Tổng quan luận án

Cây đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba Kitagawa) là loài dược liệu thân thảo thuộc họ hoa tán (Apiaceae), được sử dụng trong y học cổ truyền với công dụng hoạt huyết, bổ huyết và tăng cường miễn dịch (Lê Kim Loan và ctv, 1996; Đỗ Tất Lợi, 2015). Trong rễ củ đương quy, hoạt chất Z-ligustilide thuộc nhóm tinh dầu chiếm trên 50% và giữ vai trò quyết định chất lượng dược liệu (Zhang và ctv, 2009; Phan Tống Sơn và ctv, 1991). Rễ củ cũng tích lũy kẽm (Zn) – nguyên tố vi lượng cần thiết cho quá trình tổng hợp protein, collagen, chống lão hóa và hỗ trợ miễn dịch (Chasapis và ctv, 2020). Cây được nhập nội từ Nhật Bản vào Việt Nam năm 1990 (Nguyễn Bá Hoạt, 2005) và đã mở rộng vùng trồng từ các tỉnh miền núi phía Bắc sang vùng đất đỏ bazan Tây Nguyên như Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk, Đắk Nông (Võ Văn Chi, 2012; Nguyễn Minh Khởi và ctv, 2013).

Tuy nhiên, do là cây trồng mới tại Tây Nguyên, quy trình canh tác chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, chưa chú trọng bổ sung phân bón vi lượng bo (B) và kẽm (Zn). Đất đỏ bazan ở khu vực này có đặc tính chua, nghèo B và Zn dễ tiêu, dẫn đến năng suất sinh học thấp, củ dễ bị xốp và hàm lượng ligustilide không cao (Lê Hoàng Kiệt, 2001; Nguyễn Văn Bộ và ctv, 2017). Thực trạng này gây khó khăn cho mục tiêu mở rộng sản xuất dược liệu thay thế hàng nhập khẩu theo chủ trương của Chính phủ tại Quyết định số 1976/QĐ-TTg ngày 30 tháng 10 năm 2013 (Chính phủ, 2013). Do đó, luận án tiến sĩ với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của bo (B) và kẽm (Zn) đến năng suất và hàm lượng ligustilide trong rễ củ đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba Kitagawa) trồng trên đất đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng” đã được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống kỹ thuật này.

Mục tiêu tổng quát của luận án là xác định liều lượng và dạng loại phân bón bo (B) và kẽm (Zn) phù hợp với sinh trưởng, phát triển, đạt năng suất sinh học và hàm lượng dược chất ligustilide cao trong rễ củ đương quy Nhật Bản trồng trên đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng, làm cơ sở xây dựng quy trình canh tác phục vụ sản xuất.

Mục tiêu cụ thể được xác định gồm ba nội dung:

  1. Đánh giá tác động của B và Zn đến sinh trưởng, phát triển, năng suất sinh học và năng suất dược chất (ligustilide) của cây đương quy Nhật Bản.
  2. Xác định liều lượng B và Zn phù hợp cho sinh trưởng phát triển của cây, đạt năng suất và hàm lượng ligustilide cao trong rễ củ đương quy.
  3. Xác định dạng phân bón B và Zn phù hợp cho cây đương quy trồng trên đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng.

Đối tượng nghiên cứu là phản ứng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của cây đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba Kitagawa) đối với phân bón B và Zn. Phạm vi nghiên cứu được tiến hành thông qua các thí nghiệm đồng ruộng chính quy và mô hình sản xuất diện rộng tại xã Tu Tra (huyện Đơn Dương) và xã Tân Lâm (huyện Di Linh), tỉnh Lâm Đồng trong khoảng thời gian từ tháng 7/2016 đến tháng 10/2019.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án đã hệ thống hóa các nhóm nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến đặc điểm sinh học, nhu cầu sinh thái, dinh dưỡng khoáng và kỹ thuật canh tác cây đương quy:

  1. Nguồn gốc, phân loại và đặc tính thực vật học: Cây đương quy Nhật Bản có nguồn gốc bản địa tại Nhật Bản, phân bố ở vùng ôn đới Bắc bán cầu và từng được phát triển tại Tây Java thập niên 1970 (Padua và ctv, 1999; Đỗ Tất Lợi, 2015). Tại Việt Nam, cây được nhập nội từ Trung Quốc (1960), Triều Tiên (1978) và Nhật Bản (1990) trồng tại Sa Pa, Lào Cai (Nguyễn Bá Hoạt, 2005). Hiện nay, giống nhập từ Nhật Bản và Triều Tiên thích nghi tốt ở Hà Giang, Lào Cai, Mộc Châu (Sơn La), một số tỉnh đồng bằng sông Hồng (Viện Dược liệu, 2001) và phát triển mạnh tại Lâm Đồng, Kon Tum, Đắk Lắk (Võ Văn Chi, 2012). Dược điển Việt Nam IV (2015) quy định rễ củ đương quy làm thuốc phải có rễ chính ngắn, mập, dài 10–20 cm, đường kính từ 2 cm trở lên, kèm nhiều rễ nhánh dài 15–20 cm.

  2. Thành phần hóa học và tác dụng dược lý: Tinh dầu rễ củ đương quy chứa từ 22 đến 47 hợp chất, trong đó Z-ligustilide chiếm tỷ lệ từ 22,8% đến 67,97% tinh dầu tùy theo giống và vùng địa lý (Đỗ Huy Bích và ctv, 2004; Yan và ctv, 2007; Zhang và ctv, 2009; Fukuda và ctv, 2009; Roh và ctv, 2012). Katoh và Ninomiya (2010), Lao và ctv (2004) ghi nhận hàm lượng ligustilide biến động từ 0,31% (tại Hokkaido) đến 0,44% (tại Toyama, Nhật Bản). Hoạt chất ligustilide được xem là tiêu chí chính đánh giá chất lượng dược liệu đương quy (Chena và ctv, 2014; Dược điển Việt Nam IV, 2015). Đương quy có tác dụng kích thích miễn dịch thông qua phản ứng tạo hoa hồng lympho T tăng 117,9–150% và ức chế đông máu nội sinh ở nồng độ 0,25% (Nguyễn Đình Quảng, 1976; Lê Tùng Châu và ctv, 2001).

  3. Động thái sinh trưởng và tích lũy hoạt chất: Cây có hai giai đoạn sinh trưởng gồm sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực (Nguyễn Bá Hoạt, 2005; Phạm Văn Ý, 2000; Vũ Văn Hiếu và ctv, 2020). Theo Pimenov (1965) trích dẫn bởi Trần Minh Hợi và ctv (2013), động thái tích lũy hoạt chất như coumarin biến động tùy theo giai đoạn sinh trưởng và loài:

Loài khảo sát Sinh dưỡng Ra nụ Bắt đầu nở hoa Hoa nở rộ Hoa tàn Hình thành quả Quả chín rộ Cuối mùa quả
Angelica dahurica 2,51 2,65 3,06 3,10 5,48 1,80 1,67 2,22
Angelica Ucraina 3,11 2,91 2,54 2,54 2,32 3,08 3,15 3,41
Angelica decursiva 0,60 0,50 - 0,54 0,33 0,36 0,40 0,47

Qian và ctv (2013) xác định giai đoạn hình thành ngồng hoa trước khi nở hoa là thời điểm tích lũy hoạt chất cao nhất trong củ. Khi bước vào sinh thực, củ tiêu hao dinh dưỡng nuôi hoa quả khiến rễ bị xơ hóa và rỗng ruột (Nguyễn Bá Hoạt, 2005; Nguyễn Văn Dược và Đặng Ngọc Thưởng, 1986).

  1. Điều kiện sinh thái và tính chất đất đỏ bazan: Đương quy ưa khí hậu mát, nhiệt độ 15–22°C (Dược điển Việt Nam IV, 2015; Tổng cục Thống kê, 2017). Mưa nhiều và độ ẩm phù hợp thúc đẩy tích lũy chất khô (Ncube và ctv, 2012; Wang và ctv, 2017; Park và ctv, 2017). Đất đỏ bazan có cấu trúc viên, tầng đất dày, thoát nước tốt (Trình Công Tư và ctv, 2019), nhưng đặc tính hóa học có phản ứng chua (pHKCl 4,08–4,51), dung tích hấp thu (CEC) thấp (9,20–13,3 meq/100g đất), hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trao đổi thấp, lân dễ tiêu nghèo đến trung bình (3,21–14,15 mg/100g), vi lượng B dễ tiêu (1,8–2,0 ppm) và Zn dễ tiêu (2,6–3,5 ppm) ở mức nghèo (Nguyễn Văn Bộ và ctv, 2001, 2017; Lê Hoàng Kiệt, 2001).

  2. Vai trò của bo và kẽm đối với cây trồng:

  • Bo (B) tham gia cấu trúc thành tế bào thông qua phức hợp este borat liên kết với dư lượng apiose của rhamnogalacturonan II (RGII) tạo mạng lưới pectic ba chiều, duy trì tính toàn vẹn màng tế bào, biệt hóa mô, tổng hợp phenol và phân chia tế bào rễ (Kobayashi và ctv, 1996, 2004; Hu và Brown, 1997; Cristobal và ctv, 2008; Ahmad và ctv, 2009; Beato và ctv, 2011; Shireen và ctv, 2018). Thiếu B khiến đỉnh sinh trưởng chết khô, rễ kém phát triển và củ bị rỗng (Nable và ctv, 1997; Blevins và Lukaszewski, 1998). Nghiên cứu bón B trên gừng, nghệ, khoai lang cho thấy B nâng cao năng suất rễ củ từ 12,7% đến 79,58% (Datta và ctv, 2017; Halder và ctv, 2007; Sharaf-Eldin và ctv, 2019; Lenka và Das, 2019).
  • Kẽm (Zn) hoạt hóa khoảng 70 enzyme như carbonic anhydrase, alcohol dehydrogenase, tham gia tổng hợp tryptophan – tiền chất sinh tổng hợp auxin (IAA), đồng thời cần thiết cho tổng hợp RNA và protein (Broadley và ctv, 2007; Mousavi và ctv, 2013; Fageria, 2002; Tsonev và Lidon, 2012). Bón Zn làm tăng năng suất và hàm lượng tinh dầu trên khoai mì, tỏi, gừng (Janket và ctv, 2018; Nasreen và ctv, 2009; Hamza S và ctv, 2013).
  1. Nghiên cứu phân bón và canh tác đương quy: Phạm Văn Ý (2000) khuyến cáo tỷ lệ N-P2O5-K2O bón cho ĐQNB ở phía Bắc là 200-100-150 kg/ha đạt năng suất 3,6 tấn/ha. Viện Dược liệu (2001) khuyến cáo mức 270,8 N - 126,9 P2O5 - 187 K2O (kg/ha) cùng 25 tấn phân chuồng, đạt 3,71 tấn dược liệu khô/ha. Nguyễn Thị Tần và ctv (2018) thử nghiệm NPK 13-13-13 từ 0 đến 800 kg/ha cho năng suất tăng từ 2,61 đến 3,91 tấn/ha. Các biện pháp phủ bạt PE, làm đất sâu 25–30 cm, luống cao 30–35 cm và ươm bầu 40–45 ngày giúp tăng tỷ lệ sống và năng suất củ (Choi và ctv, 2003; Nguyễn Văn Thuận, 2003; Đỗ Huy Bích và ctv, 2004).

Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết: Mặc dù đã có các công trình nghiên cứu về phân bón NPK và kỹ thuật canh tác đương quy ở miền Bắc, nhưng chưa có tài liệu nào công bố đầy đủ về ảnh hưởng của hai nguyên tố vi lượng B và Zn (dạng loại, liều lượng đơn lẻ và phối hợp) đến sinh trưởng, năng suất và động thái tích lũy hoạt chất ligustilide của cây đương quy Nhật Bản trồng trên đất đỏ bazan tại Lâm Đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên lý thuyết dinh dưỡng khoáng cây trồng (vai trò thiết yếu của đa lượng và vi lượng B, Zn trong quá trình sinh hóa và tạo cấu trúc mô rễ củ), lý thuyết chuyển hóa thứ cấp thực vật và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dược liệu quy định tại Dược điển Việt Nam IV.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đồng ruộng định lượng được triển khai qua 5 nội dung với 9 thí nghiệm:

  1. Nội dung 1 (Thí nghiệm 1): Thăm dò ảnh hưởng của B và Zn. Thiết kế đơn yếu tố, khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD), 3 lần lặp lại với 4 nghiệm thức: (1) Nền NPK đối chứng; (2) Nền + 2,4 kg B/ha; (3) Nền + 1,5 kg Zn/ha; (4) Nền + 2,4 kg B + 1,5 kg Zn/ha.
  2. Nội dung 2 (Thí nghiệm 2, 3, 4): Ảnh hưởng của liều lượng và dạng phân B.
  • TN2: Thử nghiệm 5 mức B (0; 1,2; 2,4; 3,6; 4,8 kg B/ha) dạng borax tại Đơn Dương trên nền NPK + 3 kg Zn/ha (RCBD, 3 lần lặp lại).
  • TN3: Thử nghiệm 4 mức B (0; 2,4; 4,8; 7,2 kg B/ha) dạng borax tại Di Linh trên nền NPK + 3 kg Zn/ha (RCBD, 3 lần lặp lại).
  • TN4: Thí nghiệm 2 yếu tố kiểu ô chính - ô phụ (Split-plot), 3 lần lặp lại. Ô chính gồm 2 dạng phân B (Borax Na2B4O7.10H2O chứa 11% B và Solubor Na2B8O13.4H2O chứa 20,5% B); ô phụ gồm 5 mức B (0; 1,2; 2,4; 3,6; 4,8 kg B/ha).
  1. Nội dung 3 (Thí nghiệm 5, 6, 7): Ảnh hưởng của liều lượng và dạng phân Zn.
  • TN5: Thử nghiệm 5 mức Zn (0; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 kg Zn/ha) dạng ZnSO4.7H2O tại Đơn Dương trên nền NPK + 2,4 kg B/ha (RCBD, 3 lần lặp lại).
  • TN6: Thử nghiệm 4 mức Zn (0; 3,0; 6,0; 9,0 kg Zn/ha) dạng ZnSO4.7H2O tại Di Linh trên nền NPK + 2,4 kg B/ha (RCBD, 3 lần lặp lại).
  • TN7: Thí nghiệm 2 yếu tố ô chính - ô phụ (Split-plot), 3 lần lặp lại. Ô chính gồm 2 dạng phân Zn (muối ZnSO4.7H2O chứa 22,5% Zn và Chelate Zn Na2-Zn EDTA chứa 15% Zn); ô phụ gồm 5 mức Zn (0; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 kg Zn/ha).
  1. Nội dung 4 (Thí nghiệm 8): Thí nghiệm 2 yếu tố ô chính - ô phụ (Split-plot), 3 lần lặp lại gồm 25 nghiệm thức kết hợp từ 5 mức B (0; 1,2; 2,4; 3,6; 4,8 kg B/ha) ở ô chính và 5 mức Zn (0; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 kg Zn/ha) ở ô phụ trên nền NPK.
  2. Nội dung 5 (Thí nghiệm 9): Mô hình thử nghiệm diện rộng ô lớn (1.000 m2/lô) tại Đơn Dương và Di Linh so sánh công thức tối ưu (250 N + 125 P2O5 + 200 K2O + 4,8 kg B + 6,0 kg Zn/ha) với tập quán canh tác của nông dân.

Quy cách kỹ thuật thí nghiệm: Diện tích ô thí nghiệm 24 m2, mật độ 102.000 cây/ha (khoảng cách hàng x hàng 25 cm, cây x cây 30 cm, 250 cây/ô). Nền phân đa lượng chung: 250 N - 125 P2O5 - 200 K2O (kg/ha) sử dụng phân đơn Ure (46% N), DAP (18% N, 46% P2O5) và Kali sunphat (50% K2O). Phân bón được chia làm 1 lần bón lót và 4 lần bón thúc (3, 5, 7, 9 tháng sau trồng - TST). Cây giống ươm trong bầu 1,5–2 tháng tuổi (cao 7–10 cm, 4–5 lá thật) do Trạm Nghiên cứu trồng cây thuốc Sa Pa cung cấp. Luống cao 30–35 cm, mặt luống rộng 1–1,2 m, phủ màng nông nghiệp PE.

Phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu:

  • Tính chất đất trước thí nghiệm được phân tích theo các tiêu chuẩn: pHKCl (TCVN 5979:2007), mùn tổng số OM% (TCVN 8941:2011), đạm tổng số N% (TCVN 6498:1999), lân tổng số P2O5% (TCVN 8940:2011), lân dễ tiêu (TCVN 8942:2011), kali tổng số K2O% (TCVN 8660:2011), kali dễ tiêu (TCVN 8662:2011), Ca2+ và Mg2+ trao đổi (TCVN 8569:2010), Al3+ trao đổi (TCVN 4403:2010), Fe3+ (TCVN 4618:1988), Zn dễ tiêu (TCVN 8246:2009), B dễ tiêu (Ref.08), CEC (TCVN 8568:2010).
  • Chỉ tiêu theo dõi cây trồng: Chiều cao cây, chiều dài rễ củ, đường kính củ, khối lượng củ tươi/khô, tỷ lệ chất khô (%) tại các mốc 3, 5, 7, 9 và 12 TST. Năng suất quy đổi ra tấn/ha. Phân tích hàm lượng B và Zn trong đất và cây qua các giai đoạn.
  • Phân tích hoạt chất Z-ligustilide: Mẫu rễ củ khô kiệt được phân tích bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) tại Viện Kiểm nghiệm thuốc – Bộ Y tế. Năng suất ligustilide (kg/ha) = Hàm lượng ligustilide (%) × Năng suất rễ củ khô ẩm độ 14% (kg/ha).
  • Xử lý số liệu: Dữ liệu thí nghiệm 1–8 được tổng hợp bằng Microsoft Excel 2016, phân tích phương sai (ANOVA) và phân hạng trung bình bằng phần mềm SAS 9.1. Phân tích hồi quy bằng Excel 2016. Số liệu thí nghiệm diện rộng (TN9) được xử lý kiểm định T-test bằng phần mềm Statgraphics 18.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 tổng thuật các cơ sở lý luận về nguồn gốc, đặc điểm hình thái thực vật, nhu cầu sinh thái của đương quy Nhật Bản, đặc tính đất bazan Tây Nguyên và vai trò của các yếu tố dinh dưỡng khoáng. Bảng tổng hợp tính chất hóa học đất bazan tại Lâm Đồng, Gia Lai và Đắk Lắk (Nguyễn Văn Bộ và ctv, 2001, 2017) cho thấy rõ sự thiếu hụt dinh dưỡng vi lượng:

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Lâm Đồng Gia Lai Đắk Lắk
pH KCl - 4,08 4,51 4,25
Hữu cơ tổng số % 2,54 5,09 4,48
Đạm tổng số (N) % 0,159 0,20 0,19
Lân tổng số (P2O5) % 0,395 0,40 0,29
Kali tổng số (K2O) % 0,26 0,03 0,02
Lưu huỳnh tổng số (S) % - 0,11 0,12
Lân dễ tiêu (P2O5) mg/100g đất 14,15 6,49 3,21
Kali dễ tiêu (K2O) mg/100g đất 14,0 12,4 8,27
Canxi trao đổi (Ca2+) meq/100g đất 3,17 1,97 0,92
Magiê trao đổi (Mg2+) meq/100g đất 1,13 0,76 0,44
Nhôm trao đổi (Al3+) meq/100g đất 0,43 0,36 0,21
Dung tích hấp thu (CEC) meq/100g đất 13,3 9,20 10,6
Kẽm dễ tiêu (Zn) ppm - 2,6 3,5
Bo dễ tiêu (B) ppm - 1,8 2,0

Chương 1 khẳng định rằng đất đỏ bazan có phản ứng chua toàn phẫu diện, dung tích hấp thu thấp, nghèo lưu huỳnh và rất nghèo vi lượng B, Zn. Để đạt tiêu chuẩn dược liệu, việc bón phân cân đối kết hợp bổ sung lân, B và Zn là yêu cầu bắt buộc.

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết sơ đồ nghiên cứu 5 nội dung, phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng, vật liệu phân bón, quy cách lấy mẫu rễ củ và đất, quy trình phân tích HPLC xác định hoạt chất Z-ligustilide tại Viện Kiểm nghiệm thuốc – Bộ Y tế, các tiêu chuẩn TCVN phân tích đất và phương pháp tính toán hiệu quả kinh tế.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm. Dữ liệu từ Thí nghiệm 1 (thăm dò tác dụng bón B và Zn) ghi nhận sự cải thiện rõ rệt về sinh trưởng và năng suất:

  1. Chiều cao cây: Ở giai đoạn 1–3 TST, sai khác giữa các nghiệm thức chưa có ý nghĩa thống kê. Từ 5 TST đến 12 TST, sự khác biệt thể hiện rõ rệt (P < 0,05). Khi thu hoạch (12 TST), công thức bón kết hợp 2,4 kg B + 1,5 kg Zn/ha đạt chiều cao 50,6 cm, cao hơn 19,9% so với đối chứng không bón vi lượng (42,2 cm).
Liều lượng (kg B, Zn/ha) 1 TST 3 TST 5 TST 7 TST 9 TST 12 TST
Đối chứng (0 B, 0 Zn) 11,5 17,0 23,5 b 36,1 b 40,2 b 42,2 b
2,4 B 12,0 17,8 26,2 ab 40,5 ab 45,5 ab 46,8 ab
1,5 Zn 12,4 18,3 26,7 ab 41,3 ab 46,5 ab 47,6 ab
2,4 B + 1,5 Zn 12,9 19,7 29,8 a 45,3 a 50,4 a 50,6 a
CV (%) 9,2 7,7 7,5 7,0 7,1 5,8
F 0,79 ns 1,93 ns 5,07* 5,21* 5,09* 4,98*

(Ghi chú: ns: khác biệt không có ý nghĩa thống kê; *: khác biệt có ý nghĩa ở mức 0,01 < P ≤ 0,05).

  1. Chiều dài rễ củ và đường kính củ: Giai đoạn 12 TST, nghiệm thức bón kết hợp 2,4 kg B + 1,5 kg Zn/ha đạt chiều dài rễ củ 31,3 cm (tăng 25,9% so với đối chứng đạt 24,8 cm) và đường kính củ đạt 5,08 cm (tăng 20,8% so với đối chứng đạt 4,21 cm), đều có ý nghĩa thống kê (P < 0,05).
Chỉ tiêu Liều lượng (kg/ha) 3 TST 5 TST 7 TST 9 TST 12 TST CV (%) F (12 TST)
Chiều dài rễ củ (cm) Đối chứng 13,0 16,5 b 22,5 b 24,2 b 24,8 b 7,2 5,12*
2,4 B 13,9 18,4 ab 25,4 ab 27,5 ab 28,3 ab
1,5 Zn 14,1 18,6 ab 26,0 ab 27,9 ab 28,8 ab
2,4 B + 1,5 Zn 15,1 20,6 a 28,3 a 30,5 a 31,3 a
Đường kính củ (cm) Đối chứng 1,40 2,09 b 3,18 b 3,95 b 4,21 b 6,0 5,23*
2,4 B 1,52 2,38 ab 3,58 ab 4,48 ab 4,73 ab
1,5 Zn 1,55 2,43 ab 3,70 ab 4,66 a 4,86 a
2,4 B + 1,5 Zn 1,60 2,61 a 4,03 a 4,94 a 5,08 a
  1. Khối lượng rễ củ: Khối lượng rễ củ tăng nhanh từ 5 TST. Đến khi thu hoạch (12 TST), công thức bón cả B và Zn đạt 271,7 g/củ, tăng 21,8% so với đối chứng (223,1 g/củ), tăng 6,2% so với chỉ bón B (255,8 g/củ) và tăng 4,9% so với chỉ bón Zn (259,1 g/củ).

| Liều lượng (kg B, Zn/ha) | 3 TST | 5 TST | 7 TST | 9 TST | 12 TST | | :--- | :---: | :---: | :---: | :---: | | Đối chứng (0 B, 0 Zn) | 36,7 | 70,2 b | 118,7 b | 201,2 b | 223,1 b | | 2,4 B | 39,9 | 78,9 ab | 134,9 ab | 230,2 ab | 255,8 ab | | 1,5 Zn | 40,1 | 80,6 ab | 138,2 a | 235,9 a | 259,1 a | | 2,4 B + 1,5 Zn | 42,2 | 87,3 a | 148,5 a | 250,8 a | 271,7 a | | CV (%) | 7,4 | 6,9 | 7,0 | 7,0 | 6,5 | | F | 1,79 ns | 4,88* | 5,09* | 5,01* | 4,77* |

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã xác định những đóng góp mới về mặt khoa học và thực tiễn như sau:

  1. Xác định được việc bổ sung phân bón bo (B) và kẽm (Zn) làm gia tăng hàm lượng hoạt chất Z-ligustilide tích lũy trong rễ củ đương quy Nhật Bản theo thời gian sinh trưởng trên đất đỏ bazan.
  2. Phát hiện và chứng minh hiện tượng thiếu bo (B) dẫn đến cấu trúc mô thân củ bị xốp, hóa xơ, làm sụt giảm nghiêm trọng năng suất sinh học và chất lượng dược liệu thương phẩm.
  3. Xác định được liều lượng phân bón B và Zn tối ưu nhằm đạt năng suất rễ củ và hàm lượng hoạt chất ligustilide cao nhất cho cây đương quy Nhật Bản trồng trên đất đỏ bazan.
  4. Xác định dạng phân bón thương mại phù hợp cho thâm canh đương quy tại tỉnh Lâm Đồng là phân borax (nguồn cung cấp B) và phân sunphat kẽm (nguồn cung cấp Zn).

Kiến nghị và giải pháp đề xuất:

  • Áp dụng quy trình bón bổ sung phân vi lượng B (dạng borax) và Zn (dạng sunphat kẽm) phối hợp trên nền phân khoáng đa lượng 250 N - 125 P2O5 - 200 K2O (kg/ha) cho cây đương quy Nhật Bản trên đất đỏ bazan Lâm Đồng.
  • Khuyến cáo áp dụng kỹ thuật canh tác thâm canh: ươm giống trong bầu 40–45 ngày (4–5 lá thật), làm đất sâu 25–30 cm, lên luống cao 30–35 cm, phủ bạt PE, sử dụng hệ thống tưới phun mưa và thu hoạch ở thời điểm 11–12 tháng sau trồng khi lá gốc bắt đầu chuyển vàng tự nhiên.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Các thí nghiệm đồng ruộng và mô hình diện rộng chỉ mới thực hiện tại hai địa bàn đại diện là xã Tu Tra (huyện Đơn Dương) và xã Tân Lâm (huyện Di Linh) thuộc tỉnh Lâm Đồng trong giai đoạn 2016–2019, chưa mở rộng trên các tiểu vùng đất bazan khác của Tây Nguyên.
  • Nghiên cứu tập trung đánh giá 2 dạng nguồn phân B (borax, solubor) và 2 dạng nguồn phân Zn (sunphat kẽm, Chelate Zn), chưa khảo sát các chế phẩm vi lượng nano hoặc phân bón qua lá thế hệ mới.
  • Khâu sơ chế sau thu hoạch trong nghiên cứu chủ yếu theo dõi phương pháp sấy nhiệt truyền thống của địa phương (sấy củi 30–40°C trong 55–60 giờ đến ẩm độ 14–15%), chưa thực hiện khảo nghiệm các công nghệ sấy hiện đại.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Khảo nghiệm mở rộng công thức bón B và Zn trên các vùng sinh thái đất bazan tại Gia Lai, Đắk Lắk, Kon Tum và Đắk Nông.
  • Nghiên cứu chuyên sâu ảnh hưởng của các công nghệ chế biến sau thu hoạch (như sấy lạnh, sấy bơm nhiệt, sấy thăng hoa) đến tỷ lệ hao hụt tinh dầu và độ bền của hoạt chất Z-ligustilide trong dược liệu đương quy.

Giá trị tham khảo

Nội dung luận án có giá trị tham khảo cụ thể cho các nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên và giảng viên ngành Khoa học cây trồng, Trồng trọt, Nông hóa - Thổ nhưỡng và Dược liệu học: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm dinh dưỡng khoáng vi lượng, phương pháp lấy mẫu phân tích đất và kỹ thuật định lượng hoạt chất Z-ligustilide bằng HPLC.
  • Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp: Sử dụng các số liệu thực nghiệm về liều lượng B, Zn và tỷ lệ NPK để xây dựng hướng dẫn kỹ thuật canh tác dược liệu đạt chuẩn Dược điển Việt Nam IV, phục vụ triển khai Quyết định số 1976/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.
  • Hợp tác xã, trang trại và nông dân trồng dược liệu tại Tây Nguyên: Áp dụng công thức phối trộn phân bón borax và sunphat kẽm, quy cách làm đất lên luống, phủ bạt và kỹ thuật tưới phun nhằm hạn chế hiện tượng củ bị xốp, tăng năng suất củ tươi và nâng cao giá trị thương phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao đất đỏ bazan tại Lâm Đồng và Tây Nguyên bắt buộc phải bổ sung phân bón bo (B) và kẽm (Zn) cho cây đương quy Nhật Bản? Kết quả phân tích 41 phẫu diện đất của Nguyễn Văn Bộ và ctv (2001, 2017) cho thấy đất đỏ bazan tại Lâm Đồng có độ chua cao (pHKCl 4,08), dung tích hấp thu thấp (CEC 13,3 meq/100g đất), hàm lượng B dễ tiêu (1,8–2,0 ppm) và Zn dễ tiêu (2,6–3,5 ppm) đều ở mức rất nghèo. Cây đương quy là loài lấy củ có nhu cầu B cao để phát triển mô rễ và cần Zn để tổng hợp auxin (IAA) kích thích củ phát triển. Thiếu hai nguyên tố này, cây sinh trưởng còi cọc và rễ củ bị xốp.

2. Bón kết hợp bo và kẽm mang lại hiệu quả sinh trưởng như thế nào so với canh tác không bón vi lượng? Tại thời điểm thu hoạch 12 tháng sau trồng (Thí nghiệm 1), công thức bón kết hợp 2,4 kg B + 1,5 kg Zn/ha đạt chiều cao cây 50,6 cm (tăng 19,9%), chiều dài rễ củ 31,3 cm (tăng 25,9%), đường kính củ 5,08 cm (tăng 20,8%) và khối lượng rễ củ đạt 271,7 g/củ (tăng 21,8%) so với công thức đối chứng không bón B và Zn, với sai khác có ý nghĩa thống kê ở mức P < 0,05.

3. Hiện tượng thiếu bo (B) gây ra những tổn thương hình thái nào ở cây đương quy Nhật Bản? Thiếu B làm đỉnh sinh trưởng của cây bị chùn lại và chết khô, lá non bị biến dạng, mép lá gấp nếp, bề mặt xuất hiện đốm vàng trắng. Rễ kém phát triển, đầu rễ bị chết hoại, củ bị rỗng ruột và xốp, làm giảm sút nghiêm trọng năng suất sinh học và chất lượng dược liệu.

4. Dạng phân bón vi lượng nào được xác định là phù hợp nhất cho cây đương quy trồng trên đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng? Luận án xác định dạng phân borax (Na2B4O7.10H2O chứa 11% B) là nguồn cung cấp B thích hợp nhất và phân sunphat kẽm (ZnSO4.7H2O chứa 22,5% Zn) là nguồn cung cấp Zn thích hợp nhất về hiệu quả sinh học và chi phí sản xuất thực tế trên đất đỏ bazan tỉnh Lâm Đồng.

5. Nền phân bón đa lượng và mật độ trồng được áp dụng trong nghiên cứu là bao nhiêu? Nền phân bón đa lượng chung được sử dụng cho 1 ha là: 250 kg N - 125 kg P2O5 - 200 kg K2O (sử dụng Ure, DAP và Kali sunphat). Mật độ trồng thí nghiệm là 102.000 cây/ha (250 cây/ô diện tích 24 m2, hàng cách hàng 25 cm, cây cách cây 30 cm), áp dụng phương pháp trồng cây giống ươm bầu 1,5–2 tháng tuổi trên luống cao 30–35 cm có phủ màng nông nghiệp PE.

Kết luận

Luận án đã chứng minh vai trò thiết yếu của vi lượng bo (B) và kẽm (Zn) trong việc cải thiện chiều cao cây, kích thước rễ củ, hạn chế hiện tượng xốp củ và nâng cao hàm lượng hoạt chất Z-ligustilide trong rễ củ đương quy Nhật Bản trồng trên đất đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng. Các kết quả thực nghiệm đã xác lập cơ sở khoa học cho việc lựa chọn dạng phân borax và sunphat kẽm với liều lượng tối ưu trên nền phân bón NPK phù hợp với sinh thái Tây Nguyên. Công trình cung cấp quy trình kỹ thuật bón phân vi lượng đồng bộ, góp phần nâng cao năng suất dược liệu và hiệu quả kinh tế cho người trồng đương quy.