TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN QUANG TRUNG ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU HOẠT CHẤT QUINALPHOS LÊN SINH LÝ, SINH HÓA VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ CHÉP (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) Chuyên ngành: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Mã số: 62.62.03.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Cần Thơ, tháng 11 năm 2013 Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến Thủy sản, Khoa Thủy sản – Trường Đại học Cần Thơ Người hướng dẫn: PGs.Ts. Đỗ Thị Thanh Hương - Trường Đại học Cần Thơ Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường tại: ……………………………………………………………………… Vào lúc: giờ ngày tháng năm i MỤC LỤC VÀO LÚC: GIỜ NGÀY THÁNG NĂM I MỤC LỤC II DANH SÁCH HÌNH V VI CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1 1.1 Giới thiệu 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1 1.3 Nội dung nghiên cứu 2 1.4 Ý nghĩa của luận án 2 1.5 Điểm mới của luận án 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Hóa chất sử dụng 3 3 2.2 Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ 3 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5 3.1 Thời gian và địa điểm thưc hiện 5 3.2 Vật liệu thí nghiệm 5 ii 3.3 Sinh vật thí nghiệm 5 3.4 Thuốc thí nghiệm 5 3.5 Nguồn nước thí nghiệm 5 3.6 Thức ăn 5 3.7 Phương pháp nghiên cứu 5 3.7.1 Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở thành phố Cần Thơ 5 3.7.2 Xác định giá trị LC50-96 giờ của quinalphos đối với cá chép 5 3.7.3 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh lý hô hấp của cá chép 6 Thí nghiệm gồm 5 nghiệm thức là đối chứng, 10%, 20% , 50% và 75% giá trị LC50-96 giờ với 6 lần lập lại. Ngưỡng oxy được xác định bằng phương pháp bình kín. Mật độ 4 cá/bình kín 2 L, 6 lần lập lại. Bố trí thuốc gồm hai trường hợp là bố trí gây nhiễm trước 24 giờ và bố trí trực tiếp 6 3.7.4 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến độ nhạy cảm và ngưỡng ức chế ChE ở cá chép 6 3.7.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi trong bể 7 3.7.5.2 Ảnh hưởng của quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi trong bể 7 3.7.6 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên hoạt tính ChE và tăng trưởng của cá chép nuôi trong ruộng 8 3.8 Các phương pháp phân tích mẫu 8 3.8.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu huyết học 8 3.8.2 Phương pháp xác định tiêu hao oxy 9 3.8.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh hóa 9 3.8.4 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu tăng trưởng 9 3.8.5 Phương pháp xác định các yếu tố môi trường 10 3.8.6 Phương pháp phân tích dư lượng thuốc trừ sâu 10 3.9 Phương pháp xử lý số liệu 10 GIÁ TRỊ LC50 ĐƯỢC TÍNH TOÁN BẰNG PHÂN TÍCH PROBIT. SO SÁNH TRUNG BÌNH GIỮA CÁC NGHIỆM iii THỨC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ INDEPENDENT T-TEST, ONE WAY ANOVA VÀ TWO WAY ANOVA VÀ PHÉP THỬ DUNCAN VỚI MỨC Ý NGHĨA P<0,05, SỬ DỤNG PHẦN MỀM SPSS 11.5 10 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 11 4.1 Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở thành phố Cần Thơ 11 4.1.1 Thông tin chung 11 4.1.2 Thông tin về vụ lúa hè - thu 11 4.1.3 Thông số kỹ thuật về mô hình lúa cá 11 4.1.4 Hiệu quả kinh tế của vụ lúa đơn và lúa-cá 11 4.1.5 Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu 11 4.2 Độ độc cấp tính của thuốc trừ sâu quinalphos lên cá chép 12 4.2.1 Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm 12 4.2.2 Độ độc cấp tính của thuốc trừ sâu quinalphos lên cá chép 12 4.3 Ảnh hưởng của quinalphos lên sinh lý hô hấp ở cá chép 12 4.3.1 Tiêu hao oxy 12 4.3.2 Ngưỡng oxy 12 4.4 Ảnh hưởng của quinalphos đến độ nhạy cảm và ngưỡng ức chế ChE ở não cá chép 13 4.4.1 Các yếu tố môi trường trong 96 giờ 13 4.4.2 Sự nhạy cảm cholinesterase (ChE) ở cá chép 13 4.4.3 Ngưỡng ức chế ChE ở cá chép 13 4.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi trong bể 13 4.5.1 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học và hoạt tính các men ở cá chép (Cyprinus carpio) 13 4.5.1.1 Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm 13 4.5.1.2 Ảnh hưởng của quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học ở cá chép14 4.5.1.3 Ảnh hưởng của quinalphos lên hoạt tính các men ở cá chép 14 4.5.2 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, các men tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi ở bể 17 4.5.2.1 Các yếu tố môi trường và sự tồn lưu quinalphos trong nước 17 iv 4.5.2.2 Ảnh hưởng của quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học ở cá chép17 4.5.2.3 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu quinalphos lên hoạt tính cholinesterase và hoạt tính một số men tiêu hóa ở cá chép 18 4.6 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu quinalphos lên hoạt tính men ChE và tăng trưởng của cá chép nuôi trong ruộng lúa 20 4.6.1 Các yếu tố môi trường trong thí nghiệm 20 4.6.2 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu quinalphos lên hoạt tính men ChE. .20 4.6.3 Ảnh hưởng của hoạt chất quinalphos lên tăng trưởng, tỉ lệ sống và năng suất cá chép nuôi trong ruộng 20 4.7 Thảo luận chung 21 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23 4.1 Kết luận 23 4.2 Kiến nghị 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 28 DANH SÁCH BẢNG Bảng 4.9: Tỷ lệ chết của cá chép khi tiếp xúc quinalphos 11 Bảng 4.25: Tăng trưởng ở cá chép …………………… 18 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.3: Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ 3 Hình 4.1: Biến đổi hoạt tính ChE ở não sau 28 ngày ………… 13 Hình 4.2: Mức độ ức chế ChE ở não sau 28 ngày……………. 13 Hình 4.3: Biến đổi hoạt tính ChE ở cơ sau 28 ngày………… 13 v Hình 4.4: Mức độ ức chế ChE ở cơ sau 28 ngày……………… 13 Hình 4.5: Biến đổi hoạt tính ChE ở mang sau 28 ngày……… 14 Hình 4.6: Mức độ ức chế ChE ở mang sau 28 ngày………… 14 vi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos thuộc gốc lân hữu cơ được sử dụng rộng rãi trong canh tác nông nghiệp ở Ấn Độ và một số nước khác trong đó có Việt Nam (Chebbi et al., 2009). Các thông số huyết học như hemoglobin, hematocrit, số lượng hồng cầu,…có thể được sử dụng để tìm phản ứng sinh lý ở cá khi môi trường bị ô nhiễm (Dethloff et al, 2001). Sự ức chế hoạt động của AChE gây tác động lên sự hô hấp, hoạt động bơi lội, bắt mồi và tập tính của động vật sống trong nước bởi sự mất phương hướng, sự co giật và thậm chí tử vong (Peakall, 1992). Enzyme tiêu hóa phản ánh mức độ cho ăn và khả năng tiêu hóa ở cá, do đó hoạt động của enzyme tiêu hóa có thể được sử dụng như chỉ thị sinh học về các chỉ số tăng trưởng và tình trạng sức khỏe của cá (Debnath et al., 2007; Suarez et al., 1995; trích dẫn của Li et al., 2010). Trong khi đó, hoạt động của enzyme tiêu hóa có thể được sử dụng như chỉ thị sinh học về các chỉ số tăng trưởng và tình trạng sức khỏe của cá (Debnath et al., 2007; Suarez et al., 1995; trích dẫn của Li et al., 2010). Cá chép (Cyprinus carpio) là đối tượng nuôi ghép phổ biến nhất trong ruộng lúa ở ĐBSCL và Cần Thơ (Nguyễn Văn Hảo và ctv., 2001; Vromant et al., 2002; Phan Văn Thành, 2008). Thuốc trừ sâu quinalphos được sử dụng phổ biến trong nông nghiệp và sự tồn lưu của quinalphos trong môi trường có thể ảnh hưởng đến cá (Das et al., 2000). Nhằm tìm hiểu tác động của thuốc trừ sâu đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng ở cá trong điều kiện thí nghiệm ở bể và ruộng lúa thì nghiên cứu này được thực hiện tại Khoa Thủy sản – Trường Đại học Cần Thơ. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu lâu dài: Tìm ra các dẫn liệu khoa học về độc tính của thuốc trừ sâu đến động vật thủy sản để làm cơ sở cho việc khuyến cáo nông dân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên đồng ruộng phù hợp. - Mục tiêu cụ thể: Tìm hiểu ảnh hưởng của thuốc trừ sâu quinalphos đến sự thay đổi các chỉ tiêu sinh lý (các chỉ tiêu huyết học và sinh lý hô hấp), sinh hóa (hoạt tính các enzyme) và tăng trưởng của cá chép. Từ đó có thể sử dụng các chỉ tiêu sinh lý hay sinh hóa như là chỉ thị sinh học đối với thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ như quinalphos trong môi trường nước. 1 1.3 Nội dung nghiên cứu a) Khảo sát tình hình sử dụng và kinh doanh thuốc trừ sâu trong sản xuất lúa ở thành phố Cần Thơ. b) Xác định giá trị LC 50 -96 giờ của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên cá chép. c) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên sinh lý hô hấp của cá chép. d) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến độ nhạy cảm và ngưỡng ức chế của men cholinesterase (ChE). e) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi trong bể. f) Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên hoạt tính ChE và tăng trưởng của cá chép nuôi trong ruộng lúa. 1.4 Ý nghĩa của luận án Kết quả luận án là cơ sở khoa học để khuyến cáo nông dân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hay thuốc trừ sâu một cách phù hợp trên đồng ruộng. 1.5 Điểm mới của luận án Luận án đã xác định thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos làm thay đổi một số chỉ tiêu huyết học và một số chỉ tiêu sinh lý hô hấp (tiêu hao oxy và ngưỡng oxy). Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos ức chế đáng kể hoạt tính men ChE ở não, cơ, mang và gan ở cá chép khi tiếp xúc các nồng độ dưới ngưỡng gây chết đối với các thí nghiệm cấp tính (96 giờ) và thí nghiệm nuôi dài ngày (28 và 60 ngày) ở bể và 44 ngày ở ruộng lúa. Thời gian phục hồi hoạt tính ChE là ít nhất 21 ngày (bể) và 14 ngày (ruộng lúa). Men GST ở cá chép không đóng vai trò quan trọng trong phân giải độc chất. Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos làm thay đổi đáng kể hoạt tính một số men tiêu hóa. Luận án đã xác định não là cơ quan nhạy cảm nhất ở cá chép. Sự ức chế ChE làm thay đổi hành vi bơi lội ở cá và mức độ ức chế ChE gây chết cá là 95%. Luận án đã xác định thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos ảnh hưởng đến các chỉ số tăng trưởng, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) và tỷ lệ sống của cá chép nuôi ở bể; ở nồng độ chỉ dẫn đã ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, năng suất và tỷ lệ sống của cá chép nuôi trong ruộng. Dư lượng thuốc trừ sâu quinalphos trong nước giảm dần theo thời gian. Luận án kết luận rằng có thể sử dụng hoạt tính ChE để xác định ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ) lên cá chép nuôi trên ruộng lúa. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Hóa chất sử dụng - Tên thương mại: Kinalux 25EC - Tên hóa học: 0,0-diethyl 0–2 quinoxalin phosphorothioate - Tên hoạt chất: Quinalphos - Nhóm hóa học: Lân hữu cơ (organophosphorus) - Công thức phân tử: C 12 H 15 N 2 O 3 PS Khối lượng phân tử: 298,3 g/mol - Công thức hóa học: 2.2 Cơ chế tác động của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ Acetylcholinesterase là enzyme (men) có chức năng thủy phân nhanh chóng chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine (ACh) chuyển thành choline và acetate. Khi AChE bị bất hoạt bởi tác động thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ thì emzyme không còn khả năng thủy phân ACh Kết quả là tồn dư một lượng lớn acetylcholine (AchE). Khi nồng độ ACh vẫn duy trì ở mức cao và tiếp tục kích thích các cơ hay sợi dây thần kinh dẫn đến co cơ và làm sinh vật tê liệt (Richard and David, 2008) (Hình 2.3). 3 [...]... từ đó có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ sống của cá trong điều kiện thí nghiệm (Ferrari et al., 2007) 4.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi trong bể 4.5.1 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học và hoạt tính các men ở cá chép (Cyprinus carpio) 4.5.1.1 Các yếu tố môi... thấy cá xuất hiện các hành vi bơi lội bất thường như bơi mất định hướng, bơi lờ đờ và lúc cá mới chết để xác định ngưỡng ức chế men ChE 7 3.7.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi trong bể 3.7.5.1 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học và hoạt tính các... về ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến các giai đoạn phát triển của cá chép - Nghiên cứu sử dụng hoạt tính ChE như là đánh dấu sinh học trong mối tương quan với các nồng độ dư lượng thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos trong nước 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu trong nước 1 Đỗ Thị Thanh Hương, 1997 Ảnh hưởng của Basudin 50EC lên sự thay đổi chỉ tiêu sinh lý và huyết học của cá chép, cá. .. chymotrypsin và alpha-amylase ở cá mè vinh Barbonymus gonionotus bị ức chế có ý nghĩa sau 6 giờ tiếp xúc với thuốc trừ sâu quinalphos Trần 20 Thiện Anh (2012) nhận thấy rằng thuốc trừ sâu quinalphos ảnh hưởng đáng kể lên tăng trưởng của cá mè vinh Barbonymus gonionotus 4.6 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu quinalphos lên hoạt tính men ChE và tăng trưởng của cá chép nuôi trong ruộng lúa 4.6.1 Các yếu tố môi trường trong... 2008) cho thấy thuốc trừ sâu hoạt chất fenobucarb (Basa), hoạt chất Chlorpyriphos+Cypermethrin (Dragon) và hoạt chất quinalphos (Methink) 12 là một trong những loại thuốc sử dụng phổ biến nhất Kết quả nghiên cứu hiện tại cho thấy thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos là một trong ba nhóm thuốc trừ sâu được sử dụng phổ biến 4.2 Độ độc cấp tính của thuốc trừ sâu quinalphos lên cá chép 4.2.1 Các yếu tố môi... cảm nhất ở cá chép khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos - Sự ức chế hoạt tính ChE đã ảnh hưởng đến các hành vi bơi lội và sự sống ở cá chép Ngưỡng ức chế hoạt tính ChE gây chết cá là 95% - Hoạt tính GST không đóng vai trò quan trọng trong phân giải độc chất Trong khi đó, hoạt tính CAT và LPO có vai trò nhất định trong trong quá trình giải độc ở cá - Thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos. .. LPO ở cơ tăng ở ngày 15 và 30 của thí nghiệm 4.5.2 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, các men tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi ở bể 4.5.2.1 Các yếu tố môi trường và sự tồn lưu quinalphos trong nước a) Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm Nhiệt độ bình quân ở các nghiệm thức vào buổi sáng tương đối ổn định dao động từ 27,1-27,6oC và buổi... phi, cá mè vinh Luận án thạc sĩ ngành nuôi trồng thủy sản, trường Đại học Nha Trang 2 Đỗ Văn Bước, 2010 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ) lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi Luận văn Thạc sĩ nuôi trồng thủy sản 3 Ngô Văn Ngọc, Lê Thanh Hùng và Hakan Berg, 2001 Điều tra về ảnh hưởng của nông dược đã sử dụng trong hệ thống nuôi lúa -cá ở Nhà... 2012 Ảnh hưởng của quinalphos lên men cholinesterase và tăng trưởng của cá mè vinh Barbodes gonionotus Tạp chí Khoa học-Đại học Cần Thơ 2012: Volume 22a, 269-279 Bài báo nói (oral) và báo tường (poster) tại hội nghị trong nước và quốc tế 1) Nguyễn Quang Trung, 2011 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos đến hoạt tính men cholinesterase và glutathioneS-transferase của cá chép (Cyprinus carpio) ... độ sáng ở các bể là 26,9 oC và buổi chiều là 27,6oC; sự biến động nhiệt độ sáng chiều < 1oC pH dao động 7,8-7,9 và oxy hòa tan ở các bể là 3,6 mg/L 4.2.2 Độ độc cấp tính của thuốc trừ sâu quinalphos lên cá chép Tỷ lệ chết và giá trị LC50 của thuốc trừ sâu quinalphos lên cá chép được trình bày ở Bảng 4.9 Sau 1 giờ thì cá chết xuất hiện ở nồng độ 1,8 mg/L với tỷ lệ 13,3%; tăng lên trên 80% sau 3 giờ và . TRUNG ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU HOẠT CHẤT QUINALPHOS LÊN SINH LÝ, SINH HÓA VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ CHÉP (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) Chuyên ngành: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Mã số: 62.62.03.01 TÓM. ở cá chép1 4 4.5.1.3 Ảnh hưởng của quinalphos lên hoạt tính các men ở cá chép 14 4.5.2 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, các men tiêu hóa và tăng trưởng. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên các chỉ tiêu huyết học, hoạt tính ChE, một số enzyme tiêu hóa và tăng trưởng của cá chép nuôi trong bể 3.7.5.1 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu