Nghiên cứu khả năng nhân giống hương nhu tía bằng hạt

64 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHÂN GIỐNG HƯƠNG NHU TÍA BẰNG HẠT Lương Thị Hoan1, Hoàng Như Nụ1, Nguyễn Đăng Minh Chánh2 TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng nhân giống hương nhu tía bằng hạt. Thí nghiệm đã được tiến hành bằng phương pháp: (1) Hạt xử lý bằng cách ngâm nước ở các nhiệt độ khác nhau (gồm điều kiện thường, 25oC, 50oC, 75oC, 100oC) trong 2 giờ sau đó vớt ra và ủ trên đĩa pertri; (2) Hạt gieo trực tiếp trên giá thể đất nền vườn ươm. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ nảy mầm của hạt giống hương nhu tía ở công thức nhiệt độ 50oC, xử lý trong 2 giờ cho tỷ lệ nảy mầm trung bình dao động từ 22 - 37% sau 7 ngày gieo trên đĩa petri và cao hơn so với các công thức ở điều kiện nhiệt độ thường, 25oC, 75oC và 100oC. Đặc biệt, tỷ lệ nảy mầm của hạt giống ở xuất xứ Bình Định, Thái Lan cao nhất đạt tới 35,67%; 36,67%. Tương tự, khi sử dụng giá thể đất nền vườn ươm, hạt giống của các xuất xứ này cho tỷ lệ nảy mầm đạt 77,67%; 70% và cao hơn hơn so với các giống còn lại. Kết quả này bước đầu cho thấy hạt được thu thập ở các vùng sinh thái khác nhau có tỷ lệ nảy mầm khác nhau khi gieo trên cùng điều kiện thí nghiệm, bên cạnh đó tỷ lệ nảy mầm cũng phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, dinh dưỡng và môi trường, hạt giống xử lý với nhiệt độ 50oC trong 2 giờ là tốt nhất. Kết quả nghiên cứu này là cơ sở để nghiên cứu tiếp theo trong việc phát triển các tiêu chuẩn cao về chất lượng hạt giống. Từ khóa: Hương nhu tía, tỷ lệ nảy mầm của hạt, hạt giống 1 Viên Dược Liệu, 2 Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hương nhu tía (Ocimum tenuiflorum) thuộc họ Hoa môi (Lamiaceae) là loài cây thân thảo, có nguồn gốc từ Ấn Độ, được trồng rộng rãi ở một số nước Đông Nam Á như Thái Lan, Lào, Indonesia. Ở Việt Nam, cây hương nhu tía chủ yếu mọc hoang ở một số tỉnh như Quảng Ninh, Hà Giang, Phú Thọ, Yên Bái, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Long An... Đến nay, cây hương nhu tía đã được trồng ở một số tỉnh Hà Nam, Lạng Sơn, Sơn La, Lai Châu, Đăk Lăk, Vĩnh Phúc và một số tỉnh Đông Nam Bộ... Theo y học cổ truyền, hương nhu tía được sử dụng chữa trị nhiều căn bệnh về đường hô hấp, tiêu chảy, nhức đầu, sốt, bệnh về da và viêm phổi. Các chất chiết xuất từ cây này có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm và hoạt tính chống sốt rét, chảy máu cam và dùng làm mỹ phẩm. Toàn bộ cây có hàm lượng tinh dầu cao khoảng 0,2 - 0,3% đối với cây tươi và 0,5% đối với cây khô, thành phần chính của tinh dầu là eugenol (trên 70%), methyleugenol (trên 12%) và β- caryophyllen (Đỗ Tất Lợi, 2004; Jurges et al., 2009; Adebolu et al., 2005; Gopi et al., 2006). Hương nhu tía đã được trồng và phát triển với quy mô thương mại ở một số nước trên thế giới nhằm phục vụ cho sản xuất đáp ứng yêu cầu về dược liệu và mỹ phẩm. Đây là loài cây nằm trong số 178 loài cây có giá trị, là một trong số 36 loài cây ổn định và quan trọng trong hệ thống nông nghiệp ở Ấn Độ (Ved and Goraya, 2008; Engels & Brinckmann, 2013). Nhân giống hữu tính bằng hạt có tỷ lệ nảy mầm thấp ≤ 10% ở Canada và Ấn Độ (Gopi et al., 2006; Government of Canada, 2004). Ở Việt Nam, cho đến nay nghiên cứu về hương nhu tía còn rất hạn chế, đặc biệt là những tài liệu nghiên cứu về kỹ thuật gieo ươm, trồng và chăm sóc. Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đánh giá tỷ lệ nảy mầm của hạt hương nhu tía để góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển loài cây này. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Vật liệu nghiên cứu: Hạt hương nhu tía được thu hái trên cây mẹ khỏe mạnh, không bị sâu bệnh hại từ 9 xuất xứ khác nhau (Lào Cai, Vĩnh Phúc, Lạng Sơn, Hà Nam, Thanh Hóa, Bình Định, Đăk Lăk, Thái Lan và Hà Nội). 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm Hạt được thu hái và làm sạch tạp chất, kiểm tra mẫu hạt bằng cách tải hạt đều trên trang giấy chia thành 4 phần theo hình đường chéo (Hình 1), lấy ngẫu nhiên một phần tiếp tục chia theo cách này cho đến khi còn khoảng 100 hạt/ 1 phần để gieo thử nghiệm. Sau đó xử lý hạt theo các công thức thí nghiệm khác nhau, mỗi công thức lặp lại 3 lần. Hình 1. Phương pháp chia mẫu và lấy mẫu thí nghiệm 65 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 - Thí nghiệm 1: Hạt được xử lý bằng cách ngâm nước ở 5 điều kiện nhiệt độ khác nhau: nhiệt độ thường, 25oC, 50oC, 75oC, 100oC trong 2 giờ, sau đó vớt ra và ủ trên đĩa pertri trong 7 ngày đếm tỷ lệ này mầm của hạt trên đĩa. - Thí nghiệm 2: Hạt giống không qua xử lý, gieo hạt trực tiếp trên khay nhựa sử dụng đất nền vườn ươm. Thí nghiệm này được theo dõi hàng ngày đánh giá tỷ lệ nảy mầm của các mẫu giống trong vòng 15 ngày từ khi gieo. 2.2.2. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu được theo dõi và thu thập bằng cách đếm số hạt nảy mầm của các mẫu giống theo từng thí nghiệm. Tất cả số liệu thu thập này được xử lý trên phần mềm Excel và SPSS (Nguyễn Hải Tuất và ctv., 2006). 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 1 đến tháng 8 năm 2018 tại Trung tâm Nghiên cứu trồng và chế biến cây thuốc Hà Nội, Viện Dược liệu. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng nảy mầm của hạt hương nhu tía trên đĩa petri Tỷ lệ nảy mầm là một đặc điểm quan trọng nhất của hạt giống được sử dụng trong trồng trọt. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng nảy mầm của hạt hương nhu tía trên đĩa petri thể hiện qua kết quả ở bảng 1. Bảng 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ nảy mầm của các mẫu hạt giống hương nhu tía trên đĩa petri sau 7 ngày STT Xuất xứ Tỷ lệ hạt nảy mầm (%) T0 thường 25 oC 50oC 75oC 100oC 1 Lào Cai 11,00 19,00 23,33 22,67 12,00 2 Vĩnh Phúc 7,33 20,67 28,00 20,33 12,00 3 Lạng Sơn 18,33 16,33 22,33 20,33 11,67 4 Hà Nam 7,33 25,67 32,00 28,00 14,67 5 Thanh Hóa 17,33 16,33 23,33 20,33 11,67 6 Bình Định 7,00 26,33 35,67 27,00 15,00 7 Đăk Lăk 21,67 16,00 22,00 22,00 11,67 8 Thái Lan 15,33 28,00 36,67 32,67 17,00 9 Hà Nội 11,00 21,33 32,00 28,00 14,67 Kết quả bảng 1 cho thấy sau 7 ngày xử lý hạt giống gieo trên đĩa petri được xử lý ở các công thức nhiệt độ khác nhau cho tỷ lệ nảy mầm khác nhau. Ở công thức nhiệt độ 50oC có tỷ lệ nảy mầm cao nhất cho tất cả các xuất xứ, dao động từ 22,33% ở xuất xứ Lạng Sơn đến 36,67% ở xuất xứ Thái Lan. Khi các công thức nhiệt độ xử lý giảm xuống ở điều kiện nhiệt độ thường và 25oC cũng như tăng nhiệt độ xử lý lên 75oC và 100oC, tỷ lệ nảy mầm của hạt giảm dần. Chẳng hạn, xử lý hạt trong nước sạch ở điều kiện nhiệt độ thường, tỷ lệ nảy mầm của hạt giảm còn rất thấp giữa các xuất xứ dao động khoảng 7 - 21% và đạt từ 16 tới 28% ở nhiệt độ 25oC trong các xuất xứ. Tỷ lệ nảy mầm này của các xuất xứ tăng lên khi tăng nhiệt độ xử lý lên 75oC dao động từ 20% ở Thanh Hóa, Lạng Sơn và Vĩnh Phúc tới 32% ở Thái Lan và giảm xuống còn trung bình đạt 12% - 17% ở 100oC đối với các xuất xứ. Kết quả này cho thấy tỷ lệ hạt nảy mầm ở các công thức ở điều kiện nhiệt độ thường, 25oC, 75oC, và 100oC đều thấp hơn so với công thức nhiệt độ 50oC (Hình 2). Kết quả này phù hợp nghiên cứu của Gopi và cộng tác viên (2006) nhân giống bằng hạt có tỷ lệ nảy mầm hạt giống thấp ≤ 10%. Điều này khẳng định rằng công thức thí nghiệm nhiệt độ 50oC cho tỷ lệ hạt nảy mầm thích hợp hơn so với các công thức nhiệt độ khác do ở ngưỡng nhiệt độ này có thể hạt có sự hấp thu hơi nước tốt, làm cho lớp áo hạt nở ra và vỡ đi ảnh hưởng đến tốc độ chuyển hóa và phát triển tế bào tạo điều kiện thuận lợi cho phôi phát triển nên hạt nảy mầm tốt hơn. Ở các nhiệt độ thấp hơn ngưỡng trên, lớp áo của hạt chưa đủ để nở ra và vỡ đi nên giảm đi tốc độ chuyển hóa và phát triển của tế bào, tỷ lệ nảy mầm của hạt giống giảm do chưa đủ để phá vỡ trạng thái tiềm sinh. Ở nhiệt độ cao hơn 50oC có thể làm cho tế bào và phôi trong hạt chết hoặc teo lại vì vậy chúng làm giảm tỷ lệ nảy mầm. Ở ngày thứ 7 sau khi gieo, hạt cho lệ nảy mầm cao nhất và nhiều nhất. Kết quả này chứng tỏ rằng nhiệt độ ảnh hưởng đến tỷ lệ nảy mầm của hạt giống hương nhu tía. Ở các công thức nhiệt độ từ 25oC tới 75oC cho tỷ lệ nảy mầm hương nhu tía tốt hơn so với ở điều kiện nhiệt độ thường và 100oC. Ở nhiệt độ 50oC cho tỷ lệ nảy mầm cao nhất, qua kiểm tra giữa các điều kiện nhiệt độ xử lý p < 0,001, chứng tỏ giữa các công thức nhiệt độ có tỷ lệ nảy mầm của hạt khác nhau rõ rệt. Điều này cũng tương đối phù hợp với các kết quả nghiên cứu của Birendra Kumar (2012) và Verma và cộng tác viên (2010) về hương nhu. Các tác giả cho rằng hạt hương nhu nảy mầm ở nhiệt độ từ 20 - 45oC đạt từ 27,4 tới 48,73% ở Ấn Độ. Đặc biệt với hương nhu tía ở nhiệt độ 30 ± 5oC cho tỷ lệ nảy mầm đạt trung bình đạt 68,3% (Birendra Kumar et al., 2014). Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống ở đây cao hơn so với kết quả trong nghiên cứu này. Vì vậy điều này cũng chứng minh rằng tùy thuộc vào từng mẫu giống, hạt giống (a)b (c)d) 66 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 có khả năng này mầm khác nhau do nguồn gốc của từng lô hạt khác nhau, nên sức sống của hạt giống khác nhau. Qua kiểm tra tỷ lệ nảy mầm giữa các các xuất xứ p < 0,001, chứng tỏ rằng giữa xuất xứ thí nghiệm có sự khác nhau rõ rệt. Kết quả này phù hợp với một vài nghiên cứu về tỷ lệ nảy mầm của hạt giống hương nhu trên thế giới khẳng định sức sống của hạt giống nảy mầm phụ thuộc vào từng mẫu giống và hiệu suất của từng lô hạt (Birendra Kumar, 2012; Birendra Kumar et al., 2014). Hình 2. Mẫu hạt giống gieo trên đĩa pertri sau 7 ngày: (a) 25oC, (b) 50oC, (c) 75oC và (d) 100oC 3.2. Đánh giá tỷ lệ nảy mầm của các mẫu giống hương nhu tía trên giá thể đất Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống là yếu tố quan trọng trong việc thể hiện sự phân bố và khả năng thích nghi với môi trường sống. Trong nghiên cứu này, các mẫu hạt giống được lấy từ các vùng khác nhau cho khả năng nảy mầm khác nhau kết quả chỉ ra ở hình 2. Hình 3. Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống trong các xuất xứ trên giá thể đất 67 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 Kết quả ở hình 2 cho thấy, sau 15 ngày, hạt giống Bình Định có tỷ lệ hạt nảy mầm cao nhất, đạt 77,76%, tiếp theo là hạt giống Thái Lan đạt 70%, sau đó Lào Cai đạt 51%. Hạt giống xuất xứ Hà Nam và Lạng Sơn có tỷ lệ nảy mầm thấp nhất (29,33% và 29,67%). Hạt giống còn lại từ Đăk Lăk có tỷ lệ nảy mầm 30%, từ Thanh Hóa 31%, từ Vĩnh Phúc 35% và Hà Nội 49% (Hình 3). Hình 4. Cây giống 15 ngày tuổi gieo trực tiếp trên nền đất vườn ươm, xuất xứ: (a) Bình Định, (b) Lào Cai, (c) Hà Nội và (d) Thái Lan Kết quả này chứng tỏ rằng xuất xứ khác nhau, hạt giống có khả năng này mầm khác nhau do điều kiện sinh thái của hạt giống khác nhau. Qua kiểm tra tỷ lệ nảy mầm của hạt giống ở các xuất xứ p < 0,001, chứng tỏ rằng tỷ lệ hạt nảy mầm ở các xuất xứ khác nhau rõ rệt. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Birendra Kumar và cộng tác viên (2014), Verma và cộng tác viên (2010) về việc nhân giống bằng hạt của hương nhu tỷ lệ nảy mầm của hạt giống phụ thuộc vào điều kiện từng vùng sinh thái như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, và dinh dưỡng là các yếu tố môi trường chính ảnh hưởng đến sức sống của hạt giống. Vì vậy, những mẫu hạt giống được lấy ở vùng sinh thái khác nhau, cho khả năng nảy mầm khác nhau do sức sống của hạt có thể ảnh hưởng bởi các biện pháp di truyền, môi trường, và dinh dưỡng của cây mẹ trưởng thành, độ tuổi và các tác nhân gây bệnh, nên khi thu hoạch hạt ở các cây trên các vùng sinh thái (xuất xứ) khác nhau chúng có kích cỡ, khối lượng hạt khác nhau, tạo nên sự nảy mầm khác nhau giữa các mẫu giống. Tuy nhiên, khi so sánh với tỷ lệ hạt nảy mầm của các xuất xứ được xử lý ở 50oC trong điều kiện phòng thí nghiệm tỷ lệ hạt nảy mầm cao nhất đạt trung bình từ 22,33% đến 37% trong các xuất xứ, nhưng hạt giống gieo trực tiếp trên giá thể đất có tỷ lệ nảy mầm cao hơn đạt từ 30 đến 80%, điều này do trong hạt hương nhu tía chứa hàm lượng tinh dầu cao, khi gieo trực tiếp xuống giá thể đất hạt duy trì độ ẩm giữ được hàm lượng tinh dầu trong hạt, nên sức nảy mầm của hạt tốt hơn. Ngược lại, khi gieo hạt trên đĩa petri hàm lượng tinh dầu trong hạt bay hơi, có thể đây là nguyên nhân làm giảm tỷ lệ nảy mầm của hạt giống được thực hiện trong nghiên cứu này. Vì vậy khi hạt giống được gieo trực tiếp trên giá thể đất, các yếu tố độ ẩm của đất và điều kiện môi trường bên ngoài tác động trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của hạt, làm cho sức sống của hạt giống trong các xuất xứ có khả năng nảy mầm tốt hơn. Kết quả này có thể là thuận lợi và có tín hiệu tốt hơn cho sản xuất hương nhu tía/ đơn vị diện tích và đây cũng là vấn để cần thiết cho nghiên cứu tiếp theo về việc phát triển tiêu chuẩn chất lượng và cất trữ hạt giống hương như tía đảm bảo trong tương lai. (c) 68 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 IV. KẾT LUẬN Nhiệt độ xử lý ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của hạt giống hương nhu tía. Trong các công thức thí nghiệm nhiệt độ, hạt giống ngâm ở trong 2 giờ ở điều kiện nhiệt độ nước thường, 25oC, 50oC, 75oC và 100oC, kết quả chỉ ra ở nhiêt độ 50oC cho tỷ lệ nảy mầm của hạt giống cao hơn so với các công thức nhiệt độ khác đạt từ 22 tới 37% ở các xuất xứ sau 10 ngày gieo trên đĩa petri. Vì vậy, hạt giống được xử lý ở các công thức nhiệt độ khác nhau cho tỷ lệ nảy mầm của hạt giống khác nhau. Hạt giống ở các xuất xứ khác nhau ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ nảy mầm của hạt giống hương nhu tía. Trong các xuất xứ, hạt giống được gieo trực tiếp trên giá thể đất vườn ươm, tỷ lệ hạt nảy mầm cao nhất là ở Bình Định (78%), tiếp đó xuất xứ Thái Lan (70%) và Lào Cai, Hà Nội (50%), cao hơn so với các mẫu giống khác. Tương tự, hạt giống gieo trên đĩa petri, tỷ lệ hạt nảy mầm giữa các xuất xứ khác nhau, cao nhất xuất xứ Thái Lan (36,67%), tiếp đó xuất xứ Bình Định (35,67%), thấp nhất Đăk Lăk (22%). Vì vậy, hạt giống lấy ở vùng sinh thái khác nhau cho tỷ lệ nảy mầm của hạt giống khác nhau có thể do điều kiện môi trường, yếu tố di truyền, dinh dưỡng của cây mẹ, tuổi của cây mẹ trong giai đoạn thu hái hạt, nên sức nảy mầm của hạt giống ở các xuất xứ có tỷ lệ nảy mầm khác nhau. Trong nghiên cứu này, hạt giống của các xuất xứ được gieo trực tiếp trên giá thể đất vườn ươm có tỷ lệ nảy mầm cao hơn so với hạt giống được gieo trên đĩa petri xử lý ở 50oC trong điều kiện phòng thí nghiệm do các yếu tố môi trường, độ ẩm ảnh hưởng đến sức sống, tỷ lệ nảy mầm của hạt giống trong các xuất xứ. Tuy nhiên, kết quả này chỉ là bước đầu làm cơ sở để tiếp tục nghiên cứu về thí nghiệm xử lý hạt giống của các xuất xứ ở các nhiệt độ khác nhau trên các giá thể và điều kiện môi trường khác nhau là cần thiết để đảm cho việc nhân giống bằng hạt hương nhu tía trong tương lai. LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Viện Dược liệu đã hỗ trợ kinh phí cho đề tài nghiên cứu này. Xin trân trọng cảm ơn Khoa Tài nguyên dược liệu, Bộ môn Bảo tồn và Phát triển dược liệu, Viện Dược liệu và các đồng nghiệp đã giúp đỡ thu thập nguồn mẫu giống để thực hiện nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Tất Lợi, 2004. Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam. NXB Y học. Nguyễn Hải Tuất, Ngô Kim Khôi, Nguyễn Tiến Hinh, 2006. Phân tích thống kê trong lâm nghiệp. Nhà Xuất bản Nông nghiệp. Adebolu TT, Aladimeji SA., 2005. Antimicrobial activity of leaf extracts of Ocimum gratissimum on selected diarrhoea causing bacteria in southwestern Nigeria. African Journal of Biotechnology, Vol 4 (7): 682-684. Birendra Kumar, 2012. Prediction of Germination Potential in Seeds of Indian Basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Crop Improvement, 26:532-539. Birendra Kumar, Ekta Gupta, Richa Yadav, S.C. Singh and R.K. Lal, 2014. Temperature Effects on Seed Germination Potential of Holy Basil (Ocimum tenuiflorum). Journal of Seed Technology, Vol. 36, No.1, 75-79. Engels G, Brinckmann J., 2013. Holy Basil Ocimum tenuiflorum (syn. O. sanctum) HerbalGram 2013. American Botanical Council: 1-6. Gopi C, Nataraja Sekhar Y, Ponmurugan P., 2006. In vitro Multiplication of Ocimum gratissimum L. through direct regeneration. African Journal of Biotechnology, Vol 5 (9): 723 -726. Government of Canada, 2013. Natural Health products Regulations. Jurges G, Beyerle K, tosenberger M, Haser A, Nick P., 2009. Development and validation of microscopical diagnostics for “Tulsi” (Ocimum tenuiflorum L.) in ayurvedic preparation. European Food Research and Technology, 229: 99-106. Ved DK, Goraya GS., 2008. Demand and supply of Medicinal Plants in India. National Medicinal Plants Board. Verma, S. K., B. Kumar, G. Ram, H. P. Singh, and R. K. Lal. 2010. Varietal effect ongermination parameter at controlled and uncontrolled temperature in Palmarosa (Cymbopogon martinii). Ind. Crops Prod. 32: 696-699. Study on propagation of Ocimum tenuiflorum by seeds Luong Thi Hoan, Hoang Nhu Nu, Nguyen Dang Minh Chanh Abstract The objective of this study was to initially propagated Ocimum tenuiflorum seeds. The experiments were carried out by the following methods: (1) Seed treatment at different temperatures (including normally cold water, 25oC, 50oC, 75oC, 100oC) for 2 hours and then clearly washed and incubated in pertri dishes; (2) Seeds were directly sown on the