ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA SINH MÔI TRƢỜNG
----------

TRƢƠNG VĂN TÙNG

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA THUỐC TRỪ
SÂU ĐẾN SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
CỦA LOÀI GIUN QUẾ (Perionyx excavates
Perrier, 1872)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đà nẵng, tháng 4 năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA SINH MÔI TRƢỜNG
----------

TRƢƠNG VĂN TÙNG

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA THUỐC TRỪ
SÂU ĐẾN SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
CỦA LOÀI GIUN QUẾ (Perionyx excavates
Perrier, 1872)
NGÀNH: QUẢN LÍ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

THS.NGUYỄN VĂN KHÁNH

Đà nẵng, tháng 4 năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc
ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả khóa luận

Trƣơng Văn Tùng

1


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu
sắc đến thầy Nguyễn Văn Khánh đã hƣớng dẫn cho tôi trong suốt thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Sinh – Môi
Trƣờng, trƣờng Đại học Sƣ Phạm, Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện để tơi
thực hiện khóa luận.
Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã hổ trợ và giúp đỡ tơi
trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và hồn thành bài khóa luận tốt nghiệp
này.

Đà Nẵng, tháng 4 năm 2017

Trƣơng Văn Tùng


2


MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ 5
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... 6
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................. 7
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 8
1. Tính cấp thiết của đề tài. .......................................................................... 8
2. Mục tiêu của đề tài................................................................................... 9
2.1.

Mục tiêu tổng quát. ........................................................................... 9

2.2.

Mục tiêu cụ thể.................................................................................. 9

3.

Ý nghĩa khoa học của đề tài. ................................................................ 9

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................... 10
1.1.

TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THUỐC TRỪ SÂU. ................................... 10

1.1.1.

Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên thế giới. ............................. 10


1.1.2.

Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở Việt Nam. .............................. 10

1.2.

GIỚI THIỆU VỀ SINH VẬT CHỈ THỊ Ô NHIỄM. ........................... 12

1.2.1.

Sinh vật chỉ thị. ............................................................................ 12

1.2.2.

Cơ sở sử dụng sinh vật làm chỉ thị mơi trƣờng. ........................... 13

1.2.3.

Tiêu chí lựa chọn. ........................................................................ 13

1.3.

TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU. ............................ 13

1.3.1.

Loài giun sử dụng làm thí nghiệm................................................... 13

1.2.2.


Hóa chất sử dụng làm thí nghiệm. .................................................. 15

1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SINH VẬT CHỈ THỊ MƠI TRƢỜNG
ĐẤT. ........................................................................................................... 18
1.4.1. Tình hình nghiên cứu sinh vật chỉ thị chất lƣợng môi trƣờng đất
trên thế giới. .............................................................................................. 18
1.4.2. Tình hình nghiên cứu sinh vật chỉ thị chất lƣợng môi trƣờng đất ở
Việt Nam. .................................................................................................. 19
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 21
2.1.

ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................ 21

2.2.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................. 21

2.3.

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 21
3


2.3.1.

Phƣơng pháp thu thập và tổng hợp số liệu. .................................. 21

2.3.2.


Phƣơng pháp ni giun Quế trong điều kiện thí nghiệm.............. 21

2.3.3.

Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm. ................................................... 21

2.3.4.

Phƣơng pháp xử lí số liệu ............................................................ 23

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 25
3.1.

Khả năng sinh trƣởng của giun Quế. .................................................. 25

3.2.

Tỉ lệ sinh sản ...................................................................................... 27

3.3.

Đề xuất quy trình đánh giá độc học sinh thái bằng giun Quế............. 29

CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................... 34
4.1.

KẾT LUẬN ........................................................................................ 34

4.2.


KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 35
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 37

4


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BVTV

Bảo vệ thực vật.

OECD

Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế.

5


DANH MỤC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

3.1


Khối lƣợng(g) của 10 con giun Quế sau 28 ngày thí
nghiệm

25

3.2

Hệ số tăng trƣởng khối lƣợng giun Quế sau 28 ngày
(mg/con/ngày)
Số lƣợng giun con sau 8 tuần thí nghiệm

26

3.3

6

27


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Số hiệu
hình vẽ
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3.1

3.2

Tên hình
Giun Quế (Perionyx excavatus_Perrier, 1872)
Thuốc trừ sâu Carbendazim 500FL
Thuốc trừ sâu Glyphosan 480SL
Thuốc trừ sâu sinh học Exin 2.0SC
Giá đặt mẫu thí nghiệm
Hệ số tăng trƣởng khối lƣợng (mg/con/ngày)
Tỉ lệ sinh sản của giun Quế sau 8 tuần thử nghiệm

7

Trang
14
16
17
18
23
26
28


MỞ ĐẦU
1.

Tính cấp thiết của đề tài.
Việc sử dụng thuốc trừ sâu đã trở thành một thực tế phổ biến trên khắp

thế giới. Thuốc trừ sâu đƣợc sử dụng hầu nhƣ ở mọi nơi - không chỉ trong lĩnh

vực nông nghiệp, mà cịn trong nhà, cơng viên, trƣờng học, rừng và đƣờng
xá[24]. Nhiều loại thuốc trừ sâu không dễ phân huỷ, chúng tồn tại trong đất,
phát tán theo nƣớc ngầm và nƣớc mặt gây ô nhiễm môi trƣờng trên diện rộng.
Tùy thuộc vào tính chất hóa học, chúng có thể xâm nhập vào cơ thể, tích tụ
sinh học trong chuỗi thức ăn và do đó ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời[10].
Các phƣơng pháp giám sát ơ nhiễm bằng hóa - lý truyền thống tuy đạt
kết quả chính xác nhƣng chi phí cao và thời gian giám sát dài mới cho ra những
kết quả khách quan nhất. Ngƣợc lại, phƣơng pháp độc học sinh thái đƣợc coi là
một phƣơng pháp hiệu quả, khắc phục đƣợc các nhƣợc điểm của các phƣơng
pháp trên và cho ra kết quả tƣơng đối chính xác, đánh giá đƣợc tồn diện mức
độ ơ nhiễm của môi trƣờng đất.
Giun đất là đại diện đầu tiên đƣợc kể đến trong những loài sinh vật đƣợc
nghiên cứu sử dụng làm chỉ thị cho chất lƣợng môi trƣờng đất. Trên thế giới đã
có nhiều nghiên cứu về độc học sinh thái của các hoạt chất khác nhau.trên các
loài giun đất.
Tại Việt Nam nghiên cứu giun đất chủ yếu tập trung vào nghiên cứu sự
phân bố, thành phần loài, số lƣợng và mức độ tích lũy kim loại nặng. Tuy
nhiên, việc nghiên cứu độc học trên giun đất vẫn còn là một đề tài khá mới.
Đây là một công cụ hữu ích để đánh giá nguy cơ đến sinh thái một cách tổng
hợp nhƣng đòi hỏi một hệ thống thiết kế thử nghiệm phù hợp. Vì vậy, việc
nghiên cứu độc học sinh thái của giun đất với các loại thuốc trừ sâu là cần thiết
nhằm đánh giá mức độ ảnh hƣởng thuốc trừ sâu đối với hệ sinh thái đất, đồng
thời tạo tiền đề cho các nghiên cứu phân tích, giám sát, cảnh báo đất ô nhiễm ở
Việt Nam.
Xuất phát từ cơ sở lí luận và thực tiễn trên tơi tiến hành chọn đề tài:
“Đánh giá ảnh hƣởng của thuốc trừ sâu đến sinh trƣởng và phát triển của
loài giun Quế (Perionyx excavates Perrier, 1872).”

8



2.

Mục tiêu của đề tài
2.1.

Mục tiêu tổng quát.

Đánh giá độc học sinh thái của thuốc trừ sâu đến sinh trƣởng và phát
triển của Giun Quế (Perionyx excavates Perrier, 1872) bằng chỉ số sinh sản
và chỉ số sinh trƣởng.
2.2.

Mục tiêu cụ thể.

Nuôi, phân lập giun Quế (Perionyx excavates Perrier, 1872) trong điều
kiện phịng thí nghiệm theo tiêu chuẩn của OECD;
Thử nghiệm độc học sinh thái của ba loại thuốc trừ sâu trên giun Quế
(Perionyx excavates Perrier, 1872) theo bản hƣớng dẫn 222 OECD, 2004.
3.

Ý nghĩa khoa học của đề tài.
Kết quả nghiên cứu góp phần đánh giá mức độ ảnh hƣởng của thuốc trừ

sâu đến sự sinh sản và phát triển của loài giun Giun Quế (Perionyx excavates
Perrier, 1872), tạo cơ sở sinh học để sử dụng giun quế nhƣ một lồi quan trắc
chất lƣợng mơi trƣờng đất tại Việt Nam.

9



CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THUỐC TRỪ SÂU.
Thuật ngữ thuốc trừ sâu bao gồm một loạt các hợp chất bao gồm thuốc

trừ sâu, thuốc diệt nấm, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt chuột, nhuyễn thể, chất kích
thích tăng trƣởng thực vật và các chất khác[21].
1.1.1. Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên thế giới.
Việc sử dụng thuốc trừ sâu đã tăng lên gấp nhiều lần trong vài thập kỷ
qua. Theo ƣớc tính, khoảng 5,2 tỷ pound thuốc trừ sâu đƣợc sử dụng trên toàn
thế giới mỗi năm. Việc sử dụng thuốc trừ sâu để giảm thiểu sâu bệnh đã trở
thành một thực tiễn phổ biến trên tồn thế giới. Việc sử dụng chúng khơng chỉ
giới hạn trong nông nghiệp, chúng đƣợc sử dụng trong nhà ở dạng thuốc xịt,
thuốc độc và bột để kiểm soát gián, muỗi, chuột, nhệnh, ve và các loại cơn
trùng có hại khác[18].
Trên thế giới, thuốc BVTV ngày càng đóng vai trị quan trọng trong
việc phòng trừ sâu bệnh bảo vệ sản xuất, đảm bảo an ninh lƣơng thực thực
phẩm. Theo tính toán của các chuyên gia, trong những thập kỷ 70, 80, 90 của
thế kỷ 20, thuốc BVTV góp phần bảo vệ và tăng năng suất khoảng 20 - 30%
đối với các loại cây trồng chủ yếu nhƣ lƣơng thực, rau, hoa quả.
Việc sử dụng thuốc BVTV ở thế giới hơn nửa thế kỷ luôn luôn tăng, đặc
biệt ở những thập kỷ 70 - 80 - 90. Theo Gifap, giá trị tiêu thụ thuốc BVTV trên
thế giới năm 1992 là 22,4 tỷ USD, năm 2000 là 29,2 tỷ USD và năm 2010
khoảng 30 tỷ USD, trong 10 năm gần đây ở 6 nƣớc châu Á trồng lúa, nông dân
sử dụng thuốc BVTV tăng 200 - 300% mà năng suất không tăng.
Hiện danh mục các hoạt chất BVTV trên thế giới đã là hàng ngàn loại, ở
các nƣớc thƣờng từ 400 - 700 loại. (Trung Quốc 630, Thái Lan 600 loại). Tăng
trƣởng thuốc BVTV những năm gần đây từ 2 - 3%. Trung Quốc tiêu thụ hằng

năm 1,5 - 1,7 triệu tấn thuốc BVTV (2010) [6].
1.1.2. Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu ở Việt Nam.

10


Thuốc BVTV đƣợc bắt đầu đƣợc sử dụng ở miền Bắc Việt Nam vào
những năm 1955 từ đó đến nay ln là một phƣơng pháp hiệu quả giúp nhanh
chóng dập tắt các dịch sâu bệnh trên diện rộng.
Theo số liệu của cục BVTV, đến năm 2010 cả nƣớc có trên 200 công ty
sản xuất và kinh doanh thuốc BVTV, 93 nhà máy, cơ sở sản xuất thuốc và
28.750 cửa hàng, đại lý buôn bán thuốc BVTV.
Những tồn tại, hạn chế, thiếu sót trong việc sử dụng thuốc bảo vệ thực
vật tại Việt Nam:
Sử dụng thuốc quá nhiều, quá mức cần thiết. Theo Phạm Văn Lầm 2000, số lần phun thuốc bảo vệ thực vật cho chè ở Thái Nguyên từ 6,2 đến 29,7
lần/ năm, cho lúa ở đồng bằng sông Hồng từ 1 - 5 lần/ vụ, ở đồng bằng sông
Cửu Long từ 2 - 6 lần/ vụ, trên 6 lần có 35,6% hộ. Số lần phun cho rau từ 7 10 lần/ vụ ở đồng bằng sông Hồng, ở Thành phố Hồ Chí Minh 10 - 30 lần. Một
kết quả điều tra năm 2010 (Bùi Phƣơng Loan - 2010) ở vùng rau đồng bằng
sông Hồng cho thấy số lần phun thuốc bảo vệ thực vật từ 26 - 32 lần (11,1 25,6 kg/ha) trong 1 năm. Số lần phun nhƣ trên là quá nhiều, có thể giảm 45 50% (Ngô Tiến Dũng, Nguyễn Huân, Trƣơng Quốc Tùng 2002, 2010).
Sử dụng thuốc khi thiếu hiểu biết về kỹ thuật. Theo Đào Trọng Ánh 2002, chỉ có 52,2% cán bộ kỹ thuật nông nghiệp - khuyến nông cơ sở hiểu
đúng kỹ thuật sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, tỷ lệ này ở ngƣời bán thuốc là
33% ở nông dân 49,6%.
Sử dụng thuốc quá liều lƣợng khuyến cáo, tùy tiện hỗn hợp khi sử
dụng. Kết quả điều tra năm 2002 (Đào Trọng Ánh) chỉ có 22,1 - 48% nơng dân
sử dụng đúng nồng độ liều lƣợng thuốc trên lúa, 0 - 26,7% trên rau và 23,534,1% trên chè, trong khi đó có nhiều nơng dân tăng liều lƣợng lên gấp 3 - 5
lần. Ở các tỉnh phía Nam, có tới 38,6% dùng liều lƣợng cao hơn khuyến cáo,
29,7% tự ý hỗn hợp nhiều loại thuốc khi phun. Năm 2010, 19,59% nông dân cả
nƣớc vi phạm sử dụng thuốc, trong đó khơng đúng nồng độ là 73,2% (Cục
BVTV)
Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật không tuân thủ thời gian cách ly.

Đây là một tồn tại nguy hiểm, tác động trực tiếp đến vệ sinh an toàn thực phẩm
11


song đáng tiếc là rất phổ biến, đặc biệt là ở các vùng rau quả, chè… có tới 35 60% nông dân chỉ thực hiện thời gian cách ly từ 1 - 3 ngày, 25 - 43,3% thực
hiện cách ly 4 - 6 ngày trong khi phần lớn các loại thuốc có yêu cầu cách ly từ
7 - 14 ngày hoặc hơn. (Đinh Ngọc Ánh - 2002), năm 2010 trên diện rộng cịn
tới 10,22% nơng dân khơng đảm bảo thời gian cách ly. (Cục BVTV)
Coi trọng lợi ích lợi nhuận hơn tác động xấu đến môi trƣờng, sức
khỏe cộng đồng. Có một thực tế rất đáng lên án là một bộ phận nơng dân cố
tình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật sai quy định pháp lý và kỹ thuật vì mục
đích lợi nhuận của bản thân, xem nhẹ luật pháp và lợi ích cộng đồng. Đặc biệt
ở các vùng rau, quả, chè, hoa, nơng sản có giá trị cao… Điều tra năm 2003 2005 tại Vĩnh Phúc, Hà Nội, có tới 20 - 88,8% số nơng dân vẫn dùng thuốc
cấm, thuốc ngoài danh mục. Năm 2010, Cục BVTV cho biết cịn 5,19% số hộ
dùng thuốc cấm, ngồi danh mục, 10,22% không đúng thời gian cách ly, 51%
không thực hiện theo khuyến cáo của nhãn.
1.2.

GIỚI THIỆU VỀ SINH VẬT CHỈ THỊ Ô NHIỄM.
1.2.1. Sinh vật chỉ thị.
Sinh vật chỉ thị mơi trƣờng có thể là một lồi sinh vật hay một tập hợp

lồi. Mỗi đối tƣợng sinh vật có u cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên
quan đến nhu cầu dinh dƣỡng, hàm lƣợng O2, khả năng chống chịu một hàm
lƣợng nhất định các yếu tố độc hại trong mơi trƣờng sống. Do đó, sự hiện diện
hay khơng của chúng biểu thị một tình trạng điều kiện sinh thái của môi trƣờng
sống nằm trong hay vƣợt giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối
tƣợng sinh vật đó[3].
Các sinh vật chỉ thị mơi trƣờng khác nhau có thể xếp thành các nhóm
theo những tiêu chí nhƣ: (1) các lồi mẫn cảm đặc trƣng có thể sử dụng nhƣ là

cơng cụ cảnh báo sớm, chúng có những phản ứng khác thƣờng với những điều
kiện môi trƣờng không thích hợp; (2) những lồi xuất hiện tự nhiên trong mơi
trƣờng có thể dùng đo đạc sự phản ứng và thích nghi đối với sự thay đổi của
mơi trƣờng đƣợc sử dụng nhƣ một cơng cụ thăm dị; (3) Sử dụng nhƣ một cơng
cụ khai thác là các lồi có thể chỉ thị cho sự xáo trộn hay ô nhiễm mơi trƣờng;
(4) Nhƣ một cơng cụ tích lũy sinh học là các lồi tích lũy sinh học bao gồm
hóa chất, kim loại nặng (KLN),… trong mô của chúng; (5) Các sinh vật thử
12


nghiệm là các sinh vật chọn lọc đơi khi có thể đƣợc sử dụng nhƣ là các chất
trong thí nghiệm để xác định sự hiện diện hoặc nồng độ các chất ô nhiễm.
1.2.2. Cơ sở sử dụng sinh vật làm chỉ thị mơi trƣờng.
Thành phần lồi của mơt quần xã sinh vật đƣợc xác định bởi các yếu tố
môi trƣờng. Tất cả các cơ thể sống đều chịu tác động của các yếu tố môi
trƣờng sống, môi trƣờng này cũng có thể bị ảnh hƣởng từ mơi trƣờng xung
quanh, đặc biệt bị tác động bởi các yếu tố vật lí hóa học. Yếu tố tác động vào
mơi trƣờng có thể có hay khơng gây hại cho sinh vật đó, thì sinh vật này có hay
khơng bị loại trừ ra khỏi quần thể, làm nó trở thành sinh vật chỉ thị môi trƣờng.
Hiểu biết về tác động của các yếu tố mơi trƣờng lên cơ thể sống có thể giúp
xác định đƣợc sự có mặt và mức độ có mặt của nhiều chất trong môi trƣờng.
Nhƣ vậy,cơ sở cho việc sử dụng sinh vật chỉ thị môi trƣờng dựa trên
hiểu biết của con ngƣời về khả năng chống chịu của sinh vật với các yếu tố của
điều kiện sinh thái (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, chất khí, chất dinh dƣỡng…) với
tác động tổng hợp của chúng.
1.2.3. Tiêu chí lựa chọn.
Việc lựa chọn những sinh vật chỉ thị phụ thuộc vào cả những khía cạnh
thực tế lẫn tính logic. Theo đó, sinh vật cảnh báo còn phải đáp ứng đƣợc một
số điều kiện sau: Đã đƣợc định loại rõ ràng; nhiều dẫn liệu về sinh thái cá thể
của đối tƣợng qua thử nghiệm sinh học; mẫn cảm và có các phản ứng ổn định

với chất gây ô nhiễm hoặc hiểu quả trong nghiên cứu, khả năng phơi nhiễm đối
với các chất gây ô nhiễm; phân bố rộng và phong phú quanh năm; có ý nghĩa
rộng về sinh thái, kinh tế; trạng thái khỏe mạnh và khơng dễ bị nhiễm bệnh và
kí sinh; dễ bảo quản trong phịng thí nghiệm, có tính biến dị di truyền thấp.
1.3.

TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU.
1.3.1. Lồi giun sử dụng làm thí nghiệm.
a. Giun Quế (Perionyx excavatus_Perrier, 1872).
Giun Quế là một loại giun đất, thuộc ngành giun đốt (Annelida), trong

lớp giun ít tơ (Oligochaeta)[3]. Giun Quế có tên khoa học là Perionyx
excavatus, chi Pheretima, họ Megascocidae (họ cự dẫn), ngành ruột khoang.

13


Chúng thuộc nhóm giun ăn phân, thƣờng sống trong mơi trƣờng có nhiều chất
hữu cơ đang phân hủy, trong tự nhiên ít tồn tại với phần thể lớn.

Hình 2.1 Giun Quế (Perionyx excavatus_Perrier, 1872)
b. Đăc tính sinh lý.
Giun quế có kích thƣớc tƣơng đối nhỏ, độ dài vào khoảng 10 - 15 cm,
thân hơi dẹt, bề ngang của con trƣởng thành có thể đạt 0,1 - 0,2 cm, có màu từ
đỏ đến màu mận chín (tùy theo tuổi), màu nhạt dần về phía bụng, hai đầu hơi
nhọn. Cơ thể giun có hình thon dài nối với nhau bởi nhiều đốt, trên mỗi đốt có
một vành tơ.
Giun quế nuốt thức ăn bằng môi ở lỗ miệng, lƣợng thức ăn mỗi ngày
đƣợc nhiều nhà khoa học ghi nhận là tƣơng đƣơng với trọng lƣợng cơ thể của
nó. Sau khi qua hệ thống tiêu hóa với nhiều vi sinh vật cộng sinh, chúng thải ra

phân ra ngoài rất giàu dinh dƣỡng, những vi sinh vật cộng sinh có ích trong hệ
thống tiêu hóa này theo phân ra khỏi cơ thể nhƣng vẫn còn hoạt động ở “màng
dinh dƣỡng” một thời gian dài.
Giun quế rất nhạy cảm, chúng phản ứng mạnh với ánh sáng, nhiệt độ và
biên độ nhiệt cao, độ mặn và điều kiện khơ hạn. Nhiệt độ thích hợp nhất với
giun quế nằm trong khoảng từ 20 – 30oC, ở nhiệt độ khoảng 30oC và độ ẩm
thích hợp, chúng sinh trƣởng và sinh sản rất nhanh. Ở nhiệt độ quá thấp, chúng
sẽ ngừng hoạt động và có thể chết; hoặc khi nhiệt độ của luống nuôi lên quá
cao cũng bỏ đi hoặc chết. Chúng có thể chết khi điều kiện khơ và nhiều ánh
sáng nhƣng chúng lại có thể tồn tại trong mơi trƣờng nƣớc có thổi O2.

14


Giun quế quế rất thích sống trong mơi trƣờng ẩm ƣớt và có độ pH ổn
định. Qua các thí nghiệm thực hiện, nhận thấy chúng thích hợp nhất vào
khoảng 7,0 - 7,5, nhƣng chúng có khả năng chịu đựng đƣợc phổ pH khá rộng,
từ 4 - 9, nếu pH quá thấp, chúng sẽ bỏ đi.
Giun quế thích nghi với phổ thức ăn khá rộng, chúng ăn bất kỳ chất thải
hữu cơ nào có thể phân hủy trong tự nhiên (rác đang phân hủy, phân gia súc,
gia cầm…). Tuy nhiên, những thức ăn có hàm lƣợng dinh dƣỡng cao sẽ hấp
dẫn chúng hơn, giúp cho chúng sinh trƣởng và sinh sản tốt hơn.
Trong tự nhiên, giun quế thích sống nơi ẩm thấp, gần cống rãnh, hoặc
nơi có nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và thối rữa nhƣ trong các đống phân
động vật, các đống rác hoai mục. Giun quế rất ít hiện diện trên các đồng ruộng
canh tác dù nơi đây có nhiều chất thải hữu cơ, có lẽ vì tỷ lệ C/N của những chất
thải này thƣờng cao, không hấp dẫn và không đảm bảo điều kiệm ẩm độ
thƣờng xuyên.
c. Đặc tính sinh sản và phát triển.
Theo Nguyễn Lân Hùng (2010) [9], Giun quế sinh sản rất nhanh trong

điều kiện khí hậu nhiệt đới tƣơng đối ổn định và có độ ẩm cao nhƣ điều kiện
của khu vực phía Nam. Theo nhiều tài liệu, từ một cặp ban đầu trong điều kiện
sống thích hợp có thể tạo ra từ 1.000 - 1.500 cá thể trong một năm.
Giun quế là sinh vật lƣỡng tính, chúng có đai và các lỗ sinh dục nằm ở
phía đầu của cơ thể, có thể giao phối chéo với nhau để hình thành kén ở mỗi
con, kén đƣợc hình thành ở đai sinh dục, trong mỗi kén mang từ 1 - 20 trứng,
mỗi kén có thể nở từ 2 - 10 con.
Khi mới nở, con nhỏ nhƣ đầu kim có màu trắng, dài khoảng 2 - 3 mm,
sau 5 - 7 ngày cơ thể chúng sẽ chuyển dần sang màu đỏ và bắt đầu xuất hiện
một vằn đỏ thẫm trên lƣng. Khoảng từ 15 - 30 ngày sau, chúng trƣởng thành và
bắt đầu xuất hiện đai sinh dục; từ lúc này chúng bắt đầu có khả năng bắt cặp và
sinh sản.
Nghiên cứu sử dụng giun khoảng 2-3 tháng tuổi vì ở tuổi này là độ tuổi
trƣởng thành mà chúng có cùng kích thƣớc, có một tỷ lệ sống cao.
1.2.2. Hóa chất sử dụng làm thí nghiệm.

15


a. Thuốc trừ sâu Carbendazim 500FL.

Hình 2.2 Thuốc trừ sâu Carbendazim 500FL
Carbenzim 500FL là thuốc trừ nấm phổ rộng và có đặc tính lƣu dẫn.
Thuốc hấp thụ qua rễ và lá để đi vào bên trong cây. Thuốc ngăn cản quá trình
hình thành cơ quan xâm nhiểm của mầm bệnh (germ tubes, appressoria,
mycelia).
Hoạt chất carbendazim có khả năng phịng trị nầm bệnh nhƣ mốc xanh
(Penicillium spp.) trên cam quit, phấn trắng (Sphaerotheca spp.) trên dƣa, đốm
đen (Diplocarpon rosea) trên hoa hồng, Mốc xám (Botrytis cinerea) trên
nho[4]. Tại Mỹ, theo báo cáo thƣờng niên của Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ

– (EPA) công bố tháng 9/2015, Carbendazim đƣợc xếp vào nhóm C, là các
hoạt chất có khả năng gây ung thƣ cho con ngƣời, kết luận này dựa vào báo cáo
từ năm 1989.
b. Thuốc trừ sâu Glyphosan 480 SL.
Glyphosan 480 SL là thuốc trừ cỏ nội hấp không chọn lọc sau nảy mầm.
Sau khi phun, thuốc đƣợc hấp thu nhờ lá và di chuyển xuống thân,
rễ. Glyphosan 480 SL chuyên trừ các loại cỏ hằng niên, cỏ đa niên: cỏ khó trừ
trên vƣờn cây ăn trái, đồn điền, đất khơng trồng trọt, bờ mƣơng, lúa rày, lúa
chét[5].

16


Hình 2.3 Thuốc trừ sâu Glyphosan 480 SL.
Glyphosate là hợp chất có trong các loại thuốc diệt cỏ phổ biến nhƣ
Roundup của tập đoàn Monsanto, đã đƣợc Tổ chức Nghiên cứu Ung thƣ quốc
tế (IARC) thuộc WHO cảnh báo ở cấp độ 2A về khả năng gây ung thƣ trong
báo cáo tổng hợp đầu năm 2015[19]. Theo đó, một loạt các quốc gia Châu Âu
đã xem xét cấm hoàn toàn việc sử dụng loại chất này trong nông nghiệp, bắt
đầu từ Đức, Pháp, Thụy Sĩ, Hà lan.
c. Exin 2.0SC
Exin 2.0 SC là một loại thuốc trừ sâu sinh học đƣợc sử dụng nhiều trong
nông nghiệp Việt Nam hiện nay. Thuốc có cơng dụng đặc trị rầy nâu, rầy lƣng
trắng hại lúa, rầy xanh hại chè.
Thành phần chính của thuốc trừ sâu Exin 2.0SC là chất Salicylic Acid,
đây là một Beta Hydroxy Acid. Axit salicylic có thể xâm nhập và phá vỡ chất
béo, gây ra các vết bỏng hóa chất ở da ở nồng độ rất cao.
Đối với thai phụ khi tiếp xúc chất này ở nồng độn cao dễ gây quái thai ở
3 tháng đầu, ở 3 tháng cuối có thể làm tăng thời gian mang thai vì ức chế PGE,
PGF (là chất gây tăng co bóp tử cung), đồng thời có thể ảnh hƣởng chức phận

của thai nhất là tuần hồn và hơ hấp[7].

17


Hình 2. 4 Thuốc trừ sâu sinh học Exin 2.0SC
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SINH VẬT CHỈ THỊ MƠI TRƢỜNG
ĐẤT.
1.4.1. Tình hình nghiên cứu sinh vật chỉ thị chất lƣợng môi trƣờng
đất trên thế giới.
Đất và các sinh vật đất là những thành phần thiết yếu của các hệ sinh
thái trên cạn[27]. Trên thế giới đã có rất nghiều nghiên cứu sử dụng các loài
sinh vật để chỉ thị chất lƣợng mơi trƣờng nƣớc, khơng khí và đất. Các nhà khoa
học cũng cho rằng sự có mặt hay vắng mặt của một sinh vật trong hệ sinh thái
đất sẽ là một chỉ thị cho chất lƣợng môi trƣờng phù hợp hơn so với mỗi chỉ tiêu
hóa – lý. Do vậy, các nhà khoa học đã nổ lực tìm kiếm các sinh vật nhạy cảm
đối với các yếu tố và các thay đổi của mơi trƣờng trong nhiều năm. Thêm vào
đó, các nhà nghiên cứu cịn tiến hành ni và thử nghiệm các sinh vật nhạy
cảm ở quy mơ phịng thí nghiệm. Họ tin rằng các sinh vật đƣợc thử nghiệm
dƣới các điều kiện phịng thí nghiệm sẽ giúp cung cấp thêm các đánh giá về tác
động quan sát đƣợc trong hệ sinh thái tự nhiên và đƣa ra đƣợc những dự đốn
cho các tác động mà tƣơng lai có thể xảy ra[2].
Giun đất là đại diện đầu tiên đƣợc kể đến trong những loài sinh vật đƣợc
nghiên cứu sử dụng làm chỉ thị cho chất lƣợng môi trƣờng đất. Ảnh hƣởng tiêu
cực của thuốc trừ sâu đối với sự phát triển của giun đất đã đƣợc báo cáo bởi
các nhà nghiên cứu khác nhau.

18



Xiao et al.[22] gợi ý rằng sự tăng trƣởng có thể đƣợc coi là các thông số
nhạy cảm để đánh giá độc tính của acetochlor trên giun đất. Theo đó, để đánh
giá tác động độc hại của chất diệt cỏ acetochlor trên giun đất, nghiên cứu cho
Eisenia fetida (Savigny) tiếp xúc với đất tự nhiên (đất OECD) bổ sung
acetochlor với nồng độ khác nhau (5, 10, 20, 40 và 80 mg.kg-1 đất). Các dƣ
lƣợng acetochlor trong đất và ảnh hƣởng của chất diệt cỏ đến sinh trƣởng, sinh
sản. Thời gian phân rã phân huỷ acetochlor trong đất là từ 9,3 đến 15,6 ngày
trong điều kiện phịng thí nghiệm; Tỷ lệ suy thoái với nồng độ thấp nhanh hơn
so với ở nồng độ cao hơn. Ở liều 5 và 10 mg.kg-1, acetochlor khơng có ảnh
hƣởng đáng kể đến sự phát triển của E. fetida ngoại trừ sau 15 và 30 ngày tiếp
xúc. Khi nồng độ > 20 mg.kg-1, tốc độ tăng trƣởng và số lƣợng con non bị
giảm nghiêm trọng.
Một số nghiên cứu khác cũng đƣợc thực hiện trên các loài giun khác
nhƣ Helling thử nghiệm trong phịng thí nghiệm ảnh hƣởng của oxychloride
trên Eisenia fetida và thấy sự giảm đáng kể sự phát triển của giun đất [16].
Booth và cộng sự[12] nghiên cứu ảnh hƣởng của hai phosphat hữu cơ,
chlorpyrifos và diazinon, trong khi Mosleh nghiên cứu độc tính của aldicarb,
cypermethrin, profenofos, chlorfluazuron, atrazine và metalaxyl trong giun đất
Aporrectodea caliginosa và quan sát thấy sự giảm tốc độ tăng trƣởng ở tất cả
các mẫu chứa thuốc trừ sâu.
Mosleh[25] nghiên cứu ảnh hƣởng của endosulfan và aldicarb trên
Lumbricus terrestris và đã đề xuất hệ số tăng trƣởng nhƣ là một công thức sinh
học quan trọng cho sự phơi nhiễm endosulfan và aldicarb.
1.4.2. Tình hình nghiên cứu sinh vật chỉ thị chất lƣợng môi trƣờng
đất ở Việt Nam.
Hiện nay, canh tác nông nghiệp Việt Nam đang gây ra các vấn đề ô
nhiễm nghiêm trọng cho môi trƣờng đất, đặc biệt là trên các hệ thống chuyên
canh nông nghiệp lâu năm. Việc đánh giá chất lƣợng đất bằng các phƣơng
pháp hóa lý truyền thống có nhiều nhƣợc điểm. Thay vào đó, đánh giá chất
lƣợng đất bằng phƣơng pháp sinh học thể hiện nhiều ƣu điểm nhƣ cho kết quả

chính xác tại thời điểm lấy mẫu cũng nhƣ dự đoán ảnh hƣởng lâu dài của các ô
nhiễm lên sự phát triển của hệ sinh vật sống trong đất.

19


Ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu sử dụng giun đất để chỉ thị cho chất
lƣợng môi trƣờng đất. Có thể kể đến nghiên cứu của Nguyễn Văn Khánh và cs
về khả năng sử dụng chỉ số đa dạng của giun đất làm chỉ thị đánh giá chất
lƣợng đất canh tác rau ở thành phố Đà Nẵng. Trong bài báo đã trình bày kết
quả về phân bố và sinh khối của 14 loài giun đất trong 5 giống, chỉ số đa dạng
loài giun đất ở ba khu vực nghiên cứu đều thấp (<1). Nhìn chung, mức độ
tƣơng quan giữa các chỉ số sinh học và chỉ số hóa lý từ mức thấp đến tƣơng đối
chặt, trong đó chỉ số về sinh khối giun đất tƣơng quan thuận với mức độ trung
bình đến tƣơng đối chặt với hàm lƣợng phốt pho tổng số (Pts) và chất hữu cơ
(OM), cho thấy chỉ số sinh khối giun đất có thể phản ánh hàm lƣợng lân (P) và
chất hữu cơ (OM) trong đất[8].
Nghiên cứu của Dƣơng Đức Hiếu và cs. về phân tích đặc trƣng quần xã
tuyến trùng đất tại vùng trồng hồ tiêu (piper nigrum L.) thuộc xã Lộc Hƣng,
huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phƣớc. Phân tích tƣơng quan giữa các nhóm dinh
dƣỡng cho thấy tuyến trùng khá nhạy cảm với các yếu tố môi trƣờng, điều này
cho thấy tiềm năng sử dụng tuyến trùng nhƣ một sinh vật chỉ thị cho chất
lƣợng mơi trƣờng đất. Tiếp đó, ơng tiếp tục thực hiện nghiên cứu trên quần xã
tuyến trùng giữ vai trò nhƣ chỉ thị sinh học của trạng thái và các q trình của
hệ sinh thái đất nơng nghiệp ở Thanh An, tỉnh Bình Phƣớc[1].
Nhƣ đã đƣợc đề cập ở phần trƣớc, phƣơng pháp thử nghiệm độc học
trên giun đất đã đƣợc tiến hành ở nhiều nơi trên thế giới và đã cho những kết
quả tốt. Tuy nhiên, loài giun đƣợc sử dụng với các phƣơng pháp này thƣờng có
đặc điểm thích nghi với điều kiện sống bản địa, việc tìm ra các sinh vật giống
hệt nhƣ vậy để áp dụng cho bài toán ở Việt Nam là một vấn đề khó khan. Bởi

nhiều khả năng chúng khơng tồn tại trong điều kiện khí hậu ở Việt Nam hoặc
khơng thể thích ứng với môi trƣờng thử nghiệm đƣợc đƣa ra trên các tiêu
chuẩn quốc tế. Do đó, việc xây dựng mơ hình thử nghiệm độc học sinh thái
trên giun đất ở Việt Nam bằng cách sử dụng các sinh vật (giun đất) phù hợp
với môi trƣờng sống của nƣớc ta sẽ có ý nghĩa hết sức to lớn.

20


CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
2.1.

ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

Giun Quế (Perionyx excavates Perrier, 1872) đƣợc nuôi và phân lập
trong 4 tháng để tiến hành thí nghiệm.
2.2.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. Nuôi giun theo hƣớng dẫn của OECD;
2. Thử nghiệm độc học sinh thái của 3 loại thuốc trừ sâu Carbendazim
500FL, Glyphosan 480 SL, Exin 2.0SC trên giun Quế (Perionyx excavates
Perrier, 1872) theo bản hƣớng dẫn 222 OECD, 2004;
3. Xác định các chỉ số sinh sản và chỉ số sinh trƣởng của giun Quế
(Perionyx excavates Perrier, 1872) đối với từng loại thuốc.
2.3.

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Phƣơng pháp thu thập và tổng hợp số liệu.


Thu thập các thông tin về hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng đất do thuốc
trừ sâu; tình hình nghiên cứu sinh vật chỉ thị trong và ngoài nƣớc; đặc điểm
sinh thái học của loài giun Quế (Perionyx excavates Perrier, 1872); phƣơng
pháp nuôi giun sinh sản trong điều kiện nhân tạo; phƣơng pháp nghiên cứu độc
học trên giun đất.
2.3.2. Phƣơng pháp nuôi giun Quế trong điều kiện thí nghiệm.
Để có đƣợc những con giun đất đạt tiêu chuẩn về tuổi, khối lƣợng và
khơng bị nhiễm hóa chất phải nuôi và phân lập từ trứng. Đặt giun đã trƣởng
thành vào hộp nuôi dƣỡng chứa chất nền mới để sản xuất trứng và lấy chúng
ra sau 20 ngày. Các con giun đất nở ra từ trứng đƣợc dùng cho phép thử khi đã
trƣởng thành.
Môi trƣờng nuôi dƣỡng là hỗn hợp 50 : 50 phân bò tƣơi và than bùn.
Mơi trƣờng cần có pH khoảng từ 5 đên 7 (điều chỉnh bằng canxi cacbonat), độ
ẩm khoảng 60%. Giun đƣợc ni trong thùng xốp có kích thƣớc 1×0,5×0,5m,
nhiệt độ phịng ở khoảng 26 ± 3 oC, ở nhiệt độ này giun sẽ trƣởng thành sau 2
đến 3 tháng.
2.3.3. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.
a. Mơi trường thí nghiệm
21


Mỗi mẫu dùng một lƣợng chất nền là 500 g (khối lƣợng khô). Chất nền
đƣợc gọi là "đất nhân tạo" có các thành phần nhƣ sau: 10% than bùn mịn, 10%
phân bị khơ, 30% đất sét Caolinit, 50% cát thạch anh công nghiệp (cát mịn là
chủ yếu với trên 50% các hạt có kích thƣớc 0,05 mm đến 0,2 mm).
Thêm một lƣợng đủ canxi cacbonat đã đƣợc nghiền nhỏ và có độ tinh
khiết phân tích để đƣa pH của chất nền đã đƣợc làm ẩm đến bằng 6,0 ± 0,5.
Chất nền sẽ đƣợc làm ẩm bằng nƣớc đã đƣợc loại ion hoặc bằng nƣớc
cất để đạt đƣợc 40 - 60% khả năng giữ nƣớc tồn phần của đất.

b. Bố trí thí nghiệm.
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên (CRD) theo quy
trình hƣớng dẫn của OECD, 2004 trong 8 tuần thử nghiệm, với 1 và 4 lần nồng
độ thuốc trừ sâu mỗi loại, 4 lần lặp lại và có mẫu đối chứng từng loại.
-

Nồng độ thuốc trừ sâu đƣợc xác định nhƣ sau:

Đối với Carbendazim 500FL: hàm lƣợng tối đa đƣợc phép sử dụng là
600g/ha. Giả sử lƣợng hóa chất này đƣợc phân tán vào 5 cm đất bề mặt khi
trọng lƣợng riêng của đất là 1,5g/cm3. Nhƣ vậy 1x nồng độ Carbendazim
500FL đƣợc áp dụng cho thí nghiệm là 0,8 mg/kg đất và 4x nồng độ
Carbendazim 500FL là 3,2 mg/kg đất.
Tƣơng tự:
1 x nồng độ Glyphosan là 2 mg/kg đất và 4 x nồng độ là 8 mg/kg đất.
1 x nồng độ Exin 2.0SC là 2,667mg/kg và 4 x nồng độ là 5,334ml/kg.
Mỗi mẫu thí nghiệm cho 10 giun/500 g chất nền khô. Mẫu đƣợc đặt
trong một khung đƣợc che kín, có trang bị đèn led với chu kì sáng tối là 12h và
có thể kiểm soát nhiệt độ ở 26 ± 3oC.

22


Hình 2.5 Giá đặt mẫu thí nghiệm.
Q trình chăm sóc: Khoảng 50 g phân bò tƣơi và 5 ml nƣớc cất đƣợc
trải đều trên bề mặt vào ngày đầu tiên, sau đó thức ăn đƣợc cung cấp một lần
một tuần trong suốt giai đoạn 4 tuần đầu thử nghiệm. Ngày thứ 28 những con
giun trƣởng thành đƣợc lấy ra khỏi thí nghiệm, 50 g thức ăn đƣợc cho vào mỗi
mẫu và khơng cho ăn vào 4 tuần cịn lại của thí nghiêm.
Xác định hệ số sinh trƣởng: Những con giun trƣỡng thành đƣợc lấy ra

vào ngày 28 của thí nghiệm đƣợc đem cân để xác đinh khối lƣợng. Hệ số sinh
trƣởng đƣợc tính theo cơng thức của Mazantseva (1982):
Tỷ lệ sinh trƣởng (mg/con/ngày) = (W2 - W1)/(t2 – t1)
Trong đó, W1: trọng lƣợng ban đầu của giun (mg).
W2: trọng lƣợng cuối của giun thời gian nghiên cứu (mg).
t1: tuổi của giun tại thời điểm bắt đầu thí nghiệm (ngày).
t2: tuổi của giun tại thời điểm lấy mẫu nghiên cứu (ngày).
Xác định tỉ lệ sinh sản: Sau khi những con giun trƣởng thành đƣợc lấy ra
khỏi thí nghiệm, đất nhân tạo và kén giun đƣợc giữ lại và cung cấp điều kiện
thí nghiệm nhƣ ban đầu (trừ thức ăn đƣợc cung cấp 1 lần). Sau 4 tuần tiếp theo,
con non nở ra từ kén đƣợc đem ra đếm để xác định tỉ lệ sinh sản.
2.3.4. Phƣơng pháp xử lí số liệu
23