khảo sát năng suất và thành phần hóa học của đậu rồng hoang (psophocarpus scandes) và đậu biếc (clitoria ternatea)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHẢO SÁT NĂNG SUẤT VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẬU RỒNG HOANG Psophocarpus scandes VÀ ĐẬU BIẾC Clitoria ternatea Cần Thơ,ngày…tháng…năm 20

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC

……&……

KIM BÌNH DƯ

HỌC CỦA ĐẬU RỒNG HOANG (Psophocarpus scandes)

VÀ ĐẬU BIẾC (Clitoria ternatea)

LUẬN VĂN ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH : HÓA HỌC

MÃ SỐ : 2111905

CẦNTHƠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

HỌC CỦA ĐẬU RỒNG HOANG (Psophocarpus scandes)

VÀ ĐẬU BIẾC (Clitoria ternatea)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHẢO SÁT NĂNG SUẤT VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC

CỦA ĐẬU RỒNG HOANG (Psophocarpus scandes)

VÀ ĐẬU BIẾC (Clitoria ternatea)

Cần Thơ,ngày…tháng…năm 2015 Cần Thơ,ngày…tháng…năm2015

Duyệt Của Giáo Viên Hướng Dẫn Duyệt của Bộ Môn

Nguyễn Thị Hồng Nhân

Cần Thơ,ngày…tháng…năm 2015

Duyệt của khoa Khoa Học

LỜI CẢM ƠN -oOo -

Tôi tên Kim Bình Dư, sinh viên ngành Hóa học – Khóa 37 (2011-2015)

Trong suốt thời gian được học tập và rèn luyện ở Khoa Khoa Học Tự Nhiên nói riêng, Trường Đại học Cần Thơ nói chung, tôi thật sự tri ân đến quí thầy cô đã tận tình dạy đỗ và truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức cho tôi để tôi được như ngày hôm nay

Cảm ơn cha mẹ, gia đình và những người thân yêu nhất đã tạo điều kiện tốt nhất để cho tôi được hoàn thành việc học Con thật sự biết ơn cha mẹ rất nhiều

Trải qua bốn năm học tập, rèn luyện và trong quá trình thực hiện luận văn đã giúp tôi có những kiến thức chuyên môn, kinh nghiêm và kỹ năng bộ ích, thiết thực cho công việc sau này Để đạt được kết quả kết như trên, tôi xin gửi lời cam ơn chân thành đến :

Ts Nguyễn Thị Hồng Nhân – Bộ môn chăn Nuôi,Khoa Nông Nghiệp

& ứng dụng Cô đã cho ý tưởng, động lực và giúp đỡ tận tình trong suối thời gian tôi thực hiện luận văn

Hai cố vấn học tập là cô Lê Thị Bạch và cô Nguyễn Thị Diệp Chi cùng

tất cả thầy đã truyền đạt kiến thức, định hướng nghề nghiệp cho tôi trong những năm học vùa qua, cung cấp,hỗ trợ các phương tiện để tôi có thể thực hiện đề tài luân văn này

Xin cảm ơn quí thầy cô của Bộ môn Hóa Học đã tận tình dạy dỗ, hướng dẫn tôi hoàn thành các học phần của chuyên ngành

Một lần nữa, tôi xin cám ơn tất cả và kính chúc mọi người dồi dào sức khỏe

Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BỘ MÔN HÓA HỌC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: Ts NGUYỄN THỊ HỒNG NHÂN Đề tài: Khảo sát năng suất và thành phần hóa học của đậu Rồng hoang (Psophocarpus scandes) và đậu Biếc (Clitoria ternatea) 2 Sinh viên thực hiện : KIM BÌNH DƯ -MSSV: 2111905 -Lớp: Cử nhân Hóa học – khóa 37 3 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức LVTN: ………

………

………

b Nhận xét về nội dung của LVTN ………

………

………

c Nhận xét đối với từng sinh viện tham gia thực hiên đề tài (ghi rõ từng nội dung chính cho sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): ………

………

………

d Kết luận, đề nghị và điểm: ………

………

………

Cần thơ, ngày tháng năm2015

Cán bộ hướng dẫn

Nguyễn Thị Hồng Nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Đề tài: Khảo sát năng suất và thành phần hóa học của đậu Rồng hoang

(Psophocarpus scandes) và đậu Biếc (Clitoria ternatea)

2 Sinh viên thực hiện : KIM BÌNH DƯ

MSSV: 2111905 Lớp: Cử nhân Hóa học – khóa 37

c Nhận xét đối với từng sinh viện tham gia thực hiên đề tài (ghi rõ từng nội

dung chính cho sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có ):

TÓM LƯỢC

…&…

Nhằm tìm ra một nguồn thức ăn xanh chất lượng cao, giải quyết tốt nguồn thức ăn cho gia súc nhai lại đồng thời với mục đích chọn ra được mức phân bón thích hợp nhằm giảm chi phí sản xuất, tăng hiểu quả kinh tế cho người chăn nuôi.Từ đó chúng chúng tôi tiến hành phân tích hóa học của cây đậu Biếc (Clitoria ternatea) và đậu Rồng hoang (Psophocarpus scandes) thông qua việc tác động ba mức phân

hữu cơ : 10;20;30 tấn /ha cùng hai mức độ phân hóa học là : 50 kg Ure -500

kg Super lân -200 kg Kali/ha/năm; 75 kg Ure -750 kg Super lân -300 kg Kali/ha/năm Thí nghiệm khảo sát ở lứa thứ 1, 2, 3 Đề tài được tiến hành tại phòng thí nghiệm cơ sở Bộ môn Chăn nuôi – Khoa Nống Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng – Trường đại học Càn Thơ từ 12/20014 đến tháng 4/ 2015

Kết quả thí nghiệm đạt được như sau:

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

2.1 Tổng quan về đậu Rồng hoang (Psophocarpus scandes) 2

2.1.1 Nguồn gốc và sự phân bố 2

2.1.2 Đặc điểm thực vật học 2

2.1.3 Thành phần dinh dưỡng 3

2.1.4 Sự tăng trưởng và phát triển 3

2.1.5 Thành phần hóa học 4

2.1.6 Ứng dụng 5

2.2 Cây đậu Biếc (Clitoria ternatea) 5

2.2.1 Nguồn gốc và sự phân bố 5

2.2.2 Đặc điểm nông học 5

2.2.3 Những yêu cầu về đất 8

2.2.4 Năng suất và thành phần hoá học 8

2.2.5 Công tác cải tiến giống 9

2.2.6 Giá trị y học 11

2.2.7 Sự hình thành nốt rễ 12

2.3 Sự cố định Nitơ 13

2.3.1 Chất hữu cơ trong đất 13

2.3.2 Sự phát triển cấu trúc đất 14

2.3.3 Sự giảm pH của đất 14

2.3.4 Nốt sần cây họ đậu 14

2.3.5 Sự cố định nitơ sinh học 15

2.3.6 Hiệu quả của cố định nitơ và bón phân nitơ 16

2.3.7 Nitơ trở lại đất và mùa vụ khác 17

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

3.1 Phương tiện nghiên cứu 18

3.1.1 Điều kiện thí nghiệm 18

3.1.2 Phương tiện nghiên cứu 18

3.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 19

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát năng suất và thành phần hóa học của đậu Rồng Hoang (Psophocarpus scandes), đậu Biếc (Clitoria ternatea) mọc tự nhiên 19

3.2.2 Thí nghiệm 2: Thành phần hóa học của đậu Rồng hoang (Psophocarpus scandes), đậu Biếc (Clitoria ternatea) 19

3.3 Tiến hành thí nghiệm 21

3.3.1 Quy trình tiến hành 21

Sơ đồ khái quát quy trình: 21

3.2.2 Xác định hàm lượng vật chất khô (DM) 23

3.3.3 Phương pháp xác định hàm lượng protein thô 24

3.3.4 Xác định hàm lượng xơ thô 27

3.3.5 Xác định hàm lượng khoáng tổng số 28

3.3.6 Xác định hàm lượng xơ trung tính (NDF) 29

3.3 7 Xác định hàm lượng xơ tan trong acid (Acid Detergent Fibre-ADF) 30

3.4 Xử lý số liệu 31

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Ảnh hưởng của phân bón hữu cơ và vô cơ đến các thành phần hóa học của đậu

Rồng hoang 36

4.4.1 Giá trị DM 36

4.1.2 Giá trị CP 37

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38

5.1 Kết luận 38

5.2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

DANH SÁCH BIỂU BẢNG

……o0o……

DANH SÁCH BIỂU BẢNG

Bảng 2.4 Thành phần acid amin của cây đậu Biếc 9

Bảng 2.6 Đặc tính hình thái và sinh hoá của cây lai (C ternatea x C purpurea) và

cây lai F2 11 Bảng 2.7 Hình thái học của vi khuẩn nốt sần rễ đậu Biếc 12 Bảng 4.1 Thành phần hóa học và năng suất của đậu Rồng hoang và đậu Biếc được khảo sát tại thành phố Cần Thơ 32 Hình 4 1Thu hoạch năng suất xanh của đậu Biếc ngoài tự nhiên 34 Bảng 4.2 Ảnh hưởng của phân bón hữu cơ và vô cơ đến hàm lượng DM, CP của cây đậu Biếc (%) 35 Bảng 4.3 Ảnh hưởng của phân bón hữu cơ và vô cơ đến hàm lượng DM, CP của cây đậu Rồng hoang (%) 36

DANH SÁCH HÌNH

……o0o……

Hình 2 1 Đậu Rồng hoang (Psophocarpusscandes) 3

Hình 2.2 Cây đậu Biếc (Clitoria ternatea) 8

Hình 2.3 Nốt sần của cây họ đậu 13

Hình 3 1 Tủ sấy 18

Hình 3 2 Sơ đồ quy trình phân tích mẫu 21

Hình 3.3 Các giai đoạn xử lý mẫu 22

Hình 4 1Thu hoạch năng suất xanh của đậu Biếc ngoài tự nhiên 34

DANH SÁCH NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

….……o0o………

DM: Vật chất khô (dry matter)

CP: Protein thô (crude protein)

CF: Xơ thô (crude fibre)

ADF: Xơ axit (axit detergent fibre)

NDF: Xơ trung tính (neutral detergent fibre)

AsH: khoáng tổng số (ash)

HC 1 : 10 tấn phân hữu cơ/ha/năm

HC 2 : 20 tấn phân hữu cơ /ha/năm

HC 3: 30 tấn phân hữu cơ /ha/năm

VC 1 : vô cơ 1 50 kg Ure -500 kg Super lân -200 kg Kali/ha/năm

VC 2 : vô cơ 2 75 kg Ure -750 kg Super lân -300 kg Kali/ha/năm

Chương 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay, tình hình chăn nuôi của Việt Nam đang đứng trước những thách thức như giá thức ăn chăn nuôi liên tục tăng do chúng ta chưa chủ động nguyên liệu trong nước, giá thành sản phẩm không cao,… Bên cạnh đó, chăn nuôi gia súc nhai lại là ngành rất quan trọng và phát triển ở các nước trên thế giới, là nghề truyền thống đã có từ lâu đời của nông dân nước ta Ngoài việc cung cấp thịt, sữa, trâu bò còn cung cấp sức kéo và một nguồn phân bón lớn cho sản xuất nông nghiệp Ngày nay nhu cầu lương thực thực phẩm ngày càng tăng không chỉ đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ trong nước mà còn cho xuất khẩu

Tuy nhiên, chăn nuôi gia súc nhai lại của nước ta chưa được phát triển mạnh do chưa được đầu tư đúng mức đặc biệt là nguồn thức ăn thô xanh Chăn nuôi chủ yếu tồn tại dưới hình thức hộ gia đình quy mô nhỏ, phân tán, thức ăn chủ yếu là tận dụng cỏ tự nhiên và phụ phẩm trong nông nghiệp nên không đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng cho gia súc Do đó chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu trồng các giống cỏ đậu có năng suất và hiệu quả Vấn đề đặt ra là phải cần trồng giống cỏ đậu gì để có năng suất và chất lượng cao, phù hợp với điều kiện canh tác (khí hậu, đất đai, thời tiết, thói quen sử dụng…) của từng vùng, khả năng cải tạo đất của các giống đậu trước tình hình thế giới đang quan tâm đến nguồn phân hữu cơ và chăn nuôi bền vững

Với mong muốn nghiên cứu tìm ra sự cải thiện đất của cây họ đậu; sự tương quan giữa lượng phân bón tiết kiệm nhất tương ứng với năng suất, chất lượng cỏ đậu cao nhất Qua đó tạo nguồn thức ăn xanh giàu dinh dưỡng cho gia súc, mang lại hiệu quả kinh tế cho người chăn nuôi và góp phần giải quyết vấn đề thức ăn xanh phục vụ cho ngành chăn nuôi gia súc nhai lại ngày càng phát triển Vì thế việc nghiên cứu tìm ra giống cỏ họ đậu cung cấp chất dinh dưỡng cho gia súc, có khả năng sinh trưởng mạnh, cho năng suất cao, giá trị dinh dưỡng tốt, đồng thời thích nghi với điều kiện đất đai của Đồng Bằng Sông Cửu Long là đang rất cần thiết Chính vì thế chúng tôi đã tiến hành đề

tài: “Khảo sát năng suất và thành phần hóa học của đậu Rồng hoang

(Psophocarpus scandes) và đậu Biếc (Clitoria ternatea)”

1.2 Mục tiêu đề tài

Đánh giá khả năng sản xuất và thành phần hóa học của đậu Rồng hoang

và đậu Biếc

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về đậu Rồng hoang (Psophocarpus scandes)

Psophocarpus scandens thuộc họ Papilionaceae

Tên địa phương là African winged bean, tropical African winged bean, kikalakasa (En)

2.1.1 Nguồn gốc và sự phân bố

Đậu Rồng hoang là loại cây hoang dại phổ biến ở miền Trung và phía Đông Châu Phi, kéo dài từ phía Đông sang Tây Châu Phi (Nigeria) một phần phía Bắc và phía Nam Châu Phi (Malawi, Zambia, Angola, Mozambique) Nó được trồng ở Jamaica và Brazil, là những nơi tự nhiên hóa Gần đây nó được khuyến khích ở R Congo làm một loại cây khá phổ biến trong vườn mỗi nhà

và là cây thương mại tại các chợ trong vùng, đặc biệt là xung quanh vùng Kinshasa Nó được biết như là cây trồng rậm lá ở một vài nước ở Châu Phi, nhưng sự ứng dụng nó còn rất ít, mặc dù sự thử nghiệm chúng thành công về năng suất (Schippers, R.R 2004)

độ dài lên đến 3,5 mm; tràng hoa với tiêu chuẩn hình trứng – thuôn dài lên đến

2 cm x 1,5 cm, màu xanh hoặc hoa cà, cánh hoa có khía, màu xanh tía nhạt hoặc ngả màu trắng; có 10 nhị, 9 chỉ nhị và 1 cái tự do ở giữa; nhụy hoa cao, thuôn dài, có 1 tế bào, giống loại cỏ mần trầu, với một hàng lông dưới đầu nhụy Quả đậu thuôn dài, mặt cắt ngang hình vuông, 3,5–8 cm x 6–7 mm, có 4 khía nổi bật, không có lông, 4–8 hạt Hạt giống thuôn dài đến hình trụ, (5–) 6–7,5 mm x (3,5–) 5–6 mm, tím đen, hạt nhỏ, dễ dàng tháo lớp lông tơ ở rìa hạt, sự nảy mầm của hạt trên mặt đất rất tốt (G.J.H Grubben & D.A.Denton, 2004)

Hình 2 1 Đậu Rồng hoang (Psophocarpusscandes)

2.1.3 Thành phần dinh dƣỡng

Trong lá tươi của đậu Rồng hoang, 100 g phần ăn được bao gồm: nước chiếm 82 g, protein chiếm 3,6 g, chất béo là 0,35 g, carbohydrate là 7,3 g, Ca

297 mg, P 61 mg, Mg 200 mg (Schippers, R.R 2004) Nhưng theo Harder et

al (1990), lá cây còn tươi trong 100 g phân tích có: 82 g nước, protein là

sẽ hỗ trợ lẫn nhau và quấn lại, hình thành dây, xếp hình nón, mọc rất tốt ở trên

và che phủ tạo thành bụi đậu Bụi đậu này phát triển mạnh trên cao, uốn cong

và che phủ tại đây Các chồi cây của những nhánh mới hình thành những nhóm đậu giống nhau và kết hợp với những bụi già hơn ở trên cao, nhưng vẫn gần đất trồng cây Các nhánh mọc ra rễ và bám vào đất nơi mà chúng mọc đến, có các mấu nhỏ phong phú tạo thành rễ (Faidah Hanum & L.J.G Van der

Maesen, 1968)

Ở Sumatra, hoa bắt đầu nở sau khi trồng 115 ngày, hoa nở từ tháng 1 đến tháng 3, trong khi trái trưởng thành vào tháng 4 đến tháng 5(Faidah Hanum & L.J.G Van der Maesen, 1968)

Hạt đậu Rồng hoang chứa nhóm lectin riêng biệt: Lectin B1 và B2 Các lectin được hấp thu bởi sự sản xuất melibiose Bio-Gel P150 bởi hai thành phần riêng biệt (lectin B1 và B2), cả hai đều là glycoprotein (9% carbohydrate) Hai lectin được phân biệt bởi đặc điểm riêng khác nhau

carbohydrate Lectin B1 bị ức chế bởi α-D-galactosides, như melibiose, nhưng không phải là β-D-galactosides, như lactose Lectin B2 bị ức chế bởi α-D-galactosides và α-D-galactosides, kết hợp trypsinized thỏ và hồng cầu của người (A, B, O) ở mức độ như nhau (Alexander A Kortt, 1988)

2.1.6 Ứng dụng

Lá và các chồi non của đậu Rồng hoang được dùng như một loại rau Những quả non và hạt trưởng thành được dùng để ăn Lá đậu rồng hoang là chất lợi sữa cho người phụ nữ nuôi con, lá của nó có thể làm thuốc đắp nóng chữa bệnh đau lưng, các vết thương và bệnh trĩ, chất trong lá làm giảm đau

bụng Lá khô sau khi đun sôi, sử dụng như một loại trà để trị viêm dạ dày Tại

Châu Phi và Châu Á, đậu Rồng hoang được trồng làm cây che phủ

Tại Việt Nam, người dân các tỉnh phía Nam trồng Đậu Rồng để ăn trái non Hiện nay, nó được trồng khảo sát và thí nghiệm để sử dụng hạt làm sữa

đậu, làm bột dinh dưỡng cho trẻ em Lá của nó trộn với cây họ đậu hoặc với

cỏ sử dụng làm thức ăn cho gia súc

2.2 Cây đậu Biếc (Clitoria ternatea)

2.2.1 Nguồn gốc và sự phân bố

Mặc dù không thuộc giống cỏ được cải tiến phát triển, đậu Biếc vẫn được phân bố rộng khắp vùng ẩm ướt, đất nhiệt đới ẩm thấp tự nhiên (Croder.L.V, 1974) Theo Reid.R & Sinclair.D.F (1980), đã có sự biến đổi hình thái và tính chất nông học của những giống thích nghi với môi trường mới khi được trồng trên đất đỏ phát triển trên đất phù sa của trạm nghiên cứu Lansdown (lượng mưa trung bình hằng năm là 850 mm)

Nhiều ý kiến cho rằng đậu Biếc có nguồn gốc từ các vùng nhiệt đới Châu

Á, tuy nhiên do quá trình nhập canh và quảng canh nên khó xác định nguồn gốc chính xác của cây đậu Biếc Cây đậu Biếc phân bố rộng khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, ở những nơi có điều kiện phù hợp cho cây phát triển như vùng Nam và Trung Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ Khu vực phân bố của cây đậu Biếc nhanh chóng mở rộng do mang lại nhiều lợi ích như tạo màu, dùng làm thực phẩm,…(Phạm Hoàng Hộ, 1999)

2.2.2 Đặc điểm nông học

Đậu Biếc (C ternatea) thuộc họ Fabaceae, họ phụ Papilionaceae

Đậu Biếc có rễ sâu, thân và cành mảnh có lông, là cây thân thảo leo với 5

lá chét và có hoa màu xanh biếc Nó phù hợp với nhiều loại đất khác nhau (pH 5,5–8,9) Nó sống cả vùng nhiệt đới và những nơi mùa khô kéo dài Cây trồng được phát triển trên giá đỡ hoặc cây đỡ bằng tre thuận lợi cho việc hái quả Sự tạo ra số lượng lớn hạt đậu biếc được lấy dễ dàng khi quả đậu khô và tự tách

vỏ Hạt giống thường được thu hoạch vào giữa mùa khô Vào thời điểm bắt đầu mùa mưa cho đến giữa mùa mưa, trái đậu khô bắt đầu quá trình tự khai

Nhờ vậy, đồng cỏ luôn trong tình trạng tự cải tạo Đối với đồng cỏ độc canh nên sử dụng các loại thuốc diệt cỏ hậu nảy mầm (Spinnaker 200–400 ml/ha) từ

2 đến 8 tuần trước khi gieo để kiểm soát tốt cỏ dại và cần sớm loại bỏ cỏ dại bằng tay sau khi gieo (S Michael A & Kalamani, 2003)

Cây đậu Biếc cao từ 90–162 cm Lá kép lông chim lẻ, có 5–7 lá chét hình trái xoan, mỏng, 2–6 x 1,5–4 cm, nhọn hay tù ở gốc, tròn hay nhọn ở đầu,

có lông rải rác ở mặt dưới, gân bên có 6 đôi, cuống lá dài 1–3 cm; lá kèm hình ngọn giáo, 5–10 mm Hoa có màu xanh đậm, dài từ 6–12 cm Bộ rễ dài, phát triển theo chiều rộng, dài đến 2 m Thân cây có màu lam tía, dẻo dai Hoa thụ phấn chéo bằng côn trùng hay tự thụ phấn Hoa ở nách đơn độc hay xếp thành từng đôi Hoa màu xanh lơ hoặc trắng, có cuống cỡ 4 mm, dài 5 cm, cánh hoa

có hình ngọn giáo hay hình xoan tròn Cuống hoa khoảng 6 mm, đài hình ống,

có 5 thùy nhọn, mỏng, mềm, có gân hình mạng; cánh cờ có viền giữa màu da cam, xoan ngược thon lại ở gốc; nhị 10, xếp 2 bó (1+9); bầu nhụy có lông

nhung Một số loại C ternatea hoa có màu trắng kem, hoa trổ riêng lẻ, có hình

dạng rất lôi cuốn Quả đậu có lông mềm, kích thước 10 x 1 cm, có từ 5–10 hạt dẹp, hình thận, lúc chín hạt có màu nâu hay gần như Trái đậu khi khô chứa từ 6–8 hạt có màu xanh hoặc nâu (S Michael A & Kalamani, 2003)

Theo Iracema Lima Ainouz et al (1994), protein dự trữ trong hạt giống

của cây hai lá mầm Trong quá trình nảy mầm các protein được thủy phân và chất dinh dưỡng của chúng được chuyển vào để nuôi dưỡng cây con Việc giảm và chuyển đổi các protein dự trữ được yêu cầu kết hợp với các phản ứng enzyme thủy phân protein có trong hạt giống trưởng thành hoặc tổng hợp lại lần nữa trong quá trình phát triển

Đậu Biếc có tính thích nghi cao, khả năng chịu được mật độ chăn thả liên tục, giữ được tình trạng tốt khi chăn thả nhẹ vào mùa mưa Đậu biếc có khả

năng kết hợp tốt với nhiều loại cỏ khác như Cenchrus ciliaris, Digitaria decumbns và những loại cỏ mọc tự nhiên, và nhờ đó dễ hình thành một đồng

cỏ hỗn hợp (Humphreys.L.R & I.J.Partridge, 1995)

Bảng 2.3 Một số đặc tính sinh học và nông học của cây họ Đậu

Độ màu mỡ của đất Từ trung bình đến thấp

Độ cao so với mặt nước biển(m) 0–1600

Mật độ gieo trồng Độ canh: 20–25 kg/ha Trồng xen với các loại

cỏ khác: 10–15 kg/ha

Mức độ phân bón khi gieo trồng ở

Không gian phát triển 2-4 kg/ha đối với đồng cỏ ổn định, 6 kg/ha

đối với đồng cỏ trong ngắn hạn

Độ sâu khi trồng trên nền đất ẩm 2,5–6,5 cm

(Nguồn: S Michael A., Kalamani, 2003)

Hình 2.2 Cây đậu Biếc (Clitoria ternatea)

2.2.3 Những yêu cầu về đất

Đậu Biếc thích nghi với nhiều loại đất (từ đất cát với tới đất sét nặng) của đất có độ màu mỡ vừa phải nhưng cũng thích nghi tốt với đất sét nặng, đất kiềm Cây thích nghi với độ pH đất 4,5–8,7 (Factsheet, 2007)

2.2.4 Năng suất và thành phần hoá học

Trong điều kiện canh tác thuận lợi, năng suất chất khô có thể đạt 30 tấn/ha/năm Hạt đậu Biếc có hàm lượng protein cao (15–25%/DM) Sau 2 năm canh tác trên đồng cỏ bạc màu, cây đậu Biếc phục hồi nguyên trạng độ màu

mỡ của đất Cỏ trồng xung quanh khu vực trồng cây đậu Biếc cũng có hàm lượng protein cao hơn nhờ quá trình hấp thu hàm lượng N sản sinh trong đất

Lá cây đậu Biếc chứa 21,55% CP và 21,5–29% CF (S Michael A & Kalamani, 2003) Thành phần của hạt bao gồm 25-38% protein, 5% đường tổng số, 10% béo Thành phần các acid amin được trình bày trong Bảng 2.4:

Bảng 2.4 Thành phần acid amin của cây đậu Biếc

Acid

amine Arg Cys Gly Hys Iis Leu Lys Met Thr Try Tyr

% 7,4 2,5 4,1 2,4 4,2 7,4 6,1 1,0 2,2 1,2 3,3

(Nguồn: Barro & C.A Ribeiro, 1983)

Tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô ở gia súc nhai lại biến động từ 60–75% Một nghiên cứu tại miền Nam Brazil cho thấy ở trạng thái khô, hàm lượng vật chất khô, ash, béo thô, protein thô và carotenoid tổng số lần lượt là 89,04%; 8,92%; 4,24%; 34,84% và 587,28 mg/kg Sau 42 ngày, tăng lên 91,1%; 7,24%; 3,46%; 32,34%; hàm lượng carotenoid ở thời điểm 84 ngày là 399,93 mg/kg Hàm lượng CF tăng từ 28,94% lên đến 38,25% trong thời gian này Thu hoạch tại thời điểm 45 ngày, năng suất chất xanh có thể đạt được tối đa 35 tấn/ha, tương ứng 3 kg protein (Barro, 1983)

2.2.5 Công tác cải tiến giống

Trong quần thể lai giữa C purpurea x C ternatea, sự khác biệt lớn về

kiểu hình và kiểu gen có tác động cộng gộp đối với những tính trạng như trọng lượng hạt, CP, CF, kích thước lá, số lá, số trái trên cây Rõ ràng, để có một đồng cỏ có chất lượng tốt cần tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chọn lọc tự nhiên Lai tạo gen, chọn lọc cây lai, lai giống có khả năng cải tiến năng suất và chất lượng đồng cỏ thông qua các tác động lên những tính trạng có hiệu quả kinh tế (Kalamani & Michael Gomez, 2003)

(Nguồn: Kalamani & Michael Gomez, 2003)

Ghi chú: PCV: Kiểu hình cao nhất, H 2 :Tính di truyền, GCV: Hệ số kiểu hình, GA: Sự cải tiến gen

Đặc tính Giá trị PCV% GVC% H2 GA% Chiều cao cây (cm) 90–160 14,3 13,9 94,5 27,9

Số lá/cây 162–138 17,9 17,3 93,6 34,5 Chiều dài lá (cm) 4–6,2 16,2 12,6 62,6 23,5 Chiều rộng lá (cm) 2,3–3,9 18,9 15,5 66,9 26,2

Số nhánh 18–36 16,1 13,6 71,5 23,8

Số lượng trái/cây 51–116 16,6 15,6 87,8 30,2

CF (%) 29–21,5 10,2 9,8 92,3 18,6

CP (%) 20,4–21,5 21,5 20,9 94,1 41,8 Trọng lượng hạt (g) 2,3–5,8 22,5 22,1 97,9 46,4

Hình 2.5 Một số đặc tính của cây lai giữa C ternatea x C Purpurea

Bảng 2.6 Đặc tính hình thái và sinh hoá của cây lai (C ternatea x C purpurea)

và cây lai F2

Đặc điểm

Cây lai F2 Giá trị nhỏ

nhất

Giá trị lớn nhất Trung bình

Chiều dài nhuỵ hoa (mm) 4,00 2,50 4,10 3,30

Độ rộng của vòi nhụy (mm) 13,2 11,0 14,5 12,8 Chiều dài hạt phấn (mm) 6,00 3,50 6,50 5,00 Chiều rộng hạt phấn (mm) 4,00 3,00 6,00 4,50

(Nguồn: Kalamani & Michael Gomez, 2003)

2.2.6 Giá trị y học

Tại Ấn Độ, đậu Biếc là loại dược liệu bổ trợ trí não, làm tăng khả năng

tư duy và trí nhớ nhờ chứa anxiolytic, chất giảm đau, chống co giật và chống

stress Một nghiên cứu cho thấy, đậu Biếc làm tăng hàm lượng acetyl choline,

tăng hoạt tính enzyme hoạt hoá acetyl choline trên não chuột và có tác động

tương tự như pyritinol (Terras et al., 1995) Ngoài tác dụng bổ não, cây đậu

Biếc có tác dụng đối với những bệnh nhiễm trùng mắt, viêm họng, các bệnh về

da, rối loạn bài tiết, lở loét, giải độc cơ thể (Malabadi R.B et al., 2001) Bên

cạnh những dược tính trên, đậu Biếc còn được dùng để đắp lên bề mặt da do

chứa chất có tính kháng protein của nấm ký sinh, có cấu trúc tương tự như AMP1 (Jack H.Wong & T.B Ng, 2008)

ct-Ở Lào, hạt được dùng làm thực phẩm, rễ cây dùng để giải nhiệt, chữa bệnh tiêu chảy cho trẻ em Ở Indonesia, cây đậu Biếc được dùng để trị bệnh lao phổi, đau ngực, ho và viêm lở ngoài da Ở Philipin người ta nghiền hạt và trộn với bitatrate kalium liều gấp đôi sẽ gây xổ có hiệu quả nhanh và đảm bảo

vô hại Lá dùng để đấp vết thương, mụn mủ, bướu, dịch lá dùng chữa viêm mắt Ở Ấn Độ, cây được dùng để trị nọc độc rắn cắn Ở Trung Quốc, rễ và lá

được dùng giải đắp mụn nhọt (Taranalli et al., 2003)

R W F & Havelka, V D (1975), đã tìm ra trong một thử nghiệm trên một loại đất để trong chậu, cho thấy nốt rễ và sự tăng trưởng của đậu Biếc là tốt ở

độ ẩm từ 25–45%, nhưng lại xấu ở độ ẩm 15%

Bảng 2.7 Hình thái học của vi khuẩn nốt sần rễ đậu Biếc

(Nguồn: Rangaswami, G & Oblissami, G.,1962)

2.3 Sự cố định Nitơ

Cây họ đậu có hàm lượng protein tương đối cao Điều này là do cây họ đậu trực tiếp cung cấp hầu hết các nhu cầu nitơ cho chúng với sự cộng sinh của vi khuẩn Rhizobia sống trong rễ (USDA, 1998)

(Nguồn: Martin F Wojciechowski, 2006)

Hình 2.3 Nốt sần của cây họ đậu

2.3.1 Chất hữu cơ trong đất

Nói chung, thành phần protein càng cao trong cây trồng thì càng nhiều hàm lượng nitơ sẽ trở về đất Nitơ là một yếu tố quan trọng cho hình thành các chất hữu cơ đất Bởi vì hầu hết mùa vụ có chứa nhiều dư lượng carbon hơn nitơ, và vi khuẩn trong đất cần cả hai, nitơ cung cấp bởi các cây họ đậu tạo điều kiện phân hủy dư lượng cây trồng trong đất và chuyển đổi đến đất các chất hữu cơ (USDA, 1998)

2.3.2 Sự phát triển cấu trúc đất

Nghiên cứu ở cả Hoa Kỳ và Canada cho biết tính năng vật lý của đất được cải thiện sau trồng đậu Các cải tiến được cho là do sự tăng kết hợp của đất Các protein, glomalin, cộng sinh dọc theo rễ của cây họ đậu và cây trồng khác, phục vụ như một "chất keo" gắn kết đất lại với nhau ổn định kết hợp đất Điều này kết hợp ổn định làm tăng lỗ không gian của đất và lớp đất trồng trọt, giảm xói mòn đất và bề mặt đất (USDA, 1998)

2.3.3 Sự giảm pH của đất

Các nốt sần của đậu thu được nitơ của chúng có được từ không khí như

là nitơ thay vì nitrat từ đất, ảnh hưởng thực của chúng là làm giảm độ pH của đất Trong các nghiên cứu trong nhà kính, đậu tương giảm độ pH trong đất mùn sét khoảng một đơn vị pH Các loại đậu có thể làm giảm độ pH và thúc đẩy tăng cây trồng - đất - vi khuẩn hoạt động trong đất với độ pH trên điều kiện tăng trưởng và phát triển tốt nhất của mùa vụ (USDA, 1998)

2.3.4 Nốt sần cây họ đậu

Cây trồng được cấy truyền với chủng vi khuẩn Rhizobia, các loại cây họ đậu có thể cung cấp lên đến 90% nitơ riêng của chúng (N) Ngay sau khi một hạt giống nảy mầm sẽ có sự hiện diện của vi khuẩn Rhizobia trong đất, vi khuẩn xâm nhập vào lông rễ cây và di chuyển vào chính rễ đó Các vi khuẩn nhân lên chính là nguyên nhân hình thành nốt sần màu hồng nhạt (USDA, 1998)

Cố định nitơ của cây họ đậu bắt đầu với hình dạng nốt sần Một loài vi khuẩn đất phổ biến là Rhizobia, xâm nhập vào rễ cây và nhân rộng trong vỏ tế bào Cây trồng cung cấp tất cả nguồn dinh dưỡng cần thiết và năng lượng cho

vi khuẩn Trong một tuần sau khi xâm nhiễm, nốt sần nhỏ có khả năng nhìn thấy bằng mắt Trên đồng ruộng, nốt sần có thể nhìn thấy 2-3 tuần sau khi trồng, phụ thuộc vào loại đậu và điều kiện nảy mầm Khi nốt sần còn non và chưa cố định nitơ, bên trong thường có màu trắng hoặc màu xám Khi nốt sần phát triển có kích cỡ, chúng chuyển sang màu hồng hoặc hơi đỏ, điều này cho biết sự cố định nitơ đã xảy ra Màu hồng hay hơi đỏ là do leghemoglobin (tương tự như hemoglobin trong máu) điều khiển O2 xuất phát từ vi khuẩn (W.C Lindemann & C.R Glover, 2003)

Nốt sần không cố định nitơ thường chuyển sang màu xanh và có lẽ thực

sự bị loại bỏ bởi cây trồng Màu hồng và đỏ chiếm ưu thế trong cây họ đậu ở giữa mùa sinh trưởng Nếu nốt sần màu xám, trắng hoặc xanh chiếm ưu thế, cố

định nitơ rất ít xảy ra là kết quả một chủng Rhizobia không hiệu quả, cây trồng nghèo dinh dưỡng (W.C Lindemann & C.R Glover, 2003)

Sự cố định nitơ không phải là quá trình không tốn kém năng lượng Cây trồng phải đóng góp một lượng năng lượng đáng kể trong sự quang hợp (quang hợp bắt nguồn từ đường) và các yếu tố dinh dưỡng của vi khuẩn

Bất kỳ một stress nào cũng làm giảm hoạt động cố định nitơ Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm không được kiểm soát bởi nông dân Nhưng stress về dinh dưỡng (đặc biệt là photpho, kali, kẽm, sắt và coban) có thể chính xác với phân bón Khi stress dinh dưỡng xảy ra, cây họ đậu phản ứng trực tiếp đến các chất dinh dưỡng và gián tiếp tăng chất dinh dưỡng nitơ là kết quả của việc hạn chế

cố định nitơ Cố định nitơ trên đồng ruộng có thể dễ dàng thực hiện bởi bón phân và các cách quản lý khác (W.C Lindemann & C.R Glover, 2003)

Sự khác nhau của sản xuất nitơ cụ thể ở hình dạng nốt sần Những nốt sần ở rễ được phân loại là không xác định, chúng có hình trụ và thường phân nhánh, sản xuất sản phẩm amit và urê Những nốt sần không xác định đặc trưng là nốt sần đậu Hà Lan và cỏ linh lăng, thực vật của khu vực ôn đới, và những nốt sần xác định đặc trưng là đậu tương và những cây đậu tương tự, những cây của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Sprent, J I., 2001)

2.3.5 Sự cố định nitơ sinh học

Xấp xỉ khoảng 80% nitơ trong không khí Sự cố định nitơ sinh học là một quá trình mà sự thay đổi nitơ thành NH3 sinh học hữu dụng Quá trình này được cho là bước trung gian trong tự nhiên chỉ do vi khuẩn Lợi ích của cây trồng đem lại từ việc cố định nitơ bởi khi vi khuẩn chết và làm giảm nitơ trong môi trường hoặc khi vi khuẩn còn sống kết hợp với cây trồng Trong nốt sần,

cố định nitơ được thực hiện bởi vi khuẩn và NH3 tạo ra được hấp thu trong cây trồng Sự cố định nitơ bởi cây họ đậu là một phần mối quan hệ giữa vi khuẩn

và cây trồng (W.C Lindemann & C.R Glover, 2003)

Thức ăn cây họ đậu chứa 3–4% nitơ có thể lấy từ đất và không khí Cây

họ đậu thường được trồng với các loại cỏ với hy vọng rằng các cây họ đậu sẽ cung cấp đạm cho cỏ và do đó làm hạn chế và giảm nhu cầu bón phân nitơ cho

cỏ Các loại cỏ có một hệ thống rễ hút chất dinh dưỡng hiệu quả hơn so với hệ thống rễ của cây họ đậu Do đó trong phối hợp xen canh cỏ và cây họ đậu, cỏ

sẽ sử dụng nitơ đất trong đất nhiều hơn Khi nitơ trong đất giảm, cây đậu sẽ lấy nitơ từ không khí và ít cạnh tranh với cỏ (AgriLife Research, 2008)

Cây họ đậu có khả năng sử dụng nitơ từ không khí được biết đến như là lợi ích tốt nhất của cây họ đậu Tuy nhiên, nó không phải là dạng sử dụng của