Nghiên cứu tạo chế phẩm viên nén từ nhân hạt neem (Azadirachta Indica A. Juss) để phòng trừ 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 dàng đƣợc phân biệt dựa vào đặc điểm của lá: Azadirachta indica A. Juss có lá kép lông chim một lần, trong khi đó Melia azadirachta L có lá kép lông chim hai lần. Cây neem có rất nhiều tên gọi tùy theo từng nƣớc và địa phƣơng. Riêng tại Ấn Độ, cây neem có hơn 100 tên khác nhau tùy theo vùng nhƣ: neem, nim, vepa, nimba, vembu, limba... Tại Pakistan, cây Azadirachta indica đƣợc gọi là Nimmi, ở Đức gọi là Indischer zedrach, ở Myanma (Burma) gọi là Tamarkha. Tại Việt Nam, do đặc tính chịu hạn của cây neem nên Giáo Sƣ Tiến Sĩ Lâm Công Định, ngƣời đầu tiên đem giống cây này từ Senegan về Việt Nam (1981) đã đặt tên Việt Nam cho nó là “cây xoan chịu hạn”. 2.1.2. Đặc điểm thực vật học Azadirachta indica A Juss là loài cây thân gỗ, phát triển nhanh, ƣa ánh sáng. Cây cao trung bình 15 - 20 m, ở điều kiện thích hợp cây có thể đạt tới 35 - 40 m. Thân cây thẳng tròn, có thể đạt đƣờng kính 1,5 – 3,5 m. Vỏ cây cứng, nứt nẻ, có vảy, màu nâu đỏ, chứa khoảng 14 % tannin. Nhựa cây có màu trắng. Tâm gỗ có màu hơi đỏ và khi để lâu trong không khí trở nên nâu đỏ. Gỗ có những đặc tính giống gỗ gụ với những đƣờng vân nổi khá đẹp, rất bền và ít bị mối mọt. Neem là cây thƣờng xanh với tán lá rộng và cành lá xum xuê. Vào mùa khô, lá cây hơi vàng nhƣng khi mùa mƣa tới cây lập tức xanh tƣơi trở lại và đâm chồi nảy lộc. Trong điều kiện khắc nghiệt nhƣ hạn hán kéo dài, cây có thể rụng lá một phần hay rụng toàn bộ. Cây neem có lá kép lông chim một lần, dài khoảng 20 - 40 cm, gồm 7 - 17 cặp lá chét, màu xanh đậm, cuống ngắn, mép lá có răng cƣa. Những lá còn non thì có màu hơi đỏ hoặc tía. Lá neem có chứa khoảng 50 % cacbonhydrate, 20 % chất xơ, 15 % protein, 5 % chất béo, 8 % tro, 2 % canxi và chứa những axit amin thiết yếu khác. Ngoài ra lá neem còn chứa carotene và axit ascorbic. Hoa neem nhỏ, mọc thành chùm, màu trắng, mùi thơm dịu thu hút nhiều ong bƣớm tới thụ phấn. Chùm hoa mọc ra từ nách lá, dài rũ xuống khoãng 25 cm, gồm từ 150 - 250 hoa. Một hoa riêng lẻ có 5 cánh hoa, dài 5 - 6 mm, rộng 8 - 11 mm. Trên một cây có cả hoa đực lẫn hoa lƣỡng tính. Bầu nhụy có 3 ô, ở đáy hoa có 10 bao phấn không có lông. Tuyến mật hình vòng nối với bầu nhụy. Quả hạch hình bầu dục, quả trƣởng thành dài khoảng 1,4 – 2,8 cm, rộng 1,0 - 1,5 cm. Quả chín có màu vàng, với lớp thịt ngọt bao quanh 1 - 2 hạt cứng. Cây neem trồng đƣợc 3 - 5 năm bắt đầu ra hoa kết quả. Tuy nhiên, năng suất quả cao và ổn định lúc cây khoảng 10 năm tuổi, từ 30 - 50 kg quả/ cây. Thời gian từ lúc nở hoa tới lúc quả chín khoảng 10 - 12 tuần, trong đó từ lúc quả còn xanh tới lúc quả chín khoảng 4 – 8 tuần. Hạt neem bao gồm vỏ và nhân hạt. Vỏ hạt cứng, thông thƣờng có 1 - 2 nhân hạt bao bọc bởi lớp vỏ lụa màu nâu. Chiều dài hạt khoảng 0,9 - 2,2 cm, chiều rộng 0,5 - 0,8 cm. Hạt sẽ giảm tỉ lệ nảy mầm từ 2 - 3 tuần sau khi thu hoạch. Thời han cất trữ hạt giống không nên quá sáu tháng. Trong năm đầu tiên, cây neem thƣờng phát triển chậm. Từ năm thứ hai trở đi, cây phát triển nhanh hơn. Trong điều kiện thuận lợi, cây neem có thể sống lên đến 150 - 200 năm. 2.2. Đặc tính sinh thái, kỹ thuật trồng, nhân giống và lai tạo 2.2.1. Đặc tính sinh thái. Theo Dennis (2002); Terwari (1992); Gunasena và Marambe (1998), cây có thể phát triển tới chiều cao 30 m và đạt chu vi 2,5 m, có thể sống trong điều kiện vô cùng khắc nghiệt của môi trƣờng nơi mà những loài cây khác không thể sống đƣợc: * Khí hậu: neem thích nghi với mọi loại khí hậu, có thể sống sót trong điều kiện thời tiết vô cùng khắc nghiệt, nơi nhiệt độ có thể lên tới 50 o C Và hạ xuống 0oC ở độ cao 1500 m so với mặt nƣớc biển. * Loại đất: neem có thể phát triển mọi nơi trong vùng đất thấp nhiệt đới, có thể sống ở nơi đất nghèo dinh dƣỡng, khô, cứng, nông, đất cát pha sét, đất cát cố định, đất mặn, đất kiềm với pH lên tới 8,5. Neem có khả năng làm giàu dinh dƣỡng cho đất, tích tụ nƣớc cho vùng đất mà nó sinh sống, đồng thời trung hòa đất axit. * Nhu cầu nƣớc: neem cần ít nƣớc và ƣa ánh sáng, phát triển tốt nhất ở vùng có lƣợng mƣa hằng năm 400 – 1200 mm. Tuy nhiên, nó vẫn có thể sống tốt ở nơi có lƣợng mƣa thấp 200 - 250 mm. Cây neem không thể sống đƣợc trong điều kiện băng tuyết hay lạnh giá kéo dài, hoặc nơi ngập nƣớc. 2.2.2 Kỹ thuật nhân giống (Schmutterer, 1996) 2.2.2.1 Nhân giống tự nhiên Neem có thể mọc tự nhiên từ hạt hoặc từ rễ. Chim, dơi đóng vai trò quan trọng trong phát tán hạt qua việc ăn trái tƣơi sau đó khạc ra hạt rơi vãi khắp nơi, khỉ và những loài chim lớn ăn trái neem sau đó thải ra phân có lẫn hạt neem. 2.2.2.2. Nhân giống nhân tạo Có nhiều phƣơng pháp trong nhân giống nhân tạo: - Gieo hạt trực tiếp Hạt giống sau khi thu hái bảo quản 2 - 3 tuần thì đem xử lý để gieo nhằm đảm bảo tỉ lệ nảy mầm. Thời han cất trữ hạt giống không nên để quá 6 tháng, trong trƣờng hợp bảo quản trong tủ lanh có thể kéo dài thêm vài tháng. Tuy nhiên, một vài chứng minh, hạt cất trong kho có thể nảy mầm sau 5 năm với tỉ lệ sống sót lên tới 42 %. - Trồng bầu Hạt đƣợc gieo trong bầu ở vƣờn ƣơm.Tùy vào nhiệt độ và việc cung cấp nƣớc mà hạt sẽ nảy mầm sau 8 - 15 ngày. 2.2.2.3. Nhân giống vô tính * Nuôi cấy mô: tạo cây con từ mô sẹo lá chét, lá mầm, đoạn thân, cuống lá…trong môi trƣờng “Murashige và Skoop” có bổ sung cytokinnins. Thông thƣờng cây con có thể trồng ra đất sau 12 tuần khi cây đạt chiều cao 7,5 - 10 cm và rễ cái dài khoảng 15 cm. Nếu trồng trong mùa mƣa và kiểm soát cỏ dại tốt thì tỉ lệ sống sót sẽ rất cao. * Chiết ghép Phƣơng pháp này đã đƣợc thực hiện ở Ấn Độ và một số nƣớc khác. Chuẩn bị gốc ghép từ cây giống 1 - 2 tuổi (chiều dài rễ đạt khoảng 22 cm) và cành ghép khoảng 5 cm. Ghép cành lên gốc rồi quấn lại bằng bao đay, giữ trong bóng râm cho tới khi trồng, rễ và chồi phải đƣợc tỉa bớt trƣớc khi đem trồng. * Giâm cành Cành neem đƣợc giâm trong túi PE từ 6 tháng tới 1 năm có thể đem trồng. Tuy nhiên nhƣợc điểm là cành giâm không phát triển rễ cọc, nên khi gặp điều kiện bất lợi của môi trƣờng nhƣ gió bão, cây dễ bị bật gốc và đổ ngã. Điều này cũng dễ xảy ra đối với cây nuôi cấy mô hiện nay. 2.2.3. Chọn lọc và lai tạo Các nghiên cứu chọn lọc và lai tạo hiện nay nhằm mục đích tạo đƣợc cây neem cho năng suất quả cao cũng nhƣ hàm lƣợng dầu và các hoạt chất sinh học cao. Tuy nhiên, các nghiên cứu dựa vào yếu tố di truyền để tạo ra những cây có tính trạng tốt cho đến nay vẫn chƣa thu đƣợc kết quả khả quan. Phƣơng pháp lai tạo giữa những loài Azadirachta khác nhau để tạo ra cây lai có tính trạng tốt cũng đã đƣợc tiến hành, nhƣng tới nay vẫn chƣa có kết quả gì nổi bật. 2.2.4. Kĩ thuật trồng rừng neem ở nƣớc ta (Lâm Công Định, 1985, 1991; Bùi Anh Tuấn, 2003) Neem đƣợc trồng với mật độ: 1100 cây/ ha, kích thƣớc hố 40 × 40 × 40 cm, kỹ thuật đào hố, lấp hố, trồng tƣơng tự nhƣ những loài cây khác, cách thức phối hợp và bố trí cây trồng cụ thể nhƣ sau: * Trồng hỗn giao giữa xoan chịu hạn với keo lá tràm, mât độ 1100 cây/ ha (keo lá tràm 550 cây/ ha + xoan chịu hạn 550 cây/ ha), phối hợp cây trồng theo hàng. Mục đích trồng keo lá tràm để che chắn gió, cải tạo đất, tạo điều kiện ban đầu cho xoan sinh trƣởng và phát triển thuận lợi. * Trồng theo mô hình nông lâm kết hợp theo hai phƣơng pháp sau: - Trồng theo băng: trồng cây rừng và cây nông nghiệp theo từng băng xen kẽ nhau. Trên băng trồng rừng, tiến hành trồng keo lá tràm và neem hỗn giao với mật độ 1100 cây/ ha. Phƣơng pháp này bên cạnh việc đem lại lợi ích kinh tế còn kết hợp việc chăm sóc cây nông nghiệp để chăm sóc và bảo vệ cây lâm nghiệp, cho nên cây lâm nghiệp sinh trƣởng rất tốt. - Trồng theo lƣới ô vuông: đƣợc thực hiện bằng cách bố trí trồng rừng xung quanh, ở giữa chừa lại để sản xuất nông nghiệp. Diện tích trồng rừng và diện tích sản xuất nông nghiệp bằng nhau. Ƣu điểm của phƣơng pháp là vành đai rừng xung quanh sẽ bảo vệ đƣợc cây nông nghiệp khỏi các dịch hại nhƣ bệnh do nấm, vi khuẩn…. Hai mô hình trên đã thành công tại tỉnh Ninh Thuận. Cây nông nghiệp có năng suất ổn định, không bị sâu rầy phá hoại, cây lâm nghiệp sinh trƣởng và phát triển thuận lợi. 2.3. Các hoạt chất sinh học chính chiết xuất từ cây neem Từ neem, ngƣời ta đã chiết xuất ra rất nhiều hợp chất có khả năng phòng trừ nhiều loài côn trùng, bên cạnh đó, chúng còn đƣợc dùng để làm thuốc sát trùng, thuốc giảm đau, thuốc ngừa thai, mỹ phẩm…và nhiều ứng dụng thực tiễn khác. Cho đến nay, ngƣời ta đã chứng minh là neem có khả năng ức chế hơn 400 loài dịch hại, bao gồm: côn trùng, nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng. Trong đó, azadirachtin, nimbin, salannin, nimbidin là những hoạt chất sinh học có tác dụng phòng trị côn trùng, đƣợc chiết chủ yếu từ hạt neem (Dennis, 1992; Gupta và Sharma, 1998) 2.3.1. Azadirachtin Azadirachtin là một trong những hoạt chất đầu tiên đƣợc tách chiết từ neem, có công thức phân tử C35H44O16, đƣợc công nhận là có hoạt tính ngán ăn mạnh đối với nhiều loại côn trùng. Một số kết quả nghiên cứu cho thấy nó có hiệu lực tới 90 % đối với nhiều loài sâu bọ. Azadirachtin không giết chết côn trùng một cách trực tiếp mà thay vào đó nó ngăn chặn và phá vỡ quá trình sinh trƣởng và sinh sản của côn trùng gây hại. Azadirachtin có cấu trúc và hình dạng tƣơng tự với nhiều loại hormone quan trọng trong cơ thể côn trùng, nên chúng có khả năng làm xáo trộn hệ nội tiết, gây ra những rối loạn trao đổi chất trong cơ thể côn trùng. Azadirachtin tập trung chủ yếu trong nhân hạt neem, trung bình 2 - 4 mg/ 1g nhân hạt neem, chiếm 0,2 – 0,8 % trọng lƣợng hạt. Ngoài ra azadirachtin cũng có trong lá và thân cây neem nhƣng hàm lƣợng rất thấp. Do những đặc tính trên mà azadirachtin đƣợc sử dụng để sản xuất thuốc trừ sâu thay thế cho thuốc hoá học, có hiệu quả cao, ít độc đối với ngƣời, gia súc và không ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng. Cấu trúc của Azadirachtin 2.3.2. Salannin Salannin cũng có hoạt tính gây ngán ăn mạnh và đặc biệt là chống lại sự lột xác của côn trùng. Trong hạt, hàm lƣợng salannin thƣờng ở trong khoảng 15 - 1247 mg/ g (Eeswara và cộng sự, 1996). Ngoài ra salannin còn đƣợc tách chiết từ cây M. azedarach và M. volkensii . salannin, deacetylsalannin, vaø salannol photo-oxidized salannin 2.3.3. Nimbin Nimbin cũng là một trong những hoạt chất đầu tiên đƣợc tách chiết từ hạt và lá neem. Nimbin đƣợc báo cáo hiện diện trong mô sẹo nuôi cấy từ vỏ thân cây neem nhƣng biến mất sau 3 tháng (Schmutterer, 1996). Nimbin có hoạt tính kháng virus mạnh, đặc biệt hiệu quả đối với virus gây bệnh trên cây cà chua, bệnh đậu mùa, bệnh trên gia cầm. Cấu trúc của nimbin 2.3.4. Nimbidin Cấu trúc của minbidin Nimbidin là thành phần chủ yếu gây ra vị đắng ở hạt neem cũng nhƣ trong dịch chiết. Nimbidin chiếm khoảng 2 % trong nhân hạt neem (Eeswara và cộng sự, 1996). Nimbidin cũng có hoạt tính kháng virus mạnh giống nhƣ nimbin. 2.4. Giá trị của cây neem 2.4.1. Dùng làm thuốc bảo vệ thực vật và phân bón Các hoạt chất sinh học phân bố khắp các bộ phận của cây neem. Tùy điều kiện và mục đích sử dụng có thể tạo ra các sản phẩm phục vụ nông nghiệp nhƣ sau: * Dịch chiết nhân hạt neem: Ngâm 50 g nhân hạt neem đã nghiền nát trong 1 lít nƣớc. Hạt chuẩn bị lấy dịch chiết không nên để quá 8 - 10 tháng do sau 8 tháng lƣợng azadirachtin trong hạt thấp. Sau đó cho hỗn hợp vào vải lọc, thu lấy dịch chiết. Cần thêm vào chất nhũ hoá trƣớc khi phun lên lá để diệt côn trùng. * Dịch chiết lá neem:1 kg lá neem xanh đã nghiền nát ngâm trong 5 lít nƣớc, để qua đêm. Sau đó đem lọc và thêm vào chất nhũ hóa. Dịch chiết này hữu hiệu trong phòng trị nhiều loài nấm gây bệnh cây và một số côn trùng. * Dầu neem: là dầu ép hoặc ly trích từ nhân hạt neem. Nồng độ sử dụng thông thƣờng là 30 ml dầu neem pha trong 1 lít nƣớc rồi thêm chất nhũ hóa, phun vào sáng sớm hay chiều. Dầu neem kiểm soát đƣợc nhiều loài côn trùng chích hút và ăn lá. * Bánh dầu neem: là phần còn lại sau khi ép lấy dầu, với khoảng 1,07 – 1,36 % lƣu huỳnh, 2 – 3 % nitơ, 25,4 % protein thô, 2 – 3 % đạm, 1 % lân, 1,4 % kali. Vì vậy, bánh dầu neem đƣợc coi là nguồn phân bón đầy hứa hẹn. Khi bón vào đất nó bảo vệ rễ cây khỏi tuyến trùng và kiến, làm cho đất màu mỡ. * Lá neem tƣơi và khô: vừa có vai trò diệt sâu hại, vừa làm thức ăn cho gia súc khi trộn với cỏ khô do chứa nhiều protein, khoáng chất, carotene…. Lá neem cũng là nguồn phân bón tốt và an toàn. 2.4.2. Dùng làm dƣợc liệu Đến nay những thành phần khác nhau từ neem đã đƣợc chứng minh có hiệu lực trong điều trị những bệnh nhƣ viêm khớp, ung thƣ, bệnh răng miệng, tiểu đƣờng, sốt rét, ung nhọt, bệnh ngoài da nhƣ lở loét phong cùi, bệnh gây ra bởi virus, bệnh bạch biến. Đặc biệt, neem cũng đƣợc báo cáo có khả năng chữa đƣợc stress và điều khiển tỷ lệ sinh đẻ. Ngoài ra, vỏ cây neem cũng có công dụng cầm máu, bổ gan, trị đàm và sát trùng da. Neem còn đƣợc dùng để sản xuất mỹ phẩm nhƣ là kem bôi mặt trị mụn, sơn móng tay, dầu gội đầu, kem đánh răng… 2.4.3. Bảo vệ môi trƣờng Do đặc tính sinh thái ƣu việt của neem: phát triển tốt trên đất nghèo dinh dƣỡng, sức chiu hạn cao, mà còn có khả năng cải thiện độ dinh dƣỡng và kết cấu của đất cát nghèo. Theo Lâm Công Định (1998), neem có thể đáp ứng những tiêu chí trồng rừng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ngoài ra, neem còn đƣợc trồng để che mát, chắn gió, chống lại hiện tƣợng sa mạc hoá, hiện tƣợng đất bị xói mòn, hạn chế lũ lụt, góp phần phủ xanh đồi trọc đất trống, mang lại màu xanh cho trái đất. Tại Châu Phi, trong dãy khu vực những nƣớc từ Somalia đến Mauritiania, neem đƣợc trồng để ngăn cản sự xâm lấn của sa mạc Sahara. Ở nƣớc ta: neem đƣợc trồng ở Ninh Thuận, Bình Thuận để chống lại hiện tƣợng xâm thực của cát, hạn chế hiện tƣợng cát di động, bảo vệ vùng ven biển. 2.4.4. Những công dụng khác của neem Ở Ấn Độ, neem đƣợc trồng để trang trí hay lấy bóng mát, tạo cảnh quan xinh đẹp cho đƣờng phố, công sở. Gỗ neem màu nâu đỏ, thơm, sớ gỗ mịn, khá nặng, dùng để chế tạo hàng gia dụng cao cấp, hoặc sử dụng trong xây dựng, làm xe kéo, cán gỗ cho các dụng cụ và nông cụ. Gỗ neem bền ít bị tấn công bởi mối mọt nên thích hợp làm cột nhà. Ngoài ra gỗ neem cũng là nguồn than củi có chất lƣợng cao. Vỏ neem chứa tannin phục vụ cho công nghệ thuộc da, công nghệ nhuộm, nhựa mủ làm kẹo gum. Dầu neem còn dùng để bôi trơn máy móc. Lớp thịt quả có thể dùng để sản xuất khí metan. 2.5. Tình hình cây neem tại Việt Nam 2.5.1. Tình hình trồng trọt Năm 1981, lƣợng hạt neem giống ít ỏi mang về từ Senegal đƣợc Giáo Sƣ Lâm Công Định trồng tại khuôn viên trụ sở Lâm Nghiệp tỉnh Thuận Hải cũ, nay thuộc Sở Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn tỉnh Bình Thuận (hiện nay còn 1 cây do chính giáo sƣ trồng năm 1984 tại văn phòng Sở). Đúng nhƣ mong đợi, cây xoan có nguồn gốc châu phi này đã tỏ ra thích nghi tốt với điều kiện khí hậu và thổ nhƣỡng của Bình Thuận, sinh trƣởng nhanh (nhất là vào mùa khô hạn) và không bị sâu bệnh. (Lâm Công Định, 1998) Hiện nay, với những đặc tính nổi bật, neem đã đƣợc nhân giống và gieo trồng rộng rãi ở nhiều nơi trên khắp nƣớc ta, đặc biệt là những nơi có điều kiện môi trƣờng khắc nghiệt nhƣ miền cát bỏng duyên hải rộng mấy trăm ngàn ha. * Cho đến nay đã phát triển 1000 ha neem tại hai tỉnh Bình Thuận và Ninh Thuận. Bình Thuận cũng đang triển khai dự án trồng 1850 ha neem dự kiến hoàn tất trƣớc 2008. * Năm 1999, ban quản lý rừng phòng hộ Ninh Phƣớc, Ninh Thuận đã đƣa giống neem vận động ngƣời dân trồng thử nghiệm. Sau 6 năm phát triển trên nền cát khô nóng bỏng nhất nƣớc ta, cây neem đã chứng minh hiệu quả kinh tế - sinh thái của nó, đem lại thu nhập ý nghĩa cho ngƣời dân ở đây. Neem trồng sau ba đến bốn năm thì cho quả, hạt neem giống bán với giá từ 20.000đ/ kg – 50.000 đ/ kg. Ngƣời già yếu ở nhà nhận gia công đãi hạt neem rồi phơi khô, cũng kiếm đƣợc từ 15.000 – 20.000 đ/ ngày. Thực tế tại vùng quê nghèo khó này, ngƣời dân đã xem cây neem là loài cây “cứu đời mình”. * Ở Cam Ranh, Khánh Hòa cũng đã trồng thử nghiệm 7 ha neem. Khu bảo tồn thiên nhiên Trà Cú cũng đã trồng 100 ha neem để phủ xanh đất trống đồi trọc, tạo vành đai chống cháy rừng và bảo vệ rừng. 2.5.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng hoạt chất sinh học trong cây neem Đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến neem ở nƣớc ta. Từ năm 1999, Viện Sinh Học Nhiệt Đới bắt đầu thử nghiệm tác động của dầu neem đối với bọ hà phá hại khoai lang, kết quả cho thấy dầu neem có khả năng xua đuổi và làm giảm mức độ kí sinh và sinh sản của bọ hà – cylas fomycarius F (Nguyễn Thị Quỳnh và ctv, 2001; Nguyễn Phƣơng Thảo và ctv, 2001). Bên cạnh đó, Viện cũng đã nghiên cứu và hoàn thiện quy trình nhân giống cây neem invitro. Một số nghiên cứu về hiệu lực của các dịch chiết nhân hạt neem đối với ngài gạo, rầy nâu, sâu xanh da láng cũng đã đƣợc thực hiện tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới (Nguyễn Thị Minh Hà, 2001; Nguyễn Thị Thuỷ, 2001; Lê Thị Thanh Phƣợng, 2004). Theo Vũ Đăng Khánh (2003), dịch chiết từ lá và hạt neem có khả năng ức chế Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, Fusarium oxysporum và kiềm hãm sự sinh độc tố Aflatoxin B1 của nấm Aspergillus flavus. a b c d e f Hình 2.2. Các bộ phận chính của cây neem a. Thân neem b, c. Lá neem d. Hoa neem e. Quả neem f. Hạt neem 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 2.6.1. Tình hình kho ngũ cốc 2.6.1.1. Trên thế giới Theo thống kê của liên hợp quốc, mỗi năm trung bình thiệt hại của thế giới về lƣơng thực chiếm từ 15 - 20 %, tính ra tới 130 tỷ đô la, đủ nuôi đƣợc 200 triệu ngƣời trong một năm (Trần Minh Tâm, 2002) Tổn thất trong kho ngũ cốc do rất nhiều nguyên nhân, có thể chia làm ba nhóm chính nhƣ sau: * Yếu tố con ngƣời: sử dụng, vận chuyển, bảo quản. * Yếu tố phi sinh vật: khí hậu, thời tiết. * Yếu tố sinh vật: tất cả những sinh vật có hại, sử dụng vật chất trong kho làm thức ăn, làm nơi cƣ trú và phát triển. Trong quá trình bảo quản, sự hao hụt của nông sản đƣợc biểu hiện ở hai dạng: hao hụt trọng lƣợng và chất lƣợng * Hao hụt về trọng lƣợng: sự giảm trọng lƣợng ở sản phẩm khi bảo quản, xảy ra do hậu quả của các hiện tƣợng lý học (bốc hơi nƣớc, sự xáo trộn, vỡ nát khi vận chuyển sắp xếp, bảo quản), hiện tƣợng sinh học (hạt, củ, quả hô hấp thì vật chất khô sẽ mất đi, sự sinh sản của côn trùng có hại trong sản phẩm) * Hao hụt về chất lƣợng: do những quá trình bất lợi nhƣ sự nảy mầm sớm, sự hô hấp và những biến đổi hoá sinh, tác động của vi sinh vật và côn trùng, sự hƣ hỏng do chuột, chim, sự xay xát cơ giới… Tóm lại, sự hao hụt về trọng lƣợng và chất lƣợng là không thể tránh khỏi nhƣng sự hao hụt này không đƣợc vƣợt quá tiêu chuẩn quy định, do đó những biện pháp kỹ thuật của công nghệ sau thu hoạch và kỹ thuật bảo quản là nội dung chủ yếu trong chiến lƣợc phát triển nông thôn. 2.6.1.2. Tại Việt Nam Nƣớc ta là một nƣớc có nền nông nghiệp nhiệt đới ẩm, quanh năm bốn mùa luôn có sản phẩm sau thu hoạch, do đó việc bảo quản sau thu hoạch là hết sức cần thiết. Điều này giúp đảm bảo thu nhập nâng cao đời sống nông dân cũng nhƣ phát triển nền kinh tế quốc dân, sản xuất hàng hoá xuất khẩu. Theo Trần Minh Tâm (2002), tính trung bình đối với các loại hạt, tổn thất sau thu hoạch là 10 %, cây có củ 10 – 20 %, rau quả 10 – 30 %, hằng năm trung bình thiệt hại 15 %, tính ra hàng vạn tấn lƣơng thực bị bỏ đi. Nƣớc ta là một nƣớc thuộc vùng nhiệt đới ẩm gió mùa, một năm có hai mùa chính là mùa mƣa và mùa khô, do đó công tác bảo quản sau thu hoạch cũng chịu ảnh hƣởng bởi yếu tố khí hậu (nhiệt độ và ẩm độ), đó là yếu tố ngoại cảnh mà có tác động thúc đẩy các hoạt động sống của hạt và các sản phẩm khác nhƣ quá trình hô hấp nảy mầm…đồng thời còn tạo điều kiện cho sự phát sinh phát triển của các sinh vật gây hại trong kho. 2.6.2. Các côn trùng gây hại trong kho nông sản và hậu quả. Trong kho ngũ cốc có rất nhiều yếu tố gây hao hụt nông sản, trong đó côn trùng phá hại (thuộc nhóm sinh vật gây hại kho) là gây ra những thiệt hại nghiêm trọng và nặng nề nhất, trong một thời gian ngắn chúng có thể sinh sôi nảy nở rất nhanh chóng, phá hại một lƣợng vật chất gấp nhiều lần nhu cầu thực tế cần cho chúng dinh dƣỡng. Chúng có thể sống trong điều kiện khắc nghiệt trong kho (nhiệt độ rất cao, ẩm độ thấp), một số có thể sống trong điều kiện ẩm độ của thức ăn khoảng 1 %. Ở côn trùng phá hại kho có thể chia tuổi sinh thái thành ba mốc: tuổi trƣớc sinh sản, tuổi sinh sản, tuổi sau sinh sản. Tuổi trƣớc sinh sản thƣờng rất dài và là giai đoạn phá hại trực tiếp nghiêm trọng nhất. Khi xuất hiện hàng loạt các cá thể trƣởng thành cũng là lúc chúng hoàn thành một giai đoạn phá hoại nghiêm trọng nhất. Theo FAO (Food and Agriculture Organization – Tổ chức lƣơng nông thế giới), hằng năm tổn thất về ngũ cốc dự trữ trên thế giới vào khoảng 10 %: 13 triệu tấn ngũ cốc bị mất do côn trùng và 13 triệu tấn bị mất giá trị. Thông thƣờng, các nƣớc nhiệt đới và bán nhiệt đới thiệt hại nặng hơn các nƣớc ôn đới (Bùi Công Hiển, 1995). Tác hại do côn trùng kho gây ra biểu hiện ở việc: * Làm bẩn vật chất bảo quản do chúng thải ra cặn bã nhƣ tơ, phân, xác ấu trùng, nhộng. * Chúng là vật truyền nhiễm bệnh cho ngƣời và động vật nuôi. * Chúng mang các vi sinh vật kí sinh, nấm gây bệnh… Tóm lại, sự mất mát do côn trùng kho gây ra cũng rất to lớn và đa dạng. Hậu quả: * Hao hụt trọng lƣợng, giảm chất lƣợng hàng hóa. * Mất tiền chi phí giải quyết hậu quả. * Mất uy tín trong buôn bán. * Mất hạt giống cho vụ mùa kế tiếp. 2.6.3. Sơ lƣợc về Ngài Gạo (Corcyra cephalonica St) 2.6.3.1. Ngài Gạo (Corcyra cephalonica St) Theo Bùi Công Hiển (1995), ngài gạo là một trong những loài côn trùng phá hại kho nông sản. Ngài gạo có thân màu xám hay vàng nâu, mặt bụng pha màu đen. Cánh trƣớc màu xám đen và hẹp hơn cánh sau. Màu sắc từ giữa cánh trở vào gốc cánh thẩm hơn, rìa ngoài cánh có những chấm nhỏ. Cánh sau rộng có màu xám trắng. Đầu và ngực màu nâu nhạt, thông thƣờng con đực bé hơn con cái, cụ thể thân con đực dài 6 - 9 mm, còn con cái 7 - 11 mm, sải cánh con đực dài 14 - 18 mm, còn con cái 14 - 24 mm. Ấu trùng thƣờng tiết ra các sợi tơ để kết dính các hạt lại thành tổ để ăn hại. 2.6.3.2. Phân loại và hình thái Ngài gạo thuộc: - Họ Pyralidae (bộ ngài sáng). - Bộ Lepidoptera (bộ cánh vảy). Ngài gạo có cánh khá rộng, phủ đầy vảy nhỏ và thon hình búp măng ở mút cánh. Nền cánh màu nâu nhạt với những đƣờng gân màu hơi tối. Lúc nghỉ ngơi, từ đầu cho đến mút cánh đo đƣợc 8 - 13 mm. Ngài cái có kích thƣớc to hơn ngài đực rất nhiều. Con cái có xúc tu dài và cong hƣớng xuống phía dƣới, trong khi xúc tu ở con đực thƣờng ngắn và khó thấy. Sâu non màu trắng với những lỗ thở ở mỗi đốt dày lên ở phía sau nhƣ hình lƣỡi liềm. Kén màu trắng và rất dai. 2.6.3.3. Tác Hại Của Ngài Gạo. Là một trong số những côn trùng gây hại phổ biến đối với kho nông sản, đặc biệt là rất phổ biến ở vùng nam và đông nam Châu Á. Chúng thƣờng nhả tơ để kết dính các hạt nông sản và ẩn mình trong đó, làm cho nông sản bị đóng cục. Hàng hoá nhanh chóng bị giảm sản lƣợng và phẩm chất do bị nhiễm bẩn bởi tơ, bên cạnh đó cục nông sản đóng vón còn gây hƣ hỏng máy móc khi xay xát, và chi phí loại bỏ tạp chất nay cũng khá cao. Ngoài ra chúng còn tấn công hạt giống làm hạt mất khả năng nảy mầm. Tập tính sinh sống núp trong các hạt nông sản cũng là nguyên nhân gây khó khăn trong công tác phòng trừ loài côn trùng gây hại này Hình 2.3. Thành trùng ngài gạo Hình 2.4. Vòng đời của ngài gạo Trứ ng Ấ u trùng Nhộ ng Thành trùng Hình 2.5. Tác hại của ngài gạo 2.6.4. Các phƣơng pháp bảo quản kho nông sản hiện nay 2.6.4.1. Các phƣơng pháp chung Theo Trần Minh Tâm (2002) để bảo quản kho nông sản hiện nay có 5 phƣơng pháp chung: * Bảo quản nông sản ở trạng thái thoáng: để khối nông sản tiếp xúc với môi trƣờng không khí bên ngoài nhằm điều chỉnh nhiệt độ, ẩm độ trong kho một cách kịp thời thích ứng với môi trƣờng, do đó giữ đƣợc ẩm độ và nhiệt độ của khối nông sản ở trạng thái an toàn. * Phƣơng pháp bảo quản kín: đình chỉ sự trao đổi không khí giữa nông sản với môi trƣờng bên ngoài giữ cho khối nông sản luôn ở trạng thái an toàn. Mặt khác có nghĩa là bảo quản trong điều kiên thiếu oxy, do đó hạn chế quá trình hô hấp của hạt, hạn chế sự phát sinh phát triển của vi sinh vật và côn trùng phá hại. * Bảo quản nông sản ở trạng thái lạnh: nguyên tắc dùng nhiệt độ thấp làm tê liệt các hoạt động của vi sinh vật và côn trùng * Bảo quản nông sản bằng phƣơng pháp hoá học: dùng thuốc hoá học để bảo quản nông sản, mục đích kìm hãm những hoạt động của khối nông sản và tiêu diệt mọi hoạt động của sâu mọt, vi sinh vât, các loài gặm nhấm. Đây là phƣơng pháp có hiệu quả cao, ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi với quy mô lớn. * Bảo quản trong khí quyển điều chỉnh: bảo quản nông sản trong khí quyển có điều chỉnh thành phần các chất khí, đồng thời giảm nhiệt độ kho bảo quản nhằm làm chậm các hoạt động sống của nông sản mà chủ yếu là quá trình hô hấp. 2.6.4.2. Bảo quản nông sản bằng phƣơng pháp hoá học Là phƣơng pháp sử dụng các chất hoá học, chủ yếu là các chất độc để phòng chống, bao gồm các chế phẩm hoá học, các sản phẩm có nguồn gốc thực vật. Hiện nay đây là phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến, thông dụng, hiệu quả nhất trên thế giới và ở Việt Nam. Có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có công dụng riêng biệt và tính chất sử dụng cũng khác nhau. Muốn sử dụng tốt và hiệu quả cần phải đạt các yêu cầu sau: * Hoá chất đƣợc dùng phải có độc lực cao ( hiệu quả cao đối với côn trùng) * Dễ sử dụng và ít nguy hiểm đối với con ngƣời, rất ít hoặc không ảnh hƣởng đến chất lƣợng của hạt và sản phẩm trong kho. * Hoá chất đƣợc sử dụng không ăn mòn vật liệu xây dựng và các dụng cụ thiết bị trong kho. * Có tính ổn định cao, khó nổ, khó cháy, rẻ tiền. Trong thực tế hiện nay chƣa có loại thuốc nào có thể đáp ứng đầy đủ những yêu cầu trên, nhƣng căn cứ vào tính chất đầu độc và con đƣờng nhiễm độc của thuốc mà ngƣời ta chia các loại thuốc thành 3 loại: chất độc tiếp xúc, chất độc vị độc, chất độc xông hơi. Hiện nay các hoá chất đƣợc sử dụng phổ biến trong công tác bảo quản nông sản hiện nay là các hoá chất xông hơi do chúng có thể áp dụng cho nhiều đối tƣợng khác nhau, chúng sinh ra khí, khói, mù, tác động vào đƣờng hô hấp làm côn trùng bị ngạt hoặc bị ngộ độc chết. Ƣu điểm là sát trùng triệt để vì chúng có thể xâm nhập bất cứ chỗ nào trong kho, tuy nhiên nó cũng rất nguy hiểm cho ngƣời và gia súc. 2.6.4.3. Một số loại thuốc kiểm soát côn trùng kho hiện nay - Thuốc có nguồn gốc hoá học: Là những loại có độc tính cao, không chỉ đối với sâu mọt mà còn đối với ngƣời và gia súc…Do đó khi sử dụng phải tuân thủ quy định cho từng loại thuốc. Một số hoá chất xông hơi thƣờng dùng hiên nay: * Methyl bromide (CH3BR): là chất lỏng không màu, không mùi, d = 3,24, có tính thẩm thấu mạnh, có độc tính cao đối với côn trùng và cũng rất nguy hại đối với ngƣời và gia súc. Methyl bromide hiện nay đã bị cấm sử dụng ở nhiều nƣớc do hậu quả phá hủy tầng ozone và đƣợc công bố là một trong những tác nhân gây ung thƣ. * Phosphine: khí, không màu, không mùi, trong sản xuất có lẫn tạp chất nên có mùi tỏi hay mùi đất đen, tỉ trọng 1,181 gần bằng tỉ trọng không khí (dễ thẩm thấu). Phosphine đƣợc coi là thuốc xông hơi rất độc đối với côn trùng hại kho, bên cạnh đó cũng rất độc cho ngƣời và gia súc. Phosphine tuy ít độc hơn methyl bromide nhƣng sau một thời gian dài sử dụng, hiện nay cũng đang gặp trở ngại do tình trạng kháng thuốc mạnh của nhiều loài côn trùng. - Thuốc có nguồn gốc thảo mộc Thuốc thảo mộc diệt trừ sâu hại gồm các chất có trong thực vật nhƣ nicotin trong thuốc lá và thuốc lào, rotenone trong rễ cây dây mật, pakyziron trong củ đậu, azadiarchtin trong cây xoan Ấn Độ, artemisinin trong cây thanh hoa vàng (Phạm văn lầm, 2005) Các chế phẩm có nguồn gốc thảo mộc cũng có tác dụng diệt trừ côn trùng hại kho nhƣng hiệu lực không cao bằng thuốc hoá học, tuy nhiên ƣu điểm là ít độc đối với ngƣời và gia súc, không ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng, dễ phân hủy. 2.7. Phƣơng Pháp Sắc Ký Lỏng Hiệu Năng Cao (HPLC) (Phùng Võ Cẩm Hồng, 2004) Đây là phƣơng pháp thƣờng sử dụng để định lƣợng hợp chất thứ cấp, trong đó có các hoạt chất trích từ cây neem. 2.7.1. Nguyên tắc Phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC - High performance liquid chromatography) dựa trên sự phân bố của chất tan giữa hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau khi cho một chất lỏng di chuyển (pha động) qua chất lỏng đứng yên (pha tỉnh). Pha tỉnh bị hấp thụ trên bề mặt chất rắn (chất mang). Thông thƣờng là dung môi phân cực, pha động thƣờng là nƣớc hoặc dung môi hữu cơ. Đôi khi pha tĩnh là những chất lỏng ít phân cực lúc đó pha động phải là dung môi phân cực hơn. 2.7.2. Những yếu tố ảnh hƣởng * Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu. * Nguồn cung cấp (điện, khí, nƣớc, hoá chất). * Môi trƣờng (gây nhiễm thêm hoặc mất mẫu, gây ảnh hƣởng sức khoẻ, gây nhiễm bẩn môi trƣờng xung quanh). 2.7.3. Ứng dụng Phƣơng pháp HPLC có khả năng tách các hợp chất đặc thù nhƣ: * Các hợp chất cao phân tử và ion thuộc các đối tƣợng nghiên cứu y học , sinh học. * Các hợp chất tự nhiên không bền. * Các hợp chất kém bền nhiệt, các chất dễ nổ. Ngoài ra phƣơng pháp HPLC còn có những ƣu điểm hơn sắc kí cổ điển nhƣ tốc độ nhanh, độ tách tốt, độ nhạy cao, cột tách dùng đƣợc nhiều lần, mẫu chất thu lại dễ dàng vì hầu hết các detector không phá huỷ mẫu. Do có nhiều tính năng ƣu việt nên đƣợc ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực: tách các acid nucleic, tách các dƣợc phẩm, tách các steroid, tách các vitamin, tách các chất bảo quản thực phẩm, tách chất bảo vệ thực vật…. 2.7.4. Các bộ phận chính của máy HPLC . 2.222 2.