Cây sắn (cây khoai mỳ)

1. Nguồn gốc, phân loại

1.1. Nguồn gốc

Cây sắn có nguồn gốc phức tạp và có 4 trung tâm phát sinh chính đó là ở Braxin có 2 trung tâm còn lại là ở Mêhicô và Bolivia. Sắn đã được trồng cách đây khoảng 3000-7000 năm.

1.2. Phân loại

Tên khoa học: Man​ihot esculenta. Grantz

Phân loại khoa học:

- Giới (Plantea)

- Bộ (Malpighiales)

- Họ (Euphorbiaceae)

- Phân họ (Crotonoideae)

- Tông (Manihoteae)

- Chi (Manihot)

- Loài (M.esculenta).

Chi Manihot thuộc họ thầu dầu (Euphorbiaceae), có tới hơn 300 chi và 8000 loài hầu hết là cây nhiệt đới. Đặc điểm của họ thầu dầu là thường hay có mạch nhựa mủ. Chi Manihot thuộc nhóm Manihotae. Tất cả các loài trong chi đều có số lượng nhiễm sắc thể 2n= 36.

2. Sơ lược lịch sử phát triển của cây sắn

Cây sắn được những người Bồ Đào Nha đến lập nghiệp đầu tiên ở Braxin du nhập vào châu Phi vào khoảng giữa thế kỷ 16. Thế kỷ 17 nghề trồng sắn chỉ tăng một cách rất chậm chạp, lúc đầu ở vùng lòng chảo Côngo (Zaire, bộ lạc Bushongo ở Kassai 1650), ở Angôla (1614 đến 1648) và ở bờ biển Ghinê (1650). Châu Phi và châu Mỹ người ta trồng sắn đắng ở các vùng rừng coi sắn là một nguồn thực phẩm chính và trồng các giống sắn ngọt ở các vùng mới, coi sắn là nguồn thực phẩm bổ sung. Nghề trồng sắn bắt đầu trở nên quan trọng vào thế kỉ 19.

Ấn Độ Dương sắn được du nhập vào đảo Bourbon và Ilede France (bao gồm Reunion và Maurice) vào các năm 1738 và 1739. Từ đó sắn được đưa sang Madagascar trồng ở Imerina năm 1875, sang Srilanca năm 1786 rồi từ đó sang Calcutta năm 1794.

Châu á, ngoài con đường du nhập vào Srilanca và Calcutta vào cuối thế kỷ 18, hình như sắn đã được đưa vào trồng trước đó (thế kỷ 16) bởi người Bồ Đào Nha ở Goa (Ấn Độ) và người Tây Ban Nha ở Philippin, từ đó sắn mới đem trồng ở Inđônesia cuối thế kỷ 18. Cuối cùng sắn được đem vào trồng ở Úc đầu thế kỷ 20. Cũng như châu Phi, nghề trồng sắn mới bắt đầu trở nên quan trọng vào thế kỷ 19.

3. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới và tại Việt Nam

Năm 2011, trên thế giới sắn được trồng tại khoảng 100 quốc gia quy mô lớn nhỏ khác nhau, sản lượng duy trì ở mức tương đối ổn định ở mức khoảng 230 triệu tấn.

Sự phát triển ngành công nghệ sinh học ethanol sử dụng sắn làm nguyên liệu đầu vào tai các quốc gia Đông Nam Á, cùng nhu cầu lương thực tăng tại châu Phi, đã thúc đẩy cho sự phát triển của nghề trồng sắn. Năm 2011, toàn thế giới đạt tổng sản lượng là 250,2 triệu tấn củ tươi, tăng 6% so với năm trước. Trong đó, Nigeria là quốc gia sản xuất sắn hàng đầu thế giới với sản lượng năm 2011 sản lượng sắn của Nigeria cũng đã hồi phục lên xấp xỉ 40 triệu tấn. Năm 2011, sản lượng sắn của quốc gia này ở mức trên 26 triệu tấn. Indonesia, Cộng hòa Công gô và Thái Lan là ba quốc gia có sản lượng  sắn  lớn tiếp theo trên thế giới. Ngoài ra còn một số nước có sản lượng sắn lớn như: Angola, Ghana, Việt Nam, Ấn Độ, Mozambic. Tại Thái Lan, Việt Nam và Indonesia, sắn là cây công nghiệp hàng năm quan trọng.

Tại Việt Nam, sắn là cây lương thực quan trọng chỉ xếp sau lúa và ngô, có xu hướng chuyển dần từ vai trò cây lương thực sang cây công nghiệp mang lại năng suất và lợi nhuận cao cho người trồng. Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu tinh bột đứng thứ 2 trên thế gới sau Thái Lan. Năm 2011, sản lượng sắn ở Việt Nam là hơn 10 triệu tấn, trong đó 70% dành cho xuất khẩu và 30 % dùng cho tiêu dùng trong nước.

Cây sắn được trồng ở hầu khắp vùng miền tại Việt Nam

4. Giá trị sử dụng chính của cây sắn

- Củ sắn: thành phần hóa học chính của củ sắn là gluxit, ở củ tươi có tỷ lệ khoáng chất và vitamin khá cao  đặc biệt là canxi, nhưng có tỉ lệ protein và lipit thấp. Củ sắn được sử dụng vào các mục đích: Sử dụng làm lương thực, sử dụng làm thức ăn gia sức, sử dụng chế biến tinh bột sắn,...

- Thân sắn: nguyên liệu sản xuất xelulozo, làm giống, làm nấm, làm củi,....

- Lá sắn chứa nhiều chất dinh dưỡng có giá trị, đầy đủ axit amin cần thiết nên có thể sử dụng làm thức ăn cho người, cho gia súc, nuôi tằm,...

Sắn được sử dụng làm tinh bột sắn

5. Các giống sắn sử dụng phổ biến trong sản xuất tại Việt Nam.

Những giống sắn phổ biến ở Việt Nam là: Xanh Vĩnh Phú, Gòn, Nếp, ba Trăng, Lá tre, Mì kè, HL23, KM94, KM140, KM 98-5, KM98-3, KM 98-1, KM 98-7, KM111-1, CM 101, SM 101, SM937-26, KM419, KM21-12, 08SA06,...

6. Đặc điểm thực vật học của cây sắn

6.1. Rễ sắn

Rễ sắn có thể chia thành 2 loại: Rễ làm nhiệm vụ đồng hóa và rễ làm chức năng dự trữ.

Rễ có chức năng đồng hóa và rễ có chức năng dự trữ của cây sắn

- Đối với rễ làm nhiệm vụ đồng hóa chủ yếu tập trung ở tầng đất nông (0-30cm) . Nhiệm vụ chính của loại rễ này là hút nước, dinh dưỡng và giữ cho cây vững chắc.

- Rễ củ là do rễ con được tập trung dinh dưỡng mà thành. Khi cây sắn bắt đầu ra rễ, số lượng rễ con rất nhiều. Nhưng chỉ một số rễ được tích lũy đấy đủ tinh bột mới tiếp tục phát triển thành củ thu hoạch. Củ sắn lớn có dạng hình trụ hoặc hình thoi có kích thước từ 2 đến 15 cm.Tiết diện ngang của củ sắn gồm có 4 phần chính:

+ Phần vỏ gỗ có màu nâu, nâu sẫm, hơi trắng... dày khoảng 0,2 cm đến 0,6 cm, chiếm 0,5 đến 3% khối lượng của củ và được cấu tạo bởi Xenllulô. Mặc dù nó rất mỏng nhưng rất cứng, làm nhiệm vụ bảo vệ tránh tác động của các yếu tố gây tổn thương làm hư hại củ.

+ Phần vỏ thịt (Tầng nhu mô vỏ): nằm bên trong lớp vỏ gỗ; có màu hồng, trắng đục, trắng vàng tùy theo giống. Vỏ thịt dày khoảng 0,5 đến 0,6 cm và chiếm 5-20% khối lượng củ, có thành phần: Xenllulô, tinh bột, các sắc tố và men, tập trung nhiều glucozit khi thuỷ phân giải phóng ra HCN gây ngộ độc cho người và gia súc.

+ Phần thịt củ (Mô dự trữ): chiếm khoảng 90% khối lượng bột của củ sắn, ngoài ra còn có một ít sợi (tế bào hóa gỗ) và một lượng nhỏ Protêin, lipit, vitamin, chất khoáng.

+ Lõi sắn (mạch gỗ và gỗ): Thường nằm ở giữa củ sắn và chạy suốt từ đầu củ đến cuối củ. Lõi sắn chiếm khoảng 0,5% khối lượng củ sắn. Thành phần chủ yếu là Xenllulô.

Cấu tạo củ cây khoai mì

6.2. Thân sắn

Cây sắn thân gỗ, cao trung bình từ 1,0 đến 3,0m phụ thuộc vào giống và điều kiện chiếu sáng, mức độ thâm canh, mật độ và thời vụ trồng. Về mặt cấu tạo (mặt cắt ngang) thân cũng gồm có 4 lớp (trong cùng là lõi rất xốp, tế bào rất to, tiếp theo là tầng gỗ; mô mềm của vỏ; t ầng bần rất mỏng).Thân sắn có khả năng phân cành tùy vào giống và sự phân cành có liên quan đến khả năng ra hoa. Thân và cành già đã hóa gỗ có màu trắng bạc, xám, nâu hoặc hơi vàng. Số lượ ng thân mọc ra trên một hom tùy thuộc vào cách đặt hom và số lượng đốt trên hom. Hom đặt nằm ngang có nhiều thân hơ n cả.

6.3. Lá sắn

Lá sắn là loại lá đơn có chia thùy mọc xen kẽ trên thân và xếp theo vòng (cứ 5 lá một vòng). Lá sắn gồm 2 phần: cuống lá và phiến lá.

Lá sắn chia thùy sâu, mọc cách trên thân

- Cuống lá: cuống lá dài từ 3 đến 30cm và có các màu sắc khác nhau tùy theo giống (màu hồng, vàng, xanh vàng,đỏ tươi)

- Phiến lá: phiến lá thường có 5-7 thùy, nhưng cũng có khi không chia thùy (ở những cây mọc từ hạt, phiến lá thường nguyên vẹn hoặc chia không đều). Phiến lá mảnh, dạng màng, màu xanh lục, phía dưới có phấn. Phiến lá gồm một lớp biểu bì phía trên có tầng cutin dày, tầng mô dậu, tầng mô hổng và biểu bì. Phía dưới phiến lá có những tế bào nhô ra làm cho mặt dưới của lá mượt như nhung.

6.4. Hoa sắn

Hoa sắn thuộc loại hoa chùm có cuống dài mọc ra từ chỗ phân cành, ngọn thân. Hoa sắn là hoa đơn tính cùng gốc. Một số giống sắn không có hoa do không có quá trình phân hóa hoa hoặc do những mầm hoa rụng đi. Cụm hoa gồm một trục giữa dài 2-l0cm và nhiều trục bên hợp thành một kiểu cụm hoa gọi là chùy. Hoa sắn có 2 loại: hoa đực, hoa cái. Số lượng hoa trên cây thay đổi theo từng giống, thường hoa đực nhiều hơn hoa cái.

+ Hoa cái có 5 lá đài dài và có màu sắc sặc sỡ, ngoài rìa có lông. Có một bầu thường có 6 cánh. Bầu thường có 3 lá noãn nhẵn ở trên một đa không chia thùy. Trên bầu có vòi nhụy ngắn với 3 đầu nhụy uốn cong.

+ Hoa đực có 5 lá đài dính với nhau trên một nửa chiều dài, nhẵn ở phía trong và có lông ở phía ngoài. Có khoảng 8-10 nhị đực xếp thành 2 vòng và mọc lên từ các thùy của một đĩa phía dưới. Bao phấn mềm, hạt phấn 3 ngăn, dày dính, màng ngoài hạt phấn có gai nhỏ.

Trên cùng một cụm hoa, hoa cái thường nở trước hoa đực 5 -7 ngày. Hoa cái thường nở trước hoa đực từ 112 giờ đến 5- 6 giờ. Hoa đực thường nở vào giữa trưa, tới nửa cuối buổi chiều tất cả các hoa cái đều khép lại.Bao phấn bắt đầu mở khoảng 2 giờ trước khi nở và mở hoàn toàn trước khi hoa nở 1 giờ. Sau khi mở hạt phấn được phát tán nhờ gió và côn trùng. Khoảng cách thụ phấn khoảng 30cm.Tuổi thọ hạt phấn khoảng 1 tuần.

6.5. Quả và hạt

Quả sắn thuộc loại quả nang mở khi chín đường kính quả 1 - 1,5cm, quả có 3 ô, mỗi ô thường có một hạt. Quả thường có 6 cánh hình thành từ những cánh của bầu hoa. Màu sắc từ lục nhạt, hơi vàng đến lục hay đỏ tía khá đậm. Cuống quả phình lên ở chỗ tiếp xúc với quả. Chỗ phình có khi cũng có màu sắc khác với màu sắc quả. Sau khi chín, quả tự mở và chỉ còn lại trục giữa của quả. Hạt sắn hình trứng tiết diện hơi giống hình tam giác. Hạt có vân hoặc những vết màu nâu đỏ trên nền màu kem hoặc xám nhạt.