Trang chá»§ Nghiên cứu Khoa há»c Nghiên cứu Khoa há»c Mô hình nhà trồng cây vá»›i Ä‘iá»u khiển tá»± động ứng dụng tại khu vá»±c Thành Phố Hồ Chí Minh

Mô hình nhà trồng cây vá»›i Ä‘iá»u khiển tá»± động ứng dụng tại khu vá»±c Thành Phố Hồ Chí Minh

Mô hình nhà trồng cây vá»›i Ä‘iá»u khiển tá»± động ứng dụng tại khu vá»±c Thành Phố Hồ Chí Minh


The Model of The Automated Greenhouse used for HoChiMinh City’s Area

 

Nguyá»…n Ngá»c Lâm, Äá»— Quang Minh, Trần Công Thịnh, Phạm Hữu Nhượng/1/

Viện Nghiên cứu Äiện tá»­, Tin há»c và Tá»± động hoá (Phân Viện Tp.HCM)

/1/Khu Nông nghiệp Công Nghệ Cao, Tp.HCM

e-Mail: Äịa chỉ email này đã được bảo vệ từ spam bots, bạn cần kích hoạt Javascript để xem nó. , Äịa chỉ email này đã được bảo vệ từ spam bots, bạn cần kích hoạt Javascript để xem nó. ,

Äịa chỉ email này đã được bảo vệ từ spam bots, bạn cần kích hoạt Javascript để xem nó. , Äịa chỉ email này đã được bảo vệ từ spam bots, bạn cần kích hoạt Javascript để xem nó.


Phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Chỉ Sáng-Viện Nghiên cứu Cơ khí

Phản Biện 2: PGS. TS. PGS. TS. Lê Hùng Lân, Trưá»ng Äại há»c Giao thông vận tải

Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu và ứng dụng nhà trồng cây có Ä‘iá»u khiển tá»± động được xây dá»±ng phù hợp vá»›i Ä‘iá»u kiện sinh thái Tp.HCM.

Nhà trồng cây GH-300 đã được thiết kế, lắp đặt có mái dạng tam giác liá»n kế, vá»›i diện tích tổng cá»™ng ~ 300m2, gồm 3 nhà (kích thước: 6x16,6x3,5m(máng)–5,3m(nóc) có hệ Ä‘iá»u khiển riêng, phá»§ lợp bằng tấm polycarbonate, bao quanh bằng màng plastic và lưới. Hệ thống đã áp dụng các công nghệ cho nhà trồng cây, gồm Ä‘iá»u khiển tá»± động đóng mở mái, kéo rèm, Ä‘iá»u hoà vi khí hậu, tưới – cấp dịch và Ä‘iá»u khiển ánh sáng theo chương trình, kết nối vá»›i máy tính và Ä‘iá»u khiển từ xa. Mùa khô, nhiệt độ ban ngày ngoài trá»i cao (37÷580C), độ ẩm thấp (15÷20%), hệ thống GH-300 cho phép hạ nhiệt độ trong nhà vá»›i chênh lệch ~12÷150C. Mùa mưa, những ngày nắng, hệ thống GH-300 cho phép hạ nhiệt độ trong nhà vá»›i chênh lệch ~ 8÷120C. Thá»i gian sau mưa, hệ thống cho phép hạ nhiệt độ trong nhà vá»›i chênh lệch ~ 5÷70C. Ở mức tá»± động hoá trung bình, hệ thống đã thá»±c hiện có giá thành bằng 40÷50% so vá»›i giá ngoại nhập).

Các thá»±c nghiệm canh tác để lá»±a chá»n giống cây phù hợp, chế độ dinh dưỡng, tưới, quy trình canh tác,… đã được thá»±c hiện cho các loại rau ăn lá (rau muống và rau cải xanh) và ăn quả (dưa chuá»™t, dưa lưới - giống A Liên và Dưa lê - Kim cô nương), các loại hoa ná»n (dạ yên thảo, thu hải đưá»ng),

Từ các kết quả trên, cấu hình rút gá»n mô hình nhà trồng cây và danh mục cây trồng được đỠxuất để có thể triển khai rá»™ng trên địa bàn Tp.HCM.

Abstract

The GH-300 three-section 300m2- area greenhouse is designed and produced for use to plant the vegetables and flowers in HCMC.

The GH-300 is the automatic system that included the greenhouse environmental control with the roof and


shading control, coolpad equipment, fogging, automated irrigation, nutrient dosing and lighting. The system allows to reduce the greenhouse temperature about 12-150C in a dry season and 8-120C or 5-70C  in a rain season depended on the environmental humidity.

The GH-300 system is effectively used to plant the musk melon, cucumber, small colza, water morning glory, flowers (begonia, ...). The fertilizer and plant procedures in this greenhouse for these greens are proposed.

Từ khoá:Nhà trồng cây; Ä‘iá»u khiển; vi khí hậu; nhiệt độ; độ ẩm.

1. Mở đầu

Nhà trồng cây đã được nhiá»u Hãng – Nhà sản xuất trên thế giá»›i (như Richel Greenhouses; Netafim; Sundance,…) nghiên cứu, thiết kế và cung cấp cho thị trưá»ng [1, 2, 3, 9, 14]. Các kỹ thuật tạo nhà trồng cây cÅ©ng đã được phổ biến rá»™ng rãi trên mạng Internet.

Ở nước ta, trong những năm gần đây, sá»± phát triển nhảy vá»t mang tính tá»± phát vá» nhà màng-nhà lưới công nghệ thấp (70.000-100.000 Ä‘/m2) ở các địa phương, cùng vá»›i sá»± đầu tư nhà trồng cây (Greenhouse) công nghệ cao cá»§a các công ty có vốn đầu tư nước ngoài đã làm thay đổi bức tranh vá» nông nghiệp hướng công nghệ cao ở nước ta. Äiá»u này thúc đẩy nhiá»u địa phương nhập khẩu nhà trồng cây có Ä‘iá»u khiển tá»± động. Thoạt nhìn thì vấn đỠnày có vẻ dá»… đạt hiệu quả. Tuy nhiên, việc triển khai canh tác nông nghiệp công nghệ cao trong các hệ thống nhà trồng cây này Ä‘ang gặp những khó khăn, cản trở sá»± thành công cá»§a việc áp dụng công nghệ má»›i. Nguyên nhân là, ngoài việc giá thành đầu tư cao (3÷5 triệu Ä‘/m2), việc nghiên cứu chá»n lá»±a mô hình và hệ thống Ä‘iá»u khiển thích hợp cho nhà trồng cây trong Ä‘iá»u kiện khí hậu cụ thể cá»§a địa phương, việc chá»n lá»±a loại cây trồng thích hợp, chế độ dinh dưỡng,…chưa được giải quyết. Nhìn chung, các nghiên cứu này cần có sá»± kết hợp chặt chẽ giữa nhà nông-sinh vá»›i ngưá»i thiết kế kỹ thuật nhà trồng cây.

Các kết quả Ä‘iá»u tra ở má»™t số địa phương [22] cho thấy tá»›i hÆ¡n 90% diện tích nhà trồng cây hiện nay là tá»± phát và ở mức công nghệ thấp, được lợp phá»§ bằng lưới hoặc màng plastic. Nhà thưá»ng cao không quá 3m, bao quanh bằng lưới hoặc để trống. Loại nhà này dá»… xây dá»±ng, rẻ tiá»n, sá»­ dụng trong các há»™ gia đình để trồng các loại cây nhá», ươm giống. Phần nhá» còn lại là các nhà trồng cây nhập khẩu, công nghệ chá»§ yếu ở mức trung bình, được lợp phá»§ màng plastic (1 hoặc 2 lá»›p), có chiá»u cao 4-5m và được tá»± động Ä‘iá»u khiển làm mát, thông gió tá»± nhiên hoặc cưỡng bức. Loại này phần nào kiểm soát môi trưá»ng canh tác, được bảo vệ tốt hÆ¡n (hạn chế vật nuôi phá hoại cÅ©ng như sá»± lây nhiá»…m bệnh từ bên ngoài), có giá thành tương đối cao, sá»­ dụng tại các trang trại, khu nông nghiệp để trồng các loại cây lá»›n, canh tác phục vụ sản xuất thương mại và ươm giống. Má»™t tá»· lệ nhá» là các nhà trồng cây công nghệ cao sá»­ dụng ở các công ty đầu tư nước ngoài. Nhà được lợp phá»§ bằng 2 lá»›p màng Plastic hoặc bằng tấm nhá»±a polycarbonate, chiá»u cao 5-8m. Nhà trồng cây loại này được tá»± động Ä‘iá»u khiển Ä‘iá»u hoà khí hậu và có hệ thống kiểm soát dinh dưỡng và tưới tá»± động công nghệ cao, có giá tương đối đắt. Hệ thống này thích hợp cho cho sản xuất sản phẩm chất lượng cao, cho thương mại và ươm giống vá»›i số lượng lá»›n, lý tưởng cho việc kiểm soát các tác động cá»§a môi trưá»ng lên việc canh tác.

Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, song khí hậu các miá»n khá khác nhau, đặc biệt có những vùng quanh năm mát và lạnh như Äà Lạt, Tam Äảo,.. rất thuận tiện cho việc phát triển nhà trồng cây. Vấn đỠxây dá»±ng nhà trồng cây ở những vùng nóng, vùng có độ ẩm cao là khó khăn hÆ¡n nhiá»u. Chính vì vậy, việc nghiên cứu xây dá»±ng mô hình nhà trồng cây vá»›i trang bị Ä‘iá»u khiển tá»± động, phù hợp vá»›i Ä‘iá»u kiện khí hậu và canh tác ở từng địa phương, tạo Ä‘iá»u kiện để tiến hành thá»­ nghiệm và xác lập quy trình công nghệ canh tác cho má»™t số loại cây hoa – rau trồng theo hướng công nghệ cao – là có ý nghÄ©a khoa há»c và thá»±c tiá»…n. Các vấn đỠtrình bày trong bài báo này là những nghiên cứu chúng tôi thá»±c hiện cho nhà trồng cây công nghệ trung bình, ứng dụng tại thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) và khu vá»±c.

2. Thiết kế cấu trúc nhà trồng cây

Cấu trúc nhà được thiết kế trên cÆ¡ sở xem xét ảnh hưởng cá»§a các tham số môi trưá»ng đối vá»›i cây trồng. Vá»›i mái nhà vòm cong, bức xạ mặt trá»i suốt  ngày luôn vuông góc vá»›i mái cho phép Ä‘a phần tia sáng Ä‘i vào trong nhà và tia phản xạ sẽ ít, do vậy lượng bức xạ nhận được trên diện tích canh tác rất lá»›n. Loại mái vòm thưá»ng được dùng ở những vùng có lượng bức xạ mặt trá»i yếu (vùng ôn đới – vùng có tuyết vì khả năng chịu tải cá»§a mái lá»›n). Ở vùng nhiệt đới nhiá»u nắng, vá»›i loại mái tam giác, bức xạ mặt trá»i vào sáng và chiá»u má»›i vuông góc vá»›i mái nhà. Vào giữa trưa nắng gắt, lượng bức xạ nhận được trên diện tích canh tác lại được giảm Ä‘i do bị phản xạ nhiá»u trên hai phần mái nhà.Vì vậy nhà mái tam giác thưá»ng được dùng ở những vùng nhiá»u nắng (nhiệt đới, sa mạc). Ngoài ra, các phân tích tác dụng nâng mái cá»§a gió (theo Äịnh luật Bernuli) cho thấy dạng mái vòm dưới tác dụng cá»§a gió chịu lá»±c nâng lá»›n hÆ¡n dạng mái tam giác. Các phân tích dòng khí khí đối lưu tá»± nhiên trong nhà vá»›i mái vòm và dạng mái tam giác có các kiểu thông hÆ¡i trên mái cho thấy sá»± đối lưu tuỳ thuá»™c mạnh vào vị trí cá»­a thoát trên mái. Những nhà mái tam giác dá»… thá»±c hiện cá»­a thoát ở phần nóc, nên sẽ có đối lưu tá»± nhiên tốt, dá»… dàng cho phép khí nóng tích tụ ở phần trên mái thoát ra ngoài.

H. 1    Nhà trồng cây GH-300

Căn cứ phân tích ở trên, cấu hình nhà lá»±a chá»n là dạng mái tam giác, được xây dá»±ng liên kế để giảm bá»›t vật liệu xây dá»±ng và cho phép tạo diện tích canh tác rá»™ng. Nhà trồng cây GH-300 gồm 3 nhà liên kế (3x100m2), thá»±c hiện cho 3 đối tượng cây trồng cụ thể: Nhà trồng rau ăn lá; Nhà trồng rau ăn quả, dưa các loại trên giá thể; và Nhà trồng hoa chất lượng cao (xem H.1). Vá»›i nhiá»u loại vật liệu làm khung nhà, việc chá»n thép ống mạ trong xây dá»±ng là phù hợp vỠđộ bá»n và giá cả. Kết cấu khung nhà sá»­ dụng thép ống dài 6m (đưá»ng kính 21mm, 27mm và 60mm), đảm bảo sức chịu tải cá»§a nhà cÅ©ng như các đà ngang theo tiêu chuẩn quốc tế là 100pound/foot2 (90kg/929cm2 ), chịu được sức nặng cá»§a 1 công nhân trèo lên mái và các cấu kiện khác treo hay gắn trong nhà. Äể giải lượng nhiệt tích tụ tại vùng trung tâm nhà, cấu trúc cÆ¡ khí phải đảm bảo các yêu cầu Ä‘iá»u khiển cá»§a hệ thống như đóng/mở mái tá»± động, thông gió cưỡng bức, thông gió mái và đảo gió bằng quạt, hệ thống làm mát không khí trong nhà, có màn che nắng bên ngoài và thoát nước bằng máng xối.

Tại Tp.HCM tháng nóng nhất là tháng 3 - tháng 4 cuối mùa khô, hướng nhà được đặt theo hướng bắc - tây bắc –> nam - đông nam để có thể khai thác gió  Tín phong theo hướng nam - đông Nam (có trong khoảng từ tháng 3 đến tháng 5.

Các dãy nhà GH-300 tại Khu Nông nghiệp Công Nghệ Cao Tp.HCM (Xã Phạm Văn Cội, Huyện Củ Chi Tp.HCM) dựng theo hướng bắc - tây bắc/nam-đông nam (xem H.2).







 

Số 135 (3/2012)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay


Newer news items:
Older news items:

 

Nhà tài trợ

vaa logo

CorporateLogo Colo CFBr

Liên kết & Quảng cáo

 
 

 

 
 




 


 



Sửa biến tần

Quảng cáo&Liên kết