Thuốc trừ sâu sinh học là gì? Các loại thuốc trừ sâu sinh học hiện nay

Việc sử dụng thuốc hóa học trong nông nghiệp mang lại nhiều lợi ích cho năng suất cây trồng, nhưng cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng như:

• Ô nhiễm môi trường sống
• Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người
• Tiêu diệt sinh vật có ích
• Mất cân bằng sinh thái tự nhiên
• Làm sâu bệnh kháng thuốc

Để hạn chế những tác hại này mà vẫn đảm bảo hiệu quả phòng trừ dịch hại, việc áp dụng quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và sử dụng thuốc trừ sâu sinh học là giải pháp hàng đầu cho nền nông nghiệp bền vững.

Thuốc trừ sâu sinh học là gì? Nguyên lý hoạt động

Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm các chế phẩm dùng để phòng trừ sinh vật gây hại cây trồng, có tác dụng xua đuổi hoặc tiêu diệt các sinh vật gây hại như sâu, bệnh, cỏ dại và các tác nhân sinh học khác.

Thuốc trừ sâu sinh học được tạo thành từ hai nguồn chính:

• Vi sinh vật trừ sâu bệnh: Sử dụng các vi sinh vật có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế sinh vật gây hại
• Chiết xuất từ thảo mộc tự nhiên: Sử dụng các hợp chất có trong thực vật có khả năng phòng trừ sâu bệnh

Dựa vào nguồn gốc, thuốc trừ sâu sinh học được chia thành hai nhóm chính:

Thuốc trừ sâu vi sinh

Được tạo ra bằng phương pháp công nghệ sinh học, sử dụng hoạt tính của vi sinh vật có khả năng ức chế và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh như vi khuẩn, nấm, virus. Điển hình là thuốc trừ sâu vi sinh Bt (Bacillus thuringiensis) – vi khuẩn tiết ra protein độc hại đối với nhiều loại sâu bệnh hại cây trồng.

Thuốc trừ sâu thảo mộc

Được chiết tách từ các chất có khả năng trừ sâu bệnh trong thực vật. Ví dụ như các chất trừ sâu nhóm cúc tổng hợp (Pyrethroid) được phát triển dựa trên chất Pyrethrin có trong cây cúc trừ trùng.

Ưu và nhược điểm của thuốc trừ sâu sinh học

Ưu điểm của thuốc trừ sâu sinh học

• An toàn cho sức khỏe: Thay thế thuốc hóa học gây hại cho con người và môi trường
• Thân thiện với môi trường: Không gây hại cho hệ sinh thái vi sinh vật hữu ích trong đất và cây trồng
• Thời gian cách ly ngắn: Cho phép thu hoạch nông sản sớm hơn
• Ít dư lượng độc hại: Hầu như không để lại dư lượng độc trên nông sản
• Tăng sức đề kháng: Giúp cây trồng khỏe mạnh hơn
• Phổ tác dụng rộng: Hiệu lực kéo dài, có khả năng lây lan trên sâu hại
• Đa dạng công dụng: Khống chế được nhiều loại bệnh trên cùng một loại cây trồng
• Chi phí thấp: Đặc biệt là thuốc trừ sâu thảo mộc dễ sản xuất và tìm kiếm nguyên liệu

Nhược điểm của thuốc trừ sâu sinh học

• Tác dụng chậm: Sau khi sử dụng cần 3-5 ngày mới thấy hiệu quả rõ rệt
• Thời gian hiệu lực ngắn: Dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên
• Yêu cầu bảo quản nghiêm ngặt: Nhạy cảm với ánh sáng trực tiếp, nhiệt độ cao và độ ẩm

Tuy có một số nhược điểm, nhưng những hạn chế này hoàn toàn có thể khắc phục nếu người sử dụng hiểu rõ và áp dụng đúng kỹ thuật theo đặc tính của từng loại thuốc.

Sử dụng thuốc trừ sâu sinh học là cách bảo vệ cây trồng theo hướng nông nghiệp hữu cơ bền vững

Phân loại các loại thuốc trừ sâu sinh học hiện nay

Dựa vào các thành phần chính trong thuốc sinh học BVTV, có thể chia các loại thuốc trừ sâu sinh học thành các nhóm chính sau:

• Thuốc trừ sâu vi sinh
• Các độc tố và kháng sinh
• Thuốc trừ sâu thảo mộc
• Các thuốc sinh học khác

1. Thuốc trừ sâu vi sinh

Thành phần chính là các vi sinh vật còn sống như nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng. Chúng thường ở dạng tiềm sinh (bào tử hoặc nang) để có thể chịu được điều kiện không thuận lợi trong thời gian dài.

Các vi sinh vật trong thuốc trừ sâu vi sinh hoạt động bằng cách:

• Cạnh tranh không gian sống và thức ăn với sinh vật gây hại
• Tiết ra kháng sinh và độc tố đối với nấm bệnh, sâu bệnh hại cây trồng
• Ký sinh trên cơ thể vật chủ sau khi gặp điều kiện thuận lợi trên đồng ruộng

Thuốc trừ sâu vi sinh sử dụng rất hiệu quả, là dòng chế phẩm trừ sâu sinh học hiệu quả, sản phẩm bảo vệ thực vật của ngành công nghệ sinh học

2. Các độc tố và kháng sinh

Là những chất được hình thành trong môi trường nuôi cấy vi sinh vật, được tách chiết ra để chế thành thuốc:

• Độc tố: Gây độc cho một cơ quan hoặc chức năng sinh lý trong cơ thể sinh vật (ví dụ: Avermectin)
• Kháng sinh: Tác động lên hoạt động sống của các tế bào vi sinh vật gây bệnh (ví dụ: Streptomycin, Kasugamycin)

3. Thuốc trừ sâu thảo mộc

Được tách chiết từ cơ thể thực vật, bao gồm cả dầu thực vật. Chủ yếu là các chất hữu cơ thứ cấp như Alkaloid và Phenol có hoạt tính sinh học cao.

Thuốc thảo mộc chiếm vị trí quan trọng do có hiệu lực cao, nguồn nguyên liệu dồi dào và tương đối dễ chế biến.

4. Các thuốc có nguồn gốc sinh học khác

• Chitosan: Chiết xuất từ vỏ tôm cua
• Axit humic, axit fulvic: Từ than bùn
• Axit amin thủy phân: Từ protein
• Dầu khoáng: Tuy không có nguồn gốc trực tiếp từ sinh vật nhưng là sản phẩm tự nhiên, có nhiều đặc điểm của thuốc sâu sinh học

Cơ chế tác dụng của thuốc trừ sâu sinh học

Phương thức tác động

• Thuốc vi sinh trừ sâu (Bt, virus NPV): Tác dụng qua đường vị độc
• Nấm ký sinh (Beauveria, Metarhizium): Tác động qua đường tiếp xúc
• Thuốc trừ sâu thảo mộc và nhóm độc tố: Tác động qua cả tiếp xúc và vị độc
• Các chất thảo mộc: Có khả năng xua đuổi và xông hơi nhẹ

Cơ chế tác dụng của thuốc trừ sâu sinh học là tác dụng lên hệ thần kinh, hô hấp và tiêu hóa của sâu bệnh

Cơ chế tác dụng chi tiết

Thuốc trừ sâu sinh học tác động lên nhiều hệ thống của sâu bệnh:

• Hệ thần kinh: Chủ yếu là các thuốc sinh học trừ sâu
• Hệ hô hấp: Dầu thực vật
• Hệ tiêu hóa: Thuốc trừ sâu Bt
• Xua đuổi: Thuốc thảo mộc, dầu thực vật

Đối với các loại thuốc sinh học trừ bệnh, có hai tác động chủ yếu:

1. Kháng sinh: Tiêu diệt trực tiếp vi sinh vật gây bệnh
2. Kích thích hoạt động của hệ thống kháng bệnh trong cây: Giúp cây tự bảo vệ thông qua hệ thống enzyme

Bài viết liên quan: GE là gì? Cách làm GE tưới lan, hoa hồng, cây cảnh!

Hiệu lực phòng trừ sâu bệnh

Các loại thuốc trừ sâu sinh học tác động lên hệ thần kinh và hô hấp thường hiệu quả nhanh, sau nhiễm thuốc thời gian ngắn sâu đã chết, tương tự như các thuốc hóa học khác, điển hình là nhóm Avermectin và các thuốc thảo mộc.

Các thuốc tác động lên hệ tiêu hóa (vi khuẩn Bt) và các nấm ký sinh biểu hiện hiệu quả chậm hơn, thường là sau vài ngày mới thấy. Dù tác động qua con đường nào, sau khi sâu nhiễm thuốc chỉ vài giờ là sâu có biểu hiện yếu đuối, hoạt động chậm chạp, sức ăn phá kém, thực chất đã hạn chế được tác hại.

Các loại thuốc kháng sinh trừ bệnh thể hiện hiệu quả nhanh. Thuốc tác động theo cơ chế kích thích hệ miễn dịch kháng thể thường biểu hiện chậm và phải dùng sớm, dùng liên tục nhiều lần mới có hiệu quả rõ rệt.

Thời gian duy trì hiệu lực

Thời gian duy trì hiệu lực của thuốc trừ sâu sinh học có khác nhau:

• Các nhóm thảo mộc, độc tố và kháng sinh dễ bị tác động bởi điều kiện môi trường nên thời gian duy trì hiệu lực ngắn, tối đa không quá 12h.
• Các thuốc trừ sâu nhóm vi sinh (vi khuẩn, nấm và virus) thời gian hiệu lực kéo dài nếu gặp điều kiện môi trường thích hợp. Thậm chí các vi sinh vật này có thể lây lan bệnh cho sâu và tiếp tục phát triển tích lũy trong tự nhiên.

Việc sử dụng chế phẩm nấm ký sinh như: Beauveria, Metarhizium và nấm Trichoderma làm tăng lượng thiên địch ký sinh, giữ gìn sự cân bằng sinh thái đồng ruộng theo hướng có lợi.

Chế phẩm sinh học trichoderma cũng là loại thuốc trừ sâu sinh học hiệu quả – đối kháng và tiêu diệt nấm bệnh, tuyến trùng

Tính kháng thuốc của sâu

Tính quen thuốc rồi trở lên kháng thuốc của sâu là một hiện tượng tự nhiên. Bất kỳ một loại thuốc trừ sâu nào nếu dùng liên tục thời gian dài cũng có thể làm phát sinh tính quen thuốc và kháng thuốc của sâu.

Đối với các loại sâu đã quen thuốc hóa học, việc chuyển sang sử dụng thuốc trừ sâu sinh học làm hiệu quả trừ sâu tăng lên rõ rệt. Nhiều bà con ở các vùng trồng rau cũng ghi nhận điều này qua việc sử dụng các chế phẩm Bt và Avermectin phòng trừ sâu tơ.