Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1. Lý luận về trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng Từ xưa người ta đã thấy được vai trò của nước đối với đời sống sinh vật nói chung và thực vật nói riêng. “Không có nước là không có sự sống”.
Theo Hoàng Minh Tần, Nguyễn Quang Thạch và Trần Văn Phẩm (2000) [31] thì nước là một trong những thành phần cấu tạo nên keo nguyên sinh, thành phần của vật chất tươi trong cây bao gồm 80 - 95% nước. Mọi quá trình trao đổi chất trong cơ thể đều cần có nước tham gia. Nước lá môi trường vận chuyển của các chất và tham gia vào các phản ứng hóa sinh để tạo chất khử mang năng lượng lớn dùng để khử CO2 trong cơ thể thực vật. Bên cạnh đó, nước còn ảnh hưởng gián tiếp đến quang hợp như làm giảm nhiệt độ mặt lá, đóng mở khí khổng.
Tuy nhiên, nhu cầu nước của cây nhiều hay ít còn phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cây. Cùng với nước thì các chất khoáng cũng có vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của cây. Khi nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của cây từ 1849 đến 1856, Salm - Horstmar đã chứng minh được rằng cây lúa mạch muốn sinh trưởng, phát triển bình thường phải cần đến những nguyên tố cơ bản như N, P, S, Ca, K, Mg, Si, Mn [42]. Năm 1938, Sachs và Knop [42] đã phát hiện rằng để cây trồng sinh trưởng và phát triển bình thường cần phải có 16 nguyên tố cơ bản là C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Bo, Cl.
Từ đó, các ông đã đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch. Trong 16 nguyên tố cơ bản kể trên thì có 3 nguyên tố H, C, O cây lấy chủ yếu từ khí cácbonnic và nước, 13 nguyên tố còn lại cây phải lấy từ đất là chính. Như vậy, cơ sở khoa học của kỹ thuật thủy canh là dựa vào bản chất sinh trưởng, phát triển của cây trồng phụ thuộc vào một số yếu tố như nước, muối khoáng, 5 ánh sáng, sự lưu thông không khí. mà không phụ thuộc vào môi trường trồng cây có đất hay không.
Cho nên chúng ta có thể trồng cây mà không cần dùng đất, chỉ cần đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về dinh dưỡng. Vai trò của rau xanh Rau xanh là loại thực phẩm thiết yếu của cuộc sống, nó cung cấp phần lớn các khoáng chất và vitamin, góp phần cân bằng dinh dưỡng trong bữa ăn hàng ngày của con người. Đồng thời, rau là cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, là mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nhiều nước trên thế giới. Cây rau được sử dụng và trồng từ khi loài người mới xuất hiện.
Từ xa xưa người Ai Cập cổ đại và người Hy Lạp đã trồng và sử dụng bắp cải như là nguồn lương thực chính của họ. Theo FAO (2006) [66], nhiều nước trên thế giới trồng rất nhiều chủng loại rau với diện tích rất lớn. Tại các nước phát triển tỷ lệ cây rau so với cây lương thực là 2/1, còn các nước đang phát triển tỷ lệ này là 1/2. Giá trị của rau xanh Rau xanh không chỉ cung cấp một lượng dinh dưỡng nhất định, đặc biệt là khoáng chất và các loại vitamin trong khẩu phần ăn hàng ngày mà còn cung cấp cellulose giúp cho cơ thể tiêu hóa thức ăn, đào thải nhanh colesterolle và các chất có hại khác ra khỏi cơ thể, rau xanh còn là nguồn dược liệu quý cho cuộc sống của con người.
So sánh thành phần dinh dưỡng của cây rau và cây ngũ cốc, A.Sididque (1985) cho biết rau có hàm lượng vitamin, các khoáng chất cao hơn lúa mì và lúa nước rất nhiều lần. Trong khẩu phần ăn hằng ngày rau cung cấp khoảng 95 - 99% nguồn vitamin A, 60 - 70% nguồn vitaminh B và gần 100% nguồn vitamin C. Các loại vitamin có trong rau như: Vitamin A, B1, B2, C, E, PP. có tác dụng quan trọng trong quá trình phát triển của cơ thể.
Nếu ăn uống lâu ngày thiếu rau xanh thường xuất hiện các triệu chứng như da khô, mắt mờ, quáng gà. do 6 thiếu vitamin A, chảy máu chân răng, tay chân mỏi mệt do thiếu vitamin C,. Thiếu vitamin sẽ giảm sức dẻo dai, hiệu suất làm việc sút kém, bệnh tật dễ phát sinh, khi mắc bệnh chữa lâu lành. Trong hoạt động hằng ngày, mỗi người đều cần một lượng vitamin nhất định, cùng các chất khoáng trong rau chủ yếu như K, Mg, Ca, Fe, vi lượng.
là những chất rất cần thiết để cấu tạo nên máu và xương [7]. Một số loại rau còn được sử dụng như những cây dược liệu quý như: Tỏi, Gừng, Nghệ, Tía tô, Hành tây,. Rau xanh còn là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, thời gian sinh trưởng ngắn, có khả năng trồng nhiều vụ trong năm và có khả năng thích ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau. Do đó, rau được coi là loại cây trồng chủ lực trong việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng xóa đói giảm nghèo cho nông dân Việt Nam.
Ở Đài Loan, thu nhập tính bằng tiền trên 1 ha rau hơn hẳn các cây trồng khác. Theo thống kê năm 1997 ở Mỹ cho thấy, tổng trị giá thu được trên 1ha trồng rau cao hơn so với lúa nước và lúa mì, trong đó trồng cà chua cho thu nhập cao hơn khoảng 4 lần so với lúa nước và 20 lần so với lúa mì Grodzinxki A.M và cộng sự (1981) [12]. Theo Báo cáo điều tra của Viện Kinh tế Nông nghiệp Việt Nam năm 1996 tại 4 tỉnh, thành gồm Hà Nội, Hà Tây, Nam Định và Thái Bình cho thấy tổng thu nhập trên 1 ha trồng ngô là 3.000 đồng, bắp cải là 11.000 đồng, dưa chuột là 23. Những năm gần đây cho thấy nghề trồng rau không chỉ đáp ứng nhu cầu sản xuất rau xanh trong nước cho công nghiệp chế biến mà còn cho xuất khẩu.
Hiện nay, tổng kinh ngạch xuất khẩu rau quả của Việt Nam tăng 30 triệu USD/năm (2008: 430 triệu USD, 2009: 470 triệu USD, 2010: 471,5 triệu USD, tăng 7,4% so với năm 2009), trong đó, rau chiếm khoảng 40% [47]. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RAU XANH 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh trên thế giới Theo thống kê của FAO ( 2008) [68]: Năm 1980, toàn thế giới sản xuất được 375 triệu tấn rau, năm 1990 là 441 triệu tấn, năm 1997 là 596,6 triệu tấn và năm 2001 đã lên tới 678 triệu tấn. Chỉ riêng cải cải bắp và cà chua sản lượng tương ứng là 50,7 triệu tấn và 88,2 triệu tấn với năng suất tương ứng 24,4 tấn/ha.
Lượng tiêu thụ rau bình quân theo đầu người là 110 kg/người/năm. Tuy nhiên, trình độ phát triển nghề trồng rau của các nước không giống nhau.U Ah med và M.shajahan (1991) cho biết nếu tính sản lượng theo đầu người ở các nước phát triển sản lượng cao hơn hẳn các nước đang phát triển, các nước phát triển tỷ lệ cây rau so với cây lương thực là 2/1, trong khi ở các nước đang phát triển là 1/2. Châu Á có sản lượng rau hàng năm đạt khoảng 400 triệu tấn với mức tăng trưởng 3% (khoảng 5 triệu tấn/năm), mức tiêu dùng rau của các nước Châu Á là 84 kg/người/năm. Trong số các nước đang phát triển thì Trung Quốc có sản lượng cao nhất đạt 70 triệu tấn/năm, Ấn Độ đứng thứ 2 với sản lượng rau hàng năm là 65 triệu tấn.
Ngoài mức tăng về sản lượng hàng năm thì chất lượng ngày càng được quan tâm. Nhiều tiến bộ kỹ thuật được áp dụng để hạn chế các tồn dư trong sản phẩm rau (hàm lượng NO3, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng kim loại nặng… có hại cho sức khoẻ con người) như: kỹ thuật trồng rau không dùng đất, trồng trong dung dịch, trồng cây trong điều kiện có che chắn; Sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật an toàn cho đất, bảo vệ môi trường. Rau được tiêu thụ ở tất cả các nước trên thế giới. Theo FAO (2006) [66] nhu cầu tiêu thụ rau, quả trên thế giới tăng 3,6%/năm.
Nhưng mức cung cấp chỉ có tăng 2,8%. Rau được dùng kết hợp với các loại hoa quả thực phẩm rất tốt cho sức khỏe con người, do đó nhu cầu tiêu thụ rau ngày càng tăng. Theo dự báo nhu cầu tiêu thụ rau quả trên thế giới sẽ tăng 5%/năm, trong đó người 8 Nhật Bản tiêu thụ rau quả nhiều nhất trên thế giới, mỗi năm Nhật bản tiêu thụ 17 triệu tấn rau các loại, bình quân mỗi người tiêu thụ 100 kg/năm, xu hướng tiêu thụ rau gần đây chủ yếu là các loại rau tự nhiên và có lợi cho sức khỏe là những loại rau giàu vitamin. Trung bình trên thế giới mỗi người tiêu thụ 154 – 172 g/ngày.
Theo FAO (2006) [66] tiêu thụ rau và hoa quả tươi của Anh là 79,6 kg/người/năm. Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ do tác động của các yếu tố như sự thay đổi cơ cấu dân số, thị hiếu tiêu dùng và thu nhập dân cư, tiêu thụ nhiều loại rau đã tăng mạnh trong những năm qua. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau xanh ở Việt Nam Việt Nam có lịch sử trồng rau từ lâu đời. Từ thời Vua Hùng, người ta đã phát hiện rau bầu bí trong vườn của gia đình.
Theo sử sách thì rau được nhập vào nước ta từ đầu thế kỷ thứ X. Năm 1721 - 1783, Lê Quý Đôn đã tiến hành tổng kết các vùng phân bố rau. Năm 1029, nước ta đã tiến hành trồng thử rau cải trắng và khoai tây, như vậy nghề trồng rau nước ta ra đời từ rất sớm. Những năm trước đây, do nền kinh tế tự túc kéo dài, nghề trồng rau nước ta rất manh mún, chủng loại rau nghèo; diện tích và sản lượng rất thấp so với tiềm năng đất đai, khí hậu của Việt Nam.
Hiện nay, chúng ta có khoảng 70 loài thực vật được sử dụng làm rau hoặc chế biến thành rau; rau trồng có khoảng hơn 30 loại, trong đó, có khoảng 15 loại chủ lực, trong số này có hơn 80 % là rau ăn lá. Theo số liệu thống kê từ năm 1967 cho tới nay, sản xuất rau không ngừng tăng nhanh đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn phục vụ cho xuất khẩu. Theo số liệu của Tổng cục Thống kê (2007 – 2010) cho thấy: ba năm trở lại đây, diện tích, năng suất và sản lượng rau tăng dần. Năm 2007, diện tích cả nước là 706.479 ha, năng suất 15,69 tấn/ha, sản lượng 11.655 tấn; năm 2008 diện tích tăng lên 722.580 ha, năng suất 15,93 tấn/ha, sản lượng 9 11.77 tấn; năm 2009, diện tích tăng lên 735.335 ha, năng suất 16,12 tần/ha, sản lượng 11.
Riêng miền Bắc diện tích rau có xu hướng giảm.