VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HOÁ
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ ĐƯA VÀO ỨNG
DỤNG CÁC THIẾT BỊ, PHƯƠNG TIỆN VÀ HỆ THỐNG
TỰ ĐỘNG HOÁ CHO CÁC NHÀ TRỒNG THÔNG MINH CNĐT : NGUYỄN XUÂN QUỲNH
9388
nước, ngoài việc hạ thấp đáng kể chi phí đầu tư, còn cho phép tạo ra công nghệ canh
tác phù hợp với các điều kiện đặc thù theo từng mùa, từng miền, của chúng ta.
Hiện nay, trong nước đã có một số địa phương, nhiều nhất là Tỉnh Lâm Đồng –
đã sử dụng nhà trồng để canh tác một số loại cây – hoa – rau có giá trị kinh tế cao.
Ngoài các nhà trồng nhập từ nước ngoài với tính năng công nghệ trung bình trở lên có
giá thành rất cao (từ 120 USD/m2 trở lên) đang dùng ở một số công ty có vốn đầu tư
nước ngoài như HasFarm ở Đà Lạt, một số Viện nghiên cứu sinh học – nông – lâm
nghiệp ở Hà Nội, còn lại hầu hết là những nhà trồng thô sơ, giá thành thấp (40.000 -
100.000 đ/m2), cho phép canh tác đại trà một số loại cây – hoa, cung cấp cho thị
trường với giá thành phù hợp với điều kiện kinh tế trong nước.
Mặc dù nhu cầu phát triển ngày càng tăng, song trong nước vẫn chưa có đơn vị
nào tiến hành nghiên cứu thiết kế nhà trồng đáp ứng điều kiện kinh tế, môi trường và
2
thực vật của nước ta. Nhằm góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất
nước, đặc biệt sự nghiệp phát triển nông nghiệp, nông thôn, vừa qua Viện NC Điện tử,
Tin học, Tự động hoá đã được Bộ Khoa học Công nghệ cho phép thực hiện đề tài:
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo và đưa vào ứng dụng các thiết bị, phương tiện và hệ
thống tự động hóa cho các nhà trồng thông minh. Sau đây chúng tôi xin trình bày
phần khảo sát, nghiên cứu, thiết kế hệ thống mà nhóm thực hiện đề tài đã thực hiện
được trong thời gian qua.
Mục tiêu của đề tài (theo đăng ký):
- Nghiên cứu, hoàn thiện quy trình công nghệ sinh học (quy trình canh tác) trên
cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá cho một số loại cây có giá trị kinh tế cao
phục vụ cho đời sống và có khả năng xuất khẩu.
- Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành công hệ thống tự động hoá kết hợp với công
nghệ sinh học để ứng dụng trong các nhà trồng thông minh theo một số quy
trình sinh học đã xây dựng.
- Đưa hệ thống vào sử dụng tại một vài cơ sở sản xuất để kiểm tra, đánh giá và
hoàn thiện các sản phẩm của đề tài (hệ thống tự động hoá và các quy trình canh
DANH MỤC CÁC BẢNG 7
DANH MỤC CÁC HÌNH 10
PHẦN I.KHẢO SÁT, ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NHÀ
TRỒNG HIỆN NAY 12
1. Nghiên cứu, đánh giá thực trạng ứng dụng và nhu cầu của người sử dụng về nhà
trồng thông minh trên thế giới và ở Việt Nam 12
1.1. Lịch sử phát triển nhà trồng thông minh 12
1.2. Thực trạng áp dụng nhà trồng trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới 14
1.3. Tình hình áp dụng nhà trồng trong sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam 17
1.4. Một số mô hình ứng dụng công nghệ nhà trồng ở Việt Nam 18
1.5. Khảo sát xác định nhu cầu của người sử dụng về nhà trồng thông minh 20
2. Điều tra, phân loại, phân tích những loại hoa, rau có nhu cầu sử dụng nhà trồng
thông minh và lựa chọn loại cây trồng áp dụng cho đề tài 23
2.1. Điều tra, phân loại, phân tích những loại hoa, rau và cây trồng chủ yếu có
nhu cầu sử dụng nhà trồng thông minh 23
2.2. Lựa chọn loại cây trồng cần sản xuất theo công nghệ cao 26
PHẦN II.THIẾT KẾ, CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ VÀ MỘT SỐ CẤU KIỆN CHO
NHÀ TRỒNG THÔNG MINH 31
1. Tổng quan về thiết kế hệ thống cơ khí nhà trồng thông minh 31
1.1. Cơ sở, quan điểm thiết kế hệ thống cơ khí nhà trồng thông minh 31
1.2. Yêu cầu chung về nhà trồng cây 33
1.3. Các loại cấu trúc nhà trồng cây 33
2. Lựa chọn loại cấu hình cho nhà trồng cây 35
2.1. Các yêu cầu lựa chọn 35
2.2. Ảnh hưởng của các tham số môi trường đối với cấu trúc nhà trồng cây 36
2.3. Phân tích lựa chọn vật liệu cho nhà trồng 37
3. Phân tích về thiết bị công nghệ 43
3.1. Thiết bị khống chế và điều hòa nhiệt độ 43
3.2 Thiết bị khống chế và điều hòa độ ẩm 53
2.7. Kết luận 120
3. Thiết kế hệ thống tự động hóa cho nhà màng GH-300 trong Tp Hồ Chí Minh 120
3.1. Các yêu cầu điều khiển tự động 120
3.2. Thiết kế cấu hình điều khiển tự động 121
3.3.Trạm điều khiển có tích hợp các khối thực hiện chức năng điều khiển nâng hạ
mái, tưới nước, cuốn rèm, …GHC-100 125
3.4.Tủ điều khiển công suất lối ra DBOX-1 126
3.5. Các thiết bị đo 127
3.6. Giao diện màn hình của hệ thống điều khiển 128
PHẦN IV.THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CANH TÁC
130
1. Thử nghiệm hệ thống trong phòng thí nghiệm 130
1.1. Mục tiêu, nội dung thử nghiệm và quy trình vận hành chạy thử 130
1.2. Thử nghiệm tủ trung tâm 131
1.3. Thử nghiệm tủ điều khiển kéo rèm, nâng hạ mái 133
1.4. Thử nghiệm tủ điều khiển cấp chất dinh dưỡng 136
1.5. Thử nghiệm tủ phun sương 137
1.6. Số liệu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm Error! Bookmark not
defined.
6
2. Thử nghiệm hệ thống tại công ty TNHH1TTTV phát triển nông nghiệp Hà Nội
(HADICO) 140
2.1. Mục tiêu, nội dung thử nghiệm và quy trình vận hành chạy thử 140
2.2. Thử nghiệm phần điều khiển kéo rèm, nâng hạ mái 144
2.3. Thử nghiệm phần điều khiển cấp chất dinh dưỡng 146
2.4. Thử nghiệm phần phun sương 148
2.5. Thử nghiệm tủ trung tâm 149
2.6. Đánh giá kết quả thử nghiệm chung 151
2.7. Số liệu thử nghiệm thực tế Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.2: Tổng diện tích sản xuất nông nghiệp có mái che của một số quốc gia làm
vườn chính trên thế giới (Costa et al., 2004) 16
Các loại rau hoa có nhu cầu sử dụng nhà trồng nhiều nhất là: xà lách, súplơ xanh, các
loại cải và hoa lan, hoa ly, hoa đồng tiền. Các loại cây rau cà chua, dưa chuột có nhu
cầu sử dụng nhà trồng thấp hơn 24
Bảng 1.3: Đặc điểm sinh học của một số loại rau 26
Bảng 1.4: Đánh giá tiềm năng năng suất và hiệu quả kinh tế của một số chủng loại rau
28
Bảng 1.5: Tiềm năng năng suất và hiệu quả kinh tế của một số chủng loại hoa 29
Bảng 2.1: Tỷ lệ phổ ánh sáng mặt trời trên bề mặt trái đất 38
Bảng 2.2: Hệ số truyền trung bình của ánh sáng khả kiến đối với một số vật liệu: 40
Bảng 2.3: Hệ số truyền bức xạ nhiệt qua một số vật liệu nhà màng 42
Bảng 2.4: Khả năng truyền các bức xạ ánh sáng và nhiệt của tấm lợp polycarbonate42
Bảng 2.5: Kết quả khảo sát thực nghiệm hiệu quả làm mát bằng PAD 46
Bảng 2.66. Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống đối lưu không khí sử dụng quạt trục ngang
[13] 47
Bảng 3.1. Cấu trúc frame truyền xuống tủ phân tán 83
Bảng 4.1.Bảng đánh giá sản lượng cây dưa chuột 152
Bảng 4.2.Bảng đánh giá chất lượng cây dưa chuột 152
Bảng 4.3.Bảng đánh giá chất lượng, và sản lượng cây hoa lily 153
Bảng 4.4.Bảng đánh giá chất lượng, và sản lượng cây cải ngọt 153
Bảng 4.5.Bảng so sánh đánh giá hệ thống điều khiển của VIELINA và hệ thống mà
HADICO đang sử dụng 154
Bảng 4.6.Bảng so sánh đánh giá chiều cao cây và kích thước quả dưa lưới trong hai
nhà trồng khác nhau 156
Bảng 4.7.Bảng ảnh hưởng của loại nhà màng đến thời gian phát dục của 2 giống dưa
leo Tropical và Israel trồng trong tháng 7 năm 2009 156
Bảng 4.8.Bảng ảnh hưởng của loại nhà màng đến chiều cao cây qua các giai đoạn phát
dục khác nhau của 2 giống dưa leo Tropical và Israel trồng trong tháng 7 năm 2009.
156
Bảng P.8. Cấu trúc frame truyền xuống tủ kéo rèm 180
Bảng P.9. Đặc tả dữ liệu truyền từ tủ trung tâm xuống tủ kéo rèm 180
Bảng P.10. Cấu trúc truyền lệnh lấy dữ liệu xuống tủ kéo rèm 180
Bảng P.11. Cấu trúc frame truyền lên từ tủ kéo rèm 181
Bảng P.12. Đặc tả dữ liệu truyền từ tủ kéo rèm lên tủ trung tâm 181
Bảng P.13. Frame thông báo đã cập nhật xong cơ sở dữ liệu 181
Bảng P.14. Cấu trúc frame truyền thông tin pha 1 xuống tủ dinh dưỡng 182
Bảng P.15. Đặc tả dữ liệu truyền thông tin pha 1 từ tủ trung tâm xuống tủ dinh dưỡng
183
Bảng P.16. Cấu trúc frame truyền thông tin cho phép Module làm việc xuống tủ dinh
dưỡng 183
Bảng P.17. Đặc tả dữ liệu truyền thông tin cho phép Module làm việc từ tủ trung tâm
xuống tủ dinh dưỡng 183
Bảng P.18. Cấu trúc truyền lệnh lấy dữ liệu xuống tủ dinh dưỡng 184
Bảng P.19. Cấu trúc truyền lệnh cho phép truyền số liệu cài đặt khu vực 1 của tủ dinh
dưỡng 184
Bảng P.20. Cấu trúc frame truyền lên từ tủ dinh dưỡng 185
Bảng P.21. Đặc tả dữ liệu truyền từ tủ dinh dưỡng lên tủ trung tâm 185
Bảng P.22. Cấu trúc frame truyền thông tin khu vực 1 lên tủ trung tâm 185
Bảng P.23. Đặc tả dữ liệu truyền thông tin pha 1 từ tủ dinh dưỡng lên tủ trung tâm.186
Bảng P.24. Cấu trúc frame truyền thông tin cho phép từ tủ dinh dưỡng 186
Bảng P.25: Đặc tả dữ liệu truyền thông tin cho phép từ tủ dinh dưỡng 186
Bảng P.26: Cấu trúc frame truyền thông số Module 1 xuống tủ phun sương 187
Bảng P.27: Đặc tả dữ liệu truyền thông số Module 1 từ tủ trung tâm xuống tủ phun
sương 187
Bảng P.28. Cấu trúc frame truyền thông tin cho phép xuống tủ phun sương 188
Bảng P.29: Đặc tả dữ liệu truyền thông tin cho phép từ tủ trung tâm xuống tủ phun
sương 188
Bảng II.24. Cấu trúc truyền lệnh lấy dữ liệu xuống tủ phun sương 188
Bảng P.30. Cấu trúc truyền lệnh cho phép truyền số liệu cài đặt của khu vực 1 tủ phun
Hình 2.16: Nguyên lý đảo khí bằng quạt trong nhà trồng cây 48
Hình 2.17: Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của tấm che sáng 49
Hình 2.18: Hiệu ứng che ánh sáng của tấm lợp multicell 50
Hình 2.19: Che sáng bằng lưới 51
Hình 2.20: Cơ cấu điều khiển đóng - mở màn che 51
Hình 2.21: Đóng mở tấm che dưới và mặt bên nhà màng 52
Hình 2.22: Máy tạo sương – Fogmachine 53
Hình 2.23: Các đầu tưới nhỏ giọt cho bình, chậu (Bench Pots, Baskets), tưới cho luống
(Bedding Plants), Bình ươm (Nursery Containers), tưới rộng (Propagation) 54
Hình 2.24: Tưới cố định dưới Tưới cố định trên 54
Hình 2.25: Một hệ thống tưới đầu phun di động 55
Hình 2.26: Tưới nhỏ giọt 56
Hình 2.27. Hướng gió Tín phong, quỹ đạo mặt trời và hướng nhà trồng cây 58
Hình 2.28. Phản xạ bức xạ ánh sáng với mái tam giác 59
Hình 2.29. Mô hình nhà liên kế lựa chọn cho nhà GH-300 59
Hình 2.30. Cấu hình nhà trồng cây GH-300 cho đề tài KC.03-11-1/06-10 61
Hình 2.31. Bố trí thiết bị trong nhà trồng cây GH-300 62
Hình 3.1. Mô hình nhà trồng thiết kế phần hệ thống điều khiển 66
Hình 3.2. Mô hình hệ thống điều khiển tại trung tâm 68
Hình 3.3. Sơ đồ khối thiết kế tủ trung tâm 70
Hình 3.4. Mối tương quan giữa các module phần mềm điều khiển trên tủ trung tâm. 72
Hình 3.6. Thuật toán truyền thông 74
Hình 3.7. Thuật toán cài đặt thông số cho 1 trạm tớ 75
Hình 3.8. Thuật toán tra cứu số liệu 76
Hình 3.9. Cửa sổ giao diện chính 77
Hình 3.10. Cửa sổ tra cứu giá trị đo hiện thời phục vụ cho việc kéo rèm 78
Hình 3.11. Cửa sổ thông số cài đặt kéo rèm 78
Hình 3.12 . Cửa sổ tra cứu số liệu đo phần kéo rèm theo thời gian 79
11
Hình 3.60. Giao diện màn hình của hệ thống điều khiển 128
Hình 4.1. Quy trình vận hành chạy thử hệ thống trong phòng thí nghiệm 131
Hình 4.2. Sơ đồ bố trí thiết bị hệ thống thử nghiệm thực tế 143
12
PHẦN I.
KHẢO SÁT, ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NHÀ
TRỒNG HIỆN NAY
1. Nghiên cứu, đánh giá thực trạng ứng dụng và nhu cầu của người sử dụng về
nhà trồng thông minh trên thế giới và ở Việt Nam.
1.1. Lịch sử phát triển nhà trồng thông minh
Từ những năm giữa thế kỷ XX, các nước phát triển đã quan tâm đến việc xây
dựng các khu nông nghiệp công nghệ cao. Đầu những năm 80, tại Mỹ đã có trên 100
khu khoa học công nghệ. Ở Anh, đến năm 1988 đã có hơn 38 khu vườn khoa học công
nghệ với sự tham gia của hơn 800 doanh nghiệp. Phần Lan đến năm 1996 đã có 9 khu
khoa học nông nghiệp công nghệ cao. Tính đến giữa thập kỷ 80, Ixraen đã xây dựng
10 khu nông nghiệp công nghệ cao đầu tiên. Bên cạnh các nước tiên tiến, nhiều nước
và khu vực lãnh thổ ở Châu Á cũng đã chuyển nền nông nghiệp theo hướng số lượng
là chủ yếu sang nền nông nghiệp ứng dụng công nghệ để tạo ra sản phẩm có chất
lượng cao, an toàn, hiệu quả tiêu biểu như các nước Trung Quốc, Đài Loan, Thái
Lan… Đặc biệt, từ những năm 90, Trung Quốc đã rất chú trọng phát triển các khu
nông nghiệp công nghệ cao. Trung Quốc hiện đã có khoảng 500 khu nông nghiệp công
nghệ cao và trên 4.000 mô hình sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao tại các
vùng sinh thái khác nhau. Những khu này đóng vai trò quan trọng trong phát triển nền
nông nghiệp hiện đại của Trung Quốc.
Các lĩnh vực khoa học công nghệ được ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
công nghệ cao bao gồm: công nghệ sinh học (tạo giống, nhân giống, bảo vệ thực vật),
công nghệ tự động hoá, công nghệ vật liệu (các màng che nắng mưa, giảm tia nhiệt,
giảm tia UV…), công nghệ bảo quản… Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các khu
nông nghiệp công nghệ cao thì công nghệ trồng cây trong nhà trồng thông minh cũng
1976). Ban đầu, cấu trúc che phủ sử dụng plastic được sử dụng như một sự thay thế rẻ
tiền cho nhà kính ở vùng ôn đới nơi có mùa đông lạnh giá và ánh sáng yếu. Tuy nhiên,
tốc độ mở rộng và thay thế nhà kính của nhà plastic tăng nhanh ở vùng Địa Trung Hải.
Kết quả là nhà xanh plastic đã phát triển cả trong vùng hoang mạc nhiệt đới và gần đây
là vùng nhiệt đới ẩm.
Tấm lợp plastic rất phổ biến và phong phú về kích cỡ và giá cả. Nó còn có các ưu
điểm như: tuổi thọ thích hợp với mục đích sử dụng (từ 1 vài tháng đối với các tấm lợp
đến 3 hoặc 4 năm đối với nhà xanh); thích hợp cho sự truyền năng lượng của các tia
sáng không nhìn thấy với bước sóng 400 – 700nm…Ở cả bắc và nam Âu, màng
polyethylen (150 – 180 micron) là dạng plastic được sử dụng chính cho nhà xanh. Các
báo cáo đã chỉ ra rằng, màng polyethylen làm giảm 20% sự thất thoát hơi ấm của nhà
xanh ở châu Âu. Gần đây ở Ixraen, người ta đã phát triển được loại polyethylen cho
phép các tia UV truyền qua ở mức thấp. Các vật liệu mới như polycacbonat và arcrylic
đã trở nên phổ biến hơn nhưng giá thành còn cao nên mới được sử dụng với số lượng
nhỏ. Ở Nhật Bản, tấm lợp polyvinyl clorid là phổ biến nhất. Tấm lợp này có khả năng
giữ hơi ấm tốt nhưng nó không được sử dụng ở châu Âu do khó sản xuất thành tấm
lớn, đắt tiền và giữ bụi.
Các loại nhà kính trồng rau hiện đang sử dụng trên thế giới: ATZ
MONA/AZ2500, AR1500, MV2100, NE1600, ARAVA, DOUBLE VENT, MORE
14
VENT, NEGEV, AVRIRIT, YEVUL, KET VENT, TUNNELS, NET HOUSE… với
quy mô từ 100m
2
đến vài ba hecta thậm chí hàng trăm hecta. Đi đầu là các nước công
nghiệp phát triển như: Mỹ, Nhật Bản, Hà Lan, Ixraen…
Hiện nay, có nhiều hãng, nhiều nước sản xuất và cung cấp các nhà trồng thông
minh trên thị trường với mức độ hiện đại, khả năng tự động hoá và giá thành khác
nhau như các hãng: Richel Greenhouses, Netafim, Sundance,
Công nghệ tưới: công nghệ này phát triển rất mạnh mẽ ở các nước có nền nông
Việc sử dụng các loại nhà cũng như các thiết bị phục vụ cho sản xuất nông nghiệp
công nghệ cao đã được sử dụng ở hầu hết các nước trên thế giới. Diện tích nhà trồng
thông minh, mái che plastic dạng tunnel là 1.612.380 ha trên toàn thế giới.
15
Châu Á chiếm phần diện tích rộng nhất. Tại Nhật Bản, diện tích nhà lợp plastic
tăng 35.000ha trong vòng 20 năm (1965 – 1985). Năng suất cà chua đạt 130 – 140
tấn/ha/năm; dưa chuột 250 tấn/ha/năm; xà lách 700 tấn/ha/năm. Tại Hàn Quốc, diện
tích nhà plastic cũng tăng 6,3 lần từ 3.099ha năm 1975 đến 21.061ha năm 1986. Tuy
nhiên, sự phát triển ấn tượng nhất là Trung Quốc. Diện tích nhà xanh tăng từ 5.300ha
(1978) lên 34.000ha (1988) trong vòng 10 năm. Trung Quốc chiếm tới 55% tổng diện
tích nhà plastic (gồm cả mái che plastic dạng tunnel cỡ lớn) và trên 75% mái che
plastic dạng tunnel cỡ nhỏ của thế giới (Costa et al., 2004). Năng suất cây trồng tăng
nhanh: lúa siêu năng suất 12 tấn/ha, các giống cà chua năng suất 140 tấn/ha, rau cải đỏ
ngọt năng suất 60 tấn/ha… với chất lượng cao và đồng nhất. Ở Singapore năm 1997,
kỹ thuật khí canh (aeroponic) đã cung cấp thêm 20% nhu cầu tiêu dùng rau tươi trong
nước. Các loại rau được trồng khí canh là: rau diếp, bắp cải, cà chua, su hào và một số
loại rau ôn đới khác.
Châu Âu chiếm 23% tổng diện tích nhà xanh và mái che tunnel cỡ lớn chủ yếu tập
trung ở Italia và Tây Ban Nha. Có rất nhiều trung tâm công nghiệp nhà xanh tập trung
ở Almeria (Tây Ban Nha). Tại đây các loại cây trồng chiếm ưu thế là: cà chua, ớt ngọt,
cà tím, dưa chuột, dưa tây và dưa hấu được trồng chủ yếu trong các nhà xanh mái
phẳng kiểu Tây Ban Nha. Nhà kính (glasshouse) tập trung lớn nhất ở Hà Lan, nơi đây
chiếm hơn ¼ của 39.430ha nhà kính toàn thế giới. Từ năm 1980 đến năm 1998, giá trị
rau quả của Hà Lan đã tăng gần gấp đôi, khoảng 2,5 tỷ đô la Mỹ (Costa and
Heuvelink, 2000) và giá trị hoa cắt cành khoảng 3 tỷ đô la Mỹ. Các nhà sản xuất nông
nghiệp ở Hà Lan chủ yếu sử dụng hệ thống thuỷ canh với giá thể trơ là rockwool, một
số khác cũng đạt được kết quả tốt với kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng.
Tại Anh, nhằm tận dụng nhiệt thừa của một nhà máy điện, người ta đã xây dựng
nhà xanh sử dụng kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng với diện tích 8,1ha để trồng cà
2000 182,5 100,6 17,5 15,5 316 493,8
2001 208,4 115,1 21 23,9 368,4 584,1
2002 217,7 89,1 24,7 17,9 389,4 599
Bảng 1.2: Tổng diện tích sản xuất nông nghiệp có mái che của một số quốc gia làm
vườn chính trên thế giới (Costa et al., 2004)
Nước
Nhà và mái che dạng
tunnel cỡ lớn (plastic)
Mái che plastic dạng
tunnel cỡ nhỏ
Nhà kính
Châu Âu
Italia 61.900 19.000 5.800
Tây Ban Nha 46.582 17.000 4.600
Pháp 9.200 20.000 2.300
Hà Lan 400 10.500
Anh 2.500 1.400 1.860
Hy Lạp 3.000 4.500 2.000
Bồ Đào Nha 1.177 450
Ex-Yugoslavia 5.040
Ba Lan 2.031 1.662
Châu Phi và Trung Đông
Ai Cập 20.120 17.600
Thổ Nhĩ Kỳ 17.510 26.780 4.682
Morocco 10.000 1.500 500
Ixraen 5.200 15.000 1.500
Châu Á
Trung Quốc 380.000 600.000
Trung bình mỗi ngày Dalat Hasfarm sản xuất 80.000 bông hoa các loại, 60% sản phẩm
hoa xuất khẩu đạt doanh thu 7,1 triệu USD (năm 2003).
Miền Bắc hiện có các khu nhà trồng thông minh hiện đại trên 2ha ở Hải Phòng,
Hưng Yên, Hà Nội. Công ty TNHHNN1TV đầu tư và phát triển nông nghiệp Hà Nội
và Trung tâm nông nghiệp công nghệ cao Hải Phòng có khu nhà trồng thông minh của
Ixraen với diện tích 1,6ha, có mức độ tự động hoá hoàn chỉnh nhất hiện nay. Tại đây
đang sản xuất các loại rau (cà chua, dưa chuột, ớt ngọt) và hoa (hoa lan, hoa ly, hoa
18
đồng tiền) cho năng suất và chất lượng cao. Đặc biệt, hiện Hà Nội đang triển khai dự
án: “Xây dựng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất, bảo quản hoa phục vụ
phát triển vùng hoa Tây Tựu”, với diện tích gần 500 ha trong đó có 10ha nhà trồng
thông minh ứng dụng công nghệ cao để trồng các loại hoa có giá trị kinh tế cao. Trong
tương lai nơi đây sẽ là vùng hoa mới cho Hà Nội phục vụ sản xuất kinh doanh và du
lịch sinh thái.
Thành phố Hồ Chí Minh là nơi có khá nhiều mô hình ứng dụng công nghệ cao. Đã
có 1.663 ha trồng rau an toàn ứng dụng công nghệ cao, sản lượng đạt khoảng 30.000
tấn/năm, đặc biệt là diện tích rau sản xuất trong nhà lưới cho giá trị sản lượng 120 -
150 triệu đồng/ha; hơn 700 ha trồng hoa - cây cảnh, các hộ đã áp dụng công nghệ cao
trong sản xuất hoa cảnh đem lại thu nhập 600 triệu đến 1 tỷ đồng/ha/năm. Để tạo động
lực thúc đẩy sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ cao, Thành phố Hồ Chí
Minh đã có dự án đầu tư xây dựng khu nông nghiệp công nghệ cao với quy mô 88,17
ha ứng dụng công nghệ canh tác kỹ thuật cao trong sản xuất rau và hoa tại Củ Chi. Các
kỹ thuật cao được ứng dụng gồm: kỹ thuật trồng cây trong nhà kính, nhà lưới, trồng
cây bằng giá thể không đất, thủy canh, màng dinh dưỡng, công nghệ tưới có điều khiển
tự động và bán tự động. Đây là mô hình thử nghiệm đầu tiên của nước ta về một khu
nông nghiệp công nghệ cao đa chức năng để nghiên cứu hoàn thiện công nghệ, trình
diễn công nghệ mới và chuyển giao công nghệ.
1.4. Một số mô hình ứng dụng công nghệ nhà trồng ở Việt Nam
1.4.1. Nhà trồng đơn giản
đa dạng, Loại nhà này có ở Công ty Đầu tư và phát triển nông nghiệp Hà Nội, Trung
tâm nông nghiệp công nghệ cao Hải Phòng, trại thực nghiệm Văn Giang (Hưng Yên),
khu nông nghiệp công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh
Ngoài ra, nhà trồng hiện đại còn có tại nhiều địa phương khác như: Đồng Nai, Cần
Thơ, Bắc Ninh, Đà Nẵng… và các viện nghiên cứu như: Viện Di truyền nông nghiệp,
Viện nghiên cứu rau quả trung ương, Viện Sinh học nông nghiệp, Trung tâm nghiên
cứu cây ăn quả Long Định…
Qua quá trình sản xuất, nhà trồng hiện đại nhập ngoại đã bộc lộ những nhược
điểm sau: quy trình công nghệ chưa thực sự phù hợp với điều kiện khí hậu nước ta.
Việc làm mát có sử dụng hệ thống phun sương khiến ẩm độ tăng cao nhất là trong
những ngày hè oi bức. Điều này làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng phát triển của cây
trồng hơn nữa còn tạo điều kiện cho nấm bệnh hại và một số côn trùng phát triển
mạnh. Về mùa đông, nhà kính cần trang bị hệ thống làm ấm và thiết bị chiếu sáng.
Phần mềm điều khiển bằng tiếng Anh nên khó sử dụng. Việc bảo hành, sửa chữa, nâng
cấp phụ thuộc hoàn toàn vào chuyên gia nước ngoài nên thiếu tính chủ động, kịp thời
và tốn kém. Hơn nữa, giá thành nhà trồng cao nên phạm vi ứng dụng mô hình này còn
hạn chế. Đồng thời phải tính khấu hao cơ bản nên đòi hỏi giá rau, hoa phải cao và thị
trường ổn định tương ứng với chất lượng sản phẩm được đưa ra. Do đó, bước đầu mới
chỉ phục vụ cho công tác nghiên cứu, mô hình trình diễn phục vụ tham quan học tập,
hạn chế trong áp dụng sản xuất đại trà.
20
Việc tưới nước kết hợp bón phân mới chỉ được ứng dụng ở các nhà kính nhập
ngoại theo công nghệ chuyển giao của nước ngoài. Trong nước vẫn chưa nghiên cứu
và ứng dụng thiết bị bón phân, chủ yếu vẫn sử dụng phương pháp thủ công.
Các thiết bị điều khiển vi khí hậu trong nhà trồng rau và hoa rất đa dạng, kể cả
chủng loại, vật liệu và thông số kỹ thuật. Các thiết bị này được thiết kế và chế tạo từ
nhiều cơ sở trong nước và nhập khẩu từ các công ty nước ngoài. Sự đa dạng đó phần
nào đáp ứng được nhu cầu về số lượng và chất lượng các chủng loại thiết bị phục vụ
xây dựng các nhà trồng. Tuy nhiên, việc chế tạo các thiết bị này chưa được chú trọng
làm thấp hoặc lưới quá dày khi che phủ kín xung quanh.
Đối với cây rau:
Tại TP.HCM, số hộ áp dụng áp dụng công nghệ trồng rau trong nhà lưới chiếm
9,09% số hộ điều tra. Công nghệ tưới phun sương chiếm tỷ lệ rất khiêm tốn (4,04%).
Công nghệ trồng rau trong dung dịch chỉ mới xuất hiện 01 đơn vị với diện tích 2000
m2, bước đầu thu được hiệu quả cao.
Nhà màng (dạng tunnel – vài hécta) có hệ thống tưới nhỏ giọt và phun sương làm
mát –bán tự động chỉ mới xuất hiện gần đây (2007-2008) tại Công ty giống Đông Tây,
Công ty Cổ phần đầu tư phát triển Nhiệt đới (Củ Chi), Trung tâm Nghiên cứu và Phát
triển Nông nghiệp Công nghệ Cao (Củ Chi) và Công ty giống cây trồng Thành phố.
Tại đây đang thử nghiệm trồng rau ăn lá và ăn quả trong nhà màng, trên giá thể mụn
dừa với tưới nhỏ giọt kết hợp với bón phân dung dịch.
Tại Đà Lạt, số hộ trồng rau trong nhà màng cũng còn ở tỷ lệ thấp, chỉ chiếm
18,52%. Kỹ thuật tưới nhỏ giọt ở tỷ lệ rất thấp (3,09%) và tưới phun sương ở 20,37%
số hộ điều tra. Công nghệ trồng rau trong dung dịch hầu như chưa xuất hiện trên các
hộ nông dân, chỉ mới được thử nghiệm tại các cơ sở nghiên cứu và công ty đầu tư
nước ngoài.
Đối với cây hoa:
Tại Tp.HCM chỉ trồng hoa trong nhà lưới cho phong lan với tỷ lệ 17,65% so với
tổng số hộ trồng hoa đã điều tra. Nhà màng trồng hoa chỉ có ở 2 cơ sở, chiếm 5,88% số
hộ điều tra. Tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Công nghệ Cao và
Trường Trung học Kỹ thuật Nông nghiệp, có hệ thống nhà màng dạng tunnel theo mẫu
của Hàn Quốc để trồng hoa phong lan, với hệ thống điều khiển tự động đóng mở lưới
che, phun ẩm, làm mát bằng Pad nước và quạt hút.
1.5.3. Điều tra xác định nhu cầu của người sử dụng về nhà trồng thông minh
Chúng tôi lập phiếu điều tra rồi tiến hành điều tra nhu cầu của người sản xuất về
việc ứng dụng nhà trồng thông minh. Phỏng vấn 51 hộ gia đình và một số doanh
nghiệp sản xuất rau, hoa ở Tây Tựu, Tứ Liên, Vĩnh Tuy, Lĩnh Nam, Đông Anh, Sóc
Sơn, Gia Lâm, Mê Linh (Hà Nội), Văn Giang (Hưng Yên), Đình Bảng (Bắc Ninh).
Kết quả (xem trong phụ lục) cho thấy:
cũng là vùng chuyên canh sản xuất rau cho xuất khẩu và cho nhu cầu tiêu thụ thành
thị, nhất là thị trường thành phố Hồ Chí Minh và cho cả thị trường xuất khẩu.
Cũng trong giai đoạn từ đầu thập kỷ 90, tổng sản lượng rau đậu các loại đã tăng
tương đối ổn định từ 3,2 triệu tấn năm 1991 lên đạt xấp xỉ 8,9 triệu tấn năm 2004.
Theo điều tra của Sở NN&PTNT Hà Nội, hiện Hà Nội có 112 xã, phường sản xuất
rau với tổng diện tích 7.927ha. Sản lượng rau của Hà Nội đạt 175.000 tấn /năm, trong
khi nhu cầu tiêu thụ của Hà Nội hiện khoảng 1.200 tấn/ngày. Như vậy, cung mới chỉ
đáp ứng được 40% lượng cầu. Hiện nay, diện tích trồng rau an toàn của Hà Nội lên
đến trên 5.600 ha với sản lượng 125.000 tấn/năm. Tuy nhiên, hiện toàn thành phố mới
chỉ có 42 ha nhà lưới trồng rau an toàn và chỉ có 3 cơ sở được đầu tư hệ thống giếng
khoan công suất lớn có xử lý nước để tưới rau. Như vậy có thể thấy rằng nhu cầu mở
rộng diện tích nhà trồng rau là rất lớn.
Năm 2006, diện tích hoa cây cảnh cả nước có 15000 ha, tăng 7% so với 2004. Sản
xuất hoa đang cho thu nhập cao bình quân đạt khoảng 70 - 130 triệu đồng/ha nên rất
nhiều địa phương trong cả nước đang mở rộng diện tích hoa trên những vùng đất có
tiềm năng. Một số tỉnh Duyên hải miền Trung cũng bắt đầu phát triển sản xuất hoa cắt
cành theo hướng hàng hoá, chủ yếu phục vụ nhu cầu tại chỗ, với chủng loại tương đối
hạn chế.
Các tỉnh phía Nam, điển hình là Thành phố Hồ Chí Minh, trong đó có các huyện
Hóc Môn, Bình Chánh, Gò Vấp, Thủ Đức cùng các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long
như Tiền Giang, Đồng Tháp là nguồn cung cấp hoa và cây cảnh đáng kể. Tuy nhiên,
các địa bàn này chỉ sản xuất chủ yếu một số loại hoa nhiệt đới (cúc móng rồng, cúc đại
đoá, huệ, mai…). Lượng hoa cắt cành truyền thống (hồng, cúc, cẩm chướng, layơn,
đồng tiền) sản xuất còn rất hạn chế và chất lượng chưa thật cao.
Hà Nội được đánh giá là vùng hoa lớn nhất ở phía bắc, trong đó huyện Từ Liêm
với diện tích 500 ha thì xã Tây Tựu có 330 ha (chiếm 66% diện tích trồng hoa toàn
24
huyện, chiếm 84,6% diện tích canh tác toàn xã), chủ yếu trồng hoa cúc, hoa hồng, hoa
đồng tiền, hoa ly, hoa loa kèn… Ngoài ra, một số huyện ngoại thành khác và một số
Các loại rau hoa có nhu cầu sử dụng nhà trồng nhiều nhất là: xà lách, súplơ xanh, các
loại cải và hoa lan, hoa ly, hoa đồng tiền. Các loại cây rau cà chua, dưa chuột có nhu
cầu sử dụng nhà trồng thấp hơn.
Copyright: Tài liệu đại học ©