Tìm hiểu một vài đặc điểm về hình thái - Giải phẩu và sinh trưởng của cây hương bài ở Thừa Thiên Huế - Nguyễn Minh Trí

115 TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 55, 2009 TÌM HIỂU MỘT VÀI ĐẶC ĐIỂM VỀ HÌNH THÁI - GIẢI PHẨU VÀ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY HƯƠNG BÀI Ở THỪA THIÊN HUẾ Nguyễn Minh Trí Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế TÓM TẮT Cây Hương Bài còn được gọi là cỏ Vetiver, có tên khoa học là Vetiveria zizanioides (L.) Nash, đã được Ngân hàng Thế giới lần đầu tiên trồng từ những năm 1980 của thế kỷ trước tại Ấn Độ nhằm mục đích để bảo vệ tài nguyên đất và nước, sau đó đã triển khai rộng khắp trên thế giới. Ở Việt Nam, từ năm 2001 và 2003, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn và Bộ Giao thông Vận tải đã cho phép sử dụng cỏ Vetiver vào các mục đích giảm nhẹ thiên tai, chống sạt lở các công trình giao thông công cộng. Tại Thừa Thiên Huế, từ năm 2005 – 2008, Ban Quản lý dự án Sông Hương và Chi cục Quản lý Đê điều đã triển khai trồng cỏ Vetiver để chống xói lở bờ sông ở một số khu vực kè sông huyện Hương Trà và huyện Quảng Điền. Kết quả nghiên cứu về đặc điểm hình thái, cấu tạo giải phẫu học và đặc tính sinh trưởng của cây Hương Bài sống ở Thừa Thiên Huế cho thấy: Với đặc điểm hình thái và cấu tạo giải phẫu của các cơ quan dinh dưỡng thì cây Hương Bài có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt ở Thừa Thiên Huế. Tính ưa ánh sáng tăng dần theo độ tuổi của cây, đồng thời hạt có nội nhũ rất bé nên rất khó phát triển rộng rãi trong tự nhiên. 1. Đặt vấn đề Cây Hương Bài còn được gọi là cỏ Vetiver, có tên khoa học là Vetiveria zizanioides (L.) Nash [1], đã được Ngân hàng Thế giới lần đầu tiên trồng từ những năm 1980 của thế kỷ trước tại Ấn Độ nhằm mục đích để bảo vệ tài nguyên đất và nước, sau đó đã triển khai rộng khắp trên thế giới. Ở Việt Nam, lần lượt trong các năm 2001 và 2003, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn và Bộ Giao thông Vận tải đã ra quyết định cho phép sử dụng cỏ Vetiver vào các mục đích giảm nhẹ thiên tai, chống sạt lở các công trình giao thông công cộng. Tại Thừa Thiên Huế, từ năm 2005 – 2008, Ban quản lý dự án Sông Hương và Chi cục Quản lý đê điều đã triển khai trồng cỏ Vetiver để chống xói lở bờ sông ở khu vực kè sông Hương, sông Xước Dũ thuộc xã Hương Hồ, huyện Hương Trà, bờ kè sông Bồ thuộc huyện Quảng Điền. 116 Bài báo này giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về đặc điểm hình thái, cấu tạo giải phẫu và đặc tính sinh trưởng của cây Hương Bài phân bố ở Thừa Thiên Huế. 2. Nguyên liệu và phương pháp 2.1. Nguyên liệu - Cây Hương Bài - Vetiver zizanioides (L.) Nash 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu mẫu thực vật theo R.M. Klein [4]. - Định danh tên khoa học của thực vật bằng phương pháp so sánh hình thái [4]. - Các vi phẩu thực vật được cắt bằng microtome và quan sát dưới kính hiển vi quang học với độ phóng đại 800 lần. - Xác định hàm lượng sắc tố theo phương pháp Wettstein [3]. - Tìm hiểu khả năng nẩy mầm của hạt Hương Bài bằng cách chọn những hạt cỏ đã trưởng thành sau khi trổ. Các hạt này được khử trùng theo phương pháp Geogre (1993), sau đó gieo hạt vào môi trường Murhasige và Skoog (1962), không bổ sung các chất điều hòa sinh trưởng và theo dõi khả năng nảy mầm của hạt sau khi gieo. 3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Đặc điểm về hình thái - giải phẩu của cơ quan dinh dưỡng 3.1.1. Rễ Rễ cây Hương Bài là hệ rễ chùm, gồm rất nhiều rễ phụ mọc đan xen vào nhau và phát triển rất nhanh. Những rễ phụ thường không mọc lan rộng mà lại đâm thẳng và sâu vào trong đất. Rễ có thể dài từ 3 – 4 m sau hai năm trồng, do vậy, bộ rễ đã được ứng dụng rộng rãi trong việc chống xói lở đất trên các bờ kè, sông và kênh rạch ở Việt Nam. Hình thái của rễ cỏ Hương Bài chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện môi trường sống, khi sống trong môi trường đất khô, rễ thường có kích thước lớn và dài. Nhưng khi sống trong môi trường đất ngập nước, rễ thường có kích thước nhỏ và ngắn. Về cầu tạo giải phẫu: Rễ có cấu tạo điển hình của rễ cây họ lúa, phần biểu bì và ngoại bì tương đối dày, phần nhu mô vỏ gồm các tế bào có kích thước lớn, giữa các tế bào có các khoảng gian bào chứa khí rất lớn - đây là đặc điểm thích nghi của rễ những cây sống ở vùng ngập nước. Các tế bào nội bì hóa bần khá dày. Phần trung trụ của rễ gồm đầy đủ các thành Hình 1. Cây Hương Bài 117 phần, hệ dẫn bao gồm gỗ và libe sắp xếp xen kẽ nhau theo kiểu bó dẫn xuyên tâm, phần nhu mô ruột gồm các tế bào nhu mô có vách mỏng kích thước lớn dần từ ngoài vào trong. 3.1.2. Thân Thân cây Hương Bài có dạng thân thảo, phân đốt, phần gốc thân có khả năng hóa gỗ đặc và cứng. Cây mọc thành từng khóm (bụi) dày đặc, phần thân khí sinh mọc thẳng đứng, có chiều cao trung bình từ 1,5 – 2 m, không phân nhánh. Từ các mấu ở gốc thân đẻ nhánh rất mạnh. Mấu của thân thường nhẵn nhụi, không có lông, lồi ra ở ranh giới giữa các đốt của thân, từ các mấu đó thường hình thành các rễ phụ, chồi phụ khi được chôn vùi vào đất. Về cấu tạo giải phẫu: Thân cây Hương Bài có cấu tạo điển hình của thân cây họ lúa, trong đó, lớp biểu bì mỏng, phần cương mô nằm dưới biểu bì xếp hàng hình vòng cung tương đối dày. Các tế bào nhu mô cơ bản có hình đa giác, vách mỏng, kích thước lớn dần từ ngoài vào, các bó dẫn sắp xếp tản mạn trong khối nhu mô cơ bản. Các bó dẫn là những bó dẫn chồng chất kín được bao bọc xung quanh bởi lớp cương mô dày. Trong mỗi bó dẫn có các tế bào libe và các mạch gỗ có kích thước 4 - 6 µm. Hình 4. Cấu tạo một bó mạch của thân Hình 5. Lát cắt ngang của thân Hình 2. Bộ rễ cây Hương Bài sau 6 tháng trồng Hình 3. Cấu tạo giải phẩu của rễ 118 3.1.3. Lá Lá của cây Hương Bài bao gồm bẹ lá dạng lòng máng bao bọc lấy thân và phiến lá dạng dải,hẹp, dài khoảng 45 – 100 cm, rộng khoảng 6 – 12 mm, khi cây trưởng thành dọc theo mép lá có các răng cưa nhỏ và sắc. Về cấu tạo giải phẫu của lá Hương Bài bao gồm các phần chính sau: bao bọc mặt trên và dưới của lá là những tế bào biểu bì. Nhu mô đồng hoá bao gồm những tế bào đa giác, có các khoảng gian bào lớn. Các bó dẫn có kích thước nhỏ, nằm dưới biểu bì và thường cách nhau bởi những khoảng gian bào lớn chứa khí. 3.2. Đặc điểm hình thái giải phẩu của cơ quan sinh sản 3.2.1. Cấu tạo của một cụm hoa Hương Bài là cây hoa cùng gốc, bao gồm các dạng hoa: lưỡng tính, đơn tính hoặc vô tính. Hoa tập hợp thành cụm hoa dạng bông kép (gié) dày đặc. Trên cùng một gié có thể có đầy đủ các dạng hoa. Mỗi gié gồm nhiều nhánh, các nhánh được sắp xếp thành 8 - 12 vòng xoắn ốc, mỗi vòng có từ 6 - 12 nhánh, trên mỗi nhánh có từ 10 - 20 hoa nhỏ. Trong một cụm hoa có khoảng 600 – 1.500 hoa. Thời gian trổ hoa tập trung vào tháng 6 đến tháng 11 hàng năm. Khi nghiền nát tất cả những bộ phận bên trong hạt và nhuộm với dung dịch lugol thì thấy không có xuất hiện màu xanh đặc trưng của phản ứng với tinh bột. Qua đây chúng tôi có thể rút ra kết luận là hạt của Hương Bài không chứa nội nhũ như hạt lúa hoặc như mô tả của Watson [5] và Chomchalow [6]. Kết quả nghiên cứu của Thái Phiên cho thấy: hạt cỏ vetiver không nẩy mầm trong điều kiện tự nhiên do phôi có kích thước nhỏ, khả năng sống kém nên không thể phát triển lây lan thành thảm họa cỏ dại [2]. Từ những kết quả quan sát về đặc điểm hình thái cho thấy hạt của cây Hương Bài không có nội nhũ, phôi nhỏ nên khả năng nảy mầm trong tự nhiên rất thấp. Để tìm hiểu khả năng nảy mầm của hạt Hương Bài trong môi trường tự nhiên và dinh dưỡng nhân tạo, chúng tôi tiến hành nuôi cấy hạt trong môi trường đất Hình 6. Lát cắt ngang mô tả cấu tạo giải phẩu của lá Hình 7. Cấu tạo của một cụm hoa Hình 8. Cấu tạo của một hoa 119 tự nhiên và môi trường Murhasige và Skoog đã khử trùng hoàn toàn. Qua các thí nghiệm này, chúng tôi có nhận xét: hạt cây Hương Bài sau khi được gieo vào các môi trường tự nhiên và nhân tạo đều không có khả năng nảy mầm trên các môi trường này. Qua đây, chúng tôi nhận thấy khả năng nảy mầm của hạt Hương Bài trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo rất ít có khả năng xảy ra. 3.3. Đặc tính sinh trưởng 3.3.1. Hàm lượng Diệp lục (chorophyll) trong lá. Kết quả xác định hàm lượng Chorophyll a và b có trong lá cây Hương Bài ở các giai đoạn còn non và trưởng thành trong điều kiện thí nghiệm được trình bày ở bảng 1. Bảng 1. Hàm lượng sắc tố của cây Hương Bài ở các tháng tuổi khác nhau Hàm lượng diệp lục (mg/g lá tươi) Cây thí nghiệm a b a + b Tỷ lệ diệp lục a/b Cây non (1 tháng tuổi) 1,798 ± 0,079 0,601 ± 0,028 2,183 ± 0,108 2,992 Cây non (3 tháng tuổi) 1,762 ± 0,086 0,569 ± 0,028 1,971 ± 0,114 3,096 Cây trưởng thành (6 tháng tuổi) 1,686 ± 0,064 0,449 ± 0,024 1,587 ± 0,088 3,755 Qua kết quả thu được ở bảng 1, chúng tôi nhận thấy hàm lượng sắc tố của cây Hương Bài có sự chênh lệch không đáng kể giữa các lứa tuổi của cây non và cây trưởng thành, hàm lượng diệp lục (a+b) dao động trong khoảng 1,587 - 2,183 mg/g lá tươi và tỷ lệ diệp lục a/b từ 2,992 - 3,577 mg/g lá tươi. Tuy nhiên, nếu chỉ dựa vào hàm lượng diệp lục a+b để đánh giá cây chịu bóng hay cây ưa sáng là chưa đầy đủ, cho nên, cần xét thêm về chỉ tiêu tỷ lệ diệp lục a/b của cây. Theo kết quả ở bảng 1 cho thấy, cây Hương Bài ở lứa tuổi từ 1 - 3 tháng tuổi có hàm lượng diệp lục a, b cao hơn so với cây trưởng thành. Kết quả này cho thấy, tính ưa sáng của cây tăng dần theo độ tuổi của cây, điều này tương đối phù hợp với đặc điểm hình thái ngoài của lá mà chúng tôi đã quan sát được: lá của cây non dày và có màu đậm hơn so với lá của cây trưởng thành. 3.3.2. Sự phát triển chồi Chúng tôi đã tiến hành tách cây rồi trồng trên các luống đất và theo dõi sự phát Hình 9. Hạt cây Hương Bài được gieo trong môi trường dinh dưỡng MS 120 triển của các chồi, kết quả ở bảng 2 cho thấy: sau khi trồng 7 ngày thì các chồi mới bắt đầu phát triển nhưng với tỷ lệ thấp (6,67%), vào ngày thứ 15, sau khi trồng đã có 26,67% số bụi (khóm) nảy chồi mới. Tỷ lệ nảy chồi của tiếp tục tăng lên trong các ngày tiếp theo, đến ngày thứ 58, sau khi trồng thì có 100% số bụi đã nảy chồi. Số chồi mới sinh trưởng và phát triển tốt, sự phát sinh chồi này kéo dài trong suốt thời gian sinh trưởng của cây. Bảng 2. Sự phát sinh chồi mới của cây Hương Bài Thời gian (ngày) Chỉ tiêu theo dõi 7 15 21 29 35 42 49 55 58 Số chồi mới/bụi (khóm) 4 16 23 30 38 40 43 51 60 Tỷ lệ nẩy chồi (%) 6,67 26,67 38,33 50,00 63,33 66,67 71,67 85,00 100 Sở dĩ có kết quả như vậy là vì trong thí nghiệm này chúng tôi đã tiến hành tưới nước liên tục sau khi trồng, do đó cây nhanh ra rễ mới, nảy chồi sớm hơn so với đối chứng và thời gian nảy chồi của chúng đã dẫn đến việc đạt số chồi tối đa trên một bụi cũng dài hơn. 3.3.2. Sự phát triển chiều cao cây Tốc độ phát triển chiều cao cây của cỏ Hương Bài tăng chậm ở giai đoạn đầu tính từ ngày thứ nhất đến ngày 12, chiều cao cây tăng nhanh ở giai đoạn từ 20 - 60 ngày sau khi trồng. Ở giai đoạn đầu, bộ rễ của cây chưa phát triển mạnh, do đó, nó chưa có khả năng hút nước và chất dinh dưỡng nhiều nên chưa phát triển về chiều cao cây. Còn ở giai đoạn tiếp theo, cỏ có xu hướng tăng chậm có thể là cây gần đạt chiều cao tối đa ở điều kiện thí nghiệm và chất dinh dưỡng trong đất ngày càng ít dần đi. 4. Kết luận Với những đặc điểm về hình thái giải phẫu, cây Hương Bài phát triển rất mạnh mẽ, nên hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong việc phòng chống và giảm nhẹ thiên tai tại một số vùng thuộc địa bàn Thừa Thiên Huế. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 7 12 20 28 35 42 49 60 67 73 Ngày C h i Ò u c a o ( c m ) Hình 10. Tốc độ phát triển chiều cao cây 121 Hàm lượng diệp lục a, b của cây Hương Bài ở giai đoạn cây còn non lớn hơn so với cây trưởng thành. Điều này cho thấy tính ưa sáng tăng dần theo sự phát triển của cây. Cây Hương Bài có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt ở điều kiện tự nhiên Thừa Thiên Huế, sự phát sinh chồi kéo dài trong suốt thời gian sinh trưởng của cây. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lã Đình Mỡi, Dương Đức Huyến, Tài nguyên thực vật Đông Nam Á, Nxb Nông nghiệp Hà Nội, 2005. 2. Thái Phiên, Trần Thị Tâm, Sử dụng cỏ Hương Bài làm băng cây xanh bảo vệ đất trong canh tác đất dốc ở Việt Nam, Hội thảo khoa học về nghiên cứu các ứng dụng công nghệ cỏ Vetiver tại Việt Nam, Bộ NN&PTNT tổ chức tại Hà Nội, 10/2001. 3. Vũ Văn Vụ, Sinh lý thực vật ứng dụng, Nxb Giáo dục Hà Nội, 1999. 4. R. M. Klein và D. T. Klein, (Nguyễn Tiến Bân, Nguyễn Như Khanh dịch), Phương pháp nghiên cứu thực vật, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 1979. 5. Watson, L. and Dallwitz, M. J., Grass Genera of the World. Part of Generic Description and Affiliations, Australian National University Printing Service, Canberra, 1989. 6. Chomchalow, N. and Vessabutr, S., Techniques of Vetiver Propagation with Special Reference to Thailand, Technical Bulletin, Bangkok Thailand, 2000. STUDY SOME OF CHARACTERISTICS MORPHOLOGY AND GROWING OF VETIVERIA ZIZANIOIDES (L.) NASH IN THUA THIEN HUE PROVINCE Nguyen Minh Tri College of Sciences, Hue university SUMMARY Huongbai is also called Vetiver grass, scientific name is Vetiveria zizanioides (L.) Nash, the World Bank was the first time in the 1980s of the last century in India aims to protect land and water resources, and then deployed over the world. In Vietnam, between 2001 and 2003, the Ministry of Agriculture and Rural Development and the Ministry of Transportation has allowed the use of Vetiver grass purposes disaster relief, anti-avalanche of works of public transport. In Thua Thien Hue province, from 2005 - 2008 Management Board Huong River and Projects Management Department dykes deployed Vetiver grass planted to counter river bank erosion in some areas the river embankment of Huong Tra and Quang Dien district. 122 Research results on morphological characteristics, construct anatomy and growth characteristics of Huongbai plants live in Thua Thien Hue article shows: With characteristic morphology and anatomy composed of agencies, the Huongbai plant capable of good growth and development in Hue. Seeds at the same time places like a baby so hard to develop widely in nature, so that it is difficult to develop a disaster weeds.