Luận văn: Thiết kế nhà lưới bán tự động 32m² ươm cây giống lâm nghiệp tại Huế

Luận văn trình bày giải pháp thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động 32m2 để ươm cây giống lâm nghiệp, ứng dụng thực tế tại Thừa Thiên Huế.

• Tác giả: Đinh Quốc Dương
• Người hướng dẫn: TS. Khương Anh Sơn
• Trường học: Đại học Nông Lâm - Đại học Huế
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí và Cơ kỹ thuật
• Đề tài: Thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động có diện tích 32m2 để ươm cây giống lâm nghiệp tại Thừa Thiên Huế
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thừa Thiên Huế

Tóm tắt

I. Giải pháp nhà lưới ươm cây lâm nghiệp Tổng quan A Z

Sự phát triển của nông lâm nghiệp công nghệ cao đang là xu hướng tất yếu tại Việt Nam, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng cây giống và chủ động trong sản xuất. Trong bối cảnh đó, việc thiết kế nhà lưới bán tự động ươm cây giống lâm nghiệp nổi lên như một giải pháp chiến lược, giải quyết bài toán chi phí cao và sự phức tạp trong vận hành của các hệ thống nhập khẩu. Các mô hình nhà lưới, nhà kính từ nước ngoài thường có giá thành lớn, gây khó khăn cho việc bảo trì và thay thế linh kiện, từ đó làm tăng giá thành sản phẩm cuối cùng. Sáng kiến kinh nghiệm được trình bày trong nghiên cứu của Đinh Quốc Dương (2018) tại trường Đại học Nông Lâm Huế tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một mô hình nhà lưới ươm cây có khả năng tháo lắp, diện tích 32m², tích hợp hệ thống tưới bán tự động với chi phí hợp lý. Mục tiêu của giải pháp này không chỉ là tạo ra một môi trường tối ưu cho cây giống lâm nghiệp như Keo lai phát triển mà còn phục vụ công tác thực hành, nghiên cứu cho sinh viên và cán bộ. Việc áp dụng công nghệ nhà lưới được nội địa hóa giúp giảm giá thành đầu tư, làm chủ công nghệ và tạo ra các mô hình phù hợp với điều kiện khí hậu và quy mô sản xuất tại Việt Nam, góp phần thúc đẩy tự động hóa trong lâm nghiệp một cách bền vững và hiệu quả.

1.1. Tầm quan trọng của công nghệ nhà lưới trong sản xuất

Nhà lưới và nhà màng đóng vai trò là hệ thống thiết bị quan trọng giúp ngành lâm nghiệp vượt qua các rào cản của phương pháp canh tác truyền thống. Bằng cách tạo ra một môi trường được kiểm soát, công nghệ nhà lưới giúp bảo vệ cây con khỏi các điều kiện thời tiết khắc nghiệt như mưa lớn, nắng gắt hay gió mạnh. Đặc biệt, nó giúp hạn chế tối đa sự xâm nhập của sâu bệnh và côn trùng gây hại, giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, tạo ra cây giống khỏe mạnh hơn. Theo tài liệu nghiên cứu, ưu điểm lớn nhất của nhà lưới là khả năng làm tăng năng suất, giảm nhân công và cho phép sản xuất quy mô lớn, chủ động trong mọi thời tiết. Đây là nền tảng để xây dựng các vườn ươm cây giống công nghệ cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về cây giống chất lượng cho các chương trình trồng rừng và tái trồng rừng.

1.2. Xu hướng tự động hóa trong lâm nghiệp và vườn ươm

Xu hướng tự động hóa trong lâm nghiệp đang dần thay thế các quy trình thủ công, mang lại độ chính xác và hiệu quả cao hơn. Trong lĩnh vực vườn ươm, việc tích hợp các hệ thống bán tự động và tự động là một bước tiến vượt bậc. Các công nghệ này bao gồm hệ thống tưới phun sương tự động, hệ thống điều khiển ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm. Thay vì phụ thuộc vào kinh nghiệm và lao động thủ công, các hệ thống này sử dụng timer hẹn giờ hoặc cảm biến nhiệt độ độ ẩm nhà lưới để vận hành một cách chính xác, đảm bảo cây con luôn nhận được điều kiện chăm sóc tối ưu. Việc áp dụng tự động hóa không chỉ giúp tiết kiệm chi phí nhân công và tài nguyên nước mà còn cải thiện đáng kể tỷ lệ sống và tốc độ sinh trưởng của cây giống, đặc biệt là các loài khó nhân giống như Keo lai bằng phương pháp giâm hom.

II. Thách thức khi ươm cây giống lâm nghiệp và nhà lưới cũ

Hoạt động ươm cây giống lâm nghiệp theo phương pháp truyền thống tại Việt Nam đối mặt với nhiều thách thức cố hữu. Các vườn ươm ngoài trời hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khiến tỷ lệ sống của cây con, đặc biệt là hom giâm, rất thấp và không ổn định. Để khắc phục, một số mô hình nhà lưới ươm cây đã được ứng dụng, tuy nhiên, phần lớn vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế. Theo khảo sát tại Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân (Huế), các vườn ươm còn ở mức đơn giản, chưa đáp ứng yêu cầu chăm sóc cây con khi thời tiết bất lợi. Các mô hình nhà lưới thế hệ cũ thường có kết cấu khung nhà lưới làm từ vật liệu thô sơ như cọc gỗ, tre, hoặc khung thép hàn cố định, thiếu tính bền vững và khó mở rộng. Thiết kế mái bằng hoặc mái vòm đối xứng không tối ưu cho việc thoát khí nóng, gây ra hiện tượng nhiệt độ bên trong tăng cao vào mùa hè, ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của cây. Hơn nữa, việc thiếu các giải pháp nhà màng nông nghiệp có khả năng tháo lắp linh hoạt khiến việc di chuyển, bảo trì hay nâng cấp quy mô trở nên vô cùng khó khăn và tốn kém.

2.1. Hạn chế của quy trình ươm cây giống lâm nghiệp thủ công

Các vườn ươm thủ công, đặc biệt là tại các khu vực có khí hậu khắc nghiệt như Thừa Thiên Huế, thường xuyên đối mặt với rủi ro. Việc giâm hom giống Keo lai trực tiếp ngoài trời khiến cây con dễ bị ảnh hưởng bởi nắng nóng gay gắt hoặc mưa lớn kéo dài, dẫn đến tỷ lệ chết cao. Quy trình ươm cây giống lâm nghiệp thủ công đòi hỏi nhiều nhân công cho việc tưới nước, che chắn và phòng trừ sâu bệnh. Tuy nhiên, việc tưới thủ công thường không đảm bảo độ ẩm đồng đều và liên tục, một yếu tố cực kỳ quan trọng trong giai đoạn đầu của quá trình giâm hom. Sự thiếu kiểm soát môi trường vi khí hậu là nguyên nhân chính làm giảm chất lượng và số lượng cây giống xuất vườn, không đáp ứng được nhu cầu sản xuất lớn.

2.2. Nhược điểm của các mô hình nhà lưới ươm cây thế hệ cũ

Nhiều mô hình nhà lưới hiện có tại Việt Nam được xây dựng một cách tự phát, thiếu các tiêu chuẩn thiết kế vườn ươm chuyên nghiệp. Kết cấu khung thường được hàn cố định, gây khó khăn cho việc tháo lắp, di chuyển hoặc mở rộng khi cần. Các vật liệu như trụ bê tông, gỗ, tre tuy chi phí ban đầu thấp nhưng độ bền không cao, dễ hư hỏng dưới tác động của thời tiết. Một nhược điểm lớn khác là thiết kế mái che. Nghiên cứu chỉ ra rằng các dạng mái vòm kín hoặc mái bằng làm khả năng thoát khí nóng kém, đặc biệt vào mùa hè. Một số nhà lưới sử dụng lưới che nắng cho vườn ươm căng phẳng phía trên rất dễ bị tốc mái khi gặp gió lớn. Những hạn chế này không chỉ làm giảm hiệu quả sản xuất mà còn tiềm ẩn rủi ro, đòi hỏi một giải pháp thiết kế mới, bền vững và linh hoạt hơn.

III. Hướng dẫn thiết kế kết cấu khung nhà lưới ươm cây tối ưu

Để xây dựng một mô hình nhà lưới ươm cây hiệu quả, việc thiết kế kết cấu khung là yếu tố tiên quyết. Một thiết kế tối ưu cần đảm bảo ba yêu cầu chính: an toàn, độ bền và tính kinh tế. Nghiên cứu của Đinh Quốc Dương (2018) đã đề xuất một kết cấu khung nhà lưới dạng module có khả năng tháo lắp, chế tạo từ thép hộp mạ kẽm để chống ăn mòn và tăng tuổi thọ. Sự lựa chọn cấu trúc mái lệch được chứng minh là vượt trội hơn so với các dạng mái vòm hay mái chữ A truyền thống, đặc biệt phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa của Việt Nam. Cấu trúc này không chỉ giúp đối lưu không khí, thoát nhiệt tốt hơn mà còn tăng khả năng chống chịu gió lớn. Quá trình thiết kế được hỗ trợ bởi các công cụ hiện đại như phần mềm Solidworks để mô phỏng 3D và phần mềm SAP2000 để phân tích lực, đảm bảo kết cấu vững chắc trước các loại tải trọng. Việc lựa chọn vật tư làm nhà lưới, từ khung thép, lưới che nắng cho vườn ươm đến lưới chắn côn trùng cho nhà lưới, đều được tính toán kỹ lưỡng để cân bằng giữa chi phí và hiệu quả sử dụng lâu dài.

3.1. So sánh các dạng kết cấu khung nhà lưới và lựa chọn tối ưu

Trong thiết kế nhà lưới, việc lựa chọn cấu trúc mái ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả thông gió và độ bền. Phân tích từ tài liệu cho thấy, nhà lưới dạng mái lệch (mái một bên) có ưu điểm vượt trội. So với dạng mái vòm đối xứng thường bị tù khí nóng ở đỉnh, hoặc dạng mái chữ A có kết cấu phức tạp, dạng mái lệch tạo ra sự đối lưu không khí tự nhiên hiệu quả, giúp giảm nhiệt độ bên trong nhà. Vị trí thông gió được bố trí một bên giúp hạn chế gió lùa trực tiếp làm tốc mái. Hơn nữa, kết cấu khung nhà lưới mái lệch có cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo và lắp ghép hơn, từ đó giúp giảm giá thành. Đây là lựa chọn được khuyến nghị cho các giải pháp nhà màng nông nghiệp tại Việt Nam.

3.2. Lựa chọn vật tư làm nhà lưới phù hợp và tiết kiệm chi phí

Việc lựa chọn vật tư làm nhà lưới quyết định đến độ bền và chi phí đầu tư. Đối với khung, thép hộp mạ kẽm là vật liệu được ưu tiên nhờ khả năng chịu lực tốt và chống gỉ sét. Về vật liệu che phủ, cần kết hợp giữa màng nilon PE chuyên dụng để che mưa và lưới che nắng cho vườn ươm để điều tiết cường độ ánh sáng. Đối với cây Keo lai giâm hom, lưới có độ che phủ 50-70% là phù hợp. Xung quanh nhà lưới cần được bao bọc bởi lưới chắn côn trùng cho nhà lưới để ngăn chặn sâu bệnh. Lựa chọn vật tư từ các nhà cung cấp uy tín trong nước có thể giúp giảm chi phí so với hàng nhập khẩu mà vẫn đảm bảo chất lượng. Việc tính toán và lựa chọn kích thước vật liệu phù hợp giúp tối ưu hóa chi phí mà không ảnh hưởng đến độ an toàn của công trình.

3.3. Ứng dụng phần mềm 3D để xây dựng bản vẽ nhà lưới nông nghiệp

Để đảm bảo độ chính xác và an toàn, quá trình thiết kế cần được số hóa. Việc sử dụng phần mềm như Solidworks cho phép tạo ra một bản vẽ nhà lưới nông nghiệp chi tiết dưới dạng mô hình 3D. Mô hình này giúp mô phỏng quá trình lắp ghép từng chi tiết, từ khung, cột, xà gồ đến các mối liên kết, giúp phát hiện và chỉnh sửa các sai sót trước khi chế tạo. Sau đó, mô hình kết cấu được nhập vào phần mềm phân tích chuyên dụng như SAP2000 để kiểm tra khả năng chịu lực dưới các tác động của tải trọng bản thân và tải trọng gió. Phương pháp này đảm bảo kết cấu khung nhà lưới được thiết kế một cách khoa học, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn thiết kế vườn ươm về độ an toàn và ổn định.

IV. Cách tích hợp hệ thống tưới phun sương bán tự động hiệu quả

Trái tim của một nhà lưới ươm cây hiện đại chính là hệ thống điều khiển môi trường, trong đó hệ thống tưới phun sương tự động đóng vai trò quan trọng nhất, đặc biệt với phương pháp giâm hom. Thiết kế nhà lưới bán tự động ươm cây giống lâm nghiệp tập trung vào việc tạo ra một hệ thống tưới vừa hiệu quả, vừa tiết kiệm chi phí. Thay vì các hệ thống phức tạp, đắt tiền, giải pháp này sử dụng các khí cụ điện đơn giản như rơ le thời gian (timer) để điều khiển bơm nước. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc cài đặt chu kỳ phun và thời gian phun tối ưu cho cây trồng. Đối với hom Keo lai, việc duy trì độ ẩm không khí trên 90% là cực kỳ quan trọng. Hệ thống sẽ tự động bật bơm trong một khoảng thời gian ngắn (ví dụ 10 giây) và lặp lại sau một khoảng thời gian nhất định (ví dụ 20 phút). Cơ chế này đảm bảo hom cây luôn đủ ẩm mà không bị úng nước, tạo điều kiện lý tưởng cho quá trình ra rễ. Việc lựa chọn thiết bị như vòi phun, bơm, và thiết kế mạch điều khiển phù hợp là chìa khóa để hệ thống vận hành ổn định và hiệu quả.

4.1. Nguyên lý và chế độ tưới tối ưu cho cây Keo lai giâm hom

Nhân giống Keo lai bằng hom đòi hỏi một chế độ tưới đặc biệt. Giai đoạn đầu khi hom chưa ra rễ, chúng rất nhạy cảm với sự mất nước. Do đó, nguyên tắc của hệ thống tưới phun sương tự động là "phun nhiều lần, mỗi lần phun không lâu". Nghiên cứu của Tô Quốc Huy [6] chỉ ra rằng chế độ tưới với thời gian phun 10 giây và thời gian nghỉ 20 phút cho kết quả tốt nhất, giúp tỷ lệ hom ra rễ đạt trên 97%. Hệ thống bán tự động đáp ứng chính xác yêu cầu này bằng cách sử dụng rơ le thời gian để lặp lại chu kỳ tưới một cách nhất quán trong ngày, kể cả khi không có người vận hành. Điều này tạo ra một môi trường ổn định, thúc đẩy quá trình ra rễ nhanh và đồng đều.

4.2. Lựa chọn thiết bị và cảm biến nhiệt độ độ ẩm nhà lưới

Một hệ thống tưới phun sương tự động hiệu quả được cấu thành từ các thiết bị phù hợp. Việc lựa chọn vòi phun sương có bán kính và lưu lượng phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ phủ đồng đều. Các loại vòi phun như Toro-Úc được đánh giá cao về hiệu quả. Bơm nước cần có công suất đủ để duy trì áp lực cần thiết cho toàn bộ hệ thống. Bộ điều khiển trung tâm của mô hình bán tự động là rơ le thời gian (timer) và khởi động từ. Để nâng cấp hệ thống, có thể tích hợp thêm cảm biến nhiệt độ độ ẩm nhà lưới. Các cảm biến này sẽ cung cấp dữ liệu thời gian thực, cho phép bộ điều khiển thông minh hơn, tự động điều chỉnh chu kỳ tưới dựa trên điều kiện môi trường thực tế thay vì chỉ dựa vào thời gian cài đặt sẵn.

4.3. Thiết kế sơ đồ mạch và lưu đồ thuật toán tưới

Sự ổn định của hệ thống phụ thuộc vào thiết kế mạch điều khiển. Sơ đồ mạch cho hệ thống bán tự động khá đơn giản, bao gồm nguồn điện, rơ le thời gian, khởi động từ và bơm. Rơ le thời gian đóng vai trò ra lệnh, kích hoạt khởi động từ để đóng/mở nguồn cấp cho bơm theo chu kỳ đã lập trình. Lưu đồ thuật toán của hệ thống mô tả rõ quy trình làm việc: bắt đầu, kiểm tra thời gian cài đặt, bật bơm, chạy trong khoảng thời gian T1, tắt bơm, chờ trong khoảng thời gian T2, và lặp lại chu trình. Thiết kế này tuy đơn giản nhưng rất hiệu quả, dễ dàng lắp đặt và sửa chữa, phù hợp với điều kiện của nhiều vườn ươm tại Việt Nam, là một bước quan trọng trong tự động hóa trong lâm nghiệp quy mô nhỏ.

V. Mô hình nhà lưới ươm cây Keo lai ứng dụng thực tiễn

Lý thuyết thiết kế và tính toán đã được hiện thực hóa qua việc chế tạo và vận hành thử nghiệm mô hình nhà lưới ươm cây diện tích 32m² tại Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, Đại học Nông Lâm Huế. Mô hình này là một minh chứng rõ ràng cho tính khả thi và hiệu quả của giải pháp nhà màng nông nghiệp được thiết kế chuyên biệt cho điều kiện Việt Nam. Toàn bộ kết cấu khung nhà lưới được chế tạo theo dạng module, cho phép lắp ghép nhanh chóng và chính xác. Hệ thống tưới phun sương tự động được lắp đặt và lập trình theo chế độ tưới tối ưu cho cây Keo lai giâm hom. Kết quả kiểm tra hoạt động cho thấy hệ thống vận hành ổn định, đáp ứng đúng các yêu cầu kỹ thuật đề ra. Dữ liệu thu thập về vi khí hậu bên trong nhà lưới so với môi trường bên ngoài đã khẳng định khả năng điều tiết nhiệt độ và độ ẩm vượt trội của mô hình. Phân tích chi phí sơ bộ cũng cho thấy giá thành của nhà lưới này thấp hơn đáng kể so với các sản phẩm nhập khẩu, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi.

5.1. Triển khai mô hình nhà lưới bán tự động 32m² tại Huế

Mô hình thực tế được xây dựng với kích thước 4m x 8m, chiều cao phù hợp để đảm bảo không gian thoáng đãng. Quy trình ươm cây giống lâm nghiệp cho Keo lai được thực hiện bằng cách giâm hom trực tiếp vào các bầu đất đặt trên luống. Hệ thống tưới phun sương được bố trí với các đường ống nhánh và vòi phun được tính toán khoảng cách hợp lý để đảm bảo nước được phân bổ đều khắp diện tích luống. Việc chế tạo và lắp đặt hoàn toàn do đội ngũ trong nước thực hiện, dựa trên bản vẽ nhà lưới nông nghiệp chi tiết đã được thiết kế. Sự thành công trong việc triển khai mô hình này tại một địa điểm cụ thể đã chứng minh tính ứng dụng thực tiễn của đề tài nghiên cứu.

5.2. So sánh nhiệt độ độ ẩm và hiệu quả hoạt động thực tế

Kết quả kiểm tra thực nghiệm là thước đo chính xác nhất cho hiệu quả của nhà lưới. Dữ liệu từ thiết bị đo vi khí hậu cho thấy nhiệt độ bên trong nhà lưới luôn thấp hơn bên ngoài từ 2-4°C vào những thời điểm nắng nóng đỉnh điểm. Quan trọng hơn, độ ẩm không khí bên trong luôn được duy trì ở mức cao và ổn định (trên 85%), trong khi độ ẩm bên ngoài biến động mạnh và thường xuyên xuống thấp. Sự khác biệt này tạo ra một môi trường vi khí hậu lý tưởng, giúp hom giâm không bị sốc nhiệt và mất nước, từ đó tăng tỷ lệ sống và thúc đẩy quá trình ra rễ. Đây là bằng chứng thuyết phục về hiệu quả của thiết kế nhà lưới bán tự động ươm cây giống lâm nghiệp.

5.3. Phân tích chi phí và hiệu quả kinh tế của giải pháp nhà màng

Một trong những mục tiêu chính của đề tài là giảm giá thành. Bảng tính toán sơ bộ chi phí cho mô hình 32m² cho thấy tổng kinh phí đầu tư thấp hơn nhiều so với việc nhập khẩu một hệ thống tương tự. Chi phí chủ yếu tập trung vào vật tư làm nhà lưới như thép hộp, lưới và hệ thống tưới. Do thiết kế tối ưu và sử dụng vật liệu nội địa, giá thành sản phẩm trở nên cạnh tranh và phù hợp với khả năng đầu tư của các hộ gia đình hoặc các trung tâm giống quy mô nhỏ và vừa. Hiệu quả kinh tế không chỉ đến từ chi phí đầu tư thấp mà còn từ việc tăng năng suất, chất lượng cây giống và giảm chi phí vận hành lâu dài, khẳng định đây là một giải pháp nhà màng nông nghiệp bền vững.

VI. Tương lai công nghệ nhà lưới tự động hóa trong lâm nghiệp

Mô hình thiết kế nhà lưới bán tự động ươm cây giống lâm nghiệp không chỉ là một giải pháp tình thế mà còn mở ra một hướng đi mới cho ngành lâm nghiệp Việt Nam. Nó chứng tỏ rằng việc làm chủ công nghệ và tự sản xuất các thiết bị nông nghiệp công nghệ cao là hoàn toàn khả thi. Thành công của mô hình này là tiền đề để phát triển các vườn ươm cây giống công nghệ cao trên quy mô lớn hơn, với mức độ tự động hóa toàn diện hơn. Trong tương lai, những hệ thống này có thể được cải tiến bằng cách tích hợp các công nghệ của cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 như Internet vạn vật (IoT), cho phép người dùng giám sát và điều khiển vườn ươm từ xa qua điện thoại thông minh. Việc tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện và nhân rộng các mô hình như thế này sẽ góp phần quan trọng vào việc hiện đại hóa ngành lâm nghiệp, nâng cao năng lực cạnh tranh và đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành.

6.1. Tổng kết ưu điểm vượt trội của mô hình nhà lưới đề xuất

Mô hình nhà lưới được nghiên cứu mang nhiều ưu điểm nổi bật. Thứ nhất, chi phí đầu tư thấp, phù hợp với điều kiện kinh tế của đa số các cơ sở sản xuất giống tại Việt Nam. Thứ hai, kết cấu khung nhà lưới dạng module, linh hoạt, dễ dàng tháo lắp, di chuyển và mở rộng quy mô. Thứ ba, thiết kế mái lệch tối ưu cho điều kiện khí hậu Việt Nam, giúp thông gió tốt và chống chịu gió bão hiệu quả. Thứ tư, hệ thống tưới phun sương tự động hoạt động ổn định, chính xác, giúp tiết kiệm nước và nhân công, đồng thời nâng cao tỷ lệ sống của cây giống. Những ưu điểm này làm cho mô hình trở thành một giải pháp nhà màng nông nghiệp toàn diện và thực tiễn.

6.2. Hướng phát triển cho vườn ươm cây giống công nghệ cao

Từ nền tảng của nhà lưới bán tự động, hướng phát triển tiếp theo là tiến tới tự động hóa hoàn toàn. Các vườn ươm cây giống công nghệ cao trong tương lai có thể tích hợp một mạng lưới cảm biến nhiệt độ độ ẩm nhà lưới, cảm biến ánh sáng và độ ẩm đất. Dữ liệu từ các cảm biến này sẽ được bộ điều khiển trung tâm phân tích để tự động điều chỉnh hệ thống tưới, che nắng, thông gió. Thậm chí có thể tích hợp cả hệ thống châm phân tự động (fertigation) để cung cấp dinh dưỡng chính xác theo từng giai đoạn phát triển của cây. Việc kết nối hệ thống với nền tảng IoT sẽ cho phép quản lý từ xa, tối ưu hóa quy trình sản xuất và tạo ra một bước đột phá thực sự trong công nghệ nhà lưới tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG NHÀ LƯỚI Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI 1. Tình hình ứng dụng nhà lưới trên thế giới - Israel là quốc gia có hệ thống nhà lưới, nhà kính, nhà màng đa dạng và tiên tiến hàng đầu thế giới.

Các giải pháp công nghệ được nghiên cứu tỉ mỉ để đáp ứng yêu cầu từng loại cây trồng ở các khu vực khác nhau. Các khung nhà lưới được chế tạo dạng mô đun có thể thay đổi được kích thước theo yêu cầu và chịu được sức gió cấp 10; màng che có độ bền cao nên người lắp đặt có thể di chuyển phía trên được (hình 1. Hệ thống tưới, bón phân và điều khiển các thông số trong nhà lưới được máy tính giám sát và điều khiển tự động. Hệ thống tưới phun sương được điều khiển bằng máy tính trong nhà kính ở Israel - Hệ thống nhà lưới, nhà kính của Nhật Bản cũng chế tạo dạng mô đun với các khung thép có thể lắp ghép nhanh (hình 1.

Mô hình (MH) này rất phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ ở Việt Nam. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 4 Hình 1. Mô hìnhnhà lưới tại Nhật Bản - Ở các nước như Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan đã có nghiên cứu, sản xuất và xuất khẩu các loại vật liệu dùng cho nhà lưới, nhà kính như lưới che sáng, lưới chắn côn trùng, ni lông chuyên dùng nhưng độ bền không cao so với Israel sản xuất. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng nhà lưới, nhà màngở Việt Nam 1.

Tình hìnhnghiên cứu mô hình nhà lưới, nhà màng cho việc ươm giống cây lâm nghiệp Ở nước ta đã có một số nhà khoa học nghiên cứu các MH nhà lưới để ươm cây lâm nghiệp thông qua một số đề tài, dự án như sau: Trong nghiên cứu của Lê Xuân Phúc và các cộng sự (2006-2008) đã đề cập đến việc cải tiến nhà giâm hom (NGH) cây lâm nghiệp thông qua đề tài: “Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện môi trường nhân giống cây rừng bằng hom cành trong vùng chịu ảnh hưởng của gió Lào và gió mùa Đông Bắc”.Kết quả đề tài đã xây dựng NGH cải tiến các hệ thống che sáng, tưới phun, luống giâm hom,…và một số thông số của môi trường giâm hom(MTGH) được cải thiện.Vì vậy, tỷ lệ hom ra rễ ở các tầng luống giâm hom cao (xem hình 1. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 Hình 1. NGH giâm hom Keo lai, Bách xanh, Chiêu liêu Trong đề tài này, trụ và khung nhà lưới làm bằng thép nên kết cấu vững chắc.Kết cấu của hệ thống che sáng phía trên nhà lưới gồm 2 tầng che di động sử dụng lưới đen và có cơ cấu dây kéo thủ công có thể điều chỉnh được 3 – 4 mức che sáng. Hệ thống che sáng xung quanh cũng bằng lưới che chuyên dụng, gồm 1 lớp, có thể thả xuống để che nắng hoặc cuộn lên được bằng ống cuộn Polyvinylclorua (PVC).

Theo kết quả nghiên cứu của Tô Quốc Huy trong đề tài “Nghiên cứu xây dựng vườn ươm giâm hom cây trồng lâm nghiệp quy mô thôn/ bản tại Tây Nguyên” đã sử dụng cột bê tông, cột gỗ, tre làm trụ của NGH. Phía trên dùng dây kẽm giăng các trụ làm khung đỡ cho một lớp lưới đen che trên và xung quanh nhà lưới. Ngoài ra,lớp phên tre có thể được bao bọc xung quanh nhà lưới khi cần chắn gió lùa. Kết quả cho thấy rằng NGH có kết cấu đơn giản, tận dụng được các vật liệu có sẵn tại địa phương nên giá thành đầu tư thấp và phù hợp với điều kiện Tây Nguyên (xem hình 1.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 Hình 1. Vườn giâm hom cây lâm nghiệp quy mô thôn bản xây dựng tại huyện K’bang, tỉnh Gia Lai Trong đề tài của Phạm Thanh Namvào năm 2015 “Xây dựng mô hình vườn ươm giống cây Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Tuyên Hóa”, dự án đã cải tạo khu vườn ươm giống cây lâm nghiệp với quy mô hơn 700 m2 (xem hình1. Trong đó, diện tích vườn ươm là 140 m2, diện tích huấn luyện cây là 580 m2 [11]. Tuy nhiên, vườn ươm cây giống được làm đơn giản với bạt che xung quanh, phía trên không sử dụng lưới cắt nắng và ni lông che mưa.

Vì vậy, MH vườn ươm này chỉ phù hợp để giâm hom cây Keo lai vào thời điểm tháng 3 – 5 hàng năm. Mô hình Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Hướng Hóa Nhìn chung, các nghiên cứu trên tập trung vào việc cải tiến nhà giâm hom cây Keo lai. Tuy nhiên, việc xây dựng khung nhà lưới là đơn giản; mái che dạng mái phẳng bằng lưới di động để thay đổi cường độ ánh sáng.Việc sử dụng lưới đen phía PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 trên nhà lưới để cắt nắng chỉ phù hợp với khu vực ít gió, đối với khu vực gió lớn thì lưới che dễ bị tốc mái. Kết cấu khung NGH có thiết kế dạng cố định nên việc tháo lắp, di chuyển hoặc mở rộng gặp nhiều khó khăn.

Tình hình ứng dụng mô hình nhà lưới cho việc ươm cây giống lâm nghiệp và cây trồng khác Để nhân giống cây lâm nghiệp, nhiều địa phương đã thực hiện với quy mô và hình thức đầu tư khác nhau.Người ta có thể xây dựng hệ thống nhà lưới hởtrụ đỡ được làm bằng cọc gỗ hoặc tre phía trên được che bằng lưới đen, xung quanh để hở, việc tưới nước vẫn dừng ở mức thủ công hoặc tưới phun sương bán tự động (xem hình 1. Mô hình NGH ở Gia Lai (xem hình 1.9) [6] cho thấy rằng, kết cấu khung thép là cố định, chắc chắn; luống giâm hom được xây kiên cố bằng gạch và sử dụng hệ thống tưới phun ngay tại luống.Tuy nhiên, MH này hệ thống khung NGH được hàn chặt, không có liên kết lắp ghép. Vườn ươm sử dụng cọc gỗ và 1 lớp lưới đen che nắng Hình 1. Vườn giâm hom quy mô nhỏ cho các hộ gia đình tại tỉnh Kontum PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 8 Hình 1.

Nhà lưới ươm cây Keo loại hở tại tỉnh Nghệ An Hình 1.Nhà giâm hom có khung mái che tại tỉnh Gia Lai Hiện nay tại Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân thuộc Viện nghiên cứu phát triển (VNCPT), trường Đại học Nông Lâm (ĐHNL)Huế chưa có nhà lưới phục vụ ươm giống cây Keo lai. Hom giống được giâm vào bầu ni lông để trực tiếp ngoài trời, với hệ thống tưới phun sương sử dụng rơ le phao (xem hình 1. Với vườn ươm này thì tỉ lệ cây Keo sống phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết và kinh nghiệm của người lao động.Vườn ươm cây Keo lai tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân,trường ĐHNL Huế PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 9 1. Tình hình ứng dụng nhà lưới, nhà màng cho việc trồng rau, hoa, quả Nhận thức rõ về tác hại của rau bị ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe của người sản xuất và tiêu dùng cũng như ảnh hưởng đến môi trường, nhiều tỉnh, thành phố (TP) đã có giải pháp, chính sách trong việc đầu tư, phát triển rau an toàn đặc biệt là trồng rau trong nhà lưới.

Nhà kính - nhà màng tại khoa Nông học trường ĐHNL Huế có kết cấu dạng vòm đối xứng, sử dụng lưới đen phía trên để cắt nắng. Phía dưới là mái vòm được phủ bằng lớp ni lông. Bao bọc xung quanh nhà kính là lớp lưới chống côn trùng, bên ngoài lớp lưới là lớp ni lông có thể kéo lên hoặc thả xuống theo yêu cầu của người sử dụng (xem hình 1. Nhược điểm của hệ thống nhà này là khi trời nắng thì nhiệt độ bên trong nhà nóng, hệ thống thông gió chưa tốt nên ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng.

Hệ thống này được nhập khẩu nên giá thành đầu tư tương đối cao.Vườn ươm tại khoa Nông học, trường ĐHNL Huế Vào tháng 1 năm 2018, trường ĐHNL Huế đã đầu tư và xây dựng tại Trung tâm Nghiên cứu cây trồng Tứ Hạ để trồng rau thủy canh với quy mô 1000m 2 (hình 1. Kết cấu dạng mái lệch và khung thép dạng tháo lắp nên phù hợp điều kiện tại Thừa Thiên Huế. Việc chế tạo phần khung và thi công nhà màng do công ty ở Việt Nam đảm nhiệm. Vì vậy, giá thành đầu tư và chi phí vận chuyển giảm xuống; còn một số vật liệu như màng ni lông, lưới chắn côn trùng được nhập từ Nhật Bản với độ bền cao.

Hiện nay, nhà màng đã đi vào sản xuất rau an toàn và hoạt động tốt. Nhà màng trồng thuỷ canh tại Trung tâm Nghiên cứu cây trồng Tứ Hạ - TP. Huế PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 10 Tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân có xây dựng nhà lưới hở sử dụng khung thép cố định với lưới đen cắt nắng phía trên, hệ thống tưới nhỏ giọt và phun sương. Xung quanh nhà lưới có hàng cây lớn để che gió (xem hình 1.

Nhà lưới dùng để nghiên cứu, sản xuất cây Vanilla để lấy quả chiết xuất dầu ăn. Nhà lưới trồng câyVanilla tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân, trường ĐHNL Huế Doanh nghiệp Hải Farm ở kiệt 465, đường Bùi Thị Xuân, phường Thủy Biều, TP. Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế đã đầu tư nhà màng công nghệ cao để trồng cây dưa lưới (xem hình1. Nhà màng có kết cấu mái lệch với phần khung thép có thể lắp ghép được, hệ thống tưới nhỏ giọt và phun sương nên phù hợp với điều kiện khí hậu tại Thừa Thiên Huế và có thể canh tác trái vụ.

Phần khung, màng che và lưới chắn côn trùng được nhập hoàn toàn từ Nhật Bản có thể chống chịu được bão cấp 9. Tuy nhiên, giá thành nhà màng cao không phù hợp để ươm cây lâm nghiệp. Nhà màng trồng dưa lưới ở đường Bùi Thị Xuân, TP. Huế PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 11 - TạiTP.

Hồ Chí Minh: vào năm 2016, diện tích rau sản xuất trong nhà lưới đạt 238,7 ha với 1. - Tại tỉnh Lâm Đồng: là một trong những địa phương đi đầu cả nước về phát triển nông nghiệp theo hướng công nghệ cao. Với điều kiện khí hậu, đất đai thuận lợi đã tạo điều kiện cho nghề trồng rau, hoa trên địa bàn tỉnh phát triển thành những vùng chuyên canh, sản xuất hàng hóa có quy mô lớn, chất lượng cao. Với MH ứng dụng hệ thống nhà màng trong sản xuất rau hoa, hiện nay diện tích nhà màng, nhà lưới của tỉnh Lâm Đồng khoảng 3.148 ha áp dụng trên rau, hoa các loại.