Đặc điểm sinh học của cây Hương bài - Vetiveria zizanoides (L.) Nash ở Thừa Thiên Huế

Ở Việt Nam, từ năm 2001, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và Bộ Giao thông Vận tải đã 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 đến nay Ban quản lý 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 sông Bồ thuộc huyện Quảng Điền.

Bài báo này giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về đặc điểm hình thái, cấu tạo giải phẫu và đặc tính sinh lý - hóa sinh của cây Hương bài phân bố ở Thừa Thiên Huế.

Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Hình 1: Cây Hương bài

Nguyên liệu

 Cây Hương bài - Vetiver zizanioides (L.) Nash.

Phương pháp nghiên cứu

- Thu mẫu thực vật theo phương pháp của R.M. Klein và cs.

- Định tên khoa học của thực vật bằng phương pháp so sánh hình thái.

- Quan sát cấu tạo giải phẩu bằng phương pháp nhuộm kép.

- Xác định hàm lượng sắc tố theo phương pháp Wettstein.

- Xác định các chỉ tiêu hóa sinh của lá theo Phạm Văn Sổ.

Kết quả nghiên cứu

Đặc điểm hình thái - giải phẫu

Rễ: Rễ cây Hương bài là hệ rễ chùm gồm có nhiều rễ phụ. Rễ phụ thường không mọc lan rộng mà đâm thẳng và cắm sâu vào đất. Rễ dài từ 3-4m sau hai năm trồng.

Trong môi trường đất khô, rễ có kích thước nhỏ và ngắn. Trong môi trường đất ngập nước, rễ có kích thước lớn và dài.

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 - đây là đặc điểm thích nghi của những cây sống ở vùng ngập nước.

Tế bào nội bì hóa bần khá dày. Phần trung trụ của gồm đầy đủ các thành phần, hệ dẫn 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.

Hình 2: Bộ rễ cây Hương bài sau 6 tháng trồng

Hình 3: Cấu tạo giải phẩu của rễ cây Hương bài

Thân: cây có dạng thân thảo, phân đốt. Phần gốc thân có khả năng hóa gỗ và cứng. Cây mọc thành khóm (bụi), phần thân khí sinh mọc thẳng đứng, có chiều cao từ 1,5-2m, không phân nhánh. Từ các mấu ở gốc có các nhánh nhỏ. Mấu của thân thường nhẵn, không có lông, lồi ra ở ranh giới giữa các đốt. Từ mấu đó của thân hình thành các rễ phụ, chồi phụ khi được chôn vùi vào đất.

Hình 4: Cấu tạo một bó mạch của thân cây Hương bài

Hình 5: Lát cắt ngang của lá cây Hương bài

Về 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. Một bó dẫn gồm có lớp tế bào cương mô có vách dày bao xung quanh bó dẫn, bên trong có mạch thông, quản bào, các tế bào libe. Nhờ những cấu trúc như vậy nên thân Hương bài có khả năng dẫn truyền vật chất rất tốt.

Lá: Lá cây Hương bài gồm có bẹ lá hình lòng máng bao bọc lấy thân và phiến lá dạng dải, hẹp, dài 45-100cm, rộng 6-12mm. Lá trưởng thành có răng cưa nhỏ và sắc.

Cấu tạo giải phẫu của lá Hương bài bao gồm có: bao bọc mặt trên và dưới của lá là những tế bào biểu bì. Nhu mô đồng hoá là những tế bào đa giác, có các khoảng gian bào. Các bó dẫn có kích thước nhỏ, nằm dưới biểu bì và thường cách nhau bởi những khoảng gian bào (hình 5).

Hoa: Hương bài là cây có hoa cùng gốc, gồm hoa lưỡng tính, đơn tính và vô tính. Cụm hoa dạng bông kép (gié). Trên cùng một gié có thể có đầy đủ các loại hoa. Mỗi gié gồm nhiều nhánh, các nhánh sắp xếp thành 8-12 vòng xoắn ốc, mỗi vòng có 6-12 nhánh, trên mỗi nhánh có 10-20 hoa. Một bông có 600 -1500 hoa.

Hoa thụ phấn nhờ gió, quá trình thụ tinh ít xảy ra, nên khả năng tạo hạt kém. Thời gian trổ hoa từ tháng 6 đến tháng 11. 

Hình 6: Cụm hoa cây Hương bài

Hình 7: Hạt cây Hương bài

Hạt: Hạt của cây Hương bài được quan sát dưới kính lúp sau trổ hoa 30 ngày. Ở thời điểm này thì hai mảnh vỏ có màu nâu sẫm, cứng và giòn nên khi muốn tách ra để quan sát thì phải ngâm vào trong nước một thời gian để vỏ mềm ra.

Theo kết quả quan sát của chúng tôi thì bên trong hạt không có nội nhũ, chỉ còn lại hai tua nhụy cái đã khô có màu nâu đậm, có rất ít hạt còn sót lại bao phấn bên trong vỏ ở hạt 25 ngày sau khi trổ. Bên trong vỏ hoàn toàn trống rỗng, chỉ có mô mềm mà nhụy cái đính lên.

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 và Chomchalow.

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. Loài này sinh sản bằng hình thức nảy chồi từ cây mẹ là chủ yếu.

Sinh trưởng và phát triển

Sự phát triển chồi: Chúng tôi đã tách cây, trồng trên đất và theo dõi phát triển của cây. Kết quả là, sau khi trồng 15 ngày đã có 27,68% số cây mọc chồi mới. 58 ngày sau 100% số cây đã mọc chồi. Cây con đều sinh trưởng và phát triển tốt.

Sinh trưởng chiều cao: Tốc độ phát triển chiều cao chậm ở giai đoạn đầu tính từ ngày thứ nhất đến ngày 12, sau đó tăng nhanh ở giai đoạn từ 20-60 ngày sau khi trồng. Ở giai đoạn đầu bộ rễ chưa phát triển, do đó nó chưa có khả năng hút nước và chất dinh dưỡng nên tốc độ sinh trưởng chậm.

Còn ở giai đoạn sau, cây có xu hướng tăng chậm có thể do cây gần đạt chiều cao tối đa và chất dinh dưỡng trong đất ngày càng ít dần đi.

Đặc điểm hóa sinh của lá cây Hương bài

Các thành phần dinh dưỡng trong lá

Để biết được giá trị dinh dưỡng trong lá cây Hương bài, chúng tôi tiến hành phân tích và so sánh với một số đối tượng khác đang được dùng cho chăn nuôi gia súc: cỏ Mật, cỏ Voi, cỏ Stylo và cỏ Gừng. Kết quả được trình bày trong bảng 1.

Bảng 1. Một số chỉ tiêu sinh hoá của cỏ Hương bài ở Thừa Thiên Huế

 

Chỉ tiêu phân tích	Đơn vị	Cây Hương bài		Cỏ Mật (*)	Cỏ Stylo (thân lá) (*)	Cỏ Voi (30 ngày) (*)	Cỏ Gừng (*)
		Non	Trưởng thành
Hàm lượng nước	%	78,3	69,9	-	-	-	-
Protêin thô	%	2,50	2,39	2,80	3,50	3,23	2,50
Chất béo CF	%	0,49	0,38	0,50	0,50	0,66	0,90
Xơ thô	%	6,89	7,46	7,40	6,10	4,66	8,00
Khoáng tổng số	%	2,43	1,83	-	-	-	-
Vitamin C	%	0,10	0,07	-	-	-	-
Canxi	%	0,16	0,07	0,08	0,31	0,11	0,06
Phospho	%	0,54	0,37	0,09	0,05	0,08	0,05

Ghi chú: (*) Thành phần và giá trị dinh dưỡng thức ăn gia súc, gia cầm Việt Nam. Viện Chăn nuôi.

Khi so sánh một số thành phần hóa sinh của lá cây Hương bài so với một số loại cỏ khác thường được dùng cho gia súc, chúng tôi nhận thấy:

- Hàm lượng nước của lá cây Hương bài tương đối cao, đạt 78,3% khi lá còn non và 69,92% khi lá trưởng thành.

- Hàm lượng protein thô của lá cây Hương bài khá cao, lá non có hàm lượng 2,5% tương đương với cỏ Gừng, nhưng lại thấp nhất (chỉ có 2,39%) so với các loại cỏ khác.

- Hàm lượng chất béo CF của lá cây Hương bài khi còn non là 0,49%, tương đương với cỏ Mật và cỏ Stylo, nhưng thấp hơn so với cỏ Voi và cỏ Gừng. Trong khi lá trưởng thành chỉ có 0,38%, thấp hơn so với các loại cỏ khác.

- Hàm lượng chất xơ thô của lá non có giá trị thấp hơn cỏ Mật và cỏ Gừng, nhưng cao hơn so với cỏ Stylo và cỏ Voi, đối với lá trưởng thành lại có giá trị tương đương với cỏ Mật, cao hơn cỏ Stylo và cỏ Voi nhưng thấp hơn so với cỏ Gừng.

- Hàm lượng Tro hay là Khoáng tổng số của lá cây Hương bài cao, với 2,43% trong lá non và 1,83% trong lá trưởng thành.

- Hàm lượng vitamin C tương đối cao, với 0,1% trong lá còn non và 0,07% trong lá trưởng thành.

- Hàm lượng canxi của lá non là 0,16%, giá trị này cao hơn so với cỏ Mật, cỏ Voi và cỏ Gừng, thấp hơn cỏ Stylo nhưng khi ở giai đoạn trưởng thành thì chỉ có 0,07%, tương đương với cỏ Mật và cỏ Gừng, thấp hơn so với cỏ Stylo và cỏ Voi.

- Hàm lượng phospho trong lá khi ở giai đoạn non là 0,54%, tương đương với cỏ Stylo và cỏ Gừng nhưng đến khi trưởng thành thì chỉ còn 0,37%, thấp hơn so với bốn loại cỏ khác.

Hình 8: Lá cây Hương bài được dùng làm thức ăn cho bò

So sánh thành phần hóa sinh trong lá cây Hương bài ở giai đoạn cây non với giai đoạn cây trưởng thành, khi còn non có giá trị dinh dưỡng khá cao nhưng khi trưởng thành thì giảm hàm lượng chất thô trong lá non thấp hơn lá già. Hàm lượng nước, chất béo, vitamin C, hàm lượng canxi, protein, khoáng tổng số và hàm lượng phospho đều giảm; trong khi đó hàm lượng chất xơ tăng.

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy lá cây Hương bài ở giai đoạn non có giá trị dinh dưỡng tương đối cao so với một số loại cỏ thường dùng trong chăn nuôi gia súc như cỏ Mật, cỏ Stylo. Vì vậy, có thể dùng để làm thức ăn gia súc. Nên sử dụng lá non, vì lá có ít chất xơ và chứa nhiều chất dinh dưỡng, mép lá chưa hình thành các răng nhọn nên thích hợp cho gia súc.

Hàm lượng diệp lục (chorophyll) trong lá

Màu xanh của lá là do sắc tố chorophyll. Sắc tố này đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp để tạo ra các hợp chất hữu cơ và tạo nguồn ôxy tự do trong môi trường không khí. 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 được trình bày ở bảng 2.

Bảng 2. Hàm lượng sắc tố của cây Hương bài ở các tháng tuổi khác nhau

Cây thí nghiệm	Hàm lượng diệp lục (mg/g lá tươi)			Tỷ lệ diệp lục a/b
	a	b	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

Số liệu ở bảng 2 cho thấy hàm lượng sắc tố trong lá cây Hương bài có sự chênh lệch không đáng kể giữa các tuổi của cây. Hàm lượng diệp lục (a+b) dao động trong khoảng 1,587 - 2,183mg/g lá tươi và tỷ lệ diệp lục a/b từ 2,992 - 3,577mg/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 số liệu ở bảng 2 cho thấy cây Hương bài ở tuổi từ 1-3 tháng tuổi có hàm lượng diệp lục a, b trong lá cao hơn so với cây trưởng thành. Kết quả này cho thấy tính ưa sáng của cây tăng dần theo 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.

Kết luận

1. Với những đặc điểm về hình thái giải phẫu cho thấy cây Hương bài có khả năng phát triển mạnh. Phôi của hạt rất bé nên không phát triển rộng rãi trong tự nhiên, nên không thể phát triển thành thảm họa cỏ dại.

2. Cây Hương bài có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt ở Thừa Thiên Huế, sự phát sinh chồi kéo dài trong suốt thời gian sinh trưởng của cây.

3. Lá cây Hương bài ở giai đoạn còn non có giá trị dinh dưỡng cao nên có thể dùng làm thức ăn xanh cho chăn nuôi gia súc.

Tài liệu tham khảo

1.        Chomchalow N., S. Vessabutr, 2000: Techniques of Vetiver Propagation with Special Reference to Thailand. Technical Bulletin No. 2000, Bangkok Thailand.
2.        Klein R. M., D.T. Klein, 1979: Nguyễn Tiến Bân, Nguyễn Như Khanh dịch. Phương pháp nghiên cứu thực vật. NXB. Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
3.        Lã Đình Mỡi, Dương Đức Huyến, 2005: Tài nguyên thực vật Đông Nam Á. NXB. Nông nghiệp Hà Nội.
4.        Thái Phiên, Trần Thị Tâm, 2001: 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, Hà Nội, tháng 10/2001.
5.        Phạm Văn Sổ, Bùi Thị Như Thuận, 1981: Kiểm nghiệm lương thực, thực phẩm. NXB. Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
6.        Vũ Văn Vụ, 1999: Sinh lý thực vật ứng dụng. NXB. Giáo dục Hà Nội.
7.        Watson L., M. J. Dallwitz, 1989: Grass Genera of the World. Part of Generic Description and Affiliations. Australian National University Printing Service, Canberra.

Nguyễn Việt Thắng, Nguyễn Minh Trí
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
(Tuyển tập báo cáo Hội nghị Sinh thái và Tài nguyên sinh vật lần thứ 3, 22/10/2009 - Viên ST&TNSV - Viện KH&CN Việt Nam)