GIÁO TRÌNH CÂY ĐẬU TƯƠNG

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN VĂN ĐIỀN GIÁO TRÌNH CÂY ĐẬU TƯƠNG NHÀ XUẤT BẢN NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI – 2007 LỜI NĨI ĐẦU Đậu tương cơng nghiệp thực phẩm đóng vai trị quan trọng cấu trồng nơng nghiệp Việt Nam đặc biệt tà tỉnh miền núi phía Bắc Cây đậu tương đưa vào chương trình giảng dạy hệ đại học thuộc ngành trồng trọt, khuyên nông phát triển nông thôn Để đáp ứng nhu cầu tư liệu học tập nghiên cứu cho sinh viên cán giảng dạy, tác giả xin gửi đến bạn đọc sách "Giáo trình đậu tương" Cuốn sách tổng hợp hệ thơng lại kết cơng trình nghiên cứu đậu tương nước Chúng tơi hy vọng tài liệu giúp ích cho học tập nghiên cứu sinh viên cán nghiên cứu đậu tương Mặc dù với cố gắng cao trình biên soạn nhiều ý kiến đóng góp đồng nghiệp, lần xuất chắn nhiều hạn chế Tác giả mong nhận đóng góp bạn đọc để giáo trình ngày hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn ! Tác giả Chương I GIÁ TRỊ KINH TẾ, TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI ĐẬU TƯƠNG GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG Đậu tương (Glycine max (L) Merr.) gọi đậu nành trồng cạn ngắn ngày có giá trị kinh tế cao Khó có tìm thấy trồng có tác dụng nhiều mặt đậu tương Sản phẩm làm thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất cải tạo đất tốt Vì đậu tương gọi "Ơng Hồng loại họ đậu " Sở dĩ đậu tương đánh lẽ đậu tương có giá trị tồn diện ™ Giá trị mặt thực phẩm Hạt đậu tương có thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng prơtein trung bình khoảng từ 35,5 - 40% Trong hàm lượng prơtein gạo 6,2 - 12%; ngô: 9,8 - 13,2% thịt bò: 21%; thịt gà: 20%; cá: 17 - 20% trứng: 13 - 14,8%, lipit từ 1520%, hyđrát bon từ 15-16% nhiều loại sinh tố muối khoáng quan trọng cho sống (Nguyễn Thị Hiền Vũ Thi Thư, 2004) Hạt đậu tương loại thực phẩm mà giá trị đánh giá đồng thời prôtit lipit Prôtein đậu tương có phẩm chất tốt số prơtein có nguồn gốc thực vật Hàm lượng prơtein hạt đậu tương cao hàm lượng prơtein có cá, thịt cao gấp lần so với loại đậu đỗ khác Hàm lượng axít quan có chứa lưu huỳnh methionin sixtin đậu tượng cao gần hàm lượng chất có trứng gà Hàm lượng cazein, đặc biệt li sin cao gần gấp rưỡi lần chất có trứng Vì mà nói giá trị prơtein hạt đậu tương nói đến hàm lượng prơtein cao cân đối loại axít amin cần thiết Prơtein đậu tương dễ tiêu hố thịt khơng có thành phần tạo colesteron Ngày người ta biết thêm hạt đậu tương có chứa lexithin, có tác dụng làm cho thể trẻ lâu, tăng thêm trí nhớ, tái tạo mơ, làm cứng xương tăng sức đề kháng thể Hạt đậu tương có chứa hàm lượng dầu béo cao loại đậu đỗ khác nên coi cung cấp dầu thực vật quan trọng Lipit đậu tương chứa tỉ lệ cao axít béo chưa no (khoảng 60-70%) có hệ số đồng hố cao, mùi vị thơm axit linoleic chiếm 52-65%, oleic từ 25-36%, linolenolic khoảng 2-3% (Ngô Thê Dân cs, 1999) Dùng dầu đậu tương thay mỡ động vật tránh xơ mỡ động mạch Trong hạt đậu tương có nhiều loại vitamin, đặc biệt hàm lượng vitamin B1 B2 ngồi cịn có loại vitamin PP, A, E, K, D, C,v.v Đặc biệt hạt đậu tương nảy mầm hàm lượng vitamin tăng lên nhiều, đặc biệt vitamin C Phân tích thành phần sinh hoá cho thấy hạt đậu tương nảy mầm, ngồi hàm lượng vitamin C cao, cịn có thành phần khác như: vitamin PP, nhiều chất khoáng khác Ca, P, Fe v.v Chính thành phần dinh dưỡng cao nên đậu tương có khả cung cấp lượng cao khoảng 4700 cal/kg (Nguyễn Danh Đông, 1982) Hiện nay, từ hạt đậu tương người ta chế biến 600 sản phẩm khác nhau, có 300 loại làm thực phẩm chế biến phương pháp cổ truyền, thủ công đại dạng tươi, khô lên men vv làm giá, đậu phụ, tương, xì dầu vv đến sản phẩm cao cấp khác cà phê đậu tương, bánh kẹo thịt nhân tạo vv Đậu tương vị thuốc để chữa bệnh, đặc biệt đậu tương hạt đen, có tác dụng tốt cho tim, gan, thận, dày ruột Đậu tương thức ăn tốt cho người bị bệnh đái đường, thấp khớp, thần kinh suy nhược suy dinh dưỡng ™ Giá trị mặt công nghiệp Đậu tương nguyên liệu nhiều ngành công nghiệp khác như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bôi trơn ngành hàng không, chủ yếu đậu tương dùng để ép dầu Hiện giới đậu tương đứng đầu cung cấp nguyên liệu cho ép dầu, dầu đậu tương chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật Đặc điểm dầu đậu tương: khô chậm, số iốt cao : 120- 127 ; ngưng tụ nhiệt độ : - 15 đến - 18oC Từ dầu người ta chế hàng trăm sản phẩm công nghiệp khác như: làm nến, xà phịng, ni lơng v.v ™ Giá trị mặt nông nghiệp - Làm thức ăn cho gia súc: Đậu tương nguồn thức ăn tốt cho gia súc kg hạt đậu tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn ni Tồn đậu tương (thân, lá, quả, hạt) có hàm lượng đạm cao sản phẩm phụ thân tươi làm thức ăn cho gia súc tốt, nghiền khô làm thức ăn tổng hợp gia súc Sản phẩm phụ công nghiệp khô dầu có thành phần dinh dưỡng cao: N: 6,2%, P2O5: 0,7%, K2O: 2,4%, làm thức ăn cho gia súc tốt (Ngô Thế Dân cs, 1999) - Cải tạo đất: Đậu tương luân canh cải tạo đất tốt trồng đậu tương sinh trưởng phát triển tốt để lại đất từ 30-60 kg N (Phạm Gia Thiều, 2000) Trong hệ thống luân canh, bố trí đậu tương vào cấu trồng hợp lý có tác dụng tốt trồng sau, góp phần tăng suất hệ thống trồng mà giảm chi phí cho việc bón N Thân đậu tương dùng bón ruộng thay phân hữu tốt hàm lượng N thân chiếm 0,05%, lá: 0,19% (Nguyễn Danh Đông, 1982) 2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT ĐẬU TƯƠNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 2.1 Tình hình sản xuất đậu tương giới Đậu tương trồng lấy hạt, có dầu quan trọng bậc giới, đứng hàng thứ sau lúa mì, lúa nước ngơ Do khả thích ứng rộng nên trồng khắp năm châu lục, tập trung nhiều châu Mỹ 70%, tiếp đến châu Á Tình hình sản xuất đậu tương giới năm gần thê bảng 1.1 Bảng 1.1 : Tình hình sản xuất đậu tương giới từ năm 2001 đến 2005 Diện tích (triệu ha) 2001 76,077 2002 79,167 2003 83,600 2004 91,440 2005 91,386 (Nguồn: FAOSTAT Database, 2006) Năm Năng suất (tạ/ha) 23,20 22,73 23,40 22,34 23,00 Sản lượng (triệu tấn) 176,761 108,907 188,929 204,266 209,532 Số liệu bảng 1.1 cho thấy diện tích gieo trồng sản lượng đậu tương giới tăng nhanh vòng năm qua Hàng năm giới trồng khoảng 91 triệu với nang suất bình quân cao 22-23 tạ!ha tạo sản lượng đậu tương gấp lần so với 20 năm trước Các nước trồng đậu tương đứng hàng đầu giới diện tích gieo trồng sản lượng Mỹ, Braxin, Achentina Trung Quốc (bảng l.2) Bảng l.2: Tình hình sản xuất đậu tương nước đứng đầu giới năm gần Năm 2003 Năng Sản Nước Diện tích suất lượng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Mỹ 29,33 22,77 66,77 Braxin 18,52 28,08 52,02 Achentina 12,4 28,0 34,88 Trung 9,32 16,53 5,39 Năm 2004 Diện Năng Sản tích suất lượng (triệu (tạ/ha) (triệu ha) tấn) 29,93 28,6 85,740 21,52 23,14 49,793 14,3 22,0 31,500 9,70 18,14 17,600 Năm 2005 Diện Năng Sản tích suất lượng (triệu (tạ/ha) (triệu ha) tấn) 28,84 28,72 82,82 22,89 21,92 50,1 14,03 27,28 33,30 9,500 17,79 16,90 (Nguồn: FAOSTAT Database, 2006) 2.2 Tình hình sản xuất đậu tương nước Một số tài liệu cho đậu tương đưa vào trồng nước ta từ thời vua Hùng xác định nhân dân ta trồng đậu tương trước đậu xanh đậu đen (Ngô Thế Dân cs, 1999) Ngày đậu tương trở nên quen thuộc với nhân dân ta Các ăn chế từ đậu tương trở thành ăn phổ biến thường ngày Tuy nhiên đậu tương trồng nước ta chủ yếu sử dụng làm thực phẩm mang tính tự cung tự cấp Trong năm gần đây, đậu tương phát triển nhanh diện tích suất góp phần tạo mặt hàng tiêu dùng nội địa quan trọng Tình hình sản xuất đậu tương nước năm gần trình bày bảng 1.3 Bảng 1.3: Tình hình sản xuất đậu tương Việt Nam năm gần (2001-2005) Chỉ tiêu Năm 2001 2002 2003 2004 2005 Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 146,3 140,3 166,5 190,0 185,0 12,36 12,56 13,50 12,63 13,24 176,3 176,3 225,3 240,0 245,0 (Nguồn: FAOSTAT Database, 2006) Về mặt diện tích: Diện tích gieo trồng đậu tương nước ta chiếm tỉ lệ nhỏ tổng diện tích gieo trồng (khoảng l,5-l,6%) Xét tốc độ tăng nhanh lấy năm 1980 làm mốc đến năm 2004 diện tích tăng gấp 3,6 lần Về suất: Năng suất đậu tương bình quân nước ta thấp đạt khoảng 50% so với suất bình quân giới Tuy nhiên, nhờ nỗ lực lớn nhà khoa học công tác nghiên cứu chọn tạo giống biện pháp canh tác, suất đậu tương năm gần có bước nhảy vọt quân trọng, suất tăng 1,8 lần so với năm 1980 (Trần Đình Long Andrew, 2001) Hiện nay, nước hình thành vùng sản xuất đậu tương: vùng Đông Nam có diện tích lớn (26,2% diện tích đậu tương nước), miền núi Bắc 24,7%, đồng sông Hồng 17,5%, đồng sông Cửu Long 12,4% (Ngô Thế Dân cs, 1999) Tổng diện tích vùng chiếm 80% diện tích trồng đậu tương nước, lại đồng ven biển miền Trung Tây Nguyên Đậu tương trồng vụ xuân chiếm 14,2% diện tích, vụ hè 2,68%, vụ hè thu 31,3%, vụ thu đông 22,1% vụ đông xuân 29,7% (Ngô Thế Dân cs, 1999) Tuỳ theo điều kiện sinh thái vùng mà đậu tương gieo trồng vụ khác Ví dụ tỉnh miền núi phía Bắc đậu tương gieo trồng vụ hè thu, năm gần đậu tương phát triển mạnh vụ xuân Về sản lượng, vùng đồng sông Hồng, Đông Nam đồng sông Cửu Long chiếm 60% sản lượng đậu tương nước Đặc biệt vùng Đồng sơng Cửu Long chiếm khoảng 12% diện tích suất bình quân cao nước đạt 20 tạ/ha (Ngô Thế Dân cs, 1999) Hiện với nhịp độ tăng dân số việc thay đổi tập quán tiêu dùng dầu thực vật thay mỡ động vật, nhu cầu dầu thực vật đặc biệt dầu đậu tương tăng lên, tạo hội lớn cho việc phát triển sản xuất đậu tương nước NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI 3.1 Nguồn gốc Đậu tương loại trồng mà loài người biết sử dụng trồng trọt từ lâu đời, nguồn gốc đậu tương sớm xác minh Những chứng lịch sử, địa lý khảo cổ học công nhận đậu tương có nguyên sản châu Á có nguồn gốc từ Trung Quốc Cây đậu tương hoá Trung Quốc qua nhiều triều đại tiền phong kiến đưa vào trồng trọt khảo sát triều đại Shang (năm 1700-1100 B.C) trước công nguyên Những thơng tin nguồn gốc đậu tương trình bày chi tiết tài liệu Ngô Thế Dân cs (1999) 3.2 Phân loại Đậu tương thuộc chi Glycine, họ đậu Leguminosae, họ phụ cánh bướm Papilionoideae Phaseoleae Đậu tương có tên khoa học Glycine Max (L) Merr Do xuất phát từ yêu cầu, tiêu chí phân loại khác nên có nhiều cách phân loại khác Nhưng đến nay, hệ thống phân loại vào đặc điểm hình thái, phân bố địa lý số lượng nhiễm sắc thể nhiều người sử dụng Hệ thống phân loại vào đặc điểm hình thái, phân bố địa lý số lượng nhiễm sắc thể Hymowit Newell (1984) xây dựng Theo hệ thống ngồi chi Glycine cịn có thêm chi phụ Soja Chi Glycine chia thành loài hoang dại lâu năm, chi phụ Soja chia làm loài: loài đậu tương trồng Gtycine (L) Merr loài hoang dại hàng năm G Soja Sieb Zucc (bảng 1.4) Bảng l.4: Đặc điểm hình thái số lượng nhiễm sắc thể phân bố loài chi Glyncine chi phụ Soja NST (2n) Đặc tính hình thái Phân bổ 40 kép nhỏ hình van dài gân hình mạng hoa có màu sắc từ hổng đến tím hồng Quả ngắn hình thn thẳng cong, hạt màu nâu sáng đen Thân mảnh leo nhiều lông nhỏ Úc 40 Thân bị sát mặt đất thẳng, lơng cứng Chùm hoa dài mập với màu sắc từ trắng đến màu hoa cà nhạt Quả cong rộng có nhiều lơng cứng Hạt hình thn van Úc Glycine latifolia (Benth) Newell Hymowitz 40 Thân khoẻ bò sát đơi leo Phiến rộng có cưa chùm hoa dải, mảnh màu tím Quả ngắn, nhiều lơng tơ cứng Úc Glycine tatrobeana (Meissn.) Benth 40 Là loại thân nhỏ cứng bò sát đất đòi leo Phiến hình bán cầu Hoa to Úc 40 Là loại leo phiến nhỏ dài gân có gai Thân có lơng cứng màu trắng ) xám Hoa màu hồng có mùi thơm, thẳng Hạt hình chữ nhật đơi bẹt Úc Lồi Chi Glycine Glycine clandestina wendl Glycine falcata Benth Glycine canescens F.J.Ham Glycine tabacina thân bị leo Lá có hình van hẹp có Úc, Trung cưa Quốc, Đài 40; 80 Chùm hoa kéo dài màu tím đậm có mùi thơm Loan, Đảo Quả cứng dài hạt màu nâu đen hình trứng Nam Thái Bình Dương Thân bị leo có nhiều lơng tơ Lá có hình Úc Trung Glycine tomentella Hyayata van có gai nhỏ Cuống hoa ngắn hoa tập trung Quốc, Đài 38; 40; nhiều phía có màu từ tím nhạt đến tím Loan 78; 80 đậm Quả thăng cứng có vết lõm hạt Philippine Hạt có màu nâu đen New Guinea Chi phụ Soja Glycine sojá Sieb Zucc 40 Glycíne max (L.) Merr 40 Thân bò leo Lá chét có lơng cứng màu Trung Quốc, nâu hình van dài Hoa màu tím đơi có Nga Triều màu trắng Quả ngắn nhiều lơng cứng Hạt hình Tiên van dài Nhật Bản, Đài Loan Là loại trồng hàng năm Thân thẳng phân cành, dạng bụi Xẻ chét lơng chim, phiến hình van hay cập Chùm hoa cuống ngắn màu Trung Quốc tím trắng Quả thắng cong nhiều lơng Mỗi quả.có 1-3 hạt hình trịn hay bầu dục Vỏ hạt có màu biến đổi từ vàng sáng đến nâu, Chương II ĐẶC TÍNH SINH VẬT HỌC CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC 1.1 Rễ Rễ đậu tương khác với rễ hồ thảo có rễ rễ phụ Rễ ăn sâu 30-50cm 1m Trên rễ mọc nhiều rễ phụ, rễ phụ cấp 2, cấp tập trung nhiều tầng đất 7-8 cm rộng 30-40 cm2 (Nguyễn Danh Đơng, 1982) Trên rễ rễ phụ có nhiều nốt sần Bộ rễ phân bố nơng sâu, rộng hẹp, số lượng nốt sần hay nhiều phụ thuộc vào giống, đất đai, khí hậu kỹ thuật trồng Q trình phát triển rễ phân làm thời kỳ: Thời kỳ thứ nhất: Phát triển lớp rễ đầu tiên, thời kỳ rễ rễ phụ phát triển mạnh kéo dài sinh nhiều rễ Thời kỳ thường kéo dài từ 30-40 ngày sau mọc Thời kỳ thứ hai: Lớp rễ phát triển chậm dần, rễ khơng nhú chí có số rễ khô Lúc gốc thân gần cổ rễ rễ phụ nhỏ kéo dài phát triển gần thu hoạch Số lượng 30-40 rễ phụ ăn phía gần mặt đất Lớp rễ có nhiệm vụ cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho phát triển thân, làm Trong kỹ thuật trồng nên ý thời kỳ này, cần vun đất cho lớp rễ phát triển mạnh Một đặc điểm quan trọng cần lưu ý rễ đậu tương có nhiều nốt sần Đó u bướu nhỏ bám vào rễ Nốt sần kết cộng sinh số loại vi sinh vật có tên khoa học Rhizobium Japonicum với rễ đậu tương Trong nốt sần có khoảng 3-4 tỷ vi sinh vật, mà ta nhìn thấy chúng qua kính hiển vi phóng đại 600 - 1000 lần (Ngô Thế Dân cs, 1999) Vi sinh vật thường có dạng hình cầu hình que * Đặc điểm nốt sần Nốt sần rễ đậu tương thường tập trung tầng đất 0-20cm, từ 20-30cm nốt sần dần sâu có khơng có Nốt sần đóng vai trị q trình cố định đạm khí trời cung cấp cho Lượng đạm cung cấp cho lớn khoảng 30-60 kg/ha (Nguyễn Danh Đông, 1982) Nốt sần dài lcm, đường kính 5-6 mm, hình thành có màu trắng sữa, tốt có màu hồng (màu globulin có cấu tạo gần giống Hemoglobin máu có Fe) * Q trình hình thành nốt sần Trong đất ln ln có nhiều loại vi sinh vật thường tập trung xung quanh rễ (để sử dụng chất thải làm thức ăn), mặt khác xung quanh rễ canh tác tạo điều kiện đất đai thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Có loại cộng sinh, có loại hoại sinh, ký sinh có loại có lợi có loại có hại với rễ Cây họ đậu tiết chất gluxit, đường galacto v.v hấp dẫn loại vi sinh vật có vi sinh vật nốt sần Có nhiều quan điểm khác q trình xâm nhập vi sinh vật nốt sần vào rễ họ đậu Có quan điểm cho sống vi khuẩn Rhirobium Japonicum tiết chất axit andol axêtic Khi vi khuẩn tiếp xúc với lông hút tác dụng axit làm cho điểm lơng hút khô cong lên, tạo nên khe hở làm cho vi sinh vật sâu vào lông hút Quan điểm khác lại cho vi sinh vật tiết men xelluoza phân huỷ tế bào lông hút để vào lông hút Khi vào đầu lông hút vi sinh vật tiết chất nhầy, từ tổ chức biểu bì đầu lơng hút tạo thành tuyến xâm nhập hình dải Sau thời gian xâm nhập vào tế bào biểu bì, vào nội bì sinh sản Vi khuẩn chiết chất kích thích làm cho tế bào phân chia khơng bình thường hình thành nốt sần Nốt sần phát triển đến giai đoạn định cố định đạm Bản thân nốt sần hút N vi sinh vật chất xúc tác Khi già vi sinh vật Quá trình hình thành nốt sần kéo dài 16-21 ngày Trường hợp bình thường nốt sần bắt đầu xuất sau mọc 14-15 ngày, phát triển nhiều mạnh vào lúc đậu tương hoa làm tập trung nhiều lớp rễ thứ Số lượng nốt sần nhiều hay phụ thuộc nhiều vào điều kiện đất trồng, chất dinh dưỡng đậu tương Trồng đậu tương đất trồng đậu tương, nốt sần hình thành sớm nhiều Đất chua kiềm nốt sần hình thành pH thích hợp cho hình thành nốt sần 6-7, việc lựa chọn đất trồng đậu tương thích hợp quan trọng Điều kiện dinh dưỡng ảnh hưởng lớn đến phát triển nốt sần Nhìn chung bón đầy đủ NPK nốt sần phát triển mạnh, bón P2O5 Có tác dụng thúc đẩy phát triển nốt sần, hiệu kali khơng rõ (Trần Văn Điền, 2001) Bón đạm khơng thích hợp ức chế hình thành phát triển nốt sần Quan hệ vi sinh vật nốt sần với đậu tương mối quan hệ cộng sinh: cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn hoạt động, ngược lại vi khuẩn lại tổng hợp nitơ tự khơng khí chuyển sang dạng đạm hữu sử dụng Cây đậu tương cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cho vi sinh vật hoạt động vi sinh vật phát triển tích luỹ đạm nhiều cho làm cho sinh trưởng phát triển tốt