TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
GIỚI THIỆU VỀ CÂY CỦ ĐẬU
2.1.1 Nguồn gốc và trên gọi
Cây củ đậu hay củ sắn, mãn pháo (Lào-Viêntian), krasang (Campuchia), sắn nước (theo cách gọi miền Nam), danh pháp hai phần: Pachyrhizus erosus
Cây củ đậu, một loài dây leo có nguồn gốc từ México và Trung Mỹ, được Carl von Linné miêu tả lần đầu tiên Tên gọi của loài cây này chủ yếu liên quan đến củ của nó Cây củ đậu thuộc chi Pachyrhizus trong họ Đậu (Fabaceae), cùng với các loài khác trong chi này có nguồn gốc từ nhiều khu vực khác nhau ở châu Mỹ.
Củ đậu là loại cây leo cao từ 4-5 mét, có lá kép hình tam giác rộng và mỏng Hoa củ đậu màu tím nhạt, lớn và nở thành chùm dài vào tháng 4, tháng 5 Quả củ đậu dài khoảng 12 cm, có ít lông, không cuống và chứa từ 4 đến 9 hạt Củ của cây ăn được, có vỏ màu vàng mỏng và dễ tước, trong có thịt trắng, vị ngọt mát và thanh đạm.
Hình 2.1 Các bộ phận trên cây củ đậu ( Pachyrhizus erosus)
- Thế giới: Cây có nguồn gốc nguồn gốc từ México và Trung Mỹ, đƣợc trồng ở châu Mỹ, Trung Quốc và Đông Nam Á
- Việt Nam: Ở nước ta, cây củ đậu được trồng ở nhiều vùng trong cả nước, trong đó trồng tập trung ở các tỉnh như Bắc Giang, Hải Dương, Hoà Bình,
Củ đậu là một món ăn quen thuộc trong đời sống người dân ở An Giang, Đồng Tháp, Sóc Trăng Loại củ này thường được trồng vào nhiều thời vụ quanh năm, cụ thể là tháng 2-3, tháng 6-7 và tháng 7-8, và sau 4-5 tháng sẽ đến thời điểm thu hoạch Nếu được bảo quản ở nhiệt độ thích hợp, củ đậu tươi có thể lưu trữ từ một đến hai tháng.
2.1.4 Các thành phần trong hạt củ đậu và công dụng
Rotenon là một chất tinh trắng với độ nóng chảy 163°C, ít tan trong nước nhưng tan trong một số dung môi hữu cơ như axeton và cacbon disulfua Khi tiếp xúc với không khí và ánh sáng, dung dịch Rotenon sẽ bị oxy hóa, chuyển từ không màu sang màu nâu và phân giải thành các hợp chất không độc đối với sâu hại Để bảo quản, Rotenon thường được chứa trong chai màu và lưu trữ ở nơi tối, và các bộ phận cây chứa Rotenon cũng không được phơi nắng mà chỉ để trong bóng râm để hong khô Sau khi phun lên cây, Rotenon sẽ không còn dấu vết sau 10 ngày, nhưng có thể tiêu diệt sâu hại rất nhanh khi chúng tiếp xúc với lá chứa Rotenon Nếu gặp mưa trong 6-7 giờ sau khi phun, hiệu quả trừ sâu vẫn được duy trì vì Rotenon đã làm chết sâu hại trước khi bị rửa trôi Để tăng cường hiệu lực, có thể thêm các chất loang giúp thuốc bám dính tốt hơn Để kéo dài thời gian hiệu lực trừ sâu, người ta có thể trộn Rotenon với bột mồ hóng, bột than hoặc các chất khử và chống oxy hóa như sunfit axit và tanin.
Rotenon là một chất có hiệu lực cao trong việc kiểm soát nhiều loại sâu hại, tuy nhiên, một số loài như sâu khoang hại rau (Spodoptera litura Fabr), rệp sáp và mọt (Calandru granaria) hại ngũ cốc lại có khả năng chống chịu mạnh mẽ với Rotenon.
Rotenon thường được sử dụng với liều lượng thấp trên đồng ruộng để phòng trừ sâu hại và dễ bị phân giải bởi ánh sáng mặt trời, do đó chưa ghi nhận trường hợp ngộ độc thực phẩm do Rotenon trong vòng 5 ngày trước khi thu hoạch Tuy nhiên, Rotenon rất độc đối với cá, ngay cả ở nồng độ loãng cũng có thể gây chết cá, dẫn đến việc một số nơi sử dụng hạt và lá để làm duốc cá Bên cạnh đó, hạt củ đậu còn được sử dụng trong y học dân gian để chữa các bệnh ngoài da như ghẻ và lở loét lâu ngày.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HẠT CỦ ĐẬU LÀM THUỐC TRỪ SÂU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Thuốc trừ sâu thảo mộc là một trong những loại thuốc trừ sâu được sử dụng sớm nhất, với nông dân trên toàn thế giới tích lũy kinh nghiệm phong phú để đối phó với sâu bệnh hại cây trồng Ngoài việc bắt sâu, họ đã biết sử dụng các loại cây tự nhiên chứa chất độc để làm thuốc trừ sâu Hiện nay, có hơn 2000 loài cây khác nhau được thống kê có khả năng sử dụng làm thuốc trừ sâu, trong đó một số loại như cúc trừ sâu (Chrysanthemum cine – rariaefolium), cây Ruốc cá (Derris elleptica), hạt củ đậu và hạt xoan có hiệu lực cao Các quốc gia như Nga, Trung Quốc và Philippines đã phát triển trồng những cây này để chế biến thành thuốc trừ sâu phục vụ nhu cầu nông nghiệp và xuất khẩu.
Vào năm 1902, nhà bác học Nhật Bản Nagai lần đầu tiên tách ra một chất alkaloit thực vật có tên là Rotenon từ loài cây địa phương Rhoten Sau đó, người ta phát hiện ra hàng chục loại cây chứa Rotenon trên khắp thế giới, bao gồm cả hạt của cây củ đậu Nhiều quốc gia đã trồng các loại cây này để xuất khẩu và sử dụng làm thuốc trừ sâu trong nước Các loài cây chứa nhiều Rotenon nhất bao gồm Derris, Lonecho-carpux, Tephrosia và Milletia.
Chất Rotenon là một loại thuốc diệt sâu bệnh hiệu quả cho cây trồng, đặc biệt trong việc tiêu diệt ngoại ký sinh trùng trên gia súc và sâu hại mùa màng, đặc biệt là rau màu Rotenon có độc tính cao đối với động vật máu lạnh, có thể gây ảnh hưởng qua đường uống hoặc tiếp xúc với nồng độ chỉ 1 phần triệu, bằng cách ức chế trung khu hô hấp Khi sâu tiếp xúc với Rotenon, chúng sẽ yếu đi và chết, tuy nhiên, hiệu quả của Rotenon không đồng đều, chủ yếu tác động lên các loại sâu miệng hút như bọ nhẩy, bọ trĩ, bọ xít, nhện đỏ, và các loại sâu miệng nhai như sâu tơ hại rau thuộc họ Cải (Brassicaceae) và bọ cánh cứng.
Rotenon là một chất diệt côn trùng và sâu bọ mạnh gấp 4-10 lần so với nicotine trong thuốc lá Đối với người và động vật máu nóng, Rotenon hầu như không độc qua đường tiêu hóa, nhưng nếu vào mạch máu hoặc qua đường hô hấp, nó có thể gây liệt hô hấp và dẫn đến tử vong Khi sâu hại tiếp xúc hoặc ăn phải lá chứa Rotenon, chúng sẽ chết rất nhanh chóng.
2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong nông nghiệp là cần thiết để phòng chống sâu bệnh, nhưng tình trạng lạm dụng và sử dụng không đúng cách đã dẫn đến nhiều hệ lụy xấu cho sức khỏe con người và môi trường Trong hơn 20 năm qua, Trung tâm Thông tin và Ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ đã khuyến khích nông dân áp dụng các biện pháp an toàn hơn, như sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu sinh học từ thảo mộc và vi sinh vật, bao gồm hạt củ đậu, gừng, tỏi, ớt và nấm xanh, giúp kiểm soát sâu bệnh hiệu quả mà vẫn bảo đảm an toàn cho sức khỏe và môi trường.
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, từ năm 2000 đến nay, số lượng chế phẩm trừ sâu sinh học đã tăng đáng kể Ban đầu chỉ có 2 chế phẩm được công nhận, nhưng đến năm 2005, con số này đã tăng lên 57 Đến nửa đầu năm 2007, đã có 193 chế phẩm sinh học được cấp giấy phép đăng ký, cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của các sản phẩm bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học tại Việt Nam.
Tổng số chế phẩm sinh học được phép lưu hành hiện nay là 479, bao gồm 300 chế phẩm thuốc trừ sâu và 98 chế phẩm thuốc trừ bệnh Những chế phẩm sinh học này đóng vai trò quan trọng trong việc phòng trừ dịch hại, giúp thay thế và giảm thiểu nguy cơ độc hại từ việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học, từ đó bảo vệ sức khỏe con người và giảm ô nhiễm môi trường.
Chế phẩm sinh học từ thảo mộc, như hoạt chất Rotenone chiết xuất từ cây Derris elliptica Benth và Derris trifoliata, là một loại thuốc trừ sâu tự nhiên hiệu quả Nó có khả năng diệt trừ sâu rầy trên lúa, ốc bươu vàng, cũng như các loại cá dữ và cá tạp trong ruộng nuôi tôm.
Chế phẩm sinh học Đầu trâu Bihopper chứa hoạt chất Rotenone có tác dụng diệt tuyến trùng, trong khi chế phẩm Olicide với Oligo – Sacarit giúp tăng cường sức đề kháng bệnh cho cây trồng.
Từ năm 2008, nông dân tại các Liên nhóm Sóc Sơn - Hà Nội, Lương Sơn - Tân Lạc (Hoà Bình), Trác Văn (Hà Nam), và Hội An (Bến Tre) đã áp dụng thuốc thảo mộc, đặc biệt là hạt củ đậu, để phòng trừ sâu hại trong rau hữu cơ (Trần Thị Thanh Bình, 2010).
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn nhấn mạnh rằng việc sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón hóa học không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn gây ra bất ổn trong nông nghiệp Do đó, cần thiết phải tìm kiếm các sản phẩm thay thế Các chế phẩm sinh học không chỉ thúc đẩy sinh trưởng thực vật mà còn giảm thiểu rủi ro trong quản lý sản xuất nông nghiệp bền vững, bảo vệ sức khỏe môi trường, đảm bảo năng suất lâu dài của tài nguyên thiên nhiên và cải thiện đời sống Hơn nữa, chúng còn giúp giảm thiểu những rủi ro do biến đổi khí hậu.
Viện Bảo vệ thực vật đã nghiên cứu và thử nghiệm sử dụng hạt củ đậu như một biện pháp phòng trừ sâu hại cây trồng Đặc biệt, viện cũng đã hướng dẫn nông dân cách tự sản xuất, chế biến và áp dụng hạt củ đậu để bảo vệ cây trồng khỏi sâu hại.
RAU HỮU CƠ VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU BẰNG THẢO MỘC
Rau hữu cơ đại diện cho lối sống sạch, không chứa hóa chất và phát triển tự nhiên mà không bị tác động từ con người Khái niệm rau hữu cơ dễ hiểu là loại rau được canh tác trong điều kiện hoàn toàn tự nhiên, tuân thủ các quy luật của tự nhiên trong quá trình sản xuất.
+ Không bón phân hóa học
+ Không phun thuốc bảo vệ thực vật
+ Không phun thuốc kích thích sinh trưởng
+ Không sử dụng thuốc diệt cỏ
+ Không sử dụng sản phẩm biến đổi gen
Người trồng rau hữu cơ được đào tạo kỹ thuật trồng, chăm sóc và bảo quản rau Họ sử dụng đất và nguồn nước tưới được lựa chọn cẩn thận, đảm bảo không bị ô nhiễm bởi kim loại nặng như thủy ngân và asen, cũng như không bị ảnh hưởng từ nước thải công nghiệp gần các khu vực xí nghiệp và nhà máy xử lý nước thải chưa đạt tiêu chuẩn.
- Tiêu chí/ tiêu chuẩn giữa rau hữu cơ và rau thông thường:
Tiêu chí/ Tiêu chuẩn Rau thông thường Rau hữu cơ
Phân bón hóa học Sử dụng không có liều lƣợng
Tuyệt đối không sử dụng
Thuốc trừ sâu Sử dụng không có liều lƣợng
Tuyệt đối không sử dụng Chất kích thích sinh trưởng
Sử dụng không có liều lƣợng
Tuyệt đối không sử dụng
- Giá trị dinh dƣỡng của rau hữu cơ
Thực phẩm hữu cơ có chứa nhiều thành phần dinh dƣỡng hơn các loại thực phẩm khác:
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học tại Đại học Newcastle, trái cây và rau quả hữu cơ chứa tỷ lệ hợp chất chống oxi hóa cao hơn 40% so với các loại thông thường.
+ Chứa nhiều khoáng chất có ích cho cơ thể hơn (sắt, kẽm…)
2.3.2 Đặc điểm chung của thuốc trừ sâu từ thảo mộc
2.3.2.1 Chế phẩm thuốc trừ sâu từ thảo mộc
Trong sản xuất nông nghiệp, để đạt năng suất cây trồng cao, cần thực hiện nhiều biện pháp như chọn giống tốt, làm đất kỹ, bón phân đầy đủ và vun xới kịp thời Bên cạnh đó, việc bảo vệ cây trồng và phòng trừ sâu bệnh là rất quan trọng Để phòng trừ sâu bệnh hiệu quả, ngoài các biện pháp canh tác và bắt giết sâu, việc sử dụng thuốc trừ sâu bệnh ngày càng trở nên cần thiết và được mở rộng tại miền Bắc Việt Nam.
Thuốc sinh học chứa thành phần giết sâu có thể là vi sinh vật như nấm, vi khuẩn, virus và tuyến trùng, cũng như các chất do vi sinh vật tiết ra, thường là kháng sinh Ngoài ra, các chất độc hoặc dầu thực vật có trong cây cỏ cũng được sử dụng trong thuốc sinh học.
Thuốc trừ sâu có nhiều loại khác nhau, bao gồm thuốc trừ sâu vô cơ, thuốc trừ sâu tổng hợp hữu cơ và thuốc trừ sâu thảo mộc Trong số đó, thuốc trừ sâu thảo mộc, được chế biến từ các loại cây có chất độc, là một trong những loại thuốc trừ sâu được con người sử dụng sớm nhất.
Nông dân trên toàn thế giới đã tích lũy nhiều kinh nghiệm để đối phó hiệu quả với sâu bệnh hại cây trồng Ngoài việc bắt sâu, họ còn sử dụng các loại cây chứa chất độc tự nhiên làm thuốc trừ sâu Theo thống kê, có hơn 2000 loài cây khác nhau có thể được sử dụng cho mục đích này, trong đó một số loại như cúc trừ sâu (Chrysanthemum cine – rariaefolium) và cây Ruốc cá (Derris elleptica) có hiệu lực cao Những loại cây này không chỉ được khai thác mà còn được chế biến thành thuốc trừ sâu phục vụ nhu cầu nông nghiệp.
Nước ta, với khí hậu nhiệt đới, sở hữu nhiều loại cây có chất độc tự nhiên, được sử dụng hiệu quả làm thuốc trừ sâu Nông dân đã áp dụng kinh nghiệm truyền thống như rải “lá say, lá đắng” để tiêu diệt sâu bọ, làm bả bắt chuột, và tắm cho gia súc nhằm loại bỏ ve, dận Thời kỳ Pháp thuộc, nông dân Nam bộ đã trồng cây Ruốc cá (Derris.sp.) quanh hàng rào để thu hoạch rễ làm thuốc trừ sâu hại rau Cây bách bộ (Stemona tuberosa) cũng đã được chế biến để sử dụng trong việc trừ sâu ở khu vực này.
Hiện nay, nhiều địa phương như Thái Nguyên, Vĩnh Ninh, Quảng Bình, và Hòa Bình đã áp dụng các loại cây có chất độc để chế tạo thuốc trừ sâu và trừ chuột, mang lại kết quả tích cực Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc trừ sâu từ thảo mộc vẫn chưa được đánh giá đúng mức trong sản xuất nông nghiệp.
Việc sử dụng thuốc trừ sâu bằng thảo mộc ở Việt Nam cần được khuyến khích không chỉ vì thiếu thuốc trừ sâu hóa học, mà còn do sự quan trọng của chúng trong nông nghiệp Các quốc gia phát triển như Nga, Mỹ, Anh và Nhật Bản vẫn coi trọng thuốc trừ sâu thảo mộc, với Nga sử dụng cây Anabasin và Mỹ dùng cây Ryani Mặc dù diện tích trồng các loại cây này đang gia tăng, nhưng vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu Trong thời kỳ phát triển nông nghiệp tại Trung Quốc, thuốc trừ sâu thảo mộc đã được áp dụng rộng rãi, giúp nông dân phát hiện và chế biến hàng trăm loại cây bản địa thành thuốc trừ sâu hiệu quả, ngăn chặn kịp thời các sâu hại, bảo vệ mùa màng.
Sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, thuốc trừ sâu hóa học đã phát triển mạnh mẽ và trở thành lựa chọn chính để bảo vệ cây trồng Tuy nhiên, trong một số trường hợp nhất định, thuốc trừ sâu từ thảo mộc vẫn giữ vai trò quan trọng và không thể bị thay thế Tại nhiều quốc gia, thuốc trừ sâu thảo mộc vẫn được sử dụng song song với các loại thuốc trừ sâu hóa học khác.
2.3.2.2 Ưu điểm của việc sử dụng chế phẩm sinh học phòng trừ sâu hại
- Chế phẩm sinh học không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng, không gây ô nhiễm môi trường sinh thái
Chế phẩm sinh học không chỉ bảo vệ cấu trúc đất mà còn ngăn ngừa tình trạng chai đất và thoái hóa đất, đồng thời góp phần nâng cao độ phì nhiêu cho đất.
- Chế phẩm sinh học giúp đồng hóa các chất dinh dƣỡng, góp phần tăng năng suất và chất lƣợng nông sản phẩm
Chế phẩm sinh học giúp tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại và nâng cao khả năng đề kháng cho cây trồng mà không gây ảnh hưởng đến môi trường, khác với các loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học.
Chế phẩm sinh học giúp phân hủy và chuyển hóa bền vững các chất hữu cơ, cũng như xử lý phế thải sinh học và phế thải từ nông nghiệp, công nghiệp, góp phần quan trọng vào việc làm sạch môi trường.
Các chế phẩm sinh học ứng dụng cho cây trồng hiện nay cơ bản đƣợc chia làm 3 nhóm chế phẩm sinh họcvới các tính năng khác nhau:
Nhóm chế phẩm sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc cải tạo đất và xử lý phế thải nông nghiệp, đồng thời còn được sử dụng để sản xuất phân bón hữu cơ sinh học và phân hữu cơ vi sinh Những chế phẩm này cũng bao gồm các chất kích thích tăng trưởng, giúp nâng cao năng suất và sức khỏe cho cây trồng.
+ Nhóm chế phẩm sinh học ứng dụng cho việc phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng
ĐẶC ĐIỂM CỦA RAU HỌ THẬP TỰ VÀ SÂU XANH BƯỚM TRẮNG
Họ Cải, hay còn gọi là họ Thập tự, bao gồm nhiều loại cây trồng có tên chứa chữ “cải”, như cải bắp, cải bông xanh, súp lơ, cải xoăn, cải làn, cải xoăn nước mặn, cải củ, cải thìa và su hào Đây là những loại rau có tầm quan trọng kinh tế lớn, cung cấp thực phẩm cho mùa đông trên toàn cầu và là mặt hàng xuất khẩu giá trị Rau có chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, bao gồm đường, đạm, vitamin A, B, C và các khoáng chất như sắt và canxi, đóng vai trò thiết yếu trong bữa ăn hàng ngày của con người.
Rau là loại cây trồng có thời gian sinh trưởng ngắn, chỉ từ 1-2 tháng để thu hoạch Tuy nhiên, rau cần nhiều dinh dưỡng và trong điều kiện đất ẩm ướt, chúng dễ bị tấn công bởi sâu hại.
Rau cải ngọt, hay Brassica integrifolia, thuộc họ Cải (Brassicaceae), có nguồn gốc từ Ấn Độ và Trung Quốc Cây thảo này cao tới 50 cm, với thân tròn không lông và lá có phiến xoan ngược tròn dài, mép nguyên không nhăn Hoa cải ngọt có màu vàng tươi, quả dài từ 4 – 11 cm, chứa hạt tròn Cải ngọt được trồng quanh năm và chứa nhiều chất dinh dưỡng như aibumin, đường, vitamin B1, và các axít hữu cơ Rễ và lá rau cải ngọt giàu chất kiềm, giúp thúc đẩy tiêu hóa, bảo vệ gan và chống mỡ trong gan.
Rau cải (cải ngọt, cải bẹ xanh ) có thể gieo trong vụ đông xuân (từ tháng
8 - 11) và vụ hè thu (từ tháng 2 - 6) Gieo hạt thẳng xuống đất hoặc gieo ở vườn ƣơm rồi cấy
2.4.2 Đặc điểm của sâu xanh bướm trắng
Sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae Linnaeus) là loài gây hại chủ yếu trên rau họ thập tự, với bướm có thân màu đen và cánh trắng có vết đen hình tam giác Trứng của chúng có màu hơi vàng, trong khi sâu non màu xanh lục có điểm đen nhỏ trên lưng, dài khoảng 28-35mm khi trưởng thành Bướm hoạt động ban ngày, sau 3-4 ngày vũ hóa sẽ đẻ từ 50-200 trứng rải rác trên mặt sau lá rau Sâu xanh mới nở ăn phần xanh của lá, còn sâu từ tuổi hai trở lên gặm thủng lá, gây thiệt hại nghiêm trọng cho ruộng rau nếu mật độ cao Bướm sống từ 2-5 tuần lễ.
Vòng đời của sâu xanh bướm trắng kéo dài từ 26-30 ngày, bao gồm giai đoạn trứng từ 6-8 ngày, sâu non 10-14 ngày và nhộng 7-8 ngày Bướm vũ hóa sau 3-4 ngày thì bắt đầu đẻ trứng Sâu phát sinh và gây hại chủ yếu từ tháng 10 năm trước đến tháng 5 năm sau, với mức độ nặng nhất từ tháng 2 đến tháng 5 do điều kiện thời tiết thuận lợi Sâu xanh thường tập trung gây hại nặng ở những ruộng rau xanh tốt, vì vậy cần chú ý đến việc bón phân hợp lý và đúng thời kỳ sinh trưởng của cây Để phòng trừ sâu xanh bướm trắng, có thể áp dụng biện pháp thủ công như bắt sâu non và nhộng bằng tay, hoặc sử dụng thiên địch và chế phẩm sinh học, đây là những biện pháp hiệu quả trong việc kiểm soát sâu hại.
Hình 2.2 Sơ đồ vòng đời của sâu xanh bướm trắng
VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
- Dụng cụ thu chế phẩm: xô đựng, phễu, vải màn
- Dụng cụ tưới: bình xịt, ôza
- Dụng cụ đo: Thước dây, cân tiểu ly
- Bút và vở ghi chép
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tạo chế phẩm thảo mộc chiết xuất từ hạt củ đậu
- Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm với sự sinh trưởng và phát triển của rau cải ngọt
- Đánh giá hiệu lực của chế phẩm với sâu xanh bướm trắng
3.3.1.Phương pháp phân tích tài liệu thứ cấp
Nghiên cứu này tập trung vào việc thu thập và phân tích tài liệu thứ cấp liên quan đến điều kiện tự nhiên và khí hậu của khu vực nghiên cứu Đồng thời, nó cũng xem xét các báo cáo và thí nghiệm có liên quan đến chế phẩm hạt củ đậu, sâu xanh bướm trắng và rau cải ngọt.
3.3.2 Phương pháp tạo chế phẩm
Để chuẩn bị cho các lần phun tiếp theo, bước đầu tiên là thu hái hạt củ đậu, sau đó phơi khô và tách vỏ Cuối cùng, hạt được bọc cẩn thận trong túi nilon để bảo quản.
Bước 2: Đem giã (nghiền) hạt thành bột mịn
Bước 3: Bột đã nghiền cho vào 3 xô đựng để ngâm với các tỷ lệ nồng độ khác nhau là: 100g/1l nước, 100g/2l nước, 100g/3l nước Ngâm qua đêm
Bước 4: Phần dịch nghiền được lọc qua vải lọc, vắt lọc lấy dung dịch
3.3.2.2 Cách sử dụng chế phẩm
- Chế phẩm đƣợc phun ngay sau khi vắt lọc
- Thời điểm phun thích hợp vào sáng sớm hoặc buổi chiều tối
- Phun kĩ vào các cây trong ÔTN, nhất là cây bị sâu bệnh
3.3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm
Bố trí thí nghiệm ngẫu nhiên, 4 công thức nhắc lại 4 lần nhắc lại ở 3 công thức thí nghiệm và 1 công thức đối chứng
CT1: 100 g hạt củ đậu pha với 1 lít nước
CT2: 100 g hạt củ đậu pha với 2 lít nước
CT3: 100g hạt củ đậu pha với 3 lít nước
CT4: Đối chứng phun nước lã
3.3.3.2 Thí nghiệm ngoài đồng ruộng ( ô thí nghiệm )
Bố trí thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh RCB, 4 công thức 4 lần nhắc lại ở 3 công thức thí nghiệm và 1 công thức đối chứng
CT1: 100 g hạt củ đậu pha với 1 lít nước
CT2: 100 g hạt củ đậu pha với 2 lít nước
CT3: 100g hạt củ đậu pha với 3 lít nước
CT4: Đối chứng phun nước lã
- Diện tích ô thí nghiệm là 1 m 2 /ô
- Tổng diện tích khu thí nghiệm là 12 m 2
3.3.4 CÁC CHỈ TIÊU NGHIÊN CỨU
3.3.4.1 Thử hiệu lực của chế phẩm trong phòng
Mỗi hộp nhựa đƣợc đánh dấu số thứ tự CT1, CT2, CT3, CT4 và sắp xếp số lần lặp sao cho phù hợp
- Sản xuất chế phẩm: Chiều tối ngày 10/3/2018
- Ngày thả sâu: Sáng ngày 11/3/2018
- Mỗi hộp nhựa nuôi côn trùng thả 10 con sâu xanh bướm trắng cùng tuổi 2 cho sâu vào lồng, phun chế phẩm đẫn lên cây rau cải
- Theo dõi hàng ngày số sâu sống ở mỗi công thức sau 3,5,7,9 ngày
3.3.4.2 Thử hiệu lực của chế phẩm ngoài đồng ruộng
Ô thí nghiệm được thiết lập trực tiếp trên đồng ruộng với diện tích mỗi ô là 1m², được bảo vệ cẩn thận để ngăn chặn sự xâm nhập từ sâu hại và các loại côn trùng khác, nhằm đảm bảo kết quả thí nghiệm chính xác.
Cải được trồng và chăm sóc cẩn thận trước khi tiến hành làm ô thí nghiệm Khi cây có từ 4 lá thật trở lên, cần ngăn các luống thành từng ô để thực hiện thí nghiệm.
- Ô thí nghiệm được ngăn bởi lưới chống côn trùng xâm nhập Lưới cao 70 cm đƣợc quây cẩn thận
- Trước khi thả sâu vào làm thí nghiệm tiến hành bắt triệt để các loài sâu hại có trong ô thí nghiệm, vệ sinh ô thí nghiệm sạch sẽ
- Thả sâu 4 – 5h chiều hôm trước và phun vào 7 – 8h sáng hôm sau
- Mỗi công thức thả 10 con sâu xanh bướm trắng, nhắc lại 3 lần, tổng mỗi công thức 30 con
- Sản xuất chế phẩm: Chiều tối ngày 2/3/2018
- Phun chế phẩm: 7h30 sáng ngày 3/3/2018
Sau khi phun tiến hành kiểm tra số sâu sống, sâu chết và đánh giá hiệu lực của thuốc sau 3, 5, 7, 9 ngày
Hiệu quả gây chết trong điều kiện thực nghiệm đƣợc tính bằng công thức Abbott(1925):
Trong đó: E là hiệu lực của thuốc tính bằng %
C là số sâu sống ở công thức đối chứng
T là số sâu sống ở công thức thí nghiệm
3.3.5.1 Các chỉ tiêu theo dõi
STT Các chỉ tiêu theo dõi Cách theo dõi Thời gian theo dõi
- Chiều cao cây (cm/cây)
- Số lá xanh (lá/cây)
- Điều tra theo 10 điểm góc chéo của từng ÔTN
- Đo từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng
- Đếm số sâu theo 5 điểm góc chéo của từng ÔTN, mỗi điểm xác định từ 2 cây
- Kiến 3 khoang - Đếm số con/cây, theo dõi cây ngẫu nhiên/ công thức 7 ngày/lần
4 Thời tiết Theo dõi hàng ngày 7 ngày/lần
Để đánh giá hiệu quả của chế phẩm từ hạt củ đậu đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây rau cải ngọt, chúng tôi đã thực hiện việc đo đạc tại mỗi ô với 5 điểm khác nhau, lựa chọn tuần tự mà không lặp lại theo phương pháp 5 điểm.
Mỗi điểm chéo góc chọn 2 cây và tiến hành đo đếm các chỉ tiêu:
- Chiều cao cây (cm): dùng thước đo từ gốc sát mặt đất đến đỉnh sinh trưởng
- Đếm số lá: đếm lá thật, lá xanh,
- Tỷ lệ sâu sống/1m 2 trồng rau: số sâu sống/ tổng số sâu đếm đƣợc trong 1 m 2 trồng rau
3.3.6 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
- Các số liệu đƣợc thu bằng cách quan sát và đếm sâu trực tiếp
- Số liệu sau khi thu nhân đƣợc sẽ đƣợc ghi lại vào bảng theo dõi
- Tổng hợp và xử lý số liệu bằng: phần mềm IRRISTAT 5.0 và phần mềm Excel 2013
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
TẠO CHẾ PHẨM PHÒNG TRỪ SÂU XANH BƯỚM TRẮNG TỪ HẠT CỦ ĐẬU
Các bước cơ bản trong quy trình chế tạo chế phẩm sinh học từ hạt củ đậu:
4.1.1 Chuẩn bị, sơ chế nguyên liệu và cách tạo chế phẩm
Nguyên liệu sử dụng trong thí nghiệm gồm:
- Hạt củ đậu và nước
- Hạt củ đậu đƣợc mua tại tỉnh Hoà Bình, hạt đã đƣợc phơi khô, không sâu bệnh, chất lƣợng tốt
Hình 4.1 Hạt củ đậu làm nguyên liệu tạo chế phẩm
Hạt củ đậu đƣợc mang đi nghiền nhuyễn thành bột sau đó cho vào từng xô đựng đƣợc đánh số thứ tự 1, 2, 3 theo từng tỉ lệ:
- 100g hạt củ đậu + 1 lít nước
- 100g hạt củ đậu + 2 lít nước
- 100g hạt củ đậu + 3 lít nước
Sau khi ngâm 1 đêm thì có thể đem sử dụng đƣợc Tách riêng phần bã và chất lỏng bằng vải màn
4.1.2 Thu nhận bảo quả chế phẩm
Sau khi ngâm, cần lọc để loại bỏ cặn bã và thu lấy dịch chiết, được gọi là chế phẩm thô với độ đậm đặc tùy theo công thức Chế phẩm này có màu trắng sữa hơi ngả vàng và mùi đặc trưng của hạt củ đậu Sau đó, chế phẩm thô được cho vào bình phun để sử dụng trực tiếp trong các thí nghiệm ngoài đồng ruộng và trong phòng thí nghiệm Để bảo quản chế phẩm, cần giữ trong tủ lạnh nhằm tránh hiện tượng lên men, điều này giúp duy trì hiệu lực của chế phẩm.
Hình 4.2 Chế phẩm thảo mộc chiết xuất từ hạt củ đậu
4.1.3 Cách sử dụng chế phẩm
- Chế phẩm đƣợc phun ngay sau khi vắt lọc
- Thời điểm phun thích hợp vào sáng sớm hoặc buổi chiều tối
- Phun kĩ vào các cây trong ÔTN, nhất là cây bị sâu bệnh
ĐÁNG GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY
Sự tăng trưởng chiều cao của cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng, mật độ gieo trồng, sâu bệnh,v.v
Trong thí nghiệm này, đối với mỗi ô thí nghiệm lƣợng chế phẩm phun khác nhau sẽ có những ảnh hưởng khác nhau tới chiều cao của cây rau cải
Mức độ ảnh hưởng của thuốc tới chiều cao của rau cải được thể hiện dưới bảng sau:
Bảng 4.1 Diễn biến chiều cao cây rau cải ngọt ở các công thức thí nghiệm
Chiều cao cây từ gieo đến thu hoạch (ngày)
7 NSG 14 NSG 21 NSG 28 NSG 35 NSG
Hình 4.3 Biểu đồ chiều cao cây rau cải ngọt ở 4 công thức
Theo bảng 4.1 và biểu đồ 4.3, chiều cao cây biến động theo thời gian sinh trưởng Sau 7 ngày gieo, sự chênh lệch chiều cao giữa các công thức là không đáng kể Tuy nhiên, sau 10 ngày, sự xuất hiện của sâu xanh bướm trắng đã ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và chiều cao cây rau, khiến cây chậm phát triển hơn Sau khi phun chế phẩm thảo mộc chiết xuất từ hạt củ đậu vào ngày 3/3/2018, chiều cao cây ở các công thức bắt đầu có sự chênh lệch lớn.
Chiều cao cây sau 7 ngày gieo ở CT1 và CT4 đạt 2,36 cm, CT2 là 2,40 cm và CT3 là 2,34 cm Từ 7 đến 14 ngày, chiều cao cây biến động từ 5,62 cm đến 6,16 cm, trong đó CT2 cao nhất với 6,16 cm và CT4 thấp nhất với 5,62 cm Sau 21 ngày gieo, chiều cao cây tăng trưởng rõ rệt, cao nhất là CT2 với 12,42 cm và thấp nhất là CT4 với 9,42 cm Đến 28 ngày gieo, chiều cao các công thức lần lượt là CT1 18,44 cm, CT2 18,77 cm, CT3 18,28 cm và CT4 15,61 cm.
35 ngày gieo chiều cao ở CT2 đạt cao nhất bằng 28,19 cm, thấp nhất ở CT4 bằng 24,52 cm
7 NSG 14 NSG 21 NSG 28 NSG 35 NSG
Chiều cao trung bình của các CT có sự khác biệt rõ rệt, trong đó CT2 đạt chiều cao sinh trưởng cao nhất, tiếp theo là CT1, sau đó là CT3, và thấp nhất là CT4.
Trong quá trình điều tra, số lượng lá xanh trong từng công thức có sự biến động khác nhau, điều này được thể hiện rõ qua bảng và biểu đồ dưới đây.
Bảng 4.2 Diễn biến số lá xanh trên cây rau cải ngọt ( Đơn vị tính: lá/cây )
Công thức Số lá xanh từ sau gieo đến thu hoạch (ngày)
7 NSG 14 NSG 21 NSG 28 NSG 35 NSG
Hình 4.4 Biểu đồ diễn biến số lá xanh trên cây rau cải ngọt
SỐ LÁ XANH ( LÁ/CÂY)
Từ bảng 4.2 và hình 4.4 ta thấy đƣợc:
Số lá xanh trung bình ở 4 công thức sau 7 ngày gieo không có sự biến động lớn Tuy nhiên, sau khi phun chế phẩm với các nồng độ khác nhau, số lá xanh đã có sự khác biệt rõ rệt Cụ thể, CT2 có số lá xanh nhiều nhất, trong khi CT1 có số lá xanh ít hơn do nồng độ cao dẫn đến hiện tượng héo nhẹ CT3 đạt số lá trung bình nhưng vẫn bị sâu xanh bướm trắng tấn công do nồng độ thấp Cuối cùng, CT4 có số lượng sâu lớn nhất vì không được phun chế phẩm, khiến cây phát triển chậm và số lá xanh tăng chậm.
- Sau 7 ngày gieo số lá xanh trung bình ở các công thức lần lƣợt nhƣ sau, CT1 có 3,03 lá, CT2 có 3,20 lá, CT3 có 3 lá và CT4 có 3,07 lá
- 14 ngày sau gieo số lá đạt nhiều nhất ở CT2 là 3,93 lá, tiếp đến là CT1 có 3,87 lá,CT3 có 3,70 lá, số lá ít nhất ở CT4 là 3,37 lá
- Sau 21 ngày gieo số lá nhiều nhất ở CT2 là 5,37 lá, ít nhất ở CT4 là 4,17
- Sau 28 ngày gieo ở CT1 có 6 lá, CT2 có 6,34 lá, CT3 có 5,63 lá, CT4 có 4,40 lá
- Số lá trung bình sau 35 ngày gieo nhiều nhất ở CT2 là 7,77 lá, ít nhất là CT4 là 5,20 lá
CT2 có số lá trung bình cao nhất, tiếp theo là CT1 và CT3, trong khi CT4 có số lá trung bình thấp nhất Ngoài ra, chiều cao trung bình của các CT cũng thể hiện sự khác biệt rõ rệt.
4.2.3 Các chỉ tiêu về thiên địch
Quan sát trên đồng ruộng cho thấy, việc phun thuốc thảo mộc chiết xuất từ hạt củ đậu không làm giảm số lượng kiến ba khoang và bọ rùa Điều này cho thấy chế phẩm thảo mộc từ hạt củ đậu không ảnh hưởng đến thiên địch và các sinh vật có ích cho rau cải ngọt.
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHÒNG, TRỪ SÂU XANH BƯỚM TRẮNG CỦA CHẾ PHẨM
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của chế phẩm sinh học từ thiên nhiên trong việc diệt trừ sâu hại mà không gây độc hại cho người và môi trường Các chế phẩm từ cây Neem và cây Ruốc cá cho thấy khả năng phòng chống sự tấn công của sâu hại rất tốt Thành phần thảo mộc chứa nhiều hợp chất có mùi đặc trưng, giúp xua đuổi côn trùng và sâu hại, từ đó giảm thiểu đáng kể tỷ lệ cây trồng bị tấn công.
Để đánh giá hiệu quả của chế phẩm thảo mộc chiết xuất từ hạt củ đậu trong việc phòng trừ sâu hại rau, tôi đã tiến hành thử nghiệm trên cây rau cải ngọt, tập trung vào việc kiểm soát loài sâu xanh bướm trắng.
4.3.1 Kết quả thử nghiệm chế phẩm trong phòng
Hình 4.5 Thử hiệu lực của thuốc thảo mộc chiết xuất từ hạt củ đậu diệt sâu xanh bướm trắng trong phòng
Bảng 4.3 Hiệu quả phòng trừ của chế phẩm hạt củ đậu với sâu xanh bướm trắng trong phòng
Công thức Hiệu lực E (%) của các công thức chế phẩm
Hình 4.6 So sánh hiệu lực của các loại chế phẩm trong phòng
HIỆU LỰC E (%) CỦA CHẾ PHẨM
Kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện qua bảng 4.3 và hình 4.6:
Hiệu lực trừ sâu xanh bướm trắng của chế phẩm chiết xuất từ hạt củ đậu tăng lên theo thời gian, với hiệu quả thấp sau 3 ngày nhưng tăng nhanh từ ngày 3 đến ngày 5 Đến ngày thứ 7, hiệu lực tăng chậm lại Công thức đối chứng không có sâu chết do không có cạnh tranh về nguồn thức ăn và nơi ở Nồng độ chế phẩm cao hơn dẫn đến số lượng sâu chết nhiều hơn và hiệu quả lớn hơn Chế phẩm tác động trực tiếp lên sâu, gây hiện tượng ngán ăn và chết.
- Sau 3 ngày phun hiệu lực của công thức 1 đã đạt cao nhất là 26,67% Công thức công thức 3 thấp nhất đạt 6,67%, ở công thức 2 đạt 16,67%
- Sau 5 ngày phun, công thức 1 với hiệu lực là 50%, công thức 2 đạt
Ngày thứ 7 sau khi phun chế phẩm thấy đƣợc ở công thức 3 đạt 43,33%, công thức 1 đạt 73,33%, công thức 2 đạt 60%
Đến ngày thứ 9 sau khi xử lý, hiệu lực của các công thức được ghi nhận như sau: công thức 1 đạt hiệu lực cao nhất với 86,67%, tiếp theo là công thức 2 với 73,33%, trong khi công thức 3 có hiệu lực thấp nhất với 53,33%.
Do CT4 là công thức đối chứng phun nước lã nên không tính được độ hữu hiệu của chế phẩm
Từ kết quả cho thấy hiệu lực trừ sâu xanh bướm trắng của công thức 1 là tốt nhất so với công thức 2 và công thức 3
4.3.2 Kết quả thử thuốc ngoài đồng ruộng
Tôi đã tiến hành thử nghiệm hiệu lực của thuốc thảo mộc chiết xuất từ hạt củ đậu trên sâu xanh bướm trắng tại khu vực đồng ruộng ở Lạc Sơn, phường Thái Học, thị xã Chí Linh, tỉnh Hải Dương.
Xây dựng ô thí nghiệm quy mô nhỏ giúp thử nghiệm các chế phẩm ngoài đồng ruộng, với mỗi loại chế phẩm và nồng độ khác nhau mang lại hiệu quả khác nhau CT4 là công thức đối chứng phun nước lã và không được đưa vào bảng 4.4 Độ hữu hiệu của các chế phẩm được thể hiện qua bảng 4.4 và hình biểu đồ 4.7.
Bảng 4.4 Hiệu quả phòng trừ của chế phẩm hạt củ đậu với sâu xanh bướm trắng ngoài đồng ruộng
Công thức Hiệu lực E (%) của các công thức chế phẩm
Hình 4.7 So sánh hiệu lực của các loại chế phẩm ngoài đồng ruộng
HIỆU LỰC E (%) CỦA CHẾ PHẨM
Từ bảng 4.4 và hình 4.7 ta thấy hiệu lực của chế phẩm chiết xuất từ hạt củ đậu với các nồng độ khác nhau trên các công thức:
Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu lực của chế phẩm từ hạt củ đậu đối với sâu xanh bướm trắng ngoài đồng có sự khác biệt rõ rệt giữa các nồng độ pha Cụ thể, hiệu lực cao nhất được ghi nhận ở công thức 1 sau 3, 5, 7 và 9 ngày, tiếp theo là công thức 2, trong khi công thức 3 cho hiệu lực thấp nhất.
Cụ thể công thức 1 sau 3 ngày, hiệu lực đạt 22,23%, nhƣng công thức 2 đạt 10%, công thức 3 đạt 6,67%;
Sau phun 5 ngày, hiệu lực của công thức 1 đạt 46,67%, công thức 2 đạt 33,33%, công thức 3 đạt 26,67%;
Sau phun 7 ngày, hiệu lực của công thức 1 đạt 70%, công thức 2 đạt 60% và công thức 3 đạt 50%;
Sau phun 9 ngày, hiệu lực của công thức 1 đạt cao nhất là 83,33%, thấp nhất ở công thức 3 đạt 76,67%, còn lại công thức 2 đạt 60%
Sự tác động của môi trường, nhiệt độ và ánh nắng khiến hiệu lực của các công thức phun tăng chậm sau 7 ngày Nguyên nhân là do trong hạt củ đậu chứa hợp chất Rotenone, mà hợp chất này dễ bị phân hủy khi tiếp xúc với ánh sáng và không khí.
Để tiết kiệm chi phí, công sức và thời gian, cũng như giảm thiểu ảnh hưởng của sâu xanh bướm trắng đến sự sinh trưởng và phát triển của rau, chúng ta nên áp dụng công thức CT1 với nồng độ 100g hạt củ đậu pha với 1 lít nước.
Hình 4.8 Hiệu quả phòng trừ sâu xanh bướm trắng trên rau cải ngọt từ chế phẩm chiết xuất từ hạt củ đậu trên 4 công thức