Luận án Đánh giá hoạt tính đối kháng của một số cây thực vật bậc cao đối với cỏ dại

Tên luận án:

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH ĐỐI KHÁNG CỦA MỘT SỐ CÂY THỰC VẬT BẬC CAO ĐỐI VỚI CỎ DẠI

Ngành:

Bảo vệ thực vật

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung vào việc đánh giá hoạt tính đối kháng (allelopathy) của một số cây thực vật bậc cao đối với cỏ dại, nhằm tìm kiếm các giải pháp thay thế bền vững cho thuốc diệt cỏ hóa học đang gây ô nhiễm môi trường và tạo ra cỏ dại kháng thuốc. Việt Nam, với sự đa dạng sinh học thực vật phong phú, là nguồn tiềm năng cho các nghiên cứu này nhưng vẫn còn hạn chế.

Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu là đánh giá hoạt tính đối kháng của cây lạc dại (Arachis pintoi), liêm hồ đằng (Cissus sicyoides), tơ hồng xanh (Cassytha filiformis), cây gai (Boehmeria nivea) và cỏ may (Chrysopogon aciculatus) đối với cỏ dại. Các mục tiêu cụ thể bao gồm thu thập và đánh giá hoạt tính đối kháng trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhà lưới và đồng ruộng; xác định khả năng ức chế sự nảy mầm và sinh trưởng của hạt cỏ lồng vực (Echinochloa crus-galli) và các hạt chỉ thị từ dịch chiết; và phân tích, xác định các hoạt chất đối kháng thực vật từ chiết xuất.

Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 10/2016 đến tháng 05/2021. Đóng góp mới của đề tài là lần đầu tiên tại Việt Nam đánh giá và xác định tính đối kháng thực vật của các loài cây trên.

Kết quả cho thấy, trong các mẫu bột vật liệu, lá gai đạt điểm phân hạng ức chế trung bình cao nhất. Cao chiết ethyl acetate từ lá gai thể hiện khả năng ức chế mạnh nhất đối với cả hạt xà lách (Lactuca sativa) và cỏ lồng vực nước (E. crus-galli), với các giá trị IC50 thấp đáng kể. Hàm lượng phenolic tổng số (TPC) và flavonoid tổng số (TFC) được tìm thấy có mối tương quan thuận với khả năng ức chế. Đặc biệt, cao chiết methanol của lạc dại có hàm lượng TPC và TFC cao nhất. Bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS), nghiên cứu đã xác định được tổng cộng 18 hợp chất thứ cấp liên quan đến tính đối kháng từ các cao chiết của lạc dại và 8 hợp chất từ cây gai.

Những phát hiện này cung cấp dẫn liệu khoa học quan trọng về các hợp chất đối kháng thực vật và tiềm năng của chúng. Về mặt thực tiễn, kết quả của luận án đóng góp vào việc tìm ra nguồn vật liệu mới để sản xuất chế phẩm sinh học phòng chống cỏ dại, giúp giảm thiểu việc sử dụng thuốc diệt cỏ hóa học, bảo vệ môi trường, sức khỏe con người và thúc đẩy nền nông nghiệp bền vững.

Mục lục chi tiết:

• PHẦN 1. MỞ ĐẦU

  • 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
  • 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
  • 1.2.1. Mục tiêu tổng quát
  • 1.2.2. Mục tiêu cụ thể
  • 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
  • 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
  • 1.3.2. Địa điểm nghiên cứu
  • 1.3.3. Thời gian nghiên cứu
  • 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
  • 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
  • 1.5.1. Ý nghĩa khoa học
  • 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn

• PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

  • 2.1. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH ĐỐI KHÁNG THỰC VẬT CỦA THỰC VẬT BẬC CAO
  • 2.1.1. Nguồn gốc thuật ngữ “Đối kháng thực vật” (allelopathy)
  • 2.1.2. Các nghiên cứu về tính đối kháng thực vật của thực vật bậc cao trên thế giới
  • 2.1.3. Các nghiên cứu về tính đối kháng thực vật của thực vật bậc cao tại Việt Nam
  • 2.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CÁC HỢP CHẤT ĐỐI KHÁNG CỦA THỰC VẬT BẬC CAO VÀ PHƯƠNG THỨC TÁC ĐỘNG
  • 2.2.1. Các nghiên cứu về các hoạt chất đối kháng thực vật trên thế giới
  • 2.2.2. Phương thức tác động của các hợp chất đối kháng

• PHẦN 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
  • 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  • 3.2.1. Phương pháp thu thập vật liệu
  • 3.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của nguồn vật liệu thu thập đến sự sinh trưởng của hạt chỉ thị trong điều kiện phòng thí nghiệm
  • 3.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của nguồn vật liệu thu thập đến sự sinh trưởng của hạt chỉ thị trong điều kiện nhà lưới
  • 3.2.4. Đánh giá ảnh hưởng của nguồn vật liệu thu thập đến sự sinh trưởng của hạt cỏ lồng vực trong điều kiện trên đồng ruộng
  • 3.2.5. Đánh giá ảnh hưởng của nguồn vật liệu thu thập đến cỏ tự nhiên và năng suất của lúa trong điều kiện trên đồng ruộng
  • 3.2.6. Phương pháp chiết xuất các vật liệu có tiềm năng đối kháng thực vật cao nhất
  • 3.2.7. Đánh giá tính đối kháng thực vật (allelopathy) của dịch chiết xuất từ các loại vật liệu
  • 3.2.8. Xác định hàm lượng Phenolic tổng số
  • 3.2.9. Xác định hàm lượng Flavonoid tổng số
  • 3.2.10. Phân tích các hoạt chất thứ cấp trong vật liệu bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry)
  • 3.2.11. Phương pháp phân hạng giá trị ức chế trung bình trong các thí nghiệm
  • 3.2.12. Phương pháp xử lý số liệu

• PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 4.1. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BỘT VẬT LIỆU THU THẬP ĐẾN SỰ NẢY MẦM VÀ SINH TRƯỞNG CỦA HẠT CHỈ THỊ TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM, NHÀ LƯỚI VÀ TRÊN ĐỒNG RUỘNG
  • 4.1.1. Đánh giá ảnh hưởng của bột vật liệu thu thập đến sự nảy mầm và sinh trưởng của hạt chỉ thị trong điều kiện phòng thí nghiệm
  • 4.1.1.1. Thí nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm
  • 4.1.1.2. Thí nghiệm trong điều kiện nhà lưới
  • 4.1.1.3. Thí nghiệm trong điều kiện đồng ruộng
  • 4.1.1.4. Phân hạng giá trị ức chế trung bình của các mẫu cây thử nghiệm trong các thí nghiệm
  • 4.2. ĐÁNH GIÁ TÍNH ĐỐI KHÁNG THỰC VẬT CỦA DỊCH CHIẾT XUẤT TỪ MẪU CÂY THỬ NGHIỆM
  • 4.2.1. Chỉ thị hạt rau xà lách (Lactuca sativa)
  • 4.2.2. Chỉ thị hạt cỏ lồng vực (E. crus-galli)
  • 4.3. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHENOLIC TỔNG SỐ VÀ FLAVONOID TỔNG SỐ VÀ PHÂN TÍCH CÁC HOẠT CHẤT THỨ CẤP TRONG VẬT LIỆU
  • 4.3.1. Xác định hàm lượng phenolic tổng số và flavonoid tổng số
  • 4.3.1.1. Xác định hàm lượng phenolic tổng số và flavonoid tổng số từ cao chiết ethyl acetate của cây gai
  • 4.3.1.2. Xác định hàm lượng phenolic tổng số và flavonoid tổng số của các cao chiết xuất từ cây lạc dại
  • 4.3.2. Phân tích các hợp chất thứ cấp trong vật liệu bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS)
  • 4.3.2.1. Cây lạc dại
  • 4.3.2.2. Cây gai

• PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 5.1. KẾT LUẬN
  • 5.2. KIẾN NGHỊ