Ứng dụng IoT vào trồng rau trong nhà màng cho năng suất cao

Trước lo ngại về vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe gia đình và người dân, anh Võ Thành Tâm (sinh năm 1979) - Giám đốc HTX An Tâm Farm ở xã Xuân Hải, huyện Nghi Xuân Hà Tĩnh đã dành nhiều thời gian tìm hiểu các mô hình sản xuất rau an toàn với mục đích chính là cung cấp một số loại rau quả an toàn, có giá trị kinh tế cao ra thị trường.

Sau chuyến tham quan học hỏi các mô hình trồng rau thủy canh ở Đà Lạt, Vĩnh Phúc,…tháng 10/2017, anh Võ Thành Tâm cùng các thành viên HTX quyết định đầu tư hơn 1,5 tỷ đồng xây dựng mô hình trồng rau thủy canh và các loại rau ăn quả với diện tích hơn 1.000 m2. Trong đó, có 2 khu nhà màng riêng biệt, mỗi khu nhà 500 m2, sản xuất theo 2 phương pháp khác nhau-phương pháp thủy canh hồi lưu và tưới nhỏ giọt công nghệ Israel. Các nhà màng được HTX sản xuất nhiều loại rau quả khác nhau như: rau cải ngồng, cải bó xôi, cái thìa, cải cầu vồng và xà lách xoan xanh, xà lách tím; các loại cà chua, dưa chuột và dưa lê hàn quốc... Cở sở vật chất, nhà lưới, hệ thống giá đỡ, máng, hạt giống các loại rau quả đều được đặt hàng sản xuất từ nguồn đảm bảo chất lượng.
 
Hệ thống trang trại trồng rau thủy canh của HTX An Tâm Farm cung ứng cho người tiêu dùng nhiều loại rau quả chất lượng

Anh Võ Thành Tâm - Giám đốc HTX An Tâm Farm chia sẻ, so với trồng rau trên đất, mô hình thủy canh cho năng suất cao hơn. Cụ thể, với vườn rộng 500m2 trồng bằng đất năng suất chỉ đạt 15kg một ngày, nhưng trồng thủy canh có thể đạt 50 kg mỗi ngày. Lý do, khi dùng đất sẽ chịu các tác động bất lợi của tự nhiên như độ ẩm, sự phát triển của vi sinh vật trong đất, thời tiết… Nếu độ ẩm quá cao, hay ngập nước rau dễ bị úng, hoặc vi sinh vật và các loại nấm phát triển trong đất có thể gây bệnh cho rau. Trong khi đó, với hệ thống nhà màng và chất dinh dưỡng được cung cấp bởi hệ thống thủy canh sẽ khắc phục những nhược điểm so với trồng trên đất. Môi trường sống của rau được tối ưu, giúp cây phát triển tốt.

Nhờ không ngừng tìm tòi học hỏi, ứng dụng kỹ thuật mới trong sản xuất và ươm giống rau thủy canh, anh Võ Thành Tâm và các thành viên HTX đã xây dựng mô hình trồng khép kín từ ươm giống đến trồng, điều chế nước tưới, cung cấp dinh dưỡng cho rau, nên những lứa rau cho thu hoạch đảm bảo chất lượng, đạt năng suất cao và bán được với giá cao hơn so với các loại rau củ sản xuất truyền thống. Với quan điểm sản xuất phải lấy chất lượng làm hàng đầu, điều này HTX đã làm được, nhưng để duy trì và phát triển lâu dài, cần phải tìm được giải pháp nhằm giảm chi phí trong sản xuất và tìm kiến đầu ra sản phẩm ổn định là điều khiến giám đốc HTX Võ Thành Tâm trăn trở.

Vì thế, cùng với việc tìm kiếm mở rộng thị trường tiêu thụ, anh Tâm tiếp tục tìm hiểu các khoa học công nghệ tiên tiến để áp dụng. Qúa trình tìm hiểu về các ứng dụng sản xuất nông nghiệp thông minh, năm 2020, HTX An Tâm Farm đã may mắn được sự đồng hành hỗ trợ của sở Khoa học và Công nghệ Hà Tĩnh, và đã mạnh dạn ứng dụng hệ thống IoT, là cách làm nông nghiệp thông minh được triển khai trên nền tảng internet kết nối vạn vật nhằm giúp giám sát và điều chỉnh chất dinh dưỡng, độ pH, độ ẩm từ xa qua internet, qua đó giảm chi phí nhân công, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.
 

 Ứng dụng công nghệ IoT giúp các loại cây trồng phát triển tốt trong điều kiện thời tiết nắng nóng tại Hà Tĩnh

Giám đốc HTX Võ Thành Tâm cho biết:  Với mô hình này, tất cả các hệ thống công nghệ thông minh như: hệ thống thuỷ canh, tưới nhỏ giọt công nghệ Isarel, quạt đối lưu không khí, phun sương trong nhà, tưới mái, các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm... đều được đấu nối với bộ điều khiển trung tâm có tác dụng nhận những thông số từ bộ cảm biến được lập trình sẵn để tự động điều chỉnh nước tưới, bón phân, thông gió, phun sương theo yêu cầu của từng loại cây trồng đảm bảo môi trường, chất dinh dưỡng lý tưởng cho cây phát triển.

Các hệ thống tưới mái và quạt đối lưu không khí, lưới cắt nắng được lập trình sẵn. Khi gặp thời tiết nắng nóng thì tự động vận hành để bơm tưới làm giảm nhiệt độ và lượng ánh nắng chiếu từ mái xuống; quạt hòa trộn không khí trong nhà màng, giúp các vùng nhiệt độ trong nhà đều nhau rồi đẩy không khí nóng ra qua cửa nóc. Quá trình này giúp triệt tiêu không khí nóng và tránh hiện tượng sốc nhiệt cho cây vào mùa nóng. Với mùa lạnh, đèn sưởi trong nhà màng giúp cây giữ ấm nên hoàn toàn chủ động được lịch gieo trồng mà không bị ảnh hưởng của yếu tố thời tiết đến mùa vụ.
Theo anh  Võ Thành Tâm nhờ vào IoT,  mọi dữ liệu được truyền đến hệ thống tự động hoá nông nghiệp để đảm bảo kiểm soát tốt trong quá trình sản xuất. Tính năng nổi bật nhất của ứng dụng này là sự giám sát tập trung để kịp thời cân bằng nhiều yếu tố liên quan đến quá trình sinh trưởng của cây. Vì thế, IoT trở thành một công cụ cốt lõi trong việc đảm bảo sản xuất tự động an toàn, đảm bảo tối ưu nhất về hiệu quả kinh tế. Vì việc tự động hóa trong sản xuất sẽ giảm rõ rệt về nhân công lao động, giảm tiêu hao lượng phân bón và kịp thời điều tiết không khí, nước, dinh dưỡng,… cho cây trồng khi cần.

“So với cách trồng rau thủy canh theo phương pháp thủ công, phải tốn nhiều nhân lực do công nhân phải trực tiếp pha, tưới chất dinh dưỡng. Khi ứng dụng công nghệ IoT, mọi thứ được tự động hoá qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng, chúng tôi có thể điều chỉnh, giám sát lượng phân, nước tưới, theo dõi từng thời điểm phát triển của cây trồng từ xa qua internet. Từ chỗ cần 4 - 5 nhân công, nay cơ sở chỉ cần 1 đến 2 nhân công vận hành và thu hoạch. Bên cạnh đó, chi phí tiền điện, nước tưới nhờ được kiểm soát nên tiết kiệm khá lớn.”. anh Tâm chia sẻ thêm.

Tuy việc ứng dụng nông nghiệp thông minh cần có nguồn vốn lớn, nhưng đổi lại thì nó rất thuận tiện trong quá trình sản xuất và giảm nhân công lao động rõ rệt, đặc biệt là sản lượng đạt tối đa, có thể sản xuất trái vụ để bán được giá cao hơn. Vì vậy, HTX quyết định tiếp tục mở rộng cơ sở thêm 2 nhà màng với tổng diện tích 1000m2 để sản xuất rau quả với số lượng lớn đáp ứng nhu cầu của thị trường.
 

 Nhờ ứng dụng công nghệ thông minh vào sản xuất, năng suất các loại cây trồng tăng 20-30% so với sản xuất truyền thống

Sau gần 3 năm ứng dụng công nghệ IoT vào sản xuất tại mô hình đã cho thấy hiệu quả rõ nét. Cụ thể, mô hình sản xuất rau thuỷ canh hồi lưu với các loại rau ăn lá cho năng suất thành phẩm trung bình đạt khoảng 14 - 16 tấn/1.000m2/năm, cao hơn 30% so với năng suất rau truyền thống. Đối với áp dụng trồng cà chua cho năng suất trung bình đạt 9,5 - 11,5 tấn/1.000m2/năm. Đối với dưa leo, dưa lê hàn quốc từ 10 - 12 tấn/1.000m2/năm, tăng hơn 20% so với trồng ngoài đồng.

Những sản phẩm rau quả từ cơ sở sản xuất của HTX An Tâm Farm không chỉ ngon mà còn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm nên được thị trường đón nhận với bán được giá khá cao. Hiện tại, toàn bộ sản phẩm rau quả của mô hình đều được kết nối tiêu thụ tại các trường mầm non trên địa bàn huyện Nghi Xuân,  thị trường TP. Vinh (tỉnh Nghệ An) và Hà Nội. Với diện tích 2.000m2, lợi nhuận hang tháng đạt khoảng 60 triệu đồng, sau khi trừ chi phí lãi ròng 40 triệu/ tháng.

Hiện tại, HTX An Tâm Farm đang tiếp tục ươm các loại giống rau, đồng thời đưa giống dưa lưới vào trồng nhằm nâng cao giá trị kinh tế. Được biết, các cơ quan chuyên môn đã kiểm tra, đánh giá rất cao về mô hình trồng rau thủy canh của HTX An Tâm Farm và các sản phẩm rau quả tại HTX đã được cấp chứng chỉ về quy trình trồng rau an toàn theo tiêu chuẩn VietGap.

Ông Nguyễn Hồng Khoan - Chủ tịch Hội Nông dân huyện Nghi Xuân đánh giá: Mô hình sản xuất rau quả công nghệ cao và ứng dụng nông nghiệp thông của HTX An Tâm Farm là điển hình mô hình kinh tế tập thể có quy mô lớn trên địa bàn huyện; chính sự ham học hỏi, dám nghĩ, dám làm của người đứng đầu là anh Võ Thành Tâm đã giúp HTX bắt nhịp với nền nông nghiệp thời công nghệ 4.0 và mang lại hiệu quả rõ rệt. Đặc biệt, việc ứng dụng công nghệ IoT vào sản xuất là hướng đi phù hợp với chủ trương về phát triển sản xuất nông nghiệp theo hướng hiện đại hóa, công nghệ cao đảm bảo phát triển sản xuất nâng mức thu nhập cho người dân. Đồng thời, mở ra một hướng sản xuất mới,  đó là giúp người dân tiếp cận cách phát triển sản xuất theo hướng bền vững, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, an toàn cho người tiêu dùng.