Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Các thông tin về cây sắn 1. Phân loại, nguồn gốc của cây sắn; đặc điểm thực vật học của lá sắn 1. Phân loại Cây sắn thuộc: Lớp: Dicotyledoneae Phân lớp: Archichlamydeae Bộ: Euphorbiales Họ: Euphorbiaceae Giới: Manihoteae Chi: Manihot Loài: Manihot esculenta Crantzt Chi Manihot thuộc họ thầu dầu (Euphorbiacaea) có tới hơn 300 chi và 8.000 loài hầu hết là cây nhiệt đới.
Đặc điểm của họ thầu dầu là thường hay có nhưạ mủ. Chi manihot thuộc nhóm Manihotae. Tất cả các loài trong chi đều có nhiễm sắc thể 2n = 36. Cây sắn tên khoa học là Manihot esculenta Crantz, tiếng Anh gọi là cassava, manioc, tiếng Pháp gọi là manioc, tiếng Tây Ban Nha gọi là yuca hoặc madioca, tiếng Việt phổ thông gọi là sắn, vùng Nam Bộ gọi là khoai mì, củ mì để phân biệt với củ sắn-củ đậu, sắn tầu… Dưới đây là một số hình ảnh thực tế và mô phỏng về cây sắn: 5 Hình 1.
Cây sắn và củ sắn Hình 1. Mô phỏng cây sắn và củ sắn 6 1. Nguồn gốc của cây sắn Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5.Trung tâm phát sinh cây sắn được giả thiết tại vùng đông bắc của Brasil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại khoai mì trồng và hoang dại. Jaladudin (1977) [57] cho biết: Cây sắn có ở rất nhiều nơi trên thế giới song nó được bắt nguồn chủ yếu từ 4 khu vực lớn, đó là: (1) Guatemala, (2) Mexico, (3) Đông Brazil và Bolivia, (4) Tây Bắc Argentina và dọc theo bờ biển vùng Saran của miền Tây Bắc Nam Mỹ.
Sắn là loài cây ưa với kiểu khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới nên ngày nay sắn được trồng phổ biến nhiều ở các nước có vĩ độ từ 300N đến 300S và trồng nhiều ở nước thuộc Châu Mỹ, Châu Phi và Châu Á Thái Bình Dương (Silvestre và Arraudeau, 1990; Trần Ngọc Ngoạn, 2007 [23]). Cây sắn được du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18 (Pham Van Bien, Hoang Kim, 1991 [43]). Hiện chưa có tài liệu chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên. Quá trình trồng thích nghi và chọn lọc tự nhiên đã hình thành lên nhiều giống sắn địa phương có đặc điểm hình thái, năng suất và chất lượng khác nhau, phù hợp với từng vùng khí hậu, sinh thái khác nhau trong cả nước.
Do đó, các giống sắn của nước ta rất đa dạng và phong phú, gồm trên 30 giống sắn đang được trồng phổ biến ở các vùng khác nhau trong cả nước (Trần Thế Hanh, 1984 [4]; Howeler, 1992 [46]; Đinh Văn Lữ, 1972 [20], Gomez và Valdivieso, 1985 [45]). Các giống sắn được trồng ưa chuộng ở nhiều nơi của nước ta như: Giống KM 94, KM 60, KM 95, SM 937-26, KM 98-1, KM 97-1, NA1.và còn rất nhiều giống sắn mới đã và đang được lai tạo cho năng suất cao. Trong đó giống sắn KM 94 hiện nay được coi là chủ lực trong số các giống sắn. Đặc điểm thực vật học của lá sắn Trần Ngọc Ngoạn (2007) [23] cho biết: Lá sắn là loại lá đơn mọc xen kẽ, thẳng hàng trên thân cây.
Lá gồm 2 phần: cuống và phiến lá. Lá có thùy sâu, dạng chân vịt, thùy thường có cấu tạo số lẻ từ 5-7 thùy. Lá sắn là lá đơn mọc trên thân theo mẫu từ 1-5 (lá thứ nhất và lá thứ 5 cùng trên một đường thẳng). Phiến lá thường xẻ thùy có 5-9 thùy, nhưng cũng có giống lá nguyên.
Hình dạng của thùy lá khá phong phú và là một trong những đặc điểm của giống. Thùy lá có hình elip, mũi mác, ovan, cong, dài. Mặt trên có màu xanh thẫm, mặt dưới xanh nhạt; cuống lá dài (có giống dài tới 30-40cm), màu sắc cuống lá thay đổi: xanh, vàng, đỏ. Sắn thường có lá kèm (lá kèm là lá nguyên dài có 1-2 khía) mọc tại vị trí cuống lá.
Số lượng lá kèm cũng là chỉ tiêu phân biệt giống. Phiến lá có biểu bì, mặt trên có tầng cutin khá rõ, tiếp đó là mô dậu, mô xốp và màng biểu bì ở dưới lá; biểu bì dưới mịn. Mặt dưới lá có nhiều khí khổng, đường kính trung bình của khí khổng 30 mr, số lượng khoảng 700 khí khổng/ mm2. Các dạng thùy của lá sắn chúng ta có thể quan sát qua hình ảnh dưới đây: Hình 1.
Các dạng thùy lá sắn 8 Hình 1. Các dạng lá cuống và thùy lá sắn Mỗi giống sắn khác nhau thì có màu sắc của lá và ngọn khác nhau. Chúng có thể có màu vàng, đỏ thẫm, xanh… Hình 1. Màu sắc ngọn và lá sắn 9 1.
Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của lá sắn Theo nhiều kết quả nghiên cứu và phân tích thì lá sắn là loại lá có hàm lượng protein và carotene chiếm tỷ lệ khá cao, còn các thành phần hóa học khác thì đều rất đầy đủ và phong phú cho nên lá sắn được chọn làm loại lá dùng để chế biến, bổ sung vào khẩu phần ăn cho các loại gia súc, gia cầm. * Protein Hàm lượng protein thô trong VCK của lá sắn tương đối cao, dao động từ 20-34,7 % (Theo Dương Thanh Liêm, 1999 [17]; Nguyễn Thị Hoa Lý, 2008 [18]). Protein trong lá của các giống sắn bản địa của Việt Nam dao động từ 24,06 đến 29,80 % trong vật chất khô (Từ Quang Hiển và Phạm Sỹ Tiệp, 1998 [7]). Liu và Zhuang (2000) [50] cho biết bột lá sắn có hàm lượng protein là 27,50 %, còn chế biến sắn cả cuống thì hàm lượng protein giảm xuống còn 20,30 %.
Tác giả cũng cho biết protein trong lá sắn cao hơn hẳn các loại cây thức ăn khác (hàm lượng protein trong VCK của cỏ hòa thảo là 12,60 %; ngô 11,90 %) nhưng thấp hơn so với đỗ tương (45,70 %). *Axit amin trong lá sắn Axit amin trong lá sắn cũng được nhiều tác giả nghiên cứu và cho ra nhiều kết quả khác nhau: Hàm lượng axit amin thiết yếu trong lá sắn tương đối đầy đủ và cân đối. Tuy nhiên, methionine vẫn là yếu tố hạn chế trong protein của lá sắn, hàm lượng methionine chỉ đạt 1,2 g % trong protein, chỉ bằng 67 % hàm lượng methionine trong protein của trứng gà (3,65 g %). Do vậy, cần cân đối đầy đủ hàm lượng methionine khi phối trộn khẩu phần có bột lá sắn.
Còn kết quả nghiên cứu của Phạm Sỹ Tiệp (1999) [24] lại cho thấy hàm lượng axit amin trong lá cao hơn trong củ sắn và cân đối so với trứng gà. Tuy nhiên, hàm lượng methionine và histidine trong lá cũng thấp, tương ứng là 10 1,99 và 1,14 %. Hàm lượng lysine trong protein của lá sắn tương đối cao (5,68 %) đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của gia súc gia cầm. Tóm lại, hàm lượng axit amin trong lá sắn là khá đầy đủ và cân đối, song vẫn có hai hàm lượng thấp hơn là methionine và histidine, nên chú ý khi phối trộn khẩu phần thức ăn cho gia súc, gia cầm thì cần bổ sung thêm hai loại axit amin này cho cân đối.
*Caroten trong lá sắn Theo Từ Quang Hiển (1983) [5] trong bột lá sắn khô có chứa tới 66,7 mg carotene/ 100g VCK. Hàm lượng carotene trong lá sắn nói chung cao hơn so với củ (Hoài Vũ, 1980) [40]. Vì hàm lượng carotene trong lá sắn cao hơn so với trong củ sắn nên nhiều nhà chăn nuôi đã chọn dùng bột lá sắn để phối trộn với hỗn hợp khác làm thức ăn cho gà đẻ. Có rất nhiều tác giả nghiên cứu về hàm lượng carotene trong lá sắn: Tác giả Dương Thanh Liêm (1999) [17] cho biết: Tỷ lệ carotene trong bột lá sắn phụ thuộc vào quá trình chế biến, sấy ở nhiệt độ 1000C giữ được carotene cao nhất là 351 mg/ kg.
* Các chất khoáng Khoáng cũng là một trong những thành phần quan trọng của các loại cây, ở cây sắn thì hàm lượng khoáng được phân bố ở cả lá, thân và củ song hàm lượng khoáng ở lá lại có tỷ lệ cao hơn là hàm lượng khoáng trong củ. Theo Nguyễn Khắc Khôi (1982), ( trích Adewusi và Bradbury (1993)) [41] thì hàm lượng Fe và Mn trong lá sắn rất cao, tương ứng là 344,0 mg và 655,2 mg trong 1 kg vật chất khô còn các hàm lượng khác có tỷ lệ như: Ca đạt từ 0,11 - 0,25 %, photpho đạt 0,08 - 0,12 % trong VCK, hàm lượng kali chiếm tỷ lệ cao nhất trong củ sắn, thường từ 0,57 - 0,58% trong vật chất khô, các hàm lượng Co, P, K, Zn, Mn, Cu tính theo VCK trong củ sắn rất thấp so với nhu cầu của gia súc (theo Phạm Sỹ Tiệp, 1999 [24]).Vì vậy, khi sử dụng lá sắn để làm thức ăn bổ sung cho vật nuôi thì cần phải cung cấp đầy đủ tỷ lệ các loại khoáng để tránh trường hợp bị thiếu hụt. 11 * Độc tố Tuy là loại lá có hàm lượng dinh dưỡng cao, song lá sắn cũng có phần hạn chế trong nó, đó chính là chứa một lượng độc tố HCN đáng kể. Đây cũng là điều làm cho các nhà chăn nuôi băn khoăn trước khi sử dụng lá sắn làm thức ăn bổ sung cho vật nuôi.
Hàm lượng độc tố HCN nếu không được loại bỏ hoặc làm giảm dưới mức cho phép, sẽ gây độc cho vật nuôi, nặng nhất là làm chết vật nuôi. Sắn có chứa một lượng độc tố ở dạng glucozit với công thức hóa học C10H17O6N. Độc tố này được phát hiện lần đầu vào năm 1885 bởi Peckolt và được gọi là manihotoxin. Chất độc này vị đắng có mặt trên hầu hết các bộ phận của cây và tất cả các giống.
Dưới tác dụng của dịch vị có chứa axit clohydric hoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy và giải phóng ra axit cyanhydric (Cyanogenes) là chất độc với người: C6H17O6N + H2O ===> C6H12O6 + (CH3)3 + HCN Linamarin Glucoze Axeton acid cyahydric Trong cây sắn thì đều mang một lượng độc tố tối thiểu song ở mỗi một giống sắn khác nhau thì có lượng độc tố trong nó khác nhau. Trong lá sắn thì lượng độc tố ở mỗi giai đoạn trưởng thành lại phát triển khác nhau (lượng độc tố ở lá non nhiều hơn ở lá già). Lá sắn tươi có hàm lượng độc tố từ 80 - 110mg HCN/kg thì được gọi là giống sắn ngọt còn cao hơn nữa từ 160 - 240 mgHCN/ kg lá tươi thì gọi là giống sắn đắng.