Thuốc trừ sâu nhóm lân hữu cơ và carbamate: Cơ chế tác động, đặc điểm hoạt chất và những rủi ro cần đặc biệt lưu ý trong sử dụng

Nội dung bài viết

Trong lịch sử bảo vệ thực vật, lân hữu cơ và carbamate là hai nhóm hoạt chất từng được sử dụng rất rộng rãi nhờ hiệu lực mạnh, phổ tác động rộng và khả năng hạ nhanh mật số dịch hại. Ở nhiều giai đoạn trước đây, khi sản xuất nông nghiệp còn đặt nặng mục tiêu cắt dịch nhanh, đây là những nhóm thuốc được xem như lựa chọn quen thuộc trong nhiều vườn cây và nhiều hệ canh tác.

Tuy nhiên, đây cũng là hai nhóm hoạt chất cần được nhìn nhận thận trọng. Dù hiệu lực rất mạnh, chúng đi kèm với mức độ rủi ro cao hơn đối với người sử dụng, sinh vật có ích và môi trường. Ngoài ra, nếu dùng lặp lại theo thói quen, nhóm này cũng tạo áp lực kháng thuốc rất lớn lên quần thể sâu hại.

Muốn sử dụng đúng, người làm kỹ thuật không nên chỉ nhớ tên thương mại, mà cần hiểu rõ bản chất, cơ chế tác động và giới hạn của nhóm thuốc này.

Vì sao lân hữu cơ và carbamate thường được xếp chung?

Về mặt hóa học, lân hữu cơ và carbamate là hai nhóm khác nhau. Lân hữu cơ là các hợp chất chứa gốc phospho hữu cơ, còn carbamate là nhóm có cấu trúc liên quan đến axit carbamic. Tuy nhiên, trong thực hành bảo vệ thực vật, hai nhóm này thường được đặt chung trong cùng một mạch phân tích vì chúng cùng đánh vào một đích tác động thần kinh giống nhau.

Đó là lý do người làm kỹ thuật cần hiểu một điểm rất quan trọng: tuy khác gốc hóa học, nhưng hai nhóm này không phải là hai hướng luân phiên thật sự độc lập nếu dịch hại đã có dấu hiệu giảm nhạy với cơ chế đó.

Nói cách khác, khác nhau về công thức hóa học không đồng nghĩa với khác nhau về cơ chế sinh học.

Cơ chế tác động: vì sao nhóm này diệt sâu rất nhanh?

Vai trò của men acetylcholinesterase trong hệ thần kinh

Trong hệ thần kinh bình thường của côn trùng, sau khi một tín hiệu thần kinh được truyền qua khe synapse, cơ thể cần một cơ chế để kết thúc tín hiệu đó, nếu không tình trạng kích thích sẽ tiếp diễn liên tục. Men acetylcholinesterase có vai trò phân giải chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine, giúp hệ thần kinh trở về trạng thái cân bằng sau mỗi lần phát tín hiệu.

Có thể hiểu đơn giản rằng đây là cơ chế “dọn tín hiệu” của hệ thần kinh. Nếu cơ chế này hoạt động bình thường, thần kinh phát lệnh rồi dừng đúng lúc. Nếu cơ chế này bị khóa, tín hiệu kích thích sẽ bị kéo dài bất thường.

Lân hữu cơ và carbamate gây rối loạn thần kinh như thế nào?

Khi hoạt chất lân hữu cơ hoặc carbamate đi vào cơ thể côn trùng qua tiếp xúc, ăn phải hoặc đôi khi qua hơi thuốc, chúng sẽ ức chế men acetylcholinesterase. Khi đó, acetylcholine không được phân giải như bình thường, dẫn đến tình trạng các tín hiệu kích thích thần kinh bị phát đi liên tục mà không có điểm dừng.

Hậu quả là côn trùng rơi vào trạng thái:

Run rẩy và co giật
Mất kiểm soát vận động
Tiết dịch nhiều
Ngừng ăn rất nhanh
Suy hô hấp và chết trong thời gian ngắn

Chính cơ chế này giải thích vì sao nhóm lân hữu cơ và carbamate thường cho cảm giác “đánh rất gắt” ngoài đồng ruộng. Khi trúng thuốc đúng mức, côn trùng thường biểu hiện phản ứng thần kinh rất rõ và chết nhanh hơn nhiều so với các nhóm tác động chậm.

Điểm khác nhau giữa carbamate và lân hữu cơ

Dù cùng đánh vào men thần kinh, giữa hai nhóm vẫn có một khác biệt đáng lưu ý.

Với nhiều carbamate, sự gắn kết với men thần kinh có tính hồi phục hơn trong một số điều kiện nhất định. Điều đó có nghĩa là nếu côn trùng tiếp xúc ở mức thấp, trong một số trường hợp khả năng hồi phục vẫn có thể xảy ra.

Trong khi đó, nhiều hoạt chất lân hữu cơ thường tạo ra tác động thần kinh bền và nặng hơn, vì vậy mức độ rủi ro về độc tính và ảnh hưởng sinh học thường được nhìn nhận nghiêm trọng hơn.

Đây là một trong những lý do carbamate từng được phát triển và sử dụng như một hướng thay thế từng phần cho lân hữu cơ trong một số giai đoạn phát triển của ngành bảo vệ thực vật. Tuy nhiên, về bản chất quản lý kháng thuốc, cả hai vẫn cần được xem là cùng một hướng cơ chế.

Các hoạt chất điển hình trong nhóm carbamate

Carbosulfan

Carbosulfan là một hoạt chất rất quen thuộc trong thực tế sản xuất. Đây là chất thường được nhắc đến trong các chương trình phòng trừ rầy, rệp, sâu đục và một số đối tượng dịch hại vùng gốc.

Trong thực hành, Carbosulfan thường được quan tâm vì:

Phổ tác động tương đối rộng
Có thể xử lý được cả nhóm chích hút và một số nhóm sâu khác
Xuất hiện nhiều trong các công thức phối trộn thương mại

Tuy nhiên, vì vẫn thuộc nhóm ức chế men thần kinh, Carbosulfan không nên được xem là lựa chọn an toàn để lặp đi lặp lại nhiều lứa sâu liên tiếp.

Fenobucarb

Fenobucarb, còn gọi là BPMC, là hoạt chất từng rất quen thuộc trong phòng trừ rầy nâu, rầy xanh và các nhóm chích hút có mật số tăng nhanh.

Điểm mạnh của hoạt chất này là:

Tác động khá nhanh
Cho hiệu quả rõ với nhóm rầy rệp ngoài đồng
Thích hợp trong các tình huống cần cắt nhanh mật số

Tuy nhiên, nhược điểm là độ kéo dài hiệu lực thường không quá lâu nếu so với nhiều nhóm lưu dẫn hiện đại. Vì vậy, đây thường là hoạt chất thiên về xử lý nhanh hơn là bảo vệ kéo dài.

Methomyl

Methomyl là một hoạt chất rất mạnh trong nhóm carbamate. Đây là hoạt chất có phổ rộng, cho phản ứng nhanh và từng được sử dụng trong nhiều chương trình phòng trừ sâu hại ngoài đồng ruộng.

Tuy nhiên, đi cùng với hiệu lực là yêu cầu rất cao về an toàn sử dụng. Đây không phải là hoạt chất nên dùng theo thói quen hoặc sử dụng thiếu bảo hộ.

Các hoạt chất điển hình trong nhóm lân hữu cơ

Chlorpyrifos

Chlorpyrifos là hoạt chất từng rất nổi tiếng và được dùng rất rộng trong quá khứ. Trong thực tế sản xuất, hoạt chất này từng được sử dụng nhiều với các đối tượng như:

Rệp sáp vùng rễ
Sùng đất
Sâu đục thân
Một số dịch hại khó xử lý bằng thuốc tiếp xúc đơn thuần

Điểm khiến Chlorpyrifos được ưa dùng trước đây là khả năng tác động rộng, bám đất tốt và hiệu lực rõ. Tuy nhiên, đây cũng là hoạt chất gắn liền với rất nhiều vấn đề về độc tính và môi trường. Vì vậy, trong bối cảnh hiện nay, nó nên được nhìn như một ví dụ kỹ thuật mang tính lịch sử nhiều hơn là một hoạt chất để khuyến khích sử dụng đại trà.

Dimethoate

Dimethoate là hoạt chất lân hữu cơ có tính lưu dẫn nhất định và từng được dùng nhiều cho nhóm chích hút, nhất là những đối tượng trú ẩn trong mô non hoặc vị trí khó tiếp xúc trực tiếp.

Trong thực tế, hoạt chất này từng được quan tâm với:

Rầy
Rệp
Một số côn trùng chích hút ẩn nấp sâu trong tán

Tuy nhiên, cũng như nhiều lân hữu cơ khác, hiệu lực không thể tách rời khỏi vấn đề độc tính và nguy cơ kháng thuốc nếu dùng lặp lại.

Diazinon và Profenofos

Đây là các hoạt chất từng được sử dụng nhiều trong các tình huống cần xử lý sâu ăn lá, sâu khoang, nhện hoặc các đối tượng gây hại khó trị.

Điểm mạnh của nhóm này là:

Tác động nhanh
Phổ rộng
Có thể xử lý nhiều đối tượng trong cùng một lần phun

Tuy nhiên, đây cũng chính là nguyên nhân khiến nhóm này dễ làm tổn thương thiên địch và gây mất cân bằng sinh thái nếu bị lạm dụng.

Nhóm lân hữu cơ và carbamate phù hợp với những đối tượng nào?

Về mặt thực hành, đây là nhóm thuốc có phổ tác động rất rộng. Có thể hình dung ba nhóm đối tượng chính thường được gắn với nhóm này.

Dịch hại dưới đất và vùng gốc

Một số hoạt chất lân hữu cơ từng được dùng nhiều với các đối tượng sống quanh vùng rễ hoặc trong đất như:

Sùng đất
Sâu xám
Rệp sáp vùng rễ
Một số dịch hại tầng đất mặt

Điểm mạnh nằm ở khả năng xử lý các đối tượng khó trúng thuốc theo kiểu phun lá thông thường. Tuy nhiên, với định hướng sản xuất hiện nay, việc xử lý đất bằng các hoạt chất mạnh cần được cân nhắc rất kỹ vì tác động của nó không chỉ dừng ở dịch hại mục tiêu.

Sâu đục thân, đục cành, đục trái ở giai đoạn sớm

Một số hoạt chất trong nhóm từng được dùng để xử lý sâu non mới nở còn nằm ở kẽ lá, bẹ lá hoặc vị trí kín. Khi sâu đã chui quá sâu vào mô, hiệu quả thường không nên bị đánh giá quá cao.

Vì vậy, với nhóm dịch hại đục thân, đục cành, nguyên tắc quan trọng nhất vẫn là phát hiện sớm và can thiệp sớm.

Côn trùng chích hút diện rộng

Rầy, rệp, bọ xít muỗi và nhiều nhóm chích hút khác từng là đối tượng mà carbamate và lân hữu cơ được sử dụng rất phổ biến.

Chính vì đã bị dùng quá nhiều trong thời gian dài, đây cũng là những nhóm dịch hại có nguy cơ giảm nhạy hoặc kháng chéo cao với Nhóm 1.

Rủi ro với con người và môi trường

Độc tính với người sử dụng

Đây là điểm không thể xem nhẹ. Cơ chế thần kinh mà nhóm thuốc này gây ra trên côn trùng cũng là lý do khiến nó nguy hiểm hơn với người phun nếu tiếp xúc không an toàn.

Người sử dụng có thể bị ảnh hưởng qua:

Da
Đường hô hấp
Niêm mạc
Tiếp xúc lặp lại trong quá trình pha và phun

Những biểu hiện ngộ độc cấp có thể gồm:

Chóng mặt
Buồn nôn
Mệt lả
Tăng tiết nước bọt hoặc khó chịu thần kinh
Nặng hơn có thể co giật hoặc suy hô hấp

Vì vậy, với nhóm lân hữu cơ và carbamate, bảo hộ lao động không phải là phần phụ. Đây là điều kiện bắt buộc.

Tác động lên thiên địch và sinh vật thủy sinh

Do phổ tác động rộng, nhóm này thường ảnh hưởng rất mạnh đến:

Ong mật
Bọ rùa
Nhện bắt mồi
Ong ký sinh
Tôm, cá và sinh vật thủy sinh

Nếu sử dụng theo kiểu phun rộng để “sạch hết”, hậu quả thường không chỉ là diệt sâu hại mà còn làm nghèo luôn hệ sinh thái có ích trong vườn. Sau đó, dịch hại thứ cấp rất dễ bùng phát trở lại khi thiên địch đã bị quét sạch.

Vì vậy, đây là nhóm thuốc cần được đánh giá không chỉ bằng hiệu lực tức thời, mà còn bằng chi phí sinh thái mà nó để lại.

Thời gian cách ly và mức độ phù hợp với nông sản hàng hóa

Nhìn chung, đây không phải là nhóm phù hợp cho:

Rau ăn lá ngắn ngày
Giai đoạn sát thu hoạch
Những nông sản cần kiểm soát dư lượng nghiêm ngặt

Không nên áp dụng cách hiểu cứng nhắc rằng mọi hoạt chất đều có cùng thời gian cách ly, nhưng về mặt định hướng kỹ thuật, đây là nhóm cần kiểm tra rất chặt nhãn sử dụng và không nên ưu tiên trong giai đoạn cận thu hoạch.

Nguyên tắc luân phiên: vì sao không được xem 1A và 1B là hai bước luân phiên khác nhau?

Đây là điểm rất quan trọng.

Nhiều người thấy carbamate là một nhóm, lân hữu cơ là một nhóm, nên nghĩ rằng đổi từ carbamate sang lân hữu cơ là đã thay đổi cơ chế. Thực ra không phải vậy.

Vì cả hai cùng đánh vào men acetylcholinesterase, nên nếu dịch hại đã có dấu hiệu giảm nhạy với một bên, việc chuyển sang bên còn lại thường không tạo ra một bước thay đổi cơ chế đủ mạnh để giải quyết gốc vấn đề.

Về mặt thực hành, điều này có nghĩa là:

Không nên xem Carbosulfan và Profenofos là hai bước luân phiên độc lập
Không nên đổi từ Fenobucarb sang Dimethoate rồi nghĩ rằng đã tránh được kháng thuốc
Nếu quần thể sâu rầy đã có dấu hiệu giảm nhạy với Nhóm 1, cần chuyển sang nhóm có cơ chế thật sự khác

Đó mới là luân phiên đúng nghĩa.

Về các công thức phối trộn lân hữu cơ với cúc tổng hợp

Trong thực tế thị trường, đã từng có rất nhiều công thức phối trộn giữa lân hữu cơ và cúc tổng hợp. Lý do của kiểu phối hợp này là tận dụng đồng thời:

Tác động rộng và mạnh của gốc lân
Hiệu ứng hạ nhanh ngoài bề mặt của gốc cúc

Về mặt hiệu lực tức thời, các công thức này có thể cho cảm giác rất mạnh. Tuy nhiên, mặt trái cũng rất rõ:

Áp lực kháng thuốc tăng nhanh hơn
Thiên địch bị tổn thương mạnh hơn
Hệ sinh thái vườn bị phá vỡ mạnh hơn
Người dùng dễ lạm dụng vì thấy thuốc “đánh rất sạch”

Vì vậy, các công thức phối trộn kiểu này không nên được xem là lựa chọn mặc định, mà phải được nhìn bằng thái độ thận trọng.

Kết luận

Lân hữu cơ và carbamate là hai nhóm thuốc có vai trò lịch sử rất lớn trong bảo vệ thực vật. Chúng mạnh, nhanh, phổ rộng và từng là công cụ quan trọng trong nhiều giai đoạn sản xuất nông nghiệp.

Tuy nhiên, đây cũng là hai nhóm có rủi ro cao nhất nếu sử dụng thiếu hiểu biết. Muốn dùng đúng, người làm kỹ thuật phải nắm rõ ba điểm cốt lõi:

Hiểu cơ chế ức chế men thần kinh của nhóm thuốc này
Hiểu rằng 1A và 1B không phải là hai hướng luân phiên thật sự độc lập
Hiểu rằng hiệu lực mạnh luôn đi cùng rủi ro lớn về con người, thiên địch và môi trường

Trong bối cảnh canh tác hiện nay, nhóm lân hữu cơ và carbamate không nên được xem là lựa chọn ưu tiên theo thói quen. Nếu còn sử dụng, cần dùng với mức độ thận trọng cao, có bảo hộ đầy đủ, có kiểm soát thời gian cách ly và có chiến lược luân phiên thật sự nghiêm túc.