Imidacloprid Là Gì? Thuốc Trừ Rầy Sinh Ra Từ Cây Thuốc Lá

Loại thuốc trừ sâu bán chạy nhất thế giới trong gần hai mươi năm không phải do con người nghĩ ra từ đầu. Nó được chép lại — từ một loài cây.

Từ hàng trăm năm trước, nông dân nhiều nước đã ngâm lá thuốc lá lấy nước phun trừ sâu. Cây thuốc lá tự tổng hợp nicotine làm chất tự vệ: côn trùng ăn lá trúng độc thần kinh mà chết. Nhưng nicotine thô có hai điểm chết người theo đúng nghĩa đen: nó độc với người gần như độc với sâu, và phân hủy nhanh ngoài đồng. Suốt thế kỷ 20, các nhà hóa học đi tìm một phiên bản "nicotine chỉ độc với côn trùng" — và thất bại hết lần này đến lần khác.

Năm 1970, nhà hóa học Henry Feuer ở Đại học Purdue (Mỹ) tổng hợp một tiền chất mà sau đó hãng Shell phát triển thành nithiazine — diệt côn trùng rất tốt trong phòng thí nghiệm, nhưng ra nắng là phân hủy, không thể thành thuốc thương mại. Mười lăm năm sau, tại phòng thí nghiệm Nihon Tokushu Noyaku (thuộc Bayer) ở Nhật Bản, nhà hóa học Shinzo Kagabu gắn thêm một nhóm chloropyridinyl vào khung phân tử đó. Kết quả là một chất bền ngoài nắng, độc mạnh với côn trùng chích hút nhưng bám kém vào thần kinh người: imidacloprid, đăng ký sáng chế năm 1985.

Bốn mươi năm sau phát minh của Kagabu, phân tử này nằm trong những gói thuốc quen mặt nhất trên kệ vật tư nông nghiệp Việt Nam: VUA IMIDA, Confidor, Anvado. Cứ tới lứa rầy là nông dân chúng ta pha một gói, phun một cữ — quen tay tới mức ít ai còn hỏi: vì sao một chất chép từ cây thuốc lá lại diệt được rầy nâu mà người phun không việc gì? Và câu hỏi ngược lại, ngày càng nhiều người phải hỏi: vì sao có vụ phun hoài mà rầy không chết?

Cách Imidacloprid Diệt Rầy Nhưng Ít Độc Hơn Với Người

Trong hệ thần kinh của cả người lẫn côn trùng có một "ổ khóa" tên là thụ thể nicotinic acetylcholine — nơi tín hiệu thần kinh được truyền từ tế bào này sang tế bào khác bằng chất truyền tin acetylcholine. Nicotine, và imidacloprid chép theo nó, là những chiếc "chìa giả": cắm vào ổ khóa, bật tín hiệu liên tục không tắt được. Thần kinh côn trùng bị kích thích liên tục, tê liệt rồi chết.

Điểm ăn tiền của imidacloprid nằm ở chỗ ổ khóa của côn trùng và của người không giống nhau. Phân tử này bám vào thụ thể thần kinh côn trùng mạnh hơn hẳn so với thụ thể của động vật có vú — vì vậy cùng một lượng thuốc, con rầy trúng độc nặng còn người phun (dùng đúng bảo hộ, đúng liều) ít bị ảnh hưởng hơn nhiều. Đây chính là điều nicotine thô không làm được, và là lý do imidacloprid thay thế được cả một thế hệ thuốc lân hữu cơ độc với người.

Đặc tính thứ hai làm nên tên tuổi của nó: lưu dẫn. Imidacloprid tan tốt trong nước (0,61 g/L), nên:

• Rễ hút được thuốc — tưới gốc, rải hạt hay xử lý giống đều đưa được thuốc vào cây;
• Thuốc đi theo mạch nhựa lên toàn cây — kể cả những lá, những bẹ mà vòi phun không chạm tới;
• Rầy chích hút nhựa là trúng thuốc — đúng vào nhóm côn trùng khó trị nhất bằng thuốc tiếp xúc, vì chúng nấp ở gốc lúa, mặt dưới lá.

Vì Sao Phun Mãi Imidacloprid Mà Rầy Không Chết?

Vì rầy nâu đã có bốn mươi năm để thích nghi với chiếc chìa giả này. Trên khắp châu Á, tính kháng imidacloprid của rầy nâu (Nilaparvata lugens) đã được ghi nhận từ giữa thập niên 2000. Ở Việt Nam, một nghiên cứu công bố trên tạp chí PLOS ONE theo dõi rầy nâu tại chín tỉnh thuộc ba miền trong các năm 2015–2017 và ghi nhận quần thể kháng mạnh nhất — tại An Giang — chịu được liều imidacloprid cao gấp 13 lần quần thể mẫn cảm. Nghiên cứu này còn phát hiện tính kháng imidacloprid đi kèm tính kháng chéo với dinotefuran — một hoạt chất cùng nhóm 4A.

Cơ chế kháng không có gì bí ẩn — nó là chọn lọc tự nhiên chạy với tốc độ của loài đẻ trứng hàng trăm con mỗi lứa:

• Rầy tăng enzym giải độc — những cá thể mang enzym phân giải được phân tử thuốc sống sót, sinh sản, và truyền khả năng đó cho lứa sau;
• Mỗi cữ phun cùng một cơ chế là một vòng chọn lọc — diệt hết rầy thường, giữ lại đúng những con phân giải được thuốc;
• Kháng chéo trong cùng nhóm — rầy kháng imidacloprid thường chống chịu tốt hơn với các hoạt chất 4A khác, nên đổi từ gói imidacloprid này sang gói imidacloprid khác không phải là luân phiên.

Vì vậy nguyên tắc giữ hiệu lực cho thuốc không nằm ở tăng liều — tăng liều chỉ đẩy vòng chọn lọc chạy nhanh hơn. Nó nằm ở đổi cơ chế tác động giữa các lứa rầy: một lứa dùng nhóm 4A (imidacloprid), lứa sau chuyển sang nhóm 9B (pymetrozine) hoặc nhóm 16 (buprofezin), rồi mới quay lại. Mỗi cơ chế là một loại ổ khóa khác nhau; rầy chưa kịp học cách mở ổ này thì đã gặp ổ khác.

Ứng Dụng Và Hạn Chế Của Imidacloprid

Cách Sử Dụng Imidacloprid An Toàn Và Hiệu Quả

Hiểu cơ chế rồi thì các nguyên tắc sử dụng gần như tự suy ra — và đội ngũ Quốc Việt Agri khuyến cáo nông dân chúng ta luôn đối chiếu với nhãn sản phẩm mình dùng:

Bảng Tra Nhanh

Sản Phẩm Chứa Imidacloprid Tại Quốc Việt Agri

Đội ngũ Quốc Việt Agri đang phân phối các lựa chọn imidacloprid sau — kèm một sản phẩm khác cơ chế để nông dân chúng ta xoay vòng đúng cách:

Cây thuốc lá mất hàng triệu năm tiến hóa để làm ra nicotine — và con rầy chưa từng học được cách kháng nó, vì trong tự nhiên chúng không sống trên cây thuốc lá. Con người mượn bản thiết kế ấy, sửa lại cho bền nắng và an toàn hơn với chính mình, rồi rải nó lên đồng ruộng khắp thế giới suốt bốn mươi năm — đủ lâu để rầy nâu bắt đầu học được điều mà tự nhiên chưa từng dạy nó. Hoạt chất tốt nhất không phải là hoạt chất mạnh nhất, mà là hoạt chất được dùng đúng cách để năm sau, mười năm sau vẫn còn dùng được.

Nguồn Tham Khảo

1. Kagabu, S. (2011). Discovery of imidacloprid and further developments from strategic molecular designs. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(7).
2. Wikipedia: Imidacloprid — sáng chế 1986, cơ chế thụ thể nicotinic, vị trí thuốc trừ sâu dùng nhiều nhất thế giới 1999–2018, dữ liệu tồn lưu.
3. Wikipedia: Neonicotinoid — nithiazine (Feuer/Shell), Kagabu 1985, thị phần nhóm neonicotinoid, lệnh cấm ngoài trời của EU ngày 27/4/2018.
4. Dao Bach Khoa & cộng sự (2018). Variation in susceptibility of eight insecticides in the brown planthopper Nilaparvata lugens in three regions of Vietnam 2015–2017. PLOS ONE, 13(10): e0204962.
5. Nhãn sản phẩm VUA IMIDA 100WP, CONFIDOR 200SL, ANVADO 100WP, MÃ LỤC 250WP — thành phần, đối tượng đăng ký, liều lượng.