NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MỘT SỐ LOÀI CÂY ĐỘC
ĐỂ PHÒNG TRỪ CỎ DẠI
Nguyễn Hồng Sơn, Quách Thị Minh Thu,
Nguyễn Thị Thanh Thuỷ, Nguyễn Xuân Độ,
Đỗ Ngọc Hải, Vũ Đình Lư
Summary
Study on application of toxic plants for weeds control
The use of botanical derived herbicides is considering as a promising alternative for high toxic
chemicals. It has been reported that many plant species can release toxic agents to prevent
germination or reduce growing of other neighboring plants. This is called as plant Allelopathy
symptom. By this principle, many researches on utilization of plant allelopathy have been being
conducted through mulching soil with waste of or toxic derive extracted from allelopathic plants, for
weeds control purpose. This report will provide information related to toxic ingredients extracted
from promising allelopathic plants commonly grown in Vietnam such as Artemisia annua L.;
Aleurites montana (Lour) Wils; Camellia sasanqua Thunb; Myrtaceae; Piper methysticum L.;
Camellia chinensis and their potentiality to control 3 major weeds: Echinochloa crus - galli;
Monochorria vaginallis and Cyperus difformis.
Keywords: Allelopathy, botanical derived herbicicdes, toxic, weed control.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việc tìm ra những giải pháp thay thế
thuốc hoá học trong phòng trừ cỏ dại
trong đó có xu hướng phát triển các loại
thuốc trừ cỏ có nguồn gốc thảo mộc là
một hướng đi cần thiết và có tính khả thi
cao. Trong quá trình cạnh tranh và phát
triển, thực vật sản sinh ra nhiều các hợp
chất hữu cơ được gọi là chất trao đổi bậc
hai hay còn gọi là sản phNm tự nhiên. Một
số hợp chất trao đổi bậc hai của cây trồng
có khả năng ức chế quá trình nảy mầm,
sinh trưởng và phát triển của một số loài
thực vật khác bao gồm cỏ dại (Devine et
al., 1993). Việc phát hiện ra các cây trồng
có khả năng ức chế sự phát triển của cỏ
dại và tìm ra các hợp chất thuốc trừ cỏ
trong cây trồng đã và đang được tiến hành
ở Mỹ, N hật, Hàn Quốc, Việt N am,... và
cho kết quả khả quan.
Ở nước ta, hướng nghiên cứu sử dụng
các loại cây độc vào mục đích phòng trừ
cỏ dại ít được quan tâm. Gần đây có một
số kết quả về cây phòng trừ cỏ dại đã được
công bố. Theo tác giả Trần Đăng Xuân
Trường Đại học Thái N guyên, vỏ và lá của
cây N eem có khả năng ức chế mạnh sự nNy
mầm và phát triển của một số loài thực vật.
Cũng theo tác giả, rễ cây nghể Piper
methysticum L. có khả năng ức chế sự phát
triển của cỏ dại và một số loại nấm hại trên
cây trồng.
Bài viết này sẽ giới thiệu một số kết
quả nghiên cứu thành phần hoạt chất và
đánh giá khả năng ứng dụng dịch chiết của
một số loài cây độc để phòng trừ các loài
cỏ dại chủ yếu. Từ đó tạo vật liệu khởi đầu
phục vụ cho việc phát triển các hoạt chất
trừ cỏ mới hiệu quả và an toàn với môi
trường.
II. PHƯƠN G PHÁP N GHIÊN CỨU
1. Phương pháp đánh giá và lựa chọn các
loài cây độc có triển vọng để phòng trừ
cỏ dại
Dựa trên cơ sở tổng quan tài liệu và
đánh giá nhanh. Sử dụng dịch chiết của các
loài tiềm năng để thăm dò khả năng phòng
trừ đối với các nhóm cỏ chính. Việc thử
nghiệm được tiến hành theo phương pháp
đánh giá hiệu lực sinh học.
2. Phương pháp chiết xuất và xác định
thành phần hoạt chất
Sử dụng các dung môi hữu cơ và các
hóa chất thích hợp để chiết xuất ra các
thành phần hoạt chất từ thực vật theo
phương pháp chiết Shortlex.
3. Phương pháp đánh giá sinh học khả
năng trừ cỏ của các sản ph3m dịch chiết
Đánh giá thông qua các thí nghiệm
thăm dò hiệu lực sinh học của các dịch
chiết đối với 3 loài cỏ đại diện là: Cỏ lồng
vực (Echinochloa crus - galli) đại diện cho
nhóm cỏ hòa thảo; cỏ ớt (Monochorria
vaginallis) đại diện cho nhóm cỏ lá rộng
và cỏ lác dù (Cyperus difformis) đại diện
cho nhóm cỏ cói lác. Các thí nghiệm được
tiến hành trong phòng với 5 lần nhắc lại
hay các thí nghiệm diện hẹp trong nhà lưới
với 3 lần nhắc lại; kích thước ô thí nghiệm
là 5m
2
/ô. Hạt cỏ được gieo trong khay nhựa
có kích thước 15 x 20 cm hay ô xi măng.
Phun dịch chiết ở các nồng độ khác nhau
1%; 5% và 10% vào 3 thời điểm khác nhau
là: Tiền nảy mầm của cỏ dại: trước khi cỏ
mọc (phun ngay sau gieo hạt cỏ); hậu nảy
mầm sớm: phun khi cỏ 0,5 - 1 lá (phun sau
gieo hạt cỏ 3 ngày) hay hậu nảy mầm:
phun khi cỏ 1,5 - 2 lá (sau gieo hạt cỏ 7
ngày).
* Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi:
Quan sát nhanh bằng mắt phản ứng của các
loài cỏ dại đối với dịch chiết thông qua tỷ lệ
cây mọc, mức độ ảnh hưởng của dịch chiết
đến cỏ dại theo thang 9 cấp của FAO
(1990). Đánh dấu (+) đối với các loài có
phản ứng với dịch chiết và dấu ( - ) đối với
các loài không có phản ứng.
+ Đánh giá hiệu lực trừ cỏ: Thông qua
mật độ cỏ trong ô: mỗi ô điều tra 5 điểm,
mỗi điểm 0,2 m
2
. Đếm toàn bộ cỏ sống có
trong điểm điều tra. Tính hiệu lực trừ cỏ
theo công thức Abbott. Xử lý thống kê mật
độ cỏ theo chương trình IRRISTAT trên
máy tính.
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1. Kết quả đánh giá và lựa chọn các loài
thực vật có tiềm năng trừ cỏ
Thông qua tổng quan tài liệu về thành
phần các loài cây độc ở Việt Nam, đề tài đã
chọn được 6 loài thực vật mà thành phần của
chúng có khả năng ứng dụng chúng trong
phòng trừ cỏ dại là cây bạch đàn Myrtaceae,
cây sở Camellia sasanqua Thunb, Thanh
hao hoa vàng Artemisia, cây nghể Piper
methysticum L., cây neem Camellia
chinensis, cây trNu Aleurites montana (Lour)
Wils là đối tượng nghiên cứu.
Trên cơ sở lựa chọn sơ bộ, chúng tôi đã
tiến hành thử phản ứng của 3 loài cỏ dại đại
diện với dịch chiết của các loài thực vật ở
các nồng độ khác nhau, kết quả cho thấy:
- Đối với nhóm cỏ hòa thảo: Loài cỏ
đại diện là cỏ lồng vực có phản ứng
dương tính (bị ảnh hưởng) với dịch chiết
của 4 loài cây độc là bạch đàn, sở, nghể
và trNu ở cả 3 nồng độ dịch chiết là 1%;
5% và 10%, trong khi đó loài cỏ này hoàn
toàn không có phản ứng với dịch chiết của
thanh hao hoa vàng và neem cho dù ở bất
cứ nồng độ nào.
- Đối với nhóm cỏ lá rộng: Hoàn toàn
không bị ảnh hưởng bởi dịch dịch chiết
của cây thanh hao hoa vàng nhưng chúng
lại có phản ứng với cả 3 loài cây độc khác
như bạch đàn, trNu và sở ở bất cứ nồng độ
dịch chiết nào. Đối với cây nghể, loài cỏ
này chỉ có phản ứng ở nồng độ dịch chiết
cao trên 5% còn đối với cây neem, phản
ứng chỉ xảy ra khi nồng độ dịch chiết là
10% (bảng 2).
- Đối với nhóm cỏ cói lác: Tương tự
như đối với hai nhóm cỏ trên, loài cỏ đại
diện cho nhóm này là cỏ lác dù có phản ứng
với cả 4 loài thực vật là bạch đàn, sở, neem
và trNu nhưng lại hoàn toàn không có biểu
hiện bị ngộ độc đối với dịch chiết của cây
thanh hao hoa vàng và cây nghể.
,hư vậy, qua kết quả thăm dò nhanh
khả năng trừ cỏ của 6 loài cây độc cho
thấy, chỉ có cây thanh hao hoa vàng là
hoàn toàn không có biểu hiện gây độc cho
cả ba loài cỏ thí nghiệm, 5 loài thực vật
còn lại là bạch đàn, tr>u, sở, nghể và neem
đều có khả năng gây độc ít nhất là đối với
1 loài cỏ. Trong số 5 loài này, cây bạch
đàn, tr>u và sở là 3 loài có khả năng gây
độc cho cả 3 loài cỏ dại ở cả 3 nồng độ thí
nghiệm.
2. Kết quả xác định thành phần hoạt chất
của các loài cây độc
Trên cơ sở lựa chọn ở trên chúng tôi đã
tiến hành chiết xuất và phân tích thành phần
hóa học của các loài cây độc. Chúng tôi
không có điều kiện định lượng và tách riêng
từng bộ phận để thử độ độc của chúng mà
chỉ xác định thành phần gây độc thông qua
tổng quan các tài liệu của nước ngoài đặc
biệt là của Hàn Quốc. Qua đó, chúng tôi
cũng đã xác định được bộ phận gây độc
chính của từng loài cây để có cơ sở định
hướng cho việc khai thác và phát triển sản
phNm sau này. Kết quả phân tích được trình
bày tại bảng 1.
Bảng 1. Thành phần một số hoạt chất chính và hoạt chất gây độc của các loài cây độc
TT Tên loài Thành phần chủ yếu Thành phần
gây độc
Bộ phận chứa
thành phần gây
độc
1 Bạch đàn Xineola, tanin, saponozit Tanin, Saponozit Lá
2 Sở Saponozit, eugennol Saponozit Quả
3 Nghể Oxymetylanthraquinon, ramnazin, isoramnetin và
rutin, axit polygonic, hyperin, pecsicarin, persicarin
7 methylesther
Axit polygonic và
hyperin
Lá
4 Neem Azadirachtin, salannin, melantriol, nimbin, nimbidin
Azadirachtin,
nimbin, nimbidin Lá, quả
5 Trẩu Axit stearic, axit linoleic, axit oleic, saponozit Saponozit Quả
3. Đánh giá khả năng phòng trừ cỏ dại
của các loài thực vật
3.1. Khả năng phòng trừ cỏ lồng vực
E. crus galli của các loài thực vật
Kết quả thí nghiệm khi phun dịch chiết
vào các giai đoạn sinh trưởng khác nhau
cho thấy:
* Khi phun vào giai đoạn tiền nảy
mầm (khi cỏ chưa mọc): Ở nồng độ 1%,
cả 5 loại dịch chiết đều có hiệu lực trừ cỏ
rất thấp. Kết quả xử lý thống kê cho thấy
sự sai khác về mật độ cỏ với công thức
đối chứng là không có ý nghĩa, điều đó có
nghĩa là các dịch chiết đều không có hiệu
lực trừ cỏ lồng vực khi phun ở nồng độ
này. Tuy nhiên, khi tăng nồng độ lên 5%
và 10% thì có 4 loại dịch chiết có hiệu lực
trừ cỏ nhưng không thực sự cao. Chỉ có
hai hoạt chất có hiệu lực cao hơn rõ rệt đó
là bạch đàn và trNu nhưng hiệu lực trừ cỏ
chỉ đạt dưới 30% ở nồng độ 5% và dưới
40% ở nồng độ 10%.
* Khi phun vào giai đoạn hậu nảy
mầm sớm: Trừ dịch chiết của cây nghể, các
loại dịch chiết khác đều có hiệu lực trừ cỏ
ngay ở nồng độ 1%. Hiệu lực trừ cỏ lồng
vực tăng lên khi nồng độ dịch chiết tăng,
tuy nhiên hiệu lực cao nhất cũng chỉ đạt
dưới 60%. Hiệu lực trừ cỏ đạt cao nhất khi
nồng độ dịch chiết là 10%. Ở nồng độ này,
hiệu lực trừ cỏ của dịch chiết Bạch đàn và
trNu đạt cao nhất là 56,6% và 59,4%, sau đó
đến sở và neem là 48,3 và 51,7% (bảng 2).
Cũng như khi phun vào giai đoạn tiền nảy
mầm, dịch chiết của cây nghể hoàn toàn
không có khả năng trừ cỏ lồng vực kể cả
khi phun ở nồng độ cao nhất là 10%.
Bảng 2. Hiệu lực trừ cỏ của các dịch chiết đối với nhóm cỏ hoà thảo khi phun vào giai
đoạn hậu nảy mầm sớm (phun vào 3 ngày sau gieo hạt cỏ)
(Thí nghiệm tại nhà lưới Viện Bảo vệ thực vật - Số liệu sau phun 20 ngày)
Cây độc
Công thức 1% Công thức 5% Công thức 10%
Mật độ cỏ
(cây/m
2
)
Hiệu lực
(%)
Mật độ
(cây/m
2
)
Hiệu lực
(%)
Mật độ
(cây/m
2
)
Hiệu lực
(%)
Bạch đàn 34,2a 29,5 20,2a 47,1 12,4a 56,6
Sở 37,4b 22,9 22,6b 40,8 14,8b 48,3
Trẩu 35,2 a 27,4 18,8 a 50,8 11,6a 59,4
Neem 37,0b 23,7 21,4 ab 44,0 13,8b 51,7
Nghể 46,7c 3,7 36,8c 3,7 25,8c 9,8
(Đối chứng) 48,5c - 38,2c - 28,6c -
CV (%) 17,5 15,9 21,1
* Khi phun vào giai đoạn hậu nảy
mầm (sau gieo hạt cỏ 7 ngày): Cũng
tương tự khi phun vào giai đoạn tiền và
hậu nảy mầm sớm, dịch chiết từ cây nghể
hoàn toàn không có hiệu lực trừ cỏ lồng
vực ở mọi nồng độ. Trong khi đó, dịch
chiết của cả 4 loài khác đều có hiệu lực trừ
cỏ lồng vực nhưng thấp hơn so với khi
phun vào giai đoạn hậu nảy mầm sớm.
Hiệu lực của dịch chiết bạch đàn và trNu
vẫn đạt cao nhất khi phun ở nồng độ 10%
(40,9 và 35,8%).
3.2. Khả năng trừ cỏ lác của các loài
thực vật
Kết quả cho thấy trừ dịch chiết của cây
nghể cả 4 loài thực vật còn lại đều có hiệu
lực trừ cỏ lác dù, tuy nhiên hiệu lực cũng có
sự biến động rõ rệt khi phun vào các giai
đoạn sinh trưởng khác nhau của cỏ dại.
Khác với hiệu lực trừ cỏ lá rộng, khi
phun vào giai đoạn tiền nảy mầm, cả 5 loại
dịch chiết hầu như không có hiệu lực trừ cỏ
lác khi phun ở nồng độ 1%, khi tăng nồng
độ lên 5% và 10% hiệu lực của các dịch
chiết có tăng lên nhưng không cao. Khi
phun vào giai đoạn tiền nảy mầm sớm, hiệu
lực trừ cỏ của 4 loại dịch chiết từ bạch đàn,
trNu, sở và neem đều đạt cao nhất và cao
hơn rõ rệt so với khi phun trừ cỏ hoà thảo
và lá rộng. Hiệu lực đạt cao nhất là dịch
chiết từ cây bạch đàn (67,4%) sau đó đến
cây trNu (63,8%) và tiếp theo là dịch chiết
của cây sở (56,9%) (bảng 3).
Bảng 3. Hiệu quả trừ cỏ lác dù C. difformis của các dịch chiết khi phun ở các nồng độ
khác nhau vào giai đoạn hậu nảy mầm sớm (sau gieo hạt 3 ngày)
(Thí nghiệm tại nhà lưới Viện Bảo vệ thực vật - Số liệu sau phun 20 ngày)
Cây độc
Công thức 1% Công thức 5% Công thức 10%
Mật độ cỏ
(cây/m
2
)
Hiệu lực
(%)
Mật độ cỏ
(cây/m
2
)
Hiệu lực
(%)
Mật độ cỏ
(cây/m
2
)
Hiệu lực
(%)
Bạch đàn 28,4a 39,8 19,8a 51,2 14,2a 67,4
Sở 32,2a 31,8 22,2a 45,3 18,8a 56,9
Trẩu 32,8 a 30,5 20,4a 49,8 15,8a 63,8
Neem 46,4b 1,7 39,2b 3,4 32,0b 26,6
Nghể 45,8b 3,0 41,4c - 2,0 41,2c 5,5
(Đối chứng) 47,2b - 40,6c - 43,6c -
CV (%) 22,4 28,2 18,0
Tóm lại: Qua toàn bộ kết quả đánh giá
khả năng phòng trừ cỏ dại của các loại dịch
chiết cho thấy khả năng phòng trừ của các
dịch chiết có sự khác nhau giữa các loài
thực vật. Có 3 dịch chiết có hiệu quả trừ cỏ
khá đối với cả 3 nhóm cỏ là dịch chiết từ
bạch đàn, sau đó đến dịch chiết cây trNu và
thứ ba là dịch chiết từ cây sở. Hiệu lực trừ
cỏ của các dịch chiết này cũng phụ thuộc
vào thời điểm phun thuốc, nhìn chung khi
phun vào giai đoạn tiền nảy mầm, hiệu lực
trừ cỏ đạt thấp nhất có nghĩa là các dịch
chiết đều ít có hiệu quả khống chế sự nảy
mầm của cỏ dại. Hiệu quả trừ cỏ hoà thảo
và cói lác đạt cao nhất khi phun vào giai
đoạn hậu nảy mầm sớm, nhưng đối với cỏ
lá rộng thời điểm phun tốt nhất lại vào giai
đoạn hậu nảy mầm (sau gieo hạt 7 ngày).
Tuy dịch chiết của cây nghể và cây neem có
khả năng phòng trừ khá đối với cả 3 nhóm
cỏ lá rộng, cỏ hoà thảo và cói lác khi sử
dụng ở nồng độ trên 5% nhưng hiệu lực của
chúng đều thấp hơn dịch chiết của bạch
đàn, trNu và sở.