1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
-oOo-
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Môi trƣờng Đất và Nƣớc
Mã ngành: 9 44 03 03
ẢNH HƢỞNG CỦA SỬ DỤNG KẾT HỢP
THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT HOẠT CHẤT
CHLORPYRIFOS ETHYL VÀ FENOBUCARB
ĐẾN HOẠT TÍNH ENZYM CHOLINESTERASE
Ở CÁ LÓC (CHANNA STRIATA)
Cần Thơ, 2018
2
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1. Nguyễn Văn Toàn, Đào Trọng Ngữ, Nguyễn Văn Công, 2015. Response of
cholinesterase to insecticide Chlorpyrifos ethyl in snakehead fish (channa
striata) in rice field of Vietnamese Mekong Delta. Tạp chí Khoa học và Công
nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Số đặc biệt Vol. 53,
No, 3A, 2015. Trang 277 – 282. ISSN: 0866 – 708X
2. Nguyễn Văn Toàn, Đào Trọng Ngữ, Nguyễn Văn Bé, Phạm Văn Toàn,
Trịnh Diệp Phương Danh và Nguyễn Văn Công, 2017. So sánh ảnh hưởng của
việc sử dụng đơn lẻ và kết hợp hoạt chất Fenobucarb và Chlorpyrifos ethyl cho
lúa đến cholinesterase ở cá lóc (channa striata) sống trên ruộng. Tạp chí Khoa
học Trường Đại học Cần Thơ, Số chuyên đề: Môi trường và biến đổi khí hậu
(2017) (1): Trang 49 – 54. ISSN: 1859 – 2333.
3. Nguyễn Văn Toàn, Nguyễn Văn Công, 2017. Ảnh hưởng của hỗn hợp hoạt
chất Fenobucarb và chlorpyrifos ethyl đến hoạt tính cholinesterase ở cá lóc
(channa striata). Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Nông lâm Nghiệp - Đại học Nông
Lâm Tp. Hồ Chí Minh, Số: 5/2017 Trang 66 – 71. ISSN: 1859-1523.
4. Nguyễn Văn Toàn, Nguyễn Văn Công, 2018. Hiện trạng sử dụng thuốc
bảo vệ thực vật ở một số vùng canh tác lúa Đồng bằng sông Cửu Long. Tạp
chí Tài nguyên và Môi trường, Số 5 (283) Kỳ 1 Tháng 3 năm 2018. Trang 26
– 30. ISSN: 1859 – 1477.
3
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong canh tác lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), thuốc bảo vệ
thực vật (BVTV) chứa hoạt chất Chlorpyrifos ethyl (nhóm Lân hữu cơ) và
Fenobucarb (nhóm Carbamate) thường được sử dụng phổ biến (Nguyen Thanh
Tam et al., 2015; Nguyễn Văn Toàn và Nguyễn Văn Công, 2018). Trong danh
mục thuốc BVTV cho phép sử dụng năm 2016 có đến 159 tên thuốc thương mại
có chứa Chlorpyrifos ethyl và 39 tên thương mại chứa hoạt chất Fenobucarb (TT
03/2016/TT-BNNPTNT). Các sản phẩm phối trộn sẵn hoạt chất Chlorpyrifos
ethyl với Fenobucarb được sử dụng như: Visa 5GR, Rockfos 550EC, Babsac
600EC, 750EC, Fenfos 650EC, Super Kill Plus 550EC. Ngoài ra, hai đơn chất
này cũng thường được phối trộn khi phun nhằm tiêu diệt cùng lúc rầy nâu và các
loài sâu hại khác nhau (Phạm Văn Toàn, 2013). Dù phun riêng lẻ từng hoạt chất
hay hỗn hợp thì sau cùng các hoạt chất này cùng tồn tại trong thành phần môi
trường. Do đó, sinh vật trong thực tế thường chịu tác động của nhiều độc chất
khác nhau. Sự phối trộn độc chất có thể làm (i) giảm (tác động đối kháng), (ii)
tăng (tác động hợp lực) hay (iii) không ảnh hưởng đến độc tính so với trường hợp
riêng lẻ (Trần Văn Hai, 2005).
Cá lóc (Channa striata) sống ở nhiều loại hình thủy vực, trong đó có đồng
ruộng (Trương Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hương, 1993), nơi mà thuốc BVTV
thường xuyên được sử dụng. Vào mùa mưa, cá thường tìm đến đồng ruộng để
sinh sản (Amilhat and Lorenzen, 2005) nên chúng có nhiều nguy cơ phơi nhiễm
thuốc BVTV. Do đó, cá lóc là một trong những loài thủy sinh vật chịu nhiều tác
động bất lợi do phun thuốc BVTV cho lúa nên được để chọn lựa cho nghiên cứu.
Enzyme Cholinesterase (ChE) có vai trò quan trọng trong điều tiết chức
năng bình thường của quá trình truyền tín hiệu thần kinh qua các tế bào thần kinh
ở động vật sống. ChE rất nhạy cảm với thuốc BVTV gốc Lân hữu cơ và
Carbamate (Stenersen, 2004); khi ChE bị ức chế có thể ảnh hưởng đến hoạt động
hô hấp, di chuyển, bắt mồi và gây chết sinh vật (Peakall, 1992). Hầu hết các loài
thủy sinh vật chết khi ChE bị ức chế hơn 70% (Fulton and Key, 2001) và ngưỡng
giới hạn sinh học cho phép ChE bị ức chế không quá 30% mức bình thường
(Aprea et al., 2002). Đo hoạt tính ChE có thể giúp phát hiện sớm ảnh hưởng bất
lợi của môi trường đến sinh vật (Peakall, 1992; Cong et al., 2006). Do vậy, ChE
có thể sử dụng làm chỉ thị cảnh báo ô nhiễm và tác hại của ô nhiễm thuốc BVTV
gốc Lân hữu cơ và Carbamate đến sinh vật. Kỹ thuật tái kích hoạt khi ChE bị ức
chế bởi lân hữu cơ bằng pralidoxime (2-PAM) và phương pháp pha loãng rồi ủ
mẫu ở nhiệt độ và thời gian thích hợp khi ChE bị ức chế bởi Carbamate đã được
đề xuất áp dụng khi không có sinh vật đối chứng (Rotenberg, 1995).
Trên thế giới, nhiều nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm và ngoài
thực địa đã sử dụng ChE như chỉ dấu sinh học (Biomarker) cảnh báo nhiễm bẩn
thuốc BVTV (Andresscu et al., 2006; Laetz et al., 2009;…). Những nghiên cứu
bước đầu ở Việt Nam cho thấy có thể sử dụng ChE ở cá chép Cyprinus carpio, cá
4
mè vinh Puntius gonionotus (Đỗ Thị Thanh Hương, 1999; Nguyễn Trọng Hồng
Phúc et al., 2010), cá lóc Channa striata (Cong et al., 2006, 2008), cá rô đồng
Anabas testudineus (Ngô Tố Linh, 2008; Nguyễn Khắc Du, 2010; Nguyen Thanh
Tam et al., 2015) để đánh dấu tác tác hại của nhiễm bẩn thuốc BVTV hoạt chất
Diazinon, Acephate, Isoprocarb, Fenobucarb,… Tuy nhiên, sự tác động của hỗn
hợp thuốc BVTV đến ChE vẫn chưa được tìm hiểu nhiều. Do đó Luận án “Ảnh
hưởng của sử dụng kết hợp thuốc bảo vệ thực vật hoạt chất Chlopyrifos ethyl và
Fenobucarb đến hoạt tính enzym Cholinesterase cá lóc (Channa striata)” đã
được thực hiện.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Xác định nhạy cảm của enzyme cholinesterase ở não cá lóc (C. striata) với
Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb khi phơi nhiễm riêng lẻ và phối trộn để cảnh
báo nhiễm bẩn hai hoạt chất này trong môi trường nước.
Nghiên cứu khả năng áp dụng đo ChE ở não cá lóc như phương pháp sinh
học cảnh báo nhiễm bẩn thuốc BVTV chứa Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Hiện trạng sử dụng thuốc BVTV ở một số vùng canh tác lúa ĐBSCL.
Xác định ảnh hưởng riêng lẽ, hỗn hợp hoạt chất Chlorpyrifos ethyl và
Fenobucarb đến hoạt tính enzyme Cholinesterase ở não cá Lóc ở điều kiện
phòng thí nghiệm và trên đồng ruộng.
Xác định kỹ thuật tái kích hoạt enzyme Cholinesterase như phương pháp
sinh học để cảnh báo nhiễm bẩn thuốc BVTV Lân hữu cơ và Carbamate.
1.4 Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện với sự phối trộn 2 hoạt chất Fenobucarb và
Chlorpyrifos ethyl tác động đến hoạt tính ChE ở não cá lóc ở các mức nồng độ
dưới ngưỡng gây chết ở điều kiện phòng thí nghiệm trường Đại học Cần Thơ và
ruộng lúa ở xã Tân Long, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang.
1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu cho thấy việc hỗn hợp thuốc bảo vệ thực vật hoạt chất
Fenobucarb với Chlorpyrifos ethyl dù không làm tăng hay giảm tính độc nhưng
gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt tính ChE ở cá lóc hơn trường hợp từng
đơn chất. Qua đó cho thấy thói quen hỗn hợp thuốc khi sử dụng của người canh
tác lúa góp phần đe dọa đến cá lóc nói riêng và động vật nói chung.
Nghiên cứu khẳng định thêm đo ChE ở cá lóc có thể xem như phương
pháp sinh học nhận ra ảnh hưởng của nhiễm bẩn thuốc BVTV lân hữu cơ và
carbamate đến sinh vật.
1.6 Điểm mới của luận án
Luận án cung cấp thông tin cập nhật về các loại thuốc BVTV được sử
dụng phổ biến ở một số vùng chuyên canh lúa Đồng bằng sông Cửu Long. Luận
án cũng cho thấy khi phối trộn hay hỗn hợp thuốc BVTV Chlorpyrifos ethyl và
Fenobucarb làm ảnh hưởng đến ChE cá lóc nghiêm trọng hơn trường hợp đơn lẻ.
Bổ sung phương pháp sinh học cảnh báo tác hại của sử dụng thuốc bảo vệ thực
vật đến cá lóc (C. striata) nói riêng và sinh vật nói chung.
5
CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 8 năm 2012 đến tháng 12 năm 2016.
Trong đó, nội dung “Khảo sát tình hình sử dụng thuốc BVTV ở một số vùng
canh tác lúa ở ĐBSCL” được thực hiện ở tỉnh Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp
và Hậu Giang trong thời gian từ 08/2012 đến tháng 02/2013. Các thí nghiệm về
ảnh hưởng của thuốc BVTV Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến ChE ở cá lóc
trong điều kiện phòng thí nghiệm được thực hiện tại Khoa Môi trường và Tài
nguyên thiên nhiên – Trường Đại học Cần Thơ. Các thí nghiệm trên đồng ruộng
được thực hiện ở Hậu Giang.
2.2 Sinh vật và thuốc BVTV sử dụng cho thí nghiệm
Cá lóc (Ch. striata) có trọng lượng 2,5 – 3,0 g/con, được thuần dưỡng
trong bể Composite 600 lít ở mật độ 250 - 300 con/bể từ 2 - 3 tuần trước khi bố
trí thí nghiệm. Cá được cho ăn hằng ngày bằng thức ăn viên (Cargill mã số 7574,
400 đạm, kích thước viên 3 mm) với liều lượng 3 - 5% trọng lượng cá. Cá khỏe
mạnh và đồng cỡ mới được chọn cho thí nghiệm.
Thuốc BVTV có tên thương mại Bascide 50EC chứa 50% khối lượng
Fenobucarb và Mondeo 60EC chứa 60% khối lượng Chlorpyrifos ethyl được sử
dụng cho các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và phun trên đồng ruộng.
2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1 Nội dung 1: Khảo sát tình hình sử dụng thuốc BVTV ở một số vùng canh
tác lúa ở ĐBSCL.
Tình hình sử dụng thuốc BVTV tại một số vùng canh tác lúa ở ĐBSCL
được tìm hiểu qua phỏng vấn trực tiếp người dân ở một số huyện thuộc tỉnh Long
An, Đồng Tháp, Tiền Giang và Hậu Giang. Đây là các địa phương canh tác lúa
trọng điểm ở ĐBSCL. Tổng số hộ được phỏng vấn là 939 hộ (Bảng 2.1).
Phiếu phỏng vấn tập trung vào các nội dung như (i) chủng loại thuốc sử
dụng, (ii) mục đích sử dụng, (iii) số lần sử dụng trong vụ, (iv) liều lượng sử dụng,
(v) cách thức sử dụng….
Bảng 2.1:Số hộ được phỏng vấn tình hình sử dụng thuốc BVTV trong canh tác lúa
Tỉnh
Số hộ
Tỷ lệ (%)
Long An
300
31,9
Ðồng Tháp
242
25,8
Tiền Giang
247
26,3
Hậu Giang
150
16,0
2.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của phối trộn thuốc BVTV
Chlorpyrifos ethyl và Fenobucarb đến ChE cá lóc điều kiện phòng thí nghiệm
Mười hai (12) nghiệm thức có thuốc và 1 nghiệm thức đối chứng được bố
trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lập lại trong bể composite 100 lít chứa 30L
nước máy (mẫu đối chứng) hoặc dung dịch thuốc (các nghiệm thức chứa thuốc).
Trong 12 nghiệm thức có thuốc gồm 4 mức nồng độ 1%, 2%, 5% và 10% LC50-