các vùng có sử dụng nhiều thuốc
BVTV cũng được thu thập cho mục đích phân lập. Đã có 12 dòng vi khuẩn được phân
lập trên 2 loại môi trường Mineral salt có bổ xung Methyl orange hoặc
Diphenylthiocarbazone như nguồn carbon và nguồn năng lượng duy nhất. Các dòng
này đã được chứng minh là có khả năng phân hủy cấu trúc tương đồng qua khả năng
sử dụng 2,4-D như nguồn carbon. Các khảo sát về đặc điểm hình thái và sinh hóa cho
thấy: đây là các loại vi khuẩn Gram (+), trực khuẩn có hình dạng của “Coryneform” và
vòng đời chuyển đổi qua lại giữa hai dạng hình cầu và que, tùy thuộc điều kiện dinh
dưỡng của môi trường và độ tuổi của khuẩn lạc. Hai dòng trong số chúng đã được
nhận định sơ bộ là thuộc giống Corynebacterium sp.

iv


SUMMARY
ĐINH

BÁ

PHƯỚC,

Nong

Lam

University,

August,

2008.

“ISOLATE

MICROORGANISMS CAPABLE OF DEGRADING BENZEN RING STRUCTURE
OF PESTICIDE RESIDUES IN AGRICULTURAL SOILS OF MEKONG DELTA”
Experiments were carried out at Biotechnology Department of Southern Fruit
Research Institute.
Supervisor
NGUYỄN THỊ NGỌC TRÚC. MSc, Southern Fruit Research Institute.
An agricultural investigation was carried out. Thirty nine Mekong delta fruit growers
were asked

about the ways that they used Pesticides and collected fruits. The

informations were used to assess the safety of fruit products and polluted levels of soil
environment. Besides, soil samples were collected for isolation.
There were 12 cultures of bacterial isolated on two kinds of Mineral salt mediums
containing Methyl orange or Diphenylthiocarbazone as sole source of carbon and
energy.
These cultures are capable of degrading

2,4-D as an analogue subtracte.

Morphological characters as well as biochemical tests discovered that they appear as
Gram-positive rod in young culture and Gram-positive cocci in older cuture. The
shape of bacterials depend on nutrition states of medium and ages of culture. Two of
them were identified as Corynebacterium sp.

v


MỤC LỤC

Trang
Lời cảm ơn.....................................................................................................................iii
Tóm tắt...........................................................................................................................iv
Sumary...........................................................................................................................v
Mục lục ..........................................................................................................................vi
Danh mục các chữ viết tắt .............................................................................................ix
Danh mục các bảng .......................................................................................................x
Danh mục các biểu đồ ...................................................................................................x

Danh mục các hình ....................................................................................................... xi
1. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề...............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu..................................................................................................................1
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tình trạng ô nhiễm ở đồng bằng sông Cửu Long...................................................3
2.2. Giới thiệu về vi sinh vật .........................................................................................4
2.2.1. Định nghĩa ...........................................................................................................4
2.2.2. Đặc điểm chung...................................................................................................4
2.2.3. Hệ vi sinh vật đất.................................................................................................5
2.3. Sự dinh dưỡng của vi sinh vật ................................................................................7
2.3.1. Các nhóm dinh dưỡng cơ bản..............................................................................7
2.3.2. Yêu cầu về thành phần dinh dưỡng của vi sinh vật.............................................8
2.4. Thuốc bảo vệ thực vật ............................................................................................10
2.4.1. Định nghĩa ...........................................................................................................10
2.4.2. Phân loại thuốc BVTV theo gốc hóa học ...........................................................10
vi


2.4.2.1. Thuốc trừ sâu ....................................................................................................10
2.4.2.2. Thuốc trừ bệnh..................................................................................................11
2.4.2.3. Thuốc trừ cỏ......................................................................................................12
2.4.2.4. Thuốc trừ chuột ................................................................................................12
2.4.2.5. Chất điều hòa sinh trưởng cây trồng ................................................................13
2.4.2.6. Thuốc trừ tuyến trùng .......................................................................................13
2.4.3. Sơ lược quá trình sử dụng thuốc BVTV ở nước ta..............................................13
2.4.4. Vi sinh vật phân hủy thuốc BVTV ......................................................................14
2.4.5. Đặc điểm các quá trình chuyển hóa của vi sinh vật ............................................14
2.4.6. Các hoạt động trao đổi chất thông thường của vi sinh vật ..................................16
2.4.6.1. Sự thủy phân.....................................................................................................16

2.4.6.2. Sự oxi hóa.........................................................................................................16
2.4.6.3. Sự khử...............................................................................................................19
2.4.7. Tiềm năng trong việc sử dụng VSV để phân hủy thuốc BVTV..........................20
2.4.7.1. Trên thế giới .....................................................................................................20
2.4.7.2. Trong nước .......................................................................................................21
3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện ............................................................................23
3.2. Nội dung thực hiện .................................................................................................23
3.3. Vật liệu ...................................................................................................................23
3.3.1. Vật liệu-hóa chất..................................................................................................23
3.3.2. Dụng cụ................................................................................................................23
3.4. Phương pháp...........................................................................................................24
3.4.1. Điều tra tình hình sử dụng thuốc BVTV và vấn đề vệ sinh ATTP .....................24
3.4.2. Phân lập vi sinh vật trên các mẫu đất thu được ...................................................24
3.4.2.1. Môi trường Mineral salt ...................................................................................25
3.4.2.2. Nguồn carbon duy nhất ....................................................................................26
3.4.3. Kiểm tra khả năng phân hủy cấu trúc tương đồng ..............................................27
3.4.4. Khảo sát các đặc điểm hình thái ..........................................................................27
3.4.4.1. Nhuộm Gram ....................................................................................................28
3.4.4.2. Nhuộm Axit fast ...............................................................................................29
vii


3.4.4.3. Khả năng di động..............................................................................................30
3.4.4.4. Hình thái vòng đời............................................................................................30
3.4.5. Khảo sát các đặc điểm sinh hóa...........................................................................30
3.4.5.1. Phản ứng Catalase ............................................................................................30
3.4.5.2. Phản ứng lên men tạo axit ................................................................................31
3.4.5.3. Sự thủy phân Gelatin ........................................................................................31
3.4.6. Các phần mềm đã sử dụng...................................................................................32

4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4.1. Kết quả ...................................................................................................................33
4.1.1. Kết quả khảo sát tình hình sử dụng thuốc BVTV và vệ sinh ATTP ...................33
4.1.2. Kết quả phân lập..................................................................................................37
4.1.3. Kết quả thử khả năng phân hủy cấu trúc tương đồng..........................................40
4.1.4. Kết quả khảo sát các đặc điểm hình thái .............................................................41
4.1.4.1. Nhuộm Gram ....................................................................................................42
4.1.4.2. Nhuộm Axit fast ...............................................................................................42
4.1.4.3. Khả năng di động..............................................................................................43
4.1.4.4. Hình thái vòng đời............................................................................................43
4.1.5. Kết quả khảo sát các đặc điểm sinh hóa ..............................................................45
4.1.5.1. Phản ứng Catalase ............................................................................................46
4.1.5.2. Phản ứng lên men tạo axit ................................................................................46
4.1.5.3. Phản ứng thủy phân Gelatin ............................................................................48
4.2. Thảo luận ................................................................................................................49
4.2.1. Tình hình sử dụng thuốc BVTV và vấn đề vệ sinh ATTP ..................................49
4.2.3. Các vi sinh vật đã phân lập và khả năng của chúng ............................................49
4.2.4. Đặc điểm hình thái và sinh hóa ...........................................................................50
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1. Kết luận...................................................................................................................53
5.2. Đề nghị ...................................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................54
viii


PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BVTV

Bảo vệ thực vật

ATTP

An toàn thực phẩm

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

2,4-D

Dichlorophenoxyacetic acid

2,4,5-T

Trichlorophenoxyacetic acid

DDT

Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane

BHC

Benzene Hexachloride

MCPA

2-Methyl-4-Chlorophenoxyacetic acid

666

Hexachlorocyclohexane

NST

Nhiễm sắc thể

VSV

Vi sinh vật

MS

Mineral salt

Gram (+)

Gram dương

Gram (-)

Gram âm

PMEP

Pesticide Management Education Program

pH

Power of hydrogen

ppm

parts per million

ppt

parts per thousand

ix


DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 4.1: Kết quả khảo sát........................................................................................... 35
Bảng 4.2: Kết quả phân lập .......................................................................................... 39
Bảng 4.3: Tóm tắt các đặc điểm hình thái .................................................................... 43
Bảng 4.4: Tóm tắt các đặc điểm sinh hóa..................................................................... 46

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Trang
Biểu đồ 4.1: Tình hình sử dụng thuốc BVTV .............................................................. 36
Biểu đồ 4.2: Cách thức sử dụng ................................................................................... 36
Biểu đồ 4.3: Mức độ quan tâm đến các kiến thức mới................................................. 37
Biểu đồ 4.4: An toàn trong sử dụng thuốc.................................................................... 37
Biểu đồ 4.5: Vệ sinh môi trường sống.......................................................................... 38
Biểu đồ 4.6: Vệ sinh trong thu hái trái ......................................................................... 38

x


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Các phản ứng thủy phân thường gặp............................................................ 17
Hình 2.2: Các phản ứng oxi hóa thường gặp................................................................ 18
Hình 2.3: Sự oxi hóa trên cạnh đối với Naphthalene và Biphenyl .............................. 19
Hình 2.4: Các kiểu phân cắt vòng thơm ....................................................................... 19
Hình 2.5: Sự oxi hóa tại góc đối với Dibenzofuran và Carbazole ............................... 20
Hình 2.6: Các phản ứng khử thường gặp ..................................................................... 21
Hình 3.1: Qui trình phân lập......................................................................................... 27
Hình 3.2a: Methyl orange............................................................................................. 28
Hình 3.2b: Methyl orange dùng trong thí nghiệm........................................................ 28
Hình 3.3a: Diphenylthiocarbazone............................................................................... 29
Hình 3.3b: Diphenylthiocarbazone dùng trong thí nghiệm.......................................... 29
Hình 3.4a: 2,4-D ........................................................................................................... 29
Hình 3.4b: 2,4-D dùng trong thí nghiệm ...................................................................... 29
Hình 4.1a: Cấy ria phân lập trên môi trường có Methyl orange .................................. 40
Hình 4.1b: Khuẩn lạc đơn trên môi trường có Methyl orange ..................................... 40
Hình 4.2a: Cấy ria phân lập trên môi trường có Diphenylthiocarbazone .................... 41
Hình 4.2b: Khuẩn lạc đơn trên môi trường có Diphenylthiocarbazone ....................... 41
Hình 4.3a: Vi sinh vật phát triển trên môi trường có 2,4-D ......................................... 42
Hình 4.3b: Hai dạng khuẩn lạc trên 2,4-D ................................................................... 42
Hình 4.4: Kết quả nhuộm Gram ................................................................................... 43
Hình 4.5: Kết quả nhuộm Axit fast .............................................................................. 44
Hình 4.6a: Vi khuẩn sau 12 h nuôi cấy trên TSA......................................................... 45
Hình 4.6b: Vi khuẩn sau 16 h nuôi cấy trên TSA ........................................................ 45
Hình 4.6c: Vi khuẩn sau 3 ngày nuôi cấy trên TSA..................................................... 46

Hình 4.7: Phản ứng Catalase ....................................................................................... 47
Hình 4.8a: Phản ứng lên men dương tính..................................................................... 48
Hình 4.8a: Phản ứng lên men âm tính .......................................................................... 48
Hình 4.9: Phản ứng thủy phân Gelatin dương tính....................................................... 49

xi


Chương1

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Đồng bằng Sông Cửu Long là vùng sinh thái thích hợp cho việc chuyên canh
cây lúa và cây ăn quả lớn nhất ở nước ta với đất đai màu mỡ và khí hậu thích hợp. Tuy
nhiên, trong quá trình phát triển hiện nay đã phát sinh những vấn đề lớn đối với môi
trường. Đó là cùng với sự phát triển của công nghiệp thì việc canh tác lâu dài các loại
cây trồng và sự lạm dụng quá nhiều thuốc bảo vệ thực vật đã làm tích tụ một lượng lớn
các chất thuốc trong đất. Điều này đe dọa đến sự phát triển bền vững của nông nghiệp
và với sức khỏe con người. Vi sinh vật là những cơ thể tuy có cấu tạo đơn giản nhưng
lại phân chia, sinh sản rất nhanh với hệ enzyme phong phú có khả năng phân hủy hầu
như mọi dạng vật chất trong tự nhiên. Cũng như các vật chất hữu cơ và vô cơ khác thì
thuốc bảo vệ thực vật cũng có thể bị phân hủy hoặc chuyển chúng thành dạng ít độc
hơn. Do đó việc tìm ra và phân lập những giống vi sinh vật bản địa có khả năng phân
hủy tồn dư thuốc bảo vệ thực vật sẽ đưa đến những giải pháp xử lý môi trường một
cách hiệu quả và rẻ tiền.Với mong muốn tìm ra các dòng vi sinh vật làm sạch môi
trường, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Ngọc Trúc, Viện Nghiên Cứu Cây ăn
quả Miền Nam, tôi tiến hành đề tài: “Phân lập các dòng vi sinh vật có khả năng phân
hủy cấu trúc vòng Benzen của các loại thuốc Bảo Vệ Thực Vật trong đất nông
nghiệp thuộc Đồng bằng sông Cửu Long”.
1.2. Mục tiêu và yêu cầu

Mục tiêu
Phân lập các dòng vi sinh vật có khả năng phân hủy tồn dư thuốc Bảo Vệ Thực
Vật trong đất ô nhiễm Đồng bằng sông Cửu Long.
Yêu cầu
 Khảo sát tình hình sử dụng thuốc Bảo Vệ Thực Vật và vấn đề vệ sinh, an toàn thực
phẩm trên các vườn cây ăn trái thuộc địa bàn Tiền Giang và các tỉnh lân cận.
 Phân lập và làm thuần một số chủng vi sinh vật có khả năng sử dụng các loại thuốc
Bảo Vệ Thực Vật có thành phần là vòng thơm Benzen.

1


 Thử nghiệm khả năng phân hủy cấu trúc tương đồng của các dòng vi sinh vật thu
được.
 Khảo sát một số đặc điểm hình thái và sinh hóa để bước đầu nhận diện chúng.

2


Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tình trạng ô nhiễm ở đồng bằng sông Cửu Long
Tình trạng ô nhiễm ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) gần đây đã là đề tài
nóng trên các báo vì hiện nay có tới 80 % nông dân sống bằng nông nghiệp (Phương
Nghi, 2007). Khi thực hiện phong trào chuyển dịch cơ cấu kinh tế, nông dân khẩn
trương thâm canh tăng vụ, chú trọng đến năng suất. Chính vì vậy, lượng thuốc trừ sâu
và phân bón cũng tăng nhanh đến chóng mặt.
Những hóa chất bảo vệ thực vật đã được sử dụng ở nước ta từ những năm 1940
và càng ngày số lượng và chủng loại các chất này càng tăng dần. Nếu như vào những

năm 50, mỗi năm chỉ có khoảng 100 tấn thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng thì đến
những năm 80, con số này đã tăng lên gấp 100 lần và ngày càng tăng với số lượng lớn.
Riêng từ năm 2000 đến nay, mỗi năm đã có khoảng hơn 36.000 tấn thuốc bảo vệ thực
vật được sử dụng phục vụ trong nông nghiệp (Lê Kế Sơn, 2007).
Căn cứ vào kết quả điều tra mới đây của ngành Bảo Vệ Thực Vật (BVTV), hiện
còn 70-75 % nông dân không có nơi bảo quản thuốc và dụng cụ phun thuốc chuyên
dùng an toàn, hơn 50 % nông dân không có hiểu biết cần thiết về thuốc BVTV (sử
dụng 4 đúng), không có phương tiện bảo hộ lao động (Phương Nghi, 2007). Điển hình
vụ lúa hè thu năm 2007, ở đâu sạ lúa, diệt ốc bươu vàng thì cá chết; còn vỏ bao, chai
thuốc có ở khắp đồng. Thuốc BVTV và phân hoá học sẽ thấm vào các loại cây trồng
và ngấm vào đất, hoà tan trong nước chảy ra các dòng sông. Nguy hại là nguồn nước,
đất bị ô nhiễm từ các hoá chất BVTV trên đồng ruộng, tác hại lâu dài về sức khoẻ là
không thể lường hết được.
Mặc khác, sự kém hiểu biết và chạy theo lợi nhuận của nông dân trong việc sử
dụng thuốc BVTV và phân hoá học đang là vấn đề nghiêm trọng ở khu vực ĐBSCL,
nguồn nước sinh hoạt thường xuyên bị ô nhiễm. Hiện nay nông dân quá lạm dụng
thuốc BVTV, phân hoá học trong chăm sóc các loại cây ăn trái, ăn lá, không chờ thuốc
có thời gian cách ly phân huỷ đã thu hoạch, nên xảy ra nhiều vụ ngộ độc.
Thêm vào đó là, thuốc BVTV chưa được kiểm soát chặt chẽ, thuốc hết hạn vẫn
bán tràn lan; thuốc không thích hợp với chủng loại cây trồng và sâu bệnh nước ta,

3


thuốc ngoài danh mục, chưa có giấy phép vẫn tự do lưu hành; thuốc cấm vẫn được bày
bán, tạo điều kiện cho nhiều loại sâu bệnh, nấm độc hại nhờn thuốc; phân bón tỷ lệ N P - K rất thấp vẫn được tiêu thụ.
Tình trạng đồng ruộng đang ngày càng nhiễm độc là vấn đề rất đáng quan ngại.
Có nhiều yếu tố dẫn đến ruộng đồng bị nhiễm độc, nhưng có thể nói việc các địa
phương thi nhau đắp đê bao triệt để trong nhiều năm qua đã làm độ màu mỡ của đất
ngày càng giảm, từ đó nông gia ngày càng lạm dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ

thực vật để buộc cây trồng phải cho năng suất cao, ít sâu bệnh là nguyên nhân nổi cộm
nhất. Ðê bao ngăn sự trao đổi nước tự nhiên để làm sạch môi trường nên cặn bã, độc
chất trong quá trình sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của con người bị lắng đọng, tồn
lưu trong đất, gây nhiễm độc đất (Nguyễn Hữu Chiếm, 2007) .
Hiện nay chưa có một nghiên cứu đầy đủ nào để xác định lượng độc chất từ
nguồn phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật đang tồn lưu trên đồng ruộng các tỉnh
đồng bằng sông Cửu Long, nhưng có thể nói mức độ ô nhiễm đang rất nghiêm trọng
và muốn tẩy rửa sạch cần phải có thời gian rất dài và số tiền rất lớn (Lê Hữu Hải,
2007).
Thêm vào đó thì ĐBSCL hiện có 111 khu, cụm công nghiệp với tổng diện tích
hơn 24.000 ha (Thế Đạt, 2007). Lượng nước thải và chất thải từ các nhà máy này hầu
hết là chưa được xử lý và được thải trực tiếp ra kênh rạch. Điều này góp phần làm cho
tình trạng ô nhiễm càng trở nên trầm trọng hơn.
2.2. Giới thiệu về vi sinh vật
2.2.1. Định nghĩa
Vi sinh vật là những cơ thể sống có kích thước rất nhỏ, mắt thường không thể
nhìn thấy được. Muốn quan sát chúng, người ta phải dùng tới kính hiển vi có độ phóng
đại hàng trăm đến hàng vạn lần (Nguyễn Đức Lượng, 2006).
2.2.2. Đặc điểm chung
Vi sinh vật đều có những đặc tính cơ bản sau:
 Là những cơ thể nhỏ bé có cấu tạo rất đơn giản, phần lớn chúng được cấu tạo từ
một tế bào, vì thế còn gọi là cơ thể đơn bào.
 Là những sinh vật rất dễ thích nghi với điều kiện bên ngoài. Đặc tính thích nghi
này được điều khiển bởi kiểu trao đổi chất, kiểu hô hấp và sinh tổng hợp enzyme.
4


 Trong điều kiện môi trường thích hợp, chúng có khả năng sinh sản rất nhanh. Tốc
độ sinh sản của chúng vượt rất xa so với các sinh vật khác. Dựa vào đặc tính này
người ta sử dụng chúng trong công nghệ sản xuất sinh khối, ứng dụng sản xuất

vacine, trong bảo vệ môi trường và trong nông nghiệp.
 Có khả năng sinh tổng hợp mạnh mẽ các chất có hoạt tính sinh học, như tổng hợp
vitamin, kháng sinh, enzyme, các axit amin, lipid và các chất sinh trưởng.
 Vi sinh vật là đối tượng khoa học phong phú vì chúng có mặt hầu hết các nơi trên
trái đất, chúng tham gia hầu hết các quá trình chuyển hóa các chất và hợp chất
trong thiên nhiên. Chúng là mắt xích quan trọng trong mọi chu trình chuyển hóa
vật chất trong thiên nhiên.
 Vi sinh vật là thế giới sinh vật vô cùng đa dạng và phong phú. Chúng bao gồm các
nhóm vi sinh vật chủ yếu sau: vi khuẩn, nấm men, nấm sợi, một số tảo, một số
nguyên sinh động vật, rikexi và mycoplasma, virut.
2.2.3. Hệ vi sinh vật đất
Khác với không khí, đất là môi trường thuận lợi cho hầu hết các vi sinh vật phát
triển. Có thể nói, đất là môi trường lý tưởng cho vi sinh vật tồn tại và phát triển:
 Đất chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng như nguồn nitơ và carbon, vi lượng, độ ẩm và
pH thích hợp. Ngoài ra, hàm lượng các chất dinh dưỡng lại được làm giàu thêm khi
xác động thực vật rơi xuống, vì thế vi sinh vật sinh sản và phát triển nhanh chóng
trong đất.
 Các tia phóng xạ và bức xạ xuyên qua lớp không khí xuống sẽ được đất hấp thụ.
Các tia này không còn tác dụng hủy diệt tế bào sinh vật, vì thế sinh vật phát triển
mà không bị tác nhân vật lý này gây trở ngại, hoặc bị ảnh hưởng không lớn.
Nguyên nhân chính là do đất chứa nhiều chất hữu cơ, mà các chất hữu cơ lại có khả
năng hấp thụ các loại tia sáng từ mặt trời rất cao, vì vậy ở trong đất vi sinh vật
được các chất hữu cơ bảo vệ rất hữu hiệu.
 Độ ẩm trong đất đủ đảm bảo cho vi sinh vật phát triển. Nước trong đất hòa tan
nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho vi sinh vật phát triển. Sự dịch chuyển pH trong
đất thường rất chậm, do vậy ở bất kì một vị trí nào trong đất mà có sự thay đổi pH
đều có ảnh hưởng xấu đến vi sinh vật.

5

 Nói chung, lượng vi sinh vật trong đất không đồng đều ở những khu vực khác
nhau, ở những chiều dày của đất khác nhau. Có nơi thấy nhiều, có nơi thấy ít vi
sinh vật. Mặt khác, số lượng loài hay thành phần các vi sinh vật cũng không đồng
đều, có những nơi chỉ thấy phát triển nhiều nấm men, lại có nơi thấy phát triển
nhiều vi khuẩn, và ngay trong nhóm vi khuẩn cũng thấy có nơi phát triển nhiều loại
hoại sinh, loài gây bệnh, nơi kia lại thấy ít.
 Trong đất thường gặp các loài như sau: Bacillus mycoides, Bacillus subtilis,
Clostridium

sporoggenes,

Clostridium

putrin,

Clostridium

perfringenes,

Micrococus albus... Có nhiều loài vi khuẩn tham gia chuyển hóa nitơ trong thiên
nhiên, lại có loài gây bệnh. Ở các vùng đất trồng nho, trồng cây ăn quả lại thấy có
nhiều nấm mốc, nấm men. Số lượng và thành phần vi sinh vật trong đất thay đổi
khá nhiều. Trên bề mặt đất, số lượng vi sinh vật rất ít. Lý do là trên bề mặt đất, độ
ẩm chưa hẳn đã thích hợp cho vi sinh vật phát triển, hơn nữa bề mặt đất lại gánh
chịu sự chiếu sáng của tia sáng mặt trời, phần lớn vi sinh vật phần trên mặt đất bị
tiêu diệt bởi tia sáng mặt trời.
 Số lượng và thành phần vi sinh vật đất thấy nhiều hơn khi chiều sâu 10-20 cm so
với bề mặt của đất. Ở tầng đất này độ ẩm vừa thích hợp, các chất dinh dưỡng lại
tích lũy nhiều, không bị tác dụng của chiếu sáng nên vi sinh vật phát triển rất

nhanh. Các quá trình chuyển hóa quan trọng trong đất chủ yếu xảy ra trong tầng đất
này. Đây cũng là tầng đất thích hợp cho sự phát triển của cây trồng.
 Khi đất ở tầng sâu 30 cm đến 4 m hoặc 5 m, số lượng và thành phần vi sinh vật hầu
như rất ít (trừ trường hợp đất có mạch nước ngầm). Rõ ràng là vi sinh vật đất ở
tầng này phải là loài yếm khí, đồng thời phải chịu được một áp suất lớn mới phát
triển được. Hai nữa, ở lớp đất này hầu như các chất hữu cơ rất hiếm.
 Số lượng và thành phần vi sinh vật trong đất còn thay đổi mạnh tùy theo chất đất, ở
nơi đất có nhiều chất hữu cơ, giàu chất mùn, có độ ẩm thích hợp vi sinh vật phát
triển rất mạnh, ví dụ như ở đầm lầy, đồng trũng nước, ao hồ và ở các khúc sông
chết, cống rãnh…Còn những nơi đất có đá, đất có cát, số lượng và thành phần vi
sinh vật ít hơn.
 Vi sinh vật đất đóng vai trò quyết định đến sự chuyển hóa các chất có trong đất,
đến sự tạo mùn, giữ ẩm cho đất. Vi sinh vật đất được coi như người bạn tốt của

6


nông dân. Nếu hệ vi sinh vật đất bị phá hủy trạng thái cân bằng đất bị phá vỡ, đất
dễ bị sa mạc hóa, không có khả năng tạo mùn, không có khả năng giữ nước, cây
không thể phát triển được.
 Lợi dụng sự có mặt vi sinh vật trong đất mà người ta tiến hành phân lập, tuyển
chọn, đồng thời duy trì những chuyển hóa có lợi để phục vụ cho trồng trọt và cho
các mục đích khác nhau.
2.3. Sự dinh dưỡng của vi sinh vật
2.3.1. Các nhóm dinh dưỡng cơ bản
Trong thành phần các chất dinh dưỡng, không phải toàn bộ đều có tác dụng
giống nhau. Một số làm nhiệm vụ cung cấp cho cơ thể nguyên liệu để xây dựng các
thành phần cơ bản của tế bào, một số khác lại cung cấp cho cơ thể để làm nguyên liệu
năng lượng, một số khác chỉ có tác dụng điều hòa quá trình trao đổi chất. Có thể một
chất nào đó vừa có tác dụng làm nhiệm vụ dinh dưỡng, cung cấp năng lượng lại vừa có

tác dụng cung cấp nguyên liệu xây dựng. Các chất dinh dưỡng được chia ra làm những
nhóm cơ bản sau:

+ Các chất làm mục đích xây dựng
 Muối khoáng đối với phần lớn vi sinh vật, trừ trường hợp vi khuẩn tự dưỡng hóa
năng để dùng làm nguồn năng lượng và trường hợp nitrat, sunfat bị vi khuẩn phản
nitrat và phản sunfat hóa. Nói chung, vi sinh vật cần một lượng rất nhỏ các muối
khoáng nhưng không thể thiếu chúng được. Vai trò cơ bản của các chất khoáng là
tham gia trong thành phần của một số enzyme. Một số có vai trò quan trọng như:
Cu, Mg, Fe.
 Nitơ phân tử đối với sinh vật cố định đạm. Nhờ có nitơ phân tử mà các loại vi
khuẩn cố định đạm có thể chuyển hóa để tạo thành các hợp chất cơ bản cho cơ thể.
 CO2 và bicarbonat đối với sinh vật dị dưỡng.
 Các chất được gọi là nhân tố sinh trưởng thường là những acid amin. Khi vào trong
tế bào, chúng tham gia tổng hợp các chất trong tế bào.
+ Các chất vừa cho năng lượng vừa xây dựng

7


 Gluxit, protit và nhiều chất hữu cơ khác. Muốn đồng hóa chúng, vi sinh vật vừa
phải chế biến vừa phân giải vì đây là những hợp chất cao phân tử. Đầu tiên vi sinh
vật phải tổng hợp ra hệ enzyme amylase và protease để phân hủy gluxit và protit,
biến thành đường và các axit amin. Từ đó bằng các phương pháp hấp thụ khác
nhau mà các chất này vào bên trong cơ thể. Khi vào trong cơ thể thì có sự chuyển
hóa để biến chúng thành nguyên liệu cung cấp năng lượng, hay nguyên liệu dùng
trong xây dựng.
 NH3, nitrat, muối sắt hai, H2S, S và nhiều chất khoáng khác làm nguyên liệu cung
cấp năng lượng đối với vi sinh vật tự dưỡng hóa năng, một phần dùng trong trao
đổi xây dựng.

 Nitrat đối với vi khuẩn phản nitrat hóa, sunfat đối với vi khuẩn phản sunfat hóa,
vừa là nguồn cung cấp oxy trong trao đổi năng lượng, vừa cung cấp N, S trong trao
đổi xây dựng.
+ Các chất cung cấp năng lượng
 Khí hydro, việc oxy hóa hydro nhờ oxy không khí là nguyên liệu cung cấp năng
lượng cho vi khuẩn hydro và việc oxy hóa hydro nhờ sunfat là nguồn năng lượng
đối với vi khuẩn sunfat tự dưỡng.
 H2S và tro sunfat tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng của một số vi khuẩn
quang hợp màu lục.
 Một số chất vô cơ và chất hữu cơ dùng làm chất cho điện tử đối với vi khuẩn lưu
huỳnh màu tía và vi khuẩn màu tía không chứa lưu huỳnh.
 Một số chất tham gia trong trao đổi sinh lý. Thuộc nhóm này gồm có các vitamin,
các chất sinh trưởng cần thiết.
 Một số chất vô cơ duy trì sự cân bằng axit, kiềm ở trong tế bào, gây ra những áp
suất thẩm thấu cần thiết cho tế bào hấp thụ chất dinh dưỡng , ví dụ K, Na, Cl. Vì
thế, nếu thiếu muối vô cơ sẽ làm ảnh hưởng trực tiếp đến sinh lý (áp suất thẩm thấu
của tế bào).
2.3.2. Yêu cầu về thành phần dinh dưỡng của vi sinh vật
Môi trường dinh dưỡng của vi sinh vật bao gồm nhiều thành phần dinh dưỡng
cần thiết khác nhau. Thành phần các chất dinh dưỡng này tùy thuộc nhu cầu cần thiết

8


của từng loài vi sinh vật, từng yêu cầu nghiên cứu. Nhìn chung, các nhân tố không thể
thiếu trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật là C, H, O, N. Ngoài ra,
chúng còn cần thêm nguyên tố S và P, một số ngyên tố vi lượng như Fe, Cu, Mg, Mn,
Zn, K, Ca, Cl, Bo, I. Vì thế trong thành phần dinh dưỡng không thể cung cấp đơn
thuần một số chất nào đó mà phải đảm bảo đầy đủ thành phần tối thiểu các chất.
Thông thường cần cung cấp các chất cơ bản sau:

+ Nguồn nitơ: Vi sinh vật cần nitơ ở nhiều dạng khác nhau. Có một số vi sinh vật có
khả năng nhận nitơ từ không khí, nên ta không cần phải cung cấp nitơ trong quá trình
nuôi cấy, còn đại đa số vi sinh vật trong thiên nhiên không có khả năng này. Chính vì
thế ta phải cung cấp từ bên ngoài vào thành phần dinh dưỡng của môi trường. Nguồn
nitơ có thể có hai dạng:
 Nitơ hữu cơ như protit hoặc acid amin
 Nitơ vô cơ như các loại muối amon, urê, muối nitrat, nitơ từ không khí
+ Nguồn carbon: Vi sinh vật cần carbon để làm bộ xương tổng hợp các chất khác
nhau trong cơ thể. Một trong những đặc tính đáng chú ý nhất về nhu cầu dinh dưỡng
của vi sinh vật chính là tính chất cực kì linh động của nguồn carbon. Không có bất kì
một chất hữu cơ thiên nhiên nào mà không được vi sinh vật sử dụng. Ví dụ: Xạ khuẩn
có khả năng phân giải Alcool amylique, Paraffine và ngay cả cao su.
Một vài vi khuẩn hầu như sử dụng được bất kì chất gì như nguồn carbon. Ví dụ
như Pseudomonas cepacia sử dụng hơn 100 cơ chất carbon khác nhau. Nhưng rủi ro
thay, một số các sản phẩm nhân tạo như plastis, DTT, …không phân hủy hoặc phân
hủy rất chậm.
+ Nguồn khoáng và các chất sinh trưởng: Các chất khoáng cần với số lượng rất
nhỏ. Tuy số lượng cần ít nhưng các chất khoáng lại rất quan trọng vì chúng đóng vai
trò giữ pH môi trường ổn định, tham gia vào các coenzyme (sắt, đồng, kẽm, mangan,
magiê, …), và tham gia vào quá trình điều hòa trao đổi chất.
Riêng các chất kích thích sinh trưởng, người ta quan tâm nhiều đến biotin khi
nuôi cấy nấm men và nuôi cấy các chủng tạo axit amin.

9


2.4. Thuốc bảo vệ thực vật
2.4.1. Định nghĩa
Thuốc bảo vệ thực vật là bất cứ hóa chất nào được con người sử dụng để kiểm
soát vật hại. Vật hại có thể là các loại côn trùng, mầm bệnh thực vật, nấm, cỏ dại,

tuyến trùng, ốc sên… Do đó thuốc bảo vệ thực vật có thể là các loại thuốc diệt côn
trùng, thuốc trừ nấm, thuốc trừ cỏ...
2.4.2. Phân loại thuốc BVTV theo gốc hóa học
Dựa theo cấu tạo hóa học, thuốc BVTV được chia thành nhiều nhóm
2.4.2.1. Thuốc trừ sâu: bao gồm các nhóm
 Nhóm thuốc thảo mộc: Là những chất trừ sâu có trong thực vật, như các chất
Nicotin (có trong các cây thuốc lào, thuốc lá), Rotenon (trong rễ cây dây mật),
Pakyziron (trong cây củ đậu), Azadirachtin (trong cây xoan Ấn Độ), Atemisinin
(trong cây thanh hao hoa vàng). 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 Clo hữu cơ: Trong thành phần hóa học có chất Clo (Cl), là những dẫn xuất
Chlobenzen (như DDT), Cychlohexan (BHC), hoặc dẫn xuất đa vòng (Aldrin,
Dieldrin).
Nhóm này có độ độc cấp 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: Trong thành phần hóa học có nhóm Phosphor (P). Độ độc cấp
tính cao nhưng mau phân hủy trong cơ thể người và môi trường hơn so với nhóm
Clo hữu cơ. Ngoài tác dụng tiếp xúc, vị độc, nhiều hoạt chất còn có khả năng thấm
sâu, nội hấp hoặc xông hơi. Phổ tác dụng rộng, nhiều loại có khả năng trừ nhện.
Một số thuốc lân hữu cơ rất độc cũng đã bị hạn chế hoặc cấm sử dụng (như
Monocrotophos, Parathion…)
 Nhóm Carbamate: Là những dẫn xuất của axit Carbamic (NH2-CO-OH).
Trong thành phần hóa học có nhóm Carbamate, như các chất: Carbaryl,
Carbosulfan…Độ độc cấp tính tương đối cao, khả năng phân hủy tương tự nhóm
lân hữu cơ. Một số có khả năng nội hấp, trừ được tuyến trùng (như Carbofuran).
10

Hiện nay người ta đã tổng hợp được trên 1000 hợp chất Carbamate, trong đó có
trên 35 loại dùng trừ sâu.
 Nhóm Pyrethroide (Cúc tổng hợp): Là nhóm thuốc trừ sâu tổng hợp dựa vào cấu
tạo chất Pyrethrin có trong hoa của cây cúc sát trùng (Pyrethrum). Công thức cấu
tạo hóa học rất phức tạp. Diệt sâu chủ yếu bằng đường tiếp xúc và vị độc, hiệu lực
nhanh, một số chất có tác dụng xua đuổi côn trùng. Dễ bay hơi và tương đối mau
phân hủy trong môi trường và cơ thể người nên thường được dùng trừ sâu cho rau,
cây ăn quả và gia công thành các sản phẩm thuốc sát trùng gia trùng (trừ ruồi,
muỗi, gián).
 Các hợp chất Pheromone: Là những chất tổng hợp có cấu tạo giống như những
chất do côn trùng tiết ra trong quá trình sinh trưởng và hoạt động. Những chất này
thường dùng dẫn dụ côn trùng đến để tiêu diệt, với nồng độ cao sẽ làm rối loạn tính
giao phối hoặc rối loạn sinh trưởng của côn trùng.
 Các chất điều hòa sinh trưởng côn trùng: Là những chất làm rối loạn quá trình
sinh trưởng, phát triển của côn trùng do đó gây chết.
Ngoài ra còn nhiều chất có nguồn gốc hóa học khác, một số sản phẩm từ dầu mỏ
được dùng làm thuốc trừ sâu.
2.4.2.2. Thuốc trừ bệnh:
Gồm 2 nhóm lớn là nhóm vô cơ và nhóm hữu cơ. Trong mỗi nhóm lớn này lại
có nhiều nhóm hóa học khác nhau.
 Nhóm thuốc vô cơ: Chủ yếu là các nhóm hóa học
+

Nhóm đồng (Cu): Có thuốc Bordeaux và các hợp chất đồng sulfate, đồng

oxychlorid, đồng hydrocid.
+ Nhóm lưu huỳnh (S): Bột lưu huỳnh và hợp chất Calcium sulfur.
+ Nhóm thủy ngân (Hg): Các hợp chất thủy ngân cloride.
Tác động chủ yếu của nhóm này là tiếp xúc, phổ tác dụng rộng, một số trừ được
vi khuẩn (đồng, thủy ngân), trừ nhện (lưu huỳnh). Độ độc cấp tính thấp nhưng chậm

phân hủy trong môi trường và cơ thể người, một số đã cấm sử dụng trong nông nghiệp
(thủy ngân).
 Nhóm thuốc hữu cơ: Có nhiều nhóm hóa học khác nhau đang được sử dụng, trong
đó có các nhóm chính là:

11


+ Nhóm lân hữu cơ: Có cấu tạo hóa học chung tương tự nhóm lân hữu cơ trừ sâu. Phổ
biến hiện nay là các chất: Edifenphos (Hinosan…), Iprobenphos (Kiazin…).
+ Nhóm Carbamate: Có gốc Carbamate như thuốc trừ sâu. Chủ yếu là các chất
Benomyl (Benlate…), Carbendazim (Bavistin…).
+ Nhóm Dithiocarbamate: Chủ yếu là các chất Maneb, Zineb, Manconeb.
+ Nhóm Triazole: Trong công thức hóa học có gốc Triazole.
Thuốc nhóm này là những thuốc trừ nấm , nội hấp, phổ tác dụng rộng, hiệu lực
mạnh đang được phát triển, sử dụng nhiều. Điển hình là các chất: Hexaconazole
(Anvil…),
(Manage…),

Difenoconazole(Score…),
Propiconazole

(Tilt…),

Epoxiconazole

(Opus…),

Triadimefon

(Bayleton…),

Imibenconazle
Tricyclazole

(Beam…) và nhiều chất khác.
 Nhóm Dicarboximit: Có các chất như: Captan, Folpet.
 Nhóm thuốc sinh học : Là những chất kháng sinh được chiết xuất trong quá trình
lên men của một số loài nấm nhóm Streptomyces như các chất Kasugamycin
(Kasumin), Validamycin A (Validacin). Một số chất giúp tăng sức kháng bệnh cho
cây (chất Chitosan…).
2.4.2.3. Thuốc trừ cỏ:
 Nhóm vô cơ: Có các chất như: Copper Sulfate, Sodium Chlorate, Calcium
Cyanancid, Ammonium Sulfate… Những chất này chủ yếu tác động với cây cỏ lá
rộng và phân hủy tương đối chậm trong môi trường.


Nhóm hữu cơ: Có nhiều nhóm hóa học như nhóm: Acetamid (Butachlor,
Metolachlor, Pretilachlor…), nhóm Carbamate (Benthiocarb, Molinate…), nhóm
lân hữu cơ (Anilofos, Glyphosate…), nhóm Phenoxy (2,4-D, MCPA…), nhóm
Phenyl ure (Diuron, Linuron…), nhóm Triazin, Ametryn, Simazin…).

2.4.2.4. Thuốc trừ chuột: Bao gồm các nhóm
 Nhóm thảo mộc: Cây Mã Tiền, cây hành biển.
 Nhóm vô cơ: Điển hình là chất Asen (thạch tín), kẽm phosphur.


Nhóm hữu cơ: Chủ yếu là chất dẫn xuất của Hydroxy coumarin (như Wafarin,
Brodifacoum…).

12


2.4.2.5. Chất điều hòa sinh trưởng cây trồng:
Gồm các chất có tác dụng kích thích sinh trưởng (Auxin, Gibberellin,
Cytokinin…) và các chất ức chế sinh trưởng (Paclobutatrazol..). Các chất này có thể là
chất tổng hợp hóa học, chất có nguồn gốc sinh học (Gibberellin…) hoặc chiết xuất từ
sinh vật (chất Oligo saccarit từ rong biển…).
2.4.2.6. Thuốc trừ tuyến trùng:
Cũng gồm nhiều nhóm hóa học như nhóm Halogen (chất Methyl bromit), nhóm
Carbamate (Carbofuran), nhóm lân hữu cơ (Prophos).

2.4.3. Sơ lược quá trình sử dụng thuốc BVTV ở nước ta (Hoàng Anh Cung, 1992)
Từ thập kỷ 50, người Pháp đã dùng thuốc BVTV ở nước ta, nhưng mãi sau khi
hòa bình lập lại (1954), ta mới bắt đầu dùng DDT và 666 vào sản xuất. Hai loại Clo
hữu cơ này tồn tại được 4-5 năm đã lập tức bộc lộ những nhược điểm: DDT diệt được
một số sâu hại nhưng đồng thời diệt hết các ký sinh thiên địch, hậu quả rõ rệt nhất là
sau khi dùng DDT trừ sâu bông thì nhện đỏ bùng nổ (vì DDT không trừ được nhện
nhưng lại diệt hết thiên địch của nhện). Các thuốc Clo hữu cơ rất độc cho người và gia
súc, nhiều tài liệu cho biết các hóa chất đó tích tụ lại trong mô mỡ và sữa, nguyên nhân
gây nên nhiều bệnh nguy hiểm, trong đó có bệnh ung thư.
Bắt đầu thập kỷ 60, các loại lân hữu cơ dần dần được thay thế Clo hữu cơ.
Wofatox lúc bấy giờ được coi là “thuốc trị bách bệnh”. Nhưng thuốc lân hữu cơ cũng
nhanh chóng bộc lộ những nhược điểm: thuốc độc cấp tính, sâu chóng quen…
Những năm 70 xuất hiện thuốc Carbamate ít độc hơn và thập kỷ 80 lại có thuốc
gốc Pyrethoid.
Những loại thuốc tiếp xúc, vị độc được thay dần bằng các loại thuốc thấm sâu,
nội hấp. Những loại thuốc có phổ tác dụng rộng trừ sâu cũng như trừ bệnh được thay
bằng thuốc có tác dụng chọn lọc. Thuốc trừ cỏ ban đầu có vài loại cũng được tăng
chủng loại và đã bắt đầu dùng các loại thuốc chọn lọc, diệt cỏ và an toàn cho cây

trồng, ví dụ: 2,4-D, Saturn, Sofit trừ cỏ cho lúa; Simazin, Atrazin trừ cỏ cho ngô, dứa,

13


những cây công nghiệp; Daplapon trừ cỏ tranh.. không thể dùng loại thuốc của cây này
trừ cỏ cho cây khác.
Về dạng thuốc cũng dần dần thay đổi: thuốc bột dùng ít hơn, mà dùng dạng bột
thấm nước, thuốc sữa, thuốc dạng viên.
2.4.4. Vi sinh vật phân hủy thuốc bảo vệ thực vật
Vi sinh vật đất có khả năng thích nghi đáng kể, người ta đã nhận thấy rằng vi sinh
vật có thể trải qua sự thích nghi hay đột biến, thay đổi quá trình trao đổi chất cho việc
sử dụng hiệu quả thuốc bảo vệ thực vật. Khi vi sinh vật được đặt trong nồng độ cao
các chất lạ, thường có một khoảng thời gian chậm chạp trước khi việc sử dụng các vật
liệu được bắt đầu. Thời gian này cần để vi sinh vật thích nghi. Một khi sự phân hủy
được bắt đầu và hoàn thành, đất sau đó vẫn còn có khả năng phân hủy nhanh. Đáp ứng
của các loài vi sinh vật khác nhau đối với các loại thuốc BVTV sẽ khác nhau. Vi
khuẩn tạo bào tử cho thấy mẫn cảm hơn vi khuẩn không tạo bào tử đối với 2,4-D. Vi
khuẩn mẫn cảm hơn nấm đối với thuốc trừ cỏ. Thậm chí các loài gần gũi có đáp ứng
khác nhau đối với 2,4-D (A.L.Young,1972). Về nguyên tắc, dư lượng thuốc trừ sâu
trong đất bị phân hủy bởi cộng đồng vi khuẩn và nấm khá nhanh. Thông thường độ
độc của thuốc trừ sâu giảm mạnh sau giai đoạn biến đổi đầu tiên của chúng.
2.4.5. Đặc điểm các quá trình chuyển hóa của vi sinh vật
Vi sinh vật không tạo thành sinh khối lớn, nhưng chúng sở hữu các khả năng trao
đổi chất cực kì năng động. Hầu hết các chất hóa học hữu cơ đi vào môi trường đất đều
được chuyển hóa bởi vi sinh vật. Chìa khóa để hiểu được quá trình trao đổi chất của vi
sinh vật là làm rõ nguồn năng lượng được sinh ra hay phải mất đi bởi các hoạt động
trao đổi chất của vi sinh vật trong việc phân hủy các hóa chất này. Fumio Matsumura
(1987) đã phân loại sự trao đổi chất chuyển hóa các chất ô nhiễm làm 3 nhóm:
+ Sự trao đổi chất phụ: Vi sinh vật không thu nhận hay tiêu thụ nguồn năng lượng

thu được trong quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm. Kiểu trao đổi chất này lại được
chia thành hai nhóm nhỏ:
 Sự trao đổi chất không đặc hiệu: Hoạt động chuyển hóa tương ứng với các
enzyme có phổ cơ chất rộng hiện diện ở nhiều loài vi sinh vật.

14