CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Ý tưởng hình thành đề tài: - Việt Nam được biết đến như một nước nông nghiệp, nhưng chúng ta chưa bao giờ là một nước công nghiệp hóa nông nghiệp phát triễn thực sự. Do: sản lượng nông sản xuất khẩu hạn chế, chất lượng sản phẩm không ổn định và năng suất hiệu quả không cao. Sản lượng nông sản còn nhập khẩu từ các nước lân cận cao…Là do, chúng ta chưa áp dụng tốt các phương thức sản xuất nông nghiệp hiện đại, sản xuất quanh năm chỉ phụ thuộc vào vụ mùa và điều kiện khí hậu môi trường. Để đáp ứng được mục tiêu này nhất thiết cây trồng phải được trồng trong nhà trồng và ứng dụng các thiết bị hiện đại để: điều khiển tự động khí hậu, hệ thống chiếu sáng, tưới và bón phân tự động, ngăn ngừa côn trùng sâu bọ… trong nhà trồng.
nhằm tạo ra môi trường thích hợp cho cây trồng sinh trưởng và phát triễn phát triễn.[1] - Nhu cầu lớn về sử dụng rau, quả, trái cây… quanh năm của người dân Xã hội ngày càng phát triễn, đời sống người dân ngày càng nâng cao. Do đó, nhu cầu về sử dụng rau, quả, trái cây không thể thiếu trong các bữa ăn hàng ngày. Yêu cầu đặt ra của người tiêu dùng càng cao và họ không thể chờ đợi đến mùa vụ mới được thưởng thức trái cây hoặc rau quả mà họ ưa thích, mà họ luôn muốn nó xuất hiện quanh năm.TS THÁI THỊ THU HÀ 1 HVTH: Huỳnh Ngọc Giang Luận văn thạc sĩ Thiết kế HT tự động điều khiển khí hậu nhà kính Do vậy, vấn đề đặt ra là chúng ta phải tạo một môi trường sống, sao cho nó giống với tự nhiên để cây trồng sinh trưởng và phát triễn tốt. - An toàn vệ sinh thực phẩm về rau an toàn [2] + Rau là một loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của con người.
Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm để đảm bảo sức khỏe người dân đang được đặt ra ngày càng nóng bỏng, trong đó nhu cầu về rau xanh đạt tiêu chuẩn an toàn ngày càng tăng, nhất là tại các thành phố lớn, đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh. + Ngay từ những năm 1996 – 1997, thành phố Hồ Chí Minh là một trong những địa phương đầu tiên trong cả nước đã triển khai chương trình sản xuất rau an toàn. Thành phố đã tiến hành qui hoạch và từng bước xây dựng vùng sản xuất rau an toàn ở các quận, huyện, nhất là ở ngoại thành. Việc canh tác rau ở ngoại thành gắn liền với quá trình phát triển sản xuất nông nghiệp và quá trình đô thị hóa ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh.
+ Nhìn chung các cấp chính quyền cũng như các cơ quan ở địa phương cũng đã quan tâm rất nhiều đến chương trình sản xuất rau an toàn tại thành phố. Chương trình sản xuất rau an toàn ở thành phố Hồ Chí Minh cũng đang được tiến hành với nhiều hình thức, từ việc tập huấn, tuyên truyền các vấn đề an toàn trên rau, lấy mẫu xét nghiệm để xác định vùng đất có thể trồng rau, hỗ trợ nông dân thực hiện trồng rau an toàn trong các nhà lưới… GVHD: PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 2 HVTH: Huỳnh Ngọc Giang Luận văn thạc sĩ Thiết kế HT tự động điều khiển khí hậu nhà kính + Tuy nhiên, việc sản xuất rau an toàn hiện nay tại thành phố Hồ Chí Minh vẫn còn tồn tại một số những khó khăn nhất định như thực hiện quy hoạch diện tích trồng rau an toàn trên toàn thành phố; nâng cao sản lượng rau an toàn lên gấp đôi hiện nay nhằm chu cấp đạt khoảng 70% nhu cầu rau xanh của thành phố; sự liên hệ giữa các mẫu chốt trong chuỗi hệ thống giá trị từ người nông dân cho đến thương lái, nhà bán sỉ/lẻ, siêu thị v. từ công tác thu hoạch, đóng gói, bảo quản, nhãn hiệu và vận chuyển đến việc tăng cừơng sự nhận biết sản phẩm rau an toàn và sử dụng trong người tiêu dùng vẫn còn yếu kém. Vậy thế nào là rau sạch? Theo Bộ Nông Nghiệp và Phát Triễn Nông Thôn đã thống nhất và đưa ra khái niệm về rau an toàn như sau:[3] Những sản phẩm rau tươi (bao gồm tất cả các loại rau ăn củ, thân, lá, hoa, quả) có chất lượng đúng như đặc tính của nó.
Hàm lượng các hoá chất độc và mức độ nhiễm các sinh vật gây hại dưới mức tiêu chuẩn cho phép, bảo đảm an toàn cho người tiêu dùng và môi trường., thì được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt là “rau an toàn”. Một khi nông dân trồng rau đi vào qui trình sản xuất đúng qui cách, tuân thủ đầy đủ các qui định về sản xuất rau an toàn thì việc ứng dụng rau trồng trong nhà kính là không thể thiếu.TS THÁI THỊ THU HÀ 3 HVTH: Huỳnh Ngọc Giang Luận văn thạc sĩ Thiết kế HT tự động điều khiển khí hậu nhà kính Hình 1.Mô hình trồng rau an toàn trong nhà kính 1.2 Giới thiệu chung nhà kính 1.1 Khái niệm : Nhà kính là một cấu trúc khép kín dùng để trồng cây. Đó là nơi mà cây trồng có thể phát triển theo ý muốn người trồng. Nhà kính có vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất rau, hoa, quả cho năng suất hiệu quả kinh tế cao, sản phẩm đạt được tiêu chuẩn xuất khẩu và có thể sản xuất theo kiểu công nghiệp.
Nhà kính cho phép kiểm soát đầy đủ và chặt chẽ hầu hết các thông số quá trình sản xuất, kể cả việc sử dụng tối ưu đất canh tác và sản lượng cây trồng trong thời vụ, do nhà kính đáp ứng được yêu cầu cho sự sinh trưởng phát triển tốt nhất của cây trồng (như :nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, khí CO2, khí oxy…) và kiểm soát được sâu bệnh hại cho cây. Hiện nay ở các nước phát triển trên thế giới như Hà lan, Ixrel, Nhật bản, Pháp, Mỹ và Trung quốc.đã và đang phát triển ứng dụng rất rộng rãi các mô hình nhà kính trồng rau, hoa quy mô tăng nhanh trong các năm gần đây. Các nhà kính tương đối hiện đại có các dạng cấu trúc và kết cấu khác nhau phù hợp với điều kiện khí hậu, kinh tế mỗi nước. Ở Việt nam một số GVHD: PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 4 HVTH: Huỳnh Ngọc Giang Luận văn thạc sĩ Thiết kế HT tự động điều khiển khí hậu nhà kính nơi như Trung tâm nghiên cứu Rau quả Hà nội, HasFasrm-Đà lạt,… đã nhập các mẫu nhà kính của Pháp, Ixarel.Kích thước của nhà kính có thể từ những căn nhà cỡ nhỏ đến những công trình to lớn.
Một nhà kính cỡ nhỏ được xem như là lồng kính ươm cây non. Hiện nay, dạng nhà kính được sử dụng phổ biến ở Việt Nam là dạng nhà khá đơn giản theo phương pháp thủ công. Dạng này phù hợp với hộ gia đình sử dụng vì chi phí đầu tư thấp .Bên cạnh đó, tại một số hợp tác xã cũng có phối hợp thêm hệ thống phun sương giảm nhiệt độ và quạt thông gió kết hợp với hệ thống lưới cắt nắng bao phủ. Hệ thống này cũng đã mang lại hiệu quả tích cực ở khu vực khí hậu ổn định nhưng vẫn gặp khó khăn ở một số vùng khí hậu tương đối khắc nghiệt.
Chính vì vậy, một số trung tâm sản xuất rau và hoa chất lượng cao ở nước ta đã đầu tư trang thiết bị hiện đại cho nhà kính.Những nhà kính dạng này có hệ thống máy tính tự động kiểm soát thủy lợi, nhiệt độ và bóng mát dựa trên nguồn ánh sáng tích hợp, làm giàu CO2. Nhà kính có cấu trúc với nhiều loại vật liệu che phủ khác nhau: mái nhà bằng kính hoặc plastic, tường thường bằng kính hoặc plastic. Nhà kính được đốt nóng lên nhờ nhận được tia bức xạ từ mặt trời ( qua lớp kính trong suốt) được hấp thụ bởi cây, đất và những thứ khác bên trong.2 Công dụng của nhà kính: Chức năng cơ bản của nhà kính là cung cấp môi trường an toàn cho sản xuất cây trồng. Nhà kính giúp ta sử dụng tốt hơn năng lượng bức xạ của mặt trời, tiết kiệm môt lượng lớn năng lượng cần sử dụng, giảm năng lượng hóa thạch được sử dụng.
Điều này dẫn đến sự giảm khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính .TS THÁI THỊ THU HÀ 5 HVTH: Huỳnh Ngọc Giang Luận văn thạc sĩ Thiết kế HT tự động điều khiển khí hậu nhà kính Kéo dài vụ mùa, có thể trồng các loại cây trái mùa. Hầu như có thể sản xuất được quanh năm.3 Lịch sử hình thành và quá trình phát triển: [5] Ý tưởng về nơi trồng cây có thể kiểm soát được môi trường đã tồn tại từ thời La Mã. Hoàng đế La Mã Tiberius ăn dưa chuột hàng ngày. Nên những người làm vườn La Mã đã sử dụng phương pháp nhân tạo (tương tự hệ thống nhà kính) để có dưa chuột mỗi ngày cho bữa ăn của hoàng đế.
Dưa chuột được trồng trong các xe chở để đón ánh mặt trời hàng ngày, sau đó được mang vào bên trong để giữa ấm vào ban đêm. Các nhà kính hiện đại đầu tiên được xây dựng tại Ý vào thế kỷ 13, để chứa những cây trồng xứ lạ mà các nhà thám hiểm mang về từ vùng nhiệt đới. Ban đầu chúng được gọi là vườn thực vật. Khái niệm về nhà kính nhanh chóng lan rộng đến Hà Lan và Anh, cùng với các loài cây đó.
Một số những nỗ lực đầu tiên là yêu cầu số lượng lớn công việc vào ban đêm hoặc để chuẩn bị cho mùa đông. Có những vấn đề nghiêm trọng với việc cung cấp đầy đủ và cân bằng nhiệt trong các nhà kính này. Ngày nay Hà Lan có rất nhiều các nhà kính lớn nhất thế giới, một số trong đó rất rộng lớn và họ có thể sản xuất hàng triệu các loại rau mỗi năm. Nhà thực vật học người Pháp Charles Lucien Bonaparte được tin là đã xây dựng nhà kính đầu tiên thực hiện đại ở Leiden, Hà Lan để phát triển cây thuốc nhiệt đới.
Trong thế kỷ XIX các nhà kính lớn nhất được chế tạo. Nhà kính ở Kew Gardens tại Anh là một ví dụ xuất sắc cho nhà kính thời nữ hoàng Victoria. Mặc dù nhằm mục đích cho cả hai cuộc triển lãm nông nghiệp và không phải nông nghiệp bao gồm London's Crystal Palace, the New York Crystal Palace and Munich’s Glaspalast.TS THÁI THỊ THU HÀ 6 HVTH: Huỳnh Ngọc Giang Luận văn thạc sĩ Thiết kế HT tự động điều khiển khí hậu nhà kính Joseph Paxton, người đã thử nghiệm với kính và sắt trong việc chế tạo nhà kính lớn như người làm vườn tại Chatsworth ở Derbyshire, làm việc cho Công tước xứ Devonshire, nhà kính lớn được thiết kế và chế tạo lần đầu tiên, lâu đài Crystal của London.