Luận án nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nhân giống và trồng rau đắng đất (glinus oppositifolius (l ) dc ) tại đồng bằng sông hồng

PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, có nhiều yếu tố thuận lợi điều kiện tự nhiên nên mang đến cho nước ta nguồn tài nguyên thực vật phong phú đa dạng Tính đến năm 2017 ghi nhận 5.117 loài thực vật nấm, 408 loài động vật 75 loại khống vật có cơng dụng làm thuốc Việt Nam, sưu tầm gần 1.300 thuốc dân gian nước, nhằm hỗ trợ cho việc nghiên cứu phát triển sản phẩm phục vụ cơng tác phịng chữa bệnh cho nhân dân (Viện Dược liệu, 2017) Thị trường tiêu thụ nhu cầu sản phẩm từ dược liệu Việt Nam lớn, năm cần khoảng 60.000 - 80.000 (Bộ Y tế, 2017) Hệ thống khám chữa bệnh y học cổ truyền phát triển rộng khắp từ trung ương đến địa phương, 226 sở sản xuất dược liệu, thuốc cổ truyền, có 131 sở sản xuất quy mơ cơng nghiệp, 1440 sở sản xuất thực phẩm chức Tuy nhiên, dược liệu nước chủ động 25% nhu cầu, lại phải phụ thuộc vào nhập (Trần Bình Ngun, 2020) Bên cạnh đó, nguồn tài nguyên dược liệu tự nhiên ngày cạn kiệt (trên nước cịn khoảng 206 lồi dược liệu có giá trị khai thác tự nhiên), nhiều loài dược liệu quý đứng trước nguy tuyệt chủng, dược liệu nuôi trồng có nguy thu hẹp (Viện dược liệu, 2017) Bởi vậy, việc khai thác, bảo vệ, tái sinh, phát triển tài nguyên sinh vật nói chung nguồn dược liệu nói riêng vấn đề cấp bách đặt lên hàng đầu Nguyên Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc đánh giá: “…y học cổ truyền kho báu ngành dược liệu Việt Nam có tiềm phát triển to lớn Đây mạnh tất địa phương, kể Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh,… phát triển dược liệu miền Tổ quốc” (Bộ Y tế, 2017) Rau đắng đất [Glinus oppositifolius (L.) DC.] thân thảo, thân cành mảnh, mọc tỏa sát mặt đất Theo Đơng y, rau đắng đất có vị đắng, tính mát, có tác dụng lợi tiểu, nhuận gan, hạ nhiệt… nhân dân dùng làm thuốc hạ sốt, dị ứng, mẩn ngứa, chữa bệnh gan, vàng da… (Bộ Y tế, 2017; Đỗ Huy Bích & cs., 2006; Võ Văn Chi, 2004) Theo Y học đại, rau đắng đất giúp chống oxy hóa, giảm đau dày, đau bụng (Sheu & cs., 2014), kháng viêm tăng cường khả miễn dịch (Chakraborty & cs., 2017) Hiện nay, số hãng dược nước nghiên cứu sử dụng rau đắng đất làm nguyên liệu sản phẩm dược viên nang mềm Boganic Traphaco, viên nén bao đường Bar Pharmedic, Livonic BV Pharma chế biến số sản phẩm nước uống đóng chai Rau đắng đất có nhiều giá trị công dụng làm thuốc nên thời gian gần người dân thu hái từ tự nhiên trồng quy mơ nhỏ số tỉnh phía Nam (Long An, Tây Ninh…), miền Trung (Phú Yên, Thanh Hóa…), Miền Bắc (Nam Định, Thái Bình…) cung cấp cho sở thu mua nguyên liệu Tuy nhiên, biện pháp nhân giống rau đắng đất hoàn toàn phụ thuộc vào tự nhiên, tái sinh chủ yếu từ hạt thời gian sống hạt ngắn (Sulakshana & cs., 2018), tỷ lệ mọc mầm kém, thời gian mọc kéo dài đặc biệt rau đắng đất hoa đậu thành đợt nên hạt chín rải rác, dẫn đến suất thu hạt thấp (Ninh Thị Phíp & cs., 2014) Bên cạnh cơng tác giống, nghiên cứu kỹ thuật canh tác rau đắng đất cịn nhiều hạn chế, tình trạng khai thác chủ yếu từ tự nhiên nhiều nơi trồng tự phát với quy mô nhỏ, biện pháp kỹ thuật trồng, chăm sóc dựa vào kinh nghiệm, sử dụng giống, phân bón tùy tiện, thu hái dược liệu khơng tn thủ theo mùa vụ tuổi cây… dẫn đến sản lượng bấp bênh, chất lượng không đảm bảo giá biến động Hiện nay, có số nghiên cứu khoa học rau đắng đất, nhiên nghiên cứu chủ yếu tập trung vào thành phần hoạt chất công dụng mà chưa quan tâm tới nghiên cứu nghiên cứu chưa đầy đủ giống biện pháp kỹ thuật canh tác Để phát triển tạo nguồn nguyên liệu chất lượng cao, việc đẩy mạnh công tác nghiên cứu giống, đa dạng phương pháp nhân ni, hồn thiện quy trình kỹ thuật canh tác đường tất yếu Xuất phát từ lý trên, đề tài “Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật nhân giống trồng rau đắng đất [Glinus oppositifolius (L.) DC.] Đồng sông Hồng” triển khai 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Xác định giống quy trình kỹ thuật nhân, trồng rau đắng đất [Glinus oppositifolius (L.) DC.] góp phần phát triển vùng sản xuất nguyên liệu dược Đồng sông Hồng 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Nghiên cứu đánh giá nhằm tuyển chọn mẫu giống tốt phục vụ phát triển vùng sản xuất nguyên liệu dược Đồng sông Hồng; Xác định số biện pháp kỹ thuật nhân giống rau đắng đất (nhân giống hạt, giâm cành nuôi cấy in vitro); Xác định số biện pháp kỹ thuật trồng (thời vụ, mật độ, phân bón, che sáng thu hái); Xây dựng mơ hình trồng rau đắng đất Hà Nội Nam Định 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu Cây rau đắng đất [Glinus oppositifolius (L.) DC.] thu thập điểm thuộc địa phương khác (Hà Nội, Nam Định, Thái Bình, Phú Yên, Tây Ninh), trồng nhân giống Học viện Nông nghiệp Việt Nam 1.3.2 Thời gian nghiên cứu Thời gian thực đề tài: từ tháng năm 2016 đến tháng 10 năm 2021 Thời gian theo dõi chu kỳ sinh trưởng cây: 06 tháng/vụ 1.3.3 Địa điểm nghiên cứu - Các thí nghiệm phịng ngồi đồng ruộng thực Học viện Nông nghiệp Việt Nam (Khoa Nông học Viện, Trung tâm thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam); - Kết phân tích mẫu đất thực Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa, kết phân tích chất lượng dược liệu thực Khoa Cơng nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Trung tâm Ứng dụng Khoa học công nghệ Dược liệu, Viện Dược liệu - Mơ hình thực nghiệm huyện Gia Lâm, TP Hà Nội huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định 1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Tuyển chọn mẫu giống RĐ3 [Glinus oppositifolius (L.) DC.] thu thập Nam Định có đặc điểm hình thái thân non màu lục nhạt, trưởng thành màu vàng lục, phiến màu xanh nhạt kích thước lớn (dài 2,33 cm; rộng 0,86 cm), sinh trưởng phát triển tốt, suất cao (2,45 tấn/ha), chất lượng đảm bảo (hoạt chất saponin tổng số đạt 2,67%, flavonoid tổng số 1,85%), phù hợp sản xuất nguyên liệu dược Đồng sông Hồng - Xác định số biện pháp kỹ thuật nhân giống rau đắng đất hạt cho tỷ lệ mọc mầm cao (90,1%) sử dụng hạt tươi, hạt thu hoạch Đồng thời, xây dựng thành cơng quy trình nhân giống vơ tính biện pháp giâm cành (sử dụng cành bánh tẻ kết hợp chất điều tiết sinh trường giá thể ½ trấu hun + ½ mụn xơ dừa) quy trình ni cấy in vitro (khử trùng mẫu dung dịch Johnson 1% 10 phút, bổ sung 0,5 mg/l BA giai đoạn tạo đa chồi, kết hợp 0,5 mg/l BA + 0,5 mg/l α-NAA/IAA cho nhân nhanh, bổ sung 0,5 mg/l α-NAA giai đoạn tạo hoàn chỉnh giá thể 100% mụn xơ dừa) - Hồn thiện quy trình kỹ thuật trồng rau đắng đất đạt hiệu kinh tế cao Đồng sông Hồng Xác định thời vụ gieo trồng tốt vụ Xuân (14/2-28/2), mật độ trồng 15 cây/m2, phân bón phân vi sinh Sông Gianh + 90 kg N + 90 kg P 2O5 + 60 kg K2O/ha; Trồng vụ Hè Thu, thời vụ gieo trồng từ 15/7-30/7, kết hợp che sáng 25% phân bón: phân vi sinh Sông Gianh + 60 kg N + 90 kg P 2O5 + 60 kg K2O/ha, mật độ trồng 35 cây/m2 Sau 120 - 150 ngày gieo vào vụ Xuân tiến hành thu hoạch phận mặt đất (loại bỏ rễ) 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1 Ý nghĩa khoa học - Kết nghiên cứu đề tài dẫn liệu khoa học xác định loài, giống rau đắng đất, xác định số biện pháp kỹ thuật nhân giống, trồng rau đắng đất góp phần cải tiến quy trình trồng rau đắng đất cho suất chất lượng cao - Luận án tài liệu tham khảo phục vụ cho công tác giảng dạy, nghiên cứu dược liệu nói chung rau đắng đất nói riêng 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Việc đánh giá số đặc điểm nông sinh học, xác định mẫu giống rau đắng đất tiềm năng, số phương pháp nhân giống biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp cho rau đắng đất sinh trưởng phát triển tốt, suất, chất lượng cao điều kiện khí hậu vùng Đồng sơng Hồng góp phần vào việc hồn thiện quy trình canh tác, mở rộng diện tích trồng rau đắng đất phục vụ sản xuất dược liệu chất lượng PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY RAU ĐẮNG ĐẤT 2.1.1 Vị trí phân loại Rau đắng đất có tên khoa học Glinus oppositifolius (L.) DC., hay gọi Mollugo oppositifolia (L.), thuộc chi Glinus, họ rau đắng (Molluginaceae), cẩm chướng (Caryophyllales), Lớp ngọc lan (Magnoliopsida) (Võ Văn Chi, 2004) 2.1.2 Đặc điểm thực vật phân bố 2.1.2.1 Đặc điểm thực vật phân bố chi Glinus Cây chi Glinus thường hàng năm lâu năm, thường rạp xuống, khơng có lơng lơng xồm Lá có cuống ngắn, mọc đối hay mọc vịng, hình bầu dục, thn, hình trái xoan dạng bay, thường nguyên Cụm hoa nách lá, thành bó hoa, có cuống Các mảnh bao hoa thường khơng nhau, có mép dạng vẩy, mặt màu xanh lục mặt bụng màu trắng, hồng vàng Nhị - 30, rời hợp thành bó lồi có nhiều nhị Bầu thượng, hình trái xoan hay thn, có - nhiều noãn Đầu nhụy thẳng hay cong Quả nang mở với - Hạt nhỏ, nhiều, có mồng kéo dài quấn lấy hạt (Võ Văn Chi, 2004; Sukhorukov & cs., 2018) Sukhorukov & cs., (2021) nghiên cứu gần chi Glinus châu Phi cho biết, nang dễ mở kích hoạt giọt mưa (ombrohydrochory) Đây dường phản ứng soma thực vật khí hậu đặc trưng giai đoạn khô ẩm ướt xen kẽ Châu Phi Mưa làm cho nang bị bong nhanh chóng hạt dễ dàng phát tán Theo tài liệu thực vật chí Đơng Dương, chi Glinus có 20 lồi, phân bố vùng nhiệt đới, Châu Á có lồi (Pétélot, 1954) Tuy nhiên, số tài liệu cô bố gần đây, chi Glinus có 10 lồi, phân bố vùng nhiệt đới cận nhiệt đới (Byalt & Korshunov., 2020; Thulin & cs., 2016; Võ Văn Chi, 2004) Trong chi Glinus, hai lồi G lotoides (rau đắng lơng) G oppositifolius (rau đắng đất) có phân bố rộng nhất, tìm thấy châu (Châu Phi; Châu Á; châu Úc) (Sukhorukov & cs., 2021) Ở Việt Nam có lồi: rau đắng Glinus hernarioides (Gagn)Tard (rau đắng), Glinus lotoides (L.) (rau đắng lông) Glinus oppositifolius (L.) (rau đắng đất) Trong có lồi thông dụng Glinus oppositifolius (L.) Glinus lotoides (L.) (Võ Văn Chi, 2004) Hình 2.1 Rau đắng đất [Glinus oppositifolius (L.) DC.] Nguồn: Sukhorukov & cs (2021) 2.1.2.2 Đặc điểm thực vật phân bố loài rau đắng đất Cây thân thảo, lâu năm Thân cành mảnh, tiết diện tròn, mọc tỏa sát mặt đất, dài nhẵn (Phạm Hoàng Hộ, 1999; Võ Văn Chi, 2004), phần non thân bao phủ lông mảnh, thường xếp dọc theo đường; gai khơng có nhận thấy mắt thường (Sukhorukov & cs., 2021) Khi cịn non có màu xanh, già cứng thân dần chuyển thành màu nâu đỏ (Nguyễn Thị Thu Hiền & cs., 2020) có màu màu vàng lục (Shantha & cs., 2016) Lá mọc vòng - lá, to nhỏ khơng nhau, hình bầu dục ngược dài thuôn dần cuống; kèm nhỏ, sớm rụng, màu xanh lục (Shantha & cs., 2016; Sukhorukov & cs., 2021), xuất rau đắng đất có sắc tố tím (Phạm Văn Ngọt & cs., 2015), cuống ngắn (dài 3-10 mm) (Sukhorukov & cs., 2021) Cụm hoa hình tán khơng cuống, mọc nách lá, có bắc gốc, số hoa/cụm biến động từ - hoa (Võ Văn Chi, 2004; Đỗ Huy Bích & cs., 2006) - hoa (Nguyễn Thị Thu Hiền & cs., 2020) dao động từ 2-10 hoa thường có cuống khơng dài 7,0 - 20,0 mm (Sukhorukov & cs., 2021) Hoa màu lục nhạt, mảnh bao hoa 5, khơng đều, đài phía ngồi ngắn có màu lục đậm đài (Võ Văn Chi, 2004; Đỗ Huy Bích & cs., 2006), có hoa xuất với đài ngồi có màu hồng với mép màu trắng, mặt có màu hồng, chuyển sang đỏ già (Sukhorukov & cs., 2021) Nhị 3-5, nhị mỏng Nhụy có bầu thn dần đỉnh, ơ, vịi nhụy uốn cong, ngắn, đỉnh có phình rộng Hoa thụ phấn thụ tinh phát triển liên tục tạo vòng 7-10 ngày, nhị nhụy tồn bên hoa đóng lại Tỷ lệ đậu tự nhiên từ 88% đến 92% (Sulakshana & cs., 2018) Quả nang, mở cạnh bên theo chiều dọc thuôn dài - mm, mở - van Hạt hình thận, có mồng trắng, màu đỏ nâu đỏ, có màu nâu vàng, kích thước 0,30 - 0,50 × 0,3 - 0,4 mm Mùa hoa vào tháng - (Võ Văn Chi, 2004; Đỗ Huy Bích & cs., 2006) Ở miền Nam Châu Phi hoa rau đắng đất xuất chủ yếu vào trận mưa, nang (đặc trưng tất loài chi Glinus) dễ mở kích hoạt giọt mưa (ombrohydrochory) Đây dường phản ứng soma thực vật khí hậu đặc trưng giai đoạn khô ẩm ướt xen kẽ châu Phi Mưa làm cho nang bị bong nhanh chóng hạt dễ phát tán (Sukhorukov & cs., 2021) Về mặt vi phẫu, số tài liệu cơng bố có khác nhau, tác giả Nguyễn Thị Thu Hiền & cs., (2020) Phạm Văn Ngọt & cs., (2015) cơng bố, gân rau đắng đất mặt lõm, mặt lồi Tuy nhiên, theo Dược điển Việt Nam V, gân có mặt lồi, mặt lõm bao gồm biểu bì trên, biểu bì dưới, mơ mềm bó libe - gỗ nằm gân (Bộ Y tế, 2017) Theo Phạm Văn Ngọt & cs., (2015) công bố, rau đắng đất có cấu tạo giải phẫu Kranz nên C4 Ngược lại, Sulakshana & cs (2018) công bố, rau đắng đất C3, phát triển chế thụ phấn khác (tự thụ, thụ phấn nhờ công trùng) để tối đa hóa tỷ lệ đậu đậu hạt Rau đắng đất phân bố nhiệt đới Châu Phi (phổ biến Châu Phi cận Sahara), Châu Á Ôxtrâylia (Sukhorukov & cs., 2021; Võ Văn Chi, 2004) Cây thường thấy đồng bằng, vùng trũng ẩm ướt, bờ sông dọc hai bên đường, đất cát, phạm vi độ cao lên đến 1600 m (Sukhorukov & cs., 2021), tìm thấy nơi khô cằn Đông Nam Á, nước nhiệt đới độ cao thấp Ấn Độ, Pakistan, Phillipines, Mali, Thái Lan Trung Quốc (Chakraborty & cs., 2017) Ở Việt Nam, rau đắng đất phân bố dọc theo theo tỉnh ven biển, từ Hải Phòng, Nam Định đến Đồng Sơng Cửu Long (Đỗ Huy Bích & cs., 2006), thường gặp cát bờ biển hay vùng ngập thời kỳ, hồ ao ruộng (Võ Văn Chi, 2004) 2.1.3 Thành phần hóa học giá trị sử dụng rau đắng đất 2.1.3.1 Thành phần hóa học Rau đắng đất có chứa saponin, flavonoid (Đỗ Huy Bích & cs., 2006; Sheu & cs., 2014; Chakraborty & cs., 2017; Nguyễn Thị Thu Hiền & cs., 2020) Lá rau đắng đất chiết cồn ethanol, thu hợp chất triterpenoid saponin (spergulin A spergulin B) (Võ Văn Chi, 1997) Trong vỏ rau đắng đất có anthraglucozit (Đỗ Tất Lợi, 2004) Hạt rau đắng đất chứa số dưỡng chất (trong 100 g) Vitamin E (12.0 IU); Folic axít (108 mg); selenium (86,8 mg); canxi (386 mg); α-sitosterol (79,9 mg); stigmasterol (9,6 mg) Sheu & cs (2014), Chakraborty & cs (2017) công bố, rau đắng đất có số thành phần carbohydrat, polysacarit, steroit, alkaloit số hợp chất thơm khác Inngjerdingen & cs (2005) công bố, phương pháp tách chiết với nước 50oC tìm thấy hai hợp chất polisacarit dạng pectin GOA1 GOA2 GOA1 chứa nhiều đường loại arabinose (26,4%), galactose (42,9%) arabinose-galactane GOA2 chứa nhiều galacturonic acid (68,3%) với rhamnose, arabinose galactose Võ Thị Thu Thuỷ & Đỗ Quyên (2015), tiến hành thí nghiệm từ dịnh chiết dicloromethan phần mặt đất rau đắng đất, phương pháp sắc ký cột silica gel sắc ký cột sephadex lần nhận dạng có chứa spinasterol opposotifolon từ rau đắng đất trồng Việt Nam Gần đây, nhà nghiên cứu Viện Dược liệu Công ty CP Traphaco tìm hợp chất phân lập từ tự nhiên ký hiệu RD180 (Traphanoside GO1) (3-O-β-D-glucopyranosyl-28-[O-β-D- glucopyranosyl 2methylete (1-3)-L-rhamnopyrannosyl)-spergulagenic acid) từ phần mặt đất rau đắng đất (Do Thi Ha & cs., 2020) Các nghiên cứu hóa lý cho thấy, hàm lượng độ ẩm (8%), tro toàn phần (6,1%), tro tan nước (12,5%), tro khơng tan axít (10%), tro sulfat (25,5%), dịch chiết phân đoạn dàu ete (0,4%), cloroform (1,8%), aceton (3,4%), ethylacetat (2,4%), methanol (9,8%) dịch chết nước (18,5%) Yếu tố vơ cho thấy có diện sắt, sulfat, clorua nitrat (Sahu & cs., 2012) Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng có rau đắng đất Ấn Độ cho kết quả: Thành phần Tỷ lệ Chất béo 2,3 % Xơ thô 22,4 % Protein 12,5 % Carbohydrat tổng số 47,0 % Nhiệt lượng 245 kcal/100g Vitamin C 112 mg/100g Caxi 1693 mg/100g Sắt 22,1 mg/100g Kẽm 43,2 mg/100g Vitamin B1