Thuốc diệt nấm Pyraclostrobin làm giảm năng suất tơ của tằm

Thuốc diệt nấm Pyraclostrobin làm giảm năng suất tơ của tằm

Một trong những vấn đề do việc sử dụng thuốc trừ sâu tràn lan gây ra là tác động của chúng lên các sinh vật khác ngoài những sinh vật mà chúng được thiết kế để tiêu diệt - ví dụ điển hình nhất là tỷ lệ tử vong của ong mật trên toàn cầu.

Tuy nhiên, có những loài côn trùng có lợi về mặt kinh tế khác ngoài ong mật cũng bị ảnh hưởng. "Tằm là một loài côn trùng được quản lý khác có thể bị suy giảm hiệu suất do ngộ độc thuốc trừ sâu", Daniel Nicodemo, giáo sư tại Khoa Khoa học Nông nghiệp và Công nghệ (FCAT-UNESP) của Đại học bang São Paulo ở Dracena, Brazil cho biết.

Trong một nghiên cứu được Quỹ nghiên cứu São Paulo hỗ trợ, Nicodemo đã hợp tác với Giáo sư Fábio Ermínio Mingatto và các sinh viên tại FCAT-USP để nghiên cứu tác động của pyraclostrobin, một loại thuốc diệt nấm strobilurin được sử dụng rộng rãi làm thuốc phun cho cây trồng, đối với năng lượng sinh học ty thể của tằm (Bombyx mori) và quá trình sản xuất kén của chúng.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc sử dụng thuốc diệt nấm cho cây dâu tằm — nguồn thức ăn duy nhất của tằm — làm tăng tỷ lệ tử vong của sâu bướm lên gấp ba lần và làm giảm đáng kể kích thước của kén do sâu bướm sống sót tạo ra, gây ra tổn thất về sản lượng tơ. Nghiên cứu này là chủ đề của một bài báo được công bố trên Tạp chí côn trùng học kinh tế .

Theo đánh giá của Nicodemo, những người nông dân trồng dâu tằm ở Brazil đã báo cáo về sự sụt giảm trong sản lượng kén tằm - ngay cả khi không có các yếu tố như bệnh tật, suy dinh dưỡng và quản lý không phù hợp, những yếu tố tác động tiêu cực đến chu kỳ phát triển của tằm dâu.

Nông dân trồng tơ lụa Brazil là những hộ nông dân nhỏ trồng cây dâu tằm để cung cấp thức ăn cho tằm. Hầu hết các trang trại tơ lụa Brazil nằm ở phía bắc của bang Paraná, nhưng cũng có những người nuôi tằm ở bang São Paulo và Mato Grosso do Sul. Họ là những mối quan tâm nhỏ biệt lập được bao quanh bởi các đồn điền mía, đậu nành hoặc ngô rộng lớn, nơi thuốc trừ sâu được sử dụng rất nhiều.

"Đây là một trong những nguyên nhân có thể gây ra tình trạng mất mùa của tằm", Nicodemo cho biết. Khi các đồn điền lớn được phun thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ hoặc thuốc diệt nấm, gió thường thổi những hóa chất nông nghiệp này vào các trang trại lân cận, nơi cây dâu tằm có thể đang phát triển.

Pyraclostrobin: từ tài sản đầy hứa hẹn đến kẻ phản diện trong ngành nuôi tằm

Nicodemo cho biết mục tiêu ban đầu của nghiên cứu do FAPESP tài trợ là xác định xem việc xử lý lá dâu tằm bằng pyraclostrobin có cải thiện chất lượng kén hay không. "Ngoài việc được sử dụng như một loại thuốc diệt nấm, pyraclostrobin còn làm chậm quá trình lão hóa của lá và tăng cường khả năng chịu đựng stress oxy hóa ở nhiều loại cây trồng".

Lá dâu tằm có hàm lượng protein cao có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng tơ do ấu trùng tạo ra. Tuy nhiên, trồng cây dâu tằm có hàm lượng dinh dưỡng cao tuân theo các tiêu chuẩn rất cụ thể. "Số lượng lá do mỗi cây tạo ra tỷ lệ nghịch với chất lượng dinh dưỡng của chúng", Nicodemo cho biết, giải thích rằng giá trị dinh dưỡng của lá đạt đỉnh khoảng 60 ngày sau khi cắt tỉa.

Mặt khác, người nông dân trồng tơ lụa Brazil trung bình thu hoạch lá khoảng 90 ngày sau lần cắt tỉa cuối cùng, khi cây dâu tằm cho thấy lượng lá lớn hơn nhưng giá trị dinh dưỡng thấp hơn. Đó là vì một trang trại tơ lụa điển hình có diện tích khoảng ba hecta, với cây dâu tằm được trồng khắp nơi. Lá được thu hoạch hàng tháng trên mỗi hecta theo lượt, vì vậy, những cây được cắt tỉa vào tháng 1, chẳng hạn, có đến cuối tháng 3 để tạo ra lá mới, do đó, sẽ chỉ được thu hoạch vào tháng 4.

Theo nhà nghiên cứu được FAPESP hỗ trợ, việc sử dụng pyraclostrobin được đề xuất để duy trì chất lượng lá cho đến hết giai đoạn 90 ngày. Điều này sẽ cho phép thu hoạch nhiều hơn các lá dâu tằm chất lượng cao. "Sau đó, tác dụng của pyraclostobin sẽ góp phần nâng cao chất lượng lá dâu tằm và cho phép người nông dân trồng tơ tằm tối đa hóa sản lượng lá chất lượng cao vào thời điểm cắt tỉa". Về kết quả của thử nghiệm, Nicodemo trả lời nhanh: "Kết quả ngược lại với những gì chúng tôi mong đợi".

Chất ức chế chuỗi hô hấp

Một loại thuốc diệt nấm thương mại có pyraclostrobin là thành phần hoạt tính đã được chọn cho thí nghiệm thực địa. Phương pháp được sử dụng trong thí nghiệm bao gồm xử lý một đồn điền dâu tằm bằng pyraclostrobin theo ba liều lượng (100, 200 và 300 gam thành phần hoạt tính trên một hecta) được sử dụng dưới dạng 1.000 lít dung dịch sau 60 và 75 ngày sau mỗi lần cắt tỉa. Một khu vực đối chứng được phun nước. Sản lượng lá, hàm lượng diệp lục, các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng đã được phân tích sau mỗi lần cắt tỉa.

Cành dâu tằm từ những cây được xử lý bằng thuốc diệt nấm được cho sâu bướm ăn sau 15 và 30 ngày sau khi phun. Năng lượng sinh học của ty thể đầu và ruột được đánh giá trong ống nghiệm và trong cơ thể sống, cùng với lượng lá tiêu thụ và tỷ lệ tử vong của sâu bướm.

Vì tỷ lệ tử vong rất cao khi sâu bướm được cho ăn lá từ những cây được xử lý bằng pyraclostrobin 15 ngày trước đó, nên các thử nghiệm được tiếp tục chỉ sử dụng lá từ những cây được xử lý 30 ngày trước đó. Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ở liều lượng 50 micromolar (μM) trong ống nghiệm và 200 gam trên một hecta trong cơ thể sống, pyraclostrobin ức chế tiêu thụ oxy, làm mất điện thế màng và ức chế tổng hợp ATP trong ty thể. ATP (adenosine triphosphate) là nucleotide chịu trách nhiệm lưu trữ năng lượng trong tế bào.

"Pyraclostrobin hoạt động như một chất ức chế chuỗi hô hấp, ảnh hưởng đến năng lượng sinh học của ty thể", Nicodemo cho biết. "Do đó, tác dụng chính được mong đợi ở nấm cũng xảy ra ở tằm".

Tỷ lệ tử vong tương tự nhau về mặt thống kê đối với các nhóm được cho ăn 60 ngày sau khi cắt tỉa lá từ cây không được xử lý và cây được xử lý bằng pyraclostrobin. Tuy nhiên, tỷ lệ tử vong cao hơn 30,7 phần trăm đối với nhóm được cho ăn láa từ cây được xử lý bằng liều pyraclostrobin cao nhất so với nhóm đối chứng, chứng minh tác dụng phụ thuộc vào liều lượng.

Vào cuối thời gian cho ăn, ấu trùng được quản lý để có thể quay kén. Một trăm kén được cân cho mỗi nhóm thử nghiệm, và sau đó nhộng tằm được lấy ra. Vào cuối quá trình, vỏ kén được cân riêng.

Kết quả cho thấy sự hiện diện của thuốc diệt nấm trong lá không ảnh hưởng đáng kể đến việc tiêu thụ của tằm nhưng lại ảnh hưởng tiêu cực đến trọng lượng kén khi liều lượng pyraclostrobin được áp dụng là 100 gam trên một hecta trở lên. Trọng lượng của kén (-10 phần trăm) và vỏ kén (-7 phần trăm) thấp hơn đối với sâu bướm ăn lá được xử lý bằng pyraclostrobin so với sâu bướm ăn lá không được xử lý. Liều lượng thuốc diệt nấm được áp dụng không tạo ra sự khác biệt đối với chất lượng kén.

Theo Nicodemo, độc tính của bất kỳ chất nào cũng là biến số quan trọng để xác định tác động trực tiếp của nó đến sự sống còn của các cá thể trong một loài nhất định sau khi tiếp xúc với liều lượng, nồng độ cụ thể hoặc cả hai.

"Không gây tử vong không có nghĩa là chất này vô hại. Các sinh vật có thể bị tổn hại theo nhiều cách khác nhau ngay cả khi chúng sống sót", Nicodemo cho biết. "Trong nghiên cứu của chúng tôi, trong khi tỷ lệ tử vong của tằm tương đối thấp khi chúng được cho ăn lá dâu tằm đã được xử lý bằng pyraclostrobin 30 ngày trước đó, thì tổn thương ở đầu và ruột sinh năng lượng ty thể ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình sản xuất năng lượng của ty thể cũng như quá trình sản xuất kén ".