CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TÌNH HÌNH THẾ GIỚI CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Các nghiên cứu tác dụng của cây xoan chịu hạn đối với côn trùng Hiện nay, một trong những cây thuốc mà các nhà hóa học trên thế giới quan tâm hàng đầu là cây xoan chịu hạn vì cây này có thể trồng với số lượng lớn, có nhiều dược tính quý giá và đa dạng. Cây xoan chịu hạn có xuất xứ từ Ấn Độ, tên khoa học Azadirachta indica A.
Juss, họ xoan Meliaceae, được trồng đại trà thành rừng ở khắp nước này và là một nguồn lợi rất lớn cho Ấn Độ. Từ năm 1980, cây xoan chịu hạn đã nổi tiếng trên thế giới do từ cành, lá, hạt cây xoan chịu hạn các nhà hóa học đã trích được các hoạt chất limonoid để điều chế một số thuốc có tác dụng tốt trị bệnh cho người, gia súc, gia cầm và thuốc bảo vệ thực vật rất có hiệu quả. Năm 1975, Bộ Nông nghiệp Mỹ đã xây dựng kế hoạch trồng cây xoan chịu hạn trên khắp nước Mỹ. Từ năm 1985, Bộ Nông nghiệp Nhật Bản và Bộ Nông nghiệp Trung Quốc cũng đã đưa cây xoan chịu hạn về trồng; đến nay họ cũng đã sản xuất được nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật và thuốc trị bệnh rất có hiệu quả.
Hiện có 300 loại hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học từ cây xoan chịu hạn, trong đó có hoạt chất Azadirachtin là hợp chất được nghiên cứu kỹ nhất, dịch chiết từ cây xoan chịu hạn được gọi là dầu cây xoan chịu hạn có tính mẫn cảm với trên 200 loài côn trùng. Nên cây xoan chịu hạn còn được gọi là “cây giải quyết các vấn đề toàn cầu” (A tree for solving global problems) (M. Có rất nhiều thành phần hoạt chất trong cây xoan chịu hạn, tuy nhiên chỉ có một số hoạt chất có tác dụng trừ sâu như: Azadirachtin Salannin, Nimbin, Nimbidin, Meliantriol… trong đó Azadirachtin tác động đến côn trùng gây hại bằng cách gây sự chán ăn, xua đuổi, cản trở lột xác của côn trùng cũng như ngăn cản sự đẻ trứng làm giảm khả năng sinh sản [2]. Hạt cây xoan chịu hạn và lá cây xoan chịu hạn chứa nhiều hoạt chất diệt côn trùng.
Những hoạt chất này tác động lên hoocmon của côn trùng chứ không ảnh hưởng trực tiếp lên hệ thần kinh, hệ tiêu hoá, cơ quan sinh sản như các loại thuốc hoá học; do đó khó phát triển tính kháng thuốc ở thế hệ sau 10 (Dennis,1992); cây xoan chịu hạn là một loại thuốc diệt côn trùng phổ rộng, tác động lên 400 - 500 loại côn trùng từ bộ cánh thẳng (châu chấu), bộ cánh giống (rệp rừng, bướm trắng, rệp cây); bộ Thysanoptera (bọ trĩ); bộ cánh cứng (bọ ruồi); bộ cánh vảy (ngài). Theo Isman (2002), có ba nhóm hoạt chất thứ cấp chính gây chán ăn ở côn trùng là: Alkaliod, phenoliod, terpenoid, đặc biệt những là những triterpenoid. Trong đó những limonoid ở Azadirachta indica được quan tâm nghiên cứu và được đánh giá là rất hiệu quả trong việc khống chế côn trùng gây hại. + Gây chết ấu trùng và con trưởng thành.
+ Gây biến dạng. + Cản trở sự hình thành lớp kitin bên ngoài cơ thể. + Làm gián đoạn và cản trở sự phát triển của trứng, ấu trùng, nhộng. + Ngăn cản sự giao phối, giao tiếp quần thể.
Các nghiên cứu đánh giá hiệu lực của hương xua muỗi từ cây xoan chịu hạn Apiwat và cộng sự (2002) đã tiến hành nghiên cứu tại thực địa về hiệu lực xua muỗi ban đêm ở Thái Lan của hương vòng làm từ 9 loài thực vật là nghệ (Curcuma longa), Cây xoan chịu hạn (Azadirachta indica), sả chanh (Cymbopogon nardus), riềng (Alpinia galangal), lưỡi cọp (Boesenbergia pandurata), tiểu đậu khấu (Elettaria cardamomum), cây muồng đen (Cassia siamea), bạch đàn chanh (Eucalyptus Citriodora) và cây cỏ lào (Eupatorium odoratum). Chín loại thực vật này được cắt nhỏ, làm khô và nghiền thành bột để tạo hương vòng có nồng độ 25% (w/w). Thành phần hương từ các loài thực vật này gồm bột lá (các loại bột lá cây trên), bộ xơ dừa, bột keo, bột gỗ. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng hiệu lực bảo vệ khỏi muỗi đốt là 50-71%, trong khi hương thường không có bột lá là 43% [38].
Misbah Rashid et al. Kết quả cho 11 thấy dung dịch chiết xuất từ lá khô ở nồng độ 25% cho hoạt tính diệt bọ gậy cao nhất, tỷ lệ chết là 100% sau 24 giờ. Dịch chiết có nồng độ 40%, 50% và 60% gây ức chế hoàn toàn bọ gậy (100% bọ gậy không nở được thành quăng). Dịch chiết lá cây xoan chịu hạn có hoạt tính sinh học diệt bọ gậy.
Khi nghiên cứu tính chất sinh học của dịch chiết từ hạt của cây xoan chịu hạn trên bọ gậy Aedes aegypti, tác giả Raymond Demba Ndione et al. (2007) cho thấy sản phẩm Sucây xoan chịu hạn nồng độ 1% ở 2 dạng bột và dạng dầu cho thấy hiệu quả gây chết 50% số côn trùng thử nghiệm (LC50) và thời gian gây chết 50% số côn trùng thử nghiệm (LT50) là 2 và 8mg/L sau 24 giờ. Cả 2 sản phẩm này đều có ảnh hưởng mạnh, gây ức chế sự phát triển của ấu trùng thành muỗi của loài muỗi Aedes aegypti và sản phẩm dạng dầu thì độc tính cao hơn dạng bột. Fredros O Okumu et al.
(2007) đã tiến hành đánh giá tiềm năng của các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên như Cây xoan chịu hạn chống lại véc tơ sốt rét chính của châu Phi là Anopheles gambiae. Kết quả cho thấy dầu Cây xoan chịu hạn có giá trị LC50 là 11 ppm sau 8 ngày. Tỷ lệ ức chế 50% số côn trùng thử nghiệm ở nồng độ 6 ppm. Hiệu quả cao hơn ở dầu cây xoan chịu hạn nồng độ 8 ppm.
Dầu cây xoan chịu hạn có đặc tính ức chế bọ gậy An. phát triển thành muỗi trưởng thành ở nồng độ rất thấp.2 TÌNH HÌNH TRONG NƯỚC VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nguồn nguyên liệu lá cây xoan chịu hạn ở Việt Nam Cây xoan chịu hạn được du nhập vào Việt Nam từ năm 1988, do GS Lâm Công Định, Viện Lâm nghiệp Việt Nam mang hạt về từ Ấn Độ.000 ha loại cây này được trồng và diện tích này đang tiếp tục được gia tăng nhờ tính chịu hạn cũng như tác dụng và giá trị kinh tế đem lại. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, các bộ phận của cây xoan chịu hạn đều chứa chất có hoạt tính sinh học, nhiều nhất ở hạt và lá, các hoạt chất chính là nimbin, nimbinin, nimbidin.
Dịch chiết từ hạt và từ lá cây xoan chịu hạn chứa hoạt chất azadirachtin có hoạt tính trừ sâu mạnh. Tại Việt Nam, cây xoan chịu hạn được trồng tập trung ở Bình Thuận và Ninh Thuận. 12 Hiện nay, cây xoan chịu hạn được người dân Ninh Thuận trồng ở khắp mọi nơi và được trồng trên diện rộng ở tất cả các huyện trong tỉnh. Diện tích trồng cây xoan chịu hạn ở huyện Thuận Nam và huyện Ninh Phước đã lên đến 1.
Các nghiên cứu tác dụng của lá cây xoan chịu hạn đối với côn trùng ở nước ta Từ năm 1999 đến nay, Viện Sinh học Nhiệt Đới TPHCM đã thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu và ứng dụng các bộ phận cây xoan chịu hạn như là nguyên liệu sản xuất thuốc bảo vệ thực vật thảo mộc. Ngày nay dần dần những sản phẩm của cây xoan chịu hạn được sử dụng rộng rãi trong trồng trọt, bảo quản lương thực, hạt giống sau thu hoạch. Với nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học đặc biệt là các terpenoid có ở những phần khác nhau của cây, cây xoan chịu hạn trở thành một công cụ hữu hiệu chống lại các loài dịch hại. Các sản phẩm chế biến từ cây xoan chịu hạn hiện nay đã được đưa vào ứng dụng rộng rãi trong công tác bảo vệ thực vật.
Sản phẩm được chiết xuất từ nhân hạt cây xoan chịu hạn có chứa họat chất Azadirachtin, có hiệu lực phòng trừ nhiều loại sâu hại. Sản phẩm có nguồn gốc thảo mộc này không tạo nên tính kháng ở sâu hại, không ảnh hưởng đến thiên địch. Chế phẩm tác động đến côn trùng gây hại bằng cách gây sự chán ăn, xua đuổi, ngăn sự lột xác của côn trùng cũng như ngăn cản sự đẻ trứng, làm giảm khả năng sinh sản [4],[9],[10]. Hợp chất Aazadirachtin có tác dụng xua đuổi khoảng 90% sâu hại.
Các nghiên cứu trong hơn 20 năm qua trên bọ gậy cho thấy Zadirachtin có tác động đến hoocmon điều hoà sinh trưởng và gây chán ăn [1],[2],[3]. Azadirachtin kiểm soát quá trình biến thái của côn trùng, từ giai đoạn ấu trùng đến nhộng và giai đoạn trưởng thành. Nó kiểm soát quá trình tiết hoocmon ở côn trùng, ức chế một số hoocmon chính, ngăn sự rụng lông và làm thay đổi hình thái bình thường của côn trùng [2]. Trong dịch chiết từ cây xoan chịu hạn ngoài hoạt chất chính là Azadiachtin còn có salannin, meliatropin và cây xoan chịu hạn.
Dung dịch cây xoan chịu hạn với nồng độ 0,1 ppm (= 0,00001 %) đã có thể gây triệu chứng chán ăn của nhiều loài sâu bọ. Ngoài ra, cây xoan chịu hạn còn làm rối 13 loạn hệ thống hoocmon của sâu. Chất quan trọng nhất là Azadiachtin với cấu trúc giống như hoocmon sinh trưởng của côn trùng. Do đó, khi xâm nhập vào cơ thể của côn trùng, Azadiachtin “cạnh tranh” với hoocmon sinh trưởng, làm giảm hoặc ngưng hẳn sự hình thành hoocmon này, khiến ấu trùng không thể lột xác để phát triển bình thường được.
Nếu không thể diệt ấu trùng và nhộng, Azadiachtin có thể làm chậm quá trình phát triển của chúng, gây biến dạng cũng như làm suy giảm khả năng sinh sản của con trưởng thành. Các sản phẩm chế biến từ cây xoan chịu hạn hiện nay đã được đưa vào ứng dụng rộng rãi trong công tác bảo vệ thực vật, trong đó VICÂY XOAN CHỊU HẠN 1500 EC là sản phẩm của Công ty thuốc sát trùng Miền Nam, được chiết xuất từ nhân hạt cây xoan chịu hạn, có hiệu lực phòng trừ nhiều loại sâu hại trên cây trồng như lúa, rau màu, cây công nghiệp, cây ăn trái, hoa kiểng. Hiện nay có rất nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật có chứa hoạt chất Azadirachtin như Mectinsuper 3,6 EC, 37EC (thành phần chứa 0,1g/l Azadirachtin) của công ty CP Thuốc BVTV Việt Trung; Fimex 15EC, 25EC, 36EC (thành phần chứa Azadirachtin 11,5g/l) của công ty CP Vật tư BVTV Hà Nội; Azaba 0.8EC (thành phần chứa Azadirachtin 0,3%) của công ty TNHH Nông Sinh; Agassi 36EC, 55EC (thành phần chứa 1g/l Azadirachtin) của công ty CP nông dược Nhật Việt; Goldmectin 36EC, 42EC, 50EC (thành phần chứa Azadirachtin 0,2g/l) của công ty CP Vật tư NN Hoàng Nông; Vinup 40 EC (thành phần chứa Azadirachtin 3 g/l) của công ty TNHH Lợi Nông….