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 sn phNm t nhiên. Mt s hp cht trao i bc hai ca cây trng có kh năng c ch quá trình ny mm, sinh trưng và phát trin ca mt s loài thc vt khác bao gm c di (Devine et al., 1993). Vic phát hin ra các cây trng có kh năng c ch s phát trin ca c di và tìm ra các hp cht thuc tr c trong cây trng ã và ang ưc tin hành  M, N ht, Hàn Quc, Vit N am, và cho kt qu kh quan.  nưc ta, hưng nghiên cu s dng các loi cây c vào mc ích phòng tr c di ít ưc quan tâm. Gn ây có mt s kt qu v cây phòng tr c di ã ưc công b. Theo tác gi Trn ăng Xuân Trưng i hc Thái N guyên, v và lá ca cây N eem có kh năng c ch mnh s nNy mm và phát trin ca mt s loài thc vt. Cũng theo tác gi, r cây ngh Piper methysticum L. có kh năng c ch s phát trin ca c di và mt s loi nm hi trên cây trng. Bài vit này s gii thiu mt s kt qu nghiên cu thành phn hot cht và ánh giá kh năng ng dng dch chit ca mt s loài cây c  phòng tr các loài c di ch yu. T ó to vt liu khi u phc v cho vic phát trin các hot cht tr c mi hiu qu và an toàn vi môi trưng. II. PHƯƠN G PHÁP N GHIÊN CU 1. Phương pháp đánh giá và lựa chọn các loài cây độc có triển vọng để phòng trừ cỏ dại Da trên cơ s tng quan tài liu và ánh giá nhanh. S dng dch chit ca các loài tim năng  thăm dò kh năng phòng tr i vi các nhóm c chính. Vic th nghim ưc tin hành theo phương pháp ánh giá hiu lc sinh hc. 2. Phương pháp chiết xuất và xác định thành phần hoạt chất S dng các dung môi hu cơ và các hóa cht thích hp  chit xut ra các thành phn hot cht t thc vt theo phương pháp chit Shortlex. 3. Phương pháp đánh giá sinh học khả năng trừ cỏ của các sản phm dịch chiết ánh giá thông qua các thí nghim thăm dò hiu lc sinh hc ca các dch chit i vi 3 loài c i din là: C lng vc (Echinochloa crus - galli) i din cho nhóm c hòa tho; c t (Monochorria vaginallis) i din cho nhóm c lá rng và c lác dù (Cyperus difformis) i din cho nhóm c cói lác. Các thí nghim ưc tin hành trong phòng vi 5 ln nhc li hay các thí nghim din hp trong nhà lưi vi 3 ln nhc li; kích thưc ô thí nghim là 5m 2 /ô. Ht c ưc gieo trong khay nha có kích thưc 15 x 20 cm hay ô xi măng. Phun dch chit  các nng  khác nhau 1%; 5% và 10% vào 3 thi im khác nhau là: Tin ny mm ca c di: trưc khi c mc (phun ngay sau gieo ht c); hu ny mm sm: phun khi c 0,5 - 1 lá (phun sau gieo ht c 3 ngày) hay hu ny mm: phun khi c 1,5 - 2 lá (sau gieo ht c 7 ngày). * Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi: Quan sát nhanh bng mt phn ng ca các loài c di i vi dch chit thông qua t l cây mc, mc  nh hưng ca dch chit n c di theo thang 9 cp ca FAO (1990). ánh du (+) i vi các loài có phn ng vi dch chit và du ( - ) i vi các loài không có phn ng. + Đánh giá hiệu lực trừ cỏ: Thông qua mt  c trong ô: mi ô iu tra 5 im, mi im 0,2 m 2 . m toàn b c sng có trong im iu tra. Tính hiu lc tr c theo công thc Abbott. X lý thng kê mt  c theo chương trình IRRISTAT trên máy tính. III. KT QU VÀ THẢO LUẬN 1. Kết quả đánh giá và lựa chọn các loài thực vật có tiềm năng trừ cỏ Thông qua tng quan tài liu v thành phn các loài cây ộc 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 i tưng nghiên cu. Trên cơ s la chn sơ b, chúng tôi ã tin hành th phn ng ca 3 loài c di i din vi dch chit ca các loài thc vt  các nng  khác nhau, kt qu cho thy: - Đối với nhóm cỏ hòa thảo: Loài c i din là c lng vc có phn ng dương tính (b nh hưng) vi dch chit ca 4 loài cây c là bch àn, s, ngh và trNu  c 3 nng  dch chit là 1%; 5% và 10%, trong khi ó loài c này hoàn toàn không có phn ng vi dch chit ca thanh hao hoa vàng và neem cho dù  bt c nng  nào. - Đối với nhóm cỏ lá rộng: Hoàn toàn không b nh hưng bi dch dch chit ca cây thanh hao hoa vàng nhưng chúng li có phn ng vi c 3 loài cây c khác như bch àn, trNu và s  bt c nng  dch chit nào. i vi cây ngh, loài c này ch có phn ng  nng  dch chit cao trên 5% còn i vi cây neem, phn ng ch xy ra khi nng  dch chit là 10% (bng 2). - Đối với nhóm cỏ cói lác: Tương t như i vi hai nhóm c trên, loài c i din cho nhóm này là c lác dù có phn ng vi c 4 loài thc vt là bch àn, s, neem và trNu nhưng li hoàn toàn không có biu hin b ng c i vi dch chit ca cây thanh hao hoa vàng và cây ngh. 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 s la chn  trên chúng tôi ã tin hành chit xut và phân tích thành phn hóa hc ca các loài cây c. Chúng tôi không có iu kin nh lưng và tách riêng tng b phn  th  c ca chúng mà ch xác nh thành phn gây c thông qua tng quan các tài liu ca nưc ngoài c bit là ca Hàn Quc. Qua ó, chúng tôi cũng ã xác nh ưc b phn gây c chính ca tng loài cây  có cơ s nh hưng cho vic khai thác và phát trin sn phNm sau này. Kt qu phân tích ưc trình bày ti bng 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 Kt qu thí nghim khi phun dch chit vào các giai on sinh trưng khác nhau cho thy: * Khi phun vào giai đoạn tiền nảy mầm (khi cỏ chưa mọc):  nng  1%, c 5 loi dch chit u có hiu lc tr c rt thp. Kt qu x lý thng kê cho thy s sai khác v mt  c vi công thc i chng là không có ý nghĩa, iu ó có nghĩa là các dch chit u không có hiu lc tr c lng vc khi phun  nng  này. Tuy nhiên, khi tăng nng  lên 5% và 10% thì có 4 loi dch chit có hiu lc tr c nhưng không thc s cao. Ch có hai hot cht có hiu lc cao hơn rõ rt ó là bch àn và trNu nhưng hiu lc tr c ch t dưi 30%  nng  5% và dưi 40%  nng  10%. * Khi phun vào giai đoạn hậu nảy mầm sớm: Tr dch chit ca cây ngh, các loi dch chit khác u có hiu lc tr c ngay  nng  1%. Hiu lc tr c lng vc tăng lên khi nng  dch chit tăng, tuy nhiên hiu lc cao nht cũng ch t dưi 60%. Hiu lc tr c t cao nht khi nng  dch chit là 10%.  nng  này, hiu lc tr c ca dch chit Bch àn và trNu t cao nht là 56,6% và 59,4%, sau ó n s và neem là 48,3 và 51,7% (bng 2). Cũng như khi phun vào giai on tin ny mm, dch chit ca cây ngh hoàn toàn không có kh năng tr c lng vc k c khi phun  nng  cao nht 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 t khi phun vào giai on tin và hu ny mm sm, dch chit t cây ngh hoàn toàn không có hiu lc tr c lng vc  mi nng . Trong khi ó, dch chit ca c 4 loài khác u có hiu lc tr c lng vc nhưng thp hơn so vi khi phun vào giai on hu ny mm sm. Hiu lc ca dch chit bch àn và trNu vn t cao nht khi phun  nng  10% (40,9 và 35,8%). 3.2. Khả năng trừ cỏ lác của các loài thực vật Kt qu cho thy tr dch chit ca cây ngh c 4 loài thc vt còn li u có hiu lc tr c lác dù, tuy nhiên hiu lc cũng có s bin ng rõ rt khi phun vào các giai on sinh trưng khác nhau ca c di. Khác vi hiu lc tr c lá rng, khi phun vào giai on tin ny mm, c 5 loi dch chit hu như không có hiu lc tr c lác khi phun  nng  1%, khi tăng nng  lên 5% và 10% hiu lc ca các dch chit có tăng lên nhưng không cao. Khi phun vào giai on tin ny mm sm, hiu lc tr c ca 4 loi dch chit t bch àn, trNu, s và neem u t cao nht và cao hơn rõ rt so vi khi phun tr c hoà tho và lá rng. Hiu lc t cao nht là dch chit t cây bch àn (67,4%) sau ó n cây trNu (63,8%) và tip theo là dch chit ca cây s (56,9%) (bng 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 li: Qua toàn b kt qu ánh giá kh năng phòng tr c di ca các loi dch chit cho thy kh năng phòng tr ca các dch chit có s khác nhau gia các loài thc vt. Có 3 dch chit có hiu qu tr c khá i vi c 3 nhóm c là dch chit t bch àn, sau ó n dch chit cây trNu và th ba là dch chit t cây s. Hiu lc tr c ca các dch chit này cũng ph thuc vào thi im phun thuc, nhìn chung khi phun vào giai on tin ny mm, hiu lc tr c t thp nht có nghĩa là các dch chit u ít có hiu qu khng ch s ny mm ca c di. Hiu qu tr c hoà tho và cói lác t cao nht khi phun vào giai on hu ny mm sm, nhưng i vi c lá rng thi im phun tt nht li vào giai on hu ny mm (sau gieo ht 7 ngày). Tuy dch chit ca cây ngh và cây neem có kh năng phòng tr khá i vi c 3 nhóm c lá rng, c hoà tho và cói lác khi s dng  nng  trên 5% nhưng hiu lc ca chúng u thp hơn dch chit ca bch àn, trNu và s. 4. Khả năng phát huy hiệu lực của các dịch chiết khi hỗn hợp với thuốc trừ cỏ hóa học Các kt qu nghiên cu mc trên cho thy mt s dch chit có kh năng phòng tr khá i vi c 3 nhóm c di, tuy nhiên hiu lc này vn chưa áp ng ưc yêu cu trong phòng tr c di.  nâng cao hiu lc tr c, chúng tôi ã tìm hiu kh năng tr c ca hn hp gia dch chit thc vt vi các thuc hoá hc  va ci thin hiu lc tr c, va gim lưng thuc hoá hc s dng trong phòng tr.  thc hin ni dung này, chúng tôi ã hn hp 3 dch chit ca bch àn, trNu và s  nng  5% vi hot cht Pyrazosulfuron là loi thuc tr c ang s dng ph bin trong sn xut vi lưng dùng bng ½ so vi lưng dùng chuNn. Kt qu bng 4 cho thy, khi hn hp các dch chit  nng  5% vi thuc hoá hc Pyrazosulfuron lưng dùng 10 g hot cht/ha (ai/ha), c ba cp hn hp u cho hiu lc tr c khá cao vi c ba nhóm c, cao hơn so vi khi s dng dch chit  dng ơn và thm chí cao hơn thuc tr c hoá hc Pyrazosulfuron khi s dng  lưng chuNn là 20 g ai/ha. Kt qu này ã m ra mt trin vng mi trong vic ng dng du chit thc vt  hn hp vi các hoá cht tr c  va gim lưng s dng thuc hoá hc c hi, va tăng hiu lc tr c. Bảng 4. Hiệu quả trừ cỏ của các hỗn hợp giữa dịch chiết với thuốc trừ cỏ hoá học khi phun vào giai đoạn hậu nảy mầm sớm của cỏ (Thí nghiệm tại nhà lưới Viện Bảo vệ thực vật - Số liệu sau phun 20 ngày) Cây độc Mật độ và hiệu lực trừ các loài cỏ đại diện Cỏ lồng vực Cỏ lá rộng Cỏ lác dù Mật độ cỏ (cây/m 2 ) Hiệu lực (%) Mật độ (cây/m 2 ) Hiệu lực (%) Mật độ (cây/m 2 ) Hiệu lực (%) Hỗn hợp dịch chiết bạch đàn 5% + Pyrazosulfuron 10g (ai/ ha) 6,8 80,3 3,2 85,8 5,6 90,4 Hỗn hợp dịch chiết trẩu 5% + Pyrazosulfuron 10g (ai/ ha) 8,2 76,3 5,0 77,9 10,4 82,2 Hỗn hợp dịch chiết sở 5% + Pyrazosulfuron 10g (ai/ ha) 7,2 79,2 4,2 81,4 6,8 88,4 Pyrazosulfuron 20g (ai/ ha) 9,0 74,0 4,6 79,6 6,0 89,7 (Đối chứng) 36,4 - 22,6 - 58,4 - CV (%) 38,2 26,7 35,1 IV. KẾT LUẬN 1. Trừ thanh hao hoa vàng Artemisia annua L., cả 5 loài thực vật thử nghiệm đều có khả năng ức chế sự nảy mầm, phát triển của cỏ dại là cây trNu Aleurites montana (Lour) Wils, cây s Camellia sasanqua Thunb, cây bch àn Myrtaceae, cây ngh Piper methysticum L. và cây neem Camellia chinensis. Tuy nhiên qua thí nghim s dng dch chit  tr c cho thy ch có 3 loài có tim năng tr c khá cao i vi các loài c ph bin trên ng rung (c lng vc, c t và c cói lác) ó là cây bch àn, cây trNu và cây s. 2. Tuy thành phn các cht gây c trong các loài thc vt trên là khá phong phú nhưng qua tham kho các tài liu nưc ngoài cho thy thành phn gây c ch yu i vi c di là saponozit ưc cha trong lá bch àn, qu s và qu trNu. Tim năng gây c ca các cht khác như tanin, axit polygonic và hyperin, azadirachtin, nimbin hay nimbidin u thp hoc ch có kh năng c ch sinh trưng ca c khi s dng  nng  dch chit rt cao (10% tr lên). 3. Tuy tim năng phòng tr i vi tng nhóm c, ti tng thi im phun khác nhau ca 3 loi dch chit t 3 loài cây c trin vng là khác nhau nhưng nhìn chung dch chit t cây bch àn cho hiu qu cao nht i vi nhóm c hoà tho và lá rng, sau ó n dch chit t cây trNu và cui cùng là dch chit ca cây s. Trong khi ó, hiu lc tr c cói lác ca dch chit t cây trNu li cao nht, sau ó n bch àn và cui cùng là cây s. 4. N hìn chung, các loài dch chit u phát huy hiu lc tr c khi phun vào c giai on tin ny mm, hu ny mm sm và hu ny mm, có nghĩa là chúng va có kh năng c ch ny mm, va có kh năng c ch sinh trưng ca c di. Tuy nhiên kh năng c ch ny mm ca các dch chit thp hơn kh năng c ch sinh trưng. Khi phun vào giai on hu ny mm sm, hiu lc tr c hoà tho và cói lác cao hơn khi phun vào giai on hu ny mm nhưng hiu lc tr c lá rng li thp hơn. 5. Tuy tim năng phòng tr c di ca c 3 loi dch chit trin vng là khá cao nhưng vn chưa áp ng ưc yêu cu trong phòng tr c di, hiu lc cao nht ch t dưi 70%. Vic hn hp các dch chit này vi các thuc tr c hoá hc ã làm tăng áng k hiu lc tr c ca các dng dch chit và gim áng k lưng thuc hoá hc. ây là mt hưng i quan trng trong vic nghiên cu, phát trin các thuc tr c hn hp gia hoá hc vi tho mc TÀI LIU THAM KHO CHÍN H 1 guyễn Hồng Sơn, 2000. Mt s nghiên cu v c di trên lúa nưc và bin pháp phòng tr. Lun án Tin sĩ nông nghip, Hà N i. 2 Dilday. R. H., W. G. Yan, K. A. K. Moldenhauer and K. A. Gravois, 1998. Allelopathic activity in rice for controlling major aquatic weeds, In: Allelopathy in rice, Edited by M. Olofsdotter, IRRI, Los Banos, Laguna, Philippines, 1998, p. 7 - 26. 3 Juline. M. H.,1992. Biological control of weeds, A world catalogue of agents and their target weeds, Third Edition, C. A. B. International in association with ACIAR, 86p. 4 Kim. K. U. and D. H. Shin, 1998. Rice allelopathy research in Korea, In: Allelopathy in rice, Edited by M. Olofsdotter. IRRI, Los Banos, Laguna, Philippines, p. 39 - 43. 5 Merrill. A. Ross, Carole. A. Lembi, 1985. Applied Weed Science, Macmillan Publishing Company N ew York, Collier Macmillan Publishers, London, 340p. gười phản biện: guyễn Văn Viết . NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MỘT SỐ LOÀI CÂY ĐỘC ĐỂ PHÒNG TRỪ CỎ DẠI Nguyễn Hồng Sơn, Quách Thị Minh Thu, Nguyễn. 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 Kt qu