Nguyễn Trọng Tuấn
Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển cây Hồ tiêu
1. Đặt vấn đề
Việc quản lý bệnh vàng lá chết chậm trên cây hồ tiêu vẫn còn gặp nhiều khó khăn. Ngoài nguyên nhân là do tuyến trùng (Meloidogyne spp. và Pratylenchus spp.) kết hợp với nấm Fusarium và các loại nấm khác [1], đây là những đối tượng rất khó phòng trừ do nằm trong đất, trong rễ cây tiêu, kích thước nhỏ, sinh sản nhanh. Bên cạnh đó, việc sử dụng thuốc hóa học trong nhiều năm liền dẫn đến tính kháng thuốc, ảnh hưởng lớn đến môi trường đất, vi sinh vật có lợi trong đất và sức khỏe người sản xuất cũng làm cho hiệu quả kinh tế, môi trường chưa cao.
Biện pháp chủ yếu để phòng trừ bệnh vàng lá chết chậm ở các vùng trồng tiêu hiện nay vẫn sử dụng thuốc hóa học do thói quen và sự tiện lợi trong việc sử dụng. Trên thị trường cũng. chưa có nhiều các loại thuốc, sinh học, thảo mộc được nông dân biết đến và sử dụng. Ý thức, kiến thức, sử dụng theo hướng thảo mộc trong nông dân chưa cao, vẫn còn nhiều hoài nghi nên chưa mạnh dạn thay đổi.
Phòng trừ tuyến trùng bằng các loại chế phẩm sinh học, các loại thuốc có nguồn gốc sinh học, vi sinh vật và thảo mộc ngày càng được quan tâm. Kết quả nghiên cứu một số chế phẩm sinh học, thuốc thảo mộc như: các sản phẩm có chứa nấm đối kháng Trichoderma spp, nấm Purpureocillium lilacinum, nấm Peacilomyces lilacinus, giấm gỗ sinh học Biffa trong việc phòng trừ tuyến trùng đem lại hiệu lực phòng trừ khá cao [3, 8, 9]. Xét về mặt khoa học và môi trường cho thấy đây là một giải pháp tốt cần được phổ biến và áp dụng trong nông dân.
Một số nghiên cứu đã kết luận rằng hoạt chất Azadirachtin chiết xuất từ cây Neem đóng vai trò như một loại thuốc BVTV thảo mộc có hoạt tính cao trong việc phòng trừ một số côn trùng, tuyến trùng gây hại trên nhiều loại cây trồng trong đó có cây hồ tiêu.
Bài viết này nhằm giới thiệu khái quát một số thông tin chính về cây Neem, đặc điểm và cơ chế tác động của hoạt chất Azadirachtin đến việc kiểm soát tuyến trùng gây hại hồ tiêu, khuyến khích nông dân trồng hồ tiêu quan tâm đến việc phòng trừ dịch hại trong đó có truyến trùng trên cây hồ tiêu bằng các loại thuốc thảo mộc
2. Giới thiệu về cây Neem và hoạt chất Azadirachtin
2.1 Cây Neem
a. Nguồn gốc, phân bố
Cây Neem có tên khoa học là Azadirachta indica A. Juss, có nguồn gốc từ Ấn Độ và Myanma, hiện nay loài cây này được trồng phân bố rộng khắp châu Á, Châu Phi, Châu Úc, Trung và Nam Mỹ [4,5,7,10].
Năm 1830 cây Neem được nhà khoa học Andriew Henri Laurent de Jussieu mô tả và định danh là Azadirachta Indica, thuộc hệ thống phân loại như sau: Bộ: Rutales (bộ cam); Bộ phụ: Rutineae; Họ: Meliaceae (họ xoan); Chi: Meliaea; Giống: Azadirachtia ;Loài: Indica [5,7,10,11]
b. Đặc điểm thực vật học
Neem là cây thân gỗ, chiều cao có thể lên đến 30m, tán rộng xòa ra như cây sồi, chu vi tán khoảng 2,5m và có thể vươn xa 10 m. Bộ rễ ăn sâu, rễ cái có thể dài gấp 2 lần chiều cao của cây. Vỏ cây có chứa khoảng 3,43 % protein; 0,68 % alkaloid; 4,16% chất khoáng và một số axit amin. Vỏ, lá chứa nhiều hoạt chất như nimbin, nimbinin, nimbidin, interferon, acid gallic [5].
Đặc biệt trong nhân của hạt cây neem có chứa các chất có hoạt tính sinh học rất cao như Azadirachtin, salannin, nimbin có tính kháng dịch hại cao [5, 10, 11].
Tại Việt Nam tên thường gọi của cây Neem là cây xoan Ấn Độ hay cây xoan “chịu hạn”, hay cây sầu đâu. Được di thực vào Việt Nam từ năm 1981 do GS. Lâm Công Định, một nhà Lâm học mang về từ một Hội nghị quốc tế tại Senegan và trồng tại các vùng đất khô hạn của tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận [5,7,10].
|
Nguồn: Wikipedia, Photograph: J.M. Garg (2009), Licence CC BY 3.0 |
Hình 2: Cây Neem: lá và quả còn non Nguồn: Wikipedia, Photograph: Hayavadhan (2012), Licence: CC BY-SA 3.0 |
c. Tác dụng, lợi ích của cây Neem
Từ rất lâu cây Neem được sử dụng làm thuốc trừ sâu ở nhiều nước trên thế giới như Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản. Ngoài ra cây Neem còn được dùng làm thuốc chống sốt rét, trị exzema. Dầu hạt còn dùng trị giun và xoa trị thấp khớp, ghẻ và các bệnh ngoài da [7].
Năm 1959, nhà côn trùng học người Đức GS Heinrich Schmutterer trong khi chứng kiến nạn dịch châu chấu ở Sudan đã nhận thấy rằng cây Neem là cây xanh duy nhất không bị châu chấu tấn công. Sau này những nghiên cứu của ông cùng 3 nhà khoa học Ấn Độ khác đã chứng minh rằng dịch chiết từ cây Neem có tác động xua đuổi châu chấu và dịch chiết từ hạt có hiệu lực cao hơn so với dịch chiết từ lá [5,10].
Năm 1968, Morgan và cộng sự lần đầu tiên đã phân lập được hoạt chất Azadirachtin – là chất gây ngán ăn mạnh nhất từ hạt Neem. Đến nay có trên 300 hoạt chất ở loài cây này đã được phân lập và mô tả. Nhiều nghiên cứu đã được công bố về tác động hoạt chất của cây Neem đối với nhiều loài côn trùng và vi sinh vật gây bệnh [5].
Từ năm 1980 đến nay đã có 8 hội nghị quốc gia và quốc tế ở cộng hòa liên bang Đức, Ấn Độ, Philippines, Kenya và Úc về giá trị của cây Neem. Hiện nay trên thế giới dầu Neem và các sản phẩm chế biến từ Neem đã trở thành những mặt hàng thương mại khá phổ biến như thuốc trừ sâu, thuốc chữa bệnh, mỹ phẩm, kem đánh răng, xà phòng [5,7]
Tuy nhiên tác dụng trừ sâu của Neem là lớn nhất [7], theo các báo cáo khoa học về tác dụng của cây Neem cho thấy cây Neem là cây đứng đầu danh sách 2.400 loài cây có khả năng tiêu diệt côn trùng và được xem là nguồn thuốc trừ sâu sinh học thân thiện và đáng tin cậy nhất. Các sản phẩm từ cây Neem tiêu diệt hiệu quả hơn 350 loài động vật chân đốt, 12 loại tuyến trùng, 15 loại nấm, 3 loại vius, 2 loài ốc sên và 1 loài giáp xác [6]. Dịch chiết xuất từ nhân hạt Neem chứa khoảng 40 chất. Các chất này tăng cường tác dụng lẫn nhau, tạo thành một hỗn hợp cực mạnh [10].
2.2. Hoạt chất Azadirachtin
a. Đặc tính sinh học:
Hoạt chất Azadirachtin là một trong những hoạt chất chính được chiết xuất từ nhân hạt của cây Neem. Trong cây Neem hàm lượng Azadirachtin trong nhân hạt là cao nhất, chiếm 0,25%, trong lá cây Neem có chứa 0,05% [11]. Azadirachtin có hoạt tính sinh học rất đa dạng: trừ sâu, trừ nấm và vi khuẩn, kể cả điều tiết sinh trưởng của côn trùng; phổ tác dụng rộng; liều lượng sử dụng thấp (12,5 – 40 g a.i/h); hiệu quả phòng trừ cao với hầu hết các đối tượng như sâu, bướm, rầy, nhện, mọt, tuyến trùng [6].
Hàm lượng Azadirachtin có nhiều nhất ở trong nhân hạt và cũng rất biến động tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng phát triển, tuổi cây thu hoạch cũng như kỹ thuật chiết xuất [5].
Trung bình trong 1 gam nhân hạt chứa 2-4 mg Azadirachtin, một số mẫu nhân hạt Neem ở Senegal cho hàm lượng Azadirachtin rất cao lên tới 9 mg/g nhân hạt [5].
b. Cơ chế tác động
Azadirachtin có hoạt tính mạnh vừa tác động trực tiếp làm chết sâu do có độc tính diệt trừ vừa tác dụng gián tiếp như gây sự ngán ăn và làm bất lực và ức chế sinh trưởng của nhiều loại côn trùng [7], cản trở sự lột xác ở ấu trùng, gây bất thụ và làm ngưng sự phát triển của trứng, ấu trùng, nhộng [5]. Theo bảng phân nhóm độc chất của Hoa Kỳ, Azadirachtin thuộc nhóm IV (rất ít độc) có độc tính thấp với động vật có vú (ở chuột LC50 = 5.000mg/kg trọng lượng), vô hại đối với nhiều loại thiên địch và tác nhân thụ phấn trong tự nhiên [5].
Nó có thể thay thế các loại thuốc BVTV đã bị kháng thuốc hiện nay. Vì vậy hoạt chất này đã được Tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ, Australia, Canada khuyến cáo sử dụng trong công tác phòng trừ dịch hại tổng hợp (IPM) [4]
|
c. Công thức cấu tạo: Azadirachtin có công thức phân tử là C35H44 O16, nhiệt nóng chảy 154 -158 0C.[5,7] d. Chiết Azadiractin Có thể chiết hoạt chất này từ hạt Neem bằng dung môi nước. Phương pháp này đơn giản nhưng không áp dụng công nghiệp do nhược điểm là hàm lượng sản phẩm thấp và khó gia công trong các giai đoạn sau[4] |
Hình 3. Công thức cấu tạocủa hoạt chất Azadirachtin |
Trong công nghiệp, người ta thường áp dụng phương pháp chiết bằng dung môi (metanol hoặc etylacetat).
Hạt Neem được sấy, nghiền và ép tách dầu sơ bộ, sau đó được chiết bằng dung môi. Dịch chiết chứa Azadirachtin, một số hợp chất diterpen, triterpen và một phần dầu còn lại đem cô chân không để loại dung môi. Nếu muốn thu được Azadirachtin với hàm lượng cao cần lặp lại quá trình chiết và rửa vài lần [4].
Năm 2001, Dương Anh Tuấn và cộng sự đã nghiên cứu thành công việc tách chiết và tinh sạch Azadirachtin từ cây Neem trồng tại Việt Nam và thử nghiệm hoạt tính ngán ăn trên sâu khoang. Kết quả nghiên cứu đã cho ra những kết luận quan trọng như: Phân lập được hoạt chất Azadirachtin từ cây Neem; kết quả thử hoạt tính ngán ăn của Azadirachtin đối với sâu khoang trong phòng thí nghiệm rất cao. Khẳng định cây Neem là cây một cây quí có nhiều lợi ích: cải tạo đất, là nguồn thuốc trừ sâu thảo mộc quý trên thế giới và ở nước ta [7].
Năm 2006, Vũ Văn Độ và cộng sự đã nghiên cứu thành công việc tách chiết và tinh sạch và khảo sát tính đối kháng vi sinh vật của Salanin từ nhân hạt cây Neem trồng tại Việt Nam [2]. Hai công nghệ tách chiết hiện đại đã được thực hiện thành công tại Việt Nam mở ra hướng nghiên cứu chuyên sâu hơn về 2 loại hoạt chất có ý nghĩa rất lớn trong công tác phòng trừ dịch hại theo hướng thảo mộc, sinh học.
3. Cơ chế tác động lên tuyến trùng
Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy hiệu quả kiểm soát tuyến trùng của hoạt chất Azadirachtin là trên 70% bởi một số cơ chế sau:
Làm cho trứng của tuyến trùng không nở được.
Con non khi tiếp xúc với Azadirachtin sẽ dẫn tới tình trạng chán ăn, ức chế quá trình phát triển và gây loạn giới tính.
Con trưởng thành: mất khả năng giao phối, ức chế khả năng đẻ trứng.
Từ đó cho thấy hiệu quả kiểm soát của Azadirachtin đối với tuyến trùng rất cao, mở ra giải pháp triển vọng trong quản lý tuyến trùng [11]
* Tài liệu tham khảo:
1.Đào Thị Lan Hoa, Phan Quốc Sủng, Trần Thị Kim Loang, Tôn Nữ Tuấn Nam, Nguyễn Xuân Hoà và Tạ Thanh Nam (2003), Nghiên cứu bệnh vàng lá chết chậm trên cây tiêu tại Tây Nguyên và biện pháp phòng trừ. Kỷ yếu hội thảo khoa học bảo vệ thực vật phục vụ cho chủ trương chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở các tỉnh phía Nam và Tây Nguyên ngày 26-27/6/2003 tại Vũng Tàu.
2.Vũ Văn Độ và ctv, 2006. Chiết tách, tinh sạch và khảo sát tác dụng đối kháng vi sinh vật của Salanin từ nhân hạt cây xoan Ấn Độ (Azadirachtin indiaca A.juss) trồng tại Việt Nam, tạp chí khoa học và công nghệ t 44 (2) tr.24-31.
3. Chu Đức Hà và ctv, 2018.Tiềm năng ứng dụng của nấm Purpureocillium lilacinum trong kiểm soát bệnh hại cây trồng. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 4 năm 2018, tr.33-36.
4. Đào Văn Hoằng, 2012. Chương 2 Thuốc trừ sâu có nguồn gốc thảo mộc. Kỹ thuật tổng hợp các hoạt chất bảo vệ thực vật. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, tr 34-36.
5. Diệp Quỳnh Như, 2006. Khảo sát thành phần hoạt chất và tác động của dầu Neem (Azadirachta indica A. Juss) đối với sâu xanh (Heliothis armigera). Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học KHTN, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam.
6. Cục thông tin khoa học và công nghệ quốc gia, 2015. Tổng luận số 6, Thuốc trừ sâu sinh học hướng tới nền nông nghiệp bền vững.
7. Dương Anh Tuấn và ctv, 2001. Azadirachtin- Hoạt chất gây ngán ăn mạnh đối với sâu khoang được phân lập từ hạt Neem (Aradirachta indica, họ Meliaceae) di thực vào Việt Nam. Hội nghị Khoa học và Công nghệ Hóa hữu cơ toàn quốc lần thứ 2, Hà Nội tr.333-337.
8. Nguyễn Xuân Hòa và ctv, 2019. Triển vọng của sản phẩm giấm gỗ sinh học phòng trừ tuyến trùng gây bệnh chết chậm trên cây Hồ tiêu, Viện KHKT NLN Tây Nguyên.
9.http://cesti.gov.vn/chi-tiet/8781/khcn-trong-nuoc/hieu-qua-phong-tru-tuyen-trung-san-re-ho-tieu-cua-che-pham-nam-peacilomyces-lilacinus
10. https://diendankhaiphong.org/xoan-an-do-cay-da-dung.
11. https://phanbondientrang.vn/cong-nghe/neem-tuyen-trung-gay-hai-393.html