Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cây đậu tương 1. Cây đậu tương Cây đậu tương có tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill, thuộc chi Glycine, họ Đậu (Fabaceae), có bộ nhiễm sắc thể là 2n = 40.
Đậu tương là loại cây trồng thu hạt, loại cây bụi nhỏ có lông toàn thân, cây đậu tương gồm các bộ phận chính: rễ, thân, cành, lá, hoa, quả và hạt. Cây đậu tương có bộ rễ phát triển là loại rễ cọc gồm rễ chính và các 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.
Trên rễ của đậu tương có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn Rhizobium japonicum có khả năng cố định đạm, một nốt sần có khoảng 3 – 4 tỷ vi sinh vật mà ta chỉ có thể nhìn thấy chúng qua kính hiển vi phóng đại 600 – 1000 lần [1]. Đậu tương là cây hai lá mầm thân thảo, ít phân cành, dạng bụi. Cây cao khoảng 0,3 – 1,0m, thân cây mảnh, tròn, thường dài từ 14 – 15 lóng, có nhiều lông tơ có tác dụng giảm thoát hơi nước và chống bệnh. Người ta thường phân biệt các giống đậu tương với nhau dựa vào thân cây đậu tương có mật độ lông ở thân nhiều hay ít, dài hay ngắn.
Thân non có thể có màu xanh hoặc màu tím, màu sắc thân non có tương quan chặt chẽ tới màu sắc của hoa, thân xanh hoa trắng, thân tím hoa tím. Thân có nhiều dạng như đứng, bò, nửa bò và leo. Đường kính thân thay đổi tùy theo giống và có liên quan tới tính chống đổ của cây. Số cành trên thân nhiều hay ít phụ thuộc vào giống và các kỹ thuật canh tác.
Có giống chỉ có 1 – 2 cành hoặc thậm chí không có cành. Cành hướng lên phía trên, lá mọc cách từ các đốt trên thân. Có 3 loại lá chính ở cây đậu tương chính là: lá mầm, lá nguyên và lá kép. Lá mầm mới mọc có màu vàng hay xanh lục, khi tiếp xúc với ánh sáng thì chuyển sang màu xanh.
Lá thường mọc so le, 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com lá kép thường có 3 lá chét với hình dạng khác nhau tùy loài. Những lá nhỏ và dài chịu hạn tốt nhưng cho năng suất thấp, những giống lá to thường cho năng suất cao nhưng khả năng chịu hạn thường kém [1], [2]. Hoa đậu tương nhỏ, không mùi, thuộc loại cánh bướm. Màu sắc của hoa thay đổi tùy theo giống và thường có màu tím, tím nhạt hoặc trắng.
Hoa phát sinh ở nách lá, đầu cành và đầu thân. Hoa mọc thành từng chùm, mỗi chùm có từ 1 – 10 hoa và thường có 3 – 5 hoa. Hoa đậu tương ra nhiều nhưng tỷ lệ rụng rất cao khoảng 30% có khi lên 80%. Hoa đậu tương thuộc loại hoa đồng chu lưỡng tính trong hoa có nhị và nhụy, mỗi hoa gồm 5 lá đài, 5 cánh hoa có 10 nhị và 1 nhụy.
Hoa đậu tương thường thụ phấn trước khi hoa nở và là cây tự thụ phấn, tỷ lệ giao phấn rất thấp, chiếm trung bình 0,5 – 1% [1], [2]. Đậu tương là cây tự thụ phấn, hoa mọc từ nách lá hoặc ngọn có màu trắng hay tím xếp thành chùm ở nách cành, thời kỳ cây ra hoa sớm hay muộn, thời gian dài hay ngắn tuỳ thuộc vào từng giống và thời vụ gieo trồng bởi vì nó chịu ảnh hưởng phối hợp của ánh sáng và nhiệt độ, quả thõng, quả đậu tương là loại quả ráp, ngoài vỏ quả thường có lông bao phủ, màu sắc vỏ quả khi chín có màu vàng hay xám đen. Hạt có nhiều hình dạng khác nhau: tròn bầu dục, tròn dài, vỏ hạt thường nhẵn có màu vàng nhạt, vàng đậm, xanh, nâu, đen nhưng chủ yếu là màu vàng rơm nhạt [2]. Đậu tương có nguồn gốc ở phía Bắc và Đông Châu Á, là một trong những cây thực phẩm quan trọng [1].
Cây đậu tương là cây trồng ngắn ngày, có thể trồng trên nhiều loại đất, nhiều vụ trong năm; có thể xen canh, gối vụ, trồng trong suốt mùa hè và mùa thu. trồng cây đậu tương rất thuận lợi cho phát triển sản xuất nông nghiệp. Đối với ngành trồng trọt, đậu tương có khả năng tích luỹ đạm của không khí để tự túc và làm giàu đạm cho đất nhờ vi khuẩn cộng sinh trên nốt sần ở bộ rễ và sinh khối thân, cành lá. Các chất hữu cơ này góp phần làm thay đổi tính chất lý hoá học và tăng độ phì nhiêu cho đất.
Trong hệ thống 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thâm canh, trồng đậu tương có tác dụng làm cho cây trồng vụ sau phát triển tốt hơn, góp phần phá vỡ chu kỳ sâu bệnh, chống nạn ô nhiễm do lạm dụng phân bón hoá học và thuốc trừ sâu [2], [9]. Trong những nhân tố sinh thái của môi trường thì nước là một nhân tố giới hạn quan trọng của cây trồng, là sản phẩm khởi đầu, trung gian và cuối cùng của các quá trình chuyển hoá sinh hoá diễn ra trong cơ thể thực vật… [6]. Nước là môi trường để các phản ứng trao đổi chất xảy ra trong tế bào. Sự thiếu hụt nước ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, nếu thiếu nước nhẹ sẽ làm giảm tốc độ sinh trưởng, thiếu nước trầm trọng sẽ làm biến đổi hệ keo nguyên sinh chất làm tăng cường quá trình già hóa tế bào khi bị khô kiệt nước, nguyên sinh chất bị đứt vỡ cơ học dẫn đến tế bào, mô bị tổn thương và chết.
Thiếu nước trước tiên ảnh hưởng đến sự cân bằng nước của cây, từ đó ảnh hưởng đến các chức năng sinh lý như quang hợp, hô hấp, dinh dưỡng khoáng do đó ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của thực vật. Cây đậu tương là cây có nhu cầu về nước cao hơn các loại cây khác và thuộc nhóm cây chịu hạn kém [6]. Trong suốt thời gian sinh trưởng, nhu cầu nước của cây không đồng đều qua các giai đoạn. Hạn thường làm giảm 40% năng suất đậu tương và tác động đến tất cả các giai đoạn sinh trưởng và phát triển, từ nảy mầm, ra hoa, tạo hạt cũng như chất lượng hạt được tạo thành.
Nói chung hạn hán ảnh hưởng đến mọi giai đoạn sinh trưởng của cây, đặc biệt với cây đậu tương thì giai đoạn tạo hạt đặc biệt cần nước vì giai đoạn này quá trình tổng hợp protein diễn ra mạnh do đó nước cung cấp cho cây lúc này có ý nghĩa lớn quyết định năng suất. Ở cây đậu tương, để tổng hợp 1kg chất khô cần 500- 530 kg nước. Trong quá trình nảy mầm thì nhu cầu về nước của đậu tương cũng khá cao 50%, trong khi ở ngô chỉ là 30%, lúa là 26% [5]. Nhu cầu nước của đậu tương phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của cây, tốc độ phát triển của cây trước khi phủ kín đất và lượng nước có sẵn trong đất.
Khả năng năng chịu hạn của các giống đậu tương là không giống nhau do chúng có các kiểu 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com gen khác nhau. Vì vậy, chọn tạo giống đậu tương có khả năng chịu hạn cao và tìm kiếm biện pháp cải thiện khả năng chịu hạn của cây đậu tương đã và đang được nhiều nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam quan tâm. Về giá trị kinh tế, đậu tương là cây trồng có giá trị kinh tế cao về nhiều mặt. Với ưu thế ngắn ngày, trồng được nhiều vụ trong năm, có thể trồng thuần, trồng xen, luân canh gối vụ, trồng được nhiều vùng sinh thái khác nhau.
Sản phẩm của nó được dùng làm thức ăn cho con người, thức ăn cho gia súc, làm nguyên liệu cho công nghiệp, có giá trị xuất khẩu và là loại cây có khả năng cải tạo đất trồng rất tốt [1], [2], [3]. Về giá trị dinh dưỡng, hạt đậu tương có thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng protein khoảng từ 30%- 52%, lipid khoảng 12 – 25%, glucid khoảng 10 – 15%. Các thực phẩm làm từ đậu tương được xem là một loại “thịt không xương” vì chứa tỷ lệ đạm thực vật dồi dào, có thể thay thế cho nguồn đạm từ thịt động vật. Thậm chí, lượng đạm (protein) trong 100gr đậu tương có thể tương đương với lượng đạm trong 800gr thịt bò [1].
Tại các quốc gia như Nhật Bản, Trung Quốc, 60% lượng đạm tiêu thụ hàng ngày là do đậu tương cung cấp. Hàm lượng chất đạm chứa trong đậu tương cao hơn nhiều so với lượng chất đạm chứa trong các loại đậu khác. Trong hạt đậu tương có khá nhiều loại vitamin, đặc biệt là hàm lượng vitamin B1, B2, ngoài ra còn có các loại vitamin khác như A, D, E, C… Bên cạnh đó nó còn chứa các loại muối khoáng như Canxi, sắt, photpho và các thành phần chất xơ tốt cho tiêu hóa. Trong đậu tương có đủ các acid amine cơ bản như isoleucin, leucin, lysin, valin, methionine, phenylalanine, tryptophan.
Ngoài ra, đậu tương được coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chưa một lượng đáng kể các amino acid không thay thế cần thiết cho cơ thể [1]. Bên cạnh vai trò là một loại cây thực phẩm, đậu tương còn là vị thuốc để chữa bệnh, đặc biệt là đậu tương hạt đen, có tác dụng tốt cho tim, gan, thận, dạ 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dày và ruột. Đậu tương được nhiều nhà khoa học xem như là chìa khóa để giải quyết nạn thiếu protein trong dinh dưỡng của con người, là thức ăn tốt cho những người bị bệnh đái đường, thấp khớp, suy nhược thần kinh và suy nhược dinh dưỡng [1]. Về giá trị trong công nghiệp của cây đậu tương, hiện nay trên thế giới đậu tương là cây đứng đầu về cung cấp nguyên liệu cho ép dầu, dầu đậu tương chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật.
Dầu đậu tương có chỉ số iot cao, nhiệt độ ngưng tụ từ -150C đến -180C. Đậu tương còn là nguyên liệu quan trọng cho các ngành công nghiệp khác như: chế biến cao su nhân tạo, mực in, chất dẻo, tơ nhân tạo,… [1] Về giá trị trong nông nghiệp của cây đậu tương, đậu tương được sử dụng làm thức ăn tốt cho gia súc, 1kg hạt đậu tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi. Toàn cây đậu tương (thân, lá, quả, hạt) có hàm lượng đạm khá cao cho nên các sản phẩm phụ như thân, lá tươi có thể làm thức ăn cho gia súc rất tốt hoặc nghiền khô làm thức ăn tổng hợp của gia súc. Ngoài ra đậu tương còn có vai trò trong cải tạo đất trồng đem lại hàm lượng đạm cao cung cấp cho cây trồng.