Cơ chế ảnh hưởng của thuốc bvtv (thuốc bảo vệ thực vật) (BVTV)

1/ Cơ chế ảnh hưởng của thuốc trừ sâu

Thuốc trừ sâu diệt trừ sâu ra sao?

Thuốc trừ sâu sau khi thâm nhập vào cơ thể sâu có thể diệt trừ sâu bằng nhiều phương pháp:

a. Ảnh hưởng lên hệ thần kinh

Là cơ chế ảnh hưởng của những thuốc trừ sâu nhóm clo hữu cơ, lânhữu cơ, carbamate và pyrethroid.

– Nhóm lân hữu cơ và carbamate: ức chế hoạt tính của men ChE, làm tê liệt quá trình dẫn truyền kích thích thần kinh. Với lân hữu cơ là quá trình Phosphorin hoá, với carbamat là quá trình cabamil hoá men ChE. Khi dẫn chuyền kích thích thần kinh, ở đầu mút dây thần kinh sản tạo ra chất acetin cholin để dẫn truyền kích thích. Sau khi làm xong nhiệm vụ dẫn truyền qua những đầu mút thần kinh, acetin cholin được phân thuỷ phân nhờ men ChE. Men này lại dễ bị ức chế bởi thuốc lân hữu cơ và carbamate. Khi ChE bị ức chế, acetin cholin không bị thuỷ phân sẽ tích luỹ lại với lượng lớn khiến cho dây thần kinh bị thương tổn và đứt đoạn, sự kích thích thần kinh bị rối loạn và tê liệt, côn trùng sẽ chết. Đối với người và động vật khác thuốc lân hữu cơ và carbamate cũng ảnh hưởng theo cơ chế này.

– Thuốc lân hữu cơ kiểu cấu trúc P=S có ái lực kết hợp men ChE yếu hơn cấu trúc P=O do đó hiệu lực khởi điểm với sâu cũng thể hiện chậm hơn.

– Chất Cartap không ức chế men ChE. Trong tế bào thần kinh Cartap chuyển thành Nereistoxin có ái lực yếu với ChE nhưng lại ức chế hoạt tính màng sau xinap của tế bào thần kinh trung ương làm tê liệt sự dẫn truyền kích thích thần kinh. Cơ chế này cũng là cơ chế gây độc của thuốc Nicotin (thảo mộc)

– Những nhóm Clo hữu cơ, Pyrethroid và Oxyhydro Carbon (Trebon) là các chất độc với tế bào thần kinh. Những chất này kết hợp với những chất thành phần của màng sợi trục thần kinh (là Protein và Lipid), cản trở sự vận chuyển của Ion (đa số là Na+  và K+) qua màng, làm mất điện thế tạo ra sự dẫn truyền xung động thần kinh, dẫn tới thần kinh bị tê liệt, sâu chết.

– Những hợp chất Clo hữu cơ còn ức chế hoạt tính của men ATP aze và một vài men khác, làm những tế bào thần kinh bị lây nhiễm độc. Thuốc còn ức chế phân chia tế bào ở trung kỳ, dẫn tới hiện tượng đa bội thể, làm xuất hiện các tế bào nhiều nhân không đồng nhất. Côn trùng bị lây nhiễm độc thần kinh, ban đầu có dấu hiệu kích động, tiếp đến co giật do kích động mạnh lên và cuối cùng là tê liệt rồi chết.

b.  Ức chế sự chuyển hoá năng lượng trong suốt tiến trình trao đổi chất

Sự chuyển hoá năng lượng là cơ sở tạo ra tiến trình trao đổi chất bên trong cơ thể sống. Không có chuyển hoá năng lượng thì không có trao đổi chất, cơ thể sẽ chết. Năng lượng bị tiêu hao trong những hoạt động sẽ được lấy lại từ những chất hữu cơ trong thức ăn thông qua sự hô hấp dưới nhiều chặng với sự tham dự của những men. Những hợp chất Asen, Rotenone và Cyanua ức chế hoạt tính của những men hô hấp Oxydaza, Hydrogenaza, Xitocrom làm tích luỹ acid Xetonic, ngăn không cho chu trình Kreb trong suốt quá trình hô hấp.

c. Ức chế quá trình lột xác của côn trùng hại cây trồng

Là cơ chế ảnh hưởng chính của những chất điều tiết sinh trưởng côn trùng (điều tiết sinh trưởng côn trùng).

– Thể tích vỏ cơ thể côn trùng không thay đổi sau khi đã tạo thành. Vỏ này lại cực kỳ chắc nên khi côn trùng phát triển lớn lên phải thay vỏ mới lớn hơn. Sự thay vỏ này gọi là sự lột xác. Chất kitin là thành phần cơ bản của vỏ cơ thể, nên quá trình tổng hợp kitin quyết định sự lột xác của côn trùng. Không tổng hợp kitin sẽ không tạo thành được lớp vỏ mới, ấu trùng không lột xác được sẽ chết. Quá trình tổng hợp kitin xẩy ra nhờ men kitin – UDPN – Acetyl glycoaminyl transferaze. Những hợp chất điều tiết sinh trưởng côn trùng làm mất hoạt tính của những men này, vậy nên ức chế quá trình tổng hợp kitin, vậy nên không tạo thành được lớp vỏ mới, ấu trùng không lột xác được mà chết.

– Một vài chất điều tiết sinh trưởng côn trùng lại kích thích hoạt động của những men Phenoloxydaze và kitinnaze. Những men này được kích thích sẽ ngăn không cho quá trình tạo thành và tích tụ chất kitin.

– Khi lột xác, trong cở thể côn trùng còn tạo ra hoocmon lột xác. Có 2 loại hoocmon lột xác chính là Ecdizon và Ecdisteron. Một vài chất điều tiết sinh trưởng côn trùng có ảnh hưởng ức chế hoạt tính của những hoocmon lột xác khiến cho côn trùng không lột xác được mà chết.

– Ngược lại có chất điều tiết sinh trưởng côn trùng như Methoxyfenozide lại kích thích hoạt tính của men Ecdizon khiến cho côn trùng lột xác sớm mà chết.

– Bên cạnh đó có người còn tin rằng những chất điều tiết sinh trưởng côn trùng ức chế sinh tổng hợp AND (Acid deoxyribonucleic) trong tế bào mô non của lớp biểu bì phần bụng cũng làm ấu trùng không lột xác được mà chết.

d. Hoocmon trẻ

Là những chất có bên trong cơ thể côn trùng, giữ vai trò điều hoà phát triển và sinh trưởng của côn trùng cùng với những hoocmon lột xác. Những hoocmon này nếu được tích luỹ bên trong cơ thể côn trùng ở nồng độ cao sẽ khiến cho trứng không tạo thành hoặc không nở được, sâu non bị chết sau khi đã nở, không hoá nhộng hoặc không trưởng thành được. Một số loại thuốc điều tiết sinh trưởng côn trùng như Fenoxycarb, Prodone, Methoprene, Kinoprene, Hydroprene có ảnh hưởng như những hoocmon trẻ. Chất Buprofezin (Applaud) ngoài công dụng chống lột xác còn có ảnh hưởng như một hoocmon trẻ.

e. Triệt sản:

Là các chất phá huỷ khả năng sinh sản của côn trùng. Cơ chế ảnh hưởng của các thuốc này là kìm hãm sự phát triển hoặc diệt trừ trứng, diệt trừ tinh trùng, khống chế sự thụ tinh, phá vỡ nhiễm sắc thể của trứng hay tinh trùng. Các thuốc này không gây giảm tuổi thọ và hoạt động giao phối của con đã phát triển hoàn chỉnh mà chỉ khiến cho con cái không đẻ hoặc đẻ ít, trứng không nở hay nở ít. Những thuốc triệt sản có độc tính cao và cũng ảnh hưởng nhiều đến người và động vật máu nóng nên ít được dùng trong nông nghiệp.

f. Cơ chế ảnh hưởng của thuốc vi sinh trừ sâu

Những thuốc trừ sâu từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis tạo bệnh cho sâu bởi những độc tố do vi sinh vật sản tạo ra. Sâu ăn phải thuốc chứa bào tử vi khuẩn, ở ruột sâu, vi khuẩn phát triển và tạo ra độc tố.

2/ Cơ chế ảnh hưởng của thuốc trừ bệnh gây hại cây trồng

Có 2 cơ chế ảnh hưởng chính:

a. Ảnh hưởng trực tiếp

Ức chế những phản ứng sinh tổng hợp trong tế bào của vi sinh vật tạo bệnh. Đa số những thuốc chữa bệnh ngày nay bao gồm cả những chất kháng sinh đa số là ảnh hưởng theo hướng này. Những chất như Tricylazole ức chế tổng hợp Melamin khiến cho sợi nấm không thâm nhập hoặc không phát triển được trong tế bào cây ký chủ.

b. Ảnh hưởng gián tiếp

Thuốc nâng cao sức đề kháng của cây ký chủ đối với ký sinh. Chất Probenazole khi xịt lên cây lúa sẽ thúc đẩy sự hoạt động của những men chống lại sự thâm nhập của sợi nấm tạo bệnh đạo ôn (những men Peroxidaze, Lopoxidaze …) Các chất này nâng cao khả năng miễn dịch của cây, có công dụng phòng ngừa bệnh 1 cách cơ bản. Đây chính là một hướng nghiên cứu nhiều và hy vọng trong tương lai gần sẽ đưa ra thị trường các thuốc chữa bệnh cây có cơ chế ảnh hưởng theo hướng này.

3/ Cơ chế ảnh hưởng của thuốc trừ cỏ

Có thể tóm tắt những cơ chế ảnh hưởng chính của thuốc trừ cỏ như sau:

a. Tạo thành những hoocmon kích thích sinh trưởng giả

– Nhóm thuốc: Phenoxy, Benzoic acid

– Thuốc đặc thù: 2/4D, Dicamba

b. Ức chế tiến trình quang hợp

– Nhóm thuốc: Phenyl urea, Triazine, Bipyridium

– Thuốc đặc thù: Diuron, Atrazine, Paraquat

c. Ức chế tổng hợp sắc tố (chlorophyl và carotenoid)

– Nhóm thuốc: Diphenyl ether, Imide, Pyridazin, Isoxazolidione

– Thuốc đặc thù: Oxyfuofen, Oxadiazone, Norfluazon, Chlomazon

d. Ức chế phân chia tế bào (phá vỡ quá trình phân bào nguyên nhiễm)

– Nhóm thuốc: Dinitroanilines

– Thuốc đặc thù: Trifluralin, Pendimethalin

e. Ức chế tổng hợp vitamin (tổng hợp Folate)

– Thuốc đặc thù: Asulam

f. Ức chế tổng hợp Lipid

– Ức chế Accase: Thuốc đặc thù: Fenoxaprop, Sethoxydim (nhóm thuốc: Fops and dims)

– Kết hợp Oleate: Thuốc đặc thù: Metolachlor, Acetochlor (nhóm thuốc: Chloracetamide)

g. Ức chế tổng hợp Aminoacid (Leucin, Valin, Glutamin)

– Nhóm thuốc: Sulfonyl urea, Imidazolinone, Sulfonanilide, Pyrimidylbenzoate

– Thuốc đặc thù: Pyrazosulfuron, Bensulfuron Methyl, Pyribenzoxim, Bispyribac Sodium, Glyphosate, Glufosinate

4/ Cơ chế ảnh hưởng của thuốc trừ chuột (thuốc diệt trừ chuột)

Có 3 cơ chế chính:

a. Làm chết nhanh

Là các chất phá huỷ hệ thống thần kinh của chuột, tiêu biểu là những chất Stricnin, kẽm phosphur. Chất Stricnin (có trong cây mã tiền) trực tiếp kích thích và làm rối loạn hoạt động của hệ thần kinh trung ương. Chất kẽm phosphur ăn vào trong dạ dầy, dưới ảnh hưởng của dịch vị tạo ra chất PH3, cực kỳ độc với thần kinh.

b. Làm chết chậm

Là các chất ức chế tổng hợp vitamin K làm máu không đông lại được (gọi là chất chống đông máu), cơ chế thiếu vitamin K làm máu bị loãng, khi bị xuất huyết máu sẽ không đông lại được, con vật bị xuất huyết nội tạng hoặc dưới da và chết dần. Thuốc chống đông máu thế hệ 1 có điểm yếu là chỉ làm chết cho chuột khi chúng ăn phải bả nhiều ngày liên tục. Thuốc chống đông máu thế hệ 2 có điểm mạnh là chỉ cần chuột ăn 1 lần là có khả năng chết, tiêu biểu cho cơ chế này là những chất nhóm Coumarine.

c. Tạo bệnh cho chuột

Vi khuẩn Salmonella tạo bệnh đường tiêu hoá cho chuột.

5/ Cơ chế ảnh hưởng của chất điều hoà sinh trưởng cây trồng:

Những chất này đa số là kích thích sinh trưởngcây trồng theo cơ chế chính là:

– Kích thích tăng trưởng thể tích tế bào ở lá, thân, quả.

– Kích thích tạo thành tế bào mới, nâng cao cường sự nảy chồi, đâm rễ, ra bông.

– Bổ xung và gia đẩy mạnh hoạt động của những men trong suốt quá trình sinh tổng hợp của cây bằng cung ứng thêm những chất dưỡng chất cho cây trồng nhóm vi lượng (Fe, Mn, Cu, Bo, Zn …)

– Ngược lại có các chất ức chế sinh trưởng của cây, khiến cho cây phát triển chậm lại, sử dụng chống lốp đổ và kích thích cây ra bông. Các chất này hạn chế sự tạo thành Auxin và Gibberellin trong cây.