Từ chất kích thích tăng trưởng auxin đến thuốc diệt cỏ

Trong tự nhiên, auxin chính là những hóc-môn giúp thực vật tăng trưởng. Tuy nhiên, khi được tổng hợp thành các chất khác, trong đó có thuốc diệt cỏ, auxin có thể gây hại cho con người là có thật.

Auxin: Những chất kích thích tăng trưởng

So sánh quả trong tự nhiên (bên trái) với quả đã được xử lý bằng chất kích thích tăng trưởng (bên phải). (Ảnh: Plant-hormones.info )

Chất kích thích tăng trưởng “auxin” bắt nguồn từ ngôn ngữ Hy Lạp – auxein, có nghĩa là tăng trưởng.

Thông thường, các hợp chất được gọi là auxin nếu chúng có khả năng kích thích các tế bào thực vật phát triển, mặt khác, bản chất của chúng tương đồng với axít indoleacetic (chất kích thích tăng trưởng đầu tiên được phân lập) về mặt sinh lý học.

Auxin là những hóc-môn tăng trưởng thực vật đầu tiên được con người khám phá. Charles Darwin là một trong những nhà khoa học đầu tiên theo đuổi nghiên cứu về nó. Phần lớn các kiến thức hiện nay của chúng ta về những chất kích thích tăng trưởng là dựa vào việc ứng dụng nó.

Auxin là nhóm chất điều hoà sinh trưởng của thực vật thường gặp trong thiên nhiên. Với lượng nhỏ, A có tác dụng kích thích sinh trưởng, nhưng với lượng lớn lại có tác dụng kìm hãm.

Trong số các chất tiêu biểu, phải kể đến axit β - indolylaxetic (IAA), axit α - naphtylaxetic. Auxin được hình thành liên tục trong đỉnh sinh trưởng của thân và rễ cây. Auxin điều chỉnh tốc độ mở rộng của tế bào trong vùng sinh trưởng của đỉnh thân cây và liên quan đến phản ứng uốn cong trong tính hướng ánh sáng, hướng đất.

Auxin kích thích sinh trưởng của ống phấn và các sản phẩm của nó trong quá trình sinh trưởng của hạt, kích thích phát triển của quả và vỏ quả ở thịt quả. Auxin ức chế sinh trưởng của các chồi bên, tác động hỗ trợ với giberelin và xitoquinin trong phân chia tế bào và biệt hoá các tầng phát sinh. Auxin đối kháng với axit abxisic trong hiện tượng rụng lá.

Auxin được hình thành liên tục trong đỉnh sinh trưởng của thân và rễ cây... (Ảnh: nsf.gov)

Từ auxin đến thuốc diệt cỏ

Các chất kích thích tăng trưởng tổng hợp mở đầu cho kỷ nguyên của thuốc diệt cỏ hữu cơ. Vào những thập niên 1940, các loại thuốc này ra đời sau một chương trình nghiên cứu dài hạn về các chất kích thích thực vật tăng trưởng – auxin.

Người ta đã tổng hợp được Auxin để sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp: NAA (axit naphtylaxetic) được dùng như hocmon ra rễ và nảy mầm; 2, 4 D dùng diệt cỏ và thay đổi sự phát triển của quả; 2,4,5- T ( axít Trichlorophenoxyacetic) là thuốc diệt cỏ.

2,4-D là thuốc diệt cỏ được tổng hợp từ các auxin, là thuốc diệt cỏ tán rộng Hiện nay chủ yếu 2,4-D được sử dụng trong những hỗn hợp pha trộn với các loại thuốc diệt cỏ khác, có vai trò như một chất tăng cường tác dụng. Nó đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Chỉ tính riêng tại Mỹ, 2,4-D là chất diệt cỏ thông dụng đứng hàng thứ ba.

2,4,5-Trichlorophenoxyacetic a-xít (2,4,5-T) là loại thuốc diệt cỏ được sử dụng rộng rãi cho tới khi chúng bị rút dần ra khỏi thị trường vào cuối thập niên 1970. Bản thân 2,4,5-T chỉ là một chất có độc tính vừa phải. Lượng uống có thể gây độc hại cho chuột là 389 mg/kg trọng lượng. Tuy nhiên quá trình sản xuất 2,4,5-T đã tạo ra một lượng 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD).

TCDD lại thực sự vô cùng độc hại đối với con người. Ở một nhiệt độ thích hợp, quá trình sản xuất 2,4,5-T có thể sản sinh 0,005 ppm TCDD. Nhiều kiểm nghiệm cá nhân sau đó cho thấy có nhiều mẻ, hàm lượng TCDD lên tới 60 ppm.

2,4,5-T bị cấm lưu hành tại Mỹ vào năm 1983, đó là vào thời điểm cộng đồng vô cùng nhạy cảm trước các hiểm họa hoá chất trong môi trường. Cộng đồng quan tâm đến các chất dioxin ngày càng nhiều. Các sản phẩm và những hóa chất khác không phải là thuốc diệt cỏ, có khả năng chứa độc chất TCDD lần lượt bị rút ra khỏi thị trường.

Hơn thế nữa, hỗn hợp giữa 2,4,5-T, 2,4-D, và picloram đã tạo ra chất độc màu da cam - Agent Orange. Agent Orange được quân đội Mỹ sử dụng tại Việt Nam từ tháng 1/1965 và 4/1970 như một chất làm rụng lá. Bởi vì TCDD là một trong những thành phần của 2,4,5-T, nên nó bị kết tội là đã gây ra nhiều căn bệnh hiểm nghèo cho những người đã tham gia cuộc chiến.

Công thức hoá học của một chất kích thích sinh trưởng tiêu biểu axit β - indolylaxetic (IAA) (Ảnh: ulg.ac.be)

H.Cát (Tổng hợp: plant-hormones.info, bách khoa toàn thư, answers.com, wikipedia, VNN)