Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ trồng, mật độ trồng và các mức phân bón khác nhau ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây hoàng sin cô (smallanthus sonchifolius) tại huyện tam đường tỉnh lai châu

Đánh giá động thái sinh trưởng phát triển và năng suất của cây sâm khoai ở các thí nghiệm thời vụ khác nhau .... 32 4.3 Đánh giá động thái sinh trưởng phát triển và năng suất của cây sâm

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TẠI HUYỆN TAM ĐƯỜNG TỈNH LAI CHÂU

Người thực hiện : NGUYỄN TIẾN HOÀNG

HÀ NỘI - 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu và những số liệu trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đều đã được cảm ơn Các thông tin tài liệu trích dẫn trình bày trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Người viết cam đoan

Nguyễn Tiến Hoàng

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, khoa Nông học và toàn thể các thầy cô trong học viện Nông nghiệp Việt Nam đã dìu dắt và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm giúp em làm tốt đề tài tốt nghiệp của mình

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình thực tập

Do thời gian và tình hình dịch bệnh Covid – 19 diễn biến phức tạp nên báo cáo của em còn nhiều thiếu sót và hạn chế, kính mong được sự góp ý của các thầy cô để báo cáo được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tiến Hoàng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ix

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2.Yêu cầu 2

1.2.3 Phạm vi nghiên cứu 2

PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LiỆU NGHIÊN CỨU 4

2.1 Giới thiệu về cây Sâm khoai 4

2.1.1 Tên gọi, nguồn gốc xuất xứ 4

2.2 Những nghiên cứu về đặc điểm cây sâm khoai 6

2.2.1 Đặc điểm thực vật học 6

2.3 Giá trị của sâm khoai 8

2.3.1 Thành phần hóa học của củ sâm khoai 8

2.3.2 Nghiên cứu giá trị sử dụng của củ sâm khoai 12

2.3.3 Nghiên cứu thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học in vitro theo hướng hỗ trợ điều trị đái tháo đường của củ yacon (smallanthus sonchifolius) 13

2.4 Yêu cầu điều kiện sinh thái đối với cây sâm khoai 15

2.4.1 Thời vụ 15

2.4.2 Nhiệt độ 15

2.4.3 Độ ẩm 15

2.4.4 Đất đai 17

2.4.5 Yêu cầu về dinh dưỡng 17

PHẦN III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 Vật liệu nghiên cứu 20

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu: 20

3.2.1 Thí nghiệm 1 20

3.2.2 Thí nghiệm 2 21

3.2.3: Thí nghiệm 3 22

3.3 Thống kê và xử lý số liệu 24

PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

4.1 Đặc điểm hình thái 25

4.1.1 Đặc điểm hình thái của cây Hoàng sin cô 25

4.2 Đánh giá động thái sinh trưởng phát triển và năng suất của cây sâm khoai ở các thí nghiệm thời vụ khác nhau 26

4.2.1: Động thái tăng trưởng chiều cao cây 26

4.2.2 Động thái tăng trưởng đường kính thân 28

4.2.3: Động thái ra lá của sâm khoai qua các thời vụ trồng 30

4.2.4 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây sâm khoai qua các thời vụ tính đến thời điểm tháng 5/8 32

4.3 Đánh giá động thái sinh trưởng phát triển và năng suất của cây sâm khoai ở các thí nghiệm mật độ trồng khác nhau 34

4.3.1 Động thái tăng trưởng chiều cao của cây sâm khoai qua các công thức mật độ trồng khác nhau 34

4.3.2 Động thái tăng trưởng đường kính thân của sâm khoai qua các mật độ trồng khác nhau 36

4.3.3 Động thái tăng trưởng số lá của cây sâm khoai qua các mật độ trồng

khác nhau 37

4.3.4 Năng suất tạm thu của cây sâm khoai qua các mật độ trồng khác nhau 39

4.4 Đánh giá động thái sinh trưởng phát triển và năng suất của cây sâm khoai ở các thí nghiệm phân bón khác nhau 40

4.4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao của cây sâm khoai ở thí nghiệm phân bón hác nhau 40

4.4.2 Động thái tăng trưởng đường kính thân của cây sâm khoai qua các công thức phân bón khác nhau 42

4.4.3 Động thái tăng trưởng số lá của cây sâm khoai qua các công thức phân bón khác nhau: 44

4.4.4 Năng suất tạm thu của cây sâm khoai qua các công thức phân bón khác nhau 46

PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

5.1 Kết luận: 48

5.2 Kiến nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

PHỤ LỤC 52

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Bảng phân loại khoa học của sâm khoai 7

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của củ sâm khoai 9

Bảng 4.1: Động thái tăng trưởng chiều cao cây: 27

Bảng 4.2: Động thái tăng trưởng đường kính thân: 29

Bảng 4.3: Động thái ra lá của cây sâm khoai qua các thời vụ trồng 31

Bảng 4.4: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây sâm khoai qua các thời vụ tính đến thời điểm tháng 5/8 32

Bảng 4.5: Động thái sinh trưởng, phát triển chiều cao cây 34

Bảng 4.6 Động thái tăng trưởng đường kính thân của cây sâm khoai qua các thời vụ trồng khác nhau: 36

Bảng 4.7: động thái ra lá trên cây sâm khoai 38

Bảng 4.8 Năng suất tạm thu của cây sâm khoai qua các mật độ trồng khác nhau 39

Bảng 4.9: Động thái tăng trưởng chiều cao cây 41

Bảng 4.10 Động thái tăng trưởng đường kính thân của cây sâm khoai qua các thời vụ trồng khác nhau: 43

Bảng 4.11 Động thái tăng trưởng số lá của cây sâm khoai qua các công thức phân bón khác nhau: 45

Bảng 4.12 Năng suất tạm thu của cây sâm khoai qua các công thức phân bón khác nhau 46

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1 củ giống được lấy ở xã Y Tý, Lào Cai 26

Hình 4.2: Củ của công thức thời vụ trồng 33

Hình 4.3 Ảnh củ của cây CT1 40

Hình 4.4 Cân củ giống ở mật độ CT1 47

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Cây Sâm khoai (Yacon) (Smallanthus sonchifolius) cây nhiệt đới lâu

năm, cho đến 37% FOS ( chất sơ hòa tan), là cây đa tác dụng, hiện nay nhằm đánh giá ảnh hưởng của thời vụ đến sinh trưởng cây sâm dất trong các giai đoạn Và đánh giá ảnh hưởng mật độ, phân bón đến khả năng sinh trưởng và phát triển, đặc điểm thực vật học và khả năng thích ứng của cây Sâm khoai trồng tại Lai Châu Do đó, thí nghiệm đánh giá sự sinh trưởng bằng các công thức với khoảng cách khác nhau cho thấy ảnh hưởng không rõ rệt chiều cao, số lá, đường kính lá của cây Các công thức thời có sự đột biến cao nhất là vào tháng 3 Cùng với đó thí nghiệm xác định mật độ trồng sâm khoai được bố trí 4 công thức với 360 củ giống tại thị trấn Tam Đường, tỉnh Lai Châu Thí nghiệm bố trí kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (RCB) với 3 lần nhắc lại Cây sinh trưởng ở vườn đồi sản xuất sinh trưởng phát triển tốt Chiều cao của cây đậu sâm khoai tăng dần từ lúc trồng Tuy nhiên, chênh lệch chiều cao cây giữa các mật độ trồng không theo qui luật rõ rệt Sâm khoai là cây trồng lâu năm, lần đầu được trồng tại Lai Châu Thí nghiệm xác định mật độ bước đầu cho thấy cây sâm khoai cho sinh trưởng phát triển tốt nhất ở công thức 2, khoảng cách 80cm x 80cm Tuy nhiên, vẫn cần theo dõi thêm để xác định chính xác mật độ nào là tối ưu và phù hợp nhất

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Hoàng sin cô – Sâm khoai (hay còn còn gọi là Yacon) là một loại cây được tiêu thụ làm thực phẩm và được sử dụng trong y học dân gian để điều trị bệnh tiểu đường, táo bón và các bệnh khác Cây phát triển tốt ở những vùng ấm

áp, sương giá thấp và trong hầu hết các điều kiện, không cần thuốc trừ sâu để bảo vệ khỏi nấm và côn trùng

Sâm khoai là loài thực vật có hoa thuộc họ Cúc, có nguồn gốc từ vùng Andes - Nam Mỹ Ở Việt Nam, Sâm khoai trồng ở một số vùng núi phía Bắc như Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu Củ sâm khoai có vị ngọt, thanh mát, chứa nhiều chất dinh dưỡng có thể thay thế các loại ngũ cốc Theo kinh nghiệm dân gian ở các nước Nam Mỹ, củ sâm khoai tác dụng chữa trị các bệnh đường ruột, đái tháo đường, hạ huyết áp, béo phì (Ojansivua et al., 2011) Thành phần hóa học củ Sâm khoai gồm có fructo-oligosaccharid (FOS), các acid phenolic như acid chlorogenic, L-tryptophan, dẫn suất este của acid caffeic, acid ferulic, tinh dầu có chứa α-pinen, caryophylen, γ-cardinen (Lachman et al., 2003) Trong các thử nghiệm in vitro, dịch chiết từ củ sâm khoai thể hiện các hoạt tính kháng oxi hóa, ức chế enzyme acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BchE) khá đáng kể (Simonovska et al., 2003) Polymatin B và các serquiterpen lacton như uvedafolin, enhydrofolin khác phân lập từ sâm khoai, có tác động gây độc

tế bào theo các con đường khác nhau tùy thuộc từng dòng tế bào như gây apoptosis trên dòng tế bào CCRF-CEM, gây necroptosis trên dòng tế bào CEMADR5000, gây necrosis trên dòng tế bào MIA-PaCa-2, giảm thời gian nghỉ giữa hai phase G2/M đối với dòng tế bào ung thư HeLa (Ford et al., 2015; Kitai

et al., 2017) Một số nghiên cứu in vivo cũng cho kết quả khả quan, chuột ăn thức ăn có bổ sung sâm khoai liều 340 và 6800 mg FOS/kg/ngày có tác dụng giảm tăng cân giảm trọng lượng mỡ trong nội tạng, phục hồi chỉ số lipid máu,

cải thiện dung nạp glucose, tăng độ nhạy insulin (Honoré et al., 2018) Nếu sử dụng sâm khoai trong 90 ngày liên tục có sự giảm đáng kể nồng độ triglycerid, VLDL-c; làm tăng số lượng tế bào β tụy tạng, điều hòa tiết insulin, cải thiện glucose huyết (Habib et al., 2011) Trong thử nghiệm chống trầm cảm bằng mô hình treo đuôi chuột (TST) và bơi bắt buộc (FST), cho chuột uống FOS được chiết xuất từ củ sâm khoai25, 50 và 100 mg/kg có tác dụng làm giảm thời gian bất động của chuột có khác biệt với đối chứng (An et al., 2016)

Sâm khoai là đối tượng tiềm năng làm nguyên liệu để sản xuất các thực phẩm bảo vệ sức khỏe hỗ trợ điều trị các bệnh liên quan đến rối loạn chuyển hóa như cao huyết áp, đái tháo đường, béo phì Ở Việt Nam, các nghiên cứu về sâm khoai còn hạn chế, những khảo sát ban đầu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học làm tiền đề cho những nghiên cứu sâu hơn về sâm khoailà cần thiết

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá sinh trưởng, phát triển, thời vụ trồng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây Hoàng Sin Cô”

Đánh giá ảnh hưởng của thời vụ đến sinh trưởng cây sâm khoai

Đánh giá ảnh hưởng mật độ đến khả năng sinh trưởng và phát triển, đặc điểm thực vật học và khả năng thích ứng của sâm khoai trồng tại Lai Châu

Đánh giá ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sinh trưởng và phát triển, đặc điểm thực vật học của sâm khoai trồng tại Lai Châu

1.2.3 Phạm vi nghiên cứu

Do thời gian thực tập có giới hạn và cây sâm khoai có thời gian sinh trưởng dài nên đề tài tập trung đánh giá giai đoạn đầu của thời gian sinh trưởng sinh dưỡng

PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LiỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Giới thiệu về cây Sâm khoai

2.1.1 Tên gọi, nguồn gốc xuất xứ

Củ sâm khoai hay còn được gọi với các tên như Địa thàng thiên, Tuyết Liên Quả, Sâm khoai, Yacon, Hoàng cinco thực chất tên là Cây yacón, tên khoa

học Smallanthus sonchifolius, là một loài thực vật có hoa trong họ Cúc Loài này

được (Poepp.) H.Rob miêu tả khoa học đầu tiên năm 1978 Sâm khoai là loài cây trồng lâu năm có nguồn gốc Nam Mỹ, được trồng nhiều ở vùng Andes và di thực tới nhiều nơi khác trên thế giới như Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, Nepal, Việt Nam Nó được biết đến với thân rễ củ giòn, có vị ngọt đặc trưng Cấu trúc và hương vị đã được mô tả như là một sự pha trộn dịch vị giữa một quả táo tươi và dưa hấu Nó đã được giới thiệu vào thị trường nông sản và các cửa hàng thực phẩm thiên nhiên ở Mỹ

Sâm khoai là loài cây trồng lâu năm có nguồn gốc Nam Mỹ, được trồng nhiều ở vùng Andes và di thực tới nhiều nơi khác trên thế giới như Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, Nepal, Việt Nam Nó được biết đến với thân rễ củ giòn,

có vị ngọt đặc trưng Cấu trúc và hương vị đã được mô tả như là một sự pha trộn dịch vị giữa một quả táo tươi và dưa hấu Nó đã được giới thiệu vào thị trường nông sản và các cửa hàng thực phẩm thiên nhiên ở Mỹ

Cây tạo ra hai loại rễ: rễ sinh trưởng và rễ tích trữ Rễ sinh trưởng phát triển ngay dưới bề mặt đất và tạo ra các mầm sinh trưởng mới mà sẽ trở thành các bộ phận trên không của mùa sau Phần rễ tích trữ lớn và ăn được nhìn như

củ khoai lang, nên trong tiếng Việt cây được biết đến với tên gọi sâm khoai

Những rễ ăn được này có chứa fructo oligosaccharides (FOS – chất xơ hòa tan), tạo cho nó một hương vị ngọt ngào và làm cho sâm khoai được khuyến cáo cao cho bệnh nhân tiểu đường

Sâm khoai thể phát triển lên đến 2 mét chiều cao và ra hoa màu vàng,nhỏ,khó thấy ở cuối của mùa sinh trưởng của cây Không giống như nhiều loại rau củ khác được thuần hóa bởi người Inca (ulluco, OCA), Yacón không mãn cảm với quang kỳ, và có thể sản xuất kinh doanh ở vùng nhiệt đới

Sâm khoai với tỉ lệ cao fructo oligosaccharides (FOS – chất xơ hòa tan),

có nghiên cứu cho biết Sâm khoai có đến 37% FOS theo trọng lượng khô FOS

là nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên, giúp hạ đường huyết, cải thiện hoạt động của các loại vi khuẩn đường ruột có lợi và các tác dụng tốt khác trên đường tiêu hóa Ở Việt Nam rất nhiều người nghĩ rằng sâm khoaiđất có nguồn gốc từ Tân Cương Trung Quốc

Thực tế, sâm khoai có nguồn gốc từ Nam Mỹ Chúng được trồng và làm thực phẩm từ rất lâu rồi từ vùng núi Andes (từ phía nam Colombia tới phía bắc Achentina) với tên gọi yacon Sau này sâm khoaiđất được đem giống đi trồng ở khắp nơi từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, New Zealand, Australia…

Khoảng hơn một chục năm trở lại đây sâm khoaiđất được du nhập và trồng ở các vùng cao phía bắc Việt Nam Hầu hết trong số chúng được nhập giống từ Trung Quốc về Vậy nên đôi khi có sự nhầm lẫn của nhiều người rằng loại cây này có nguồn gốc Từ Trung Quốc

2.2 Những nghiên cứu về đặc điểm cây sâm khoai

2.2.1 Đặc điểm thực vật học

Sâm khoai hay còn gọi cây yacon, địa tàng thiên (danh pháp khoa học: Smallanthus sonchifolius) là một loài thực vật có hoa trong họ Cúc Loài này được (Poepp.) H.Rob miêu tả khoa học đầu tiên năm 1978

Bảng 2.1 Bảng phân loại khoa học của Sâm khoai

- Bộ rễ: Cây tạo ra hai loại rễ: rễ sinh trưởng và rễ tích trữ Rễ sinh

trưởng phát triển ngay dưới bề mặt đất và tạo ra các mầm sinh trưởng mới mà sẽ trở thành các bộ phận trên không của mùa sau Phần rễ tích trữ lớn và ăn được

nhìn như củ khoai lang, nên trong tiếng Việt cây được biết đến với tên gọi sâm

khoai rễ sâm khoai phát triển tốt theo chiều rộng trên bề mặt đất nên có thể

giữ cho cây không bị đổ ngã

- Thân cao lên đến 2 mét, thường mọc thẳng đứng với phần thân nhẵn và

phân thành nhiều nhánh, khả năng phân cành rất tốt, mỗi nách lá đều có thể phân hóa chồi để phát triển thành cành Lá hình trái tim, bản lá dài 10-15cm, rộng 6-10 cm tùy vị trí, mép lá có viền răng cưa, cuống lá dài 6-8cm Sâm khoai có lá hình tim viền răng cưa, hoa màu vàng, nhỏ, khó thấy ở cuối của mùa sinh trưởng của cây

- Củ sâm khoai: củ có hình thoi, dài 12-15cm, rộng 6-8cm Củ dự trữ

nhiều nước, mọng nước Có màu nâu, khi tách vỏ củ có màu vàng, vàng nhạt Chất dinh dưỡng và các thành phẩm quý giá nằm hết ở phần này

2.3 Giá trị của sâm khoai

2.3.1 Thành phần hóa học của củ sâm khoai

Sâm khoai đã được thuần hóa thành cây trồng và được sử dụng tại nhiều vùng như một loại thuốc dân gian truyền thống cho những người bị bệnh tiểu đường và rối loạn tiêu hóa, thận Tuy nhiên, các đặc tính y học của cây này và các loại thực phẩm chế biến của nó vẫn chưa được hoàn thiện Nghiên cứu này điều tra tác dụng chống oxy hóa mạnh của lá trà thảo mộc từ yacon trong các mô hình gốc tự do khác nhau và mô hình khử sắt Dịch chiết bằng nước nóng thể hiện năng suất tổng số polyphenol cao nhất và tác dụng loại bỏ gốc 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl (DPPH) trong số bốn chất chiết được chuẩn bị bằng nước nóng, metanol, etanol và ethylacetat Ngoài ra, khả năng khử cao hơn của chiết xuất nước nóng cũng được chứng minh tương tự trong số các chiết xuất này Nồng độ thay đổi của chiết xuất nước nóng dẫn đến các hoạt động nhặt rác khác nhau trong bốn mô hình gốc tự do tổng hợp: gốc DPPH (EC50 28,1 μg / mL), gốc cation 2,2'-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic) (EC50 23,7 μg / mL), gốc galvinoxyl (EC50 3,06 μg / mL) và gốc cation chlorpromazine (EC50

475 μg / mL) Chiết xuất lá trà yacon còn chứng minh thêm tác dụng loại bỏ gốc superoxide anion (O2 (-)) trong phenazine methosulfate-NADH-nitroblue tetrazolium (EC50 64,5 μg / mL) và hệ thống xét nghiệm xanthine oxidase (EC50 20,7 μg / mL) Sau đó, ủ các tế bào bạch cầu trung tính của người với sự hiện diện của chiết xuất lá trà có thể ngăn chặn sự tạo ra gốc O2 (-) tế bào (IC50 65,7 μg / mL) trong một mô hình tế bào được kích hoạt bởi phorbol 12-myristate 13-acetate Những kết quả này hỗ trợ lá trà yacon có thể là một nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên tốt để ngăn ngừa các rối loạn qua trung gian gốc O2 (-)

Sâm khoai đã được coi là một nguồn thực phẩm thay thế mạnh mẽ cho những bệnh nhân cần chữa bệnh bằng chế độ ăn uống trong khu vực, trong khi phần lá đã được cung cấp và tiêu thụ như một loại trà thảo mộc tại các thị trường

địa phương Ở đây, chúng tôi đã chứng minh tác dụng chống oxy hóa mạnh mẽ của lá trà từ yacon trong các xét nghiệm gốc tự do khác nhau, làm giảm công suất thử nghiệm và xét nghiệm tạo gốc anion superoxide tế bào Kết quả hỗ trợ

lá trà yacon có thể là một nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên tốt để ngăn ngừa các rối loạn qua trung gian gốc O2 (-)

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của sâm khoai

Components % Theo Moscatto

&cs Theo Lobo & cs Theo Riberio

để xác nhận các tuyên bố về sức khỏe có thể có của chúng Yacon được giới thiệu đến New Zealand vào năm 1966, và các sản phẩm của nó hiện có thể được sản xuất trên quy mô thương mại Bài báo này đánh giá các tài liệu được xuất bản chủ yếu trong 10 năm qua liên quan đến các đặc tính liên quan đến sức khỏe của yacon như một loại thực phẩm lành mạnh và các thành phần hoạt tính sinh học của nó, ví dụ, fructooligosaccharides Tài liệu được lấy từ Web of Science, PubMed, EBSCO Health và Google Scholar cho đến tháng 6 năm 2019 Các thị trường tiềm năng cho yacon trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm và các ứng dụng liệu pháp ăn kiêng mới đã được thảo luận Hơn nữa, các tính năng độc đáo của xi-rô yacon do New Zealand sản xuất được giới thiệu như một nghiên cứu điển hình Bài báo khám phá nền tảng khoa học để đáp ứng mối quan tâm ngày càng tăng của công chúng về lý do và cách sử dụng yacon

Tác dụng chống tiểu đường của rễ yacon đã được chứng minh trên các mô hình động vật và nghiên cứu trên người Sự cải thiện các thông số sinh hóa ở chuột mắc bệnh tiểu đường loại 1 đã được quan sát thấy sau khi điều trị bằng đường uống bằng chiết xuất nước của rễ cây yacon Tác dụng hạ đường huyết của chiết xuất củ yacon và thành phần phenolic của chúng, axit chlorogenic, đã được chứng minh trên chuột mắc bệnh tiểu đường Habib và cộng sự báo cáo rằng việc sử dụng bột yacon giàu FOS cho chuột mắc bệnh tiểu đường trong 90 ngày dẫn đến giảm đáng kể triacylglycerol huyết tương lúc đói và nồng độ lipoprotein tỷ trọng rất thấp nhưng lại tăng nhẹ nồng độ insulin huyết tương lúc đói, như cũng như giảm đáng kể nồng độ malondialdehyde ở cả gan và thận Malondialdehyde là một dấu hiệu của quá trình oxy hóa chất béo có hại Hơn nữa, một chế độ ăn giàu yacon đã được chứng minh là cải thiện tình trạng kháng insulin ở chuột kháng insulin có thể giúp kiểm soát đường huyết Trong một thử nghiệm có đối chứng với các đối tượng cao tuổi (trên 60 tuổi), việc tiêu thụ 18 g

bột yacon đông khô có chứa 7,4 g FOS hàng ngày trong 9 tuần làm giảm lượng glucose trong huyết thanh, nhưng không thấy giảm lipid huyết thanh

Tác dụng của yacon đối với việc kiểm soát cân nặng và ngăn ngừa béo phì chủ yếu liên quan đến hàm lượng cao của FOS không tiêu hóa và các hợp chất phenolic Cho chuột ăn bột yacon trong 12 tuần đã chứng minh sự cải thiện của

mỡ nội tạng và các thông số trao đổi chất Việc sử dụng chiết xuất dạng nước của rễ cây yacon chứa 4,3% fructan (1 mL chiết xuất cho mỗi kg trọng lượng cơ thể) trong bảy tuần đã được chứng minh là cải thiện cấu hình lipid bằng cách giảm nồng độ triacylglycerol và tăng nồng độ cholesterol lipoprotein mật độ cao

ở chuột mắc bệnh tiểu đường Trong các nghiên cứu trên người, việc tiêu thụ đồ uống sáng hàng ngày chứa 25 g bột yacon trong sáu tuần của người lớn thừa cân (BMI 30 ± 2,4 kg m − 2, mỡ cơ thể 40 ± 6,7%) dẫn đến giảm trọng lượng cơ thể,

mỡ cơ thể, chu vi vòng eo và đường kính bụng sagittal

Về mặt thúc đẩy sức khỏe đường tiêu hóa, Utami et al đã chứng minh rằng so với FOS thương mại, tiêu thụ củ yacon (chứa cùng một lượng FOS) thúc đẩy sự phát triển của Bifidobacteria và Lactobacillus trong manh tràng chuột, dẫn đến nồng độ SCFAs lớn hơn Họ kết luận rằng củ yacon có nhiều tác dụng thuận lợi hơn trong việc duy trì sức khỏe đại tràng so với các nguồn FOS khác Người ta đã đề xuất rằng củ yacon cũng chứa tinh bột kháng và polyphenol, cả hai đều góp phần tạo ra sự khác biệt trong môi trường ruột

Trong các mô hình động vật có hành vi tuyệt vọng (chuột), các tác dụng giống như thuốc chống trầm cảm đã được quan sát thấy sau khi sử dụng các oligosaccharid loại inulin chiết xuất từ rễ cây yacon; kết quả cho thấy rằng tiêu thụ yacon có khả năng điều trị bệnh nhân trầm cảm

Các tác dụng phụ có thể xảy ra của yacon đã được nghiên cứu trên các mô hình động vật và nghiên cứu trên người Báo cáo cho rằng không có độc tính và tác dụng phụ bất lợi nào được quan sát thấy ở chuột sau bốn tháng tiêu thụ

thường xuyên bột rễ yacon cung cấp 340 mg FOS cho mỗi kg trọng lượng cơ thể (liều lượng này có thể là giới hạn trên khả năng chịu đựng của con người trong thời gian dài -các thử nghiệm hàng kỳ); trong một nghiên cứu trên người, không

có tác dụng phụ nào sau 120 ngày bổ sung xi-rô yacon cung cấp 0,14 g FOS cho mỗi kg trọng lượng cơ thể Tuy nhiên, có những tác dụng phụ được báo cáo trong hai nghiên cứu Một nghiên cứu đã báo cáo sự phát triển của các tổn thương thận ở chuột sau 30 ngày điều trị bằng đường uống với chiết xuất lá yacon trong nước, trong đó terpenoit được đề xuất là hợp chất độc hại chính trong lá yacon Một nghiên cứu khác đã báo cáo sự phát triển của các phản ứng phản vệ ở một phụ nữ 55 tuổi sau khi ăn phải rễ cây yacon Đây dường như là một phản ứng riêng lẻ, nhưng cần có các nghiên cứu sâu hơn để điều tra tính an toàn của yacon được sử dụng như thực phẩm chức năng

2.3.2 Nghiên cứu giá trị sử dụng của củ sâm khoai

Sử dụng làm thực phẩm chức năng: Thực phẩm chức năng đang là tâm điểm của nhiều nghiên cứu trên toàn thế giới Điều này được chứng minh bởi những tác động của chúng đối với sức khỏe cộng đồng và do đó quan tâm đến việc làm sáng tỏ các cơ chế liên quan đến hành động của chúng Đánh giá này nhằm mục đích mở rộng các cuộc thảo luận về các đặc tính chức năng của yacon (Smallanthus sonchifolius), được coi là một loại thực phẩm có nhiều chức năng

vì nó sở hữu các hợp chất hoạt tính sinh học (chất chống vi khuẩn, chất chống oxy hóa và probiotic) có tác dụng có lợi cho cơ thể Mặc dù một số nghiên cứu

đã chứng minh một số chức năng này, nhưng bằng chứng lâm sàng rất khan hiếm, do đó cần phải tiến hành nhiều nghiên cứu hơn nữa trong lĩnh vực này Tuy nhiên, vì sự sẵn có của loại thực phẩm này trên thị trường là tương đối mới, nên tính phổ biến của nó phụ thuộc vào các ấn phẩm nhằm mục đích giáo dục người tiêu dùng và phát triển các sản phẩm mới của ngành công nghiệp thực phẩm

2.3.3 Nghiên cứu thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học in vitro theo hướng hỗ trợ điều trị đái tháo đường của củ yacon (smallanthus sonchifolius)

Gốc tự do và stress oxy hóa là một trong những nguyên nhân quan trọng gây bệnh đái tháo đường tuýp 2 Việc tăng đường huyết góp phần tạo ra các gốc

tự do ROS dẫn đến stress oxy hóa, làm giảm chức năng của các tế bào β đảo tụy Ngoài ra, việc tăng glucose nội bào còn gây tăng oxy hóa glucose và tăng lượng NADH và FADH2 đi vào chuỗi vận chuyển điện tử của ty thể, làm tích lũy electron trong coenzymee Q dẫn đến sự hình thành các gốc tự do superoxide gây suy giảm hệ thống kháng oxy hóa của cơ thể Bên cạnh liệu pháp ức chế enzymee chuyển hóa, các chất kháng oxy hóa tự nhiên sẽ giú p điều hòa sự chuyển hóa carbohydrat làm chậm sự tiến triển của bệnh đái tháo thường tuýp 2 (Panahi et al., 2017) Theo kết quả thu được, củ yacon thu hái tại Y Tý (Lào Cai)

có thành phần gồm nhiều hợp chất hóa thực vật quan trọng, đáng chú ý là nhóm hợp chất polyphenol gồm các flavonoid, acid phenolic như acid chlorogenic, acid caffeic, acid ferulic và nhóm hợp chất polysaccharid chủ yếu là các oligofructan (FOS) Các hợp chất này được xem đóng vai trò then chốt mang lại tác dụng quý giá cho yacon Flavonoid và các acid phenolic được xem là nguồn kháng oxi hóa và chống lão hóa tự nhiên, nhờ cấu trúc phân tử có chứa nhiều nhóm hydroxy linh động, có khả năng trung hòa các gốc tự do nội ngoại sinh, các phenolic còn ức chế nhiều enzyme chuyển hóa và hỗ trợ điều trị nhiều bệnh mãn tính Củ yacon có hàm lượng polyphenol là 62,8 mgGAE/g, mang lại tác động kháng oxi hóa khá đáng kể, trên thử nghiệm DPPH, nồng độ ức chế 50% gốc tự do của cao phân đoạn ethyl acetat là 1,67 μg/mL gấp 5,27 lần so với acid ascorbic Theo báo cáo của Habib et al (2015) cao chiết nước yacon đã làm giảm lượng MDA trong gan và thận trên chuột đái tháo đường, đưa các chỉ số cholesterol, triacylglycerid và acid béo ở gan về mức độ bình thường Mặt khác,

trong thử nghiệm ức chế enzyme α-amylase và αglucosidase, các cao chiết từ yacon cũng đã thể hiện được hoạt tính ức chế các enzyme này khá tốt, trong đó điển hình nhất là cao ethyl acetat khi đối chiếu với acarbose Trong quá trình chuyển hóa tinh bột thành glucose, hai enzyme αamylase và α-glucosidase đóng vai trò chìa khóa xúc tác cho phản ứng phân giải các liên kết O-glycosid tạo thành mantose và mantose thành glucose, từ đó làm tăng nồng độ glucose trong máu Các cao chiết yacon có tác động ức chế hoạt động các enzyme này, ngăn chặn sự chuyển hóa tinh bột thành glucose dẫn đến giảm nồng độ glucose trong máu, góp phần hỗ trợ điều trị đái tháo đường tuýp 2 Thêm vào đó, các oligo-fructan cấu trúc fructosyl có liên kết β (2→1) glycosid được xem là các chất xơ tan, không bị thủy phân và không hấp thu ở ruột có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa, bảo

vệ tim mạch và ngăn ngừa ung thư đường ruột (Kumar et al., 2019) Các oligofructan cũng được xem như nguồn kháng oxy hóa quan trọng có trong nhiều loài dược liệu Hơn nữa theo nghiên cứu của Oliveira et al (2013) các hợp chất FOS trong củ yacon giúp giảm lượng nước và thức ăn tiêu thụ từ đó giúp cải thiện các thông số về đường huyết, cholesterol tổng số, VLDL-c, LDL-c, triacylglycerid, hỗ trợ điều trị đái tháo đường tuýp 1

Sâm khoai có chứa thành phần hóa học chính là các phenolic và polysaccharid dạng oligo-fructan Theo đó các cao chiết từ củ yacon có khả năng kháng oxi hóa mạnh Trên các thử nghiệm ức chế α-amylase và α-glucosidase cao ethyl acetat cũng thể hiện hoạt tính mạnh khi đối chiếu với acarbose Củ sâm khoai là dược liệu rất có triển vọng để phát triển nhóm sản phẩm định hướng hỗ trợ điều trị đái tháo đường kèm theo hội chứng rối loạn lipid máu và các bệnh tim mạch

2.4 Yêu cầu điều kiện sinh thái đối với Sâm khoai

Sâm có thể sinh trưởng phát triển trong phổ nhiệt độ biến động rộng từ

0-40oC, cây thậm chí còn chịu đựng được ở mức nhiệt độ âm độ C điều kiện thuận lợi nhất cho cây sinh trưởng là nhiệt độ 18 - 25oC, độ ẩm 78%, lượng mưa 850-1500mm/năm Sâm khoai là cây nhiệt đới rất phù hợp với Việt Nam, Sâm khoai

có thể sống ở nhiệt độ từ 0-40oC, có khả năng mọc trên mọi loại đất, trừ đất trũng

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, ấm quanh năm, ẩm độ cao Chế

độ nhiệt độ không khí trung bình ngày để cây sinh trưởng phát triển, ra hoa, kết quả thuận lợi là từ 20-25oC, nhiệt độ tối thấp trong đêm mùa đông không nên thấp hơn 0oC và nhiệt độ tối cao ngày nắng hè không vượt quá 40oC thì cây sinh trưởng phát triển bình thường

2.4.4 Đất đai

Cây sâm khoai không đòi hỏi quá khắt khe về điều kiện đất đai, cây có thể sinh trưởng phát triển trên các loại đất phù sa, đất bãi bồi ven sông, đất thịt nhẹ hoặc nặng, đất cát pha, đất giàu dinh dưỡng hoặc bạc màu giống như nhiều cây trồng cạn khác., có đủ nước và dinh dưỡng Trồng tại Việt Nam có thể bố trí

ở vùng đất dốc đến 45 độ, đất bãi ven sông, đất đồi Thành phần dinh dưỡng trong đất không đòi hỏi quá khắt khe, nếu đất nghèo dinh dưỡng, có thể bổ sung phân bón cho phù hợp Tuy nhiên nếu gieo trồng trên đất tốt, cây cho năng suất cao và chất lượng tốt hơn Với loại cây khá dễ tính này có thể quy hoạch vùng trồng theo hướng hữu cơ để nâng cao giá trị sản phẩm

Đất phải thoáng, mát cao trên 2500m so với mực nước biển Nơi có khả năng thoát nước tốt và có hàm lượng hữu cơ cao

Sâm khoai thích hợp nhất với môi trường pH đạt giá trị trung tính (6-7,5)

là phù hợp nhất Nếu pH<5 khả năng hình thành nốt sần hữu hiệu giảm và ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình dinh dưỡng đạm, khả năng tích luỹ chất khô của cây Do đó việc cung cấp (Ca) cho đất để điều chỉnh pH là rất quan trọng trong sản xuất thâm canh tăng năng suất

2.4.5 Yêu cầu về dinh dưỡng

a Yêu cầu về đạm

Lượng đạm sđ hấp thu khá lớn Sđ hấp thu đạm nhiều nhất ở giai đoạn sau khi trồng được 3 tháng, cây bắt đầu hình thành củ và phát triển thân, cành, lá Đạm chiếm tỷ lệ khá lớn trong thân lá của cây

Nitơ là một trong các thành phần quan trọng của axit amin để cấu tạo nên Protein trong củ Nitơ cấu tạo nên các cơ quan từ các axit Nucleic, là thành phần không thể thiếu được của diệp lục Thiếu Nitơ làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất diệp lục, làm đảo lộn quá trình trao đổi chất Nếu thiếu

nghiêm trọng cây còi cọc, lá vàng nhanh, cây mềm yếu, rễ kém phát triển do

đó khả năng tích luỹ chất khô giảm, các yếu tố cấu thành năng suất giảm và năng suất giảm đáng kể

b Yêu cầu về lân:

Tuỳ theo mức độ thiếu lân mà cây có những phản ứng khác nhau Trong trường hợp thiếu nặng lá có màu vàng, quắt lại Khi gặp rét rễ cây không lấy được lân, khi thời tiết ấm áp, đất tơi xốp cây có thể tự phục hồi nhanh chóng

Tuy nhiên, một số cây khả năng hút lân chậm và hiệu quả hút lân thấp

nên người sản xuất phải bón một lượng lân khá lớn

c Yêu cầu về Kali

Trong cây, kali tồn tại dưới dạng muối vô cơ hoà tan và muối của axit hữu cơ trong tế bào Bộ phận non hoạt động sinh lý mạnh thường chứa nhiều kali Kali dễ dàng vận chuyển từ bộ phận già đến bộ phận non của cây

Kali tham gia vào các hoạt động của các enzim và là chất điều chỉnh xúc tác, làm tăng cường mô cơ giới, tăng tính chống đổ của cây Thiếu kali quá trình tổng hợp đường đơn và tinh bột, vận chuyển gluxít, khử nitrat, tổng hợp prôtêin và phân chia tế bào không thực hiện được

d Yêu cầu về các yếu tố trung và vi lượng

Canxi cần cho sự phát triển ban đầu của rễ Thiếu canxi rễ chuyển sang

màu nâu rồi dần dần suy yếu khả năng hút chất dinh dưỡng Trong đất trồng sâm khoai hàm lượng canxi có thể lớn gấp 10 lần kali Vùng nhiệt đới ẩm thường có hàm lượng canxi dễ tiêu thấp, do đó bón vôi đã trở thành tập quán

từ lâu đời

Magiê là thành phần quan trọng của diệp lục và có vai trò rất quan

trọng trong việc tăng năng suất củ Thiếu Mg có thể làm suy giảm năng suất

củ đến 15%

Lưu huỳnh là thành phần của nhiều loại axít amin quan trọng trong

cây, lưu huỳnh có mặt trong thành phần prôtêin của đậu xanh Thiếu lưu huỳnh, sự sinh trưởng của cây bị cản trở, lá có biểu hiện vàng nhạt, cây chậm phát triển

Ngoài ra, một số nguyên tố vi lượng khác Bo, Fe, Cu, Zn, Mn… cũng đóng vai trò quan trọng đối với năng suất cây Cây có thể hấp thu các chất này từ đất đủ cho quá trình sinh trưởng phát triển của cây, do đó ít phải bổ sung các loại vi lượng này

PHẦN III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu nghiên cứu

- Củ sâm khoai thu hái tại xã Y Tý (Lào Cai) vào tháng 1/2022

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu:

- Thời gian: từ tháng 22/1 đến 5 tháng 8 năm 20022

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ, mật độ trồng và các mức phân bón khác nhau đến sinh trưởng và phát triển của cây sâm khoai ( smallanthus sonchifolius)

3.2.1 Thí nghiệm 1

Đánh giá ảnh hưởng của các thời vụ trồng khác nhau đên sinh trưởng,

phát triển của ây sâm khoai tại huyện Tam Đường tỉnh Lai Châu

- Thí nghiệm được thực hiện với 3 công thức, mỗi công thức 3 lần lặp, mỗi lần lặp 10 cây (3 hàng x 10 cây/hàng) Thí nghiệm được bố trí trên đất vườn

rừng

+ Thời vụ 1 Trồng vào giữa tháng 13/2/2022

+ Thời vụ 2 Trồng vào giữa tháng 14/3/2022

+ Thời vụ 3 Trồng vào giữa tháng 4/4/2022

- Tổng số cây thí nghiệm 10 cây/công thức x 3 lần lặp/công thức x 3 công

thức = 90 cây

Phân vi sinh hữu cơ: 75kg, Super lân: 16kg và 18kg phân

NPK (15:5:25)

- Mật độ: Khoảng cách cây cách cây, hàng cách hàng là ( 90 – 90 ) :

12345,68

* Chỉ tiêu theo dõi

- Theo dõi động thái tăng trưởng chiều cao cây, số lá, đường kính thân

3.2.2 Thí nghiệm 2

Ảnh hưởng của các mức phân bón đến sinh trưởng phát triển cây sâm khoai Bố trí thí nghiệm: Theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCB), với 4 công thức, 3 lần nhắc lại

- Các công thức thí nghiệm:

Công thức 1: 1kg phân vi sinh + 0,03kg phân lân + 0,02kg NPK

(15:5:25)

Ngày trồng đến ngày theo dõi cuối cùng: 26/1/2022 – 5/8/2022

Công thức 2: : 1kg phân vi sinh + 0,03kg phân lân + 0,03kg NPK

(15:5:25)

Ngày trồng đến ngày theo dõi cuối cùng: 26/1/2022 – 5/8/2022

Công thức 3: 1kg phân vi sinh + 0,03kg phân lân + 0,04kg NPK

(15:5:25)

Ngày trồng đến ngày theo dõi cuối cùng: 26/1/2022 – 5/8/2022

Công thức 4: : 1kg phân vi sinh + 0,03kg phân lân + 0,05kg NPK

(15:5:25)

Ngày trồng đến ngày theo dõi cuối cùng: 26/1/2022 – 5/8/2022

* Chỉ tiêu theo dõi:

- Theo dõi động thái tăng trưởng chiều cao cây, số lá, đường kính thân

Ngày trồng đến ngày theo dõi cuối cùng: 26/1/2022 – 5/8/2022

- Ngày trồng đến ngày kết thúc theo dõi:

* Chỉ tiêu theo dõi

- Theo dõi động thái tăng trưởng chiều cao cây, số lá, đường kính thân

3.3 Thống kê và xử lý số liệu

Các số liệu thu được trong quá trình thí nghiệm được tổng hợp và xử lý thống kê theo chương trình IRRISTAT 5.0 và chương trình EXCEL 2010

PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đặc điểm hình thái

4.1.1 Đặc điểm hình thái của cây sâm khoai

Sâm khoai là loại cây có thân mềm, vỏ nhẵn, mọc thẳng đứng hoặc hơi nghiêng, ít phân nhánh, thân yếu có lớp lông mịn màu trắng, xám bao bọc, lớp lông này dày Màu sắc trên thân thường có màu xanh Thân cây có hình trụ đến góc cạnh và rỗng khi cây trưởng thành Thời kì trước khi cây có 2 lá mầm thì tốc độ tăng trưởng của thân chậm sau đó mới tăng nhanh dần đến khi thân cao khoảng 15cm

Màu sắc thân mầm: Cây sâm khoai khi còn non thân có màu xanh Màu

sắc thân mầm dễ quan sát ở thời kì cây có từ 3 lá thật trở xuống, khi cây trưởng thành thân cây chủ yếu có màu xanh nên rất khó phân biệt

Củ giống là hệ thống củ con được mọc phía trên của chùm củ thu hoạch Thường là những củ nhỏ có vỏ màu tím, có chồi mắt để mọc thành cây Sau mỗi

vụ thu hoạch, người dân thường tách củ giống để riêng ở nơi khô ráo, thoáng mát để dành củ giống cho năm sau trồng

Đặc điểm của củ giống trước khi trồng:

- Màu sắc: Có vỏ màu tím

- Mỗi củ con có khoảng từ 3-5 mắt chồi

- Củ thường có chiều dài từ 15 cm đến 20cm, có khối lượng trung bình

là 1,5kg

Hình 4.1 củ giống được lấy ở xã Y Tý, Lào Cai 4.2 Đánh giá động thái sinh trưởng phát triển và năng suất của cây sâm khoai ở các thí nghiệm thời vụ khác nhau

4.2.1: Động thái tăng trưởng chiều cao cây

Chiều cao cây là một đặc trưng của giống Chiều cao cây là một trong những nhân tố tạo nên cấu trúc cây, ảnh hưởng mạnh mẽ tới số lá trên cây, và đặc biệt có ý nghĩa với các loại cây trồng

Tuy nhiên chiều cao cây còn phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa, kĩ thuật chăm sóc Do vậy cần áp dụng các biện pháp canh tác thích hợp sẽ tạo điều kiện cho cây phát triển nhanh

Động thái tăng trưởng chiều cao cây phản ánh tốc độ tăng trưởng của cây qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển Được theo dõi theo chu kì 20

ngày/ 1 lần bắt đầu từ khi ở vườn sản xuất đến khi ngừng theo dõi Ta được kết quả như bảng dưới đây:

Bảng 4.1: Động thái tăng trưởng chiều cao cây:

1 Chiều cao cây tiếp tục tăng trưởng rõ rệt ở sau 80 ngày khi cây mọc cao nhất vẫn là công thức 3 là 30,97 và thấp nhất ở công thức 1 là 27,42

Qua kết quả theo dõi ta thấy chiều cao cây có sự chênh lệch khác nhau không rõ rệt ở 3 công thức và không có sự sai khác, chiều cao cây vẫn tăng dần qua các giai đoạn