Tình hình sản xuất và tiêu thụ
Để đáp ứng nhu cầu lương thực thực phẩm trong nước và xuất khẩu nền nông nghiệp nước ta đang áp dụng các biện pháp thâm canh cao, với việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón, thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) có nguồn gốc hóa học nhằm tăng năng suất và chất lượng nông phẩm, hạn chế bệnh do sâu hại gây ra. Tuy nhiên, sự thâm canh trong nông nghiệp ngày càng nhiều đã làm cho đất đai thoái hóa, mất cân bằng dinh dưỡng, hệ vi sinh vật trong đất bị tiêu diệt, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao,…Nguy hiểm hơn là việc sử dụng tùy tiện liều lượng và thời gian phun dẫn đến dư lượng thuốc BVTV trong nông sản ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người lao động, người tiêu dùng, làm giảm khả năng tiêu thụ cũng như xuất khẩu nông sản qua các thị trường nước ngoài.
Do đó, xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cường ứng dụng đấu tranh sinh học trong sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam đang được chú ý. Trong tự nhiên, có hơn 90 loại vi khuẩn chuyên biệt diệt côn trùng đã được phân lập từ côn trùng, cây cối và trong đất, nước. Tuy nhiên cho đến nay chỉ một vài loài được nghiên cứu kĩ và nổi bật là vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt).
Bacillus thuringiensis là vi khuẩn hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc, tạo bào tử, đã được chứng minh có khả năng kiểm soát sâu hại là nhờ có tinh thể độc. Bt gây tê liệt hoạt động ruột làm giảm sự hấp thu dinh dưỡng, mất sự thèm ăn, bỏ ăn, và tê liệt hoàn toàn dẫn đến côn trùng chết.
Tại Việt Nam, theo thông tin từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 2009, có 344 sản phẩm được đăng ký vào danh mục các loại thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học, trong đó có 221 sản phẩm thuốc trừ sâu. Riêng thuốc trừ sâu chứa Bt được nhập khoảng 6-7 tỷ đồng/năm. Hầu hết sản phẩm chứa Bt dùng để kiểm soát sâu hại như sâu tơ, sâu xanh, sâu đo, sâu khoang, sâu cuốn lá, sâu đục quả, sâu xanh da láng trên các loại rau họ hoa thập tự, đậu các loại, cà chua, cây ăn trái, thuốc lá, và bông vải. Trong nước cũng đã có những nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng Bt thành công như chế phẩm Bt dạng bột thấm ướt (wetable powder), mang nhãn hiệu BioBact WP dạng bột có hoạt lực 16.000 IU/mg và BioBact EC dạng sữa có hoạt tính 4.000 IU/ml được sản xuất. Bên cạnh đó, nguồn gen Bacillus thuringiensis bản địa rất đa dạng đang là nguồn vật liệu lý tưởng cho việc sản xuất các chế phẩm/sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học Bt có chất lượng cao, thay thế thuốc hóa học, góp phần giải quyết vấn đề về nguồn rau an toàn - thực phẩm sạch, giảm ô nhiễm môi trường nông nghiệp.
Ưu điểm nổi bật nhất của thuốc trừ sâu sinh học là ít độc với con người và môi trường; không độc với các sinh vật có ích, với các loài thiên địch nên bảo vệ được sự cân bằng sinh học trong tự nhiên (cân bằng giữa thiên địch và sâu hại), ít gây tình trạng bùng phát sâu hại. Bên cạnh đó, thuốc mau phân hủy trong tự nhiên, ít để lại dư lượng độc trên nông sản và có thời gian cách ly ngắn nên rất thích hợp sử dụng cho các nông sản yêu cầu có độ sạch cao như các loại rau, chè.
Quy trình và phương pháp thực hiện
Sản phẩm Bt - NLU được sản xuất với 4 dòng vi khuẩn Bacillus thuringiensis (được ký hiệu BT9.1, BT10.2, TG6.2, TG5.1, có nguồn gốc từ phòng thí nghiệm vi sinh Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường) có hiệu lực diệt côn trùng gây hại như sâu tơ, sâu khoang, sâu xanh được đánh giá cao nhất ở phòng thí nghiệm, nhà lưới, đồng ruộng.
Quy trình sản xuất sản phẩm dạng bột hòa tan với nước
Mô tả quy trình
Bước 1: Chuẩn bị giống vi khuẩn cấp 1
Các ống giống của 4 dòng vi khuẩn Bt (BT9.1, BT10.2, TG6.2, TG5.1) không tạp nhiễm, bảo quản ở nhiệt độ là 50C. Vi khuẩn được cấy chuyền từ ống nghiệm chứa sang ống nghiệm có chứa môi trường T3-agar, đặt ở nhiệt độ phòng từ 25–280C, một ống giống cấy chuyền khoảng 10-20 ống nghiệm giống cấp 1, mỗi lần sản xuất 50L chỉ sử dụng 1 ống cấp 1.
+ Điều kiện: tủ cấy, nồi hấp tiệt trùng, phòng cấy vô trùng
+ Thời gian: 3 ngày
+ Nhân sự: 1 cán bộ kỹ thuật hiểu biết về vi sinh vật, nắm vững thao tác cấy.
Bước 2: Tăng sinh khối vi khuẩn trên môi trường T3
Chuẩn bị môi trường T3 lỏng (thành phần môi trường: tryptone 3 g, dịch chiết nấm men 1,5 g, tryptose 2 g, MnCl2 0,005 g, Na2HPO4 8,9 g, NaH2PO4 6,9 g, nước cất 1.000 ml, pH = 7), hấp 1210C, 1atm trong thời gian 20 phút, môi trường để trong các bình tam giác, được cấy vi khuẩn Bt vào, lắc trong thời gian 36 giờ, tiến hành đếm mật số vi khuẩn Bt và nhuộm, quan sát bào tử dưới kính hiển vi.
+ Điều kiện: tủ cấy, nồi hấp tiệt trùng, phòng cấy vô trùng, máy lắc
+ Thời gian: 2 ngày
+ Nhân sự: 1 cán bộ kỹ thuật hiểu biết về vi sinh vật, nắm vững thao tác cấy.
Bước 3: Tăng sinh khối vi khuẩn trên môi trường lỏng đã khảo sát
Chuẩn bị môi trường đã khảo sát từ nội dung trên là MT3 (glucose, pepton, khoáng), mỗi dòng vi khuẩn đã tăng sinh từ môi trường T3 cho vào môi trường lỏng với thành phần glucose, pepton, khoáng với mật số vi khuẩn 107CFU/mL, tỷ lệ 1%, lắc trong thời gian 48 giờ, nhiệt độ 30-350C, phù hợp với từng dòng vi khuẩn đã khảo sát trên và đã tối ưu hóa ở qui trình 50L, sau đó thu dịch lỏng vi khuẩn, đếm bào tử và quan sát tinh thể độc.
+ Điều kiện: tủ cấy, nồi hấp tiệt trùng, phòng cấy vô trùng, máy lắc, nồi lên men
+ Thời gian: 4 ngày
+ Nhân sự: 1 cán bộ kỹ thuật hiểu biết về vi sinh vật, nắm vững thao tác cấy.
Bước 4: Tăng sinh khối Bt trên môi trường bán rắn đã khảo sát
Chuẩn bị môi trường lỏng nuôi cấy vi khuẩn Bt trên môi trường MT3 (glucose, pepton, khoáng) với mật số vi khuẩn đạt 107 cfu/mL và có sự xuất hiện tinh thể độc khoảng 30 -40% so với bào tử vi khuẩn. Môi trường bán rắn được khảo sát tối ưu nhất cho 4 dòng vi khuẩn là MT6 (cám bắp 30% và bột gạo 70%). Cấy giống vi khuẩn Bt từ môi trường lỏng sang môi trường bán rắn có pH 7-8 , độ ẩm 50% với tỷ lệ giống 1%, ủ với thời gian là 60 giờ, nhiệt độ từ 35-450C. Sau thời gian 12 giờ kiểm tra độ ẩm môi trường bán rắn đang ủ một lần và đảo trộn đều khối ủ. Sau 60 giờ ủ vi khuẩn, thu nhận sinh khối bán rắn, đếm mật số khuẩn lạc, kiểm tra bào tử và tinh thể độc.
+ Điều kiện: tủ cấy, nồi hấp tiệt trùng, phòng cấy vô trùng, phòng ủ
+ Thời gian: 5 ngày
+ Nhân sự: 1 cán bộ kỹ thuật hiểu biết về vi sinh vật, nắm vững thao tác cấy.
Bước 5: Sấy sinh khối vi khuẩn
Sinh khối vi khuẩn sau khi ủ 2,5 ngày được đổ ra khay, mỗi khay chứa khoảng 2 kg, bóp tơi sinh khối ra và đưa vào phòng kín, tối, đã được khử trùng bằng tia UV, nhiệt độ phòng khoảng 300C, phơi hong trong thời gian 3 ngày, sau đó cho vào tủ sấy trong 24 giờ. Sau khi sản phẩm khô với độ ẩm khoảng 15-20%, sinh khối vi khuẩn còn khoảng 40-50%.
+ Điều kiện: tủ cấy, nồi hấp tiệt trùng, phòng cấy vô trùng, phòng sấy có lắp đèn UV, khay sạch, máy sấy với công suất 20kg/lần
+ Thời gian: 4 ngày
+ Nhân sự: 1 cán bộ kỹ thuật hiểu biết về vi sinh vật.
Bước 6: Nghiền sinh khối vi khuẩn
Sản phẩm vi khuẩn sau khi sấy khô đưa vào mày nghiền có kích cỡ lưới nghiền là 0,5mm với công suất 20 kg/giờ. Sau khi nghiền, tiến hành đếm mật số vi khuẩn, nhuộm, quan sát bào tử, tinh thể độc.
+ Điều kiện: phòng sạch, máy nghiền
+ Thời gian: 2-4 giờ
+ Nhân sự: 1 lao động kỹ thuật và 1 cán bộ kỹ thuật hiểu biết về vi sinh vật.
Bước 7: Phối trộn phụ gia
Sản phẩm sau khi sấy sẽ tiến hành phối trộn với các chất phụ gia kháng UV như TiO2, bột talc, bột cao lanh theo tỷ lệ 40% vi khuẩn, 60% chất phụ gia. Mỗi lần trộn trong vòng 10 phút tạo sản phẩm đồng đều với máy trộn 100 kg/lần.
+ Điều kiện: phòng sạch, máy trộn
+ Thời gian: 2-4 giờ
+ Nhân sự: 1 lao động kỹ thuật.
Bước 8: Đóng gói chế phẩm
Bao bì thành phẩm được thiết kế và cung cấp bởi công ty, lượng thành phẩm 1kg/túi được định lượng bằng cân và hàn miệng túi bằng máy ép.
+ Điều kiện: phòng sạch, máy ép miệng bao, máy đóng date, cân định lượng
+ Thời gian: không hạn định
+ Nhân sự: 1 lao động phổ thông.
Bước 9: Bảo quản sản phẩm
Sản phẩm sau khi đóng gói được cho vào thùng và để vào kho bảo quản ở nhiệt độ 28-320C, phòng rộng rãi, thoáng mát, không ẩm ướt. Không tồn trữ hàng quá 3 tháng trong nhà kho.
Ưu điểm của công nghệ, hiệu quả kinh tế
Quy trình đã sản xuất và thử nghiệm sản phẩm chứa Bt có hiệu lực diệt sâu hại ăn lá thuộc bộ Lepidoptera trên cây rau ở TP.HCM và Lâm Đồng (như sâu tơ hại bông cải, bắp cải; sâu khoang hại đậu phộng; sâu xanh hai sọc trắng hại dưa leo; sâu xanh da láng trên cải thảo), có thể dùng thay thế thuốc hóa học trong quá trình canh tác.
Sản phẩm được đặt tên thương mại là Bt – NLU gồm hai dạng sinh khối lỏng và sinh khối rắn, theo TCCS 09:2010/BVTV.
Dạng sản phẩm Bt nước: có màu nâu đen, mùi thơm, mật độ bào tử 109 CFU/g, xuất hiện tinh thể độc khoảng 21%, không tạo bọt, pH = 7 và hiệu lực diệt sâu tơ khoảng 75-80%, sâu khoang và sâu xanh da láng khoảng 60-65% trong phòng thí nghiệm. Ngoài đồng ruộng, hiệu lực tốt diệt sâu các loại khoảng 60-70% với 7 ngày khi phun. Dạng sản phẩm Bt bột màu trắng xám, hạt mịn và hòa tan trong nước khoảng 80-85%, độ thấm ướt 100% trong vòng 30 giây khi khuấy trộn và thể tích tạo bọt sau 30 giây khoảng 50 mL, tinh thể độc chiếm 24%, hiệu lực diệt sâu tơ khoảng 75-80%, sâu khoang và sâu xanh da láng khoảng 60-65% trong phòng thí nghiệm. Ngoài đồng ruộng, hiệu lực diệt sâu các loại đạt 60-70% với 7 ngày khi phun.
Giá bán của sản phẩm Bt dạng nước là 80.000 đồng/lít, dạng bột 100.000 đồng/kg.
Thông tin liên hệ chuyên gia, hỗ trợ
1. PGS.TS Lê Đình Đôn
Điện thoại: 0919 005 898. Email: ledinhdon@hcmuaf.edu.vn
2. ThS. Trương Phước Thiên Hoàng
Điện thoại: 0903 975 795. Email: hoangtp@hcmuaf.edu.vn
3. Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường – Đại học Nông Lâm TP.HCM
Địa chỉ: khu phố 6, phường Linh Trung, quận Thủ Đức, TP.HCM.
Điện thoại: 028.37220294.