1.4. Cây cà phê và các nghiên c ứu liên quan
1.4.3. Đặc điểm của cây cà phê
Hoa: có 4 cánh đều, màu trắng, dính nhau tạo thành hình ống dài 3-4 cm, đính 5 tiểu nhị mang bao phấn hướng nội, có đĩa mật thu hút côn trùng thụ phấn. Bộ nhụy thường có 2 tâm bì hợp thành vòi nhụy mang 2 núm. Bầu noãn có 2 buồng mang 2 noãn đính ngược. Cây cà phê cho hoa thành chùm nằm ở nách lá. Mỗi chùm mang nhiều hoa (10-100 hoa) (Nguyễn Sĩ Nghị, 1982).
Trái: hình trứng, lớp vỏ trong hóa gỗ. Trái chín màu đỏ với đường kính từ 10-18 mm. Vỏ ngoài mỏng, có màu xanh trong các giai đoạn đầu sau đó trở thành màu vàng
cam và sau đó màu đỏ ở giai đoạn cuối cùng của sự phát triển. Vỏ giữa có nhiều đường, trở nên mỏng dần trong quá trình trưởng thành (hình 1.5).
Trái phê có 2 hạt, mặt phẳng của hạt áp vào nhau. 5-10% trái cà phê chỉ có 1 hạt gọi là cà phê hạt lép. Hạt cà phê có lớp vỏ ngoài hóa gỗ. Mặt phẳng của hạt có rãnh hẹp ở giữa. Hạt cà phê bao gồm phôi nhũ và ngoại nhũ. Phôi nhũ cứng là nơi tích lũy các hợp chất và dự trữ chất dinh dưỡng được huy động cho phôi trong quá trình nảy mầm của hạt cà phê. Ngoại nhũ tồn tại đến giai đoạn trưởng thành của hạt tạo thành một lớp lụa mỏng màu bạc (silver skin) bao bên ngoài phôi nhũ. Phôi mầm nằm ở gần cuối hạt, phía cuống trái (Nguyễn Sĩ Nghị, 1982).
Hình 1.5. Cà phê Coffea arabica L (Jackson, 1940).
Cây cà phê ra hoa khi được 2-3 năm tuổi. Cây cà phê đạt năng suất cao nhất khoảng 15 năm. Thường thì cà phê 25 tuổi đã được coi là già, không thu hoạch được nữa. Thực tế nó vẫn có thể tiếp tục sống thêm khoảng 70 năm nữa.
Cà phê ra hoa một vụ trong năm, khoảng tháng 2-3 dương lịch. Cà phê ra hoa trong điều kiện ngày ngắn. Nếu chiếu sáng quá 14 giờ thì sự ra hoa ở cà phê bị ngưng trệ (Nguyễn Sĩ Nghị, 1982).
Sự khô hạn là điều kiện cần thiết để cà phê phân hóa thành chồi hoa. Trong điều kiện tự nhiên, sự ngủ của chồi hoa thường bị phá vỡ bởi những cơn mưa đầu tiên trong mùa sau một thời gian khô hạn (khoảng 2-3 tháng khô) (Barros et al.,1999).
Giai đoạn ra hoa đòi hỏi một sự hô hấp mạnh, nhu cầu về nước cao gấp 6-7 lần bình thường. Lúc này, hoa cà phê nở tỉ lệ với lượng mưa. Ngưỡng mưa để hoa nở từ 3- 10 mm và nở nhiều nếu lượng mưa đạt 25-35 mm. Nếu quá lượng mưa này thì số hoa vẫn không tăng (Nguyễn Sĩ Nghị, 1982).
Vì vậy việc mưa sớm, mưa nhỏ rải rác hoặc tưới tiêu không đúng thời gian sẽ làm cho sự ra hoa bị ảnh hưởng. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho hoa nở thành nhiều đợt dẫn tới việc chín trái không đồng đều của cà phê trong tự nhiên.
1.4.3.3. Các giai đoạn phát triển của trái cà phê
Sau khi thụ phấn, trái được hình thành và phát triển. Bốn giai đoạn phát triển trái cà phê đã được công nhận (Cannell, 1985; Barros et al.,1999) như sau:
+ Giai đoạn đầu tiên: 0-6 tuần đầu tiên sau khi thụ phấn, sự tăng trưởng là không đáng kể.
+ Giai đoạn thứ hai: kéo dài khoảng 10 tuần (từ tuần 6 đến 26) của sự phát triển, trái tăng nhanh về kích thước và khối lượng tươi nhờ sự phân chia tế bào mãnh liệt.
Ngoại nhũ tăng trưởng nhanh, khoảng 11-12 tuần sau nở hoa, tại thời điểm đó phôi nhũ cũng đã bắt đầu được xác định.
+ Giai đoạn tăng trưởng bị đình chỉ và kéo dài chậm: khoảng 2 tuần (tuần 26-28), hình thành phôi và phôi nhũ dần lấp đầy thay thế ngoại nhũ, phôi nhũ dần hóa rắn, lôi
kéo các chất dinh dưỡng chủ yếu làm thịt trái hạn chế phát triển. Thể tích trái phát triển rất chậm. Lượng chất khô vẫn còn thấp (do phôi nhũ chưa lấp đầy hoàn toàn).
+ Giai đoạn trưởng thành: từ tuần 28 đến 36, phôi nhũ tiếp tục phát triển dần dần, cho đến khi hoàn toàn chiếm không gian chỉ còn phần bên trong của ngoại nhũ đôi khi được gọi là "lớp da bạc" (silver skin) (Castro et al., 2005). Lượng chất khô tăng thường xuyên, với rất ít thay đổi trong khối lượng tươi. Vật chất khô tích lũy trong phôi nhũ đã đạt tối đa trái còn xanh.
+ Giai đoạn chín trái: từ tuần 36 đến 40. Hạt kết thúc sự phá triển. Những thay đổi chủ yếu xảy ra trong vỏ trái, thịt trái phát triển làm tăng kích thước và khối lượng tươi và khô. Trái trở thành màu vàng đến đỏ.