Nghiên cứu thành phần bọ cánh vảy hại rau họ hoa thập tự và sử dụng chế phẩm sinh học bitadin wp phòng chống một số loại sâu hại chính vụ xuân tại hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
--------------------

PHAN THỊ THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN SÂU BỘ CÁNH VẢY
HẠI RAU HỌ HOA THẬP TỰ VÀ SỬ DỤNG CHẾ PHẨM
SINH HỌC BITADIN WP PHỊNG CHỐNG MỘT SỐ LỒI SÂU
HẠI CHÍNH VỤ XUÂN 2009 TẠI HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT
Mã số: 60.62.10

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. ĐẶNG THỊ DUNG

HÀ NỘI - 2009


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng:
Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung
thực và chưa từng được sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ cơng trình nào
khác.
Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn và các
thơng tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

i


LỜI CẢM ƠN
Có được kết quả nghiên cứu này, tơi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc đến:
- PGS.TS. Đặng Thị Dung - Bộ môn Côn trùng - Khoa Nông học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã hướng dẫn, giúp đỡ tơi rất tận tình
và chu đáo. Cô giáo đã truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm
quý báu để hoàn thành luận văn nghiên cứu khoa học.
- Tập thể các thầy cô giáo Bộ môn Côn trùng - Khoa Nông học,
Viện đào tạo sau đại học - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ
và có những góp ý quý báu trong thời gian tôi học tập và thực hiện đề tài.
- Bà con nơng dân tại HTX Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội; HTX Đặng
Xá, Gia Lâm, Hà Nội; HTX Song Phương, Hoài Đức, Hà Nội đã tạo điều kiện
và giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện đề tài ở địa phương.
- Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên,
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình học tập và thực hiện đề tài.

Tác giả luận văn

Phan Thị Thanh Huyền

ii


MỤC LỤC

Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục các chữ viết tắt

v

Danh mục bảng

vi

Danh mục hình

viii

1.

MỞ ĐẦU

1

1.1.

Đặt vấn đề

1

1.2.

Mục đích và yêu cầu của đề tài

3

1.3.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3

2.

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

5

2.1.

Các nghiên cứu về vi khuẩn Bacillus thuringiensis

5

2.2.

Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sâu bộ cánh vảy hại rau

họ hoa thập tự và sử dụng chế phẩm Bt phòng chống chúng

3.

ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG

26

VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

35

3.1.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu

35

3.2.

Đối tượng, vật liệu và dụng cụ nghiên cứu

35

3.3.

Nội dung nghiên cứu

36

3.4.

Phương pháp nghiên cứu

36

3.5.

Phương pháp xử lý số liệu

40

4.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

41

4.1.

Tình hình sử dụng thuốc BVTV của nơng dân

41

iii


4.2.

Thành phần sâu bộ cánh vảy hại rau họ hoa thập tự vụ xuân 2009
tại Hà Nội

4.3.

44

Diễn biến mật độ sâu hại chính trên rau họ hoa thập tự tại Hà
Hồi, Thường Tín, Hà Nội

48

4.3.1. Diễn biến mật độ sâu tơ

48

4.3.2. Diễn biến mật độ sâu xanh bướm trắng

51

4.3.3. Diễn biến mật độ sâu khoang

54

4.4.

Đánh giá hiệu lực của chế phẩm Bitadin WP trên sâu tơ (Plutella
xylostella Linnaeus)

57

4.4.1. Đánh giá hiệu lực của chế phẩm Bitadin WP trên sâu tơ trong
phịng thí nghiệm

57

4.4.2. Đánh giá hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin WP đối với sâu
tơ trên su hào ngoài đồng ruộng
4.5.

61

Đánh giá hiệu lực của chế phẩm Bitadin WP trên sâu xanh bướm
trắng (Pieris rapae Linnaeus)

62

4.5.1. Đánh giá hiệu lực của chế phẩm Bitadin WP trên sâu xanh bướm
trắng trong phịng thí nghiệm

62

4.5.2. Đánh giá hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin đối với sâu xanh
bướm trắng trên su hào ngoài đồng ruộng
4.6.

66

Đánh giá hiệu lực của chế phẩm Bitadin WP trên sâu khoang

(Spodoptera litura Fabr.)

68

4.6.1. Đánh giá hiệu lực của chế phẩm Bitadin WP trên sâu khoang
trong phịng thí nghiệm

68

4.6.2. Đánh giá hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin WP đối với sâu
khoang trên su hào ngoài đồng ruộng

73

5.

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

75

5.1.

Kết luận

75

iv


5.2.

Đề nghị

76

TÀI LIỆU THAM KHẢO

77

PHỤ LỤC

86

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Bt

Bacillus thuringiensis

Ctv

Cộng tác viên

BVTV

Bảo vệ thực vật

TP. HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

TS.

Tiến sỹ

TTUT. BS.

Thầy thuốc ưu tú, bác sỹ

PCSR – KST – CT

Phịng chống sốt rét – ký sinh
trùng

v

– cơn trùng


DANH MỤC BẢNG
STT
4.1.

Tên bảng

Trang

Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên rau họ hoa thập tự vụ xuân
2009 tại một số vùng trồng rau của Hà Nội

4.2.

Thành phần sâu bộ cánh vảy hại rau họ hoa thập tự vụ xuân 2009
tại Hà Nội

4.3.

45

Diễn biến mật độ sâu tơ trên cải bắp KK Cross vụ xuân 2009 tại
Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

4.4.

49

Diễn biến mật độ sâu tơ trên cải bao Trung Quốc vụ Xuân 2009
tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

4.5.

55

Diễn biến mật độ sâu khoang trên cải bao Trung Quốc vụ xuân
2009 tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

4.9.

53

Diễn biến mật độ sâu khoang trên cải bắp KK Cross vụ xuân 2009
tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

4.8.

52

Diễn biến mật độ sâu xanh bướm trắng trên cải bao Trung Quốc
vụ xuân 2009 tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

4.7.

50

Diễn biến mật độ sâu xanh bướm trắng trên cải bắp KK Cross vụ
xuân 2009 tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

4.6.

42

56

Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin WP với sâu tơ tuổi 2 trong
phịng thí nghiệm

57

4.10. Hiệu lực của một số loại thuốc trừ sâu đối với sâu tơ tuổi 2 trong
phịng thí nghiệm

59

4.11. Hiệu lực trừ sâu của Bitadin WP và Regent 800WG với sâu tơ
trên su hào ngoài đồng ruộng

62

4.12. Hiệu lực trừ sâu của Bitadin với sâu xanh bướm trắng trong phịng
thí nghiệm

63

vi


4.13. Hiệu lực của một số loại thuốc trừ sâu đối với sâu xanh bướm
trắng trong phịng thí nghiệm

65

4.14. Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin với sâu xanh bướm trắng
trên su hào ngoài đồng ruộng

66

4.15. Hiệu lực trừ sâu của Bitadin với sâu khoang trong phịng thí
nghiệm

68

4.16. Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin nồng độ 0,2% với các tuổi
sâu non sâu khoang trong phịng thí nghiệm

70

4.17. Hiệu lực của một số loại thuốc trừ sâu đối với sâu khoang trong
phịng thí nghiệm

72

4.18. Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin với sâu khoang trên su hào
ngoài đồng ruộng

73

vii


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

1.

Sâu tơ (Plutella xylostella Linnaeus)

46

2.

Sâu khoang (Spodoptera litura Fabr.)

46

3.

Sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae Linnaeus)

47

4.

Sâu xanh (Helicoverpa armigera Hibber)

47

5.

Sâu đục nõn rau cải (Hellula undalis Fabr.)

48

6.

Diễn biến mật độ sâu tơ trên cải bắp KK Cross vụ xuân 2009 tại
Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

7.

49

Diễn biến mật độ sâu tơ trên cải bao Trung Quốc vụ xuân 2009 tại
Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

8.

51

Diễn biến mật độ sâu xanh bướm trắng trên cải bắp KK Cross vụ
xuân 2009 tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

9.

Diễn biến mật độ sâu xanh bướm trắng trên cải bao Trung Quốc
vụ xuân 2009 tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

10.

58

Hiệu lực của một số loại thuốc trừ sâu đối với sâu tơ tuổi 2 trong
phịng thí nghiệm

14.

60

Hiệu lực trừ sâu của Bitadin WP và Regent 800WG với sâu tơ
trên su hào ngoài đồng ruộng

15.

57

Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin WP với sâu tơ tuổi 2 trong
phịng thí nghiệm

13.

55

Diễn biến mật độ sâu khoang trên cải bao Trung Quốc vụ xuân
2009 tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

12.

54

Diễn biến mật độ sâu khoang trên cải bắp KK Cross vụ xuân 2009
tại Hà Hồi, Thường Tín, Hà Nội

11.

53

62

Hiệu lực trừ sâu của Bitadin với sâu xanh bướm trắng trong phịng
thí nghiệm

64

viii


16.

Hiệu lực của một số loại thuốc trừ sâu đối với sâu xanh bướm
trắng trong phịng thí nghiệm

17.

65

Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin với sâu xanh bướm trắng
trên su hào ngoài đồng ruộng

18.

67

Hiệu lực trừ sâu của Bitadin với sâu khoang trong phịng thí
nghiệm

19.

69

Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin nồng độ 0,2% với các tuổi
sâu non sâu khoang trong phịng thí nghiệm

20.

Hiệu lực của một số loại thuốc trừ sâu đối với sâu khoang trong
phịng thí nghiệm

21.

71

72

Hiệu lực trừ sâu của chế phẩm Bitadin với sâu khoang trên su hào
ngoài đồng ruộng

73

ix


1. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Rau xanh là cây thực phẩm cần thiết và rất quan trọng trong đời sống
hàng ngày của nhân dân ta cũng như của nhiều nước trên thế giới. Rau xanh là
nguồn cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người như
protein, axit hữu cơ, vitamin và các khống chất, ngồi ra rau xanh còn là

nguồn nguyên liệu và mặt hàng xuất khẩu có giá trị, bên cạnh đó rau xanh cịn
là nguồn thức ăn phục vụ cho chăn nuôi. Trong tất cả các loại rau phục vụ cho
đời sống con người thì rau họ hoa thập tự chiếm một vị trí quan trọng trong cơ
cấu cây trồng của nước ta, cung ứng trên 50% sản lượng rau hàng năm trong
cả nước (theo Mai Văn Quyền và ctv, 1994) [24]. Theo đề án phát triển ngành
rau của Bộ Nông nghiệp và PTNT, tới năm 2010 nước ta sẽ đạt được sản
lượng 20 triệu tấn rau, đạt kim ngạch xuất khẩu 1 tỷ USD/năm (Quang Vinh,
2000) [34].
Để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và xuất khẩu, ngoại thành Hà Nội đã
hình thành nhiều khu vực sản xuất rau tập trung. Chính sự gia tăng diện tích
cũng như tính chuyên canh ngày càng cao đã và đang tạo điều kiện cho sâu
hại phát triển mạnh. Thành phần sâu hại rau họ hoa thập tự rất phong phú
nhưng có một số lồi gây hại chính là sâu tơ (Plutella xylostella Linnaeus),
sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae Linnaeus), sâu khoang (Spodoptera litura
Fabr.). Những loài sâu này phát sinh và gây hại nặng ở tất cả các vùng và các
mùa vụ trồng rau làm giảm năng suất rau từ 30 – 50%, thậm chí cịn có thể
gây mất trắng (theo Nguyễn Quý Hùng và ctv, 1995) [11].
Để phịng trừ các lồi sâu hại, người nơng dân chủ yếu dựa vào biện
pháp hoá học. Thực tế cho thấy biện pháp hố học đem lại hiệu quả phịng trừ
cao, giải quyết nhanh những trận dịch lớn, sử dụng đơn giản, thuận tiện, góp

1


phần không nhỏ vào việc bảo vệ và nâng cao năng suất cây trồng. Vì vậy biện
pháp hố học đã trở thành một nội dung không thể thiếu trong quy trình canh
tác của nhiều loại cây trồng trong đó có các loại rau họ hoa thập tự ở trên thế
giới và Việt Nam (theo Phạm Văn Lầm, 1995) [15].
Tuy nhiên việc quá lạm dụng thuốc trừ sâu đã đem lại những hậu quả
khơng mong muốn. Do trình độ dân trí thấp, do thói quen và tâm lý sợ rủi ro,

người nông dân đã sử dụng thuốc trừ sâu một cách tràn lan trên quy mô rộng
với nồng độ và số lần phun cao hơn nhiều lần so với khuyến cáo. Điều này
khơng chỉ làm suy giảm tính đa dạng của sinh quần, gây tổn hại đến quần thể
thiên địch mà cịn làm phát sinh tính kháng thuốc của dịch hại, tăng chi phí
phịng trừ và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến con người và môi trường.
Mục tiêu của chúng ta hiện nay là xây dựng một nền nông nghiệp bền
vững, đảm bảo cho hệ sinh thái ổn định lâu dài, do đó sự phát triển và thực
hiện hệ thống biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) đang là mối quan
tâm ở nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Đảm bảo vệ sinh an
tồn thực phẩm, đặc biệt đối với rau xanh đang là vấn đề bức xúc hiện nay.
Cho nên những năm gần đây các nhà khoa học bảo vệ thực vật đã tập trung
nghiên cứu biện pháp sinh học và coi biện pháp này là biện pháp cốt lõi trong
hệ thống phòng trừ dịch hại tổng hợp.
Một trong những giải pháp có triển vọng trong nghiên cứu, ứng dụng
trong sản xuất là sử dụng chế phẩm Bacilus thuringiensis (Bt) phịng chống
nhiều lồi sâu hại cây trồng, đặc biệt đối với sâu hại trên rau họ hoa thập tự.
Với mục đích nghiên cứu sử dụng chế phẩm Bt phịng chống một số
lồi sâu hại rau họ hoa thập tự như sâu tơ (Plutella xylostella Linnaeus), sâu
xanh bướm trắng (Pieris rapae Linnaeus), sâu khoang (Spodoptera litura
Fabr.). Được sự giúp đỡ của PGS. TS Đặng Thị Dung chúng tôi đã tiến hành
nghiên cứu đề tài:

2


“Nghiên cứu thành phần sâu bộ cánh vảy hại rau họ hoa thập tự và
sử dụng chế phẩm sinh học Bitadin WP phịng chống một số lồi sâu hại
chính vụ xuân 2009 tại Hà Nội”.
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích

Điều tra hiện trạng sâu hại rau họ hoa thập tự vụ xuân 2009 tại Hà Nội
và sử dụng chế phẩm Bitadin WP phòng chống sâu tơ (Plutella xylostella
Linnaeus), sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae Linnaeus), sâu khoang
(Spodoptera litura Fabr.).
1.2.2. Yêu cầu
- Nắm được tình hình sử dụng thuốc bvtv phòng chống sâu hại rau họ
hoa thập tự tại địa phương nghiên cứu
- Điều tra thành phần sâu hại trên rau họ hoa thập tự, xác định một số
sâu hại quan trọng trong sản xuất vụ xuân 2009 tại Hà Nội
- Điều tra diễn biến mật độ của một số sâu hại chính trên rau họ hoa
thập tự vụ xuân 2009 tại Hà Nội
- Tìm hiểu hiệu lực trừ sâu của một số nồng độ chế phẩm Bitadin WP
với sâu non của sâu tơ, sâu xanh bướm trắng, sâu khoang trong phịng thí
nghiệm
- So sánh hiệu lực trừ sâu tơ, sâu xanh bướm trắng và sâu khoang của
chế phẩm Bitadin WP với thuốc hoá học trong phịng thí nghiệm
- So sánh hiệu lực trừ sâu tơ, sâu xanh bướm trắng và sâu khoang của
chế phẩm Bitadin WP với thuốc hoá học trên đồng ruộng
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
- Chế phẩm Bt đã được nghiên cứu và ứng dụng trong đấu tranh sinh
học bảo vệ cây trồng. Một lần nữa chúng tơi xác định vai trị và tiềm năng

3


ứng dụng của chúng trong quần thể côn trùng và trong hệ sinh thái cây trồng
họ hoa thập tự
- Chế phẩm Bt có khả năng phịng trừ và áp dụng vào sản xuất
3.1.2. Ý nghĩa thực tiễn

- Hiểu rõ thêm về hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong sản
xuất của nông dân
- Hiểu rõ thêm về hiện trạng sâu hại rau họ hoa thập tự vụ xuân 2009
tại một số vùng trồng rau của Hà Nội
- Xác định được nồng độ thích hợp cho từng loại sâu khi sử dụng chế
phẩm Bitadin WP
- Xác định hiệu quả sử dụng của chế phẩm Bitadin WP trên từng loại
sâu so với thuốc hố học
- Xác định khả năng phịng trừ thích hợp đối với tuổi sâu
- Từ đó tìm ra biện pháp phịng trừ thích hợp đối với sâu hại và thu
được sản phẩm rau sạch, chất lượng cao.

4


2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

2.1. Các nghiên cứu về vi khuẩn Bacillus thuringiensis
Trong sản xuất, để có được năng suất cao và chất lượng rau tốt, người
nông dân đã phải đấu tranh quyết liệt với nhiều loài sinh vật gây hại. Các loài
dịch hại là những lực lượng thiên nhiên lớn, đã, đang và sẽ là mối đe doạ
thường xuyên đối với việc sản xuất nông nghiệp trên toàn thế giới. Để bảo vệ
cây trồng chống lại các đợt dịch hại, người nông dân đã phải sử dụng nhiều
biện pháp khác nhau để chăm sóc cây trồng như biện pháp thủ công, biện
pháp canh tác, biện pháp vật lý, biện pháp hố học. Trong đó biện pháp hố
học lâu nay vẫn được coi là biện pháp hữu hiệu, nó đã phát huy hết khả năng
của mình trong thời gian qua. Trong những năm 1939 – 1942 với sự phát hiện
ra tính diệt sâu của DDT và sau đó là hàng loạt các thuốc chlo hữu cơ ra đời
thì thuốc hoá học trừ dịch hại được coi là một thành tựu khoa học chói ngời
của lồi người.

Vào thập kỷ 50 – 60, biện pháp hố học đóng vai trị to lớn trong công
việc giải quyết nhiều vụ dịch hại trên thế giới, góp phần khơng nhỏ vào việc
tăng năng suất nhiều loại cây trồng (Phạm Văn Lầm) [14].
Việc phòng trừ sâu hại bằng thuốc hoá học đã mang lại lợi ích trước
mắt cho người sản xuất, giải quyết nhanh chóng nhiều đối tượng gây hại.
Song bên cạnh những ưu điểm mà những biện pháp khác khó có thể đạt được
thì việc lạm dụng thuốc hố học, sử dụng liên tục với nồng độ cao đã gây hậu
quả nghiêm trọng đến nhiều mặt. Để lại dư lượng thuốc trong nông sản phẩm
lên tới 1,5 – 50 lần mức dư lượng cho phép [5], [27]. Gây độc hại thậm chí
gây nguy hiểm cho người sản xuất và người tiêu dùng, để lại tồn dư hoá chất
độc hại trong đất, nước, gây hiện tượng “cơ đặc sinh học” trong các lồi
nhuyễn thể, làm ô nhiễm môi trường sống, làm biến đổi cấu trúc hệ sinh thái

5


nông nghiệp và gây tổn hại to lớn đến quần thể các loài thiên địch [4], [13].
Tất cả những điều nói trên làm cho các nhà khoa học, trước hết là các
nhà côn trùng học và các nhà sinh thái học đã phải lên tiếng. Càng ngày càng
có nhiều người nhận ra rằng thuốc hoá học quả thật là “con dao hai lưỡi”, nó
khơng chỉ tác động lên sâu bệnh hại mà còn ảnh hưởng đến sức khoẻ của con
người và huỷ hoại các hệ sinh thái.
Nhiều ý kiến đề nghị dùng thuốc một cách hạn chế, dùng thuốc trên cơ
sở khoa học dựa theo “ngưỡng kinh tế”, cần phải đề cao vai trò của các biện
pháp phòng trừ khác như kỹ thuật canh tác, biện pháp sinh học. Những nghiên
cứu về biện pháp sinh học đã ra đời và được sử dụng trong sản xuất rất có
hiệu quả, đặc biệt là việc sử dụng chế phẩm sinh học Bt.
Ngay từ những năm 1874, Pasteur đã đưa ra ý kiến sử dụng nguyên
sinh động vật gây bệnh cho ong mật hoặc phải tìm ra một loại nấm nào đó gây
bệnh cho côn trùng, tung nguồn bệnh ra để lây bệnh cho côn trùng. Đây là đề

suất đầu tiên về sử dụng vi sinh vật trừ sâu hại có cơ sở chắc chắn và cụ thể
(Steinhaus, 1956). Năm 1879, Hagen đã đề suất dùng “men bia” phun lên côn
trùng với mục đích gây bệnh cho cơn trùng (theo Coppel, Mertins, 1977 [45]).
Theo Simmond và ctv (1976) [71] và Weiser (1966) [75] thì từ những
năm 1911 đến 1914, Berliner ở Thuringia đã phân lập được vi khuẩn Bacillus
thuringiensis. Các thử nghiệm được bắt đầu ở sâu đục thân ngơ (Husz, 1928).
Sau đó thử hiệu lực của vi khuẩn này với sâu hồng hại bơng, sâu xanh bướm
trắng hại cải và nhiều lồi sâu khác ở châu Âu (Krieg, 1961). Chế phẩm
thương mại đầu tiên từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis là "sporeine” được sản
xuất ở Pháp trước năm 1938 (Jacobs, 1951) và một số độc tố của vi khuẩn
Bacillus thuringiensis được phát hiện vào những năm của thập kỷ 50 như
ngoại độc tố α do Toumanoff phát hiện năm 1953, ngoại độc tố β do Hall và
Arkawa tìm ra năm 1959, nội độc tố δ do Hannay tìm ra năm 1953.

6


Đến cuối thập kỷ 50 bắt đầu sản xuất công nghiệp chế phẩm của vi
khuẩn này và sử dụng chúng cho kết quả tốt đẹp (Coppel và ctv, 1977) [45].
Hiện nay Bacillus thuringiensis được coi là một kiểu loài trong số các
vi khuẩn đã thu thập được và được gọi là “Crystalliferous bacteria” (vi khuẩn
có kết tinh) [43]. Bacillus thuringiensis có tên khoa học là Bacillus
thuringiensis Berliner, Bacillus thuringiensis var. Inraelensis, Bacillus
thuringiensis var. Kurstaki.
Bt có đặc tính là loại thuốc có nguồn gốc vi khuẩn, được sản xuất bằng
phương pháp lên men vi khuẩn Bacillus thuringiensis. Sản phẩm lên men là
độc tố ở dạng đạm tinh thể và bào tử. Độc tố này là những hợp chất đạm cao
phân tử không bền vững trong môi trường kiềm, môi trường axit mạnh và
dưới tác động của một số loại men, không tan trong nước và trong nhiều dung
môi hữu cơ, nhưng tan trong dung dịch kiềm có độ pH từ 10 trở lên, tan trong

dịch ruột của ấu trùng sâu bộ cánh vảy.
Bacillus thuringiensis là một loại vi khuẩn gram dương, sinh bào tử,
hình que có kích thước từ 3 – 5 x 1,0 – 1,2µm, đơi khi chúng vận động nhờ
lơng roi dài 6 - 8µm, đơn độc hoặc xếp thành chuỗi. Chúng sinh trưởng tốt
trên nhiều môi trường dinh dưỡng đơn giản trong phịng thí nghiệm như nước
chiết của dịch dinh dưỡng, trong điều kiện hảo khí và nhiệt độ biến động từ
15 – 40 0C, thích hợp ở 300C [45]. Bào tử của vi khuẩn có dạng hình trứng với
kích thước 1 – 1,5 x 0,8 – 0,9µm, có thể nảy mầm thành tế bào sinh dưỡng khi
gặp điều kiện thuận lợi. Sự hình thành bào tử xảy ra đồng thời với sự tạo
protein tinh thể diệt côn trùng. Tinh thể có kích thước 0,8 – 1,4 x 0,4 – 0,8µm,
hình quả trám. Sau khi sinh trưởng đẫy sức vi khuẩn sinh bào tử, trong tế bào
của vi khuẩn một đầu tạo hình bào tử hình trứng và đầu kia hình thành tinh
thể protein. Một đặc điểm để phân biệt với các loại Bacillus khác là trong quá
trình hình thành bào tử có hình thành tinh thể nội độc tố. Sau khi tạo thành

7


bào tử và tinh thể nội độc tố thì thành tế bào vi khuẩn (hay túi bào tử) sẽ tự
tiêu huỷ và bào tử cùng với tinh thể được giải phóng [32]. Bacillus
thuringiensis bản thân nó là một nhân tố bệnh yếu, là một loại thuốc vị độc,
khơng có hiệu lực tiếp xúc và xơng hơi. Trong q trình sinh bào tử nó đã sản
sinh ra tinh thể protein, là thành phần cơ bản có hiệu lực diệt sâu trong các
chế phẩm Bt [46]. Chất này có tác dụng như một chất độc đường tiêu hoá, tan
trong dịch ruột, gây tổn thương màng ruột ấu trùng và gây các tác động sinh
lý khác làm cho ấu trùng chán ăn, ngừng ăn, cuối cùng là tử vong. Do đó, tuy
hiệu lực diệt sâu của thuốc biểu hiện chậm nhưng ngay sau khi phun thuốc
sâu đã ngừng phá hại, tinh thể độc tố gây hiệu lực ngay và sau đó phân huỷ
giải độc cịn bào tử có thể tồn tại lâu (một năm hoặc lâu hơn) [12]. Ưu điểm
nổi bật của sản phẩm Bt là tương đối chuyên tính đối với một loại sâu hại, an

tồn và khơng gây độc cho người và động vật máu nóng vì có pH nằm trong
vùng axit, khi đó tinh thể khơng chuyển sang dạng độc tố được, không để lại
tồn dư trong nông sản phẩm cũng như hạn chế được ô nhiễm môi trường sống
của con người, khơng làm mất đi sự phì nhiêu của đất và khơng diệt đi nhóm
vi sinh vật có ích. Các vấn đề khác như phát triển tính kháng thuốc của sâu
hại và sự bột phát của sâu hại thứ yếu thành chính yếu sẽ ít có cơ hội xảy ra.
Tuy nhiên Bt khơng có khả năng diệt mọi cơn trùng gây hại, mặc dù các
chủng Bt được nghiên cứu có phổ tác dụng rộng nhưng chúng vẫn có một số
nhược điểm sau:
- Chỉ có tác dụng đặc hiệu với một số loại cơn trùng gây hại
- Khơng có khả năng diệt côn trùng bên trong cây hoặc trong rễ cây
- Mất hoạt tính trong nước do tốc độ lắng đọng nhanh của bào tử và
tinh thể chịu sự hấp thụ của các hoạt chất hố học
- Mất hoạt tính trong đất do bị phân huỷ bởi các vi sinh vật đất
- Mất hoạt tính trên lá cây do tác động của ánh sáng mặt trời và những

8


nhân tố khác của mơi trường
Ngồi ra việc sản xuất các chế phẩm sinh học có nguồn gốc Bt trên quy
mơ lớn cịn gặp nhiều trở ngại như: phải phụ thuộc vào vật chủ, sự đồng đều
của những mẻ sản phẩm về chất lượng và cuối cùng là giá thành sản phẩm
còn cao.
Mặc dù vậy, việc sản xuất các chế phẩm sinh học có nguồn gốc Bt đã
được tiến hành từ những năm 1950 và cho đến nay quy trình sản xuất ngày
càng hoàn thiện, nhiều sản phẩm cho hiệu quả cao với sâu tơ như Thuricide,
Dipel, Xentari… ở nhiều quốc gia.
Qua nhiều năm thăng trầm của lịch sử ngành BVTV, Bt vẫn được coi là
“thuốc trừ sâu vi sinh” phổ biến nhất đã được nhiều nước nghiên cứu và đưa

vào sản xuất với quy mơ cơng nghiệp [76]. Nó được xem như là thứ “thuốc vi
khuẩn” có hiệu quả trong việc phòng trừ nhiều loại sâu hại cây trồng nông,
lâm nghiệp [12], [65].
2.1.1. Độc tố của các vi khuẩn Bacillus thuringiensis
Độc tố là vũ khí quan trọng của vi khuẩn đảm bảo cho sự tồn tại và
phát triển của chúng trong tự nhiên. Ở các chủng vi khuẩn Bacillus
thuringiensis có 7 loại toxin khác nhau và đã được nghiên cứu bao gồm α –
exotoxin, β – exotoxin, γ – exotoxin, δ – exotoxin, labile exotoxin, water
sdubletoxin, mouse factor toxin, trong đó có 4 loại toxin quan trọng và xuất
hiện nhiều trong các chủng vi khuẩn Bt [43]. Trong 4 loại toxin quan trọng do
Bt sinh ra thì có ngoại độc tố là α – exotoxin, β – exotoxin, γ – exotoxin và
nội độc tố là δ – exotoxin. Nội độc tố này quyết định chủ yếu hoạt tính diệt
cơn trùng.
2.1.1.1. α – exotoxin (hay ngoại độc tố A)
Năm 1953 lần đầu tiên C. Tumanoff phát hiện thấy vi khuẩn Bt
varelesti sinh sản ra enzym loxitineaza. Tác động của enzym này liên quan

9


đến sự phân hủy mang tính cảm ứng của phospholipit trong mô của côn trùng
và làm cho côn trùng bị chết. Enzym này trước hết liên kết với tế bào ruột của
cơn trùng, sau đó tách ra và được hoạt hố bởi một chất khơng bền nhiệt có
trọng lượng phân tử thấp, có thể là lipit. Độc tố này đặc biệt chỉ có tác động
với lồi ong xẻ có một số hợp chất trong ruột phù hợp với tác động của
enzym. Toxin này tan tốt trong nước, không ổn định với nhiệt độ và mang
tính chất toxin của một vi khuẩn nói chung hơn là một toxin đặc trưng của vi
khuẩn gây bệnh cho côn trùng [43].
2.1.1.2. β – exotoxin (hay ngoại độc tố B)
β – exotoxin là một trong những độ tố được tìm thấy đầu tiên. Nó được

sinh sản và giải phóng ra mơi trường lên men trong quá trình sinh trưởng của
một số chủng vi khuẩn Bt [43]. Toxin này tan tốt trong nước, bền đối với
nhiệt độ (còn gọi là độc tố bền nhiệt), ở nhiệt độ 120 0C trong 15 phút vẫn cịn
hoạt tính và đôi khi được gọi là Thermostable exotoxin [70]. Một số Bt khơng
sinh tinh thể độc tố, nhưng có thể sinh ra ngoại độc tố B. Hoạt tính của ngoại
độc tố xuất hiện trước khi hoàn thành bào tử. Ngoại độc tố này là một
nucleotit có trọng lượng phân tử thấp, có các adenin, riboza, phospho với tỷ lệ
bằng nhau. β – exotoxin tác động làm kìm hãm nucleotit và ARN polymeraza
phụ thuộc vào DNA, dẫn tới việc ngừng tổng hợp ARN (Lirolov và
Monokov, 1987). Ngoại độc tố B cịn có tác dụng cộng hưởng với nội độc tố
δ, sau khi nội độc tố tác dụng làm vỡ, rồi phá huỷ hồn tồn biểu mơ ruột giữa
của cơn trùng mẫn cảm, ngoại độc tố nhanh chóng xâm nhập vào huyết tương
và máu, tới các cơ quan, gây rối loạn sinh lý dẫn đến cái chết nhanh chóng đối
với ấu trùng.
Toxin này có hoạt tính cao, chống lại rất nhiều loại cơn trùng ở bộ
Lepidoptera, Coleoptera, và đặc biệt là các loại ruồi [43]. Phổ tác động của
các loại toxin này rất rộng, có thể tiêu diệt rất nhiều lồi thuộc các bộ khác

10


nhau như Lepidoptera, Diptera, Coleoptera, Hymenoptera, Isoptera,
Orthoptera. Có thể tiêu diệt côn trùng ở pha sâu non lẫn trưởng thành. Khơng
chỉ tác động đến cơn trùng mà cịn diệt nhiều lồi động vật khơng có xương
sống và cũng gây ảnh hưởng khơng nhỏ tới động vật có xương sống khi được
tiêm vào máu. Nó gây ra những trì trệ trong việc chuyển hố lột xác ở cơn
trùng khi bị nhiễm độc tố dưới ngưỡng gây chết. Sự tác động của nó tương
đối chậm và gây ra cái chết trong quá trình lột xác, vào nhộng và khi vũ hố.
Trong trường hợp sâu khơng chết thì sẽ nhiễm độc mãn tính trong giai đoạn
trưởng thành và có những biến dị bất thường. Toxin này không được hấp thụ

qua ruột của gia súc, song nó lại có thể gây ra độc cho động vật có xương
sống khi được đưa vào bằng cách tiêm mô. Ấu trùng côn trùng bị nhiễm ngoại
độc tố B hoặc chế phẩm Bt sau 11 ngày tỷ lệ chết là 20%, nhưng khi cho lẫn
cả hai loại exotoxin và chế phẩm Bt thì tỷ lệ chết lên đến 75%.
2.1.1.3. γ – exotoxin (hay ngoại độc tố Y - độc tố tan trong nước)
Độc tố này có chứa các peptit có trọng lượng phân tử thấp và một số
axit amin tự do. Độc tố này tan trong nước, không ổn định, mẫn cảm với ánh
sáng, oxy và nhiệt độ, bị bất hoạt từ 60 0C trở lên trong vòng 10 – 15 phút.
Độc tố này thuộc nhóm phospholipeaza có tác động lên phospholipit và
giải phóng ra axit béo.
2.1.1.4. δ – exotoxin (tinh thể độc)
Nội độc tố δ là một protein kết tinh gồm 1180 gốc axit amin, các axit
amin chủ yếu là axit glutamic, axit asparaginic chiếm trên 20% tổng số axit
amin trong phân tử protein, là nguyên nhân gây điểm đẳng điện thấp. Lượng
xistin nhỏ hơn 20% tổng số axit amin quy định sự khơng hồ tan của tinh thể.
Ngồi protein, tinh thể cịn chứa các thành phần khác, như hydrat cacbon
chiếm tới 5 – 6%, tuy nhiên cũng có khả năng hydrat cacbon chỉ kết hợp với
tinh thể như một sự pha tạp trong quá trình hình thành. Ngoài các nguyên tố C,

11


H, N, O, S cịn thấy có Ca, Mg, Si, Cu nhưng hầu như khơng có P.
Tinh thể là toxin phổ rộng, ban đầu người ta đã biết δ – exotoxin hoạt
động chống lại Lepidoptera, Diptera, Coleoptera. Càng về sau nhiều nghiên
cứu cho thấy δ – exotoxin còn chống được nhiều bộ, họ côn trùng, nhện và
một số động vật không xương sống khác. Các nghiên cứu của A. Krieg và G.
Alangerbruch [56] cho thấy nhiều loài mẫn cảm với bào tử và δ – exotoxin.
Tinh thể độc rất bền nhiệt. Ở dạng nguyên vẹn, tinh thể không bị mất
hoạt tính nếu ủ ở 650C trong 1 giờ. Tinh thể bị phân huỷ và mất tính độc nếu

đun ở nhiệt độ 1000C trong 30 – 40 phút.
Các nghiên cứu về tác động của δ – exotoxin tới côn trùng nẫm cảm đã
được rất nhiều các nhà khoa học nghiên cứu chi tiết tới cấu trúc protein.
Các tinh thể độc rất ổn định trong nhiều trường hợp và nếu nó bị các
cơn trùng khơng mẫn cảm hay động vật có xương sống ăn phải thì chúng đi
qua ruột mà khơng có thay đổi gì hoặc chúng khơng hoạt động trong mơi
trường axit dạ dày. Trong ruột giữa của nhiều lồi cơn trùng thuộc bộ
Lepidoptera có độ kiềm rất cao với pH từ 10,2 – 10,5. Trong điều kiện đó,
tinh thể sẽ bị phân giải và pH tối thiều đạt 8,9 thì toxin được giải phóng bởi sự
chia cắt của các enzym proteaza [46].
Độc tính của δ – exotoxin làm tê liệt ruột giữa rất nhanh, côn trùng
ngững ăn và một số biến đổi xấu có thể quan sát thấy ở ruột giữa, phá huỷ
trao đổi chất, như các ion lọt từ ruột vào máu và dẫn tới cái chết sau đó [46].
δ – exotoxin là thành phần chính của tinh thể độc và được sản xuất bởi
các vi khuẩn Bt. Heimpel và Angus đã phân loại sâu non Lepidoptera làm 3
nhóm dựa vào đặc tính mẫn cảm của chúng với các dòng tinh thể nội độc tố,
bào tử và sự hỗn hợp của chúng [43].
Nhóm 1: là nhóm cơn trùng có khả năng mẫn cảm với δ – exotoxin
nhưng sự xuất hiện của bào tử có tác dụng tăng cường tính độc [43].

12


Nhóm 2: là nhóm cơn trùng chết bởi hỗn hợp bào tử và δ –
exotoxin [43].
Nhóm 3: là nhóm cơn trùng bị chết bởi các chế phẩm dòng tinh thể nội
độc tố δ – exotoxin (chỉ tác động một mình) và bào tử của vi khuẩn khơng có
tác dụng tăng cường tính độc [43].
Theo G. H. Bucher [41] thì nhóm côn trùng này chết không liên quan tới
sự xâm nhập vào máu của các tinh thể, mặc dù hiện tượng đó có thể xuất hiện

sau cái chết. Trong đa số các côn trùng mẫn cảm tác động độc bởi tinh thể hay
sự kết hợp tinh thể với các độc tố khác mà không liên quan đến sự nhân lên của
vi khuẩn trong ruột cũng như xuất hiện hiện tượng nhiễm trùng máu.
δ – exotoxin có phổ hoạt động rộng trên nhiều bộ, họ côn trùng, nhện
và một số động vật xương sống khác. Các nghiên cứu của A. Krieg và G.
Alangenbruch [56] cho thấy rất nhiều loài mẫn cảm với bào tử và δ –
exotoxin, như: bộ Coleoptera: 34 loài, bộ Diptera: 58 loài, bộ
Ephemeroptera: 5 loài, bộ Hemiptera: 7 loài, bộ Homoptera: 4 loài, bộ
Thysanoptera: 1 loài, bộ Hymenoptera: 56 loài, bộ Isoptera: 5 loài, bộ
Lepidoptera: 318 loài, bộ Orthoptera: 12 loài, bộ Mallophaga: 7 loài, bộ
Trichptera: 3 loài
2.1.2. Cơ chế tác động của protein tinh thể độc lên côn trùng
Trước hết, tinh thể độc được côn trùng nuốt vào ruột, do tác động của
pH cao đường ruột bị hoà tan và thuỷ phân các tiền độc tố 130 kDa và 70 kDa
thành δ – exotoxin. Độc tố này bám dính lên tế bào thượng bì của ruột tạo nên
lỗ thủng để cho ion và nước chảy vào làm tế bào bị căng ra và bị vỡ, sau đó tế
bào bị phân huỷ. Tuỳ theo lồi cơn trùng mà có ít nhất một trong số ba cơ chế
tác động gây chết của tinh thể độc sau đây:
2.1.2.1. Cơ chế 1
Sau khi ăn phải tinh thể độc 1 thời gian khoảng 5 – 20 phút, ruột giữa

13


bị tê liệt, pH trong máu và bạch huyết tăng lên từ 1 – 1,5 đơn vị, còn pH ruột
giữa hạ xuống do chất kiềm của ruột thấm vào máu, các tế bào biểu mô ruột
bị phá huỷ và sau 1 giờ toàn bộ cơ thể bị tê liệt
2.1.2.2. Cơ chế 2
Sau khi ăn phải tinh thể độc thì cơn trùng ngừng ăn, ruột bị tê liệt
nhưng pH của máu và bạch huyết không tăng. Sau 2 – 4 ngày cơn trùng chết

mặc dù khơng bị tê liệt tồn thân
2.1.2.3. Cơ chế 3
Đặc biệt là tinh thể nhất thiết phải kèm theo bào tử thì mới gây chết cơn
trùng. Cơn trùng chết sau 2 – 4 ngày khơng có hiện tượng liệt. Mặc dù vậy
nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy một số lồi cơn trùng có pH kiềm cao ở
ruột nhưng khơng có khả năng phá vỡ tinh thể hoăc tinh thể bị vỡ ra nhưng lại
không gây độc như sâu xám hại rau (Agrotis ipsilon) hoặc loài ngài đêm
Cicophta sancin.
- Triệu chứng côn trùng bị giết bởi tác động của δ – exotoxin cơ thể
nhanh chóng chuyển sang màu đen, và thường rất mềm. Các cấu trúc trong
mô và cơ quan bị phá vỡ rất nhanh tạo khối đặc và dính nhớt, đơi khi đi kèm
mùi thối rữa. Màng bọc còn lại vẫn nguyên vẹn, và chỉ sau một thời gian ngắn
sau khi chết đã thấy hàng loạt các vi khuẩn phát triển trên xác chết của côn
trùng. Xác của nó quắt, khơ cứng lại [54].
- Sự biến đổi của mơ: Sau khi xử lí và nghiên cứu chế phẩm Bt dạng sữa
đối với sâu non P. rapae như sau: hai giờ sau khi nhiễm δ – exotoxin tế bào
chất của tế bào biểu mô ruột giữa căng phồng lên có nhiều bọt khí xuất hiện
trên đỉnh của tế bào dạng trụ. Tế bào biểu mô ruột giữa bắt đầu bị hoá lỏng 46 giờ sau khi nhiễm độc tố và tất cả các tế bào biểu mô của một số sâu non lột
vỏ trong khoang ruột. 10 giờ sau các màng cơ bản của tế bào biểu mô đã bị
phá huỷ và kéo theo là cái chết của côn trùng [54].

14


2.1.3. Phân loại huyết thanh học các chủng Bt
Đặc tính huyết thanh học của các chủng Bt được xác định chủ yếu dựa
trên kháng nguyên tiêm mao H và được tiến hành bằng phản ứng ngưng kết
các tế bào vi khuẩn thể sinh dưỡng với kháng huyết thanh.
Phân biệt các chủng Bt bởi sự ngưng kết lông roi và kháng thể đã xây
dựng một trật tự sắp xếp với nhóm Bt trên cơ sở tính ổn định đặc hiệu và dễ

nhận biết của kháng nguyên tiêm mao H. Và như vậy phân loại học bằng
huyết thanh đã trở thành một công cụ quan trọng và đủ mạnh để phân loại các
chủng Bt.
Các nghiên cứu về chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis đã có những
bước tiến đáng kể trong những tập kỷ qua. Năm 1980, A. Krieg và G.
Alangenbruch [56] đã công bố 24 chủng với 16 H – Serotype. Hong Huazhu
[54] đã thấy 43 chủng chia thành 24 H – Serotype và cho tới nay theo các
nghiên cứu của nhiều tác giả [35] cho thấy có 58 chủng và chia thành 45 H –
Serotype.
2.1.4. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chế phẩm Bt ở một số nước trên
thế giới và Việt Nam
2.1.4.1. Nghiên cứu và sản xuất chế phẩm Bt ở một số nước trên thế giới
Trung Quốc và Ai Cập là hai nước tiên phong trong lĩnh vực này.
Trung Quốc đã sản xuất Bt thừ năm 1964. Theo Xie Tianji và cộng sự năm
1990 thì Vũ Hán là nơi sản xuất Bt chính của Trung Quốc, sản lượng ngày
càng tăng (800 tấn năm 1990, 1000 tấn năm 1992, 1200 tấn năm 1993). Sản
xuất Bt được thực hiện ở quy mơ lớn bằng cả 2 phương pháp lên men chìm và
lên men xốp. Cám lúa mì, bột ngơ, đậu tương, cám dầu là thành phần chính
trong mơi trường sử dụng sản xuất Bt. Trong nhà máy nhỏ ở Hồ Bắc, sản
lượng Bt tăng từ 26 tấn năm 1983 đến 90 tấn năm 1984, 160 tấn năm 1985,
260 tấn năm 1990, 800 tấn năm 1992, 20000 tấn năm 1995 và 30000 tấn năm

15