Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu 1. Giới thiệu về cây keo giậu * Tên gọi Keo giậu thuộc giới thực vật (Botany), ngành thực vật có hoa (Flowering Botany), lớp 2 lá mầm (Dicotyledom), họ Đậu (Leguminosales), phân họ trinh nữ (Mimosacea), chi Leucaena, loài Leucaena leucocephala là quan trọng nhất. Trước năm 1961, keo giậu có tên khoa học là Leucaena glaucca (Wind) Benth.
Đến năm 1961, dựa trên cơ sở hình thái quả, nhị và một số đặc tính khác, De-Wit đặt tên khoa học mới cho keo giậu là Leucaena leucocephala (Lam) de- Wit, từ đó tên khoa học mới của keo giậu do De-Wit đặt được cả thế giới công nhận và tên gọi “Leucaena” là danh pháp quốc tế đặt chung cho loài cây này. Ngoài ra keo giậu còn có các tên gọi khác như: Mimosa leucocephala Lam, Mimosa glauca L. Ở các quốc gia khác nhau, keo giậu còn có tên gọi khác nhau. Ở Trung Mỹ, keo giậu còn có tên gọi là Huakin; Mexico và Tây Ban Nha gọi là Guaje; Ấn Độ gọi là Kubabul hoặc Subabul, Hawaii gọi là Kao haole, Philippine gọi là Ipil-ipil; Trung Quốc gọi là Yin hue huan, Indonesia gọi là Lamtoro… Ở Việt Nam, keo giậu được phân bố khắp nơi từ Bắc vào Nam, tỉnh nào cũng có keo giậu và keo giậu đã trở thành cây mọc tự nhiên ở một số địa phương (Nguyễn Đăng Khôi, 1979) [12].
Ở các vùng miền khác nhau keo giậu cũng có nhiều tên gọi khác nhau. Miền Bắc gọi là Keo giậu, miền Trung gọi là Táo nhơn, miền Nam gọi là Bình linh. * Nguồn gốc, phân bố Keo giậu được xác định có nguồn gốc từ Trung Mỹ và Mexico. Năm 1565, Người Tây Ban Nha đưa keo giậu từ Mexico vào Philippin để trồng làm thức ăn cho dê.
Cuối thế kỷ XVIII và đầu thế kỷ XIX, keo giậu đã được đưa tới các nước nhiệt đới ven bờ biển Thái Bình Dương: Indonesia, Malaysia, Paypua New Guinea, Tây và Nam Phi NAS, (1984) [46]. Keo giậu được nhập vào Hawaii, Fijii, bắc Australia, Ấn Độ, Đông Phi, vùng biển Caribbean. Đông Nam Á là vùng phát triển keo giậu tương đối sớm và nhiều. Trong những năm 70 của thế kỷ XX, các nước Ấn Độ, Indonesia, Philippin, Thái Lan đã trồng nhiều keo giậu và sử dụng chúng như một nguồn thức ăn trong chăn nuôi.
4 Ở Việt Nam, keo giậu được phân bố khắp nơi từ Bắc vào Nam. Hiện nay, một số địa phương đã chú ý trồng keo giậu nhằm khai thác các tiềm năng của nó, đặc biệt là tiềm năng cải tạo đất, chống xói mòn và phủ xanh đất trống, đồi núi trọc. Giống keo giậu mọc hoang ở nước ta thuộc kiểu Hawaii, năng suất không cao. * Năng suất chất xanh Năng suất chất khô của keo giậu hàng năm dao động từ 2 - 20 tấn/ha (Jones, RJ, 1979) [37].
Những giống keo giậu tốt, được trồng trên đất có độ phì cao có thể cho năng suất VCK hàng năm lên tới 12 - 20 tấn/ha tương đương với 2,4 đến 6,4 tấn protein/ha/năm. Năng suất và chất lượng keo giậu tươi đạt mức tối ưu ở chế độ gieo trồng và thu hoạch như sau: mật độ là 100.000 cây/ha; độ cao thu hoạch của cây là 60 - 70 cm; chu kì thu hoạch 50 - 60 ngày. Với chế độ gieo trồng và thu hoạch như trên, trong điều kiện thời tiết tương đối thuận lợi, năng suất keo giậu đạt 12 - 14 tấn chất khô/ha/năm NAS, (1984) [46]. Nhìn chung, năng suất chất xanh của keo giậu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như: pH, độ phì của đất, lượng mưa, cường độ bức xạ mặt trời, nhiệt độ.
và các đặc tính của từng loài, giống keo giậu. Mặc dù keo giậu là cây chịu hạn nhưng không phải keo giậu tiêu thụ ít nước. Để tạo 1 tấn VCK, cây keo giậu cần 5,4 tấn hơi nước thoát qua lá. Keo giậu trồng tại Việt Nam cũng cho năng suất chất xanh và vật chất khô khá cao.
Theo Lê Thị Hòa Bình và cs (1990) [1] thì năng suất chất xanh của 3 giống keo giậu Ba Vì hạt lớn, Ấn Độ là 45,05; 43,35 và 40,20 tấn/ha/năm. Theo Nguyễn Bách Việt (1994) [18] thì năng suất chất khô của lá keo giậu Peru là 10,12 tấn ở năm đầu và 12,46 tấn ở năm thứ hai. Theo Nguyễn Ngọc Hà (1996) [6] thì năng suất chất khô trung bình của các giống keo giậu đạt 11,5 tấn/ha/năm, giống Peru - Cunningham có năng suất cao hơn cả, đạt 11,36 tấn/ha/năm. * Thành phần hóa học - Protein Hàm lượng protein thô trung bình trong bột lá keo giậu (BLKG) là 29,2% vật chất khô (VCK) (biến động từ 24,0 - 34,4%), trong hỗn hợp cành và lá cây là 23,0% VCK (biến động từ 10,0 - 30,0%).
Hàm lượng protein bột lá keo giậu là khá cao và có thể so sánh với hàm lượng protein trong bột lá cỏ Medicago (là một loại cây họ đậu có hàm lượng protein xếp vào loại cao) (Garcia và cs, 1996) [29]. (1981) [22] thì những lá ở đỉnh ngọn có hàm lượng protein là cao nhất với giá trị đạt từ 28,4 - 30,0% VCK, tiếp theo đến các lá phân bố ở giữa với hàm lượng protein 23,8 - 28,2% VCK và cuối cùng là những lá nằm ở bên dưới, hàm lượng protein chỉ đạt 17,7 - 24,1% VCK. Theo Ronia và cs (1979) [49] thì hàm lượng protein trong lá non cao gấp 1,5 lần so với lá trưởng thành (34,6% so với 21,1% VCK). Hàm lượng protein của keo giậu cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mùa vụ, vị trí địa lý nơi cây sinh sống, giai đoạn sinh trưởng của cây và khoảng cách giữa các lần thu hoạch.
Người ta nhận thấy, protein của lá và hạt keo giậu khá giàu các axit amin không thay thế, như là isoleucin, leucin, phenylalanin và histidin, trong khi đó hàm lượng lysin và methionin lại ở mức tương đối thấp so với một số loại thức ăn động vật. Nhưng nhìn chung, hàm lượng các axit amin trong bột lá keo giậu có thể tương đương với thành phần và hàm lượng các axit amin trong khô dầu đậu tương. Các axit amin chứa lưu huỳnh trong lá và hạt keo giậu ở mức hạn chế. Sự thiếu hụt về các axit amin chứa lưu huỳnh này phải được bù đắp bằng cách bổ sung chúng vào khẩu phần ăn của động vật, đặc biệt là động vật dạ dày đơn và gia cầm.
- Lipit Các kết quả nghiên cứu của Viện chăn nuôi quốc gia (1995) [17] cho thấy, BLKG chế biến bằng phương pháp phơi khô dưới ánh nắng mặt trời có 4,30% lipit và giá trị năng lượng trao đổi của 1 kg BLKG là 2195 Kcal. Thành phần lipit của cây keo giậu được trồng ở một số nước trên thế giới như sau: Indonesia 5,0%; Philippin 6,4%; Thái Lan 4,6%; Malawi 4,7%; Việt Nam 4,1% và trung bình trên thế giới là 5,3%. Nguyễn Ngọc Hà và cs (1993) [7] cũng cho biết, loài keo giậu Leucaena leucocephala trồng tại Viện chăn nuôi quốc gia, được chế biến bằng phương pháp phơi kết hợp với sấy, cho thấy trong 1 kg vật chất khô BLKG có 48 g lipit. Từ Quang Hiển và cs (2008) [9] cho biết, thành phần lipit của BLKG Leucaena leucocephala ở các vùng sinh thái khác nhau của Việt Nam có sự biến động tương đối thấp.
Ví dụ như: Hà Nội 4,05%; Huế 3,93%; thành phố Hồ Chí Minh 5,58%; Thái Nguyên 4,71%. - Chất xơ Keo giậu có hàm lượng chất xơ khá cao so với các loại hạt ngũ cốc khác nhưng lại thấp hơn nhiều so với các loại thức ăn xanh khác. Do hàm lượng chất xơ cao nên đã hạn chế tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng có trong keo giậu, đặc biệt là đối với động vật dạ dày đơn và gia cầm. 6 Theo Garcia và cs (1996) [29] thì hàm lượng chất xơ thô trong hỗn hợp cành, lá keo giậu trung bình là 35% (biến động từ 32 - 38% VCK), trong BLKG là 19,2% VCK (biến động từ 18,0 - 20,4% VCK).
Nguyễn Ngọc Hà (1996) [6] cho biết, BLKG trồng tại Việt Nam có hàm lượng xơ trung bình từ 8,41 - 10,37% VCK, tương đương với công bố trước đó của Viện chăn nuôi quốc gia Việt Nam, là hàm lượng xơ trung bình của BLKG chiếm 9,20%. Hàm lượng chất xơ trong keo giậu cũng thay đổi theo giống và các phần khác nhau của cây. Damothiran và Chandrasekaran (1982) [24] cho biết, hàm lượng xơ thô trong lá keo giậu biến đổi từ 19,8% VCK ở giống Hawaii lớn đến 23,2% VCK ở giống Jhansi và hàm lượng xơ trong hạt tươi của keo giậu là thấp nhất (6,45% VCK). Ngay trong cùng một giống Peru, hàm lượng xơ thô trong BLKG thu hoạch tại Thái Lan lớn hơn hàm lượng xơ thô trong BLKG thu hoạch tại Malawi (12,4 so với 7,3% VCK).
- Các chất khoáng Keo giậu là loài cây giàu các chất khoáng đặc biệt là trong thân và lá, hàm lượng các chất khoáng là khá cao, có nhiều biến động, nó phụ thuộc vào các loài keo giậu và ngay trong cùng một loài cũng có sự biến động giữa các giống, các phần, các giai đoạn sinh trưởng của cây, mùa vụ, giai đoạn thu hoạch, vị trí địa lý và hàm lượng khoáng có trong đất nơi cây sinh sống. Garcia và cs (1996) [29] đã tổng hợp kết quả nghiên cứu của 65 báo cáo khoa học cho biết, hàm lượng trung bình các chất khoáng có trong keo giậu như sau: canxi là 1,80% (biến động từ 0,88 - 2,90%); photpho là 0,26% (biến động 0,14 - 1,38%); lưu huỳnh là 0,22% (biến động 0,14 - 0,29%); magie là 0,33% (biến động từ 0,17 - 0,48%); natri là 1,34% (biến động 0,22 - 2,66%); kali là 1,45% (biến động từ 0,79 - 2,11%). - Độc tố Keo giậu là loại cây thuộc bộ đậu giàu dinh dưỡng như: protein, vitamin, các sắc tố, khoáng vi lượng…có lợi cho cơ thể động vật. Bên cạnh đó keo giậu cũng chứa nhiều độc tố dẫn đến hạn chế sử dụng keo giậu trong khẩu phần ăn của động vật.
Đó là các chất như: mimosin; 3,4 - Dihydroxypyridine (DHP); tanin; anti-trypsin; saponin… * Độc tính, cơ chế gây độc và liều lượng gây độc của mimosin đối với động vật Theo Ter Meulen và cs (1981) [56] thì mimosin là tác nhân gây ra các hội chứng như: chứng rụng lông, chán ăn, tiết nước bọt quá mức, sưng tuyến giáp trạng, sinh trưởng chậm và làm giảm khả năng sinh sản khi khẩu phần có quá nhiều keo giậu. 7 Theo Ter Meulen và cs (1981) [56] thì cấu trúc giống nhau giữa mimosin và L-thyrosin có thể gây ra các tác động tương tự như thyrosin hoặc ngược lại với thyrosin. Những tác động ngược này ức chế quá trình sinh tổng hợp protein trong cơ thể và gây nên các triệu chứng độc, như là làm chậm sinh trưởng. Mimosin tồn tại dưới dạng axit amin tự do trong cây keo giậu.