Canh tác 03: Đặc điểm thực vật học của cây cà phê

Canh tác 03 Đặc điểm thực vật học của cây cà phê
NỘI DUNG CHÍNH
Minh họa quá trình phát triển của một cây cà phê từ khi nó tách khỏi mặt đất đến khi cây ra hoa và kết trái | Ảnh: torchcoffee

Từ thời điểm nhà thực vật học Thụy Điển ở thế kỷ thứ mười tám, Carolus Linnaeus lần đầu tiên mô tả chi cà phê, cho đến ngày nay, các nhà thực vật học vẫn không đồng ý về cách phân loại do có nhiều biến thể xảy ra ở cây và hạt cà phê. Linnaeus đã phân loại cây bụi cà phê trong họ Rubiaceae bao gồm 4.500 loài, trong đó có hơn 60 loài được gọi là “coffea” Các loài coffea bao gồm từ cây bụi nhỏ đến cây cao tới 32 feet và lá có thể có màu từ tím đến vàng, tuy nhiên, màu xanh lá cây là màu chủ đạo.

Phân loại thực vật

Chi cà phê thuộc họ Rubiaceae, bao gồm nhiều chi như Gardenia, Ixora, Cinchona, Rubia, Coffea. Cho đến nay chi quan trọng có giá trị kinh tế nhất trong họ Rubiaceae vẫn là chi cà phê (Coffea). Chi Coffea gồm xấp xỉ 100 loài. Hai loài chính của cây cà phê được trồng rộng rãi trên thế giới là cà phê chè (Coffea arabica) và cà phê vối (Coffea canephora hay robusta). Loài thứ yếu được trồng trọt là cà phê mít (Coffea excelsa), loài này chỉ giới hạn ở vùng Tây Phi và châu Á, chiếm khoảng 1 – 2% sản lượng cà phê toàn cầu. Mặc dù hình thái khá khác biệt, các loài Coffea có một số đặc điểm chung về mặt di truyền, nhưng các mối quan hệ giữa các loài trong chi này vẫn còn gây tranh cãi (Carvalho và Mônaco, 1967; Medina 1972).

Chi Coffea L. có khoảng 100 loài bản địa phân bố ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới ở châu Phi (Cecília A. F. Pinto-Maglio, 2006)

Số nhiễm sắc thể cơ bản của chi Coffea là 11 và đặc trưng cho tất cả các chi khác thuộc họ Rubiaceae (Sybenga, 1960). Hầu hết các loài thuộc chi Coffea là những loài nhị bội (2n = 2x = 22) và đều là những cây hoàn toàn không có khả năng tự thụ phấn. Duy nhất chỉ có loài cà phê chè (Coffea arabica) là loài tứ bội (2n = 4x = 44) và cũng là loài duy nhất có khả năng tự hợp và là cây tự thụ phấn.

Cây cà phê ở Việt Nam, Hiệp hội cà phê BMT, 2021

Nhìn chung công tác phân loại thực vật cũng như quá trình tiến hóa của các nhóm, loài thuộc chi Coffea là một công việc hết sức phức tạp vì nó bao gồm nhiều loài cây mang những đặc điểm thực vật rất khác nhau, từ những cây thân bụi cao chưa tới 1 m, những cây thuộc loại thân leo, đến những cây thân gỗ cao trên 15 m với các cành, lá, hoa quả thuộc nhiều kích cỡ, hình dáng và cấu tạo khác xa nhau. Tuy nhiên, đây là một công việc hết sức quan trọng, không những chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học thuần túy, mà còn có ý nghĩa thực tiễn hết sức quan trọng giúp các nhà chọn giống làm cơ sở cho việc lai tạo, cải tiến, chọn lọc giống.

Đặc điểm hình thái chung của cây cà phê

Hầu hết các cây cà phê Arabica được trồng trên khắp thế giới không quá ba hoặc bốn thế hệ từ tự nhiên. Điều này có nghĩa là nhiều đặc điểm sinh lý của cà phê tương đồng với kiểu hình của các giống cà phê Ethiopia từ các khu rừng hoang dã. Và có nghĩa là chúng vẫn ưu tiên thích nghi với kiểu môi trường được tìm thấy trong không gian mát mẻ của những khu rừng hoang dã (MGR Cannel, 1985).

Các giống cây trồng thích nghi với nắng được chọn lọc trong các điều kiện quản lý thâm canh đã cho phép các đồn điền cà phê Arabica được lan rộng ra các vùng biên có nhiệt độ trung bình cao tới 24 – 25ºC, chẳng hạn như ở đông bắc Brazil (DaMatta và Ramalho, 2006). Mặt khác, ở những vùng có nhiệt độ trung bình hàng năm dưới 17 – 18ºC, khả năng tăng trưởng phần lớn bị suy giảm (DaMatta và aI, 2007). Vùng tối thích cho cà phê Arabica tương đối giới hạn ở những khu vực giống rừng hoang dã của Ethiopia và theo cách tương tự, cấu trúc giải phẫu của cà phê trên khắp thế giới vẫn giống với tổ tiên của chúng trong các cánh rừng sương mù ở cao nguyên Boma của Nam Sudan và vùng cao nguyên Ethiopia.

Hệ thống rễ

Cây cà phê nói chung, sở hữu bộ rễ cọc, cắm sâu vào lòng đất khoảng 0,3 – 1m tính từ mặt đất. Nó phân bố thành vòng tròn có đường kính khoảng 1,5m xung quanh thân cây (Alfonsi và cộng sự, 2005 và Da Matta và cộng sự, 2007). Trong thực tế canh tác, hầu hết các cây Arabica đều là những cây thân đơn. Thông thường, Sự phát triển đầy đủ của hệ thống rễ cây cà phê bao gồm 3 loại rễ:

Bộ rễ cây cà phê | Ảnh: researchgate
  • Rễ cọc trung tâm thường to khỏe, ăn sâu xuống đất từ 0,45 – 1 m, giúp cho cây đứng vững và hút được nước ở các tầng sâu. Tầng đất càng dày và càng tơi xốp thì rễ cọc càng ăn sâu.
  • Rễ trụ thường có từ 4 đến 8 cái, mọc từ rễ cọc, có thể xuyên sâu tới 3 m và đâm nhánh đi các hướng làm nhiệm vụ chính là hút nước nuôi cây. Tương tự như rễ cọc, đất càng tơi xốp thì rễ trụ càng ăn sâu.
  • Rễ ngang cũng mọc từ rễ trụ, đâm vào đất theo nhiều hướng khác nhau, một số rễ ngang phát triển song song với mặt đất. Các rễ ngang phát triển thành một hệ thống rễ phụ, phía đầu là các lông hút phát triển dày đặc làm nhiệm vụ chính là hút chất dinh dưỡng để nuôi cây.

Ngoài yếu tố nội tại là giống, một loạt các yếu tố ngoại cảnh như tính chất vật lý của đất, hàm lượng mùn, độ ẩm đất, độ pH, hàm lượng dinh dưỡng khoáng, nhiệt độ, biện pháp kỹ thuật canh tác v.v… tác động rất lớn đến sự hình thành và phát triển của bộ rễ.

Hệ thống thân, cành

Cà phê là cây lâu năm, thân gỗ nhỏ, cao từ 4 – 10 m tùy theo từng loài và điều kiện sinh sống. Cây có đặc tính sinh trưởng lưỡng tính hình (dimorphism) theo hai chiều là chiều thẳng đứng và chiều nằm ngang. Những chồi chỉ sinh trưởng theo chiều thẳng đứng được gọi là chồi vượt (Orthotropic) bao gồm có thân chính và các chồi vượt mọc từ thân chính. Còn lại, tất cả những chồi chỉ phát triển theo chiều ngang được gọi là những cành ngang (Plagiotropic) bao gồm những cành ngang mọc ra từ thân chính và các cành thứ cấp khác, đây là những cành có khả năng ra hoa kết quả và được chia làm hai loại:

  • Cành cơ bản (cành cấp 1): Đây là những cành ngang mọc trực tiếp từ thân chính các cành ngang loại này được gọi là cành cơ bản hay cành cấp 1. Nếu cành cấp 1 bị rụng hoặc bị cắt bỏ thì không bao giờ tại vị trí đó có thể phát sinh cành cấp 1 khác.
  • Cành thứ cấp (cành cấp 2, 3…): Tại mỗi nách lá của cành cấp 1 có khả năng phát triển thành cành cấp 2, hay phân hóa thành những mầm hoa khi có điều kiện thích hợp như: Thời tiết khô hạn, nhiệt độ thấp,.. Ở các nách lá trên cành cấp 2 cũng có nhiều mầm ngủ tương tự và có khả năng phát triển thành cành cấp 3. Các cành ngang từ cành cấp 2 trở đi được gọi chung là cành thứ cấp và các cành này có khả năng tái sinh, do đó cần loại bỏ bớt trong các đợt tạo hình nếu chúng quá nhiều.
Thân cây cà phê | Ảnh: oilslickcoffee

Cành thẳng đứng (cành vượt hay chồi vượt) Là các loại cành phát sinh từ các mầm ngủ ở nách lá trên thân chính. Chồi vượt có đặc điểm mọc thẳng đứng, sinh trưởng nhanh, tiêu hao nhiều dinh dưỡng nhưng lại không có khả năng cho quả. Trong khi tạo hình, tạo tán cho cây cà phê, chồi vượt cần được loại bỏ thường xuyên và kịp thời nhằm tránh tiêu hao dinh dưỡng, ngoại trừ các trường hợp như sử dụng chồi vượt để tạo thành thân mới, bổ sung tán khi cây bị khuyết tán.

Lá cà phê có hình dạng elip, màu xanh đậm, mọc đối xứng trên cành. Các lá thường nằm thành từng cặp dọc theo cành thẳng. Cây có xu hướng rụng lá vào cuối mùa khô trùng với thời kỳ thu hoạch. Lá của cây cà phê không phản ứng tốt với sức ép của gió. Gió lớn có thể làm giảm diện tích lá và rút ngắn chiều dài lóng của cành. Các lá trưởng thành thường có chiều dài khoảng 8-15 cm, rộng 4-6 cm (Caramori và cộng sự, 1986 và DaMattaI, 2007).

Để cây cà phê phát triển thêm một cặp cành phải cần một thời gian từ 25 – 30 ngày. Cây con sau khi trồng được một năm có khả năng phát triển từ 12 – 14 cặp cành.

Cây cà phê ở Việt Nam, Hiệp hội cà phê BMT, 2021
Lá cà phê | Ảnh: dailycoffeenews

Hoa & Quả

Hoa cà phê có màu trắng, bao gồm 5 nhị đực và nhụy cái. Bầu nhụy chứa 2 noãn, nếu thụ tinh đúng lúc sẽ tạo ra 2 nhân cà phê. Hoa cà phê nở vào sáng sớm và nở suốt cả ngày. Chiều cùng ngày một khi thụ tinh xảy ra bao phấn chuyển sang màu nâu. Hai ngày sau đó các bộ phận của hoa bị héo và rơi rụng chỉ còn bầu nhụy phát triển. Phấn cà phê có khối lượng nhẹ và dễ dàng được gió mang đi. Thụ phấn nhờ gió là quan trọng đối với cà phê. Tuy nhiên do hoa cà phê có mùi thơm hấp dẫn côn trùng, vì vậy côn trùng đóng góp hơn trong quá trình thụ phấn của hoa cà phê.

Hoa cà phê | Ảnh: Wikicommons

Thông thường cây cà phê bắt đầu ra hoa từ năm thứ hai tới năm thứ ba. Chồi hoa phát triển ở trong nách lá của cành ngang & ít khi phát triển trên chồi vượt. Hiện tượng nở hoa ở cây cà phê được chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn phân hóa mầm hoa và giai đoạn mầm hoa tăng trưởng, phát triển đến khi hoa nở. Trong mỗi một giai đoạn như vậy có rất nhiều yếu tố nội, ngoại cảnh tác động. Vào cuối vụ thu hoạch cây đã có quá trình phân hóa hình thành mầm hoa. Mầm hoa tiếp tục phát triển hoàn chỉnh (dạng mỏ sẻ) nếu được tưới nước đầy đủ sau đó từ 5 – 7 ngày hoa sẽ nở, thời gian này có thể dài hơn nếu trước đó hoa chưa phát triển đầy đủ.

Quả cà phê

Quả cà phê thường được gọi là quả mọng (cherry hoặc berry) nhưng trên thực tế, nó là một loại quả hạch (drupe) Các loại quả hạch khác bao gồm mơ, đào và mận. Và tất cả chúng (quả mọng & quả hạch) thường được gọi chung là quả thịt.


Nếu bạn bóp một quả cà phê chín giữa các ngón tay, lớp vỏ ngoài (exocarp) và lớp ngoài của lớp trung bì (mesocarp) trượt ra khỏi lớp bên trong khá dễ dàng. Lớp bên trong (endocarp) là một lớp vỏ cứng chứa nhân cà phê (hay gọi là vỏ trấu), thông thường lớp nhầy (mucilage), vẫn bám chặt vào vỏ trấu. Chất nhầy được cấu tạo bởi các mô rất giàu đường và pectin nhưng thú vị là không chứa caffein và tannin (Wintgens, 2004). Trên tay bạn (nếu bạn vẫn đang giữ lại lớp vỏ) là lớp bên ngoài của trung bì, thường được gọi là “pulp“, vẫn gắn liền với vỏ quả và thường được loại bỏ trong quá trình chế biến hoặc đôi khi được tái sử dụng làm thành cascara.

Cắt ngang một quả cà phê

Hạt cà phê không có tính ngủ nghỉ. Do đó hạt nên gieo càng sớm càng tốt sau khi quả chín, tại giai đoạn này tỷ lệ này mầm trên 90%. Tỷ lệ nảy mầm giảm nhanh sau 2 tháng đối với cà phê vối và 6 tháng đối với cà phê chè khi bảo quản ở nhiệt độ thông thường. Nếu hạt phải bảo quản thì nên phơi nhẹ với nhiệt độ thấp (dưới 40oC) để độ ẩm giảm xuống còn 12 – 13%. Hạt đã phơi khô bảo quản tại nhiệt độ 10oC sẽ duy trì khả năng nảy mầm cao trong vài tháng. Sự thật đã chứng minh rằng hạt cà phê chè với độ ẩm 10 – 11% bảo quản tại nhiệt độ 15oC có thể duy trì gần hai năm (Hiệp hội cà phê BMT, 2021).

Peaberry

Một quả cà phê thường có hai nhân, nhưng trong một số trường hợp quả chỉ có một hạt duy nhất – những hạt này to và tròn hơn các hạt nhân thông thường và được gọi là Peaberry (hay cà phê Culi ở Việt Nam). Peaberry đôi khi bị coi là một khiếm khuyết, mặc dù nó không biểu hiện một hương vị cụ thể nào. Trên thực tế, Peaberry có giá đắt hơn các hạt cà phê thông thường và nhiều nhà rang xay cho biết rằng vì hình dạng tròn trịa giống quả bóng bầu dục của chúng, nên chúng dễ rang hơn các loại hạt thông thường. Nó chỉ đơn giản là gây mất năng suất trong thu hoạch.
Nghiên cứu về sự hình thành của Peaberry chỉ ra rằng chúng là kết quả của áp lực môi trường, Trong một số trường hợp, quả Peaberry có thể chiếm tới 40% vụ mùa. Cây bị peaberry hình thường được lấy ra khỏi trang trại bởi vì đối với mỗi 1% peaberries trong một vụ mùa, sẽ gây nên tổn thất 0,75% năng suất (A. Carvalho và LC Monaco, 1969, p.219).

Quả peaberry Kenya từ Cultiva Coffee | Ảnh: tonx by Flick

Một nghiên cứu về việc tưới nhỏ giọt cho cây cà phê cho thấy rằng trong năm đầu tiên canh tác, các cây không được tưới có tỷ lệ Peaberry rất cao, ở mức 21% so với toàn vụ mùa (Barbosa và cộng sự, 2015). Báo cáo cho biết thêm, “việc hình thành quả/hạt Peaberry một phần liên quan đến các yếu tố môi trường bất lợi, chủ yếu là trong quá trình ra hoa và kết trái. Vì vậy, việc quản lý tưới tiêu phù hợp trong những giai đoạn này đã tạo điều kiện tốt hơn cho sự hình thành của hạt cà phê, do đó làm giảm tỷ lệ Peaberry”. Nghiên cứu đã chứng minh rằng nhiệt độ không khí gần 24ºC (cao hơn 1 độ so với giới hạn trên của mức được coi là tối ưu của cà phê Aarabica) làm tăng lượng quả Peaberry (Pezzopane và cộng sự, 2007 và Barbosa và cộng sự, 2015).

Các giai đoạn phát triển quả

Trong sinh lý học của sự phát triển và sản xuất cà phê (Ecophysiology of coffee growth and production) được đăng trên tạp chí Sinh học Brazil, năm giai đoạn phát triển của quả cà phê đã được công nhận như sau:

Các giai đoạn phát triển quả cà phê | Ảnh: alesarmientosoler

Giai đoạn thứ nhất: diễn ra trong sáu tuần đầu tiên sau khi nở hoa. Mặc dù trong giai đoạn này sự phát triển không đáng kể, nhưng quả không được coi là ngủ đông, vì chúng có tốc độ hô hấp cao. Sự phát triển của lớp vỏ và hạt chủ yếu là bằng cách phân chia tế bào thay vì bằng cách mở rộng tế bào.

Giai đoạn thứ hai: tăng trọng nhanh chóng – kéo dài khoảng l0 tuần tiếp theo. Tính từ tuần 6 đến tuần thứ 17 của sự phát triển; Quả tăng nhanh về kích thước và khối lượng tươi. Giai đoạn này quyết định kích thước tối đa của nhân cà phê. Sự mở rộng tế bào chiếm ưu thế vào cuối giai đoạn này.

Giai đoạn thứ ba: duy trì và chậm lớn kéo dài khoảng hai tuần, quả đạt được kích thước cuối cùng trong thời kỳ chuyển tiếp (ngắn) này, nhưng lượng chất khô của quả vẫn còn thấp.

Giai đoạn làm đầy nội nhũ: từ khoảng tuần thứ 17 đến tuần thứ 28, chất khô được lấp đầy tế bào. Trong giai đoạn này, khối lượng tươi ít thay đổi do chất khô được lắng đọng chủ yếu trong nhân (hạt). Sự chín của hạt cà phê trở nên hoàn chỉnh khi đồng thời đạt đến hàm lượng chất khô tối đa và khả năng nảy mầm tối đa.

Giai đoạn chín: trong giai đoạn phát triển cuối cùng, hầu hết các thay đổi xảy ra ở lớp vỏ ngoài, tăng kích thước và khối lượng (tươi và khô), sắc tố tích tụ tạo thành màu đỏ hoặc vàng. Quá trình chín có thể kéo dài trong thời gian khoảng l0 tuần, từ tuần thứ 24 đến tuần thứ 34 kể từ khi nở hoa.

Cần phải nói thêm rằng trong khi quả vẫn có thể tích lũy khối lượng khô nếu nó vẫn còn bám vào cây mẹ trong thời gian dài, thì hạt có thể bị mất khối lượng khô sau khi trưởng thành. Sự mất khối lượng khô của hạt có thể do gián đoạn sự chuyển dịch của các chất từ quả sang hạt, sự hư hỏng của hạt và sự tiêu thụ chất nền do quá trình hô hấp. Trên thực tế, sự hô hấp của cùi tăng lên trong quá trình chín, cũng như hàm lượng đường (Eira và cộng sự, 2006).

Canh tác toàn tập

Chuyên đề Canh tác toàn tập cung cấp một cái nhìn tổng quan về những yếu tố bạn có thể và/hoặc không thể kiểm soát, cũng như cách thực hiện những kiểm soát có thể để tạo ra một vụ mùa bền vững và một cốc cà phê ngon.

/ CHIA SẺ BÀI ĐĂNG NÀY /
ng.tg.haivan
ng.tg.haivan

Cà phê mà không có con người chỉ là một cấu trúc mang tính lý thuyết. Con người không có cà phê ở một chừng mực nào đó cũng thiếu đi tính vẹn toàn.
Pour Your Heart Into It (1997).

Trả lời

BẠN ĐANG TÌM ĐIỀU GÌ ??

VỀ PRIME COFFEE

PrimeCofee không được vận hành bởi những chuyên gia và cũng không có động cơ thương mại thực sự, đây là một nơi dành cho bất kỳ ai yêu thích cà phê. Chia sẻ kiến thức một cách chuyên nghiệp & minh bạch là ưu tiên hàng đầu của Prime, không có quảng cáo và không gây nên xung đột lợi ích tiềm ẩn cho bất kỳ mắt xích nào trong ngành cà phê. Để đạt được điều này Prime luôn biết ơn sự đóng góp & ủng hộ của các bạn đã giúp Prime hữu ích hơn với cộng đồng – Tất cả sẽ không có ý nghĩa nếu thiếu đi các bạn!



PrimeCoffee có thể không phù hợp với các chuyên gia, được đào tao bài bản & theo đuổi sự hoàn hảo; Chúng ta cũng không phù hợp với bất kỳ ai – rồi sẽ uống bất cứ thứ gì có caffeine. Prime có mặt ở đây trong một thị trường cà phê phổ thông, với thông tin & kiến thức để giúp bạn đưa ra nhận định của riêng mình.

Vì không có gì khác ở đây ngoài nội dung học thuật, nên PrimeCoffee luôn tôn trọng quyền sở hữu trí tuệ của người khác cũng như mong muốn người khác tôn trọng quyền của mình! Bạn có thể sử dụng, chia sẻ các thông tin từ trang webs miễn là tuân thủ Bản Quyền và cung cấp liên kết đến đến nội dung từ PrimeCoffea.com. Prime luôn sẵn sàng nhận các phản hồi, bình luận để giúp trang tin tốt hơn và cuối cùng, đừng quên ghé thăm Fanpage để cập nhật những thông tin mới nhất nhé!