Luận án nghiên cứu ảnh hưởng của bo b và kẽm zn đến năng suất và hàm lượng ligus

Tính cấp thiết của đề tài Cây đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba Kitagawa) là cây dược liệu thân thảo thuộc họ hoa tán (Apiaceae), là vị thuốc quý được sử dụng trong các bài thuốc hoạt huyết, bổ huyết và tăng cường miễn dịch cho cơ thể (Lê Kim Loan và ctv, 1996; Đỗ Tất Lợi, 2015). Trong rễ củ đương quy có chứa nhiều nhóm hoạt chất, có tác dụng dược lý trị bệnh. Trong đó, quan trọng nhất là hoạt chất ligustilide, chiếm hơn 50% trong nhóm tinh dầu (Zhang và ctv, 2009; Phan Tống Sơn và ctv, 1991). Đồng thời, trong rễ củ đương quy cũng chứa một lượng kẽm đáng kể, khi vào cơ thể Zn tham gia nhiều chức năng sinh học quan trọng trong các con đường sinh hóa và chức năng tế bào như chống lão hóa, tăng cường miễn dịch, tăng cường thị lực, Zn cần thiết cho sự tổng hợp protein và collagen, do đó góp phần làm lành vết thương và tăng cường thể lực (Chasapis và ctv, 2020).

Cây đương quy Nhật Bản (ĐQNB) đã được du nhập vào Việt Nam từ Nhật Bản năm 1990 (Nguyễn Bá Hoạt, 2005). Sau một thời gian phát triển vùng trồng, hiện nay, cây đương quy Nhật Bản sinh trưởng, phát triển tốt không chỉ ở vùng núi phía Bắc, mà còn trên vùng đất đỏ bazan ở các tỉnh Tây Nguyên như Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk, Đăk Nông (Võ Văn Chi, 2012; Nguyễn Minh Khởi và ctv, 2013). Tuy nhiên, đương quy là loại cây trồng mới được đưa vào vùng Tây Nguyên, nên kỹ thuật canh tác còn nhiều hạn chế, nông dân thường sử dụng phân bón theo kinh nghiệm nên năng suất và hàm lượng hoạt chất ligustilide thấp. Mặt khác, B và Zn trong đất đỏ bazan ở Tây Nguyên là một trong những yếu tố hạn chế đến năng suất và chất lượng nông sản (Lê Hoàng Kiệt, 2001, Nguyễn Văn Bộ và ctv, 2017) nhưng người nông dân vẫn chưa biết nên chưa quan tâm đến việc sử dụng phân có chứa B và Zn.

Do đó, hàm lượng hoạt chất chính trong đương quy không cao, nhất là ligustilide, dẫn đến giá bán đương quy thấp, lợi nhuận chưa cao. Thực trạng sản suất đương quy như hiện nay đang là một hạn chế lớn đối với việc mở rộng sản suất đương quy theo chủ trương của Chính Phủ nhằm thay thế hàng nhập khẩu giai đoạn 2020-2030 (Chính Phủ, 2013) 2 Nhằm thực hiện tốt chủ trương phát triển vùng trồng dược liệu nói chung, cây đương quy nói riêng và góp phần thay đổi cơ cấu cây trồng giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt nâng cao năng suất sinh học và sản lượng hoạt chất ligustilide trên mỗi ha canh tác là cần thiết. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài luận án “Nghiên cứu ảnh hưởng của bo (B) và kẽm (Zn) đến năng suất và hàm lượng ligustilide trong rễ củ đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba Kitagawa) trồng trên đất đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng” đã được thực hiện. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu tổng quát Xác định được liều lượng và dạng loại của B và Zn phù hợp với sinh trưởng phát triển, cho năng suất sinh học và năng suất dược chất ligustilide cao của đương quy Nhật Bản trồng trên đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng để đưa vào quy trình sản suất, góp phần phát triển cây đương quy, nâng cao thu nhập cho người nông dân.

Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được tác động của B và Zn đến sinh trưởng, phát triển, năng suất sinh học và năng suất dược chất (Ligustilide) của cây ĐQNB - Xác định được liều lượng B và Zn phù hợp cho sinh trưởng phát triển của cây, cho năng suất và hàm lượng ligustilide cao trong rễ củ đương quy - Xác định được dạng phân B và Zn phù hợp cho cây đương quy trên đất đỏ bazan của tỉnh Lâm Đồng 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học Luận án cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học về tác động của B và Zn đến sinh trưởng, phát triển, năng suất rễ củ và hàm lượng ligustilide trong rễ củ đương quy được trồng trên đất đỏ bazan ở Lâm Đồng. Ý nghĩa thực tiễn - Giúp tăng năng suất và hàm lượng hoạt chất ligustilide trong rễ củ đương quy trồng tại tỉnh Lâm Đồng và các vùng sinh thái có điều kiện tương tự 3 - Giúp nâng cao hiệu quả sản xuất cho người nông dân, góp phần chuyển đổi cơ cấu cây trồng nhằm nâng cao thu nhập cho người nông dân vùng Tây Nguyên, góp phần vào sự thành công chương trình phát triển dược liệu của Chính Phủ giai đoạn 2020-2030 (Quyết định số 1976/QĐ-TTg ngày 30 tháng 10 năm 2013 của Thủ tướng Chính phủ) 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài - Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu phản ứng của cây đương quy Nhật Bản trồng trên đất đỏ bazan với phân bón B và Zn.

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện bằng các thí nghiệm chính quy và mô hình diện rộng ngoài đồng ruộng tại xã Tutra, huyện Đơn Dương và xã Tân Lâm, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng từ năm 2016 -2019 5. Điểm mới của đề tài - Xác định được B và Zn làm tăng hàm lượng hoạt chất ligustilide trong rễ củ đương quy Nhật Bản theo thời gian sinh trưởng - Hiện tượng thiếu B làm cho thân củ bị xốp, dẫn đến giảm năng suất và chất lượng rễ củ đương quy Nhật Bản. - Xác định được liều lượng B và Zn tối ưu cho năng suất và hàm lượng hoạt chất ligustilide cao trong rễ củ đương quy Nhật Bản - Xác định được dạng phân borax và sunphat Zn là phù hợp cho sản xuất đương quy trồng trên đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng. 4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu sơ lược cây đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba (Siebold & Zucc.1 Nguồn gốc và phân bố Cây đương quy Nhật Bản (ĐQNB) thuộc họ hoa tán (Apiaceae), có khoảng 110 loài, phân bố rộng rãi ở vùng ôn đới của Bắc bán cầu, là cây bản địa ở Nhật Bản và được trồng nhiều ở các vùng miền núi ở Tây Java vào những năm 1970s (Padua và ctv, 1999; Đỗ Tất Lợi, 2015) Việt Nam đã nhập giống ĐQNB (Angelica acutiloba) từ Trung Quốc vào khoảng giữa năm 1960, từ Triều Tiên năm 1978 và từ Nhật Bản năm 1990 và trồng tại huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai (Nguyễn Bá Hoạt, 2005) Hiện nay giống ĐQNB nhập từ Trung Quốc không còn tồn tại, hai giống còn lại (đương quy nhập từ Nhật Bản và Triều Tiên) vẫn đang được trồng ở các tỉnh Hà Giang, Lào Cai.

Diện tích gieo trồng đương quy sau này được mở rộng ra các tỉnh lân cận có các yếu tố khí hậu tương tự như Mộc Châu, Sơn La, một số tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng như Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Giang (Viện dược liệu, 2001). Hiện nay ĐQNB cũng đã được trồng nhiều ở vùng Đắk Lắk, Kon Tum, Lâm Đồng (như Đức Trọng, Đơn Dương, Lâm Hà, Bảo Lộc), vì những vùng này có khí hậu mát, ẩm độ không khí cao, nhiệt độ trung bình khoảng từ 15-22oC. Đất có tầng dày, tơi xốp và thoát nước như đất đỏ bazan và đất có nguồn gốc núi lửa rất phù hợp cho đương quy phát triển (Võ Văn Chi, 2012).2 Đặc điểm thực vật học cây đương quy Nhật Bản Cây ĐQNB là loài thực vật thân thảo lớn, sống nhiều năm, cây cao 40-80 cm, không có lông. Lá mọc so le, có cuống dài, gốc lá có bẹ ngắn dạng máng, phiến lá xẻ chân chim 1-2 lần, lá chét phân thùy hình ngọn giáo, dài 2-7 cm, rộng 1-3 cm, có cuống ngắn hoặc không cuống; gốc hình nêm, đầu nhọn, mép có răng to.

Cụm hoa tán kép ở ngọn, có cuống dài từ 5-20 cm gồm 25-40 tán đơn; tổng bao và tiểu 5 bao giống nhau có lá bắc dạng sợi, hoa nhỏ. Đài hoa không có răng, tràng hoa màu trắng lục nhạt, có năm cánh lõm ở đầu; nhị 5, bầu hình chóp ngược (Hình 1. Quả bế đôi, hơi dẹt, có cạnh và gân lồi, gân ở mép rộng dạng cánh (Võ Văn Chi, 2012). Theo Dược điển Việt Nam IV (2015), đương quy có rễ chính ngắn và mập (gọi là rễ củ), dài 10 đến 20 cm, đường kính củ từ 2 cm trở lên có nhiều rễ nhánh dài 15 đến 20 cm.

Mặt ngoài màu nâu đậm có nhiều nếp nhăn dọc, nhiều sẹo lồi nằm ngang là vết tích của rễ con (Hình 1. Mặt cắt ngang của củ màu trắng ngà có vân tròn và nhiều điểm tinh dầu, mùi thơm hơi hắc, vị ngọt nhẹ, sau hơi cay nóng.1 Hình thái bộ rễ củ đương quy (a), rễ cắt ngang (b), rễ cắt dọc (c) 1.3 Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây ĐQNB Theo Nguyễn Bá Hoạt (2005), cây ĐQNB có hai giai đoạn sinh trưởng rõ rệt là sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực.1 Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng Giai đoạn này kéo dài từ khi cây mọc mầm, phát triển thành cây, tăng lên về số lượng và thành phần tế bào (Hình 1. Bộ lá quanh cổ rễ củ phát triển tối đa (Hình 1. Hàm lượng chất khô của cây tăng theo TGST cũng được Phạm Văn Ý (2000) kết luận trên cây ĐQNB và Vũ Văn Hiếu và ctv (2020) kết luận trên cây xuyên khung (Ligusticum wallichii Franch), một loại cây cùng họ hoa tán với đương quy.

Như vậy việc kéo dài thời gian sinh trưởng sinh dưỡng có ý nghĩa lớn trong 6 (a) (b) Hình 1.2 Cây giống trong bầu (a) và ruộng thí nghiệm đương quy 3 TST (b) (a) (b) Hình 1.3 Cây đương quy 3 tháng sau trồng (a) và 5 tháng sau trồng (b) 1.2 Giai đoạn sinh trưởng sinh thực Giai đoạn sinh trưởng (GĐST) sinh thực là quá trình tiếp theo của sinh trưởng sinh dưỡng, biểu hiện từ khi cây ra ngồng hoa, lúc này bộ lá quanh cổ rễ củ ngừng phát triển, hình thành những lá nhỏ. Rễ củ không tăng lên về khối lượng mà lại tiêu hao dinh dưỡng để nuôi hoa, quả, làm cho rễ củ bị hoá xơ và rỗng, không sử dụng làm dược liệu được. Khi kết thúc GĐST sinh thực, cây đương quy kết thúc 7 một vòng đời. Quá trình sinh trưởng sinh thực thường xảy ra 3-4 tháng cuối trong vòng đời của cây đương quy (Hình 1.4 Ngồng hoa và hoa đương quy (a), bộ rễ củ đương quy (b) Trần Minh Hợi và ctv (2013) trích dẫn, Pimenov (1965) đã kết luận ở các loài đương quy khác nhau có sự khác nhau về động thái tích lũy trong dược liệu (Bảng 1.

Ở loài Angelica dahurica, hàm lượng coumarin (một loại hoạt chất có tính dược lý chứa trong rễ củ đương quy) tăng lên từ giai đoạn ra nụ và đạt cực đại (5,48%) ở giai đoạn hoa tàn sau đó giảm nhanh ở giai đoạn hình thành quả và quả chín rộ.