Phân biệt đặc tính sinh học loại cây cà phê
Thực vật học
Cà phê thuộc họ thực vật Rubiaceae, một họ gồm 500 chi và hơn 6000 loài thực vật. Phần lớn là những cây và bụi cây nhiệt đới được trồng ở những tầng thấp của rừng rậm. Trong họ thực vật này còn có những thành viên khác bao gồm chi Dành dành và những thực vật săn xuất quinine và những hợp chất có lợi khác, nhưng chi Cà phê (Coffea) cho tới hiện tại đóng vai trò quan trọng nhất về kinh tế trong họ Rubiaceae.
| Họ | Chi | Loài
(liệt kê một số loài) |
Loại giống (ví dụ🙂 |
| Rubiaceae | Cà phê (Coffea) | Cà phê trà (Arabica) | Typica |
| Canephora | Robusta | ||
| Liberica |
Kể từ khi Chi Cà phê được miêu tả chính xác lần đầu tiên bởi Linnaeus vào giữa thế kỷ thứ 18, các nhà thực vật học đã có nhiều bất đồng trong việc cho ra một hệ thống phân loại chính xác. Có ít nhất khoãng 25 loài chính, những loài bản xứ, châu Phi nhiệt đới và những đảo nhất định ở Ấn Độ Dương, đáng chú ý là Madagascar. Việc phân loại và chỉ định một loại thực vật thuộc chi Cà phê (Coffea) ngày càng khó khăn do sự đa dạng của cây và hạt giống. Tất cả loài thuộc chi Cà phê đều là cây thân gỗ, nhưng rất phong phú về kích cỡ, từ một một bụi cây nhỏ đến những cây cao lớn hơn 10 mét; lá cây có thể hơi vàng, có thể xanh đậm, vàng đậm hoặc nhuốm màu tím.
Hai loài cà phê quan trọng về mặt kinh tế nhất là Coffea Arabica (cà phê trà) – loại cà phê chiếm hơn 60% sản lượng thế giới, và Coffea Canephora (cà phê Robusta). Hai loại khác nữa được trồng ở một số lượng nhỏ hơn là Coffea Liberica và Coffea Dewevrei (cà phê Excelsa).
Một vài điểm khác nhau giữ cà phê trà (Arabica) và Robusta:
| Arabica | Robusta | |
| Thời điểm loài được công bố | 1753 | 1895 |
| Số nhiễm sắc thể (2n) | 44 | 22 |
| Thời gian từ khi nở hoa đến khi quả chín | 9 tháng | 10-11 tháng |
| Thời điểm nở hoa | Sau mưa | Không thường xuyên |
| Quả chín | Rơi | Vẫn giữ trên cây |
| Năng suất (kg beans/ha) | 1500-3000 | 2300-4000 |
| Hệ thống rễ | Sâu | Nông |
| Nhiệt độ tối ưu (trung bình năm) | 15-24° C | 24-30° C |
| Lượng mưu tối ưu | 1500-2000 mm | 2000-3000 mm |
| Độ cao tối ưu | 1000-2000 m | 0-700 m |
| Nấm Hemileia vastatrix (bệnh gỉ sắt) | Mẫn cảm | Kháng |
| Bệnh Koleroga | Mẫn cảm | Có thể chịu đựng |
| Tuyến trùng Nematodes | Mẫn cảm | Kháng |
| Bệnh Tracheomycosis | Kháng | Mẫn cảm |
| Bệnh berry (bệnh thán thư cà phê) | Mẫn cảm | Kháng |
| Hàm lượng Caffeine trong hạt | 0.8-1.4% | 1.7-4.0% |
| Hình dáng hạt | Phẳng ngang | Hình trái xoan |
| Đặt tính ủ điển hình | Tính axit | Đắng, đầy |
| Thân | Trung bình 1.2% | Trung bình 2.0% |
Coffea arabica – Cà phê Arabica
Cà phê Arabica được mô tả bởi Linnaeus lần đầu tiên vào năm 1753. Loại được biết đến nhiều nhất là “Typica” và “Bourbon” nhưng từ đây thì nhiều chủng và giống khác nhau đã được phát triển, như Caturra (Brazil, Colombia), Mundo Novo (Brazil), Tico (Trung Mỹ), người lùn San Ramon và Núi Xanh Jamaican. Nhìn chung thì cây Arabica là một nụi cây rộng lớn với những lá hình ovan màu xanh đậm. Về mặt di truyền, nó khác biệt với những loài khác là bộ nhiễm sắc thể tứ bội (4n) thay vì là lưỡng bội (2n). Cây cho ra quả hình trái xoan và sẽ trưởng thành trong 7 tới 9 tháng, thường chứa hai hạt giống phẳng (hạt cà phê) – khi chỉ 1 hạt phát triển thì nó được gọi là cà phê Culi. Bởi vì cà phê Arabica thường mẫn cảm với sự tấn công của côn trùng và dịch bênh, sự kháng bệnh là mục tiêu chính của những chương trình nhân giống thực vật. Cà phê Arabica được trồng ở Mỹ Latin, Trung và Đông Phi, ở Ấn Độ cho tới Indonesia.
Coffea canephora – cà phê Robusta
Cà phê Robusta là một giống của loài này được trồng rất rộng rãi. Nó có thể là một bụi cây khỏe mạnh hoặc là một cây nhỏ cao tới 10 mét, nhưng hệ thống rễ lại cạn, không sâu. Quả tròn và cần tới 11 tháng để trưởng thành, hạt giống hình ovan và nhỏ hơn trái của cà phê Arabica. Cà phê Robusta được trồng ở Tây và Trung Phi, trải từ Đông Nam Á tới nơi được biết đến là Conillon ở Brazil.
Coffea liberica – cà phê Liberica
Cà phê Liberica là một cây to lớn khỏe mạnh, có thể cao tới 18 m, lá rộng cứng. Quả và hạt cũg to lớn. Cà phê Liberica được trồng ở Malaysia và Tây Phi, nhưng bởi vì yêu cầu về mùi vị đặc trung của nó thấp, nên chỉ có một số lượng nhỏ được buôn bán.
Nguồn tiêu chuẩn:
Clifford M.N. and Willson K.C. (Editors) – Coffee; botany, biochemistry and production of beans and beverage. London, Croom Helm, 1985
Wrigley G. – Coffee. London, Longman, 1988
Nhân giống cây trồng
Cà phê arabica
- arabica là thể tứ bội và có thể tự thụ phấn. Có hai giống thực vật khác nhau là typica và bourbon. Theo lịch sử, typica được trồng ở Mỹ Latin và châu Á, trong khi bourbon thì được trồng ở Nam Mỹ và sau đó đến Đông Phi thông qua thuộc bịa Pháp của Bourbon. Bởi vì C. arabica là thực vật tự thụ phấn, những giống này có xu hướng duy trì ổn định di truyền. Tuy nhiên, đột biến tự phát biểu lộ những đặc tính mong muốn được nuôi trong theo cách riêng của nó, cũng như được khai thác cho các mục đích lai tạo chéo. Một vài thể đột biến và giống loại được mô tả bên dưới:
Thể đột biến: Caturra – một dạng kết chặt của bourbon; Maragogipe – dạng đột biến của typica với hạt lớn hơn; San Ramon – dạng thấp của typica; và Purpurascens – loại lá tím.
Nhiều giống cây được phát triển để mang lại lợi nhuận kinh tế tối da trong các điều kiên khu vực đăc trưng như khí hậu, đất đai, phương pháp canh tác và sự phổ biến của sâu và bệnh. Môth số giống cây tốt hơn được biết đến như:
- Blue Moutain – được trồng ở Jamaica and Kenya
- Mundo Novo – được lai giữa typica và bourbon, thường được trồng ở Brazil
- Kent – trồng ở Ấn Độ, có thể kháng một số bệnh phổ biến.
- Catual – là kết quả của phép lai Mundo Novo và Caturra, đặc trưng lá vàng và quả đỏ: Catuai-amarelo and Catuai-vermelho
Coffea canephora
- canephora thuộc thể lưỡng bội, không thể tự thụ tinh, có rất nhiều dạng và loại khác nhau. Xác định giống cây có chút khó khăn, nhưng hai loại chính được nhận dạng:
– ‘Robusta’ – dạng thẳng đứng
– ‘ Nganda’ – dạng lan rộng
Giống lai Arabica / Robusta
Cà phê được nhân giống chọn lọc để cải thiện những đặc tính như sự sinh trưởng và sự nở hoa, năng suất, kích thước hạt và hính dáng, chất lượng, lượng caffeine, khả năng kháng bệnh và hạn hán.
Lai chéo giữa Arabica và Robusta với mục đích là cải thiện Arabica bởi khả năng kháng bệnh, sức sống của Robusta hoặc cải thiện chất lượng của Robusta.
Hibrido de Timor là một giống lai tự nhiên của Arabica x Robusta, giống cà phê Arabica và có 44 nhiễm sắc thể.
Catimor là một giống lai chéo giữa Caturra và Hibrido de Timor và có khả năng kháng lại bệnh gỉ sắt ở cà phê.
Một loại cây lai thấp gọi là Ruiru Eleven. Được phát triển tại Trạm nghiên cứu cà phê ở Ruiru, Kenya, được ra mắt vào năm 1985. Ruiru 11 có thể bệnh berry ở cà phê và bệnh gỉ sắt. Nó cũng có năng suất cao và ổn định để trồng gấp hai lần mật độ bình thường.
Cây lai Icatu là kết quả của phép lai chéo lặp lại giữa các cây lai Arabica x Robusta và Mundo Novo x Caturra.
Giống lai Arabusta được lai giữa Arabica và Robusta đã được tứ bộ hóa.
Kỹ thuật được sử dụng trong nhân giống cà phê:
- Thụ phấn và nhân giống bằng hạt có kiểm soát.
- Nhân giống sinh dưỡng.
Phương pháp truyền thống: ghép, giâm cành
Phương pháp mới (nuôi cấy mô): nhân giống vi mô, quá trình hình thành phôi sinh dưỡng.
Trong những năm gần đây, tiềm nằng của các vận dụng di truyền trong cà phê sử dụng công nghệ tái tổ hợp DNA và kỹ thuật nuôi cấy mô đã được nghiên cứu xem xét. Bằng cách thêm vào những gene mới cho các đặc tính như kháng côn trùng hay kháng thuốc trừ sâu, hoặc gen mã hóa cho các thuộc tính về chất lượng của cà phê, thì việc sản suất ra loại cây với tổ hợp các đặc tính mong muốn không còn là chuyện bất khả thi nữa.
Nguồn tiêu chuẩn:
Clifford M.N. and Willson K.C. (Editors) – Coffee; botany, biochemistry and production of beans and beverage. London, Croom Helm, 1985
Wrigley G. – Coffee. London, Longman, 1988
Xem thêm tại: http://www.ico.org/botanical.asp?section=About_Coffee#sthash.XMmpqvvt.dpuf
Coffee belongs to the botanical family Rubiaceae, which has some 500 genera and over 6,000 species. Most are tropical trees and shrubs that grow in the lower storey of forests. Other members of the family include gardenias and plants that yield quinine and other useful substances, but Coffea is by far the most important member of the family economically.
| Family | Genus | Species (many including:) |
Varieties (examples:) |
| Rubiaceae | Coffea | Arabica | Typica |
| Canephora | Robusta | ||
| Liberica |
Since Coffea was first correctly described, by Linnaeus in the mid 18th century, botanists have failed to agree on a precise classification system. There are probably at least 25 major species, all indigenous to tropical Africa and certain islands in the Indian Ocean, notably Madagascar. Difficulties in classification and even in designation of a plant as a true member of the Coffea genus arise because of the great variation in the plants and seeds. All species of Coffea are woody, but they range from small shrubs to large trees over 10 metres tall; the leaves can be yellowish, dark green, bronze or tinged with purple.
The two most important species of coffee economically are Coffea arabica (Arabica coffee) – which accounts for over 60 percent of world production – and Coffea canephora (Robusta coffee). Two other species which are grown on a much smaller scale are Coffea liberica (Liberica coffee) and Coffea dewevrei (Excelsa coffee).
Some differences between Arabica and Robusta coffee
| Arabica | Robusta | |
| Date species described | 1753 | 1895 |
| Chromosomes (2n) | 44 | 22 |
| Time from flower to ripe cherry | 9 months | 10-11 months |
| Flowering | after rain | irregular |
| Ripe cherries | fall | stay |
| Yield (kg beans/ha) | 1500-3000 | 2300-4000 |
| Root system | deep | shallow |
| Optimum temperature (yearly average) | 15-24° C | 24-30° C |
| Optimal rainfall | 1500-2000 mm | 2000-3000 mm |
| Optimum altitude | 1000-2000 m | 0-700 m |
| Hemileia vastatrix | susceptible | resistant |
| Koleroga | susceptible | tolerant |
| Nematodes | susceptible | resistant |
| Tracheomycosis | resistant | susceptible |
| Coffee berry disease | susceptible | resistant |
| Caffeine content of beans | 0.8-1.4% | 1.7-4.0% |
| Shape of bean | flat | oval |
| Typical brew characteristics | acidity | bitterness, full |
| Body | average 1.2% | average 2.0% |
Coffea arabica – Arabica coffee
Coffea arabica was first described by Linnaeus in 1753. The best known varieties are ‘Typica’ and ‘Bourbon’ but from these many different strains and cultivars have been developed, such as Caturra (Brazil, Colombia), Mundo Novo (Brazil), Tico (Central America), the dwarf San Ramon and the Jamaican Blue Mountain. The average Arabica plant is a large bush with dark-green oval leaves. It is genetically different from other coffee species, having four sets of chromosomes rather than two. The fruits are oval and mature in 7 to 9 months; they usually contain two flat seeds (the coffee beans) – when only one bean develops it is called a peaberry. Since Arabica coffee is often susceptible to attack by pests and diseases, resistance is a major goal of plant breeding programmes. Arabica coffee is grown throughout Latin America, in Central and East Africa, in India and to some extent in Indonesia.
Coffea canephora – Robusta coffee
The term ‘Robusta’ is actually the name of a widely grown variety of this species. It is a robust shrub or small tree growing up to 10 metres in height, but with a shallow root system. The fruits are rounded and take up to 11 months to mature; the seeds are oval in shape and smaller than those of C. arabica. Robusta coffee is grown in West and Central Africa, throughout South-East Asia and to some extent in Brazil, where it is known as Conillon.
Coffea liberica – Liberica coffee
Liberica coffee grows as a large strong tree, up to 18 metres in height, with large leathery leaves. The fruits and seeds (beans) are also large. Liberica coffee is grown in Malaysia and in West Africa, but since demand for its flavour characteristics is low, only very small quantities are traded.
Standard references
Clifford M.N. and Willson K.C. (Editors) – Coffee; botany, biochemistry and production of beans and beverage. London, Croom Helm, 1985
Wrigley G. – Coffee. London, Longman, 1988
Coffea arabica
C. arabica is a tetraploid (44 chromosomes) and is self-pollinating. There are two distinct botanical varieties: arabica (typica) and bourbon. Historically, typica was cultivated in Latin America and Asia, whereas bourbon arrived in South America and, later, East Africa via the French colony of Bourbon (Reunion). Because C. arabica is self-pollinating, these varieties tended to remain genetically stable. However, spontaneous mutations showing desirable characteristics have been cultivated in their own right, as well as being exploited for cross-breeding purposes. Some of these mutants and cultivars are described below.
Mutants: Caturra – a compact form of bourbon; Maragogipe – a mutant typica with large beans; San Ramon – a dwarf typica; and Purpurascens – purple leaved forms
Cultivars have been developed to give the maximum economic return under specific regional conditions such as climate, soil, methods of cultivation and the prevalence of pests and diseases. Some of the better known cultivars are:
- Blue Mountain – grown in Jamaica and Kenya
- Mundo Novo – a cross between typica and bourbon, originally grown in Brazil
- Kent – originally developed in India, showing some disease resistance
- Catuai – developed as a hybrid of Mundo Novo and Caturra, characterized by either yellow or red cherries: Catuai-amarelo and Catuai-vermelho respectively.
Coffea canephora
C. canephora is diploid and self-sterile, producing many different forms and varieties in the wild. The identification of cultivars is confused, but two main forms are recognised:
- ‘Robusta’ – upright forms
- ‘Nganda’ – spreading forms
Arabica / Robusta hybrids
Coffee has been selectively bred to improve characteristics of: growth and flowering, yield, bean size and shape, cup quality, caffeine content, disease resistance and drought resistance.
Crosses between Arabica and Robusta aim to improve Arabica by conferring disease resistance and vigour or to improve the cup quality of Robusta.
Hibrido de Timor is a natural hybrid of Arabica x Robusta which resembles Arabica coffee and has 44 chromosomes.
Catimor is a cross between Caturra and Hibrido de Timor and is resistant to coffee leaf rust (Hemileia vastatrix).
A new dwarf hybrid called Ruiru Eleven, developed at the Coffee Research Station at Ruiru in Kenya, was launched in 1985. Ruiru 11 is resistant to coffee berry disease and to coffee leaf rust. It is also high yielding and suitable for planting at twice the normal density.
Icatu hybrids are the result of repeated backcrossing of interspecific Arabica x Robusta hybrids to Arabica cultivars Mundo Novo and Caturra.
Arabusta hybrids are fertile interspecific Fl hybrids from crosses between Arabica and induced auto-tetraploid Robusta coffee.
Techniques used in coffee breeding
1. Controlled pollination and multiplication by seed
2. Vegetative (clonal) propagation
- Traditional methods: grafting, taking cuttings
- New methods (tissue culture): micropropagation, somatic embryogenesis
In recent years the potential of genetic manipulation of Coffea using recombinant DNA technology and tissue culture techniques has been investigated. By introducing new genes for characteristics such as resistance to pests or to herbicides, or genes coding for desirable cup quality attributes, it may be possible to produce plants with any combination of features required.
Standard references
Clifford M.N. and Willson K.C. (Editors) – Coffee; botany, biochemistry and production of beans and beverage. London, Croom Helm, 1985
Wrigley G. – Coffee. London, Longman, 1988
– See more at: http://www.ico.org/botanical.asp?section=About_Coffee#sthash.XMmpqvvt.dpuf