Hoàn thiện công nghệ và sản xuất hệ thống pha phân tự động, điều khiển từ xa phục vụ nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao

Hệ thống do nhóm tác giả ở Công ty TNHH Nông Sinh Khang Nguyên chế tạo có giá thành rẻ so với hàng nhập khẩu và phù hợp với cả nông trại vừa và nhỏ.

Hiện nay, trên thị trường có nhiều thiết bị pha phân tự động, chủ yếu của nước ngoài với giá thành còn tương đối cao (khoảng 200 triệu – 1 tỷ đồng mỗi hệ thống). Do vậy, những thiết bị này chỉ một số trang trại quy mô lớn mới đầu tư. Hầu hết các trang trại vừa và nhỏ chỉ dùng thiết bị tưới bón tự động loại nhỏ hoặc tưới thủ công.

Trong công nghệ tưới bón, thì các thông số pH, EC (độ dẫn điện) của dung dịch tưới là rất quan trọng. Sự phát triển của cây trồng được quyết định bởi lượng dinh dưỡng có trong dung dịch dinh dưỡng. Thông thường độ pH từ 5,5 – 6,5 phù hợp cho các loại cây. Đối với thông số EC, cũng cần phải duy trì ở mức độ ổn định (từ 1,5 – 2,5ms/cm). Nếu nằm ngoài các thông số này đều làm năng suất, chất lượng cây trồng sụt giảm. Vì vậy, việc có một hệ thống đo pH, EC được tích hợp vào hệ thống pha phân, tưới nước tự động là rất quan trọng đối với các loại cây trồng.

Để có một thiết bị đơn giản, dễ sử dụng, điều khiển từ xa được việc pha phân và tưới cây, nhóm tác giả ở Công ty TNHH Nông Sinh Khang Nguyên đã thực hiện đề tài “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất hệ thống pha phân tự động, điều khiển từ xa phục vụ nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao”.

Các thiết bị chính của hệ thống pha phân, tưới tự động – OPEREKA V3 do nhóm tác giả chế tạo gồm hồ chứa nước, máy bơm, cảm biến lưu lượng, van điện tử, 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. Ngoài ra, còn có các bồn bơm phân đậm đặc và bồn hóa chất cân bằng pH là KOH/H3PO4.

Điện thoại của người vận hành được kết nối với tủ trung tâm (như CPU của máy tính) của hệ thống thông qua sim 3G/4G. Các lệnh được thực hiệ trên giao diện điện thoại theo cú pháp tin nhắn, để bơm nước vào bồn trung gian theo thể tích cần bơm, lệnh bơm phân từ các bồn bơm phân đậm đặc vào bồn trung gian để pha phân theo đúng thành phần và nồng độ. Các thông số pH, EC được thực hiện trên giao diện điện thoại khi có lệnh để kiểm tra dung dịch đã pha. Dung dịch phân đã pha được bơm ra nhà màng định kỳ theo thời gian cài sẵn số lần và thời gian bơm mỗi lần. Nhóm thực hiện cũng đã viết phần mềm APP, hoàn thiện cho việc điều khiển cấp nước vào bồn trung gian, tưới tự động hay đo các thông số pH, EC.

Qua thử nghiệm bơm nước, bơm phân vào bồn tưới cho thấy, thiết bị có độ chính xác cao, chỉ chênh lệch trung bình 50ml/100 lít, cao nhất là 200ml/100 lít. Điều này cho phép cung cấp đúng nồng độ phân bón để tưới cho cây.

Thử nghiệm hệ thống trên vườn dưa lưới tại Củ Chi (TPHCM), cà chua cherry, và dưa chuột và vườn đối chứng (sử dụng thiết bị Ventury). Kết quả, sử dụng hệ thống OPFERKA V3, vườn dưa lưới, cà chua và dưa chuột, năng suất cũng tăng lần lượt là 4,6%, 7,5% và 6,5% so với vườn đối chứng.

Theo nhóm nghiên cứu, năng suất vườn sử dụng hệ thống cao hơn thiết bị Ventury là do hệ thống không bị kết tủa phân, độ pha chính xác cao. Trong khi thiết bị Ventury, phân được hút theo nguyên tắc chênh lệch áp suất để hòa theo dòng chảy trong ống, nên lượng phân ra không đều, độ chính xác không cao.

Ông Hà Minh Tú (Gò Công, Tiền Giang) cho biết, sau khi sử dụng hệ thống pha phân tự động OPEREKA V3 cho vườn dưa lưới, đã giúp nhà vườn không phải pha phân thủ công như trước đây. Thiết bị gọn nhẹ, thao tác đơn giản, pha nước, pha phân chính xác, nên vườn dưa luôn đảm bảo năng suất cao,trên 3,5 tấn/vụ/1.000m². Ngoài ra, hệ thống còn giúp nhà vườn tiết kiệm chi phí nhân công và góp phần tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp.

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống OPFERKA V3 gọn nhẹ, dễ vận chuyển, vận hành đơn giản, giá thành không quá 100 triệu đồng/hệ thống, phù hợp với cả nông trại vừa và nhỏ (4 – 6ha).

Phạm Hài