CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về cây đậu tương 1. Nguồn gốc và giá trị sử dụng a) Nguồn gốc Nguồn gốc xuất xứ của đậu tương được nghiên cứu và công bố trong nhiều công trình khoa học khác nhau (Guo và cs, 2012).
Đậu tương là cây họ đậu, có nguồn gốc từ Trung Quốc, được con người biết đến cách đây khoảng 5000 năm (Hymowitz, 2014). Khoảng 200 năm trước Công nguyên, đậu tương được đưa tới Triều Tiên, sau đó là Nhật Bản. Đến giữa thế kỷ 17, đậu tương mới trồng tại châu Âu, sau đó phát triển mạnh tại Hoa Kỳ, Braxin, Canada (Pratap và cs, 2012). Tại Việt Nam, theo sách “Vân Đài loại ngữ” của Lê Quý Đôn, đậu tương được trồng từ thế kỷ thứ VI tại Cao Bằng, Lạng Sơn.
Đậu tương trồng có tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill do Ricker và Morse đề nghị năm 1948, thuộc bộ Fabales, họ Fabaceae, họ phụ Papiomoideae, chi Glycine, chi phụ soja. Đậu tương có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 40 (Hymowitz, 2014), bộ gen chứa khoảng 1,1 tỷ cặp bazơ (Nguyen và cs, 2007) với tỷ lệ vùng lặp đoạn tương đồng lớn trên các nhiễm sắc thể (Pagel và cs, 2004). b) Giá trị sử dụng Đậu tương là nguồn cung cấp protein và dầu thực vật chủ lực cho con người và vật nuôi. Hạt có chứa gần như đầy đủ các axit amin cơ bản (isoleucin, leucin, methyonin, phenylalanin, tryptofan, valin.), protein từ 30 – 45%, lipit từ 15 – 22% (axit oleic từ 30 – 35%, axit linoleic từ 45 – 55%) và các loại vitamin (B1, B2, C, A, K…).
Ngoài ra, hạt nảy mầm giàu vitamin E, isoflavon, saponin rất có lợi cho sức khỏe con người (Phạm Văn Thiều, 2002). Từ hạt có luan an 6 thể chế biến khoảng 600 loại thực phẩm khác nhau, từ cổ truyền phương Đông (đậu phụ, tương chao, sữa…) đến các sản phẩm hiện đại (cà phê, socola, bánh kẹo, thịt nhân tạo…) (Mai Quang Vinh và cs, 2012). Khoảng 85% hạt đậu tương được sử dụng để ép dầu, chiếm 28% lượng dầu thực vật trên thế giới (ICRISAT, 2010). Thân, lá và khô dầu dùng làm thức ăn chăn nuôi (Ngô Thế Dân và cs, 1999).
Ngoài ra, đậu tương còn được sử dụng làm si, sơn, xà phòng, mực in, chất dẻo, cao su nhân tạo (Mai Quang Vinh và cs, 2012). Đậu tương là thành phần quan trọng trong hệ thống cây trồng vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, thích hợp với nhiều hệ thống trồng trọt khác nhau. Đậu tương có thời gian sinh trưởng ngắn nên có thể trồng xen, trồng gối, luân canh với các cây trồng khác, giúp cân bằng dinh dưỡng cho đất, cắt đứt dây chuyền sâu bệnh. Đậu tương còn giúp cải tạo đất, thân lá sử dụng làm phân xanh, rễ ăn sâu, phân nhánh nhiều làm đất tơi xốp.
Trên rễ có nốt sần, có khả năng cố định nitơ tự do trong không khí (Mai Quang Vinh và cs, 2012). Đặc điểm và yêu cầu sinh thái a) Đặc điểm Rễ gồm rễ cái và nhiều rễ con, có thể ăn sâu 150cm, trung bình từ 20 - 30cm. Đặc điểm quan trọng nhất của rễ là sự xâm nhập của vi khuẩn Rhizobium jabonicum cộng sinh hình thành nốt sần, có khả năng cố định nitơ tự do trong không khí. Nốt sần phân bố trên rễ chính và rễ bên, đường kính từ 4 - 10mm, bên trong chứa hàng triệu vi khuẩn.
Số lượng nốt sần trên rễ có thể hàng chục, hàng trăm, phân bố chủ yếu ở lớp đất mặt từ 0 - 20cm, càng xuống sâu nốt sần càng ít. Nốt sần cắt ngang có màu đỏ hồng thì khả năng cố định nitơ mạnh, nốt sần cắt ngang có màu đen thì không còn khả năng cố định nitơ (Mai Quang Vinh và cs, 2012). luan an 7 Thân thuộc loại thân thảo, có màu xanh, xanh nhạt hoặc tím nhạt với chiều cao từ 20 – 50 cm, có thể tới 150 cm, có từ 14 - 26 đốt. Thân có nhiều loại như thân đứng, bán đứng, leo.
Dựa vào sự sinh trưởng của thân, đậu tương chia thành ba loại hình sinh trưởng là sinh trưởng hữu hạn (thân ngừng phát triển khi quả chín), sinh trưởng vô hạn (quả sắp chín thân vẫn tiếp tục dài ra) và sinh trưởng bán hữu hạn (Mai Quang Vinh và cs, 2012). Cành mọc từ đốt 1 tới đốt 12, mọc nhiều ở đốt 5 và 6. Khi cây có 1 - 2 lá thật thì bắt đầu phân cành, sự phân cành kết thúc khi cây bắt đầu ra hoa. Lá có 3 loại là lá mầm (xuất hiện đầu tiên, cung cấp dinh dưỡng ở thời kỳ đầu, sau đó rụng đi), lá đơn (mọc đối, là lá thật chưa hoàn chỉnh nhưng có khả năng quang hợp) và lá thật (lá thật có 3 lá chét, lá chét có nhiều hình dạng như trái xoan, ngọn giáo, trứng, trứng nhọn.
Hoa có màu tím, tím nhạt, trắng, thường mọc ở nách lá, đầu cành và ngọn thân. Số hoa trên cây từ 10 – 500, mọc thành chùm, từ 1 – 10 hoa, trung bình từ 3 – 5 hoa. Hoa thường nở từ 8h đến 12h (Đoàn Thị Thanh Nhàn và cs, 1996). Quả thuộc loại quả giáp, chiều dài từ 2 – 7cm, có từ 1 - 4 hạt, thường là 2 - 3 hạt.
Số lượng quả trên cây từ 10 – 20 quả, có thể lên tới 150 – 500 quả. Tỷ lệ quả 2 hạt từ 45 - 60%, tỷ lệ quả 1 hạt từ 5 - 20% và tỷ lệ quả 3 hạt từ 15 – 30%. Trên quả có lông, khi chín lông có màu vàng, vàng xám, nâu hoặc đen. Hạt có hình tròn, dẹt, bầu dục.
Hạt có nhiều màu như vàng, vàng rơm, xanh, đen. Rốn hạt có màu vàng, trắng, nâu hoặc đen. Khối lượng 1000 hạt khô từ 50 - 400g (Mai Quang Vinh và cs, 2012). Hạt có phôi phát triển giữa hai tử diệp màu vàng, khi chín nội nhũ tiêu dần, chỉ còn vài lớp bào dẹp áp sát vào vỏ (Đoàn Thị Thanh Nhàn và cs, 1996).
b) Yêu cầu sinh thái luan an 8 Nhiệt độ: Đậu tương có nguồn gốc ôn đới nhưng không chịu rét, tổng tích ôn từ 1. Nhiệt độ tối thấp sinh học cho sinh trưởng sinh dưỡng từ 8 - 120C, sinh trưởng sinh thực từ 15 - 180C. Nhiệt độ thích hợp nảy mầm từ 18 - 260C, sinh trưởng phát triển từ 22 - 27oC và ra hoa từ 25 - 290C. Ánh sáng: Đậu tương là cây ngày ngắn, phản ứng chặt chẽ với độ dài ngày, rất ít giống không nhạy cảm với quang chu kỳ (Ngô Thế Dân và cs,1999).
Đậu tương bão hòa ánh sáng ở 23.680 lux, quá trình phân hóa mầm hoa khi cường độ ánh sáng > 1. Đậu tương yêu cầu số giờ nắng ở thời kỳ gieo hạt đến nảy mầm từ 5,0 – 5,5 giờ/ngày, nảy mầm đến ra hoa từ 4,5 – 5,0 giờ/ngày, ra hoa đến chín từ 4,0 – 5,0 giờ/ngày (Đoàn Thị Thanh Nhàn và cs, 1996). Nước: Thời kỳ nảy mầm và cây con của đậu tương sử dụng nước ít, nhu cầu tăng khi cây có 3 – 5 lá thật, tăng nhanh và cao nhất khi cây ra hoa đến quả vào chắc. Độ ẩm đất thích hợp cho hạt nảy mầm từ 65 – 75%, thời kỳ nảy mầm đến 2 lá thật từ 75 – 85%, ra hoa từ 75 – 80%, quả vào chắc từ 80 – 85% và chín từ 70 – 75% (Đoàn Thị Thanh Nhàn và cs, 1996; Đường Hồng Dật, 2007).
Đậu tương rất mẫn cảm với điều kiện khô hạn. Hạn ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển, năng suất hạt (Ries và cs, 2012; Du và cs, 2013 và Prasad và cs, 2015), gặp hạn muộn sau khi ra hoa làm quả, năng suất giảm khoảng 60% (Garside và cs, 2014). Nếu úng ở thời kỳ cây non thì năng suất giảm từ 17 – 43%, nếu úng ở thời kỳ trưởng thành thì năng suất giảm từ 50 – 60% (Caswell và cs, 2012; Cornelious và cs, 2013 và Githiri và cs, 2013). Dinh dưỡng: Đậu tương cần nhiều nguyên tố cho quá trình sinh trưởng phát triển như C, H, O, N, P, K, Ca, S, Mo, Cu, B, Zn, Cl, Co.
Trong đó: - Đạm (N) là yếu tố dinh dưỡng mà cây có nhu cầu lớn nhất, cần đủ ngay từ thời kỳ cây con. Nhu cầu đạm ngày một tăng ở thời kỳ kế tiếp, nhiều nhất khi ra hoa rộ đến quả mẩy. Đậu tương có thể lấy đạm từ 3 nguồn là đất, phân luan an 9 bón và do vi khuẩn nốt sần cố định, giữa 3 nguồn có mối quan hệ qua lại, nếu hoạt động của vi khuẩn nốt sần tốt có thể đáp ứng 60% nhu cầu của cây. - Lân (P) là yếu tố quan trọng trong sự chuyển hoá hợp chất hữu cơ, tham gia vào thành phần của nucleotit, axit nucleic, photpholipit.
giúp chuyển hoá năng lượng trong quá trình quang hợp và hô hấp, xúc tiến sự phát triển của rễ, hình thành nốt sần, tăng cường khả năng cố định đạm. - Kali (K) có vai trò quan trọng trong cân bằng nước, tăng tính chịu lạnh và chống đổ. Cây hút kali trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển, nhiều nhất khi ra hoa, thời kỳ cuối kali chuyển về hạt khoảng 50% lượng cây hút. Ngoài ra, Canxi, Molipden và Bo rất cần thiết cho hoạt động của vi khuẩn nốt sần và rễ.
Tình hình sản xuất, tiêu thụ đậu tương trên thế giới và tại Việt Nam a) Tình hình sản xuất, tiêu thụ đậu tương trên thế giới Theo FAO, đậu tương đang được trồng tại 105 quốc gia và vùng lãnh thổ ở 5 châu lục với diện tích ngày càng tăng, tập trung chủ yếu tại châu Mỹ và châu Á (http://www. Từ năm 2016 đến 2020, sản lượng đậu tương thế giới dao động từ 337,1 – 360,5 triệu tấn, cao nhất ở niên vụ 2018/2019 (Bảng 1. Hoa Kỳ, Braxin và Achentina có sản lượng lớn nhất (294,0 triệu tấn), chiếm 81,6% thế giới ở niên vụ 2018/2019 (USDA, 2020). Nhập khẩu đậu tương trên thế giới tăng từ 144,3 triệu tấn ở niên vụ 2016/2017 lên 157,6 triệu tấn ở niên vụ 2019/2020, tăng 13,3 triệu tấn, trung bình 3,3 triệu tấn/năm.
Trung Quốc nhập khẩu nhiều nhất (chiếm khoảng 60% thế giới), sau đó là Liên minh Châu Âu, Mexico, Nhật Bản, Thái Lan, Indonexia và Đài Loan (USDA, 2020). luan an 10 Bảng 1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ đậu tương trên thế giới từ năm 2016 đến 2020 Đơn vị: triệu tấn Niên vụ 2016/2017 2017/2018 2018/2019 2019/2020 Sản lượng 348,3 341,7 360,5 337,1 Nhập khẩu 144,3 153,2 144,6 157,6 Xuất khẩu 146,9 153,1 148,4 159,4 (Nguồn: USDA, 2020) Xuất khẩu đậu tương trên thế giới tăng từ 146,9 triệu tấn ở niên vụ 2016/2017 lên 159,4 triệu tấn ở niên vụ 2019/2020, tăng 12,5 triệu tấn, trung bình 3,1 triệu tấn/năm.