Độc cấp tính và ảnh hưởng của quinalphos đến enzyme cholinesterase ở tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii)

- Độc cấp tính và ảnh hưởng của thuốc bảo vệ thực vật hoạt chất quinalphos đến enzyme cholinesterase (ChE) ở tôm càng xanh(Macrobrachium rosenbergii)giai đoạn hậu ấu trùng 34 ngày tuổi được đánh giánhằm xác định giá trị LC 50 của hoạt chất này và ảnh hưởng của thuốc đến ChE trong cơtôm ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết.
- Phương pháp nước tĩnh, không thay nước được áp dụng để xác định LC 50 vàảnh hưởng của quinalphos ở nồng độ 1%, 10% và 20% LC 50 -96h đến ChEcủa tômtrong 48 giờ.
- Kết quả ghi nhậnquinalphos rất độc đối với tôm càng xanh, LC 50 -96h là 0,69 µg/L.
- ở nồng độ 1%LC 50 -96h, quinalphos đã gây ức chế ChE ở cơ tôm đến mức có thể gây ảnh hưởng bất lợi cho đa số thủy sinh vật.
- Tỷ lệ ức chế ChE đạt cao nhất ở thời điểm 24 giờ sau phơi nhiễm và lần lượt là và 58,6% ởcác nghiệm thức 1%, 10% và 20% LC 50 -96 giờ..
- Kết quả cho thấy quinalphos độc cấp tính cao đối với tôm càng xanh giai đoạn hậu ấu trùng và ChE tôm rất nhạy cảm với thuốc này..
- Độc cấp tính và ảnh hưởng của quinalphos đến enzyme cholinesterase ở tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii)..
- Trên ruộng, quinalphos được phát hiện ở nồng độ từ 9-11,3µg/L ngay sau khi phun và giảm còn khoảng 1,1-1,8 µg/L ở ngày thứ 3 sau khi phun (Nguyễn Quốc Thịnh vàctv., 2016).
- nồng độ cao nhất là 0,7 µg/L trên ruộng, 0,58 µg/L ở kênh nội đồng và 0,12 µg/L ở sông rạch nhận nước từ kênh nội đồng (Phạm Văn Toànvàctv., 2014).
- Nồng độ quinalphos gây chết 50% thủy sinh vật (LC 50 ) như tôm sú (Penaeus monodon) ở 48 giờ là 0,77 µg/L cho giai đoạn hậu ấu trùng và 0,31 µg/L cho giai đoạn tiền trưởng thành (Joshi and Mukhopadhyay, 1990).Ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết, quinalphos còn gây ức chế nghiêm trọng đến cholinesterase (ChE) thủy sinh vật (Nguyễn Quang Trung và Đỗ Thị Thanh Hương, 2012).
- Tôm càng xanh (Macrobachium rosenbergii) là một trong những đối tượng có giá trị kinh tế cao..
- Tôm được nuôi phổ biến với các hình thức và mức độ thâm canh khác nhau như nuôi tôm càng xanh xen canh với lúa vào mùa mưa (sau vụ nuôi tôm sú trên ruộng), mô hình nuôi tôm càng xanh luân canh với thâm canh tôm sú hay với lúa (ở vùng nước ngọt).
- Nghiên cứu này sẽ tập trung xác định độc tính cấp tính của thuốc đối với tôm và nhạy cảm enzyme cholinesterase của tôm càng xanh giai.
- Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) giai đọan Pl 20 được thuần dưỡng 2 tuầntrongbể composite 600L với nước máy đã sục khí 48 giờ nhằm loại bỏ chlor dư.
- 2.3.1 Phương pháp xác định nồng độ gây chết 50% tôm càng xanh (LC 50 - 96 giờ).
- Thí nghiệm xác định khoảng gây độc Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 mức nồng độ quinalphos (0,31.
- và 12,0 µg/L) và nghiệm thức đối chứng (không có quinalphos).
- Thí nghiệm nhằm tìm ra khoảng nồng độ quinalphos gây chết từ 10% đến 90% tôm càng xanh trong 96 giờ.
- Kết quả này được sử dụng để làm cơ sởcho bố trí thí nghiệm xác định LC 50 -96 giờ..
- Dung dịch có quinalphos ở nồng độ 3.000µg/L được pha từ thuốc BVTV Kinalux 25EC (chứa quinalphos 250g/L) được dùng để pha các nồng độ quinalphos khác nhau..
- Thí nghiệm xác định LC 50.
- Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 6 nghiệm thức gồm 1 nghiệm thức đối chứng (nước máy đã sục khí 48 giờ) và 5 mức nồng độ (0,36.
- Mỗi nghiệm thức bố trí 10 cá thể trong bể kiếng chứa 10 lít dung dịch và 3 lần lặp lại..
- 2.3.2 Xác định độ nhạy cảm của enzyme cholinesterase tôm càng xanh post với quinalphos.
- (2000) nồng độ an toàn có thể ước tính từ LC 50 bằng cách nhân với hệ số.
- Mỗi nồng độ thu 6 cá thể (2 contôm/bể)..
- Thể tích dung dịch đệm cho vào đảm bảo tất cả các mẫu tôm đều có nồng độ 15 mg tôm/mL.
- LC 50 được ước tính theo phương pháp probit (Finney, 1971) trong đó nồng độ hoạt chất được chuyển sang logarit cơ số 10 khi tính toán..
- 2.4.2 Phương pháp tính hoạt tính ChE và tỷ lệ ức chế ChE.
- Công thứctính tỷ lệ enzyme ChEbị ức chế:.
- A dc : là trung bình hoạt tính che của nghiệm thức đối chứng ở từng thời điểm (m/g/phút).
- 3.1 LC 50 của quinalphos đối với tôm càng xanh giai đoạn post.
- 3.1.1 Khoảng gây độc của Quinalphos đối với tôm càng xanh giai đoạn post.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ chết của tôm càng xanh ở nồng độ 0,31 µg/L là 10%, ở nồng độ 0,77 µg/L là 70% và ở nồng độ 1,92 µg/L trở lên, tôm chết 100% sau 96giờ thí nghiệm (Bảng 1).
- Qua đó, nồng độ được điều chỉnh để bố trí xác định LC 50.
- Bảng 1: Tỷ lệ chết của tôm càng xanh ở các nồng độ xác định khoảng gây độc.
- Nồng độ Quinalphos (µg/L) Tổng số tôm bố trí Số tôm chết (con) Tỷ lệ chết.
- Theo Nguyễn Thanh Phương và ctv.(2003), nhiệt độ thích hợp cho tôm càng xanh dao động từ 26 – 31 o C, tốt nhất là 28 – 30 o C nên nhiệt độ trong thí nghiệm này phù hợp cho tôm càng xanh sống và phát triển.
- Giá trị DO trong cùng một thời điểm khảo sát có sự khác biệt không đáng kể giữa các nghiệm thức.
- Nhìn chung, các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH, và oxy hòa tan trong thí nghiệm xác định LC50 của tôm càng xanh tương đối ổn định và đồng nhất giữa các nghiệm thức..
- 3.1.3 Tỷ lệ tôm chết trong thời gian phơi nhiễm với quinalphos.
- Quan sát hoạt động của tôm cho thấy ở các nghiệm thức có nồng độ quinalphos thấp (1,05µg/L) tôm giảm hoạt động bơi lội trong 24 giờ đầu.
- Tuy nhiên, nồng độ quinalphos càng tăng thời gian hoạt động bơi lội của tôm càng ngắn, ở nồng độ 1,5µg/L hoạt động bơi lội của tôm giảm trong 12 giờ đầu, sau đó tôm có biểu hiện bị stress, cắn xé lẫn nhau, co giật cơ thể, bơi lội không xác định được phương hướng và chết dần.
- Tỉ lệ chết gia tăng theo sự tăng nồng độ quinalphos(Hình 1)..
- Sau khi cho quinalphos vào các bể thí nghiệm, sau 1 giờ đầu tiên có xuất hiện tôm chết ở nồng độ 0,51µg/L với tỷ lệ 3,3%.
- Sau 3 giờ quan sát, tôm ở nồng độ cao nhất là 1,5µg/L xuất hiện tôm chết với tỷ lệ 6,67% và nghiệm thức có nồng độ 0,51 µg/L.
- có tỷ lệ chết 10%.
- Sau 6 giờ, nghiệm thức đối chứng bắt đầu xuất hiện tôm chết với tỷ lệ 3,3%, ở 2 nghiệm thức 0,51 và 1,5 µg/L có tỷ lệ tôm chết ngang nhau là 10%.
- Sau 12 giờ, tỷ lệ tôm chết ở các nghiệm thức đối chứng, 0,36.
- Sau 24 giờ, tỷ lệ tôm chết vẫn thay đổi không đáng kể so với 12 giờ, có sự tăng lên ở nghiệm thức 0,51 và 1,5 µg/L lần lượt là 13,3 và 30%.
- Sau 36 giờ, có sự thay đổi đáng kể thể hiện tỷ lệ chết của tôm tăng dần theo nồng độ, tỷ lệ chết ở các nghiệm thức 0,36.
- Sau 48 giờ quan sát, tỷ lệ tôm chết tăng dần theo mức nồng độ từ thấp đến cao (0,36µg/L – 1,5 µg/L) lần lượt là 20%.
- Từ 48 – 84 giờ, tỷ lệ chết của tôm ở các mức nồng độ thay đổi không đáng kể.
- Đến 96 giờ, tỷ lệ chết của tôm vẫn giữ trạng thái tăng dần từ nồng độ thấp đến nồng độ cao, cụ thể ở nghiệm thức có nồng độ thấp nhất là 0,36 µg/L tỷ lệ chết của tôm là 30%, ở nghiệm thức có nồng độ 0,51 µg/L tỷ lệ tôm chết là 33,3%, ở nồng độ 0,74 µg/L tỷ lệ tôm chết là 53,3%, ở nghiệm thức 1,05 µg/L tỷ lệ chết là 60% và nghiệm thức có nồng độ cao nhất là 1,5 µg/L có tỷ lệ chết là 90%.
- Kết quả cho thấy nồng độ quinalphos càng tăng thì tỷ lệ tôm chết càng nhiều..
- Hình 1: Tỷ lệ chết.
- ở các mức nồng độ khác nhau theo thời gian Từ kết quả tỷ lệ chết, ước tính LC 50 cho thấy.
- nồng độ gây chết 50% ở tôm càng xanh tại các thời điểm 48, 72 và 96 giờ lần lượt là 1,03.
- nhanh độc tính của hóa chất, LC 50 càng nhỏ, độc tính càng cao.Giá trị LC 50 -96 giờ của quinalphos đối với tôm càng xanh trong thí nghiệm này là 0,69µg/L..
- Giá trị LC 50 -96 giờ của quinalphos đối với tôm sú giai đoạn post là 0,77 µg/L(Joshi and Mukhopadhyay, 1990), đối với cua nước ngọt (Spiralothelphusa hydrodroma) là 1,305mg/L (Pandiammal et al., 2017).
- Kết quả cho thấy tôm càng xanh thuộc nhóm nhạy cảm với quinalphos hơn tôm sú giai đoạn post và cua nước ngọt (S..
- nồng độ cao nhất là 0,7 µg/L trên ruộng, 0,58 µg/L ở kênh nội đồng và 0,12 µg/L ở sông rạch nhận nước từ kênh nội đồng.Theo Nguyễn Quốc Thịnh vàctv.(2016), sau khi sử dụng Kinalux 25EC cho lúa 30 phút, hàm lượng Quinalphos trong nước đạt 11,3±1,5 µg/L ở lần phun thứ nhất và 9,1±1,2 µg/L ở lần phun thứ hai..
- Kết quả cho thấy thực tế nếu phun thuốc trừ sâu có hoạt chất quinalphos, nồng độ trong nước ở ruộng.
- Ngoài ra, nồng độ trong các thủy vực tự nhiên như nghiên cứu của Phạm Văn Toànvàctv.
- 3.2 Nhạy cảm của enzyme cholinesterase trong thịt tôm càng xanh giai đoạn post vớiquinalphos.
- Trong thời gian thí nghiệm nhiệt độ ở các nghiệm thức dao động trong khoảng o C vào buổi sáng và o C vào buổi chiều..
- Nhiệt độ buổi chiều cao hơn buổi sáng, tuy nhiên giữa các nghiệm thức nhiệt độ buổi sáng và buổi chiều thay đổi không đáng kể.
- Giá trị oxy hòa tan (DO) giữa các nghiệm thức dao động từ 4,74±0,30 đến 5,09±0,22 mg/L vào buổi sáng và 4,42±0,38 đến 5,06±0,18 mg/L vào buổi chiều.
- Như vậy, các yếu tố môi trường như nhiệt độ, DO, pH khá đồng nhất giữa các nghiệm thức..
- 3.2.2 Thay đổi hoạt tính ChE ở các nồng độ quinalphostheo thời gian.
- Thay đổi hoạt tính của ChE ở các nồng độ quinalphos theo thời gian.
- Hoạt tính ChE trong thịt tôm ở nghiệm thức đối chứng dao động 3,3 – 3,6µM/g/phút.
- Hoạt tính ChE ở các nghiệm thức quinalphos giảm dần theo sự tăng nồng độ thuốc.
- nhiễm,ChEcó xu hướng giảm thấp nhưng chỉ có ở nồng độ 20%LC50-96h thấp hơn đối chứng.
- Ở thời điểm 24 giờ phơi nhiễm, ChE trong thịt tôm ở các nghiệm thức có thuốc khác biệt không lớn (p>0,05) và dao động từ µM/g/phút.
- Hình 3: Hoạt tính ChE trong thịt tôm ở các nghiệm thức quinalphos trong thời gian phơi nhiễm (Trong cùng thời gian, các cột theo sau cùng chữ cái thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05, Duncan test)).
- Thay đổi tỷ lệ ức chế ChE ở các nồng độ quinalphos theo thời gian.
- Kết quả ảnh hưởng của Quinalphos lên tỷ lệ ức chế ChE trong cơ của tôm càng xanh giữa các.
- nghiệm thức khá rõ (Hình 4).
- Tỷ lệ ức chế ChE có xu hướng tăng dần theo nồng độ ở cùng một thời điểm thu mẫu..
- Hình 4:Tỷ lệ ức chế ChE trong thịt tôm càng xanh giai đoạn post theo thời gian tiếp xúc với Quinalphos (Trong cùng thời gian, các cột theo sau cùng chữ cái thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05, Duncan test)).
- Ở thời điểm 12 giờ, tỷ lệ ức chế ChE trong cơ tôm càng xanh ở nghiệm thức 0,007 µg/L, 0,069 µg/L và 0,138 µg/L lần lượt là và 29,1%.Tỉ lệ này giữa nghiệm thức 0,007 µg/L, 0,069 µg/Lvà đối chứng khác biệt không có ý nghĩa (p>0,05).
- Ở nghiệm thức có nồng độ quinalphos cao nhất tỷ lệ ức chế ChE cao nhất và khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với đối chứng và nghiệm thức 0,007 µg/L.Ở thời điểm 24 giờ tỷ lệ ức chế ChE tôm càng xanh ở các nghiệm thức có quinalphos đạt cao nhất và lần lượt là và 58,6% ởcác nghiệm thức 1%, 10% và 20% LC 50 -96 giờ.Ở thời điểm 48 giờ, tỷ lệ ức chế ChE tôm càng xanh giảm dần ở tất cả các nghiệm thức.
- Tồn dư và đào thải quinalphos ở tôm càng xanh cũng có thể sẽ xảy ra và cần được quan tâm nghiên cứu tiếp..
- (1989) cho thấy tăng nồng độ fenithrothion lên 50 lần LC 50 -24h mới làm ức chế 50% ChE ở ấu trùng tôm Penaeus japonicus.
- Trong nghiên cứu này, nồng độ quinalphos mới bằng 0,2LC 50 -96h đã làm ức chế khoảng hơn 50% ChE tôm càng xanh.
- Giá trị LC 50.
- của quinalphos đối với tôm càng xanh cũng thấp và nồng độ gây ức chế 50% ChE của tôm cũng thấp..
- Qua đó cho thấy, tôm càng xanh rất nhạy cảm với lân hữu cơ quinalphos hay quinalphos rất độc đối với tôm càng xanh..
- Khi tổng quan thông tin từ nhiều nguồn, Fulton and Key (2001) cho rằng tỷ lệ ức chế ChE thấp hơn 30% sẽ không gây hại cho sinh vật nhưng cao hơn 30% có thể kéo theo những ảnh hưởng bất lợi cho sinh vật như giảm tốc độ bơi lội, khả năng bắt mồi, lẩntránh kẻ thù… và khi tỷ lệ ức chế lớn hơn 70%.
- Trong thí nghiệm này,ở 24 giờ tỷ lệ ức chế ChE ở tất cả các nghiệm thức có quinalphos đều vượt hơn 30% nên có thể sẽ gây ảnh hưởng bất lợi đến hoạt động sống của tôm..
- Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ quinalphos trong thực tế đồng ruộng và sông rạch từ các nghiên ở cứu trước(Phạm Văn Toànvàctv., 2014.
- Nguyễn Quốc Thịnhvàctv., 2016) không những đều phát hiện đạt đến mức gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến ChE tôm mà còn đến mức có thể gây chết tôm càng xanh giai đoạn post..
- Hoạt chất quinalphos rất độc đối với tôm càng xanh, LC 50 -96h là 0,69 µg/L.
- Enzyme cholinesterase ở thịt tôm càng xanh nhạy cảm với hoạt chất quinalphos.
- tỷ lệ ức chế ChE đạt cao nhất ở thời điểm 24 giờ..
- Dù ở nồng độ chỉ bằng 1%LC 50 -96h, quinalphos đã gây ức chế ChE ở tôm đến mức có thể gây ảnh hưởng bất lợi cho đa số thủy sinh vật..
- Cần hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hoạt chất quinalphos trong canh tác nông nghiệp nói chung và canh tác lúa nói riêng và cần có thêm những nghiên cứu đến tôm càng xanh ở giai đoạn giống trong điều kiện phòng thí nghiệm và thực tế để có đánh giá một cách toàn diện hơn về tác động của thuốc BVTV chứa hoạt chất quinalphos đối với tôm càng xanh..
- Nồng độ quinalphos trong nước, cá chép (Cyprinus carpio) và cá mè vinh trong mô hình lúa cá kết hợp.
- Nguyên lý kỹ thuật sản xuất giống tôm càng xanh