Thuốc diệt cỏ từ cây sài đất và ngũ sắc của nhóm nghiên cứu trường đại học

Diệt loài cỏ hại ruộng lúa

“Đánh giá thành phần hóa học thực vật và hiệu quả ức chế sự nảy mầm hạt của cao chiết thô từ lá cây Ngũ sắc (Lantana camara L.) và cây Sài đất (Wedelia trilobataL.)” là đề tài nghiên cứu của nhóm tác giả Trương Quốc Tất, Võ Nhự Huế, Nguyễn Huỳnh Như Ý, Trường Đại học Tiền Giang và Nguyễn Duy Khánh, Trường đại học Cần Thơ.

Theo TS Nguyễn Duy Khánh - Trường Đại học Cần Thơ là trưởng nhóm nghiên cứu, cây ngũ sắc và sài đất là 2 loài thực vật mọc hoang dại và có đặc tính xâm lấn mạnh mẽ. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác nhận sự hiện diện của một số thành phần hợp chất hóa học thực vật và khả năng ức chế sự nảy mầm hạt đối với hạt cỏ lồng vực nước, hạt cải củ và hạt cải xà lách của 2 loại cao chiết thô từ lá cây ngũ sắc và cây sài đất ở điều kiện in vitro.

Cỏ lồng vực nước là loài thực vật có sức sống mạnh mẽ, bộ rễ chắc khỏe, khả năng quang hợp và hiệu quả trong sử dụng nước và dinh dưỡng nitơ (đạm) cao hơn hẳn cây lúa. Trên đồng ruộng, cỏ lồng vực nước thường vươn cao hơn lúa, để cạnh tranh ánh sáng, từ đó làm suy giảm sức sinh trưởng, năng suất lúa.

Ngoài ra, cỏ lồng vực nước còn là ký chủ phụ của một số bệnh hại trên lúa như khô vằn, cháy lá vi khuẩn… Khi thu hoạch, hạt cỏ thường lẫn vào lúa làm giảm giá trị thương phẩm. Diệt cỏ lồng vực bằng thuốc hóa học sẽ gây hại đến cây lúa.

Trong tự nhiên, một số loài thực vật có khả năng tổng hợp các hợp chất, gây ức chế hoặc tiêu diệt các loài thực vật khác trên cùng khu vực, các hợp chất này được gọi là chất đối kháng sinh học. Do đó, các hợp chất đối kháng sinh học đã được nghiên cứu, nhằm sử dụng thay thế cho thuốc diệt cỏ hóa học, để sản xuất nông nghiệp bền vững và an toàn.

Cơ chế diệt cỏ của cao chiết

TS Nguyễn Duy Khánh cho biết, phân tích cho thấy một số hoạt chất sinh học trong cao chiết thô ethanol từ lá của cây ngũ sắc và cây sài đất gồm phenolic, flavonoid, quinone, coumarin, alkaloid và saponin. Những hợp chất này có nhiều tác động sinh học như tiêu diệt sâu hại, xua đuổi côn trùng, kháng khuẩn và chống oxy hóa.

Về cơ chế kháng cỏ, các hợp chất phenolic gây ức chế chức năng của hệ thống rễ, sự hấp thu nước và các chất dinh dưỡng, thay đổi sự cân bằng nội môi, làm giảm hàm lượng diệp lục tố, ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng, tích lũy sinh khối của cây. Flavonoid có khả năng hạn chế quá trình hấp thụ khoáng chất ở rễ cây.

Hợp chất coumarin ức chế sự tổng hợp hormone gibberellin (có tác dụng điều chỉnh sự phát triển ở thực vật), làm giảm tốc độ nảy mầm, quá trình phân cắt tế bào rễ, từ đó ức chế sự phát triển chiều dài của rễ và thân cây.

Để đánh giá khả năng ức chế sự nảy mầm hạt của hai loại cao chiết thô trong điều kiện thí nghiệm, nhóm thu hái hạt cỏ lồng vực nước ở giai đoạn chín, hạt cải củ và hạt cải xà lách rồi ngâm ngập hoàn toàn trong nước trong 24 giờ và ủ trong khăn ấm đến khi nứt nanh (mầm bắt đầu lộ ra ngoài vỏ).

Hai loại cao chiết thô được pha loãng bằng dung môi ethanol 70% thành ba nồng độ bao gồm: 1.0; 2.5 và 5.0 mg/mL. Các đĩa nuôi cấy tế bào Petri (Ø 90 mm) đã đặt sẵn giấy lọc, lần lượt phun 4mL dịch pha loãng hai loại cao chiết ở các nồng độ trên.

Tiếp theo, các đĩa petri được đặt vào tủ hút trong 3 giờ, để làm bay hơi dung môi và cao chiết được giữ lại trên giấy lọc.

Mỗi đĩa được cho vào 10 hạt/loại (cỏ lồng vực nước, cải củ, cải xà lách) đã nứt nanh và được đặt ở nhiệt độ phòng, nơi có đầy đủ ánh sáng. Mỗi nghiệm thức được lặp lại ba lần. Khả năng ức chế sự nảy mầm của hai loại cao chiết thô được xác định thông qua chiều dài rễ của cây sau bảy ngày ủ.

Kết quả nghiên cứu cho thấy cao chiết thô ethanol từ 02 nguyên liệu thực vật chứa đa dạng các hợp chất có tác dụng sinh học như phenolic, flavonoid và alkaloid. Cao chiết cây sài đất thể hiện khả năng ức chế sự nảy mầm đối với hạt cỏ lồng vực nước, cải củ và cải xà lách cao hơn cao chiết lá ngũ sắc.

Ở nồng độ 5 mg/mL, mức độ ức chế sự nảy mầm hạt của cao chiết thô từ cây sài đất đối với hạt cỏ lồng vực nước, cải củ và cải xà lách đạt lần lượt là 84,83%, 82,59% và 96,57%. Từ đây, cây sài đất có thể được xem là một nguyên liệu thực vật có nhiều tiềm năng trong việc nghiên cứu các hợp chất có khả năng ức chế cỏ dại.