Canh tác

Trồng rau ở Nam Phi

Từ thời xa xưa, rau đã trở thành một phần trong chế độ dinh dưỡng của con người. Một số loại rau là thực phẩm thiết yếu, nhưng đa phần là thực phẩm phụ thêm, giúp bữa ăn phong phú hơn với hương vị độc đáo, cũng như bổ sung những chất dinh dưỡng cần thiết cho sức khỏe. Một số loại rau là cây lâu năm, nhưng hầu hết sống hàng năm và hai năm, được thu hoạch trong vòng một năm sau khi gieo/cấy. Để sản xuất rau, bất kỳ hệ thống canh tác nào cũng đều tuân thủ theo một quy trình điển hình; đầu tiên là chuẩn bị đất trồng bằng cách xới xáo, nhổ bỏ hoặc chôn lấp cỏ dại, bón lót phân hữu cơ và vô cơ; tiếp đến là gieo hạt hoặc trồng cây con; chăm sóc cây trồng trong giai đoạn sinh trưởng để giảm cạnh tranh từ cỏ dại, quản lý sâu bệnh hại và tưới tiêu hợp lý; tiến hành thu hoạch khi cây trồng đã hoàn thành sản phẩm; cuối cùng là công tác phân loại, lưu trữ và tiếp thị; hoặc có thể ăn tươi ngay khi hái từ vườn.[33]

Về cơ bản, các loại đất khác nhau phù hợp với các loại cây trồng khác nhau, như ở vùng khí hậu ôn đới, đất cát dễ khô nhưng cũng mau ấm khi mùa xuân đến, là điều kiện thích hợp cho cây trồng đầu vụ, trong khi đó đất sét nặng lại giữ ẩm tốt hơn và phù hợp hơn cho cây trồng cuối vụ. Có thể kéo dài mùa vụ bằng cách áp dụng vải phủ, lồng kính, bạt nhựa, nhà màng và nhà kính, tăng thêm được nhiều vụ trong năm.[33] Ở những vùng nóng hơn, hoạt động sản xuất rau bị ảnh hưởng do điều kiện khí hậu đặc thù, đặc biệt là lượng mưa; trong khi ở vùng ôn đới, nông nghiệp trồng rau bị ảnh hưởng do nhiệt độ và thời gian chiếu sáng.[34]

Làm cỏ cánh đồng cải bắp ở Colorado, Mỹ

Ở quy mô hộ gia đình, cuốc, cào, xẻng là những dụng cụ nông nghiệp cơ bản, trong khi ở quy mô nông trại kinh doanh, luôn có một loạt trang thiết bị cơ khí. Bên cạnh máy kéo, còn có máy cày, bừa, máy khoan, máy cấy, máy xới, thiết bị tưới tiêu và máy thu hoạch. Những công nghệ mới đang góp phần cải tiến các quy trình canh tác, điển hình như trồng rau bằng hệ thống máy tính giám sát, định vị GPS và các chương trình tự điều khiển cho máy không người lái, đem lại lợi ích kinh tế.[34]

Thu hoạch

Thu hoạch củ dền ở Anh

Khi thu hoạch, rau không còn được chu cấp nước và dinh dưỡng từ đất, nhưng vẫn liên tục thoát hơi nước và mất dần lượng nước tích trữ, đây là một quá trình điển hình trong sự héo của cây trồng lấy lá xanh. Thu hoạch rau ăn củ ở thời điểm phát triển toàn diện giúp cải thiện thời gian lưu trữ, nhưng vẫn có một cách khác, là giữ lại củ dưới đất và dãn dài thời gian thu hoạch. Khi thu hoạch cần giảm thiểu tác động gây hư hại và dập nát đến củ. Hành và tỏi có thể giữ khô vài ngày trên ruộng, và những loại rau ăn củ như khoai tây thì hưởng lợi từ thời gian thành thục ngắn trong môi trường nóng ẩm, với điều kiện này vết nứt củ dễ lành và vỏ củ cũng dày và cứng hơn. Trước khi đem bán hay lưu trữ, cần phải phân loại để loại bỏ nông sản hư hỏng và tuyển lựa sản phẩm theo chất lượng, kích cỡ, độ chín và màu sắc.[35]

Lưu trữ

Áp dụng công nghệ bảo quản sau thu hoạch phù hợp sẽ mang lại những lợi ích thiết thực. Một phần lớn rau và nông sản dễ tổn thương bị thất thoát sau thu hoạch trong thời gian lưu trữ. Mức độ tổn thất có thể lên tới con số ba mươi đến năm mươi phần trăm tại các nước đang phát triển, những nơi không có hạ tầng bảo quản lạnh toàn diện. Nguyên nhân chính của tổn thất là những hư hại do độ ẩm, nấm mốc, vi sinh vật và sâu hại.[36]

Lưu trữ tạm thời khoai tây ở Hà Lan

Lưu trữ có thể ngắn hạn hoặc dài hạn. Đa phần các loại rau không thể để lâu và chỉ được lưu trữ ngắn hạn trong ít ngày, khiến lượng cung không thể ổn định. Trong quá trình lưu trữ, rau ăn lá mất nước, và vitamin C cũng phân hủy nhanh chóng. Một số nông sản như khoai tây và hành tây không bị xuống cấp phẩm chất đáng kể trong thời gian lưu kho và có thể trữ để bán khi giá thị trường tăng cao, và bằng việc kéo dài thời gian bán hàng, có thể bán được nhiều sản phẩm hơn. Trong trường hợp không có kho lạnh, nên cố gắng tập trung lưu trữ những nông sản có phẩm chất tốt, duy trì độ ẩm cao và đặt khu vực tồn trữ dưới điều kiện bóng râm.[35]

Cách tốt nhất để tối ưu hoạt động lưu trữ sau thu hoạch là ứng dụng chuỗi cung ứng lạnh, giúp kéo dài và đảm bảo niên hạn sử dụng của sản phẩm.[37] Lưu trữ lạnh đặc biệt hữu ích đối với các loại rau như súp lơ, cà tím, xà lách, cải củ, cải bó xôi, khoai tây và cà chua, nhiệt độ tối thích tùy thuộc từng loại nông sản. Vẫn có những công nghệ kiểm soát nhiệt độ không cần điện như làm mát bằng hơi nước.[3] Lưu trữ quả và rau trong điều kiện kiểm soát khí quyển với nồng độ carbon dioxide hoặc oxy cao có thể ức chế sự phát triển của vi sinh vật và kéo dài thời gian lưu trữ.[38]

Việc chiếu xạ rau và các nông sản khác bằng bức xạ ion hóa giúp tiêu diệt vi sinh vật và côn trùng gây hại, giảm thiểu hư hỏng cơ học. Phương pháp này giúp kéo dài thời gian tồn trữ thực phẩm mà không làm thay đổi đáng kể phẩm chất vốn có.[39]

Bảo quản

Mục tiêu của bảo quản là mở rộng duy trì đặc tính ban đầu của nông sản, mang lại thuận lợi cho khâu tiêu thụ và bán hàng. Mục đích của bảo quản là để thu hoạch nông sản ở trạng thái tối hảo và hàm lượng dinh dưỡng ở mức tối đa, cũng như bảo tồn những phẩm chất này trong một thời gian dài. Nguyên nhân chính của hư hại sau thu hoạch là do hoạt động của các enzyme tự nhiên và vi sinh vật.[40] Đóng hộp và làm lạnh là những công nghệ bảo quản được triển khai phổ biến nhất, và rau được bảo quản theo những cách này thường có giá trị dinh dưỡng tương đương với các sản phẩm tươi tương ứng về hàm lượng carotenoid, vitamin E, khoáng chất và chất xơ.[41]

Ruộng đậu và nhà máy đóng hộp, New Jersey, Mỹ

Trong quá trình đóng hộp, các enzyme trong rau bị bất hoạt và các vi sinh vật bị nhiệt độ cao tiêu diệt. Việc bao gói cũng rút không khí khỏi thực phẩm, ngăn ngừa những tổn thất tiếp sau. Trong khi đóng hộp, phải điều chỉnh lượng nhiệt cần thiết ở mức thấp nhất và thời gian xử lý ở mức tối thiểu nhằm ngăn chặn những tổn thương cơ học ảnh hưởng đến sản phẩm và để giữ hương vị không bị phai nhạt. Bao bì đựng sản phẩm sau khi đóng hộp, bao gói có thể lưu trữ ở nhiệt độ môi trường xung quanh trong một thời gian dài.[40]

Làm lạnh rau và duy trì nhiệt độ dưới mức −10 °C (14 °F) giúp ngăn ngừa hư hỏng trong một thời gian ngắn, còn để lưu trữ dài hạn cần làm lạnh ở mức nhiệt −18 °C (0 °F). Trong kho lạnh, hoạt động của enzyme chỉ tạm thời ức chế, cần blanching[lower-alpha 2] rau (trụng sôi, rửa lạnh) sau khi xắt nhỏ vừa phải trước khi làm lạnh để bất hoạt hoàn toàn enzyme, cũng như không mất đi hương vị. Ở các mức nhiệt này, không phải tất cả vi sinh vật đều bị tiêu diệt, nên rã đông xong thì nhanh chóng sử dụng, vì nếu không, bất kỳ vi khuẩn nào còn hiện diện trên thực phẩm cũng có thể sinh sôi nảy nở.[42]

Cà chua phơi nắng ở Hy Lạp

Phơi nắng là phương pháp bảo quản sau thu hoạch truyền thống đối với một số nông sản như cà chua, nấm và đậu, cần trải đều rau lên khay phơi và đảo liên tục cho rau khô đều. Nhược điểm của phương pháp này bao gồm việc không kiểm soát được tốc độ khô, có thể hư hỏng nếu lâu khô, nhiễm bụi bẩn, ướt mưa và bị loài gặm nhấm, chim và côn trùng xâm nhập gây hại trong khu phơi. Có thể giảm thiểu các nhược điểm bằng cách sử dụng máy sấy năng lượng mặt trời.[36] Sau phơi nắng, cần tiếp tục xử lý nông sản khô để tránh tái hấp thụ độ ẩm trong quá trình bảo quản.[40]

Ướp đường và muối nồng độ cao cũng là một phương pháp bảo quản thực phẩm, ngăn chặn vi sinh vật phát triển. Có thể ướp muối quả đậu non bằng cách xếp lớp đậu và muối xen kẽ, nhưng cách bảo quản này không phù hợp với phần lớn các loại rau. Bí marrow, củ dền, cà rốt và một số loại rau khác có thể nấu với đường để làm mứt. Giấm được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm; áp dụng nồng độ axit axetic vừa đủ sẽ giúp chặn đứng sự phát triển các vi sinh vật có hại, ví dụ trong thực tế như các món muối chua, món chutney hoặc là dùng giấm làm gia vị.[40] Lên men là phương pháp bảo quản rau để dùng về sau. Như món sauerkraut (dưa cải Đức) được làm từ cải bắp xắt nhỏ và bổ sung men vi khuẩn lactic, tạo ra các chất ức chế sự phát triển các vi sinh vật khác.[3]

Những nhà sản xuất hàng đầu

Chợ nông sản bày rau để bán gần Cung điện Potala, Lhasa, Tây Tạng Sạp rau ở Ấn Độ Rau trong siêu thị ở Hoa Kỳ

Năm 2010, Trung Quốc là quốc gia sản xuất rau lớn nhất thế giới, chiếm hơn một nửa sản lượng toàn cầu. Ấn Độ, Hoa Kỳ, Thổ Nhĩ Kỳ, Iran và Ai Cập là những nhà sản xuất lớn nhất tiếp theo. Trung Quốc có diện tích đất sản xuất rau cao nhất, trong khi năng suất trung bình cao nhất thuộc về Tây Ban Nha và Hàn Quốc.[43]

Quốc gia	Diện tích canh tác (1000 ha)	Năng suất (tấn/ha)	Sản lượng (1000 tấn)
Trung Quốc	23.458	230	539.993
Ấn Độ	7.256	138	100.045
Hoa Kỳ	1.120	318	35.609
Thổ Nhĩ Kỳ	1.090	238	25.901
Iran	767	261	19.995
Ai Cập	755	251	19.487
Ý	537	265	14.201
Nga	759	175	13.283
Tây Ban Nha	348	364	12.679
Mexico	681	184	12.515
Nigeria	1844	64	11.830
Brasil	500	225	11.233
Nhật Bản	407	264	10.746
Indonesia	1082	90	9.780
Hàn Quốc	268	364	9.75
Việt Nam	818	110	8.976
Ukraina	551	162	8.911
Uzbekistan	220	342	7.529
Philippines	718	88	6.299
Pháp	245	227	5.572
Toàn cầu	55.598	188	1.044.380