Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.48 MB, 94 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Văn Tuyến
ẢNH HƯỞNG CỦA HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ĐẾN
VI SINH VẬT ĐẤT TRỒNG CHÈ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Văn Tuyến
ẢNH HƯỞNG CỦA HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ĐẾN
VI SINH VẬT ĐẤT TRỒNG CHÈ
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60 85 02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Xuân Cự
Hà Nội 2012
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh, bên cạnh
sự nỗ lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý thầy cô,
cũng như sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập
nghiên cứu và thực hiện luận văn thạc sĩ.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến PGS. TS. Nguyễn Xuân Cự và ThS.
Trần Thị Tuyết Thu, những người đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt
nhất cho tôi hoàn thành luận văn này. Xin gởi lời tri ân nhất của tôi đối với những
điều mà thầy, cô đã dành cho tôi.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý thầy cô trong bộ môn
Môi trường Đất Khoa Môi trường Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội
đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận
lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và cho đến khi thực hiện đề
tài luận văn.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người đã không
ngừng động viên, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian
học tập và thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn đến các anh chị và các bạn
đồng nghiệp đã hỗ trợ cho tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và
thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh.
Hà Nội, tháng 12 năm 2012
H ọc viên thực hiện
Nguy ễn Văn Tuyến
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BVTV
Bảo vệ thực vật
C
Các bon
CFU
Đơn vị hình thành khuẩn lạc
GDP
Tổng thu nhập quốc dân
HCBVTV
Hóa chất bảo vệ thực vật
Kts
Kali tổng số
Kdt
Kali dễ tiêu
N
Nitơ
Nts
Nitơ tổng số
Ndt
Nitơ dễ tiêu
NN & PTNT
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
OM
Hàm lượng chất hữu cơ tổng số
Pdt
Phốt pho dễ tiêu
pH
Độ chua
Pts
Phốt pho tổng số
TPCG
Thành phần cơ giới
USD
Đô la Mỹ
VSV
Vi sinh vật
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................................................5
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................................3
1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật...........................................................................3
1.1.1. Khái niệm và phân loại hóa chất BVTV.....................................................................3
1.1.2. Thực trạng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật..........................................................5
8080808080808080808080808080808080808080808080808080808080808080808080
8080808080808080808080808080808080808080808080808080808080808080808080
8080808080808080808080808080808080808080808080808080808080808080808080
808080808080808080808080808080808080808080801.1.3. Tồn lưu và chuyển hóa của
hóa chất BVTV trong môi trường.........................................................................................9
Không khí có thể dễ dàng bị ô nhiễm bởi HCBVTV dễ bay hơi, đặc biệt trong điều kiện
khí hậu nóng. Ở các vùng nhiệt đới, khoảng 90 % HCBVTV phốt pho hữu cơ có thể bay
hơi nhanh hơn. Các thuốc diệt cỏ cũng bị bay hơi nhất là trong quá trình phun thuốc. ....9
Hình 1.1. Sự chuyển hóa của hóa chất BVTV trong môi trường..........................................11
Bảng 1.2. Thời gian tồn lưu của một số hóa chất BVTV trong môi trường..............................13
1.2. Vi sinh vật trong đất........................................................................................................15
1.2.1. Thành phần và sự đa dạng của các VSV đất..........................................................15
Bảng 1.3. Phân loại vi khuẩn theo hình thái.............................................................................15
Bảng 1.4. Các nhóm vi khuẩn theo đặc điểm dinh dưỡng.......................................................17
1.2.2. Vai trò của vi sinh vật đất.........................................................................................19
1.2.3. Sự phân bố của sinh vật trong đất...........................................................................20
Bảng 1.5. Số lượng VSV ở một số loại đất khác nhau.............................................................21
Bảng 1.6. Thành phần và số lượng VSV trong một số loại đất ở Việt Nam............................21
Bảng 1.7. Sự phân bố VSV theo chiều sâu trong đất...............................................................23
1.2.4. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường tới phân bố vi sinh vật đất.........................24
Hình 1.2. Ảnh hưởng của yếu tố khí hậu tới vi sinh vật đất [5].............................................25
1.3. Tác động của hóa chất BVTV tới VSV đất.....................................................................26
Bảng 1.8. Ví dụ về ảnh hưởng của hóa chất BVTV tới sinh vật đất........................................27
1.4. Một số tính chất cơ bản của HCBVTV sử dụng trong thí nghiệm.................................32
1.4.1. Tính chất cơ bản của Actardor 100 WP..................................................................32
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của hoạt chất Imidacloprid......................................................32
Bảng 1.9. Một số tính chất của Imidacloprid.............................................................................32
1.4.2. Tính chất cơ bản của Reasegant 3.6 EC................................................................34
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của hoạt chất Abamectin........................................................34
Bảng 1.10. Một số tính chất của Abamectin.............................................................................34
CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................36
2.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................................36
2.2. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................................36
2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu.................................................................................36
2.2.2. Phương pháp khảo sát thực địa..............................................................................36
2.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm trong nhà lưới .......................................................36
Bảng 2.1. Các công thức thí nghiệm.........................................................................................37
2.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm....................................................38
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu.......................................................................................39
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................................................40
3.1. Tình hình sử dụng đất và sản xuất chè tại vùng nghiên cứu.........................................40
3.1.1. Tình hình sử dụng đất tại Tân Cương.....................................................................40
3.1.2. Tình hình sản xuất chè ở Tân Cương.....................................................................40
3.1.3. Tình hình sử dụng thuốc BVTV tại Tân Cương......................................................41
Bảng 3.1. Một số loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng ở Tân Cương.............................41
3.2. Một số tính chất cơ bản trong đất nghiên cứu...............................................................43
Bảng 3.2. Một số tính chất đất thí nghiệm................................................................................43
3.3. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất BVTV hóa học Actardor 100 WP tới khu hệ vi
sinh vật đất.............................................................................................................................45
3.3.1. Ảnh hưởng của việc sử dụng Actardor 100WP tới thành phần vi sinh vật tổng số
............................................................................................................................................46
Bảng 3.3. Số lượng vi khuẩn tổng số trong các mẫu đất TN1................................................46
Hình 3.1. Số lượng vi khuẩn tổng số trong TN1 bổ sung Actardor 100WP..........................47
Bảng 3.4. Số lượng xạ khuẩn ở các mẫu đất TN1 ..................................................................48
Hình 3.2. Số lượng xạ khuẩn ở thí nghiệm 1 bổ sung Actardor 100WP..............................49
Bảng 3.5. Số lượng nấm ở các mẫu đất thí nghiệm 1..............................................................50
Hình 3.3. Số lượng nấm ở các công thức trong TN1 bổ sung Actardor 100WP..................51
3.3.2. Ảnh hưởng của việc sử dụng Actardor 100 WP tới sinh khối vi sinh vật .............52
Bảng 3.6. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1........................................52
Hình 3.4. Tổng C trong sinh khối VSV ở mẫu thí nghiệm 1..................................................54
Bảng 3.7. Tổng N trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1........................................55
Hình 3.5. Tổng Nitơ trong sinh khối VSV ở mẫu thí nghiệm 1..............................................56
3.4. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất BVTV sinh học Reasegant 3.6EC tới VSV trong
đất...........................................................................................................................................58
3.4.1. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất Reasegant 3.6 EC tới thành phần vi sinh
vật tổng số..........................................................................................................................58
Bảng 3.8. Số lượng vi khuẩn tổng số trong mẫu đất thí nghiệm 2...........................................58
Hình 3.6. Ảnh hưởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới vi khuẩn tổng số........................59
Bảng 3.9. Số lượng xạ khuẩn ở các mẫu đất trong TN2 .........................................................60
Hình 3.7. Ảnh hưởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới xạ khuẩn....................................61
Bảng 3.10. Số lượng nấm ở các mẫu đất trong TN2................................................................62
Hình 3.8. Ảnh hưởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới nấm tổng số...............................63
3.4.2. Ảnh hưởng của việc sử dụng Reasegant 3.6 EC tới sinh khối vi sinh vật ...........63
Bảng 3.11. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 2......................................64
Hình 3.9. Tổng C trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2..........................................................65
Bảng 3.12. Tổng N trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2...........................................................65
Hình 3.10. Tổng N trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2........................................................67
3.5. Đề xuất sau nghiên cứu..................................................................................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................71
PHỤ LỤC...................................................................................................................................76
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................................................5
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................................3
Bảng 1.2. Thời gian tồn lưu của một số hóa chất BVTV trong môi trường..............................13
Bảng 1.3. Phân loại vi khuẩn theo hình thái.............................................................................15
Bảng 1.4. Các nhóm vi khuẩn theo đặc điểm dinh dưỡng.......................................................17
Bảng 1.5. Số lượng VSV ở một số loại đất khác nhau.............................................................21
Bảng 1.6. Thành phần và số lượng VSV trong một số loại đất ở Việt Nam............................21
Bảng 1.7. Sự phân bố VSV theo chiều sâu trong đất...............................................................23
Bảng 1.8. Ví dụ về ảnh hưởng của hóa chất BVTV tới sinh vật đất........................................27
Bảng 1.9. Một số tính chất của Imidacloprid.............................................................................32
Bảng 1.10. Một số tính chất của Abamectin.............................................................................34
CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................36
2.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................................36
2.2. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................................36
Bảng 2.1. Các công thức thí nghiệm.........................................................................................37
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................................................40
Bảng 3.1. Một số loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng ở Tân Cương.............................41
Bảng 3.2. Một số tính chất đất thí nghiệm................................................................................43
Bảng 3.3. Số lượng vi khuẩn tổng số trong các mẫu đất TN1................................................46
Bảng 3.4. Số lượng xạ khuẩn ở các mẫu đất TN1 ..................................................................48
Bảng 3.5. Số lượng nấm ở các mẫu đất thí nghiệm 1..............................................................50
Bảng 3.6. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1........................................52
Bảng 3.7. Tổng N trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1........................................55
Bảng 3.8. Số lượng vi khuẩn tổng số trong mẫu đất thí nghiệm 2...........................................58
Bảng 3.9. Số lượng xạ khuẩn ở các mẫu đất trong TN2 .........................................................60
Bảng 3.10. Số lượng nấm ở các mẫu đất trong TN2................................................................62
Bảng 3.11. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 2......................................64
Bảng 3.12. Tổng N trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2...........................................................65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................71
PHỤ LỤC...................................................................................................................................76
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................................................5
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................................3
1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật...........................................................................3
Hình 1.1. Sự chuyển hóa của hóa chất BVTV trong môi trường..........................................11
Bảng 1.2. Thời gian tồn lưu của một số hóa chất BVTV trong môi trường..............................13
1.2. Vi sinh vật trong đất........................................................................................................15
Bảng 1.3. Phân loại vi khuẩn theo hình thái.............................................................................15
Bảng 1.4. Các nhóm vi khuẩn theo đặc điểm dinh dưỡng.......................................................17
Bảng 1.5. Số lượng VSV ở một số loại đất khác nhau.............................................................21
Bảng 1.6. Thành phần và số lượng VSV trong một số loại đất ở Việt Nam............................21
Bảng 1.7. Sự phân bố VSV theo chiều sâu trong đất...............................................................23
Hình 1.2. Ảnh hưởng của yếu tố khí hậu tới vi sinh vật đất [5].............................................25
1.3. Tác động của hóa chất BVTV tới VSV đất.....................................................................26
Bảng 1.8. Ví dụ về ảnh hưởng của hóa chất BVTV tới sinh vật đất........................................27
1.4. Một số tính chất cơ bản của HCBVTV sử dụng trong thí nghiệm.................................32
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của hoạt chất Imidacloprid......................................................32
Bảng 1.9. Một số tính chất của Imidacloprid.............................................................................32
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của hoạt chất Abamectin........................................................34
Bảng 1.10. Một số tính chất của Abamectin.............................................................................34
CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................36
2.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................................36
2.2. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................................36
Bảng 2.1. Các công thức thí nghiệm.........................................................................................37
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................................................40
3.1. Tình hình sử dụng đất và sản xuất chè tại vùng nghiên cứu.........................................40
Bảng 3.1. Một số loại thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng ở Tân Cương.............................41
3.2. Một số tính chất cơ bản trong đất nghiên cứu...............................................................43
Bảng 3.2. Một số tính chất đất thí nghiệm................................................................................43
3.3. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất BVTV hóa học Actardor 100 WP tới khu hệ vi
sinh vật đất.............................................................................................................................45
Bảng 3.3. Số lượng vi khuẩn tổng số trong các mẫu đất TN1................................................46
Hình 3.1. Số lượng vi khuẩn tổng số trong TN1 bổ sung Actardor 100WP..........................47
Bảng 3.4. Số lượng xạ khuẩn ở các mẫu đất TN1 ..................................................................48
Hình 3.2. Số lượng xạ khuẩn ở thí nghiệm 1 bổ sung Actardor 100WP..............................49
Bảng 3.5. Số lượng nấm ở các mẫu đất thí nghiệm 1..............................................................50
Hình 3.3. Số lượng nấm ở các công thức trong TN1 bổ sung Actardor 100WP..................51
Bảng 3.6. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1........................................52
Hình 3.4. Tổng C trong sinh khối VSV ở mẫu thí nghiệm 1..................................................54
Bảng 3.7. Tổng N trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1........................................55
Hình 3.5. Tổng Nitơ trong sinh khối VSV ở mẫu thí nghiệm 1..............................................56
3.4. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất BVTV sinh học Reasegant 3.6EC tới VSV trong
đất...........................................................................................................................................58
Bảng 3.8. Số lượng vi khuẩn tổng số trong mẫu đất thí nghiệm 2...........................................58
Hình 3.6. Ảnh hưởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới vi khuẩn tổng số........................59
Bảng 3.9. Số lượng xạ khuẩn ở các mẫu đất trong TN2 .........................................................60
Hình 3.7. Ảnh hưởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới xạ khuẩn....................................61
Bảng 3.10. Số lượng nấm ở các mẫu đất trong TN2................................................................62
Hình 3.8. Ảnh hưởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới nấm tổng số...............................63
Bảng 3.11. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 2......................................64
Hình 3.9. Tổng C trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2..........................................................65
Bảng 3.12. Tổng N trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2...........................................................65
Hình 3.10. Tổng N trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2........................................................67
3.5. Đề xuất sau nghiên cứu..................................................................................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................71
PHỤ LỤC...................................................................................................................................76
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
MỞ ĐẦU
Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp, với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm rất
thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng nhưng cũng tạo điều kiện tốt cho sự phát
sinh, phát triển của sâu bệnh, cỏ dại gây hại mùa màng. Do vậy việc sử dụng hóa
chất bảo vệ thực vật để phòng trừ sâu hại, dịch bệnh giữ vững an ninh lương thực
quốc gia vẫn là một biện pháp quan trọng và chủ yếu. Cùng với phân bón, hóa chất
bảo vệ thực vật được kì vọng là yếu tố quan trọng để đảm bảo cho một vụ mùa
bội thu. Tuy nhiên, do các loại hóa chất bảo vệ thực vật thường là các chất hoá học
có độc tính cao nên mặt trái của chúng là rất độc hại với sức khoẻ con người và là
một đối tượng có nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường sinh thái nếu không được
quản lý chặt chẽ và sử dụng đúng cách. Trên thực tế, việc sử dụng hóa chất bảo vệ
thực vật chỉ một phần là tác dụng trực tiếp còn lại đến 50% là thất thoát vào môi
trường, nhất là môi trường đất. Do đó, chúng là tác nhân quan trọng ảnh hưởng trực
tiếp đến môi trường đất.
Hệ vi sinh vật đất là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng tới khả năng chuyển
hóa và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, đồng thời thực hiện chức năng duy trì sự
sống trong đất. Việc nghiên cứu về sự phân bố, động thái của vi sinh vật đất, tìm
kiếm những chủng mạnh, vừa có hoạt tính sinh học cao vừa phù hợp với điều kiện
sinh thái là một trong những hướng đi đúng đắn nhằm thực hiện định hướng phát
triển nền nông nghiệp bền vững. Tuy nhiên, hiện nay vấn đề ô nhiễm đất đã ảnh
hưởng không nhỏ đến khu hệ vi sinh vật trong đất, làm thay đổi theo chiều hướng
tiêu cực đối với chất lượng đất.
Là một trong những nước xuất khẩu chè lớn trên thế giới, nước ta có rất
nhiều vùng chè đặc sản như Thái Nguyên, Phú Thọ, Lâm Đồng…. Các vùng chè này
không chỉ được biết đến với hương vị chè của địa phương mà còn được biết đến vì
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 1
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
kĩ thật thâm canh cây chè cao. Hóa chất bảo vệ thực vật đã trở thành một yếu tố
không thể thiếu để đảm bảo năng suất chè của các vùng thâm canh cao này. Tuy
nhiên hóa chất bảo vệ thực vật là một trong những nhân tố gây ô nhiễm môi trường
do bị lạm dụng, thiếu kiểm soát hoặc dùng sai. Nhiều mặt tiêu cực của hóa chất
bảo vệ thực vật đã bộc lộ như gây ô nhiễm nguồn nước và đất; để lại dư lượng
trên nông sản, gây độc cho người và nhiều loài động vật máu nóng; gây mất cân
bằng trong tự nhiên; làm giảm tính đa dạng sinh học, xuất hiện nhiều loại dịch hại
mới, tạo tính chống thuốc của dịch hại và làm đảo lộn các mối quan hệ giữa các
loài sinh vật trong hệ sinh thái, gây bùng phát và tái phát dịch bệnh [15]. Hiện nay,
tình hình dịch hại ngày càng phát triển mạnh với nhiều loài sâu bệnh đột biến kháng
thuốc nên mức độ sử dụng và chủng loại hóa chất bảo vệ thực vật ngày càng cao.
Chúng ta vẫn luôn nhận thức được ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đối
với môi trường sinh thái nói chung cũng như vi sinh vật đất nói riêng, tuy nhiên mức
độ ảnh hưởng cụ thể ra sao thì chưa có nhiều nghiên cứu đặc biệt là trong các đất
trồng chè. Do đó đề tài “Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh
vật đất trồng chè” được thực hiện.
Những nghiên cứu của đề tài góp thêm vào cơ sở dữ liệu về ảnh hưởng của
một số hóa chất bảo vệ thực vật đến tính đa dạng của vi sinh vật đất ở vùng nghiên
cứu và làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp ứng dụng vào thực tiễn
sản xuất ở địa phương.
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 2
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật
1.1.1. Khái niệm và phân loại hóa chất BVTV
1.1.1.1. Khái niệm hóa chất BVTV
Hóa chất dùng trong công tác BVTV bao gồm các hóa chất trừ sâu, diệt nấm,
diệt cỏ, diệt chuột… đều được mang tên chung là thuốc BVTV hay nông dược.
Theo Điều lệ quản lý thuốc BVTV (Ban hành kèm theo Nghị định số 58/2002/NĐ
CP ngày 03/6/2002 của Chính phủ), thuốc BVTV là các chế phẩm có nguồn gốc từ
hóa chất, thực vật, động vật, VSV và các chế phẩm khác dùng để phòng trừ sinh vật
gây hại cho tài nguyên thực vật [25].
1.1.1.2. Phân loại hóa chất BVTV
Việc phân loại hóa chất BVTV có thể thực hiện theo nhiều cách: phân loại
theo đối tượng phòng trừ (thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh…) hoặc phân loại theo gốc
hóa học (nhóm clo hữu cơ, nhóm lân hữu cơ…). Các loại hóa chất BVTV có nguồn
gốc khác nhau thì tính độc và khả năng gây độc khác nhau. Dựa vào đặc điểm hóa
học, các hóa chất BVTV thường được sử dụng thuộc các nhóm sau [15]:
Nhóm thuốc thảo mộc: có độ độc cấp tính cao nhưng nhanh phân hủy trong
môi trường.
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 3
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
Nhóm clo hữu cơ: DDT, 666... nhóm này có độ độc cấp tính tương đối thấp
nhưng tồn lưu lâu trong môi trường, gây độc mãn tính nên nhiều sản phẩm bị cấm
hoặc hạn chế sử dụng.
Nhóm lân hữu cơ: Parathinon Methyl (Vofatox), Bi58... độ độc cấp tính của
các loại thuốc thuộc nhóm này tương đối cao nhưng nhanh phân hủy trong cơ môi
trường hơn so với nhóm clo hữu cơ.
Nhóm cacbamat: Mipcin, Bassa, Sevin…là thuốc được dùng rộng bởi vì
thuốc tương đối rẻ tiền, hiệu lực cao, độ độc cấp tính tương đối cao nhưng khả
năng phân hủy nhanh tương tự nhóm lân hữu cơ.
Nhóm Pyrethoide (Cúc tổng hợp): Decis, Sherpa, Sumicidine… nhóm này dễ
bay hơi và nhanh phân hủy trong môi trường.
Các hợp chất Pheromone: Là những hóa chất đặc biệt do sinh vật tiết ra để
kích thích hành vi của những sinh vật khác cùng loài. Các chất điều hòa sinh trưởng
côn trùng (Nomolt, Applaud…) là những chất được dùng để biến đổi sự phát triển
của côn trùng. Chúng ngăn cản côn trùng biến thái hoặc kích thích sự trưởng thành
từ rất sớm. Các hợp chất này rất ít độc với người và môi trường.
Nhóm thuốc trừ sâu vi sinh (Dipel, Thuricide, Xentari, NPV....): Rất ít độc
với người và các sinh vật không phải là dịch hại.
Ngoài ra còn có nhiều chất có nguồn gốc hóa học khác, một số sản phẩm từ
dầu mỏ được dùng làm thuốc trừ sâu.
Để thể hiện mức độ độc của mỗi loại thuốc người ta sử dụng chỉ số gây độc
cấp tính LD50 hay còn gọi là liều gây chết trung bình căn cứ thử nghiệm trên thỏ
hoặc chuột bạch. Chỉ số LD50 càng thấp thì thuốc càng độc và ngược lại chỉ số LD50
càng cao thì thuốc càng ít độc. Ví dụ như LD50 của Furadan (Carbofuran) bằng 814
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 4
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
mg/kg là thuốc rất độc, chỉ số của Trebon (Ethofenprox) là 21,440 mg/kg nên thuốc ít
độc hơn. Căn cứ vào chỉ số LD50 người ta chia các thuốc BVTV ra thành 4 cấp độc
từ I đến IV: Cấp I rất độc, cấp II độc, cấp III độc trung bình và cấp IV tương đối ít
độc. Để nhận biết, người ta in băng màu trên nhãn thuốc biểu thị cấp độc (bảng
1.1).
Bảng 1.1. Phân nhóm độc chất HCBVTV tại Việt Nam
Mức độ độc
và ký hiệu màu
Ia, Ib. Rất độc
Vạch màu đỏ
II. Độc
Vạch màu vàng
III. Độc trung bình
Vạch màu xanh lam
IV. Ít độc
Vạch màu xanh lá cây
LD50 (chuột) qua miệng
LD50 (chuột) qua da
Thể rắn
(mg/kg)
Thể lỏng
(ml/kg)
Thể rắn
(mg/kg)
Thể lỏng
(ml/kg)
< 50
< 200
< 100
< 400
50 500
200 1000
100 1000
400 4000
> 500
> 2000
> 1000
> 4000
“Cẩn thận”
Nguồn: Cục BVTV [25].
1.1.2. Thực trạng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật
1.1.2.1. Thực trạng sử dụng HCBVTV trên thế giới
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 5
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
Trước thế kỷ XX, theo một số triết gia cổ đại cho biết thì việc sử dụng
HCBVTV đã có từ xa xưa qua việc dùng lá cây dải xuống chỗ nằm để tránh côn
trùng đốt. Tài liệu của Hassall mô tả việc sử dụng các chất vô cơ để tiêu diệt các
loại côn trùng đã có từ thời Hy Lạp cổ đại, con người cũng đã biết sử dụng các loài
cây độc và lưu huỳnh trong tro núi lửa để trừ sâu bệnh [7], [44]. Giữa thế kỷ XVI
người Trung Quốc đã biết dùng các chất thạch tín sau đó là Nicotin chiết xuất từ cây
thuốc lá để bảo vệ cây trồng [17]. Cuối thế kỷ XIX các HCBVTV đã được sử dụng
rộng rãi nhưng biện pháp hoá học lúc này vẫn chưa có vai trò đáng kể trong sản
xuất nông nghiệp.
Từ đầu thế kỷ XX đến năm 1960, HCBVTV hữu cơ ra đời làm thay đổi vai
trò của biện pháp hoá học trong sản xuất nông nghiệp. Thuốc trừ nấm thuỷ ngân
hữu cơ đầu tiên ra đời vào năm 1913; tiếp theo là các thuốc trừ nấm lưu huỳnh rồi
đến các nhóm khác. DDT đã được Zeidler tìm ra tại Thuỵ Sỹ năm 1924 [15]. Hàng
loạt HCBVTV ra đời sau đó: hợp chất phốt pho hữu cơ đã được phát minh năm 1942
[7], clo hữu cơ (19401950) và các hoá chất cacbamat (19451950). Hoá chất trừ cỏ
xuất hiện muộn hơn, năm 1945 chất diệt cỏ carbamat lần đầu tiên được phát hiện ở
Anh. Biện pháp hoá học bị khai thác ở mức tối đa, từ cuối những năm 1950 những
hậu quả xấu của HCBVTV gây ra cho con người và môi trường được phát hiện
[15].
Từ năm 19601980, việc lạm dụng HCBVTV đã để lại những hậu quả rất
xấu cho môi trường và sức khoẻ con người. Trong nhân dân tư tưởng sợ hãi, không
dám dùng HCBVTV xuất hiện; thậm chí có người cho rằng cần loại bỏ không dùng
HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp [15]. Chính vì điều này các nhà khoa học đã
đầu tư nghiên cứu các loại HCBVTV mới an toàn hơn đối với môi trường và sức
khoẻ con người. Nhiều HCBVTV mới ra đời như hoá chất trừ cỏ mới; các
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 6
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
HCBVTV nhóm perethroid tổng hợp; các HCBVTV có nguồn gốc sinh học hay tác
động sinh học, các chất điều tiết sinh trưởng côn trùng và cây trồng. Lượng
HCBVTV được dùng trên thế giới không những không giảm mà còn liên tục tăng lên
[15], [37].
Từ những năm 1980 đến nay, vấn đề bảo vệ môi trường được quan tâm hơn,
vai trò của biện pháp hoá học vẫn được thừa nhận. Tư tưởng sợ HCBVTV cũng bớt
dần, do hiểu biết tốt hơn về tác động qua lại của côn trùng và cây trồng, các loại
HCBVTV đã được phát triển lên một tầm cao mới cũng như đã có một chiến lược
mới về công thức hoá học và các phương pháp sử dụng. Nhiều loại hoá chất mới,
trong đó có nhiều HCBVTV sinh học có hiệu quả cao với dịch hại nhưng an toàn với
môi trường ra đời [15]. Sự phát triển mới này đã tạo ra cơ hội giảm bớt nguy cơ
nhiễm độc HCBVTV. Sản lượng HCBVTV thế giới tăng lên theo thời gian, năm
1955 thế giới sản xuất ra gần 400 nghìn tấn, thập niên 90 của thế kỷ XX sản xuất
ra hơn 3 triệu tấn mỗi năm [44]. Đến nay thế giới sản xuất khoảng 4,4 triệu
tấn/năm với 2.537 loại hóa chất BVTV [1], [37]. Những quốc gia có sản lượng, kim
ngạch xuất nhập khẩu và sử dụng HCBVTV đứng hàng đầu thế giới là Trung Quốc
và Hoa Kỳ.
Trong 10 năm gần đây đã có những thay đổi trong ngành công nghiệp
HCBVTV thế giới, những hoá chất có độc tính cao đã từng bước được loại ra khỏi
thị trường và thay vào đó là các loại HCBVTV ít độc hại hơn đối với môi trường và
sức khoẻ cộng đồng [41].
1.1.2.2. Thực trạng sử dụng HCBVTV tại Việt Nam
Giai đoạn trước năm 1957, biện pháp hoá học hầu như không có vị trí trong
sản xuất nông nghiệp. Tháng 1 năm 1956 thành lập tổ hoá bảo vệ thực vật của
Viện Khảo cứu trồng trọt đã đánh dấu sự ra đời của ngành Hoá BVTV ở Việt Nam
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 7
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
[15]. Năm 1961 Cục Bảo vệ thực vật được thành lập, là một cơ quan quản lý nhà
nước thuộc Bộ NN & PTNN [8]. HCBVTV được dùng lần đầu trong sản xuất nông
nghiệp ở miền Bắc tại Hưng Yên (vụ đông xuân 19561957), miền Nam HCBVTV
được sử dụng từ năm 1962 [15].
Giai đoạn từ 19571990, thời kỳ bao cấp việc nhập khẩu quản lý và phân
phối HCBVTV hoàn toàn do nhà nước thực hiện. Lượng HCBVTV dùng không
nhiều, khoảng 15.000 tấn thành phẩm/năm với hơn 20 chủng loại chủ yếu là thuốc
trừ sâu và thuốc trừ bệnh [15]. Thời kỳ 19761980 mỗi năm cả nước sử dụng
16.000 tấn HCBVTV. Thời kỳ 19861990 trung bình mỗi năm sử dụng 14.000 tấn
HCBVTV, trong đó 55 % là lân hữu cơ, 13 % là clo hữu cơ, 12 % là hợp chất
carbamat còn lại là hợp chất thuỷ ngân, asen. Đa phần là các hoá chất tồn lưu lâu
trong môi trường hay có độ độc cao [17].
Giai đoạn từ 1990 đến nay, thị trường HCBVTV đã thay đổi cơ bản. Nền
kinh tế thị trường nguồn hàng phong phú, nhiều chủng loại được cung ứng kịp thời,
nông dân có điều kiện lựa chọn HCBVTV, giá cả khá ổn định có lợi cho nông dân
[15]. Lượng hóa chất sử dụng trong nông nghiệp ở Việt Nam ngày càng tăng. Trong
đó phần lớn là hoá chất trừ sâu và còn lại là trừ cỏ, trừ bệnh, nhóm photpho hữu cơ
chiếm khoảng 56 %, phổ biến nhất là Vofatox và Monitor. Đó là những loại thuốc
độc hại cho môi trường và con người. Giai đoạn gần đây cơ cấu tỉ lệ các loại
HCBVTV đã được thay đổi đáng kể, nhiều loại hoá chất mới hiệu quả hơn, an toàn
hơn với môi trường được nhập khẩu và sử dụng. Năm 1991 hoá chất trừ sâu chiếm
83,3 %, hoá chất trừ nấm 9,5 %, hoá chất diệt cỏ 4,1 %, những loại khác 3,1 % [8].
Đến năm 2008 tỉ lệ là hoá chất trừ sâu chiếm 37,9%, hoá chất trừ nấm 21,12 %, hoá
chất diệt cỏ 13,77 %, hoá chất diệt côn trùng 23,46 % và những loại khác 3,75 %.
Lượng HCBVTV tiêu thụ qua các năm tăng dần, kim ngạch nhập khẩu HCBVTV
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 8
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
tăng mạnh [15], [23]. Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, kim ngạch nhập khẩu
HCBVTV và nguyên liệu năm 2008 là 473.760.692 USD, năm 2009 là 488.494.550
USD tăng 3,1% so với cùng kỳ năm 2008, năm 2010 đạt 549.254.817 USD tăng
12,4% so với cùng kỳ năm 2009. Nguồn HCBVTV được nhập khẩu về trong năm
2010 chủ yếu từ: Trung Quốc (226.934.364 USD), Ấn Độ (52.481.156 USD), Thái
Lan (33.451.361 USD), kế tiếp là Anh (31.211.162 USD) [11], [21].
Hiện nay số lượng và chủng loại HCBVTV sử dụng ở nước ta tương đối cao
so với khu vực. Ngày 20/5/2011 Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã ban
hành thông tư 36/2011/TTBNNPTNT về việc ban hành Danh mục thuốc BVTV
được phép sử dụng, hạn chế sử dụng, cấm sử dụng ở Việt Nam, trong đó cho phép
1151 hoạt chất và 2967 thương phẩm được phép sử dụng trong nông nghiệp tại
Việt Nam [1].
1.1.3. Tồn lưu và chuyển hóa của hóa chất BVTV trong môi trường
Một số công trình nghiên cứu đã chỉ ra sự tồn lưu HCBVTV trong đất, nước,
không khí, trong cây trồng và cả trong thực phẩm [20], hậu quả đã ảnh hưởng xấu
đến động vật đặc biệt là con người.
Không khí có thể dễ dàng bị ô nhiễm bởi HCBVTV dễ bay hơi, đặc biệt
trong điều kiện khí hậu nóng. Ở các vùng nhiệt đới, khoảng 90 % HCBVTV phốt
pho hữu cơ có thể bay hơi nhanh hơn. Các thuốc diệt cỏ cũng bị bay hơi nhất là
trong quá trình phun thuốc.
Trong đất có tới 50 % lượng HCBVTV được phun để bảo vệ mùa màng hoặc
được sử dụng diệt cỏ để phun không đúng vị trí và dải trên mặt đất. Một vài
HCBVTV như clo hữu cơ có thể tồn tại trong đất nhiều năm mặc dù là một lượng
lớn HCBVTV đã bay hơi. Theo Bùi Vĩnh Diên, Vũ Đức Vọng nghiên cứu dư lượng
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 9
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
HCBVTV trong đất tại Đắk Lắk cho thấy trong đất canh tác các loại có chứa dư
lượng HCBVTV chung là 62,22 % số mẫu và 44,44 % mẫu có dư lượng vượt quá
tiêu chuẩn cho phép. Đất trồng cà phê 60,0 % số mẫu có dư lượng HCBVTV và
33,33 % số mẫu có dư lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Đất trồng rau, màu
66,66 % số mẫu có dư lượng HCBVTV và 60,0 % mẫu có dư lượng vượt quá tiêu
chuẩn cho phép. Đất trồng lúa 60,0 % số mẫu có dư lượng HCBVTV và 40,0 %
mẫu có dư lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phép [2].
Nước có thể bị ô nhiễm bởi việc đổ các HCBVTV thừa sau khi phun xong
hoặc đổ nước rửa dụng cụ sau khi phun xuống hồ ao. Cây trồng được phun
HCBVTV ở ngay cạnh mép nước, sự rò rỉ, xói mòn từ đất đã xử lý bằng HCBVTV
hoặc HCBVTV rơi xuống từ không khí bị ô nhiễm. Sử dụng HCBVTV cho xuống
các sông hồ để giết cá và vớt cá để ăn [6], [14]. Nghiên cứu của Bùi Vĩnh Diên, Vũ
Đức Vọng dư lượng HCBVTV chung là 58,33 % số mẫu và 20,0 % mẫu có dư
lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Nước giếng đào có 60,0 % số mẫu có dư
lượng HCBVTV và 20,0 % mẫu có dư lượng vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Nước
hồ thủy lợi 53,33 % số mẫu có dư lượng HCBVTV và 26,66 % mẫu có dư lượng
vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Nước ruộng có 66,66 % số mẫu có dư lượng
HCBVTV và 33,33 % vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Nước sông, suối có 53,33 % số
mẫu có dư lượng HCBVTV và không có mẫu nào vượt quá tiêu chuẩn cho phép [2].
Trên thực tế hiện tượng sử dụng HCBVTV không theo chỉ dẫn ở nhiều nơi
hiện nay đã gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Kết quả định
lượng HCBVTV ở một số địa phương cho thấy dư lượng HCBVTV trong đất, nước
và thực phẩm đang ở mức báo động và có nguy cơ gia tăng [10].
Khi đưa hóa chất BVTV vào trong môi trường đất, rất nhiều các quá trình
chuyển hóa có thể xảy ra. Ngoài tác động có lợi là tiêu diệt sâu hại, việc đưa hóa
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 10
Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè
chất bảo vệ thực vật vào trong môi trường cũng gây ra rất nhiều tác động có hại. Ví
dụ như các dòng chảy có thể rửa trôi các hóa chất diệt cỏ tại khu vực có cỏ dại,
dẫn đến giảm hiệu quả kiểm soát cỏ dại, gây thiệt hại cho các loài sinh vật khác
đồng thời cũng gây ô nhiễm đất và nước. Bên canh đó, các loại thuốc trừ sâu khi
phát tán vào không khí gây ra các ảnh hưởng nằm ngoài dự kiến.
Có nhiều quá trình ảnh hưởng tới sự tồn lưu thuốc BVTV trong môi trường,
ví dụ như quá trình hấp phụ, di chuyển, phân hủy. Di chuyển là quá trình mà hóa
chất BVTV chuyển rời khỏi khu vực sử dụng nó bao gồm sự bay hơi, rửa trôi. Các
quá trình này được mô tả trong hình 1.1 [31].
Hình 1.1. Sự chuyển hóa của hóa chất BVTV trong môi trường
Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18
Trang 11
