BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
***000*** Lê Thị Diệp Phụng
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ
NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A. Juss) LÊN
NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.)
Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Tp. Hồ Chí Minh
Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 9/ 2006 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY, HCMC
DEPARMENT OF BIOTECHNOLOGY
***000*** TO APPRECIATE THE EFFECT OF PRODUCTION FROM
NEEM KERNEL (Azadirachta Indica A. Juss) ON RICE MOTH
( Corcyra Cephalonica St.)
***************
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM VIÊN NÉN TỪ
NHÂN HẠT NEEM (Azadirachta Indica A. Juss) LÊN
NGÀI GẠO (Corcyra Cephalonica St.)
Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa: 2002 – 2006
Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ DIỆP PHỤNG
Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Th.S. LÊ THỊ THANH PHƢỢNG LÊ THỊ DIỆP PHỤNG
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8/ 2006
LỜI CÁM ƠN !
Trƣớc tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trƣờng, cùng quý
Thầy cô thuộc khoa Công Nghệ Sinh Học, Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ
Chí Minh, đã truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm, chuyên môn quý báu
trong suốt thời gian học tập tại trƣờng.
Xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cô Lê Thị Thanh Phƣợng, Viện Sinh Học Nhiệt
Đới đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cũng nhƣ đóng góp những ý
kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn này.
Xin cảm ơn ban giám đốc, toàn thể các thầy cô, anh chị, phòng ban trong Viện
Sinh Học Nhiệt Đới đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời
gian thực tập tại Viện.
Xin cảm ơn tất cả các bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong những năm tháng
học tập tại trƣờng.
Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn và biết ơn sâu sắc đến các bậc sinh thành, những
ngƣời đã nuôi dạy tôi nên ngƣời, các anh, chị và các em trong gia đình đã luôn động
viên, chia sẻ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.
Chân thành cám ơn
Sinh viên
+ Kết quả thử nghiệm bƣớc đầu trên ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) cho
thấy các chế phẩm đều có khả năng ức chế ngài gạo theo nhiều phƣơng thức và mức
độ khác nhau
* Gây chết: giá trị LC
50
của các chế phẩm ở thời điểm 7 ngày sau xử lý đƣợc
xác định là 0,8948; 0,3503; 0,1948 và 0,1881 g/ dm
3
, tƣơng ứng với NV1, NV2, NV3
và NV4.
* Ức chế sinh sản: Chế phẩm NV3 và NV4 có hiệu lực ức chế sức sinh sản của
ngài gạo (thông qua giảm số lƣợng trứng và tỉ lệ trứng nở) mạnh hơn nhiều so với chế
phẩm NV2 và NV1. Các nghiệm thức xử lý chế phẩm đều khác biệt có ý nghĩa so với
đối chứng.
* Ngoài ra, các chế phẩm cũng gây biến dạng thành trùng và làm giảm có ý
nghĩa trọng lƣợng nhộng, qua đó góp phần hạn chế sự phát triển của ngài gạo theo thời
gian.
MỤC LỤC
CHƢƠNG TRANG
Trang tựa
Lời cảm ơn iii
Tóm tắt iv
Mục lục………… v
Danh sách các bảng viii
Danh sách các hình và biểu đồ ix
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1
2.6.1. Tình hình kho ngũ cốc 14
2.6.1.1. Trên thế giới 14
2.6.1.2. Tại Việt Nam 14
2.6.2. Các côn trùng gây hại kho nông sản và hậu quả 15
2.6.3. Sơ lƣợc về ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) 16
2.6.3.1. Ngài gạo (Corcyra cephalonica St.) 16
2.6.3.2. Phân loại và hình thái 16
2.6.3.3. Tác hại của ngài gạo 16
2.6.4. Các phƣơng pháp bảo quản kho nông sản hiện nay 18
2.6.4.1. Các phƣơng pháp chung 18
2.6.4.2. Bảo quản nông sản bằng phƣơng pháp hóa học 19
2.6.4.3. Một số loại thuốc kiểm soát côn trùng kho hiện nay 19
2.7. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) 20
2.7.1. Nguyên tắc 20
2.7.2. Những yếu tố ảnh hƣởng 20
2.7.3. Ứng dụng 21
2.7.3. Các bộ phận chính của máy HPLC 21
2.8. Sơ lƣợc về một số chất phụ gia và bảo quản 21
2.8.1. Các chất chống oxy hóa giúp tăng cƣờng bảo quản 20
2.8.2. Các chất hấp phụ 22
2.8.2.1 Talc 22
3. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
3.1. Nội dung nghiên cứu 24
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 24
3.2.1. Kỹ thuật ép dầu từ nhân hạt neem và chiết xuất hoạt chất sinh học từ bánh dầu neem 24
3.2.2.Định lƣợng các hoạt chất chính trong dầu neem và dịch
chiết từ bánh dầu neem 26
DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG TRANG
Bảng 4.1: Hàm lƣợng (ppm) của một số hoạt chất trong dầu neem
và dịch chiết bánh dầu 32
Bảng 4.2: Tỷ lệ (%) ấu trùng chết sau 3 ngày 34
Bảng 4.3: Tỷ lệ chết (%) của ấu trùng sau 3 ngày xử lý chế phẩm 35
Bảng 4.4: Độc tính của các chế phẩm đối với ngài gạo (giá trị LD
50
ở thời điểm 3 ngày sau xử lý) 37
Bảng 4.5: Tỷ lệ chết (%) của ấu trùng sau 7 ngày xử lý 38
Bảng 4.6: Độc tính của các chế phẩm đối với ngài gạo (giá trị LD
50
ỏ thời điểm 7 ngày sau xử lý) 39
Bảng 4.7: Tỷ lệ (%) thành trùng tạo thành dƣới tác dụng của các chế
phẩm 45
Bảng 4.8: Số trứng và tỷ lệ nở 48
Bảng 4.9: Trọng lƣợng nhộng trung bình (g) ở các nghiệm thức xử
lý chế phẩm neem 0,5 g 49
1,5 g/ dm
3
42
Biểu đồ 4.4: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý
2,0 g/ dm
3
43
Biểu đồ 4.5: Động thái gây chết của các chế phẩm ở liều xử lý
2,5 g/ dm
3
44
Biểu đồ 4.6: Trọng lƣợng nhộng trung bình ở các nghiệm thức xử
lý chế phẩm neem ở liều lƣợng 0,5 g/ dm
3
50 Chƣơng 1
MỞ ĐẦU 1.1. Đặt Vấn Đề
Đối với ngƣời nông dân, quá trình tạo ra sản phẩm từ lúc trồng trọt tới lúc thu
hoạch là cả một quá trình gian nan vất vả, nhƣng quá trình bảo quản sản phẩm sau thu
hoạch sao cho không hao hụt về số lƣợng và chất lƣợng cũng là một vấn đề không đơn
giản. Ngoài việc bị thiệt hại nặng nề về kinh tế, sản phẩm sau thu hoạch nhiều khi còn
hiệu lực của chế phẩm xông hơi từ nhân hạt neem đối với ngài gạo ở điều kiện phòng
thí nghiệm.
1.3. Địa Điểm Và Thời Gian Thực Hiện Đề Tài
Đề tài đƣợc thực hiên tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới (Thủ Đức, thành phố Hồ
Chí Minh) trong thời gian từ tháng 2 tới tháng7.
Chƣơng 2
TỔNG QUAN
2.1. Phân loại và đặc điểm thực vật học (Dennis, 1992; schmutterer, 1996)
2.1.1. Phân loại
Cây neem có tên khoa học là Azadirachta indica A. Juss. Thuộc:
Bộ: Rutales
Bộ phụ: Rutineae
Họ: Meliaceae
Neem là cây thƣờng xanh với tán lá rộng và cành lá xum xuê. Vào mùa khô, lá
cây hơi vàng nhƣng khi mùa mƣa tới cây lập tức xanh tƣơi trở lại và đâm chồi nảy lộc.
Trong điều kiện khắc nghiệt nhƣ hạn hán kéo dài, cây có thể rụng lá một phần hay
rụng toàn bộ. Cây neem có lá kép lông chim một lần, dài khoảng 20 - 40 cm, gồm 7 -
17 cặp lá chét, màu xanh đậm, cuống ngắn, mép lá có răng cƣa. Những lá còn non thì
có màu hơi đỏ hoặc tía. Lá neem có chứa khoảng 50 % cacbonhydrate, 20 % chất xơ,
15 % protein, 5 % chất béo, 8 % tro, 2 % canxi và chứa những axit amin thiết yếu
khác. Ngoài ra lá neem còn chứa carotene và axit ascorbic.
Hoa neem nhỏ, mọc thành chùm, màu trắng, mùi thơm dịu thu hút nhiều ong
bƣớm tới thụ phấn. Chùm hoa mọc ra từ nách lá, dài rũ xuống khoãng 25 cm, gồm từ
150 - 250 hoa. Một hoa riêng lẻ có 5 cánh hoa, dài 5 - 6 mm, rộng 8 - 11 mm. Trên
một cây có cả hoa đực lẫn hoa lƣỡng tính. Bầu nhụy có 3 ô, ở đáy hoa có 10 bao phấn
không có lông. Tuyến mật hình vòng nối với bầu nhụy.
Quả hạch hình bầu dục, quả trƣởng thành dài khoảng 1,4 – 2,8 cm, rộng 1,0 -
1,5 cm. Quả chín có màu vàng, với lớp thịt ngọt bao quanh 1 - 2 hạt cứng. Cây neem
trồng đƣợc 3 - 5 năm bắt đầu ra hoa kết quả. Tuy nhiên, năng suất quả cao và ổn định
lúc cây khoảng 10 năm tuổi, từ 30 - 50 kg quả/ cây. Thời gian từ lúc nở hoa tới lúc quả
chín khoảng 10 - 12 tuần, trong đó từ lúc quả còn xanh tới lúc quả chín khoảng 4 – 8
tuần.
Hạt neem bao gồm vỏ và nhân hạt. Vỏ hạt cứng, thông thƣờng có 1 - 2 nhân hạt
bao bọc bởi lớp vỏ lụa màu nâu. Chiều dài hạt khoảng 0,9 - 2,2 cm, chiều rộng 0,5 - 0,8 cm. Hạt sẽ giảm tỉ lệ nảy mầm từ 2 - 3 tuần sau khi thu hoạch. Thời han cất trữ hạt
giống không nên quá sáu tháng.
Trong năm đầu tiên, cây neem thƣờng phát triển chậm. Từ năm thứ hai trở đi,
cây phát triển nhanh hơn. Trong điều kiện thuận lợi, cây neem có thể sống lên đến 150
- 200 năm.
2.2. Đặc tính sinh thái, kỹ thuật trồng, nhân giống và lai tạo
2.2.1. Đặc tính sinh thái.
hợp bảo quản trong tủ lanh có thể kéo dài thêm vài tháng. Tuy nhiên, một vài chứng
minh, hạt cất trong kho có thể nảy mầm sau 5 năm với tỉ lệ sống sót lên tới 42 %.
- Trồng bầu
Hạt đƣợc gieo trong bầu ở vƣờn ƣơm.Tùy vào nhiệt độ và việc cung cấp nƣớc
mà hạt sẽ nảy mầm sau 8 - 15 ngày.
2.2.2.3. Nhân giống vô tính
* Nuôi cấy mô: tạo cây con từ mô sẹo lá chét, lá mầm, đoạn thân, cuống
lá…trong môi trƣờng “Murashige và Skoop” có bổ sung cytokinnins. Thông thƣờng
cây con có thể trồng ra đất sau 12 tuần khi cây đạt chiều cao 7,5 - 10 cm và rễ cái dài
khoảng 15 cm. Nếu trồng trong mùa mƣa và kiểm soát cỏ dại tốt thì tỉ lệ sống sót sẽ rất
cao.
* Chiết ghép
Phƣơng pháp này đã đƣợc thực hiện ở Ấn Độ và một số nƣớc khác.
Chuẩn bị gốc ghép từ cây giống 1 - 2 tuổi (chiều dài rễ đạt khoảng 22 cm) và
cành ghép khoảng 5 cm. Ghép cành lên gốc rồi quấn lại bằng bao đay, giữ trong bóng
râm cho tới khi trồng, rễ và chồi phải đƣợc tỉa bớt trƣớc khi đem trồng.
* Giâm cành
Cành neem đƣợc giâm trong túi PE từ 6 tháng tới 1 năm có thể đem trồng. Tuy
nhiên nhƣợc điểm là cành giâm không phát triển rễ cọc, nên khi gặp điều kiện bất lợi
của môi trƣờng nhƣ gió bão, cây dễ bị bật gốc và đổ ngã. Điều này cũng dễ xảy ra đối
với cây nuôi cấy mô hiện nay.
2.2.3. Chọn lọc và lai tạo
Các nghiên cứu chọn lọc và lai tạo hiện nay nhằm mục đích tạo đƣợc cây neem
cho năng suất quả cao cũng nhƣ hàm lƣợng dầu và các hoạt chất sinh học cao. Tuy
nhiên, các nghiên cứu dựa vào yếu tố di truyền để tạo ra những cây có tính trạng tốt
cho đến nay vẫn chƣa thu đƣợc kết quả khả quan. Phƣơng pháp lai tạo giữa những loài
Azadirachta khác nhau để tạo ra cây lai có tính trạng tốt cũng đã đƣợc tiến hành,
nhƣng tới nay vẫn chƣa có kết quả gì nổi bật.
2.2.4. Kĩ thuật trồng rừng neem ở nƣớc ta (Lâm Công Định, 1985, 1991; Bùi Anh
Tuấn, 2003)
và Sharma, 1998)
2.3.1. Azadirachtin
Azadirachtin là một trong những hoạt chất đầu tiên đƣợc tách chiết từ neem, có công thức phân tử C
35
H
44
O
16
, đƣợc công nhận là có hoạt tính ngán ăn mạnh đối với
nhiều loại côn trùng.
Một số kết quả nghiên cứu cho thấy nó có hiệu lực tới 90 % đối với nhiều loài
sâu bọ. Azadirachtin không giết chết côn trùng một cách trực tiếp mà thay vào đó nó
ngăn chặn và phá vỡ quá trình sinh trƣởng và sinh sản của côn trùng gây hại.
Azadirachtin có cấu trúc và hình dạng tƣơng tự với nhiều loại hormone quan
trọng trong cơ thể côn trùng, nên chúng có khả năng làm xáo trộn hệ nội tiết, gây ra
những rối loạn trao đổi chất trong cơ thể côn trùng.
Azadirachtin tập trung chủ yếu trong nhân hạt neem, trung bình 2 - 4 mg/ 1g
nhân hạt neem, chiếm 0,2 – 0,8 % trọng lƣợng hạt. Ngoài ra azadirachtin cũng có
trong lá và thân cây neem nhƣng hàm lƣợng rất thấp.
Do những đặc tính trên mà azadirachtin đƣợc sử dụng để sản xuất thuốc trừ sâu
thay thế cho thuốc hoá học, có hiệu quả cao, ít độc đối với ngƣời, gia súc và không
ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng.
Cấu trúc của Azadirachtin
Các hoạt chất sinh học phân bố khắp các bộ phận của cây neem. Tùy điều kiện
và mục đích sử dụng có thể tạo ra các sản phẩm phục vụ nông nghiệp nhƣ sau:
* Dịch chiết nhân hạt neem: Ngâm 50 g nhân hạt neem đã nghiền nát trong 1 lít
nƣớc. Hạt chuẩn bị lấy dịch chiết không nên để quá 8 - 10 tháng do sau 8 tháng lƣợng
azadirachtin trong hạt thấp. Sau đó cho hỗn hợp vào vải lọc, thu lấy dịch chiết. Cần
thêm vào chất nhũ hoá trƣớc khi phun lên lá để diệt côn trùng.
* Dịch chiết lá neem:1 kg lá neem xanh đã nghiền nát ngâm trong 5 lít nƣớc, để
qua đêm. Sau đó đem lọc và thêm vào chất nhũ hóa. Dịch chiết này hữu hiệu trong
phòng trị nhiều loài nấm gây bệnh cây và một số côn trùng.
* Dầu neem: là dầu ép hoặc ly trích từ nhân hạt neem. Nồng độ sử dụng thông
thƣờng là 30 ml dầu neem pha trong 1 lít nƣớc rồi thêm chất nhũ hóa, phun vào sáng
sớm hay chiều. Dầu neem kiểm soát đƣợc nhiều loài côn trùng chích hút và ăn lá.
* Bánh dầu neem: là phần còn lại sau khi ép lấy dầu, với khoảng 1,07 – 1,36 %
lƣu huỳnh, 2 – 3 % nitơ, 25,4 % protein thô, 2 – 3 % đạm, 1 % lân, 1,4 % kali. Vì vậy,
bánh dầu neem đƣợc coi là nguồn phân bón đầy hứa hẹn. Khi bón vào đất nó bảo vệ rễ
cây khỏi tuyến trùng và kiến, làm cho đất màu mỡ.
* Lá neem tƣơi và khô: vừa có vai trò diệt sâu hại, vừa làm thức ăn cho gia súc
khi trộn với cỏ khô do chứa nhiều protein, khoáng chất, carotene…. Lá neem cũng là
nguồn phân bón tốt và an toàn.
2.4.2. Dùng làm dƣợc liệu
Đến nay những thành phần khác nhau từ neem đã đƣợc chứng minh có hiệu lực
trong điều trị những bệnh nhƣ viêm khớp, ung thƣ, bệnh răng miệng, tiểu đƣờng, sốt
rét, ung nhọt, bệnh ngoài da nhƣ lở loét phong cùi, bệnh gây ra bởi virus, bệnh bạch
biến. Đặc biệt, neem cũng đƣợc báo cáo có khả năng chữa đƣợc stress và điều khiển tỷ
lệ sinh đẻ. Ngoài ra, vỏ cây neem cũng có công dụng cầm máu, bổ gan, trị đàm và sát trùng da. Neem còn đƣợc dùng để sản xuất mỹ phẩm nhƣ là kem bôi mặt trị mụn, sơn
móng tay, dầu gội đầu, kem đánh răng…
2.4.3. Bảo vệ môi trƣờng
Hiện nay, với những đặc tính nổi bật, neem đã đƣợc nhân giống và gieo trồng
rộng rãi ở nhiều nơi trên khắp nƣớc ta, đặc biệt là những nơi có điều kiện môi trƣờng
khắc nghiệt nhƣ miền cát bỏng duyên hải rộng mấy trăm ngàn ha.
* Cho đến nay đã phát triển 1000 ha neem tại hai tỉnh Bình Thuận và Ninh
Thuận. Bình Thuận cũng đang triển khai dự án trồng 1850 ha neem dự kiến hoàn tất
trƣớc 2008.
* Năm 1999, ban quản lý rừng phòng hộ Ninh Phƣớc, Ninh Thuận đã đƣa giống
neem vận động ngƣời dân trồng thử nghiệm. Sau 6 năm phát triển trên nền cát khô
nóng bỏng nhất nƣớc ta, cây neem đã chứng minh hiệu quả kinh tế - sinh thái của nó,
đem lại thu nhập ý nghĩa cho ngƣời dân ở đây. Neem trồng sau ba đến bốn năm thì cho
quả, hạt neem giống bán với giá từ 20.000đ/ kg – 50.000 đ/ kg. Ngƣời già yếu ở nhà
nhận gia công đãi hạt neem rồi phơi khô, cũng kiếm đƣợc từ 15.000 – 20.000 đ/ ngày.
Thực tế tại vùng quê nghèo khó này, ngƣời dân đã xem cây neem là loài cây “cứu đời
mình”.
* Ở Cam Ranh, Khánh Hòa cũng đã trồng thử nghiệm 7 ha neem. Khu bảo tồn
thiên nhiên Trà Cú cũng đã trồng 100 ha neem để phủ xanh đất trống đồi trọc, tạo vành
đai chống cháy rừng và bảo vệ rừng.
2.5.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng hoạt chất sinh học trong cây neem
Đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến neem ở nƣớc ta.
Từ năm 1999, Viện Sinh Học Nhiệt Đới bắt đầu thử nghiệm tác động của dầu
neem đối với bọ hà phá hại khoai lang, kết quả cho thấy dầu neem có khả năng xua
đuổi và làm giảm mức độ kí sinh và sinh sản của bọ hà – cylas fomycarius F (Nguyễn
Thị Quỳnh và ctv, 2001; Nguyễn Phƣơng Thảo và ctv, 2001). Bên cạnh đó, Viện cũng
đã nghiên cứu và hoàn thiện quy trình nhân giống cây neem invitro.
Một số nghiên cứu về hiệu lực của các dịch chiết nhân hạt neem đối với ngài
gạo, rầy nâu, sâu xanh da láng cũng đã đƣợc thực hiện tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới
(Nguyễn Thị Minh Hà, 2001; Nguyễn Thị Thuỷ, 2001; Lê Thị Thanh Phƣợng, 2004).
Theo Vũ Đăng Khánh (2003), dịch chiết từ lá và hạt neem có khả năng ức chế
Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, Fusarium oxysporum và kiềm hãm sự sinh độc
tố Aflatoxin B