BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN PHÂN HỦY THUỐC
TRỪ SÂU DIAZINON TRÊN MÔ HÌNH CANH TÁC CHUYÊN MÀU Ở
MỘT SỐ TỈNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Mã số: TNCS2014-25

Chủ nhiệm đề tài: NCS. NGUYỄN VĂN LẸ

Cần Thơ , Tháng 3 năm 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN PHÂN HỦY THUỐC
TRỪ SÂU DIAZINON TRÊN MÔ HÌNH CANH TÁC CHUYÊN MÀU Ở
MỘT SỐ TỈNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Mã số: TNCS2014-25

Xác nhận của trường Đại học Cần Thơ

Chủ nhiệm đề tài


10. Mục tiêu.....................................................................................................23
11. Điều tra tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên mô hình chuyên màu...........24
12. Thu mẫu đất và một số đặc tính hóa lí của đất sử dụng trong nghiên cứu..24
13. Làm giàu mật số cộng đồng vi khuẩn có khả năng phân hủy Diazinon và
khảo sát khả năng phân hủy Diazinon của các cộng đồng vi khuẩn.................25
14. Phân lập vi khuẩn có khả năng phân hủy thuốc trừ sâu Diazinon..............27
15. Khảo sát khả năng phân hủy Diazinon của các dòng vi khuẩn phân lập....27
16. Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH và nguồn cacbon đến sự gia tăng mật số của vi
khuẩn...............................................................................................................29
17. Phương pháp xử lí số liệu..........................................................................29
18. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..............................................................30
i


Phần 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN....................................31
Chương 1: TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VÀ LƯU TỒN THUỐC TRỪ SÂU
DIAZINON..........................................................................................................31
1.1 Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở ĐBSCL........................................31
1.2 Lưu tồn thuốc trừ sâu Diazinon ngoài đồng ruộng trên mô hình
chuyên canh rau, màu..............................................................................34
Chương 2: PHÂN LẬP VI KHUẨN PHÂN HỦY THUỐC TRỪ SÂU
DIAZINON..........................................................................................................36
2.1 Kết quả làm giàu mật số các cộng đồng vi khuẩn phân hủy Diazinon
từ đất chuyên canh màu...........................................................................36
2.2 Khả năng phân hủy Diazinon của cộng đồng vi khuẩn trên mô hình
canh tác chuyên màu ở một số tỉnh ĐBSCL............................................37
2.3 Kết quả phân lập vi khuẩn trên môi trường đặc TSA.........................37
2.4 Khả năng phân hủy Diazinon của các dòng vi khuẩn trong môi trường
khoáng tối thiểu.......................................................................................41
2.5 Diễn biến hàm lượng thuốc Diazinon và mật số vi khuẩn theo thời


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới........................................4
Hình 2. Diễn biến về chi phí dùng cho việc sử dụng thuốc BVTV trên thế giới.....5
Hình 3. Diễn biến về tổng chi phí sử dụng thuốc BVTV theo châu lục...................6
Hình 4. Lượng thuốc BVTV sử dụng ở một số quốc gia trên thế giới.....................6
Hình 5. Tình hình nhập khẩu thuốc BVTV ở Việt Nam..........................................7
Hình 6. Tình hình sử dụng thuốc BVTV tại An Giang............................................9
Hình 7. Công thức cấu tạo Diazinon.....................................................................10
Hình 8. Quá trình quang phân Diazinon trong lớp đất mặt....................................21
Hình 9. Liều lượng thuốc trừ sâu được sử dụng trên mô hình chuyên màu...........32
Hình 10. Phần trăm nông dân sử dụng thuốc trừ sâu trên mô hình chuyên màu....33
Hình 11. Phần trăm diện tích có sử dụng hoạt chất thuốc trừ sâu trên mô hình
chuyên màu...........................................................................................................33
Hình 12. Lưu tồn thuốc Diazinon trong đất ngoài đồng ruộng trên mô hình chuyên
màu tại Cai Lậy-Tiền Giang (đất phù sa) và Hòa An- Hậu Giang (đất phèn) (n=4,
Sai số chuẩn).........................................................................................................35
Hình 13. Sự phát triển của cộng đồng vi khuẩn HA7 trong môi trường khoáng tối
thiểu có bổ sung Diazinon 20 ppm........................................................................36
Hình 14. Sự phân hủy Diazinon của cộng đồng vi khuẩn sau 14 ngày nuôi cấy. . .37
Hình 15. Hình dạng khuẩn lạc của một số dòng phân lập trên môi trường TSA: (a)
dòng HA7.1, (b) dòng HA7.4, (c) dòng TA4.17 và (d) dòng TA3.2......................39
Hình 16. Sự phát triển của vi khuẩn trong môi trường khoáng tối thiểu chứa
Diazinon 20ppm....................................................................................................40
Hình 17. Khả năng phân hủy Diazinon của các dòng vi khuẩn sau 30 ngày nuôi
trong môi trường WICK........................................................................................42
Hình 18. Khả năng phân hủy Diazinon của dòng vi khuẩn HA7.1 theo thời gian ủ.
.............................................................................................................................. 43
Hình 19. Sự thay đổi mật số theo thời gian nuôi ủ của dòng vi khuẩn HA7.1.......43


Kết quả điều tra về tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở Đồng bằng sông Cửu
Long cho thấy hoạt chất S-Metolachlor được nông dân sử dụng với liều lượng cao
nhất (1344 g/1000m2/năm). Bên cạnh đó, nhiều hoạt chất thuốc trừ sâu thuộc
nhóm lân hữu cơ có thời gian bán hủy dài và lưu tồn lâu trong đất như
Chlorpyrifos Ethyl và Diazinon được nông dân sử dụng với liều lượng cao tương
ứng là 517g/1000m2/năm (cao hơn so với khuyến cáo khoảng 2,5 lần) và
122g/1000m2/năm (cao hơn so với khuyến cáo khoảng 1,2 lần).
Sau khi làm giàu mật số 21 cộng đồng vi khuẩn từ 21 mẫu đất thu được ở 4
tỉnh thuộc ĐBSCL (Hậu Giang, Tiền Giang, An giang và Vĩnh Long) được bố trí
thí nghiệm để khảo sát khả năng phân hủy Diazinon trong dung dịch khoáng tối
thiểu. Kết quả bố trí thí nghiệm cho thấy có 10 cộng đồng vi khuẩn có khả năng
phân hủy Diazinon có hiệu quả và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng
(giảm từ 14,3-37,9%). Các cộng đồng phân hủy Diazinon mạnh nhất được chọn để
phân lập vi khuẩn gồm CL7, CM1, HA10, HA7, TA3 và TA4 (giảm từ 19,4% 37,9%). Kết quả phân lập được 87 dòng vi khuẩn, nhưng chỉ có 15 dòng vi khuẩn
có khả năng phát triển trong môi trường khoáng tối thiểu có bổ sung Diazinon 20
ppm.
Các dòng vi khuẩn có khả năng phát triển trong môi trường khoáng tối
thiểu có bổ sung Diazinon 20 ppm được bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng phân
hủy Diazinon. Kết quả cho thấy có 4 dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy thuốc
trừ sâu Diazinon hiệu quả sau 30 ngày nuôi ủ gồm HA7.1, TA4.17, TA3.2, HA7.4
và hàm lượng Diazinon giảm và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng
lần lượt là 27,9%; 24,2%;15,7% và 15,4%.
Dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy Diazinon mạnh nhất (HA7.1) được bố
trí thí nghiệm để khảo sát hàm lượng Diazinon còn lại và mật số vi khuẩn theo
thời gian. Kết quả cho thấy sau 7 này nuôi ủ hàm lượng Diazinon giảm mạnh nhất
(19,7%) và mật số vi khuẩn tăng cao nhất so với các khoảng thời gian còn lại.
vii


Ba thí nghiệm nhằm khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện môi trường

Đi đầu trong nghiên cứu phân hủy sinh học Diazinon bởi cộng đồng vi
khuẩn và các dòng vi khuẩn phân lập từ đất canh tác rau, màu ở ĐBSCL.
4. Kết quả nghiên cứu
Thí nghiệm được bố trí trong ống nghiệm chứa 5 ml dung dịch khoáng tối
thiểu có bổ sung Diazinon 20 ppm để khảo sát khả năng phân hủy của các cộng
ix


đồng vi khuẩn sau 14 ngày nuôi ủ. Kết quả cho thấy có 10 cộng đồng phân hủy
Diazinon (giảm từ 14,3% đến 37,9%) và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối
chứng.
Từ sáu cộng đồng có khả năng phân hủy Diazinon mạnh nhất được chọn để
phân lập. Kết quả phân lập được 87 dòng vi khuẩn, trong đó có 15 dòng vi khuẩn
có khả năng phát triển trong dung dịch khoáng tối thiểu có bổ sung hoạt chất thuốc
trừ sâu Diazinon 20 ppm.
Thí nghiệm được bố trí trong ống nghiệm chứa 5 ml dung dịch khoáng tối
thiểu có bổ sung Diazinon 20 ppm để khảo sát khả năng phân hủy hoạt chất thuốc
trừ sâu Diazinon của các dòng vi khuẩn sau 30 ngày nuôi cấy. Kết quả cho thấy có
4 dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy thuốc trừ sâu Diazinon hiệu quả từ 15,4%
đến 27,9% và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng gồm các dòng
HA7.4, TA3.2, TA4.17, HA7.1
Ba thí nghiệm nhằm khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện môi trường
(nhiệt độ, pH, nguồn cacbon) đến sự tăng trưởng mật số vi khuẩn trong dung dịch
khoáng tối thiểu sau 5 ngày nuôi ủ trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả cho
thấy có ba dòng vi khuẩn tăng mật số cao nhất ở 30 oC (TA3.2, TA4.17, HA7.1) và
một dòng vi khuẩn gia tăng mật số cao nhất ở 37 oC (HA7.4). Các dòng vi khuẩn
TA3.2, TA4.17 và HA7.4 gia tăng mật số cao nhất ở pH = 7 và dòng vi khuẩn
HA7.1 gia tăng mật số cao nhất ở pH = 6. Kết quả thí nghiệm cho thấy tất cả bốn
dòng vi khuẩn trên đều có sự sinh trưởng tốt nhất trong môi trường nuôi cấy với
nguồn cacbon TSB.

bacteria from mono upland crop cultivated soils in the Mekong Delta of Vietnam
Code number: TNCS2014-25
Coordinator: Nguyen Van Le
Current

institution:

PhD

student

of

Biotechnology

Research

and

Development Institute- Can Tho University
Duration: from March, 2014 to March, 2015
2. Objective(s)
 To isolate bacterial strains being able to degrade the insecticide Diazinon
from mono upland crop cultivated soil samples
 To evaluate degrading capacity of isolated bacterial strains for Diazinon
3. Creativeness and innovativeness
This study is one of the first researches regarding to biodegradation of the
insecticide Diazinon by isolated microbial communities and strains from mono
upland crop cultivated soils in the Mekong Delta region of Vietnam.
4. Research results

6. Effects, technology transfer means and applicability
Results of this study is considered as a primary base for further researches
in aspect of degradation activities for the insecticide Diazinon by aerobically
bacterial strains isolated from soils. Moreover, degradation capacity of these
isolated strains for Diozinon when being introduced collectively is also worth to
evaluation under the greenhouse conditions

xiii


Phần 1: MỞ ĐẦU
1. Định nghĩa thuốc BVTV
Thuốc bảo vệ thực vật là những chế phẩm có nguồn gốc hóa chất, thực vật,
động vật. Thuốc bảo vệ thực vật bao gồm các chế phẩm dung để phòng trừ sinh
vật gây hại tài nguyên thực vật, các chế phẩm điều hòa sinh trưởng thực vật, chất
làm rụng hay khô lá, các chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút các loài sinh
vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt (Nguyễn Trần Oánh và ctv., 2007).
Thuốc bảo vệ thực vật là một tác nhân hóa học hay sinh học (như virus, vi
khuẩn, xạ khuẩn...) nhằm ngăn cản hoặc tiêu diệt sự phát triển sâu, bệnh. Các đối
tượng tiêu diệt của thuốc bảo vệ thực vật gồm côn trùng, tác nhân gây bệnh, cỏ
dại, động vật thân mềm, các loài chim, vi khuẩn và kí sinh truyền bệnh. Mặc dù
thuốc bảo vệ thực vật có nhiều lợi ích nhưng cũng có một số hạn chế như gây ngộ
độc ở người và các loài sinh vật không phải đối tượng phòng trừ (Gilden et al.,
2010).
2. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật
Phân loại thuốc BVTV có nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào cơ sở phân
loại. Theo WHO (World Health Organization-Tổ chức Y tế Thế giới) căn cứ độ
độc cấp tính của thuốc phân chia các loại thuốc BVTV thành 4 nhóm độc khác
nhau: Ia (rất độc), Ib (độc cao), II (độc trung bình), III (ít độc) và IV (rất ít độc).
(Bảng 1).


10 – 100 40-400

50 -500

200-2000

Độc

100-

400

500

2.000

bình (III)

1000

-4000

-2000

-3.000

Độc nhẹ (IV)
Nguồn: Lê Văn Khoa, 2010


cây trồng và nông sản nhằm chống lại sâu hại, dịch bệnh và cỏ dại (WenJun et al.,
2011). Từ những thập niên 1960 cho đến nay, cơ cấu sử dụng thuốc BVTV có sự
thay đổi đáng kể, cụ thể như sau: Phần trăm lượng thuốc trừ cỏ trong tổng số thuốc
BVTV tiêu thụ trên thế giới tăng nhanh, từ 20% năm 1960 lên 48% vào năm 2005
(WenJun et al., 2011).
Vào năm 1994, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật tăng lên đến 0,357 triệu
tấn từ 0,32 triệu tấn vào năm 1993 (tăng 11%) và giảm khoảng 2% vào năm 1995.
Sự gia tăng đáng kể trong việc sử dụng thuốc trừ sâu trong năm 1994 là do diện
tích tăng lên đối với một số cây trồng thâm canh. Lượng thuốc bảo vệ thực vật sử
dụng trên thế giới khoảng 2,36 triệu tấn trong cả hai năm 2006 và 2007. Trong đó,
thuốc diệt cỏ chiếm lượng lớn nhất trong tổng số tất cả các nhóm thuốc được sử
dụng, tiếp theo là thuốc trừ sâu và thuốc trừ bệnh. Nhìn chung, tình hình sử dụng
thuốc bảo vệ thực vật trong giai đoạn 1995-2007 có xu hướng giảm trong đó thuốc
trừ cỏ có xu hướng tăng (EPA, 2012) (Hình 1).

3


Triệu tấn

Hình 1. Tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới
(Nguồn: EPA, 2012)
Bên cạnh đó, tình hình sử dụng thuốc BVTV trên thế giới cho thấy tổng chi
phí cho việc tiêu thụ thuốc BVTV luôn tăng liên tục từ năm 1960 đến 2005. Trong
đó, chi phí cho thuốc trừ cỏ là lớn nhất, kế đến là thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh và
cuối cùng là nhóm khác (Hình 2). Trước đây thuốc trừ sâu dạng hữu cơ tổng hợp
chủ yếu có ba nhóm: 1) Cacbamat; 2) Lân hữu cơ và 3) Clo hữu cơ. Tuy nhiên, sau
đó, nhằm đáp ứng lại với nhu cầu của thị trường, các dạng thuốc thuốc trừ cỏ và
trừ nấm bệnh được sản xuất với một lượng lớn. Theo ước đoán của một số chuyên
gia trong lĩnh vực thuốc BVTV thì trong tương lai số lượng thuốc trừ sâu sử dụng

sử dụng thuốc BVTV trên mỗi đơn vị diện tích (ha) là cao nhất. Mặc dù, tổng
lượng thuốc BVTV được sử dụng nhiều nhất là châu Âu.

Hình 4. Lượng thuốc BVTV sử dụng ở một số quốc gia trên thế giới.
(Nguồn: WenJun Zhang ctv, 2011)
4. Tình hình sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam và ĐBSCL
Nhìn chung, vào giai đoạn 2005-2012 lượng thuốc BVTV nhập khẩu vào
Việt Nam có xu hướng tăng dần theo thời gian (Bảng 2). Đặc biệt tăng đột biến

6


vào giai đoạn 2008-2012 nguyên nhân là do sự xuất hiện dịch lùn sọc đen hại lúa.
Trong các loại thuốc BVTV vào gian đoạn này, thuốc trừ cỏ được sử dụng nhiều
nhất và tăng đều theo thời gian, trong khi đó, các loại thuốc trừ sâu và bệnh cây
trồng có xu hướng ổn định và số lượng sử dụng tương đương nhau (Hình 5) (Cục
Bảo vệ thực vật, 2013). Ở Việt Nam, số lượng và chủng loại hóa chất nông nghiệp
rất đa dạng và phong phú với 3.865 tên thương mại khác nhau và 1.614 hoạt chất
được sử dụng. Trước năm 1990, lượng thuốc BVTV nhập khẩu hàng năm dao
động trong khoảng từ 13.000 đến 14.000 tấn. Đến năm 2012 số lượng nhập khẩu
đã tăng lên 105.000 tấn/năm. Bên cạnh đó, chủng loại thuốc BVTV nhập khẩu vào
Việt Nam sau năm 2012 cũng có sự thay đổi như sau: thuốc trừ sâu giảm xuống,
trong khi đó, thuốc trừ nấm bệnh, trừ cỏ và các loại thuốc BVTV khác tăng lên. Cụ
thể như sau: Trước năm 1990, thuốc trừ sâu chiếm khoảng 83,3% tổng lượng
thuốc BVTV nhập khẩu vào Việt Nam, thuốc trừ bệnh cây trồng chỉ chiếm 9,5%,
thuốc trừ cỏ dưới 4%, và các loại thuốc khác chiếm 3,1%. Tuy nhiên, vào năm
2012, thuốc trừ sâu chỉ chiếm 20,4%, thuốc trừ bệnh cây trồng tăng lên đến
23,2%, thuốc trừ cỏ tăng lên đến 44,4% và các loại thuốc khác chiếm 12% so với
tổng khối lượng thuốc nhập khẩu (Phan Hiển, 2012).


165 2002
73
158
2003
163
98
2004
163
42
3
2005
171
157
37
47
Tỷ lệ (%)
65,28%
15,20%
19,30%
Tổng
612
620
37
50
Nguồn: Lê Minh Uy, Trung tâm Y tế dự phòng tỉnh An Giang, 2009

Tổng lượng
165
158
98

500, Azinon, Basudin, Basitox, Cazinon, Dazzel, Diaphos, Diazan, Gardentox,

9