Nhắc tới melatonin, nhiều người nghĩ ngay tới chất giúp con người ngủ ngon. Ít ai biết cây cũng tự làm ra melatonin, và nhiều thí nghiệm cho thấy chất này giúp cây chịu hạn, mặn, nóng, lạnh tốt hơn. Nghiên cứu thật sự nói gì, và đã đem ra ruộng dùng được chưa? Bài này tổng hợp từ các bài báo khoa học truy cập mở trên Frontiers in Plant Science và tạp chí Phyton.

Melatonin ở cây là gì?

  • Năm 1995, nhiều nhóm nghiên cứu lần đầu tìm thấy melatonin trong thực vật, gọi là melatonin thực vật (phytomelatonin).

  • Cây tạo melatonin từ axit amin tryptophan, chủ yếu trong lục lạp. Chất này có ở lá, rễ, hoa, quả, hạt nhưng lượng rất nhỏ, thường dưới 10 nanogam trên mỗi gam mô cây.

  • Năm 2018, các nhà khoa học tìm ra trên cây Arabidopsis (cây mô hình trong phòng thí nghiệm) một protein được cho là thụ thể nhận tín hiệu melatonin. Tuy vậy vẫn có nhóm cho rằng đây không hẳn là thụ thể thật.

  • Vì thế, gọi melatonin là "hoóc-môn thực vật mới" mới là quan điểm của một số nhà khoa học.

Melatonin giúp cây chống stress theo cách nào?

Khi gặp hạn, mặn, nóng hay rét, tế bào cây sinh ra nhiều gốc oxy hóa tự do, phá màng tế bào, làm lá héo, cháy mép. Theo bài tổng quan của Zeng và cộng sự (2022), melatonin giúp cây theo mấy hướng:

  • Dọn gốc oxy hóa trực tiếp, đồng thời kích các enzyme chống oxy hóa của cây hoạt động mạnh hơn.

  • Giữ diệp lục và quang hợp khi gặp bất lợi.

  • Tham gia điều chỉnh khí khổng (lỗ thở trên lá), có liên quan tới hoóc-môn ABA.

  • Với đất mặn, giúp cây giữ cân bằng natri và kali trong tế bào.

  • Phối hợp với các hoóc-môn khác như auxin, ethylene, nhưng phần này còn chưa rõ.

Thí nghiệm cho thấy gì?

Các con số dưới đây là nồng độ trong thí nghiệm, chủ yếu làm trong chậu, nhà lưới, không phải liều khuyến cáo. Đơn vị micromol/lít (µM) là cách tính của phòng thí nghiệm; quy ra, 100 µM vào khoảng 23 mg melatonin trong một lít nước.

  • Hạn: đậu tương, ngô dùng 100 µM, bông 200 µM, cỏ linh lăng chỉ 10 µM. Cây xử lý giữ enzyme chống oxy hóa cao hơn, rễ phát triển hơn.

  • Mặn: lúa trong nước muối dùng 75–200 µM, giảm natri và clo tích trong rễ, tăng proline (chất giúp tế bào giữ nước).

  • Nóng: lúa mì gặp 40 độ C, cà chua và đậu tương gặp 42 độ C, phần lớn dùng 100 µM; cây giữ quang hợp tốt hơn.

  • Lạnh: dưa leo, ớt, cà chua ở 4–5 độ C dùng 100 µM, dưa hấu chỉ 1,5 µM; màng tế bào ít tổn thương hơn.

  • Ngập úng: cao lương, đào dùng 100–200 µM, tăng enzyme chống oxy hóa.

Đáng chú ý: tác dụng phụ thuộc liều, nhiều khi liều thấp lại cho phản ứng tốt hơn liều cao. "Càng nhiều càng tốt" là sai.

Ví dụ: ngô gặp hạn

Nhóm của Zhao (Trung Quốc, 2021) trồng ngô trong chậu dưới mái che, đến khoảng 7 lá thì cho khô hạn tới khi ẩm đất còn 50%, chừng 6–7 ngày. Lá được phun melatonin 100 µM mỗi tối trong suốt đợt hạn.

  • Hạn làm quang hợp giảm 58%; cây có phun chỉ giảm 46%.

  • Chất khô phần trên mặt đất của cây phun cao hơn khoảng 31% so với cây bị hạn không phun.

  • Nhưng đây là một thí nghiệm chậu, một giống, một nồng độ, và không đo năng suất hạt. Ngoài đồng có thể khác.

Ngoài đồng ruộng đã dùng tới đâu?

Bài tổng quan năm 2026 của nhóm Arnao (Đại học Murcia, Tây Ban Nha) nhận định:

  • Phần lớn số liệu vẫn từ phòng thí nghiệm hoặc thử nghiệm nhỏ. Đã có thử nghiệm ngoài đồng trên một số cây ăn quả, rau, lúa, ngô, lúa mì, đậu tương, nhưng cần thêm thử nghiệm quy mô lớn.

  • Liều trong các nghiên cứu thường khoảng 4–24 ppm, xử lý 1–3 lần; phun lá được đánh giá hiệu quả nhất. Đây vẫn là mức thí nghiệm, chưa phải quy trình chuẩn cho từng cây.

  • Chưa có số liệu thật về chi phí và lợi nhuận khi dùng ngoài đồng.

  • Melatonin tổng hợp còn bị hạn chế dùng trực tiếp trong nông nghiệp; ở châu Âu, việc cấp phép còn vướng vì melatonin bị xếp vào nhóm nghi ngờ ảnh hưởng tới sinh sản.

  • Nhóm tác giả cũng làm cố vấn khoa học cho một công ty chiết xuất melatonin, nên nhận định lạc quan cần đọc thận trọng.

Lưu ý

  • Melatonin cho cây là hướng nghiên cứu hứa hẹn, chưa phải "thuốc chống hạn" mua về phun là chắc ăn.

  • Không mua thuốc ngủ melatonin của người về pha phun: liều và tá dược không tính cho cây.

  • Gặp sản phẩm quảng cáo "có melatonin", nên hỏi rõ giấy phép lưu hành.

  • Cách chắc nhất để cây qua mùa khô, nắng nóng vẫn là chăm từ gốc: tưới giữ ẩm, tủ gốc, bón phân cân đối. Nếu dùng thêm chất hỗ trợ có trên thị trường như Brassinolide hay axit amin, bà con pha theo hướng dẫn trên bao bì và thử trên vài cây trước.

Tóm lại

Cây tự làm ra melatonin, và nhiều thí nghiệm cho thấy nó giúp cây chịu hạn, mặn, nóng, lạnh nhờ dọn gốc oxy hóa, giữ quang hợp. Nhưng phần lớn kết quả mới ở chậu, nhà lưới; nồng độ trong bài chỉ là mức thí nghiệm; hiệu quả ngoài đồng, chi phí và cấp phép còn bỏ ngỏ.

Bà con cần tư vấn cách chăm cây qua mùa khô, nắng nóng hay phối hợp phân bón, cứ gọi số tư vấn trên website hoặc nhắn Zalo cho Chelate Asia nhé.

Tài liệu tham khảo: Zeng và cộng sự – Melatonin-Mediated Abiotic Stress Tolerance in Plants, Frontiers in Plant Science (2022); Khan và cộng sự – The role of phytomelatonin receptor 1-mediated signaling in plant growth and stress response, Frontiers in Plant Science (2023); Zhao và cộng sự – Melatonin Enhances Drought Tolerance by Regulating Leaf Stomatal Behavior, Carbon and Nitrogen Metabolism, and Related Gene Expression in Maize Plants, Frontiers in Plant Science (2021); Arnao và cộng sự, Đại học Murcia – Global Impact of Potential Use of Phytomelatonin in Crops, Phyton (2026).

Ảnh minh họa: Rasbak, Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0).