Pha phân bón và tưới cây tự động

Nhóm các nhà khoa học Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Nông nghiệp Công nghệ cao TPHCM vừa thực hiện thành công hệ thống pha phân bón tự động phục vụ cho nông nghiệp công nghệ cao. Chủ nhiệm đề tài là CN. Phạm Hoài Quyên.

Theo CN. Phạm Hoài Quyên, trong sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao thì công nghệ tưới nước nhỏ giọt, phân bón được cung cấp cho cây cùng với nước tưới, nên người ta đưa ra khái niệm tưới bón (Fertigation). Với công nghệ này, phải tính đến kỹ thuật cung cấp phân bón cho hệ thống tưới (pha phân) sao cho khoa học, chính xác, hiệu quả, phù hợp cho mỗi loại cây trồng.

Trong công nghệ tưới – bón, các thông số pH (pH là chỉ số biểu thị nồng độ Ion H+ trong đất) và EC (EC (độ dẫn điện) biểu thị tổng lượng muối tan trong nước và được biểu thị dưới dạng chỉ số nồng độ muối đơn vị là mS/cm) của dung dịch tưới là cực kỳ quan trọng.

Tại Việt Nam, các thiết bị pha phân tự động chủ yếu được nhập từ nước ngoài với giá khá cao, chỉ một số trang trại lớn hoặc cơ quan nông nghiệp của Nhà nước mới đầu tư. Từ thực tế này, nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu tạo ra thiết bị pha phân tự động điều khiển từ xa thế hệ mới - tưới thông minh phục vụ nông nghiệp công nghệ cao.

Nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu hoàn thiện hệ thống đo pH và EC, tích hợp các thông số pH và EC dung dịch tưới vào thiết bị pha phân; thu thập dữ liệu (data base) của chế độ phân bón cho dưa lưới, cà chua và dưa chuột; lập trình phần mềm cho việc thực hiện điều khiển pha phân, bơm nước; thử nghiệm hệ thống pha phân trên các mô hình ở 3 địa điểm Củ Chi, Hóc Môn và Cần Giờ của TPHCM.

Hệ thống pha phân tự động bơm nước và bơm phân theo dung tích (thay vì thời gian của thiết bị cũ), tích hợp đầu dò pH và EC vào hệ thống để điều chỉnh dung dịch tưới khi cần. Hệ thống gồm: Hồ chứa nước; máy bơm; cảm biến lưu lượng; van điện từ; bồn trung gian; hệ thống nhà kính; van điều áp; bồn chứa vi sinh/chế phẩm sinh học; tủ điều khiển trung tâm; bộ đếm thời gian; các bồn phân đậm đặc (phân mẹ).

Khi thực hiện tưới cây, người dùng chỉ cần vào ứng dụng, cài đặt các thông số, máy pha phân sẽ thực hiện tự động theo các chỉ số cài đặt sẵn và thực hiện tưới cây theo thời gian ấn định tùy thuộc từng loại cây.

Năng suất cây trồng tăng cao

CN. Phạm Hoài Quyên cho hay, hệ thống đã được lắp đặt và chạy thử nghiệm trên 3 giống dưa lưới, cà chua cherry và dưa chuột, cho năng suất và hiệu quả kinh tế ở các mô hình đều cao hơn so với đối chứng.

Cụ thể, áp dụng thiết bị để pha phân tưới cho cây dưa lưới tại Củ Chi, năng suất trung bình 3 giống dưa đạt 3256.6 kg/1000 m2, cao hơn đối chứng (3130 kg/1000m2), lãi so với đối chứng tăng trung bình 7,7%. Đối với cà chua cherry và dưa chuột, thiết bị cũng giúp tăng năng suất tương ứng 7,51% và 6,50% so với đối chứng, lợi nhuận tăng 8,0% và 15,2% so với hệ thống đối chứng.

Năng suất thương phẩm của 3 giống dưa lưới trên mô hình thực nghiệm tại Hóc Môn đều trên 3 tấn/1000m2, năng suất trung bình đạt 3353,7 kg, cao hơn 4,6% so với đối chứng. Năng suất cà chua cherry và dưa chuột trên thực nghiệm tại Hóc Môn cũng cao hơn đối chứng (6,29% và 5,46%); hiệu quả kinh tế cao hơn 7,3% và 13,8%.

Tại Cần Giờ, năng suất các giống dưa lưới trên mô hình cũng cao hơn đối chứng (4,6%). Năng suất thương phẩm của dưa lưới trung bình trong mô hình đạt 3.265,5 kg/1000m2, trong khi đối chứng là 3.121,2 kg/1000m2; hiệu quả kinh tế cao hơn đối chứng là 11,0%. Đối với cây cà chua chery và dưa chuột, năng suất cũng cao hơn đối chứng, tương ứng là 6,8% và 4,2%; hiệu quả kinh tế cao hơn 18,3% và 18,9%.

Qua thử nghiệm cho thấy, hệ thống pha phân tự động điều khiển từ xa hoàn toàn phù hợp cho việc áp dụng vào sản xuất. Nhóm tác giả cũng đã đăng ký sở hữu trí tuệ cho thiết bị tưới tự động điều khiển từ xa.

Theo Chương trình chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, nông nghiệp được xác định là một trong 8 ngành ưu tiên chuyển đổi số. Bộ NN&PTNT đang đẩy mạnh việc thực hiện số hoá trong nông nghiệp.

Đây là hướng đi đúng để thúc đẩy nông nghiệp phát triển theo hướng nông nghiệp công nghệ cao, tạo ra những sản phẩm nông nghiệp sạch phục vụ người tiêu dùng trong nước và đặc biệt là xây dựng thương hiệu sản phẩm sạch, đủ tiêu chuẩn xuất khẩu.