Công nghệ cao trong sản xuất rau (Phần 1)

- Chắc, khỏe

- Khối lượng thích hợp

- Độ bền của vật liệu

- Khả năng duy trì của vật liệu

- Chi phí hợp lý (chi phí ban đầu, chi phí dài hạn)

2.1.2.6. Các loại vật liệu làm khung nhà có mái che

- Gỗ, tre sẵn có, phải qua xử lý, cần được bảo trì tốt. 

Hình 1.1.5: Khung vật liệu bằng tre

- Thép

Là vật liệu thông dụng nhất

Lưu ý: Tránh tiếp xúc với phân hóa học

Hình 1.1.6: Khung vật liệu bằng thép

- Nhôm là vật liệu nhẹ, chắc khỏe, không cần bảo trì

Giá thành cao sử dụng trong nhà kính

Hình 1.1.7: Khung vật liệu bằng nhôm

2.1.2.7. Dạng nhà lưới mái che đơn giản

- Thấp dưới 3 m

- Thông gió kém

- Hạn chế về kiểm soát sâu bệnh

- Hạn chế về năng suất

Hình 1.1.8: Dạng nhà lưới mái che đơn giản

2.1.2.8. Dạng nhà mái che công nghệ cao

- Cao 5,5 m trở lên

- Mái và tường có thể thông gió

- Điều khiển tự động

- Kiểm soát tốt các yếu tố môi trường và sâu bệnh hại

- Năng suất rất cao

Hình 1.1.9: Nhà lưới công nghệ cao

2.1.3. Trang thiết bị trong nhà có mái che

- Lò tạo nhiệt

- Hệ thống tưới

- Bộ phận tạo ẩm và làm mát không khí

- Hệ thống chiếu sáng nhân tạo

- Thiết bị cuốn mái nilongg tự động

- Quạt thông gió

- Các cảm biến, dụng cụ đo lường – hiển thị và nối ghép với máy tính, điều khiển các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất, ánh sáng, nồng độ khí (CO2 hoặc H2S)...

- Bộ phận hòa trộn và vận chuyển phân bón

- Hệ thống phòng trừ sâu bệnh hại bằng ánh sáng kết hợp với điện cao áp

- Hệ thống xử lý nước thải

- Bộ phẩn kiểm tra chất lượng sản phẩm

2.1.4. Các hệ thống kiểm soát trong nhà có mái che

- Kiểm soát tốt các yếu tố khí hậu trong nhà có mái che

- Kiểm soát tốt nước và dinh dưỡng

- Kiểm soát và phòng chống tốt sâu bệnh hại

2.1.4.1. Kiểm soát tốt các yếu tố khí hậu trong nhà có mái che

a. Các hệ thống kiểm soát nhiệt độ

* Hệ thống sưởi ấm

- Sưởi bằng hơi nước nóng (ít thông dụng)

+ Nước được đun nóng đến 80-100^oC

+ Nước nóng được dẫn theo hệ thống đường ống

+ Đặt dưới nền nhà

 Ưu điểm:

- Làm ẩm đều trong nhà

- Tiếp kiện năng lượng

 Nhược điểm:

- Chi phí tốn hơn hệ thống khí ấm

Hình 1.1.10:  a. Hệ thống đường ống - b. Máy điều tiết nước nóng

- Hệ thống sưởi bằng khí nóng

+ Không khí được làm nóng trực tiếp hoặc gián tiếp

+ Sử dụng dầu lửa hoặc khí propan

+ Khí ấm được phân phối đều trong nhà thông qua hệ thống đường ống cấp có đục lỗ thoát khí ấm

Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư thấp

- Sử dụng linh hoạt

- Làm ấm đồng đều

Hình 1.1.11: a. Lò sưởi khí nóng - b. hệ thống sưởi khí nóng

- Các dạng lò sưởi dùng trong nhà mái che

Hình 1.1.12: a. Lò sưởi dầu 2,5l/19h/10m2 - b. Lò sưởi dầu 4l/16h/14m2 - c. Đèn sưởi

Hình 1.1.13: a. Lò sưởi hồng ngoại - b. Lò sưởi khí áp

 

- Bồn cấp nước nóng

+ Hệ thống sưởi làm nóng giá đỡ

Hình 1.1.14: Hệ thống sưởi làm nóng giá đỡ

- Nhiệt bức xạ

 

Hình 1.1.15: Sơ đồ hệ thống sưởi ấm bức xạ nhiệt

* Màng nhiệt (tiết kiện năng lượng, che bóng)

- Cấu tạo: bên trong gồm các tấm bằng nhôm hoặc polyester màng ngoài dệt bằng sợi acryl

- Màng nhiệt được đóng mở tự động/bán tự động

-  Đặc điểm:

+ Giảm nhiệt trong nhà tới 10 0C vào mùa hè: nhờ các tấm nhôm

+ Kiểm soát bức xạ ánh sáng từ 20-100%: nhờ các tấm nhôm đón bức xạ mặt trời và phản chiếu lên trên

+ Làm thay đổi ẩm độ: nhờ màng hút ẩm và thoát ẩm

+ Tiết kiệm năng lượng: màng nhiệt dự trữ năng lượng ban ngày(giảm 7% chi phí nhiên liệu), ban đêm mặt dưới các tấm nhôm phản chiếu bức xạ hấp thu được từ ban ngày xuống đất làm tăng nhiệt độ đất

+ Đặt gần mái, song song với nền nhà.

Hình 1.1.16: Màng nhiệt

* Lưới cắt mắt

- Làm từ nhôm và acryl

- Có thể đặt trong hoặc ngoài nhà mái che

- Kiểm soát được nhiệt độ

- Có thể làm giảm nhiệt độ tới 10⁰C giữ ấm vào mùa đông

- Cho phép thông thoáng khí tốt khi che lưới

- Sử dụng rất hiệu quả vào mùa hè, nhiệt độ cao

- Kiểm soát được cường độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng. Có thể che bớt45 – 75% ánh sáng

- Tránh được sương giá và mùa đông

Hình 1.1.17: Lưới cắt mắt

* Thông gió tự nhiên

-   Thông gió qua các cửa sổ ở mái hoặc tường nhà mái che

-   Không khí từ bên ngoài được lùa vào khi mở cửa sổ và đẩy không khí bên trong ra ngoài (đối lưu không khí)

-  Cửa sổ được vận hành tự động hoặc bán tự động nhờ môtơ bánh răng

Hình 1.1.18: Hệ thống thông gió tự nhiên

-   Thông gió bằng hệ thống quạt

+   Quạt thổi: thổi khí mới (O2 & CO2) vào trong nhà Quạt hút: hút khí nóng và ẩm ra ngoài

Ưu điểm: 

- Giảm nhiệt độ không khí (tránh ngưng tụ hơi nước)

- Nhiệt độ đồng đều

- Phòng tránh sâu bệnh

- Giảm nhiệt độ dễ dàng và thuận tiện trong mùa nóng

- Giúp phân tán nhanh khi dùng hệ thống sương mù

Hình 1.1.19: Hệ thống thông gió bằng quạt

* Hệ thống làm mát bằng bốc hơi thoát nước

- Các loại hệ thống làm mát

+ Đệm thoát hơi nước

+ Quạt

+ Phun sương

+ Phun mù

+ Máy làm mát không khí

Lợi ích:

- Làm giảm nhiệt độ trong nhà mái che (có thể thấp hơn nhiệt độ bên ngoài nếu độ ẩm bên ngoài <100%)

- Tăng độ ẩm trong nhà mái che

+ Hệ thống đệm thoát hơi nước

Hình 1.1.20: Hệ thống đệm thoát hơi nước làm mát

+ Hệ thống phun sương, phun mù: Là hệ thống làm ẩm bằng phun sương, phun mù nhân tạo Làm mát (giảm nhiệt độ) do nước bốc hơi

Hình 1.1.21: Hệ thống phun sương

- Máy làm mát không khí

+ Thiết bị đặt bên ngoài nhà, không khí được làm mát từ bên ngoài và thổi vào trong nhà mái che, khí nóng được hút ra ngoài tự động do chênh lệch áp suất

Hình 1.1.22: Máy làm mát không khí

- Thiết bị làm mát có 2 loại 

+  Dung tích 15m, làm mát 10 -150C cho 14m2

+  Dung tích 40m, làm mát 10 - 150C cho 56m2

Hình 1.1.23: Máy làm mát không khí

- Sử dụng thiết bị cảm ứng nhiệt

+ Nên sử dụng thiết bị có độ chính xác cao

+ Đặt thiết bị vào trong hộp hút mùi (tránh ánh sáng mặt trời chieus trực tiếp và ẩm)

+ Đăt thiết bị gần tán cây

+ Đặt ở vị trí đại diện

Hình 1.1.24: Thiết bị cảm ứng nhiệt

b. Kiểm soát ánh sáng

- Giúp cây trồng hấp thu đủ lượng ánh sáng cho sinh trưởng, phát triển

- Sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng mặt trời

- Các thiết bị sử dụng để kiểm soát ánh sáng:

+ Tế bào quang điện

+ Hệ thống đèn

+ Rèm, lưới cắt nắng

* Các loại đèn chiếu sáng thông dụng

- Đèn nóng sáng (Incandescent): kiểm soát quang chu kỳ

- Đèn huỳnh quang (Fluorescent): buồng nuôi cấy mô, trồng cây

- Đèn cao áp HID (High Intensity Discharge):

- Đèn cao áp HPS (High pressure Sodium)

- Đèn cao áp MH

Hình 1.1.25: a. Đèn nóng sáng - b. Đèn huỳnh quang - c. Đèn cao áp HPS - d. Đèn cao áp MH

- Hệ thống đèn trong nhà có mái che trồng xà lách

+ Đèn cao áp (600W)

+ Điều chỉnh tự động vị trí đèn chiếu sáng bằng máy tính - Cường độ chiếu sáng trung bình: 200μmol/m2/s

Hình 1.1.26: Hệ thống đèn trong nhà lưới

c. Kiểm soát độ ẩm

- Kiểm soát độ ẩm như thế nào?

+ Tưới

+ Giữ ẩm

+ Kiểm soát mức độ bốc hơi nước trong không khí + Nhiệt độ, tốc độ chuyển động không khí trong nhà Các thiết bị kiểm soát độ ẩm:

+ Thiết bị điều ẩm

+ Hệ thống tưới

+ Hệ thống phun mù, phun sương

+ Máy giữ ẩm không khí

* Hệ thống tưới bằng tay

- Tốn công.

- Thích hợp khi tưới từng vị trí nhất định

Hình 1.1.27: Tưới phun mưa bằng tay

* Hệ thống tưới xung quanh

- Ống nhựa PE/PVC lắp xung quanh viền giá đỡ cây

- Lắp các đầu vòi phun vào ống nhựa

- Nước bắn ra vòi phun 1 góc 180⁰ hoặc 90⁰, 45⁰

- Nước được tưới từ tán cây lên

Hình 1.1.28: Sơ đồ tưới xung quanh

* Hệ thống tưới nhỏ giọt

- Tưới nhỏ giọt là kỹ thuật tưới cung cấp nước vào rễ cây dưới dạng các giọt nước nhỏ ra chậm với lưu lượng không đổi nhờ các cơ chế đều tiết áp lực nước của các đầu nhỏ giọt gắn chìm trong ống dẫn hay lắp bên ngoài ống.

- Đến nay, hệ thống tưới nhỏ giọt là biện pháp tưới tiêu tiết kiệm nước nhất, giảm đến 30-60% nước so với phương pháp tưới truyền thống. Nông dân có thể cung cấp nước, phân bón đến đúng vùng rễ tích cực với liều lượng nhỏ, vừa đủ để cây trồng hấp thu hết thông qua hệ thống máy bơm, van, đường ống dẫn nước, đường ống nhỏ giọt, và hiện đại hơn là kết nối với hệ thống máy tính kiểm soát.

Hình 1.1.29: Hệ thống tưới nhỏ giọt

* Hệ thống tưới trên cao

Hình 1.1.30: Hệ thống tưới trên cao

* Hệ thống cần tưới di động

- Cần tưới chạy doc theo đường ray gắn  ở giữa

- Điều khiển cần tưới di động bằng mô tơ

Hình 1.1.31: Hệ thống cần tưới di động

* Hệ thống tưới thảm

- Đặt tấm nhựa PE lên trên mặt giá đỡ

- Đặt tấm thảm tưới dày khoảng 1,2cm lên trên tấm nhựa

- Đặt chậu cây lên trên tấm thảm.

- Ống cấp nước cho thảm đặt dọc giá đỡ, cách nhau 60cm

Hình 1.1.31: Hệ thống tưới thảm

* Hệ thống tưới ngập sàn

Hình 1.1.32: Hệ thống tưới ngập sàn

* Hệ thống tưới máng

Hình 1.1.33: Hệ thống tưới máng

* Hệ thống tưới ngập giá đỡ

Hình 1.1.34: Hệ thống tưới ngập giá đỡ

2.1.4.2. Kiểm soát nồng độ CO2

- Nồng độ CO2 trong khí quyển: 0,03%

- Trong nhà mái che, nồng độ CO2 thay đổi tuỳ tốc độ QH

- Là thành phần tối quan trọng đối với cây trồng

- Trong điều kiện nhiệt độ ổn định, nồng độ CO2 ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất quang hợp

- Nồng độ CO2 tối ưu tuỳ thuộc vào cường độ ánh sáng

- Trong nhà mái che có tốc độ trao đổi không khí 5-6 vol/h có thể duy trì nồng độ 0,02% CO2

Hình 1.1.35: Bình CO2 lỏng

* Nguồn cung cấp CO2

- Bình CO2 lỏng: có độ thuần khiết cao, dễ kiểm soát, chi phí cao

Hình 1.1.36: Máy cấp CO2

- Thiết bị đo nồng độ CO2 bằng tia hồng ngoại

Hình 1.1.37: Máy đo nồng độ CO2 bằng tia hồng ngoại

2.1.4.3. Kiểm soát sự chuyển động của không khí trong nhà có mái che

- Tính chất và tốc độ chuyển động không khí trong nhà mái che ảnh hưởng đến:

- Cường độ truyền nhiệt giữa không khí và tán cây

- Cường độ trao đổi nước giữa không khí và tán cây

- Tốc độ 0,2 – 0,7 m/s cung cấp trao đổi nhiệt tối ưu (nếu dòng không khí từ dưới lên trên)

- Phương pháp kiểm soát

+ Thông gió tự nhiên

+ Sử dụng hệ thống quạt

+ Hệ thống cấp không khí

* Duy trì chuyển động trong không khí

Hình 1.1.38: Hệ thống thông khí trong nhà có mái che

2.1.4.4.. Kiểm soát dịch hại

- Các loại dịch hại + Sâu hại

+ Bệnh hại

+ Cỏ dại

+ Chuột hại

- Các phương pháp kiểm soát dịch hại

+ Vệ sinh, khử trùng nhà mái che và dụng cụ

+ Sử dụng dụng cụ, vật liệu sạch

+ Sử dụng màn chắn côn trùng Bẫy côn trùng

+ Cách ly nguồn bệnh

+ Phòng trừ cỏ dại và chuột

* Lưới chắn côn trùng

- Dùng lưới chắn tại các của sổ thông gió

- Kích thước ô lưới tuỳ thuộc loại côn trùng cần tránh:

+ Vẽ bùa              40 mắt lưới/2,5cm

+ Bọ phấn            52 mắt lưới/2,5cm

+ Rệp                   78 mắt lưới/2,5cm

+ Bọ trĩ                 132 mắt lưới/2,5cm

Hình 1.1.39: Lưới chắn côn trùng

2.1.4.5. Kiểm soát dinh dưỡng

- Dinh dưỡng được cung cấp qua nước tưới hoặc bón trực tiếp vào đất/giá thể

- Cần kiểm soát dinh dưỡng trong đất, nứơc và không khí (CO2)

- Kiểm soát pH và EC của dung dịch dinh dưỡng đầu vào và đầu ra

- Thiết bị đo pH và EC cầm tay

Hình 1.1.40: a. Hydroponic TDS Tester - b. pH/EC/TDS tester

Hình 1.1.41: c. pH/EC/TDS tester - d. pH/EC/TDS/temp meter

- Kiểm soát dinh dưỡng và nước tưới

- Kiểm soát nước và dinh dưỡng đầu vào

- Phòng tránh tích tụ muối trong giá thể

- Quản lý tốt nước thải và giá thể

Hình 1.1.42: Mô phỏng hệ thống dinh dưỡng và nước tưới

* Kiểm soát nước thải và giá thể

Hình 1.1.43: Mô phỏng kiểm soát nước thải trồng rau

- Xử lý dung dịch dinh dưỡng

Bảng 1.1.1: Thành phần dung dịch dinh dưỡng

EC = 1 mS/cm, TDS = 700

TT	Dung dịch	Liều lượng(g/100lít)
1	A
	Ca(NO3)2	6254
	KNO3	729
	Chelate sắt	500
2	B
	KNO3	729
	KH2PO4	992
	MnSO4	2127
	MnSO4	80
	ZnSO4	11
	HBO3	39
	CuSO4	3
	(NH4)2MoO4	1

* Xử lý dung dịch dinh dưỡng

Phương pháp xử lý	Đặc điểm
Xử lý nhiệt (950C,30”)	Phổ biến, hiệu quả cao Tốn năng lượng (1m3 ga/1 m3 dd)
Xử lý ozon hoá	Đắt tiền, hiệu quả cao
Xử lý tia cực tím UV	Dễ làm
Lọc bằng cát	Rẻ tiền, dễ làm
Xử lý oxy già (H2O2)	Rẻ tiền, dễ làm