CHƯƠNG I NGUYÊN LIỆU I. Giới thiệu sơ lược về cây lúa Cây lúa (Oryza sativa) thuộc bộ Poales, họ Poaceae là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới. Lúa gồm hai loài (Oryza sativa và Oryza glaberrima) trong họ Poaceae, có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á và châu Phi. Hai loài này cung cấp hơn 1/5 toàn bộ lượng calo tiêu thụ bởi con người.
[1] Lúa là các loài thực vật sống một năm, có thể cao tới 1 - 1,8 m, đôi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp bản (2 - 2,5 cm) và dài 50 – 100 cm. Các hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành các cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30 – 50 cm. Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loại cây ngũ cốc) dài 5 –12 mm và dày 2 – 3 mm. [1] Cây lúa non được gọi là mạ.
Sau khi ngâm ủ, người ta có thể gieo thẳng các hạt thóc đã nảy mầm vào ruộng lúa đã được cày, bừa kỹ hoặc qua giai đoạn gieo mạ trên ruộng riêng để cây lúa non có sức phát triển tốt, sau một khoảng thời gian thì nhổ mạ để cấy trong ruộng lúa chính. [1] Sản phẩm thu được từ cây lúa là thóc. Sau khi xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu. Gạo là nguồn lương thực chủ yếu của hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và châu Mỹ La tinh), điều này làm cho nó trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ nhiều nhất.
Triển vọng và thách thức đối với nghề trồng lúa ở Việt Nam I. Những thuận lợi và triển vọng Cây lúa là cây lương thực chính trong mục tiêu phát triển nông nghiệp của Việt Nam để đảm bảo vững chắc an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu. Hiện nay diện tích trồng lúa cả nước từ 7,3 dến 7,5 triệu ha, năng suất trung bình 46 ha, sản lượng giao động trong khoảng 34,5 triệu tấn/năm, xuất khẩu chưa ổn định từ 2,5 triệu đến 4 SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th. Đinh Tấn Thành triệu tấn / năm.
Trong giai đoạn tới sẽ duy trì ở mức 7 triệu ha, phấn đấu năng suất trung bình 50 tạ/ha, sản lượng lương thực 35 triệu tấn và xuất khẩu ở mức 3,5 - 4 triệu tấn gạo chất lượng cao. Hệ thống cơ chế, chính sách của nhà nước khuyến khích và tạo điều kiện phát triển sản xuất lúa. [2] Nhu cầu phát triển sản xuất lúa ngày càng tăng để đảm bảo cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, do dân số Việt Nam dự kiến đến năm 2020 sẽ vào khoảng 100 triệu, dân số thế giới sẽ tăng lên gấp rưỡi. Điều kiện tự nhiên của Việt Nam hoàn toàn thích hợp cho sản xuất lúa.
Nông dân Việt Nam có kinh nghiệm trồng lúa từ lâu đời. Đầu tư cho khoa học công nghệ nông nghiệp ngày càng tăng, kết hợp với tiếp thu ứng dụng những thành tựu khoa học công nghệ về lúa của các nước trong khu vực và thế giới. Năng suất, sản lượng lúa ngày càng tăng do ngày càng có nhièu giống mới chịu thâm canh, năng suất, chất lượng cao, có khả năng thích ứng rộng và chống sâu bệnh. Xuất khẩu gạo ngày càng tăng về số lượng và chất lượng góp phần ổn định đời sống cho nông dân là lực lượng chiếm đại đa số trong tổng số 80 triệu dân Việt Nam.
Việt Nam đã gia nhập WTO, đây là cơ hội lớn tạo điều kiện thuận lợi cho lúa, gạo và các loại sản phẩm nông nghiệp khác tham gia vào thị trường thương mại nông sản của thế giới. Những trở ngại và thách thức Quá trình đô thị hoá tăng, diện tích đất trồng lúa ngày càng bị thu hẹp. [2] Nhiều vùng sản xuất lúa được nông dân sở hữu rất manh mún, khó cơ giới hóa. Quá trình áp dụng giống mới chịu thâm canh, phát triển thành những vùng sản xuất hàng hóa là điều kiện thuận lợi để các loại dịch hại mới nguy hiểm, khó phòng SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.
Đinh Tấn Thành trừ. Sử dụng thuốc Bảo vệ thực vật có xu hướng tăng, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản. Tham gia vào thị trường thương mại thế giới có sự đòi hỏi rất khắt khe về chất lượng nông sản. Do vậy phải có sự đầu tư một cách đồng bộ từ sản xuất đến đánh giá kiểm định chất lượng, bảo quản và vận chuyển tiêu thụ.
Giới thiệu về rơm Rơm là các loại cây lúa (lúa nước, lúa mì) hoặc là các loại cỏ, cây họ đậu hay cây thân thảo khác đã được cắt, sấy khô (phơi nắng) và được lưu trữ để sử dụng làm thức ăn cho gia súc chủ yếu là các động vật ăn cỏ. [3] Khi mùa rét, trâu bò, ngựa, dê không thể chăn thả người ta thường cho chúng ăn rơm, vì những dạ dày của những động vật này ăn cỏ có khả năng phân hủy cellulose thành đường, cung cấp chất dinh dưỡng và năng lượng cho chúng. Ngoài ra rơm còn được sử dụng để làm chất đốt rất tốt, ở Việt Nam, ở vùng nông thôn người ta thường dùng rơm để đun nấu. bên cạnh đó, rơm còn là nguyên liệu quan trọng để nuôi trồng nấm.
Việc đốt rơm, rạ ngoài đồng sau thu hoạch lúa chẳng những lãng phí nguồn nguyên liệu mà còn gây ô nhiễm môi trường. Các nhà khoa học cho biết thành phần các chất gây ô nhiễm không khí do đốt rơm, rạ, tác động đến sức khỏe con người là hydrocacbon thơm đa vòng (viết tắt là PAH); dibenzo-p-dioxin clo hóa (PCDDs), và dibenzofuran clo hóa (PCDFs), là các dẫn xuất của dioxin rất độc hại, có thể là tiềm ẩn gây ung thư. [4] Tận dụng và xử lý rơm Việc đốt rơm, rạ trực tiếp ngay trên đồng ruộng gây bất lợi cho đồng ruộng lớn hơn nhiều lần so với việc làm phân bón như ta tưởng. Các chất hữu cơ trong rơm rạ và trong đất biến thành các chất vô cơ do nhiệt độ cao.
Đồng ruộng bị khô, chai cứng, một lượng SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th. Đinh Tấn Thành lớn nước bị bốc hơi do nhiệt độ hun đốt trong quá trình cháy rơm, rạ. Quá trình đốt rơm, rạ ngoài trời không kiểm soát được, lượng cacbon dioxit CO2, phát thải vào khí quyển cùng với cacbon monoxit CO; khí metan CH 4; các oxit nitơ NOx; và một ít lưu huỳnh đioxit SO2. [5] Phần rơm, rạ sót này thường được cày lấp vào trong đất làm phân bón cho mùa vụ sau.
Việc phân hủy gốc rạ và rơm phụ thuộc vào độ ẩm của đất, nó ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng khí metan CH4 được giải phóng trong khi ủ. Hầu hết các nước đã và đang tìm kiếm các phương pháp tận dụng rơm, rạ và xử lý theo cách an toàn, thân thiện với môi trường. [5] Ở nước ta, từ lâu đời đã biết trồng nấm rơm ngay ngoài trời tận dụng diện tích trống. Trồng nấm rơm mang lại hiệu quả kinh tế cao, không những hấp dẫn thị trường trong nước mà thị trường thế giới ngày càng ưa chuộng.
Bởi theo các nhà khoa học, nấm rơm là thực phẩm nhiều dinh dưỡng mà không làm tăng lượng cholesterol trong máu. Hàm lượng protein trong nấm lên tới 5%, đặc biệt có 8 loại axit amin không thay thế trong số 19 axit amin có trong nấm. Nấm rơm có thành phần chất xơ cao và lipit thấp, phòng trừ bệnh huyết áp, chống béo phì, xơ cứng động mạch, chữa bệnh đường ruột… Đồng bằng sông Cửu Long có nhiều tiềm năng phát triển nghề trồng nấm. Khu vực này có đủ các điều kiện như chênh lệch nhiệt độ giữa tháng nóng và tháng lạnh không đáng kể, có thể trồng nấm rơm quanh năm.
Trung bình cứ một tấn lúa có 1,2 tấn rơm, rạ, ngoài ra còn mạt cưa, bèo tây, bã mía,… là nguồn nguyên liệu lớn để trồng nấm rơm. Thời kỳ nông nhàn nhiều, nhất là mùa lũ, hơn nữa trồng nấm rơm không đòi hỏi cao về kỹ thuật. Nấm không chiếm nhiều diện tích, chủ yếu tận dụng diện tích trống, chi phí thấp. Giải quyết tốt các nguồn thu nhập cho nông dân.
Người ta dùng men vi sinh tạo ra nguồn phân ủ, giảm được một nửa chi phí đầu vào cho nông dân, cải tạo đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường; hướng tới một thương hiệu gạo an toàn, chất lượng. Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang 6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th. Đinh Tấn Thành đã áp dụng thành công phương pháp sản xuất phân bón từ rơm, rạ tại ruộng bằng công nghệ vi sinh. [6] Thay vì đổ xuống ruộng đồng phân hóa học, khiến cấu trúc đất bị đổi thay, nhanh chóng mất dần độ phì nhiêu, và gây ô nhiễm ngày một nặng nề, thì nông dân đã có phân từ rơm, rạ của mình, làm cho đất đai thêm phì nhiêu và môi trường an toàn, nâng cao giá trị kinh tế, xã hội.
[6] Việc sử dụng rơm, rạ cho sản xuất năng lượng, gồm nhiên liệu sinh khối rắn, nhiên liệu sinh học, đóng bánh, sản xuất bột giấy,…là phương pháp tận dụng tối ưu. Song thu gom, vận chuyển là rào cản lớn từ nghiên cứu triển khai đến sản xuất. Hy vọng rơm, rạ sẽ trở thành nguồn thực phẩm bổ sung vào phân vi sinh, nguyên liệu đưa vào sản xuất mà không còn là gánh nặng gây ô nhiễm môi trường do đốt bỏ. [6] Ngoài việc dùng làm nấm, sản xuất phân bón hữu cơ, rơm, rạ còn dùng làm vật liệu xây dựng; làm bê tông siêu nhẹ, đệm lót vận chuyển hàng hóa dễ vỡ, vận chuyển hoa quả, v.
Các thành phần chứa trong rơm I. Các thành phần chính Các thành phần chính của rơm, rạ là những hydratcacbon gồm: cellulose 37,4%, hemicellulose (44,9%), lignin 4,9% và hàm lượng tro (oxit silic) cao từ 9 đến 14%. Đó là điều gây cản trở việc xử dụng rơm, rạ một cách kinh tế. Cellulose Cellulose (tiếng Việt phiên âm và viết xenlulo, xenlulozơ, xenluloza hoặc xenlulô) là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ các liên kết các mắt xích β-D-Glucose, có công thức cấu tạo là (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n trong đó n có thể nằm trong khoảng 5.000, là thành phần chủ yếu cấu tạo nên vách tế bào thực vật.[7] Tính chất vật lý SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.
Đinh Tấn Thành Là chất màu trắng, không mùi, không vị. Cellulose không tan trong nước ngay cả khi đun nóng và các dung môi hữu cơ thông thường. Tan trong một số dung dịch acid vô cơ mạnh như: HCl, HNO3,… một số dung dịch muối: ZnCl2, PbCl2,.