Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi (oreochromis niloticus)

DANH SÁCH HÌNH

trang

Hình 2.1: Sản lượng lượng nuôi cá rô phi trên thế giới 5

Hình 3.1: Hệ thống thí nghiệm LC5013

Hình 3.2: Lấy mẫu não cá 15

Hình 3.3: Lấy mẫu cơ cá 15

Hình 4.1: Cá bị sẫm màu (A) và cá bình thường không bị sẫm màu (B) 22

Hình 4.2: Phần trăm hoạt tính men ChE bị ức chế ở não cá 23

Hình 4.3: Phần trăm hoạt tính ChE bị ức chế ở cơ cá 24

Hình 4.4: Phần trăm ChE bị ức chế ở não cá trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm... 26 Hình 4.5: Phần trăm ChE bị ức chế ở gan cá trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm... 28 Hình 4.6: Hoạt tính GST ở gan cá 29

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 61 trang tài liệu này.

Hình 4.7: Hoạt tính GST ở não cá 30

Hình 4.8: Tỷ lệ sống của cá qua thời gian thí nghiệm 32

Hình 4.9: Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá 34

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AChE Acetylcholinesterase

AChI Acetylthiocholine iodide

BSA Albumine bovine Sigma

BVTV Bảo vệ thực vật

CDNB 1-chloro-2,4-dinitrobenzene

ChE Cholinesterase

Ctv Cộng tác viên

DTNB Dithiobisnitrobenzoate

DWG Daily weight gain (Tăng trọng trung bình theo ngày)

FAO Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc)

FCR Feed conversion ratio (Hệ số chuyển hoá thức ăn) GSH Glutathione

GST Glutathione S-transferase

LC50 Lethal concentration 50 (Nồng độ gây chết 50%) TLS Tỷ lệ sống

Wc Khối lượng cuối

Wđ Khối lượng đầu

CHƯƠNG 1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong sản xuất nông nghiệp, nhất là trong trồng lúa ngày càng trở nên phổ biến với nhiều chủng loại thuốc khác nhau. Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn tại trong môi trường nước ngày càng trở thành vấn đề đáng quan tâm, đặc biệt là khả năng ảnh hưởng đến các loài thủy sinh vật. Theo Berg (2001) ước tính có đến 30.000 tấn thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng hàng năm trên đồng ruộng ở vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long. Ảnh hưởng của thuốc BVTV lên các loài thủy sinh vật nói chung hay một số loài cá nói riêng đã được nghiên cứu trên nhiều loại thuốc khác nhau từ nồng độ gây chết (LC50) đến nồng độ dưới ngưỡng gây chết.

Cá rô phi (Oreochromis niloticus) là loài có khả năng thích ứng rộng, do đó chúng có thể nuôi trong các hệ thống nuôi khác nhau. Ở nước ta cá rô phi đang được nuôi khá phổ biến, trong đó phần lớn sản lượng cá rô phi được nuôi ở ao, lồng bè trên sông, hồ chứa vùng nước ngọt (Phạm Anh Tuấn và ctv., 2008). Hiện tại, cá rô phi cũng là một trong những đối tượng thả ghép trong các mô hình nuôi cá trên ruộng lúa. Cá rô phi nuôi trong ruộng lúa có khả năng tiếp xúc với các hoạt chất thuốc BVTV và khi đó cá có thể bị ảnh hưởng.

Các loại thuốc BVTV trong đó loại thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ (Organophosphorus) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp đặc biệt là trong canh tác lúa. Nhìn chung, thuốc không tồn tại trong thời gian dài nhưng việc sử dụng lặp lại nhiều lần trong mùa vụ nhất là trong mô hình nuôi cá kết hợp trồng lúa khi đó cá phải tiếp xúc thường xuyên với hàm lượng thuốc trừ sâu dưới mức ngưỡng gây chết có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của cá. Thuốc gây hại cho sinh vật chủ yếu qua tác động lên hệ thần kinh thông qua ức chế hoạt tính của men cholinesterase (Rao, 2006) và làm thay đổi hoạt tính của một số men khác như Catalase và Glutathione S-transferase (Maduenho and Martinez, 2008).

Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên đối tượng thuỷ sản đã được nghiên cứu rất nhiều trong thời gian qua. Trong đó, đối với cá rô phi thì ảnh hưởng của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ lên sinh lý, sinh hóa và tốc độ tăng trưởng vẫn còn nhiều khí cạnh cần được nghiên cứu tiếp tục. Vì vậy đề tài: Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ) lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi (Oreochromis niloticus) được chọn nghiên cứu.

Mục tiêu tổng quát

Nhằm tìm hiểu mức độ ảnh hưởng của thuốc trừ sâu Kinalux 25EC có hoạt chất quinalphos thuộc gốc lân hữu cơ lên các loài cá nuôi nói chung và cá rô phi nói riêng từ đó có thể đưa ra khuyến cáo hợp lý trong việc sử dụng thuốc nhằm làm giảm ảnh hưởng đến sự phát triển của cá nuôi, đặc biệt trong mô hình nuôi cá kết hợp trồng lúa.

Mục tiêu cụ thể

Nhằm tìm hiểu mức độ độc cấp tính (LC50), thay đổi hoạt tính của các men và khả năng tăng trưởng của cá rô phi (Oreochromis niloticus) trong bể khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu Kinalux 25EC (hoạt chất quinalphos).

Nội dung

- Xác định giá trị LC50–96 giờ của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ hoạt chất quinalphos lên cá rô phi (Oreochromis niloticus) giai đoạn giống 10–12 g/con.

- Xác định sự ảnh hưởng của hoạt chất quinalphos ở các nồng độ khác nhau đến hoạt tính của men cholinesterase (ChE) và men giải độc glutathione S-transferase (GST) ở cá rô phi.

- Ảnh hưởng của quinalphos ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết lên sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá rô phi.

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Một vài đặc điểm về cá rô phi

2.1.1 Đặc điểm hình thái và phân loại

2.1.1.1 Phân loại

Cá rô phi Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) được phân loại như sau: Giới: Animalia (giới động vật)

Ngành: Chordata (có dây sống)

Lớp: Actinopterygii (lớp phụ cá vây tia) Bộ: Perciformes (cá vược)

Họ: Cichlidae Giống: Oreochromis

Loài: Oreochromis niloticus

Căn cứ vào đặc trưng về tập tính sinh sản và hình thái bên ngoài cá rô phi được phân loại thành ba giống là Tilapia gồm những loài ấp trứng trên vật bám (giá thể); giống Sarotherodon gồm các loài ngậm trứng và cá con trong miệng và giống Oreochromis là loại cá đực làm tổ đẻ, chỉ có cá cái ấp trứng trong miệng (Phạm Văn Khánh và Lý Thị Thanh Loan, 2004).

2.1.1.2 Đặc điểm hình thái

Cá rô phi (Oreochromis niloticus) có đặc điểm toàn thân phủ vảy, ở phần lưng có màu xám nhạt và phần bụng có màu trắng ngà hoặc xanh nhạt. Trên thân có từ 7-9 vạch chạy từ phía lưng xuống bụng. Các vạch đậm dọc theo vây đuôi ở từ phía lưng xuống bụng (http://www.fistenet.gov.vn). Vây lưng của cá chạy dài liên tục gồm có 15 đến 18 gai cứng và 11 đến 13 tia mềm. Vây hậu môn có 3 gai và 10-11 tia mềm (http://www.fishbase.org). Cá có kích cỡ thương phẩm tương đối lớn, tốc độ tăng trưởng nhanh. Ðây là loài được nuôi phổ biến trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay.

2.1.2 Đặc điểm môi trường sống

Đa số các loài cá rô phi được nuôi hiện nay điều có các đặc điểm gần giống nhau, chúng có khả năng chịu đựng và thích ứng với nhiều điều kiện môi trường khác nhau, có thể sống ở nước ngọt và nước lợ (Đoàn Khắc Độ, 2008). Nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng của cá rô phi là 25–320C và cá sẽ ngừng ăn khi nhiệt độ giảm thấp đến 200C cá sẽ chết khi nhiệt độ giảm thấp

xuống dưới mức 110C (Harrison, 2006). Cá rô phi có thể sống được trong khoảng pH từ 5-10, khoảng pH thích hợp cho cá phát triển từ 7–8, cá chịu được trong môi trường có oxy hòa tan thấp, dưới 1 mg/L cá vẫn sống bình thường (Đoàn Khắc Độ, 2008).

2.1.3 Đặc điểm dinh dưỡng

Tính ăn của cá thay đổi theo các giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường nuôi. Cá rô phi là loài cá ăn tạp nghiêng về thực vật, thức ăn chủ yếu là tảo và mùn bã hữu cơ. Ở giai đoạn từ cá bột lên cá hương, thức ăn chủ yếu là các loài động vật phù du và thực vật phù du trong nước (Medri et al., 2000). Từ giai đoạn cá hương đến cá trưởng thành thức ăn chủ yếu là mùn bã hữu cơ và thực vật phù du. Ngoài ra cá rô phi còn ăn được thức ăn bổ sung như cám gạo, bột ngô, đỗ tương, bột cá và các loại phụ phẩm nông nghiệp khác (http://www.fistenet.gov.vn).

Theo kết quả nghiên cứu của Trần Lê Cẩm Tú và ctv (2008) cá rô phi có khả năng tiêu hóa được khoai ngọt tương đương với cám sấy, có thể phối hợp lượng khoai ngọt trong khẩu phần công thức cho cá rô phi ăn là 20%.

2.1.4 Đặc điểm sinh trưởng

Tốc độ lớn của cá rô phi phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, thức ăn, mật độ thả và kỹ thuật chăm sóc. Khi nuôi thâm canh cá lớn nhanh hơn khi nuôi bán thâm canh hay là nuôi ghép. Trong ao nuôi cá từ hương lên giống, cá rô phi có tốc độ sinh trưởng khá nhanh từ 15-20 g/tháng và từ tháng nuôi thứ 2 đến tháng nuôi thứ 6 tăng trưởng bình quân của cá có thể đạt 2,8-3,2 g/con/ngày. Cá rô phi có thể đạt trọng lượng bình quân trên 500 g/con sau 5-6 tháng nuôi (http://www.fistenet.gov.vn).

2.2 Tình hình nuôi cá rô phi trên thế giới

Trên thế giới có khoảng 70 loài cá rô phi và có 9 loài được nuôi phổ biến. Cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) là đối tượng được nuôi phổ biến ở nhiều nước trên thế giới như Trung Quốc, Đài Loan, Brazil, Costa Rica,… Theo FAO (2009) thì Trung Quốc là nước có sản lượng cá rô phi đạt cao nhất trên thế giới. Năm 2003 sản lượng cá rô phi của Trung Quốc đạt gần 806 nghìn tấn và Ai Cập đạt sản lượng gần 200 nghìn tấn. Trong khi đó các nước như Philipin, Thái Lan và Indonexia có sản lượng lần lượt là 111 nghìn tấn, 97 nghìn tấn và 72 nghìn tấn. Năm 2002 sản lượng đạt trên 1,5 triệu tấn (Yonas Fessehaye, 2006). Sản lượng cá rô phi đạt được đã đóng góp đáng kể cho việc gia tăng sản lượng thủy sản cho thế giới.

Năm

Tấn (x1.000)

Hình 2.1: Sản lượng lượng nuôi cá rô phi trên thế giới (FAO, 2009).

2.3 Sơ lược về nuôi cá rô phi ở Việt Nam

Năm 1973 thì cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) được nhập vào nước ta. So với loài rô phi đen (Oreochromis mossambicus) thì loài này có nhiều ưu điểm hơn như lớn nhanh, to con hơn nên người nuôi dễ chấp nhận. Chúng sống được ở cả ao hồ nước ngọt lẫn vùng nước lợ cửa sông. Nhiều nước trên thế giới đã chọn loài này là loài cá nuôi chủ lực, mang lại hiệu quả kinh tế khá rò rệt, nhất là ở các nước Châu Á (http://www.ria1.org).

Sản lượng cá rô phi ở nước ta hàng năm đều tăng, diện tích nuôi được mở rộng. Năm 2005 thì diện tích nuôi cá rô phi đạt 29.717 ha, sản lượng đạt

54.487 tấn, chủ yếu là nuôi nước ngọt với các hình thức nuôi là quảng canh và bán thâm canh. Sản phẩm cá rô phi tiêu thụ nội địa là 95–98%, trong khi đó xuất khẩu chỉ đạt khoảng 869 tấn đạt giá trị 1,9 triệu USD. Theo kế hoạch đến 2015 thì sản lượng đạt 300.00–350.000 tấn, diện tích nuôi 59.150 ha và xuất khẩu khoảng 30% đạt giá trị 100 triệu USD (http://www.ria1.org).

2.4 Giới thiệu về thuốc BVTV

Thuốc BVTV là những chất hóa học hữu cơ được sản xuất và sử dụng vào mục đích bảo vệ thực vật hay động vật nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Có khoảng trên 10.000 chất khác nhau, chúng được phân loại gồm thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc và một số dạng khác như thuốc diệt loài gặm nhắm, diệt trừ côn trùng (Đặng Kim Chi, 2005).

Theo Hoàng Văn Bính (2002) thì thuốc BVTV bao gồm các hợp chất sau như hợp chất lân hữu cơ có cấu trúc tương tự nhau, tuy độc tính của từng hoạt chất khác nhau nhưng chúng có cùng một cơ chế tác dụng là ức chế hoạt tính men cholinesterase; hợp chất clor hữu cơ có cấu trúc rất khác nhau và có

ít nhất một nguyên tử clor trong phân tử, hoạt chất tồn tại lâu trong đất, nước và thực phẩm, chúng độc đối với tế bào thần kinh, ức chế men ATP adenosine triphotphataza nhưng chúng không ức chế men cholinesterase; và hợp chất carbamate là dẫn xuất của axít carbamic, thuốc có độc tính cao và phân hủy giống hợp chất lân hữu cơ, chúng có tác động tương đối nhanh đến hệ thần kinh và ức chế men cholinesterase (Trần Văn Hai, 2002, trích bởi Ngô Thanh Toàn, 2008).

Việc sử dụng thuốc BVTV đem lại lợi ích đáng kể trong sản xuất nông nghiệp, tuy nhiên phần lớn ở các loại thuốc đều có tác hại đến ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành danh mục thuốc BVTV (2010) được phép sử dụng trong sản xuất nông nghiệp gồm thuốc trừ sâu 437 hoạt chất; thuốc trừ bệnh 304 hoạt chất; thuốc trừ cỏ 160 hoạt chất; thuốc trừ chuột 11 hoạt chất; thuốc điều hòa sinh trưởng 49 hoạt chất; chất dẫn dụ côn trùng 6 hoạt chất; thuốc trừ ốc 19 hoạt chất; và chất hỗ trợ (chất trải) 5 hoạt chất.

Thời gian phân hủy của thuốc BVTV có thể phân chia thành các loại sau như loại không bền thời gian phân hủy 1 đến 2 tuần; loại trung bình có thời gian phân hủy 1 đến 18 tháng; loại bền thời gian phân hủy trên 2 năm (Đặng Kim Chi, 2005).

2.5 Sơ lược về một số thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ

Thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ (oraganophosphorus) được sử dụng rất nhiều trong sản xuất nông nghiệp để bảo vệ mùa màng, các sản phẩm nông nghiệp và các ngành có liên quan mật thiết khác là cây công nghiệp, làm vườn, lâm nghiệp, chăn nuôi.

Theo Lê Huy Bá (2007) thì lân hữu cơ là những chất có ít nhất 1 nguyên tử phosphor, các phosphor hữu cơ có hai đặc tính nổi bật, thứ nhất là độc với động vật có xương sống hơn là gốc chlor hữu cơ, thứ hai là không tồn lưu lâu, ít hoặc không tích lũy trong mô mỡ động vật. Thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ gây độc chủ yếu qua ức chế men acetylcholinesterase làm tích lũy quá nhiều acetylcholine tại vùng synapse làm cho cơ bị giật mạnh và cuối cùng bị tê liệt.

Một số đặc điểm Quinalphos

Quinalphos thuốc gốc lân hữu cơ thuộc nhóm heterocyclic. Có tên hóa học là: O,O-diethyl O-quinoxalin-2-yl phosphorothioate.

Công thức phân tử là: C12H15N2O3PS Trọng lượng phân tử 298,3 g/mole Công thức cấu tạo: