CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1. Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm hình thái cây đậu xanh 1. Nguồn gốc và phân loại Cây đậu xanh có nguồn gốc từ vùng Ấn Độ - Miến Điện, nơi được xem là có sự đa dạng cao về các loại hình sinh trưởng, phát triển của loài Vigna radiata. Đậu xanh được phân bố ở khắp các vùng của tiểu lục địa Ấn Độ suốt hàng nghìn năm sau đó mới được phát triển tới các vùng phụ cận khác của châu Á và Bắc Phi (Marechal et al.
Mặc dù cây đậu xanh có lịch sử trồng trọt khá lâu đời ở các nước Châu Á nhưng mãi tới năm 1970 loài đậu này mới chính thức trở thành đối tượng nghiên cứu của các tổ chức quốc tế. Năm 1972 khi đậu xanh được xác định là cây trồng chính của AVRDC thì đồng thời hàng loạt các chương trình nghiên cứu cấp nhà nước về đậu xanh mới được thực hiện tại Ấn Độ, Philippin, Thái Lan, Hoa Kỳ, Australia. Lịch sử trồng đậu xanh ở Việt Nam hiện nay chưa đủ nguồn xác định, song theo “Vân Đài Loại ngữ” của Lê Quý Đôn, đậu xanh ở nước ta được trồng từ lâu đời, ngoài mục đích làm thực phẩm, cung cấp protein, vitamin và khoáng chất, làm thuốc chữa bệnh, nó còn được sử dụng để luân canh cây trồng, che phủ đất, chống xói mòn, cải tạo và làm tốt đất (Nguyễn Tiến Mạnh và CS. Cây đậu xanh thuộc họ Fabaceae, chi Vigna, chi phụ Ceratotropis.
Tuy vậy trong lịch sử phân loại, đậu xanh đã từng được xếp vào chi Phaselous, vì vậy đậu xanh còn có tên thứ hai là Phaseolus radiata L, hoặc tên thứ ba là Phaselous aureus Roxb (Phạm Ngọc Quang và CS. Một số đặc điểm hình thái Trên rễ phụ của cây đậu xanh thường xuất hiện nhiều lông hút và nốt sần. Kích thước nốt sần dao động từ 4-5 mm, chức năng chính của nốt sần là cố định đạm từ N2 trong khí quyển với sự tham gia của vi khuẩn Rhizobium cộng sinh (Trần Đình Long và CS. Trong quần thể tự nhiên, cây đậu xanh thường nở hoa rải rác thành nhiều lứa khác nhau.
Căn cứ thời gian ra hoa, Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc 7 tế (IPGRI) nay là Viện sinh học quốc tế đã chia đậu xanh làm 3 nhóm là: nhóm ra hoa không tập trung nở hoa liên tục trên 30 ngày, nhóm ra hoa tập trung nở hoa liên tục dưới 16 ngày và nhóm trung gian nở hoa từ 16-30 ngày. Số trục hoa trên mỗi cây thường biến động lớn, phụ thuộc vào giống và điều kiện canh tác, nhưng trung bình có từ 5-7 trục/cây, tương ứng với 30-280 hoa/cây (Fakir et al. Số lượng quả đậu xanh phụ thuộc vào giống, điều kiện canh tác và biến động trong phạm vi 5-40 quả/cây. Sự khô hạn được xem là yếu tố hạn chế chính làm giảm số hoa và quả từ 20-40% (Mahdi et al.
Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu xanh Kết quả phân tích từ 100 g hạt chưa tách vỏ đã cho thấy đậu xanh là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao với: 24% protein; 1,3% dầu; 3,5% khoáng; 4,1% chất sơ; 56,7% carbohydrates và cung cấp 334 Kcal. Ngoài ra trong hạt đậu xanh còn chứa các yếu tố dinh dưỡng khác như Ca, P, Fe, Caroten, vitamin B1, B2 (Hao et al. Thành phần dinh dưỡng của hạt đậu xanh (từ 100 g hạt) TT Thành phần Đơn vị tính Nguyên hạt Hạt tách vỏ 1 Phần ăn được % 100,0 100,0 2 Độ ẩm % 10,4 10,1 3 Protein % 24,0 24,5 4 Dầu % 1,3 1,2 5 Khoáng % 3,5 3,5 6 Sơ % 4,1 0,8 7 Carbohydrates % 56,7 59,9 8 Năng lượng Kcal 334,0 348,0 9 Canxi mg 124,0 75,0 10 Phosphorus mg 326,0 405,0 11 Sắt mg 7,3 8,5 12 Caroten mg 94,0 49,0 13 B1 mg 0,47 0,72 14 B2 Nig 0,39 0,15 15 Vitamin khác mg 2,10 2,40 Nguồn: Hao et al., 2013 Kết quả phân tích so sánh cũng cho thấy hàm lượng chất sơ, Ca, caroten và vitamin B2 trong hạt đậu xanh chưa tách vỏ cao hơn đáng kể so với đậu xanh 8 đã tách vỏ (Bảng 1. Đặc biệt kết quả phân tích thành phần amino a xít của Protein cũng cho thấy hạt đậu xanh chứa đầy đủ các a xít amin không thay thế (Somchai Prabhavat.
Kết quả này cũng được xem là khá trùng hợp với tiêu chuẩn dinh dưỡng của FAO/WHO/VNU trong thực phẩm dành cho trẻ em. Bằng kết quả nghiên cứu chế biến, các nhà khoa học thuộc trường đại học Kasetsart - Thái Lan cho rằng đậu xanh có thể được chế biến thành các tổ hợp thực phẩm giàu protein với giá thành hạ nhất. Sự kết hợp của bột đậu xanh với bột gạo, bột mì, vừng và các gia vị khác theo một công nghệ nhất định sẽ tạo ra những thực phẩm có giá trị cao, có thể thay thế các món ăn cao cấp được chế biến từ sản phẩm chăn nuôi. Điều đó được lý giải bởi thành phần và hàm lượng cao của các a xít amin trong hạt đậu xanh cũng như đặc tính cân đối dinh dưỡng của bột đậu xanh với nhu cầu dinh dưỡng của trẻ em và người già (Bảng 1.
Ngoài giá trị dinh dưỡng, đậu xanh còn được dùng như một thực phẩm chức năng có tác dụng giải độc và hạ nhiệt (Đỗ Tất Lợi. Tinh bột đậu xanh có trạng thái bề mặt tương đối nhẵn, không có vết nứt, một số hạt có nếp nhăn (Lê Thị Ánh Nguyệt. Do có hàm lượng dinh dưỡng cao nên hạt đậu xanh được sử dụng để chế biến ra nhiều loại sản phẩm có giá trị như: bánh đậu xanh, bột đậu xanh, miến, giá đỗ (Trần Văn Lài và CS. Thành phần amino a xít của protein đậu xanh (mg/g protein) Thực phẩm tiêu chuẩn TT Amino axit Bột đậu xanh FAO/WHO – 1972 1 I Soleucine 35 40 2 Leucine 73 70 3 Lycine 58 55 4 Methionin + Cystine 17 35 5 Phenyalanin + Tyrosine 60 60 6 Threonine 36 40 7 Tryptophan 11 10 8 Valin 41 50 Nguồn: Hao et al.
Tình hình canh tác đậu xanh ở vùng nước trời 1. Khái niệm vùng canh tác nông nghiệp nước trời Canh tác nông nghiệp nước trời là một kiểu canh tác mà nguồn nước cung cấp cho sản xuất hoàn toàn phụ thuộc vào lượng mưa, chưa có sự can thiệp của người sản xuất trong việc cung cấp nước tưới cho cây trồng (Ashraf M, 2010). Trên thế giới nông nghiệp nước trời chiếm hơn 95% diện tích đất canh tác ở vùng cận sa mạc Sahara thuộc châu Phi, chiếm 90% ở châu Mỹ Latinh, 75% ở vùng cận Đông và Bắc Phi; 65% ở khu vực Đông Á; 60% ở Nam Á và Đông Nam Á. Đặc điểm chung nhất của vùng nông nghiệp nước trời là đất khô cằn, luôn có xu hướng bị thoái hóa hay thoái hóa ở mức độ cao do sự bốc thoát hơi nước mặt đất, hạn hán và thiếu quản lý nước hiệu quả.
Do đó hầu hết các vùng nông nghiệp nước trời hiện nay trên thế giới đều gắn liền với những cộng đồng dân cư nông nghiệp có thu nhập thấp, luôn phải đối mặt với những rủi ro do thiếu nước, khô hạn và mùa màng bấp bênh. Ngày nay mặc dù đã có những bước tiến mới trong việc cải thiện năng suất cây trồng ở vùng nước trời thuộc các nước đang phát triển, nhưng một số lượng lớn các gia đình nghèo ở châu Phi và châu Á vẫn phải đối mặt với những nghèo đói, mất an ninh lương thực và suy dinh dưỡng mà nông nghiệp nước trời chính là nguyên nhân hàng đầu (Aroca and Ruiz-Lozano, 2013). Phát triển nông nghiệp thông qua quản lý bền vững tài nguyên đất và nước, đưa ra những giải pháp hợp lý về giống và công nghệ canh tác để cải tiến năng suất, nâng cao sản lượng và hiệu quả canh tác chính là một một giải pháp bền vững mang tầm nhìn chiến lược quốc gia và quốc tế. Vai trò của đậu xanh ở vùng nông nghiệp nước trời Đậu xanh là cây thực phẩm ngắn ngày với nhiều ưu điểm quan trọng trong hệ thống sản xuất cây lương thực, cây thực phẩm (Nusrat et al.
Do đặc điểm phân bố rộng (từ 40o Bắc đến 40o Nam) cây đậu xanh có thể phát triển ở hầu khắp các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. Hiện nay có 29 nước trồng đậu xanh với diện tích khoảng trên 6 triệu ha, sản lượng khoảng 3 triệu tấn (Nair et al., 2014) Lịch sử trồng trọt và phát triển đậu xanh trên thế giới được xem là gắn liền với những vùng đất khô hạn, nghèo dinh dưỡng nhưng vẫn đảm bảo tính cạnh tranh 10 cao so với nhiều loài cây trồng trong cùng một điều kiện. Vì vậy vùng nông nghiệp nước trời đã và đang sản xuất trên 70% diện tích đậu xanh của thế giới, tương ứng 3,5 triệu ha/năm. Tại các vùng nông nghiệp nước trời, đậu xanh được đánh giá là cây thực phẩm quan trọng thứ nhất của Thái Lan, thứ nhì của Srilanka, thứ ba của Ấn Độ, Miến Điện, Bangladesh và Indonesia.
Đậu xanh cũng được xem là cây trồng phụ quan trọng trong vùng nông nghiệp nước trời của Australia, Trung quốc, Iran, Kenya, Triều Tiên, Malaysia, các nước Trung Đông, Peru, Đài Loan và Hoa Kỳ. Tại Ấn Độ đậu xanh được trồng trên 3,2 triệu ha, sản lượng 0,95 triệu tấn/năm, năng suất trung bình 304 kg/ha (Ammarah et al. Giống như các cây họ đậu khác, cây đậu xanh có khả năng cố định nitơ khí quyển thành đạm nhờ hoạt động của vi khuẩn Rhirobium virgana cộng sinh ở bộ rễ (Vũ Tiến Bình và CS. Qua đó cung cấp đạm cho cây trồng vụ sau, điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải tạo làm tốt đất ở vùng nước trời.
Đậu xanh có thể trồng xen với nhiều loại cây trồng khác. So với trồng sắn thuần, trồng xen đậu xanh với sắn làm lượng đất bị mất đi do quá trình rửa trôi xói mòn giảm 26,3% và thu nhập tăng tới 2,9 lần (Nguyễn Thanh Phương và Nguyễn Danh. Nghiên cứu các yếu tố môi trường vùng nước trời 1. Thổ nhưỡng Độ ẩm đất có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì lý, hóa tính của đất, khả năng hòa tan dinh dưỡng trong đất cũng như thành phần và hàm lượng các vi sinh vật đất.
Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng mưa đến sự phân bố của đậu xanh, các nhà khoa học cho rằng đậu xanh có thể được phát triển từ những vùng khô hạn đến những vùng cận ẩm, tương ứng với lượng mưa 600-1. Thời gian và sự phân bố mưa trong vùng là những điều kiện căn bản ảnh hưởng đến đặc điểm thổ nhưỡng, nông hóa của vùng, đồng thời là căn cứ để xây dựng các giải pháp khai thác sử dụng hiệu quả vùng nông nghiệp nước trời.
