Nhiều người có thói quen đặt chậu cây ngà voi hoặc các dòng lưỡi hổ trong phòng ngủ với hy vọng thanh lọc không khí và hút khí độc. Lời truyền tai phổ biến cho rằng loại cây mọng nước này có thể "nhả oxy, hút CO2 ban đêm" và dọn sạch hóa chất độc hại trong phòng kín. Liệu khả năng thực tế của cây có thần kỳ như lời đồn?
Các bằng chứng khoa học cho thấy cây thuộc chi Lưỡi hổ (như cây ngà voi, lưỡi hổ vằn) thực sự có cơ chế quang hợp trao đổi axit Crassulacean (CAM) và khả năng hấp thụ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi [1], [2]. Tuy nhiên, hiệu quả làm sạch không khí trong không gian sống thực tế phụ thuộc lớn vào diện tích tiếp xúc của lá và điều kiện môi trường phòng [3], [1].
Cơ chế quang hợp CAM hút CO2 ban đêm hoạt động ra sao?
Quang hợp CAM là một cơ chế thích nghi sinh học đặc biệt giúp thực vật tồn tại trong môi trường khô hạn và nắng nóng [2]. Khác với thực vật C3 thông thường mở khí khổng vào ban ngày, thực vật CAM thực hiện việc đóng khí khổng vào ban ngày để giảm mất nước và mở khí khổng vào ban đêm [4], [5].
Trong đêm, cây mở khí khổng để hấp thụ CO2 từ môi trường [5]. CO2 này được cố định tạm thời nhờ hoạt tính của enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) tạo thành các axit hữu cơ và dự trữ bên trong không bào lớn của tế bào lá [3], [5]. Khi ban ngày đến, các axit hữu cơ này được giải phóng để cung cấp CO2 cho chu trình Calvin bên trong tế bào mà không cần mở khí khổng [5].
Đặc điểm lá mọng nước và phiến lá dày ở các loài thực vật CAM cung cấp không gian không bào đủ lớn để chứa lượng axit hữu cơ tích tụ qua đêm [3]. Nhờ cơ chế đóng mở khí khổng ngược này, cây mọng nước dạng CAM có hiệu suất sử dụng nước cao hơn nhiều so với thực vật C3 thông thường [6], [7], [4].
Nghiên cứu thực tế về khả năng hấp thụ benzene của cây lưỡi hổ
Một trong những hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) phổ biến và nguy hiểm nhất trong không khí trong nhà là benzene. Một nghiên cứu công bố năm 2024 đã đánh giá khả năng hấp thụ và thanh lọc benzene của 13 loại cây trồng trong nhà thông qua các thử nghiệm xông khí kín ở 3 mức nồng độ benzene khác nhau [1].
Thiết kế nghiên cứu tiến hành đo lường tỷ lệ thanh lọc tổng thể và lượng benzene được hấp thụ tính trên một đơn vị diện tích lá của từng loài [1]. Kết quả cho thấy nồng độ benzene có mối tương quan chặt chẽ với tỷ lệ làm sạch và lượng chất hấp thụ trên một đơn vị diện tích lá [1].
Đáng chú ý, cây lưỡi hổ viền vàng (Sansevieria trifasciata var. laurentii, cùng chi với cây ngà voi) đạt lượng benzene hấp thụ trên một đơn vị diện tích lá cao nhất trong số các cây thử nghiệm [1]. Khi đánh giá tổng hợp, lưỡi hổ (Sansevieria trifasciata var. laurentii), lan ý (Spathiphyllum floribundum) và lô hội (Aloe arborescens) được xếp vào nhóm có khả năng hấp thụ và thanh lọc benzene mạnh nhất [1]. Ngược lại, thông tre (Podocarpus nagi) và hồng môn (Anthurium andraeanum) có khả năng thấp nhất [1].
Khả năng chịu đựng môi trường thiếu sáng và thiếu nước trong phòng
Không gian phòng ngủ hoặc phòng làm việc thường đối mặt với điều kiện thiếu ánh sáng tự nhiên và độ ẩm thay đổi. Một nghiên cứu công bố năm 2023 đã theo dõi phản ứng sinh lý và sinh hóa của các cây cảnh trong nhà phổ biến, bao gồm Sansevieria trifasciata (lưỡi hổ), Episcia cupreata và Epipremnum aureum (trầu bà) dưới cường độ sáng yếu từ 10 đến 15 micromol quantum/m2/s và 3 ngày thiếu nước [8].
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các loài cây phản ứng với tình trạng thiếu nước qua các con đường khác nhau [8]. Ở cây trầu bà và dã lan hoàng tử, việc thiếu nước kích hoạt tăng nồng độ proline gấp 1,5 đến 3 lần và tăng axit abscisic gấp 1,1 đến 1,6 lần, dẫn đến tích tụ hydro peroxide làm giảm độ dẫn khí khổng, giảm tốc độ quang hợp và thoát hơi nước [8].
Trái lại, cây Sansevieria trifasciata phản ứng với sự thiếu nước bằng cách tăng nồng độ gibberellin khoảng 2,8 lần và tăng tích lũy proline khoảng 4 lần so với cây được tưới đủ nước [8]. Nhờ sự thay đổi này, cây duy trì ổn định độ mở khí khổng, tốc độ quang hợp và mức thoát hơi nước ngay cả trong môi trường thiếu sáng và thiếu nước tạm thời [8].
Lợi ích thực tế và giới hạn của các bằng chứng khoa học
Khả năng giữ vững sự trao đổi khí và hấp thụ benzene trên một đơn vị diện tích lá cao là những ưu điểm vượt trội đã được chứng minh của chi cây này [1], [8]. Chúng sống bền bỉ, chịu được điều kiện khắc nghiệt của phòng kín ít ánh sáng tự nhiên [8].
Mặc dù vậy, người dùng cần nhìn nhận rõ các giới hạn thử nghiệm. Nghiên cứu lọc benzene năm 2024 được thực hiện trong buồng xông khí thí nghiệm kín [1]. Không gian sống thực tế có sự lưu thông không khí liên tục từ cửa sổ, khe cửa và hệ thống thông gió, khiến nồng độ chất ô nhiễm và tốc độ luân chuyển khí khác xa điều kiện phòng thí nghiệm.
Ngoài ra, cấu trúc giải phẫu thịt lá mọng nước ở thực vật CAM làm giảm không gian gian bào khí, gây cản trở nhất định đến sự dẫn truyền CO2 nội tại so với cấu trúc mô dậu xốp thoáng khí của cây C3 [3]. Do đó, tốc độ hấp thụ khí tổng thể của một cây CAM đơn lẻ vẫn chịu giới hạn bởi đặc điểm giải phẫu tự nhiên của loài [3].
Những hiểu lầm thường gặp khi đặt cây ngà voi trong nhà
Nhiều người tin rằng chỉ cần đặt một chậu ngà voi nhỏ xíu trên bàn là có thể giải quyết toàn bộ tình trạng ngột ngạt và biến phòng kín thành bầu không khí tinh khiết. Đây là một sự phóng đại. Dù cây hấp thụ benzene trên một đơn vị diện tích lá rất tốt, tổng lượng chất ô nhiễm loại bỏ được lại phụ thuộc trực tiếp vào tổng diện tích bề mặt lá [1]. Một chậu cây chỉ có vài nhánh nhỏ sẽ mang lại tác động không đáng kể lên thể tích khí của cả căn phòng.
Hiểu lầm thứ hai là việc cho rằng cây CAM tạo ra lượng oxy khổng lồ trong đêm. Quá trình ban đêm ở thực vật CAM chủ yếu là mở khí khổng để hấp thụ và cố định CO2 vào axit hữu cơ thông qua hoạt tính PEPC, tích lũy trong không bào chứ không đồng nghĩa với việc giải phóng lượng lớn oxy tự do ngay tại thời điểm đó [3], [5]. Chu trình Calvin tổng hợp đường và giải phóng oxy vẫn phụ thuộc vào năng lượng ánh sáng và sự hoạt động của các hệ quang hóa ban ngày [5].
Cũng cần lưu ý rằng các dữ liệu nghiên cứu về lọc khí và phản ứng sinh học hiện có được thực hiện trực tiếp trên loài Sansevieria trifasciata (lưỡi hổ cùng chi) [1], [8]. Dù cây ngà voi (Sansevieria cylindrica) có cùng cơ chế sinh học CAM và đặc tính mọng nước tương đồng, người dùng không nên suy diễn rằng ngà voi có thể triệt tiêu hoàn toàn mọi loại bụi mịn hay khí độc trong nhà.
Ai nên thận trọng khi bài trí cây trong không gian kín?
Dù cây thuộc chi Lưỡi hổ rất an toàn khi để trang trí thông thường, các gia đình có trẻ nhỏ đang ở tuổi tò mò hay ngậm đồ vật hoặc nuôi thú cưng (chó, mèo) cần thận trọng. Nhựa của các loài cây thuộc họ măng tây/thực vật mọng nước có thể gây kích ứng đường tiêu hóa nhẹ hoặc bỏng rát niêm mạc miệng nếu trẻ em hoặc vật nuôi nhai phải lá cây.
Những người có cơ địa dị ứng phấn hoa, nhạy cảm với nấm mốc trong đất cũng cần lưu ý. Môi trường đất ẩm lâu ngày trong chậu cây đặt tại phòng ngủ kín gió có thể trở thành nơi phát triển của nấm mốc hoại sinh, gây khởi phát cơn hắt hơi, khó thở ở người có bệnh hen suyễn hoặc viêm mũi dị ứng.
Gợi ý cách chăm sóc và bài trí để tối ưu hiệu quả
Để cây phát huy được khả năng trao đổi khí và thanh lọc benzene, cần đảm bảo diện tích bề mặt lá luôn sạch sẽ [1]. Bụi bẩn bám dày trên phiến lá sẽ che lấp khí khổng, cản trở việc thu nhận CO2 và các hợp chất hữu cơ [3], [1]. Hãy dùng khăn mềm ẩm lau sạch bề mặt các nhánh ngà voi định kỳ 1-2 tuần một lần.
Về lượng cây, do khả năng thanh lọc tính theo đơn vị diện tích lá, một phòng diện tích trung bình cần sự kết hợp của nhiều chậu cây xanh hoặc các chậu có tán lá lớn thay vì chỉ dựa vào một cây duy nhất [1]. Có thể kết hợp cây ngà voi với các loài có tỷ lệ lọc benzene cao đã được chứng minh như lan ý để tăng cường hiệu quả làm sạch đa dạng trong không gian [1].
Cây duy trì sinh lý tốt khi gặp điều kiện khô hạn nhờ cơ chế tăng proline nội sinh, vì vậy không nên tưới quá nhiều nước gây thối rễ [8]. Đặt cây ở nơi có ánh sáng tán xạ nhẹ để hỗ trợ quá trình phục hồi quang hợp vào ban ngày, giúp chu trình CAM vận hành trơn tru suốt chu kỳ 24 giờ [8], [5].
Cây ngà voi và các loài lưỡi hổ là những đại diện thực vật bền bỉ, sở hữu cơ chế sinh học CAM hấp thụ CO2 ban đêm và có khả năng loại bỏ benzene trên bề mặt lá rất hiệu quả [1], [5]. Tuy nhiên, cây xanh chỉ đóng vai trò hỗ trợ sinh thái chứ không thể thay thế máy lọc không khí chuyên dụng hay hệ thống thông gió tự nhiên. Việc mở cửa tạo sự lưu thông gió và giữ không gian sống sạch sẽ vẫn là giải pháp cốt lõi để duy trì không khí trong lành.