công nghiệp mía đường

1. ĐẶTVẤNĐỀ
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, không khí với độ ẩm cao là điều kiện thuận lợi cho các
loài sâu hại cây nông - lâm nghiệp phát triển. Khi muốn bảo vệ năng suất cây trồng, theo thói
quen, người nông dân thường sử dụng thuốc hoá học với nồng độ cao để phun ngay sau khi dịch
sâu hại bùng phát. Đối với cây lâm nghiệp, mỗi khi dịch xuất hiện ở vườn ươm, các cánh rừng
trồng thì số lượng hoá chất phải dùng là rất lớn. Trung bình mỗi ha cây trồng phải phun từ 5 – 7 kg
thuốc. Điều đó quả thực là một vấn đề nghiêm trọng đòi hỏi các nhà khoa học nói chung và các
nhà bảo vệ thực vật nói riêng cần nghiên cứu và xem xét một cách đầy đủ, bởi thuốc hoá học tuy
dập tắt được nạn dịch nhanh nhưng cũng là con dao hai lưỡi, sẽ trực tiếp phá huỷ môi trường sống
ở khu sản xuất đó, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ của con người, làmgiảmsố lượng sinh
vật có lợi cho con người như chim chóc, tôm, cá, những ký sinh thiên địch như bọ rùa, ong ký
sinh
Tác hại của việc sử dụng thuốc trừ sâu hoá học đã rất rõ ràng. Trong khi đó việc sử dụng thuốc
trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn, vi nấm, virus, côn trùng, thảo mộc đã được chứng minh
rất an toàn đối với người và gia súc, không gây ô nhiễmmôi trường, không giết chết thiên địch sâu
hại và sinh vật có ích, có thể duy trì cân bằng sinh thái, không ảnh hưởng đến chất lượng nông,
lâm sản .
Trong khi đó, thuốc trừ sâu sinh học, kể cả thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ Bacillus thuringiensis
(được tiêu thụ nhiều nhất trong số các loại thuốc trừ sâu sinh học) vẫn chưa phổ biến. Nguyên
nhân là do thói quen sử dụng thuốc trừ sâu hoá học đã ăn sâu vào tiềmthức người nông dân nước
ta; thuốc trừ sâu sinh học sản suất trong nước có hiệu lực chưa cao, tính ổn định còn thấp; thuốc
trừ sâu sinh học nhập ngoại thì có giá thành cao; việc sử dụng thuốc trừ sâu hoá học vừa tiết kiệm
hơn về chi phí, vừa đạt được hiệu quả tiêu diệt sâu nhanh hơn
Bởi những lý do đó nên thuốc trừ sâu sinh học vẫn không phải là lựa chọn hàng đầu của người
nông dân khi muốn dập tắt nạn dịch sâu hại. Để đạt được lợi ích kinh tế trước mắt, người nông dân
thường sử dụng thuốc trừ sâu hoá học. Do vậy, để góp phần đưa thuốc trừ sâu sinh học nói chung
và thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ vi khuẩn Bt nói riêng đến với người nông dân, thì việc phổ biến
nâng cao tầm nhận thức của người dân về thuốc trừ sâu sinh học kết hợp với việc các nhà khoa
học nghiên cứu để sản xuất được nhiều hơn các loại thuốc trừ sâu sinh học hoạt lực cao, giá thành
hạ là rất quan trọng.
Trong công nghiệp sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh, yếu tố giống vi sinh vật giữ vai trò quyết định
năng suất, chất lượng, sản lượng và giá thành sản phẩmnên công tác phân lập, tuyển chọn và bảo
quản chủng giống có ý nghĩa rất quan trọng. Vì vậy, cần tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu phân
lập, tuyển chọn, ứng dụng, phân loại, nâng cao độc tính diệt sâu cũng như thúc đẩy sử dụng thuốc
trừ sâu Bt trong nông – lâm nghiệp.
CácđặcđiểmcủaBt:
Bt là trực khuẩn sinh bào tử hiếu khí không bắt buộc, nhuộm gram dương, kích thước 3-6 µm, có
phủ tiêm mao không dày, tế bào đứng riêng rẽ và xếp thành từng chuỗi. Tế bào chứa tinh thể độc
có khả năng diệt sâu.
Bt phát triển trong điều kiện nhiệt độ 15-45 o C nhưng thích hợp nhất 29-30 oC
Bt có bào tử dạng hình ovan, hình trứng dài 1,2 – 1,6 µm, có thể nảy mầm tế bào sinh dưỡng khi
gặp điều kiện thuận lợi
2) Độc tố của Bt: Chính là tinh thể độc
Đặc điểm các loại tinh thể độc:
- Tinh thể độc của Bt có dạng hình thoi, hình quả trám, tháp mang bản chất Protein và có độc tính
cao với rất nhiều loại côn trùng kích thước 1*0,5 µm chiếm 30% trọng lượng khô của tế bào. Khi

2. nhuộm xanh metylen hoặc fusin đỏ thì độc tố bắt màu dưới kính hiển vi đối pha tinh thể độc. Tinh
thể độc rất bền vững ở nhiệt độ cao, có trọng lượng phân tử là 5000 đơn vị và không phải bào tử
nào cũng có tinh thể độc. Trong quá trình bảo quản nếu để lâu Bt sẽ mất hoạt tính lý do là tinh thể
độc bị biến dạng hoặc phân huỷ. Chất focmandehit 20% và tia tử ngoại sẽ làm mất hoạt tính của
tinh thể độc vì vậy phải chú ý để tránh những chất nói trên trong quá trình sản xuất.
- Có 4 loại tinh thể độc:
+ Ngoại độc tố: α exotoxin hay phospholipase
+ Ngoại độc tố: β exotoxin hay ngoại độc tố bền nhiệt
+ Ngoại độc tố: γ exotoxin độc tố tan trong nước
+ Nội độc tố: δ endotoxin (đây chính là tinh thể độc) nó chiếm chủ yếu trong 4 loại độc tố trên
90% và có khả năng diệt sâu cao nhất.
3) Bản chất của tinh thể độc: Có khả năng diệt các loại sâu hại cây trồng. Chủ yếu sâu non bộ cánh
vẩy, mọt hại kho tàng thuộc bộ cánh cứng, các loại muỗi, cung quăng, bộ 2 cánh.
- Triệu chứng nhiễm Bt của sâu hại: Sâu bị nhiễmBt lúc đầu bị tê liệt toàn thân sau đó sâu có hiện
tượng ngừng ăn thể hiện: di chuyển chậm chạp, cuối cùng không hoạt động; cơ thể biến màu:
vàng, nâu, sâu chết có màu đen, toàn thân khô cứng.
- Cơ chế tác động của tinh thể độc lên côn trùng: Bằng con đường tiêu hoá sâu ăn thức ăn có lẫn
Bt chỉ sau khoảng thời gian 1-6 h sâu non bị tê liệt toàn thân. Nguyên nhân tinh thể độc xâmnhập
vào cơ thể sâu hại và chúng đã phá huỷ toàn bộ tế bào trong máu và dịch ruột của sâu. Sau 2-3
ngày sâu bị chết có màu đen, toàn thânkhôcứng.
Quá trình từ khi nhiễm Bt cho đến chết thì sâu non phải có thời gian ủ bệnh, những sâu tuổi nhỏ
thời gian tiềm ẩn 1-2 ngày, sâu tuổi lớn thời gian ủ bệnh kéo dài 4-5 ngày, tuỳ từng độ tuổi sâu mà
khả năng chết cũng khác nhau. Tuổi nhỏ dễ chết, tuổi lớn chậm hơn
Cơ chế tác động
Sau khi xâm nhập vào các ấu trùng của côn trùng đích qua đường tiêu hóa, protein Bt được hoạt
hóa dưới tác động
của môi trường kiềm trong ruột côn trùng, chọc thủng ruột giữa gây nên sự tổn thương làmchúng
ngừng ăn. Kết
quả là côn trùng chết sau một vài ngày.
Với khả năng sản sinh protein độc tố có khả năng diệt côn trùng, Bt đã và đang được rất nhiều nhà
khoa học nghiên
cứu và khám phá giá trị nông học của chúng. Đến nay, hơn 200 loại protein của Bt đã được phát
hiện với các nồng
độ độc tố diệt một số loài côn trùng khác nhau.
Khi được phun lên lá cây, protein độc tố dưới dạng tinh thể sẽ diệt những loại sâu hại nhất định.

3. Cụ thể là sau khi sâu hại ăn phải các tinh thể độc (tiền độc tố), dưới tác dụng của một loại men tiêu
hoá trong dịch ruột của sâu, tiền độc tố bị hoà tan thành những phân tử nhỏ có hoạt tính độc. Các
độc tố này bám vào màng vi mao trong ruột, tạo ra các lỗ dò để cho nước chảy vào, làmsâu mọng
nước, ngừng ăn và chết.
Tinh thể độc do Bt tạo ra không thể hoà tan trong dịch dạ dày của người nên thuốc trừ sâu sinh
học Bt hoàn toàn vô hại đối với người, cũng như các sinh vật khác. Hạn chế lớn nhất của thuốc trừ
sâu sinh học Bt là phát tác chậm, 48 tiếng sau khi ăn độc tố thì sâu mới chết.
Theo TS Bính, mỗi một gien tạo ra một protein độc tố và độc tố đó chỉ diệt một loại sâu nhất định.
Do vậy, để sản xuất chế phẩm diệt được nhiều loại sâu, nhóm nghiên cứu đã tìmcác gien diệt các
loại sâu khác nhau, rồi dùng kỹ thuật chuyển gien để đưa chúng vào một chủng Bt.
Chủng giống này được cấy vào bình lên men, trong điều kiện nhiệt độ thích hợp (28-30 độ C). Sau
khoảng 52-54 giờ là có thể thu hoạch được dịch thể chứa các tinh thể protein độc tố. Nếu muốn
phun ngay thì chỉ cần thêm một số chất bámdính, chất chống tia tử ngoại và chất tạo sức căng bề
mặt... vào dịch thể. Còn nếu muốn tạo chế phẩm dạng bột thì phải li tấm, sấy phun rồi bổ sung
thêm các chất đã nêu và chất bảo quản. Kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng trồng bắp cải cho
thấy các chế phẩmBt diệt được gần 90% sâu hại, so với gần 80% của thuốc hoá học.
Hiện các chế phẩm đang được sử dụng tại các vùng trồng rau sạch ở Vĩnh Phúc, Thanh Trì, Hải
Dương, Hà Tây, Đông Anh...
Một đời rau cần phun 5 lần, mỗi lần phun phải dùng 1,5kg dạng bột/ha với giá thành 300.000-
400.000 VNĐ.
Mong muốn của nhóm nghiên cứu là quy trình sản xuất thuốc trừ sâu sinh học Bt hoàn thiện này
được ứng dụng ở quy mô công nghiệp.
Nếu sản xuất ở quy mô đó thì giá thành sẽ giảm xuống còn 1/10. Ngoài ra, nhà nước cần tuyên
truyền, hỗ trợ và khuyến khích nông dân sử dụng thuốc trừ sâu sinh học, giảmthiểu ô nhiễmmôi
trường và bảo vệ sức khoẻ người dân.
Khía cạnh an toàn của công nghệ Bt
Ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Protein Bt có an toàn đối với các sinh vật khác hay không? Tính đặc hiệu của độc tố Bt đối với
côn trùng đích là một trong những tính trạng khiến Bt trở thành thuốc trừ sâu sinh học lý tưởng.
Trên thực tế, các chủng Bt khác nhau sản sinh ra các protein độc đối với một số loài côn trùng
nhất định. Độc tố của protein Bt tương tác trực tiếp với thụ thể.
Có nghĩa là đối với những côn trùng bị ảnh hưởng bởi protein Bt, trong ruột chúng phải có các vị
trí thụ thể đặc trưng để protein có thể kết bám. May mắn là người và đại đa số các côn trùng có ích
không có các thụ thể này.
Trước khi được đưa ra thị trường, cây trồng Bt phải trải qua rất nhiều thử nghiệmquản lý nghiêm
ngặt trong đó bao gồmcác nghiên cứu độc tính và khả năng gây dị ứng.

4. Cục Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ (US Environmental Prôtectin Agency US-EPA) đã triển khai
những đánh giá độc tố và thậm chí các protein Bt đã được thử ở liều lượng cao hơn. Theo
Extension Toxicology Network (Extoxnet), các dự án về thông tin thuốc trừ sâu ở một số trường
đại học của Hoa kỳ cho thấy “Kết quả cuộc thử nghiệm trên 18 người mỗi ngày ăn 1 gram Bt
thương mại trong vòng 5 ngày, và trong các ngày khác nhau… không gây ra chứng bệnh gì.
Những người ăn 1 gram Bt/ngày trong 3 ngày liên tục haòn toàn không bị ngộ độc hay nhiễm
bệnh”. Hơn nữa, ởmức phân tử protein nhanh chóng bị phân hủy bởi dịch vị dạ dày (trong điều
kiện phòng thí nghiệm) (Extoxnet,1996).
Ảnh hưởng đến môi trường
Nước ngầm và hệ sinh thái đất
Protein Bt tồn tại tương đối bền trong đất và được phân loại vào dạng bất động vì nókhông có khả
năng di chuyển hoặc thấmqua nước ngầm. Protein này không bền vữngtrong điều kiện đất axit, và
bị phân hủy nhanh chóng khi phơi dưới ánh sáng mặt trời, dướitác động của tia UV.
Các chuyên gia đã tiến hành những nghiên cứu độc lập nhằmđiều tra các ảnh hưởng củacây trồng
Bt đối với sinh vật đất và các loài côn trùng khác được xem là có ích trong nôngnghiệp. Kết quả
cho thấy, chúng không gây ra ảnh hưởng bất lợi đối với các sinh vật đấtkhông phải là đích tấn
công của chúng, thậm chí ngay cả khi cá sinh vật này được xử lý Bt với liều lượng cao hơn nhiều
so với thực tế có thể xảy ra trong điều kiện trồng trọt tự chothấy không có sự thay đổi nào trong
quần thể vi sinh vật đất giữa các cánh đồng cónguyên liệu thực vật Bt và cánh đồng có nguyên liệu
thực vật truyền thống (Donegan vàcộng sự, 1995), cũng như không quan sát thấy sự khác biệt giữa
các cánh đồng trồng cây
Bt và cây không chuyển gen Bt (Donegan và cộng sự, 1996 ).
Động vật và côn trùng
Các thử nghiệm tiến hành trên chó, chuột, chuột lang, thỏ, cá, ếch, kỳ giông và chim cho thấy
protein Bt không gây
ra những ảnh hưởng có hại. Cũng cần nhấn mạnh rằng, độc tố cũng hoàn toàn không gây ảnh
hưởng đến các loài côn trùng có ích hoặc động vật ăn thịt như ong mật và bọ cánh cứng (Extoxnet,
1996).
Năm 1999, có một báo cáo về ảnh hưởng có hại của hạt phấn từ cây ngô Bt đến ấu trùng của loài
bướm Monarch.
Báo cáo này đã gây ra mối quan tâm và lo ngại về những rủi ro mà thực vật Bt có thể gây ra đối
với sinh vật không cần diệt. Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây cho thấy ngô Bt gây ảnh hưởng
không đáng kể đối với quần thể bướm Monarch trên cánh đồng. Nỗ lực nghiên cứu hợp tác giữa
các nhà khoa học Hoa Kỳ và Canada đã cung cấp những thông tin để xây dựng quá trình đánh giá
rủi ro tiêu chuẩn về ảnh hưởng của ngô Bt đối với quần thể bướm Monarch. Họ đi đến kết luận
rằng, hầu hết các giống lai thương mại, protein bt được biểu hiện với nồng độ thấp trong hạt phấn
và nghiên cứu trong phòng thí nghiệmcũng như trên cánh đồng cho thấy mọi mật độ hạt phấn đều
không gây ảnh hưởng có hại trên đồng ruộng.
Những lợi ích của cây trồng Bt

5. - Tăng cường quản lý sâu bệnh. Các cây trồng Bt kháng côn trùng đã giúp nông dân có thể bảo vệ
cây trồng chống lại một số loài côn trùng gây hại và giảmthiểu hoặc hoàn toàn không phun thuốc
trừ sâu. Sản lượng mùa màng tăng lên và cho phép nông dân có nhiều thời gian dành cho các công
việc quản lý nông trại.
- Giảm sử dụng thuốc trừ sâu. Nghiên cứu của Bộ Nông nghiệp Hoa kỳ cho thấy năm1998, nông
dân trồng cây Bt đã giảm sử dụng 8,2 triệu pounds (tương đương hơn 3,7 triệu kg) thuốc trừ sâu.
Trung Quốc và Argentina cũng là những quốc gia giảmđáng kể việc sử dụng thuốc trừ sâu. Lượng
thuốc trừ sâu đã giảm từ 60-70% nhờ trồng bông Bt.
- Thu được lợi nhuận nhiều hơn. So với cây trồng truyền thống, cây trồng Bt có chi phí đầu vào
thấp hơn nên thu được lợi nhuận cơ hơn. Ở Hòa kỳ, nông dân trồng bông Bt đã thu được 99 triệu
đô la tiền lãi nhờ giảm chi phí mua thuốc trừ sâu và/ hoặc do tăng sản lượng. Tương tự, nông dân
trồng bông Bt ở Argentina cũng thu được lợi nhuận tăng 65,05 đôla/ha.
- Cải thiện điều kiện cho các sinh vật không cần diệt. Khi thuốc trừ sâu truyền thống phổ rộng
được sử dụng đã hạn chế sự sinh sôi của các quần thể ăn thịt và sinh vật ký sinh, kết quả là gây ra
sự tàn phá của các loài sâu hại thứ cấp. Đối với câu trồng Bt, nhờ khả năng tự kháng sâu bệnh nên
lượng thuốc trừ sâu sử dụng đã được giảm đáng kể nhờ vậy đã tăng cường sự phát triển của các
sinh vật có ích. Các sinh vật này có thể giúp khống chế các loài sâu hại thứ cấp.
Ngô chứa ít độc tố mycotoxin. Ngoài khả năng diệt côn trùng hiệu quả, cây trồng bt còn khó bị
nhiễm các mầm bệnh vi sinh vật như nấm Fusarium. Loài nấm này sản sinh mycotoxin, độc tố có
thể gây chết gia súc cũng như gây ung thư cho người.
Tuy nhiên, vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định đối với cả hai trường hợp ứng dụng này như thuốc
diệt côn trùng Bt rất khó tiếp xúc với côn trùng đích ẩn sâu dưới lá, đất. Những bất lợi này hoàn
toàn được loại trừ nhờ công nghệ sinh học hiện đại.?
- Tác động của thuốc trừ sâu vi sinh chậm nên hiệu quả chậmbởi vì thuốc trừ sâu vi sinh thường
có quá trình gây bệnh và nhiễm bệnh khi vào cơ thể sâu thì thời gian ủ bệnh phải mất 1-3 ngày.
- Hiệu quả của thuốc ban đầu không cao
- Phổ tác dụng của thuốc hẹp
- Một vài loại thuốc trừ sâu vi sinh bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết nếu như phun không đúng
kỹ thuật, phun trong điều kiện không thích hợp sẽ khó đạt hiệu quả
- Thuốc vi sinh có công nghệ sản xuất phức tạp thủ công nên giá thành cao nên giá thành cao ở
Việt Nam (giá của thế giới thì ko biết).
Ưu điểm của thuốc trừ sâu vi sinh:
- Không độc hại cho người và gia súc, ko nhiễm bẩn môi trường sống,ko ô nhiễm môi trường.
- Chưa tạo nên tính kháng thuốc của sâu hại
- Không ảnh hưởng đến chất lượng, phẩm chất nông sản, không ảnh hưởng đến đất trồng, không
khí trong môi trường (do không để lại dư lượng)
- Không làm mất đi những nguồn tài nguyên sinh vật có ích như các loại ký sinh thiên dịch và
những vi sinh vật có lợi với con người
- Nếu sử dụng hợp lý, đúng phương pháp, đúng kỹ thuật trong điều kiện nhiệt độ thích hợp sẽ
mang lại hiệu quả kinh tế cao
- Hiệu quả thuốc vi sinh thường kéo dài vì chún ko chỉ tiêu diệt trực tiếp lứa sâu đang phá hoại mà
chúng còn có thể lan truyền cho thế hệ tiếp theo.

6. Kết luận:
Cây trồng Bt là công cụ diệt sâu bệnh thực vật mới. Vấn đề khai thác mọi khả năng giảmthiệt hại
mùa màng và tăng sản lượng lương thực trở nên cấp bách khi dân số toàn cầu tăng lên nhanh
chóng và diện tích đất canh tác lại giảm đáng kể. Cùng với kỹ thuật canh tác nông nghiệp thích
hợp, công nghệ kháng côn trùng Bt có thể đemlại rất nhiều lợi ích cho loài người.
Quản lý tính kháng côn trùng (IRM)
Vì vậy trồng Bt có khả năng biểu hiện protein Bt liên tục trong suốt mùa gieo trồng nên các bước
phòng ngừa đã được triển khai nhằmtránh sự hình thành tính kháng côn trùng. EPA luôn luôn yêu
cầu có vùng đệm, khu vực trồng các loài cây không chuyển gen Bt, gần với vùng trồng cây Bt.
IRM cho rằng chìa khóa đảm bảo sử dụng bền vững thuốc diệt côn trùng bao gồmcác cây trồng
chuyển gen và các công thức phun vi sinh vật Bt.