1.1. Công nghệ nhà kính
a. Khái niệm nhà kinh
– Nhà kinh là công trình thường có cạnh và mái làm bằng kính hoặc vật liệu tương tự; dùng để trồng cây nhằm tránh tác động bất lợi của thời tiết, đồng thời giúp chủ động điều chỉnh các điều kiện chăm sóc cây trồng bằng các công nghệ tiên tiến.
b. Một số mô hình nhà kinh phổ biến
Nhà kính đơn giản
Hình 24.2. Nhà kinh đơn giản
– Đặc điểm chung
+ Vật liệu đơn giản.
+ Chủ yếu dùng để tránh mưa, gió và nhiệt độ thấp.
+ Thời gian sử dụng từ 5 đến 10 năm.
– Ưu điểm:
+ Dễ thi công, tháo lắp.
+ Dễ sử dụng cho nhiều vùng canh tác nông nghiệp.
+ Chi phí thấp.
+ Sử dụng hiệu quả với những khu vực khí hậu ôn hoà.
– Nhược điểm:
+ Khi điều chỉnh nhiệt độ trong mùa hè.
+ Khi sử dụng với các loại cây ăn quả.
+ Kiểm soát sâu, bệnh ít hiệu quả.
Nhà kính liên hoàn
– Đặc điểm chung
+ Hệ thống mái có thể sử dụng bằng nhựa PE hoặc kinh thuỷ tinh (Hình 24.3).
+ Áp dụng được nhiều công nghệ canh tác bán tự động và tự động.
+ Thời gian sử dụng phụ thuộc vào vật liệu làm mái.
Hình 24.3. Nhà kính liên hoàn
– Ưu điểm:
+ Chi phí phù hợp với nhiều điều kiện kinh tế.
+ Có thể mở rộng liên tục đảm bảo cho canh tác quy mô công nghiệp.
+ Ngăn chặn sâu, bệnh khá hiệu quả.
– Nhược điểm:
+ Thi công khá phức tạp, đòi hỏi phải tính toán khả năng chịu lực của mái.
+ Khó điều chỉnh nhiệt độ trong mùa hè.
Nhà kính hiện đại
Đặc điểm chung:
– Khung thép chịu lực lớn, mái kính chịu lực nho, đô sản đảm bảo độ sáng tốt nhất cho cây (Hình 24.4).
– Thời gian sử dụng lâu dài, trên 15 năm. Hệ thống tự động được sử dụng tối đa.
Hình 24.4. Nhà kính hiện đại
– Ưu điểm:
+ Chủ động điều chỉnh được nhiệt độ, độ ẩm tuy theo loại cây trồng.
+ Đảm bảo cho cây trồng đạt năng suất và chất lượng cao nhất
– Nhược điểm:
+ Chi phí lắp đặt, sửa chữa đắt.
+ Quy trình thực hiện nghiêm ngặt; đòi hỏi nhân lực trình độ cao và kỉ luật.
+ Khó áp dụng cho những vùng có điều kiện kinh tế khó khăn.
1.2. Công nghệ tưới nước tự động, tiết kiệm
a. Khái niệm
Công nghệ tưới nước tự động, tiết kiệm là công nghệ cung cấp nước tự động cho cây trồng một cách có hiệu quả nhất, bằng cách điều chỉnh lượng nước tưới và dạng tưới đề tối ưu hoá việc sử dụng nước của cây.
b. Một số công nghệ tưới tự động
Hình 24.5. Một số công nghệ tuới tự động
Hình a. Tưới nhỏ giọt
– Tưới nhỏ giọt là một phương pháp tưới tiết kiệm nước và phân bón bằng cách cho phép nước nhỏ giọt từ từ vào rễ cây, hoặc nhỏ lên bề mặt đất hoặc trực tiếp lên vùng có rễ, thông qua một mạng lưới gồm các van, đường ông và lỗ thoát (Hình 24.5a).
Hình b. Tưới phun sương
– Tưới phun sương là biện pháp cung cấp nước theo dạng hạt nhỏ đến siêu nhỏ. Nước được phân phối qua hệ thống đường ống tạo áp lực bằng bơm, sau đó được bơm bằng áp lực cao tạo thành sương vào không khi (Hình 24.5b).
Hình c. Tưới phun mưa
– Tưới phun mưa là phương pháp tưới phun với hạt nước tương tự giọt nước mưa. Nước được phân phối qua hệ thống đường ông tạo áp lực bằng bơm, sau đó được phun vào không khi tưới cho toàn bộ bề mặt đất (Hình 24.5c).
1.3. Ứng dụng công nghệ internet kết nối vạn vật (loT) trong trồng trọt
– Trồng trọt ứng dụng IoT (Intemet of Things) là việc số hoả các hoạt động từ sản xuất đến chế biến, tiêu dùng thông qua các thiết bị cảm biến, công nghệ điều hành và tự động hoá. Từ sản xuất định tính, thông qua ứng dụng loT, người nông dân có thể kiểm soát được diễn biến cây trồng và vật nuôi qua số liệu, phân tích tự động, từ đó sẽ có các quyết định đúng và hiệu quả.
Hình 24.6. Mô hình loT trong trồng trọt
a. Canh tác chính xác
– Canh tác chính xác (còn được gọi là nông nghiệp chính xác) là một trong những ứng dụng nổi tiếng nhất của loT trong ngành nông nghiệp và rất nhiều tổ chức đang sử dụng kĩ thuật này trên toàn thế giới. Canh tác chính xác có thể được coi là canh tác kiểm soát chính xác hơn đối với sự phát triển của cây trồng khi sử dụng công nghệ thông tin và một loạt các công cụ như điều hướng GPS (hệ thống định vị toàn cầu), hệ thống điều khiển (Hinh 24.7), cảm biến, robot, máy bay không người lái (Hình 24.8)
Hình 24.7. Hệ thống tưới nước tự động nhờ cảm biến tự động xác định độ ẩm của đất
Hình 24.8. Máy bay không người lái đang được sử dụng trong trồng trọt để đánh giá sức khỏe cây trồng, phun thuốc trừ sâu và phân tích đất
b. Nhà kính thông minh
– Trồng cây trong nhà kính thông minh là một phương pháp giúp nâng cao năng suất rau, hoa quả, cây trồng. Nhà kính thông minh được kiểm soát các thông số môi trường thông qua việc can thiệp bằng tay hoặc cơ chế kiểm soát theo tỉ lệ (Hình 24.9). Tuy nhiên, nhà kinh thông minh có thể được thiết kế với sự trợ giúp của IoT, thiết kế này giúp việc giám sát cũng như kiểm soát khí hậu hoàn toàn tự động, khiến trồng trọt trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.
– Nhờ ứng dụng loT, cây trồng được chăm sóc theo một quy trình khoa học khép kín. Máy cảm ứng sẽ đo độ ẩm của đất và không khí, cũng như phân tích nhu cầu phản bón của cây, lượng nước cần tuổi, hay giải pháp cho tình trạng sâu, bệnh.
Hình 24.9. Mô hình nhà kính thông minh