Luận văn Đánh giá tác động của chế phẩm viên nén từ nhân hạt neem (azadirachta indica a. juss) lên ngài gạo (corcyra cephalonica st.)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ***000*** Lê Thị Diệp Phụng ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A. Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.) Luận văn kỹ sƣ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Tp. Hồ Chí Minh Tháng 9/ 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ***000*** ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A. Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.) Giáo Viên Hƣớng dẫn: Sinh viên thực Hiện: Th.s Lê Thị Thanh Phƣợng Lê Thị Diệp Phụng Tp. Hồ Chí Minh Tháng 9/ 2006 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY, HCMC DEPARMENT OF BIOTECHNOLOGY ***000*** TO APPRECIATE THE EFFECT OF PRODUCTION FROM NEEM KERNEL (Azadirachta Indica A. Juss) ON RICE MOTH ( Corcyra Cephalonica St.) Graduation thesis Major: Biotechnology Professor Student MSc Lê Thị Thanh Phƣợng Lê Thị Diệp Phụng Term: 2002 - 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC *************** KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A. Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.) Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2002 – 2006 Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ DIỆP PHỤNG Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/ 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC *************** KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A. Juss) LÊN NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.) Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Th.S. LÊ THỊ THANH PHƢỢNG LÊ THỊ DIỆP PHỤNG Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/ 2006 LỜI CÁM ƠN ! Trƣớc tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trƣờng, cùng quý Thầy cô thuộc khoa Công Nghệ Sinh Học, Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, đã truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm, chuyên môn quý báu trong suốt thời gian học tập tại trƣờng. Xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cô Lê Thị Thanh Phƣợng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cũng nhƣ đóng góp những ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn này. Xin cảm ơn ban giám đốc, toàn thể các thầy cô, anh chị, phòng ban trong Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực tập tại Viện. Xin cảm ơn tất cả các bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong những năm tháng học tập tại trƣờng. Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn và biết ơn sâu sắc đến các bậc sinh thành, những ngƣời đã nuôi dạy tôi nên ngƣời, các anh, chị và các em trong gia đình đã luôn động viên, chia sẻ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Chân thành cám ơn Sinh viên Lê Thị Diệp Phụng TÓM TẮT Đề tài “ Nghiên cứu tạo chế phẩm viên nén từ nhân hạt neem (Azadirachta Indica A. Juss) để phòng trừ ngài gạo (Corcyra Cephalonica St.)” đƣợc thực hiện tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 2 tới tháng 7/2006. Trong đó 4 chế phẩm (ký hiệu là NV1, NV2, NV3, NV4) đƣợc tạo từ dầu neem 10 % phối hợp với dịch chiết bánh dầu ở bốn nồng độ 5 – 10 – 15 – 20 %, trên nền bột talc có kết hợp thêm dầu thông và chất bảo quản BHT (butylhydroxi toluene), đƣợc thử nghiệm hiệu lực đối với ngài gạo. Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 lần lặp lại trong điều kiện phòng thí nghiệm. Số liệu đƣợc xử lý theo phƣơng pháp phân tích biến lƣợng ANOVA và phân nhóm xếp hạng các nghiệm thức bằng trắc nghiệm Duncan. Trị số LD50 đƣợc tính theo phƣơng pháp phân tích probit. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau: + Kết quả phân tích bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) cho hàm lƣợng azadirachtin, nimbin và salannin tƣơng ứng là 930,69 ppm; 262,58 ppm và 1027,48 ppm trong dầu neem và 7703,61 ppm; 841,09 ppm và 3214,56 ppm trong dịch chiết bánh dầu. + Kết quả thử nghiệm bƣớc đầu trên ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) cho thấy các chế phẩm đều có khả năng ức chế ngài gạo theo nhiều phƣơng thức và mức độ khác nhau * Gây chết: giá trị LC50 của các chế phẩm ở thời điểm 7 ngày sau xử lý đƣợc xác định là 0,8948; 0,3503; 0,1948 và 0,1881 g/ dm3, tƣơng ứng với NV1, NV2, NV3 và NV4. * Ức chế sinh sản: Chế phẩm NV3 và NV4 có hiệu lực ức chế sức sinh sản của ngài gạo (thông qua giảm số lƣợng trứng và tỉ lệ trứng nở) mạnh hơn nhiều so với chế phẩm NV2 và NV1. Các nghiệm thức xử lý chế phẩm đều khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng. * Ngoài ra, các chế phẩm cũng gây biến dạng thành trùng và làm giảm có ý nghĩa trọng lƣợng nhộng, qua đó góp phần hạn chế sự phát triển của ngài gạo theo thời gian. MỤC LỤC CHƢƠNG TRANG Trang tựa Lời cảm ơn.......... ............................................................................................. iii Tóm tắt............. ............................................................................................... iv Mục lục………… ............................................................................................ v Danh sách các bảng ......................................................................................... viii Danh sách các hình và biểu đồ ........................................................................ ix 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................. 1 2. TỔNG QUAN.............................................................................................. 3 2.1. Phân loại và đặc điểm thực vật học ................................................. 3 2.1.1. Phân loại ............................................................................... 3 2.1.2. Đặc điểm thực vật học ......................................................... 4 2.2. Đặc tính sinh thái, kỹ thuật trồng, nhân giống và lai tạo ................. 5 2.2.1. Đặc tính sinh thái ................................................................. 5 2.2.2. Kỹ thuật nhân giống ............................................................. 5 2.2.2.1. Nhân giống tự nhiên ................................................. 5 2.2.2.2. Nhân giống nhân tạo ................................................ 5 2.2.2.3. Nhân giống vô tính ................................................... 6 2.2.3. Chọn lọc và lai tạo ............................................................... 6 2.2.4. Kỹ thuật trồng rừng neem ở nƣớc ta .................................... 7 2.3. Các hoạt chất sinh học chính chiết xuất từ neem ............................. 7 2.3.1. Azadirachtin ......................................................................... 8 2.3.2. Salannin ................................................................................ 8 2.3.3. Nimbin ................................................................................. 9 2.3.4. Nimbidin .............................................................................. 9 2.4. Giá trị của cây neem ........................................................................ 10 2.4.1. Dùng làm thuốc bảo vệ thực vật và phân bón ...................... 10 2.4.2. Dùng làm dƣợc liệu .............................................................. 10 2.4.3. Bảo vệ môi trƣờng ............................................................... 11 2.4.4. Những công dụng khác của neem ........................................ 11 2.5. Tình hình cây neem tại Việt Nam .................................................... 11 2.5.1. Tình hình trồng trọt .............................................................. 11 2.5.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng các hoạt chất sinh học trong cây neem ...................................................................... 12 2.6. Tình hình kho ngũ cốc trên thế giới và Việt Nam. Các nhóm côn trùng gây hại. Các phƣơng pháp bảo quản hiện nay ............... 14 2.6.1. Tình hình kho ngũ cốc ......................................................... 14 2.6.1.1. Trên thế giới ............................................................. 14 2.6.1.2. Tại Việt Nam ............................................................ 14 2.6.2. Các côn trùng gây hại kho nông sản và hậu quả .................. 15 2.6.3. Sơ lƣợc về ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) ................... 16 2.6.3.1. Ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) ........................ 16 2.6.3.2. Phân loại và hình thái ............................................... 16 2.6.3.3. Tác hại của ngài gạo ................................................. 16 2.6.4. Các phƣơng pháp bảo quản kho nông sản hiện nay ............. 18 2.6.4.1. Các phƣơng pháp chung ........................................... 18 2.6.4.2. Bảo quản nông sản bằng phƣơng pháp hóa học ....... 19 2.6.4.3. Một số loại thuốc kiểm soát côn trùng kho hiện nay 19 2.7. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................ 20 2.7.1. Nguyên tắc ........................................................................... 20 2.7.2. Những yếu tố ảnh hƣởng ...................................................... 20 2.7.3. Ứng dụng .............................................................................. 21 2.7.3. Các bộ phận chính của máy HPLC ...................................... 21 2.8. Sơ lƣợc về một số chất phụ gia và bảo quản ................................... 21 2.8.1. Các chất chống oxy hóa giúp tăng cƣờng bảo quản ............ 20 2.8.2. Các chất hấp phụ .................................................................. 22 2.8.2.1 Talc ............................................................................ 22 3. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 24 3.1. Nội dung nghiên cứu ........................................................................ 24 3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................. 24 3.2.1. Kỹ thuật ép dầu từ nhân hạt neem và chiết xuất hoạt chất sinh học từ bánh dầu neem .................................................... 24 3.2.2.Định lƣợng các hoạt chất chính trong dầu neem và dịch chiết từ bánh dầu neem .......................................................... 26 3.2.3. Tạo chế phẩm dạng viên nén với hoạt chất chính là dầu neem và dịch chiết bánh dầu ................................................. 27 3.2.4. Phƣơng pháp nhân nuôi ngài gạo trong phòng thí nghiệm .. 28 3.2.5. Thử nghiệm sinh học: đánh giá một số tác động cơ bản của 4 chế phẩm đối với ngài gạo ........................................... 29 3.2.5.1. Vật liệu ..................................................................... 29 3.2.5.2. Phƣơng pháp tiến hành ............................................. 29 3.2.6. Phƣơng pháp đánh giá kết quả ............................................. 30 3.2.7. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm............................................. 30 3.2.8. Phƣơng pháp xử lý số liệu.................................................... 30 4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN ........................................................................... 32 4.1. Hiệu suất thu nhận dầu neem bằng phƣơng pháp ép nguội ............. 32 4.2. Kết quả định lƣợng một số hoạt chất chính trong chế phẩm neem ..................................................................................... 32 4.3. Tạo chế phẩm viên nén .................................................................... 33 4.3.1. Chất hấp phụ ........................................................................ 33 4.3.2. Hoạt chất chính .................................................................... 34 4.4. Thử nghiệm chế phẩm ..................................................................... 35 4.4.1. Tác động gây chết của các chế phẩm đối với ngài gạo ........ 35 4.4.2. Động thái gây chết của các chế phẩm đối với ngài gạo ....... 40 4.4.3. Tác động ức chế sinh trƣởng và phát triển ........................... 44 4.4.3.1. Tác động ức chế vũ hóa của các chế phẩm đối với ngài gạo ................................................................................. 45 4.4.3.2. Tác đông gây biến dạng sâu, nhộng, thành trùng ..... 46 4.4.4. Tác động ức chế sinh sản của các chế phẩm đối với ngài gao ................................................................................. 48 5. KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ ................................................................................ 51 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 52 7. PHỤ LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 4.1: Hàm lƣợng (ppm) của một số hoạt chất trong dầu neem và dịch chiết bánh dầu ............................................................................ 32 Bảng 4.2: Tỷ lệ (%) ấu trùng chết sau 3 ngày ................................................. 34 Bảng 4.3: Tỷ lệ chết (%) của ấu trùng sau 3 ngày xử lý chế phẩm ................. 35 Bảng 4.4: Độc tính của các chế phẩm đối với ngài gạo (giá trị LD50 ở thời điểm 3 ngày sau xử lý) ................................................................. 37 Bảng 4.5: Tỷ lệ chết (%) của ấu trùng sau 7 ngày xử lý ................................. 38 Bảng 4.6: Độc tính của các chế phẩm đối với ngài gạo (giá trị LD50 ỏ thời điểm 7 ngày sau xử lý) ................................................................. 39 Bảng 4.7: Tỷ lệ (%) thành trùng tạo thành dƣới tác dụng của các chế phẩm ........................................................................................................ 45 Bảng 4.8: Số trứng và tỷ lệ nở ......................................................................... 48 Bảng 4.9: Trọng lƣợng nhộng trung bình (g) ở các nghiệm thức xử lý chế phẩm neem 0,5 g .......................................................................... 49 DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ HÌNH TRANG Hình 2.1: Vƣờn neem giống 5 năm tuổi tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Thủ Đức, TP.HCM ................................................................................. 3 Hình 2.2: Các bộ phận chính của cây neem .................................................... 13 Hình 2.3: Ngài gạo........................................................................................... 17 Hình 2.4: Vòng đời ngài gạo ........................................................................... 17 Hình 2.5: Tác hại của ngài gạo ........................................................................ 18 Hình 3.1: Quy trình ép dầu và chiết xuất hoạt chất từ nhân hạt neem ............ 25 Hình 3.2: Một số máy móc trang thiết bị......................................................... 27 Hình 3.3: Quá trình tạo chế phẩm viên nén ..................................................... 28 Hình 3.4: Phƣơng pháp nhân nuôi ngài gạo trong phòng thí nghiệm ............. 29 Hình 3.5: Quá trình tiến hành thí nghiệm ........................................................ 31 Hình 4.1: Kết quả 3 ngày sau xử lý chế phẩm ................................................. 37 Hình 4.2: Tác động gây biến dạng của chế phẩm neem .................................. 47 Biểu đồ 4.1: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 0,5 g/ dm 3 ................................................................................................ 40 Biếu đồ 4.2: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 1,0 g/ dm 3 ................................................................................................ 41 Biểu đồ 4.3: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 1,5 g/ dm 3 ................................................................................................ 42 Biểu đồ 4.4: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 2,0 g/ dm 3 ................................................................................................ 43 Biểu đồ 4.5: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý 2,5 g/ dm 3 ................................................................................................ 44 Biểu đồ 4.6: Trọng lƣợng nhộng trung bình ở các nghiệm thức xử lý chế phẩm neem ở liều lƣợng 0,5 g/ dm3 ............................................. 50 Chƣơng 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt Vấn Đề Đối với ngƣời nông dân, quá trình tạo ra sản phẩm từ lúc trồng trọt tới lúc thu hoạch là cả một quá trình gian nan vất vả, nhƣng quá trình bảo quản sản phẩm sau thu hoạch sao cho không hao hụt về số lƣợng và chất lƣợng cũng là một vấn đề không đơn giản. Ngoài việc bị thiệt hại nặng nề về kinh tế, sản phẩm sau thu hoạch nhiều khi còn bị nhiễm độc tố do vi sinh vật hoặc các đối tƣợng khác tạo ra, gây hại cho sức khỏe ngƣời tiêu dùng. Do đó việc bảo quản các nguồn nông sản sau thu hoạch là hết sức cần thiết. Giải quyết tốt vấn đề này sẽ kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm và hạ thấp đƣợc mức thiệt hại có thể xảy ra. Riêng tại nƣớc ta và nhiều nƣớc nhiệt đới khác, côn trùng đƣợc xem là một trong những nguyên nhân gây tổn thất kho lƣơng thực nghiêm trọng nhất. Trong đó ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) thuộc bộ cánh vảy (Lepidoptera) là một trong những đối tƣợng khá nguy hiểm do tính dễ thích nghi và sức phá hoại mạnh của chúng. Các thuốc hoá học xử lý côn trùng kho hiện nay tuy vẫn bảo đảm hiệu quả phòng trị nhất định nhƣng lại gây ra những hậu quả nghiêm trọng nhƣ phá vỡ cân bằng sinh học do chúng tiêu diệt cả những loài có ích, gây ra hiện tƣợng bộc phát dịch hại. Ngoài ra, sự lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật cũng là nguyên nhân làm cho nhiều loài dịch hại trở nên kháng thuốc và quan trọng hơn là gây ô nhiễm môi trƣờng, để lại nhiều tác hại nghiêm trọng đối với sức khỏe con ngƣời. Do đó, từ lâu ngƣời ta có xu hƣớng tìm những nguồn thuốc có gốc thảo mộc để thay thế. Trong đó, cây neem (Azadirachta indica A. Juss) với những dẫn xuất của nó đƣợc chứng minh là có hiệu quả cao trong kiểm soát côn trùng mà không gây hại cho các loài thiên địch và không ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng. Nhiều kết quả nghiên cứu trƣớc của Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã cho thấy một số dịch chiết hạt neem có nguồn gốc Việt Nam (Ninh Thuận) có khả năng phòng trị nhiều loài côn trùng và vi nấm (Vũ Đăng Khánh, 2003; Lê Thị Thanh Phƣợng, 2004). Vì vậy, đề tài tiếp tục mở ra hƣớng nghiên cứu sử dụng dầu ép và chiết xuất bánh dầu để làm nguyên liệu sản xuất thuốc phòng trị côn trùng kho nói chung hay phòng trị ngài gạo nói riêng. Nghiên cứu nhằm nâng cao khả năng xông hơi của các hoạt chất neem, đảm bảo hiệu quả lâu bền của sản phẩm và sự tiện lợi, an toàn trong khâu xử lý là một trong những mục tiêu chính của đề tài này. 1.2. Giới Hạn Đề Tài Do hạn chế về thời gian, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu chế tạo và đánh giá hiệu lực của chế phẩm xông hơi từ nhân hạt neem đối với ngài gạo ở điều kiện phòng thí nghiệm. 1.3. Địa Điểm Và Thời Gian Thực Hiện Đề Tài Đề tài đƣợc thực hiên tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới (Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh) trong thời gian từ tháng 2 tới tháng7. Chƣơng 2 TỔNG QUAN 2.1. Phân loại và đặc điểm thực vật học (Dennis, 1992; schmutterer, 1996) 2.1.1. Phân loại Cây neem có tên khoa học là Azadirachta indica A. Juss. Thuộc: Bộ: Rutales Bộ phụ: Rutineae Họ: Meliaceae Họ phụ: Melioideae Tộc: Melieae Giống: Azadirachta Loài: Indica Hình 2.1 Vƣờn neem giống 5 năm tuổi tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Thủ Đức, TP. HCM Có ba cây tƣơng tự với cây Azadirachta indica A. Juss đó là: Melia azadirachta L., Melia indica, Antelaca azadirachta. Ngƣời ta thƣờng hay lẫn lộn giữa cây neem và cây Melia azadirachta L. nhiều nhất bởi hình dáng bên ngoài của chúng hơi giống nhau. Nhƣng thực ra chúng dễ d