Nghiên cứu, phát triển hệ thống giám sát tự động các quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng trong nhà lưới, ứng dụng trong sản xuất hoa công nghệ cao

0
207

Nhà lưới là một trong những mô hình hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ cao. Nhà lưới phù hợp với yêu cầu để phát triển nông nghiệp bền vững, cho phép kiểm soát đầy đủ và chặt chẽ hầu hết các thông số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, khí carbonic, khí oxy… kể cả việc sử dụng tối ưu đất canh tác để đáp ứng cho sự sinh trưởng, phát triển tốt nhất của cây trồng và kiểm soát được sau bệnh hại để đạt được sản lượng cao nhất.

Với phương pháp trồng hoa trong nhà lưới thì việc ứng dụng tự động hoá mới đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu công nghệ sản xuất hoa. Nhờ sự hỗ trợ của hệ thống tự động hóa, các nhà trồng có đầy đủ khả năng đảm bảo qui trình sản xuất và kiểm soát được đầy đủ các thông số của quá trình sản xuất hoa như nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng và nồng độ khí CO2 trong nhà lưới. Do đó cơ quan chủ trì Học viện nông nghiêp Việt Nam cùng phối hợp với chủ nhiệm đề tài TS. Ngô Trí Dương tiến hành thực hiện: “Nghiên cứu, phát triển hệ thống giám sát tự động các quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng trong nhà lưới, ứng dụng trong sản xuất hoa công nghệ cao”.

Qua thời gian nghiên cứu, đề tài đã lựa chọn được giải pháp để thiết kế được hệ thống thu nhận các thông số nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất và cường độ ánh sáng. Kết quả khảo nghiệm thu đượccho thấy hệ thống đã đo được các thông số về nhiệt độ, độ ẩm môi trường, độ ẩm đất và cường độ ánh sáng với thời gian lấy mẫu T = 2s.

Hệ thống cảm biến được thiết kế và chế tạo để có thể thu thập và lưu trữ các dữ liệu về khoảng đo nhiệt độ (20-60oC, mỗi bước 0,1); độẩm (40-100%, mỗi bước (0,1); cường độ ánh sáng (10-14000 lux, mỗi bước 0,1) với sai số ±5% giá trị đặt đo. Nghiên cứu có thể bước đầu giải quyết được việc thu thập cũng như quản lý dữ liệu cho các hệ thống sản xuất cây trồng trong nhà lưới tại Việt Nam. Hệ thống đã thu thập được các thông số một cách rõ ràng, các bước lấy mẫu chính xác, các khoảng thông số đo phù hợp với phạm vi cần đo của hoa đồng tiền.

Khi hệ thống làm việc, các thông số được đo và chuyển sang dạng đồ thị tương ứng, hiến việc theo dõi rất trực quan và dễ so sánh. Hệ thống có khả năng lưu trữ đồ thị, bảng số iệu theo thời gian dưới dạng file.pdf để nhà vườn dễ so sánh các kết quả hàng năm của cây hoa đồng tiền với những khoảng thông số môi trường mà cây phát triển tốt nhất. Định dạng file.pdf sẽ dễ dàng chuyển sang nhiều định dạng khác cho việc nghiên cứu cũng như làm việc, hơn nữa dung lượng cũng rất nhỏ gọn, dễ lưu trữ.

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thành công hệ thống giám sát tự động quá trình trồng hoa đồng tiền trong nhà lưới. Bước đầu đã được trồng thử nghiệm tại nhà lưới tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, cụ thể: Hệ thống tưới nhỏ giọt hoạt động với 3 luống với giá chữ A, đảm bảo được độ đồng đều khi tưới từ đầu luống đến cuối luống với lượng nước và chế độ dinh dưỡng đặt ra. Hệ thống cung cấp dung dịch dinh dưỡng được trộn theo từng mẻ 450 l/mẻ với các tỷ lệ phối trộn theo yêu cầu đặt ra cứ hết mỗi mẻ hệ thống được tiếp tục trộn. Hệ thống phun sương, quạt thông gió và cuốn và thoải mái hoạt động tốt theo chế độ đặt trong chương trình.

Xây dựng được quy trình lắp đặt, cài đặt và vận hành hệ thống giám sát tự động quá trình trồng hoa đồng tiền và đề xuất quy trình trồng cây đồng tiền trong nhà lưới với sự hỗ trợ của hệ thống giám sát tự động.

Nghiên cứu và thiết kế được phần mềm điều khiển giám sát tự động phục vụ sản xuất rau, hoa trong nhà lưới với ngôn ngữ tiếng việt nên thân tiện với người dùng trong nước. Phần mềm được thiết kế bởi giao diện điều khiển giám sát có sự kết hợp với màn hình HMI nên dễ vận hành hệ thống. Phần mềm được viết bởi chế độ tự động và bằng tay nên rất thích hợp cho các loại cây trồng thay đổi theo quy trình đặt ra. Phần mềm có chế độ cài đặt hoạt động thời gian thực nên giúp cho người trồng đặt được các khoảng thời gian hoạt động của các hệ thống đây cũng chính là điểm đặt thù của trồng cây trong nhà lưới.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 12972/2016) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)