CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đậu tương và tầm quan trọng của cây đậu tương 1. Giới thiệu chung về đặc điểm sinh học của cây đậu tương Đậu tương hay còn gọi là đỗ tương, đậu nành có tên khoa học là Glycine max(L.) Merr theo khóa phân loại của Hymowitz, và Newel (1981) [37].Căn cứ vào đặc điểm hình thái, sự phân bố địa lý và số lượng nhiễm sắc thể, đậu tương được xếp vào Bộ (Fabales), Họ (Fabaceae), Phân họ (Leguminosae), Chi (Glycine). Đậu tương có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 40.
Đặc điểm hình thái học của cây đậu tương Glycine max(L.) Merr - Rễ đậu tương bao gồm: rễ chính và rễ phụ. Rễ chính có thể ăn sâu 30- 50cm và có thể trên 1m. Trên rễ chính mọc ra nhiều rễ phụ tập trung nhiều ở tầng đất 7-8cm rộng 30-40cm2 [1] Trên rễ chính và rễ phụ có nhiều nốt sần. - Thân cây đậu tương thuộc thân thảo, có hình tròn, trên thân có nhiều lông nhỏ, thân trung bình có 14-15 lóng.
Toàn thân có 1 lớp lông tơ ngắn, mọc dày bao phủ từ gốc lên đến ngọn, đến cả cuống lá. - Lá cây đậu tương có 3 loại lá: * Lá mầm (lá tử diệp): lá mầm mới mọc có màu vàng hay xanh lục, khi tiếp xúc với ánh sáng thì chuyển sang màu xanh * Lá nguyên (lá đơn): Lá nguyên xuất hiện sau khi cây mọc từ 2-3 ngày và mọc phía trên lá mầm. Lá đơn mọc đối xứng nhau. * Lá kép: Mỗi lá kép có 3 lá chét, có khi 4-5 lá chét.
Lá chét mọc so le, lá kép thường có màu xanh tươi khi già biến thành màu vàng nâu. - Hoa phát sinh ở nách lá, đầu cành và đầu thân. Hoa mọc thành từng chùm, mỗi chùm có từ 1-10 hoa và mỗi chùm thường có 3-5 hoa. Hoa đậu tương thuộc loại hoa lưỡng tính trong hoa có nhị và nhụy, mỗi hoa gồm 5 lá đài, 5 cánh hoa, có 10 nhị và 1 nhụy, vì thế cây đậu tương là cây tự thụ phấn, tỷ lệ giao phẩn rất thấp chỉ chiếm 0,5 – 1%.
- Số quả đậu tương biến động từ 2-20 quả ở mỗi chùm hoa và có thể đạt tới 400 quả trên một cây. Một quả chứa từ 1-5 hạt, nhưng hầu hết ở các giống đậu 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tương thường thấy chỉ có từ 2-3 hạt. Quả đậu tương thẳng hoặc hơi cong, có chiều dài từ 2-7cm hoặc hơn. Quả có màu sắc biến động từ vàng đến trắng tới vàng sẫm hoặc đen.
- Hạt có nhiều hình dạng khác nhau: hình tròn, hình bầu dục, tròn dẹt,. Rốn hạt có màu sắc khác nhau và đặc trưng cho mỗi giống. Đặc điểm quá trình sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương được chia làm hai giai đoạn chính là (i): giai đoạn phát triển sinh dưỡng và (ii): giai đoạn sinh sản. Trong từng giai đoạn trải qua các bước khác nhau.
Giai đoạn phát triển sinh dưỡng: chia ra làm 6 giai đoạn nhỏ. - Giai đoạn nảy mầm: hạt đậu tương bắt đầu nảy mầm khi hấp thụ đủ lượng nước bằng hoặc tương đương 50% khối lượng hạt. Rễ chính xuất hiện đầu tiên rồi đến thân mầm sau đó lá mầm xuất hiện. Sự nảy mầm hạt diễn ra trong vòng từ 5 – 10 ngày.
Hạt nảy mầm phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ môi trường, độ ẩm và độ sâu của hạt trong đất… Trong 5 ngày tính từ ngày gieo hạt, lông rễ xuất hiện và có chức năng hấp thu chất dinh dưỡng và nước cho cây. Rễ thứ sinh bắt đầu phát triển từ rễ chính. Thân mầm tiếp xúc với ánh sáng, kéo lá mầm lên khỏi mặt đất, trụ lá mầm bắt đầu sinh trưởng, lá đơn xuất hiện. - Giai đoạn lá mầm: giai đoạn lá mầm bắt đầu khi những lá đơn xuất hiện.
Trong giai đoạn này, lá mầm duy trì nguồn dinh dưỡng cần thiết cho cây non. Khoảng 70% khối lượng khô của lá mầm dần bị mất đi bởi quá trình chuyển dinh dưỡng từ lá mầm tới các phần còn lại của cây. - Giai đoạn xuất hiện lá kép đầu tiên: giai đoạn này được đánh dấu bằng sự xuất hiện của chiếc lá kép đầu tiên. - Giai đoạn lá kép thứ 2: cây cao khoảng 15,24 – 20,32 cm, xuất hiện 3 đốt trên thân và có thêm chiếc lá kép thứ 2.
Ở giai đoạn này, quá trình cố định nito từ vi khuẩn bắt đầu diễn ra. Các nốt sần của rễ xuất hiện trong phạm vi 25,4 cm từ mặt đất xuống rễ. Những nốt sần có màu sắc khác nhau, nốt sần có mầu hồng hay đỏ 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com diễn ra sự cố định nitơ tích cực; trong khi đó những khối u màu trắng, nâu hay xanh lá cây không diễn ra sự cố định nitơ. - Giai đoạn lá kép thứ 3 tới giai đoạn sinh trưởngthứ 5: cây cao khoảng 17,78 – 22,86 cm, có 4 đốt và 3 lá kép.
Đến giai đoạn 5, cây cao từ 25,4 – 30,48 cm, lá kép tiếp tục xuất hiện. Ở giai đoạn 5 này, xuất hiện các chồi phụ ở đỉnh – các chồi này sau này sẽ phát triển thành chùm hoa. - Giai đoạn xuất hiện hoa sớm: cây cao từ 30,48 – 35,56 cm. Lá mầm và lá đơn trong giai đoạn này có thể bị già hóa.
(ii): Giai đoạn sinh sản: chia ra làm 7 giai đoạn nhỏ: - Bắt đầu nở hoa: ít nhất 1 hoa nở ra từ một trong các đốt phát triển từ thân chính của cây. - Nở hoa hoàn toàn: xuất hiện một hoa đã nở từ 1 trong 2 đốt ở phần ngọn cây. Một trong hai đốt này có 1 lá đã phát triển hoàn toàn. Chiều cao cây đạt 50% chiều cao của cây trưởng thành, và đạt 50% tổng số đốt ở cây trưởng thành.
Rễ phụ hướng sâu vào lòng đất, sự cố định nitơ tăng lên nhanh chóng. - Hình thành quả đậu:một quả phát triển từ 4 đốt trên cùng dài khoảng 0,15 cm. Nhiệt độ, độ ẩm ảnh hưởng lên tổng số quả được hình thành, số lượng hạt được tạo thành trên mỗi quả và kích thước của hạt. - Hình thành quả: giai đoạn diễn ra sự phát triển nhanh của quả, sự phát triển của hạt bắt đầu diễn ra.
Khối lượng khô của quả tăng nhanh từ giai đoạn hình thành quả tới giai đoạn hình thành hạt. Có một quả đậu dài 1,9 cm phát triển từ 4 đốt trên cùng. Quá trình hình thành hoa diễn ra ở đỉnh thân chính. Đây là giai đoạn quan trọng đối với năng suất tạo hạt.
Bất kỳ điều kiện bất lợi nào cũng làm giảm năng suất cây. - Hình thành hạt:hạt có kích thước 0,31 cm trong quả phát triển từ 4 đốt trên cùng của thân chính. Vào giữa giai đoạn này, cây đạt được chiều cao tối đa, số lượng đốt tối đa và diện tích bề mặt lá tối đa. Sự cố định nitơ đạt đỉnh và bắt đầu giảm.
Hạt vẫn tiếp tục tích lũy hàm lượng khô. Cuối giai đoạn này, sự tích lũy dinh 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dưỡng trong các lá cây đạt đỉnh và bắt đầu quá trình dịch chuyển sinh dưỡng đến hạt. Khả năng phục hồi của cây với điều kiện bất lợi là rất thấp. - Hình thành hạt hoàn toàn: khối lượng hạt trong giai đoạn này đạt đỉnh.
Tốc độ sinh trưởng diễn ra nhanh nhưng bị chậm lại ở giữa giai đoạn này, và đạt đỉnh ở giai đoạn bắt đầu trưởng thành. Trong giai đoạn này, hạt phát triển chiếm hết không gian trong khoang hạt. Sự hóa vàng của lá bắt đầu diễn ra. Sự sinh trưởng của rễ diễn ra hoàn toàn vào khoảng giữa giai đoạn này.
- Bắt đầu trưởng thành: giai đoạn này được đánh dấu bằng việc một quả trên thân chính có màu nâu, màu xanh của vỏ quả chuyển sang màu vàng. Chất khô trong mỗi hạt bắt đầu đạt đỉnh. Ở bước trưởng thành về mặt sinh lý, các hạt đạt khoảng 60% độ ẩm. Điều kiện bất lợi ở giai đoạn này hay sau đó hầu như không gây ra ảnh hưởng lên năng suất của cây trồng.
- Hoàn toàn trưởng thành: 95% số quả trên cây chuyển sang màu nâu. Vai trò của cây đậu tương đối với đời sống của con người Cây đậu tương đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người bởi nó là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, giàu đạm, giàu chất béo, giàu các chất khoáng và các vitamin. Hàm lượng protein trung bình khoảng 35,5 – 40% trong khi đó, hàm lượng protein trong gạo chỉ từ 6,2 – 12%, ngô từ 9,8 – 13,2%, thịt bò 21%, thịt gà 20%, cá từ 17 – 20% và trứng từ 13 – 14%. Hàm lượng lipit trung bình từ 15 – 20% và với thành phần chủ yếu là các axit béo không no khoảng 60 – 70% có hệ số đồng hóa cao và mùi vị thơm như axit linoleic khoảng 52 – 65%, oleic khoảng 25 – 36%, linolenolic khoảng 2 – 3% [1].
Vai trò của cây đậu tương với ngành công nghiệp Đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bôi trơn trong ngành hàng không. Tuy nhiên, đậu tương chủ yếu được dùng làm nguyên liệu để ép dầu:hiện nay trên thế giới đậu tương là cây đứng đầu về cung cấp nguyên liệu cho ép dầu, chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vai trò của cây đậu tương với ngành nông nghiệp Trước tiên, đậu tương là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, với tỉ lệ 1kg hạt đậu tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi. Các bộ phận thân, lá, rễ, quả, hạt của cây đậu tương đều có hàm lượng đạm khá cao cho nên các sản phẩm phụ như thân, lá tươi và nghiền khô đều là thức ăn tổng hợp cho gia súc.
Sản phẩm phụ công nghiệp như khô dầu có thành phần dinh dưỡng khá cao (N: 6,2% ; P2O5: 0,7% ; K2O: 2,4%) và cũng được dùng sản xuất thức ăn cho gia súc [1]. Tiếp đến, cây đậu tương đóng vai trò trong việc cải tạo đất. Đậu tương là cây luân canh cải tạo đất tốt. Trong hệ thống luân canh, nếu bố trí cây đậu tương vào cơ cấu cây trồng hợp lý sẽ có tác dụng tốt đối với cây trồng vụ sau, góp phần tăng năng suất cả hệ thống cây trồng đồng thời giảm chi phí cho việc bón nitơ.
Thân, lá đậu tương có thể dùng để bón ruộng thay phân hữu cơ bởi hàm lượng nitơ trong thân chiếm 0,05% trong lá chiếm 0,19% [1].