Thử nghiệm mô hình ứng dụng hệ thống cảm biến trong sản xuất rau xà lách lactuca sativa l thủy canh hoàn lưu

BAN QUẢN LÝ KHU NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO TP.HCM TRUNG TÂM ƯƠM TẠO DOANH NGHIỆP NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN GIỐNG CÂY, CON VÀ NƠNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH GIAI ĐOẠN 2020 - 2030 BÁO CÁO NGHIỆM THU KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH ỨNG DỤNG HỆ THỐNG CẢM BIẾN TRONG SẢN XUẤT RAU XÀ LÁCH (Lactuca sativa L.) THỦY CANH HỒN LƯU Cơ quan chủ trì: Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Nông nghiệp Công nghệ cao Cơ quan quản lý nhiệm vụ: Ban Quản lý Khu Nông nghiệp Công nghệ cao Chủ nhiệm nhiệm vụ: KS Nguyễn Thị Sáu Thời gian thực nhiệm vụ: tháng nh p ăm 2022 BAN QUẢN LÝ KHU NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO TP.HCM TRUNG TÂM ƯƠM TẠO DOANH NGHIỆP NƠNG NGHIỆP CƠNG NGHỆ CAO CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN GIỐNG CÂY, CON VÀ NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH GIAI ĐOẠN 2020 - 2030 BÁO CÁO NGHIỆM THU KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng) THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH ỨNG DỤNG HỆ THỐNG CẢM BIẾN TRONG SẢN XUẤT RAU XÀ LÁCH (Lactuca sativa L.) THỦY CANH HOÀN LƯU CƠ QUAN QUẢN LÝ NHIỆM VỤ CƠ QUAN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KT GIÁM ĐỐC PHÓ GIÁM ĐỐC CHỦ NHIỆM NHIỆM VỤ Huỳnh Quang Tuấn KS Nguyễn Thị Sáu ăm 2022 THÔNG TIN NHIỆM VỤ Tên nhiệm vụ: Thử nghiệm mơ hình ứng dụng hệ thống cảm biến sản xuất rau xà lách (Lactuca sativa L.) thủy canh hoàn lưu Chủ nhiệm nhiệm vụ: KS Nguyễn Thị Sáu Ngày tháng năm sinh: 12/12/1986 Giới tính: Nữ Học vị: Chuyên ngành: Khoa học trồng Tên quan công tác: Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Nông nghiệp công nghệ cao Chức vụ: Chuyên viên Điện thoại di động: 0356077065 E-mail: nguyensauk50@gmail.com Địa nhà riêng: Số nhà 11, đường Hố Bò, ấp Phú Lợi, xã Phú Mỹ Hưng, huyện Củ Chi, Thành phố Hồ Chí Minh Cơ quan chủ trì: Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Nơng nghiệp Cơng nghệ cao thành phố Hồ Chí Minh Điện thoại: 02862646103 Fax: 02862646104 E-mail: info@abi.com.vn Website: www.abi.com.vn Địa chỉ: Ấp 1, xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi, TP HCM Thời gian thực nhiệm vụ: tháng (từ tháng 08/2022-12/2022) Kinh phí duyệt: 1.324.467.1900 đồng Trong đó: - Từ ngân sách nhà nước: 299.987.190 đồng - Từ nguồn khác: 1.024.480.000 đồng Kinh phí cấp: 299.987.190 đồng (theo hợp đồng số 20/2022/HĐ-NNCNC, ngày 12 tháng 08 năm 2022) Mục tiêu Mục tiêu tổng quát: Thử nghiệm mơ hình ứng dụng hệ thống cảm biến sản xuất rau xà lách thủy canh hoàn lưu Mục tiêu cụ thể: Xây dựng mơ hình sản xuất rau xà lách thủy canh hoàn lưu ứng dụng hệ thống cảm biến giúp theo dõi kiểm soát hiệu thông số đầu vào pH, EC, nhiệt độ, độ ẩm ánh sáng tạo điều kiện tối ưu cho trình sinh trưởng, nâng cao suất chất lượng rau xà lách thủy canh hoàn lưu Nội dung thực Nội dung thực TT Kết cần đạt Hệ thống cảm biến theo dõi kiểm Ứng dụng hệ thống cảm biến sốt hiệu thơng số đầu vào sản xuất rau xà lách thủy canh hồi pH, EC, nhiệt độ, độ ẩm ánh sáng tạo lưu điều kiện tối ưu cho trình sinh trưởng rau xà lách thủy canh hoàn lưu Sản phẩm nhiệm vụ - Sản phẩm dạng 1: Rau xà lách 1620 kg/500 m2 - Sản phẩm dạng 2: Sổ tay hướng dẫn thực mơ hình trồng rau xà lách thủy canh hoàn lưu ứng dụng hệ thống cảm biến TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nhiệm vụ khoa học cơng nghệ “Thử nghiệm mơ hình ứng dụng hệ thống cảm biến sản xuất rau xà lách (Lactuca sativa L.) thủy canh hoàn lưu” thực từ tháng 8/2022 đến tháng 12/2022 Trung tâm ươm tạo doanh Nông nghiệp Công nghệ cao nhằm đánh giá hiệu việc áp dụng hệ thống cảm biến với không áp dụng hệ thống cảm biến tới suất chất lượng rau xà lách thủy canh hoàn lưu Mơ hình trồng rau xà lách hệ thống thủy canh hoàn lưu áp dụng hệ thống cảm biến với diện tích 500 m² mơ hình đối chứng với diện tích 500 m² Việc trồng rau xà lách hệ thống thủy canh hoàn lưu áp dụng hệ thống cảm biến đạt suất hiệu kinh tế cao so với phương pháp trồng rau xà lách thủy canh hệ thống hồn lưu thơng thường Mơ hình trồng rau xà lách thủy canh hồn lưu áp dụng hệ thống cảm biến giúp tiết kiệm công lao động, thích ứng với thực trạng thiếu hụt nguồn lao động phục vụ sản xuất nông nghiệp tương lai Cây rau xà lách thủy canh hoàn lưu áp dụng hệ thống cảm biến cho thấy sinh trưởng tốt, dư lượng nitrat thấp, đạt suất 1.357 kg/500m2/vụ với tổng doanh thu 74.635.000 đồng/500 m2/vụ cao so với mơ hình đối chứng Đồng thời, lợi thuận thu từ mơ hình trồng rau xà lách thủy canh hồn lưu áp dụng hệ thống cảm biến đạt 11.143.533 đồng/500 m2/vụ cao so với mơ hình đối chứng (9.255.200 đồng/500 m2/vụ) Tỷ suất lợi nhuận cận biên (MBCR) đạt 1,78, điều cho thấy mơ hình áp dụng hệ thống cảm biến cho lợi nhuận trung bình, chấp nhận khuyến cáo áp dụng sản xuất MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu rau xà lách .4 1.2 Hệ thống thủy canh sản xuất rau an toàn 1.2.1 Khái niệm thủy canh 1.2.2 Ưu điểm triển vọng kỹ thuật thủy canh sản xuất rau 1.3 Công nghệ IoT ứng dụng canh tác trồng 1.3.1 Giới thiệu công nghệ IoT 1.3.2 Giải pháp ứng dụng công nghệ IoT thuỷ canh hoàn lưu .8 1.4 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống cảm biến sản xuất rau thủy canh 10 1.4.1 Trên giới 10 1.4.2 Tại Việt Nam 12 CHƯƠNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14 2.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 14 2.2 Vật liệu nghiên cứu 14 2.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 15 2.3.1 Nội dung 1: Mơ hình rau xà lách trồng hệ thống thủy canh hoàn lưu áp dụng hệ thống cảm biến 15 2.3.2 Nội dung 2: Mô hình rau xà lách trồng hệ thống thủy canh hoàn lưu (đối chứng) 19 2.3.3 Chỉ tiêu theo dõi 20 2.3.3 Phương pháp xủ lý số liệu 20 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Trồng rau xà lách hệ thống thủy canh hoàn lưu áp dụng hệ thống cảm biến 21 3.2 Trồng rau xà lách hệ thống thủy canh hoàn lưu .26 3.3 Sản phẩm mơ hình 32 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 33 4.1 Kết luận 33 4.2 Kiến nghị 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT THUẬT NGỮ MBCR Marginal Benet Cost Ratio (Tỷ suất lợi nhuận cận biên) IoT Internet of Thing (Kết nối vạn vật) EC Electrical Conductivity (Độ dẫn điện) TDS Total Dissolved Solids (Tổng chất rắn hòa tan) i DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Loại phân bón nồng độ dung dịch dinh dưỡng thủy canh 16 Bảng 3.1 Khả sinh trưởng rau xà lách 27 Bảng 3.2 Thời gian từ trồng đến thu hoạch rau xà lách thủy canh hoàn lưu 28 Bảng 3.3 Năng suất thực thu suất thương phẩm rau xà lách thủy canh hoàn lưu 28 Bảng 3.4 Kết đo nitrat rau xà lách thủy canh hoàn lưu 29 Bảng 3.5 Hiệu kinh tế mơ hình trồng rau xà lách thủy canh hồn lưu .29 ii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình thủy canh tĩnh Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống thủy canh hồi lưu Hình 1.3 Sơ đồ hoạt động hệ thống IoT Hình 2.1 Nhà màng kiểu mái thơng gió cố định 14 Hình 2.2 Mút xốp gieo hạt phân bón Grow more 30-10-10 16 Hình 3.1 Mút xốp bể chứa mút xốp gieo hạt 21 Hình 3.2 Cây sau ngày gieo 21 Hình 3.3 Bộ điều khiển trung tâm 23 Hình 3.4 Quạt đảo khí béc phun sương 23 Hình 3.5 Thiết bị châm phân tự động thùng chứa dinh dưỡng 24 Hình 3.6 Phần mềm theo dõi kiểm sốt điều kiện nhà màng 24 Hình 3.7 Cây xà lách 15 ngày sau trồng .25 Hình 3.8 Đo dư lượng nitrat trước thu hoạch 25 Hình 3.9 Cây xà lách 35 ngày sau trồng .26 Hình 3.10 Xà lách sau 2-3 ngày gieo 26 Hình 3.11 Xà lách sau 36 ngày sau trồng .27 iii TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước Bùi Văn Tuấn, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Đăng Phương Nguyễn Thị Mỹ Bình (2020) Nghiên cứu ứng dụng IoT, phát triển hệ thống trồng thủy canh Tập san Sinh viên Nghiên cứu khoa học, số 10 Chử Đức Hoàng, Đặng Xuân Trường, Hoàng Thị Yến Mai Nguyễn Đình Thành (2017) Xây dựng giải pháp ứng dụng công nghệ IoT thuỷ canh hồi lưu sản xuất đạt tiêu chuẩn Vietgap Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 11 (120), Đặng Thị Ngọc Thảo (2011) Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ phân bón đến suất chất lượng rau xà lách Rômaine đất cát pha xã Hồ Tiến, Hồ Vang, Đà Nẵng Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Đà Nẵng Hồng Đắc Hiệt (2018) Ứng dụng cơng nghệ thủy canh hoàn lưu nhà màng để trồng rau ăn Báo cáo Tổng kết nhiệm vụ Khoa học Công nghệ, Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Nơng nghiệp Cơng nghệ cao Lê Đình Tuấn Hồ Tấn Đạt (2014) Xây dựng mơ hình mạng cảm biến không dây ứng dụng sản xuất nông nghiệp nhà Tạp chí Kinh tế - Cơng nghiệp, trang 10 - 19 Lê Đình Tuấn Thái Dỗn Ngọc (2013) Xây dựng mạng cảm biến khơng dây nơng nghiệp xác Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Số chuyên đề: Công nghệ Thông tin (2013): 115-122 Nguyễn Minh Chung (2012) Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất số loại rau ăn trái vụ phương pháp thủy canh Luận án tiến sĩ, Trường Đại Học Thái Nguyên Nguyễn Văn Đưa , Nguyễn Hoàng Long, Phạm Đình Kha, Trịnh Thị Thương, Nguyễn Viết Cảnh Đ Trọng Tấn (2019) Công nghệ LORA ứng dụng nơng nghiệp cơng nghệ cao Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 50: trang 27 - 31 Phạm Ngọc Sơn (2006) Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật thủy canh khí canh sản xuất rau cải xanh, xà lách Hải Phòng Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tr 57 34 Trịnh Khắc Quang, Tô Thị Thu Hà Phạm Thị Minh Huệ (2015) Khảo nghiệm giống xà lách nhập nội kỹ thuật bón phân cho giống xà lách triển vọng Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn tháng 02/2015 Trung tâm khuyến nơng Thành phố Hồ Chí Minh (2018) Cẩm nang “Trồng rau ăn theo phương pháp thủy canh” Sở Nông nghiệp Phát triển nơng thơn Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Kim Phụng Nguyễn Thị Trang Thanh (2022) Phát triển nông nghiệp công nghệ cao tỉnh Bình Phước Tạp chí Khí tượng Thủy văn 737, 63-74 Tài liệu nước An, J G.; F Le Gall; J Kim; J Yun; J Hwang; M Bauer; M Zhao and J S Song (2019) Toward Global IoT-Enabled Smart Cities Interworking Using Adaptive Semantic Adapter IEEE Internet Things J., 6, 5753–5765 Barrachina, A C.; F B Carbonell and J M Beneyto (1994), “Effect of arsenate on the concentrations of micro-nutrients in tomato plants grown in hydroponics culture”, Journal-of-plant-nutrition (USA), 17 (11), pp 1887 – 1903 Elijah, O.; T A Rahman; I Orikumhi; C Y Leow and M N Hindia (2018) An Overview of Internet of Things (IoT) and Data Analytics in Agriculture: Benefits and Challenges IEEE Internet Things J., 5, 3758–3773 Freigin, A.; E Pressman; P Imasa and Miltau O (1991) “Combined effects of KNO and salinity on yield and chemical-composition of lettuce and chinese – cabbage”, Irrigation Science, 12 (4), pp.223- 230 Huet, D.O (1994) “Growth, nutrient – uptake and tipburn severity of hydroponics lettuce in response to electrical – conductivity and K-Ca ration in solution”, Australian journal or agricultural research, 45 (1), pp 251 - 267 Jones, J B (2005) Hydroponics: a practical guide for the soilless grower 2nd edition CRC Press, Florida, USA, pp 1-10 Kaplinsky, R and M Morris (2002) A Handbook for Value Chain Research Brighton: Institute of development studies, University of Sussex Milon, C.; N K Shaha; K Hyeon-Tae and C Sun-Ok (2020) Method of pump, pipe, and tank selection for aeroponic nutrient management systems based on crop requirements, Journal of Agricultural Engineering 51(2),119-128 35 Nurhasan, U.; A Prasetyo; G Lazuardi; E Rohadi and H Pradibta (2018) Implementation IoT in system monitoring hydroponic plant water circulation and control International Journal of Engineering & Technology, (4.44) 122126 Quy, V K.; N V Hau; D V Anh; N M Quy; N T Ban; S Lanza; G Randazzo and A Muzirafuti (2022) IoT-Enabled Smart Agriculture: Architecture, Applications, and Challenges Appl Sci., 12, 3396 Saha, H N.; R Roy; M Chakraborty and C Sarkar (2021) Crop management system using IoT In book: AI, Edge and IoT-based Smart Agriculture (pp 125 – 141) Sekaran, K; M N Meqdad; P Kumar; S Rajan and S Kadry (2020) Smart agriculture management system using internet of things TELKOMNIKA Telecommun Comput El Control, Vol 18, No 3: 1275 – 1284 Shin, D.; K Yun; J Kim; P V Astillo; J N Kim and I You (2019) A security protocol for route optimization in DMM-Based Smart Home IoT Networks IEEE Access, 7, 142531–142550 Sinche, S.; D Raposo; N Armando; A Rodrigues; F Boavida; V Pereira and J S Silva (2020) A Survey of IoT Management Protocols and Frameworks IEEE Commun Surv Tutor., 22, 1168–1190 United Nations (2019) Growing at a slower pace, world population is expected to reach 9.7 billion in 2050 and could peak at nearly 11 billion around 2100 https://www.un.org/development/desa/en/news/population/world-populationprospects-2019.html (accessed on 24 May 2022) Zikria, Y.B.; R Ali; M K Afzal; S W Kim (2021) Next-Generation Internet of Things (IoT): opportunities, challenges, and solutions Sensors, 21, 1174 36 PHỤ LỤC Phụ lục : Sổ tay hướng dẫn dẫn thực mơ hình ứng dụng hệ thống cảm biến sản xuất rau xà lách (Lactuca sativa L.) thủy canh hoàn lưu Bước Chuẩn bị nhà màng, hệ thống thủy canh hệ thống cảm biến Bước Chuẩn bị giống Bước Trồng chăm sóc Bước Quản lý sâu bệnh hại Bước Thu hoạch sơ chế Bước Chuẩn bị nhà màng, hệ thống thủy canh hệ thống cảm biến Nhà màng thiết kế với hệ thống cửa áp mái cố định có rèm che, thơng gió tự nhiên, độ m i gian nhà m, cột cách cột (bước cột) 4m, độ cao cột (chiều cao từ mặt đất đến máng xối) từ - 4,75m Với mái lợp màng Polymer (dày 150 micron) vách xung quanh che lưới chắn côn trùng với quy cách 50 mesh, độ truyền sáng từ 85 - 90% Hình Kiểu nhà màng cửa thơng gió cố định Hệ thống thủy canh: Giá đỡ hàn chắn dùng để đặt máng thủy canh, giàn cao khoảng 50 – 80 cm, dốc phía ống thu hồi dinh dưỡng 30, giàn đặt cách 50 - 60 cm dùng làm lối Các máng thủy canh hồn lưu có hình dạng ống chữ nhật làm nhựa PVC cách nhiệt có kích thước 100 × 60 mm, chiều dài ống m, máng đặt giá đỡ cách 20 cm Khoan l trồng có đường kính - 7cm, khoảng cách l 15 - 20cm Sử dụng chậu có đường kính - cm để trồng 37 Hình Sơ đồ hệ thống thủy canh hoàn lưu Lắp đặt hệ thống cảm biến: Thiết bị cảm biến: Thu nhận liệu pH (0 - 14), EC (0 - 65.000 µs/cm, 32.500 ppm) , nhiệt độ (- 40 đến 125oC, sai số 0,3oC), ẩm độ (0% - 100%, sai số 3%) ánh sáng (0 – 50.000 lux, sai số 5%) nhà rau theo thời gian thực Thiết bị điều khiển không dây: Điều khiển thiết bị quạt, bơm, phun sương, lưới cắt nắng Điện nguồn 220V, nhận truyền liệu sóng wifi Tủ điện tải (Auto Manual): - Hoạt động chế độ online điện thoại offline tủ điện - Điều khiển thiết bị qua Contactor (Mitsubishi 10A 18A) Bộ phát Wifi (Router phát 3G có SIM năm, cấu hình AgriConnect) Bộ châm dung dịch dinh dưỡng tự động thông qua cảm biến EC điều chỉnh pH tự động Phần mềm lưu trữ liệu đám mây, cảnh báo l i: Cảnh báo cố thông qua app AgriConnect điện thoại di động Hình Bộ điều khiển trung tâm 38 Hình Thiết bị, sơ đồ kết nối thiết bị châm phân tự động Các thiết bị điều khiển hoạt động theo lịch trình cài đặt trước tự động xử lý theo liệu ghi nhận thiết bị cảm biến Đồng thời, hệ thống cập nhật liệu giúp người trồng dễ dàng theo dõi kiểm tra quy trình trồng rau xà lách thủy canh hồn lưu thơng qua ứng dụng điện thoại di động Tiến hành theo dõi kiểm tra khả vận hành hệ thống cảm biến qua giai đoạn xà lách Bước Chuẩn bị giống Thời vụ trồng: xà lách trồng phương pháp thủy canh thích hợp trồng quanh năm điều kiện nhà màng Hạt giống xà lách cao sản bọc men, đặc điểm giống: - Cây cao 25 - 30 cm - Độ đồng cao, phát triển mạnh, kháng bệnh tốt, đóng búp nhanh - Thời gian thu hoạch 35 - 40 ngày sau gieo - Hạt giống đạt độ ≥ 98%, độ ẩm ≤ 9%, tỉ lệ nảy mầm ≥ 85% Tùy theo thời tiết, nhu cầu thị trường để lựa chọn giống có hình thức, chất lượng phù hợp với địa phương nơi sản xuất tiêu thụ Tổng số hạt giống rau xà lách 19.800 hạt/vụ/1.000 m2 Hạt gieo vào miếng mút xốp Hạt giống gieo vào miếng mút xốp Gieo hạt/l , gieo xong tưới nước giữ ẩm đảm bảo cho hạt nảy mầm đồng đều, khay ươm hạt đặt nhà ươm có che mưa lưới chắn côn trùng Sau hạt nảy mầm, bắt đầu xuất thật sử dụng phân bón Growmore 30-10-10 để phun qua lá, nồng độ g/L nước Để rút ngắn giai đoạn vườn ươm sau hình thành thật - ngày tiến hành tưới dung dịch thủy canh với nồng độ thấp 1/3 để nhanh phát triển Tình trạng xuất vườn: Cây khoẻ mạnh, khơng dị hình, phát triển tốt, 39 khơng có biểu nhiễm sâu, bệnh Hình 5: Cây rau xà lách 10 ngày sau gieo Bước Trồng chăm sóc Rau xà lách sau gieo - 10 ngày trồng lên dàn thủy canh Các loại rau sau trồng lên giàn tiến hành tưới dung dịch dinh dưỡng Dung dịch thủy canh thu hồi bồn chứa tái sử dụng Bảng Cơng thức phân bón sử dụng cho rau ăn thủy canh Loại phân bón Nồng độ (g/1.000 L) Ca(NO3)2 900 KNO3 200 MgSO4 280 KH2PO4 220 (NH4)2SO4 80 EDTA-Fe 20 EDTA-Zn 2,5 EDTA-Mn 3,5 EDTA-Cu 0,5-1 H3BO3 1,5-2 Na2MoO4 0,1 40 Hình Cây xà lách sau 12 ngày trồng Trong trình pha dung dịch thủy canh nên pha dinh dưỡng thành dung dịch m để sử dụng thời gian dài Cách pha phân bón : Cách 1: Pha phân bón thành thùng dung dịch m (dung dịch A, dung dịch B, dung dịch C) để sử dụng nhiều lần: + Dung dịch A: Ca(NO3)2; KNO3 (cân số lượng gấp 20 lần pha thùng 50 lít nước, m i lần pha bồn 0,5 m3 lấy 1,25 lít) + Dung dịch B: KH2PO4; MgSO4; (NH4)2SO4; (cân số lượng gấp 20 lần pha thùng 50 lít nước, m i lần pha bồn 0,5 m3 lấy 1,25 lít) + Dung dịch C: EDTA-Fe; EDTA-Cu; EDTA-Zn; EDTA-Mn; Na2MoO4; H3BO3 (cân số lượng gấp 20 lần can 20 lít, m i lần pha bồn 0,5 m3 lấy 0,5 lít) Nồng độ dung dịch dinh dưỡng điều chỉnh bổ sung m i ngày, liều lượng dinh dưỡng bổ sung cho thùng phuy (thể tích 500 L) trung bình 12,5 L/ngày dung dịch A, B L/ngày dung dịch C, dung dịch m pha 10 lần/vụ Cách 2: Cân pha trực tiếp hàng ngày vào bồn 1m3 Thường xuyên kiểm tra qua ứng dụng điện thoại tiếu EC pH dung dịch thủy canh để chủ động sản xuất Dung dịch thủy canh thích hợp là: EC = 1,2 – 1,8 mS/cm ; pH = 5,5 – 6,5 Theo dõi kiểm tra tiêu điều kiện sinh trưởng rau xà lách thông qua hệ thống cảm biến Thiết bị cảm biến ghi nhận thông số nhiệt độ, ẩm độ khơng khí, ánh sáng, pH EC mơ hình trồng xà lách thủy canh hoàn lưu Thiết bị cảm biến ghi nhận liệu theo thời gian thiết lập (15 phút/lần nhiệt độ, độ 41 ẩm cường độ ánh sáng; phút/lần dung dịch dinh dưỡng) Các thiết bị cảm biến kết nối với điều khiển trung tâm Dự liệu xử lý thông qua điều khiển trung tâm tự động điều khiển thiết bị quạt, phun sương, lưới cắt nắng thông số nhiệt độ, độ ẩm cường độ ánh sáng cao thấp so với ngưỡng cài đặt: Nhiệt độ nhà màng cài đặt hệ thống cảm biến 28 - 32oC độ ẩm khơng khí 75 - 85%, nhiệt độ nhà màng vượt ngưỡng 32oC độ ẩm khơng khí thấp 75% thiết bị điều khiển không dây kích hoạt quạt thơng gió thiết bị phun sương nhằm giảm nhiệt độ tăng ẩm độ nhà màng, thiết bị hoạt động liệu nhiệt độ độ ẩm hệ thống cảm biến ghi nhận ngưỡng cho phép Cường độ ánh sáng nhà màng cài đặt hệ thống cảm biến 8.000 12.000 lux (từ 8h – 16h), cường độ ánh sáng cao 12.000 lux thiết bị điều khiển không dây kích hoạt lưới che nhằm cắt giảm ánh sáng Ngược lại, cường độ ánh sáng cao 12.000 lux thiết bị điều khiển khơng dây kích hoạt đèn chiếu sáng để tăng cường độ ánh sáng nhà màng Hình Các tiêu theo dõi điện thoại Dung dịch dich dưỡng máng thủy canh có tốc độ lưu lượng lít/phút luân chuyển tuần hoàn bồn chứa, dung dịch dinh dưỡng cài đặt hệ 42 thống cảm biến có EC = 1,2 - 1,8 mS/cm, pH = 5,5 - 6,5 Khi EC thấp ngưỡng cài đặt thiết bị châm phân bổ sung thêm dung dịch dinh dưỡng A, B, C Ngược lại, EC cao ngưỡng cài đặt thiết bị bổ sung thêm nước vào bồn chứa dinh dưỡng điều chỉnh EC mức bình thường thơng qua hệ thống cảm biến Dung dịch dinh dưỡng có pH < 5,6 pH > 6,5 thiết bị tự động điều chỉnh KOH HCl Các thiết bị điều khiển hoạt động theo lịch trình cài đặt trước tự động xử lý theo liệu ghi nhận thiết bị cảm biến Đồng thời, hệ thống cập nhật liệu giúp người trồng dễ dàng theo dõi kiểm tra quy trình trồng rau xà lách thủy canh hồn lưu thơng qua điện thoại di động Bước Quản lý sâu bệnh hại Bệnh chết con: Do nhiều loại nấm Pythium sp., Rhizoctonia sp., Sclerostium sp gây Cách lây bệnh: qua nước tưới, thao tác tay tiếp xúc với cây, dụng cụ bị nhiễm khuẩn, côn trùng, động vật thân mềm,… Biện pháp phòng trừ: - Sử dụng hạt giống khỏe mạnh, bệnh Không gieo hạt dày, chọn nơi ấm áp, thoáng mát, đủ ánh sáng để gieo trồng - Nên khử trùng dụng cụ trước gieo Kịp thời theo dõi bị bệnh, tất lá, thân, bị nhiễm bệnh phải tập trung tiêu hủy khỏi vườn Bệnh thối nhũn: Do nhiều loại nấm Pythium sp., Rhizoctonia solani, Sclerotium sp vi khuẩn Erwinia sp gây Môi trường ẩm ướt thiếu ánh sáng điều kiện thích hợp cho bệnh phát triển Biện pháp phịng trừ: - Trồng bệnh Khơng đặt hệ thống thủy canh gần nhau, không trồng dày, bón vừa đủ lượng đạm - Kịp thời theo dõi bị bệnh, tất lá, thân, rễ bị nhiễm bệnh phải tập trung tiêu hủy khỏi vườn Bọ nhảy: Con trưởng thành loại bọ cánh cứng, hình bầu dục, thể dài khoảng 2-2,5mm Chúng có khả nhảy xa bay khỏe, chúng cắn phá rễ củ (cải củ), tạo đường lõm ngoằn ngèo, thành l ăn sâu vào củ, rễ, làm cho cải bị còi cọc, chậm lớn Bọ gây hại suốt thời kỳ sinh trưởng cây, mạnh nhỏ (sau gieo khoảng 7-10 ngày) 43 Biện pháp phòng trừ: - Treo bẫy vàng để hạn chế côn trùng Không đặt hệ thống thủy canh trụ đứng gần nhau, không trồng dày để tạo thông thoáng - Vệ sinh khu vực trồng thường xuyên, giữ gìn xung quanh Sử dụng chế phẩm sinh học Neem Oil (nồng độ 20 mL/20L) AgriLife 100SL (nồng độ 25 mL/20L) để phòng trừ sâu, bệnh Bước Thu hoạch sơ chế Tiến hành thu hoạch rau xà lách đủ tuổi (35-40 ngày sau trồng), Không để rau già làm giá trị thương phẩm, đảm bảo thời gian cách ly phun thuốc bảo vệ thực vật phân hóa học ngày Cắt gốc cách mặt đất 2-3 cm loại bỏ già, vàng, héo, bị sâu, dị dạng Khi thu hoạch cần thao tác nh nhàng tránh dập nát làm giảm chất lượng Phân loại làm sơ bộ: rau xà lách sau thu hoạch xếp vào khay nhựa, xếp lên xe vận chuyển kho sơ chế thời gian sớm Trong q trình vận chuyển tránh xếp chống rau cao, đè nén rau làm rau dễ bị dập Khi vận chuyển xe cần che chắn rau bạt giấy để tránh rau tiếp xúc với nắng mặt trời Tại nhà sơ chế rau xà lách cắt gọt, phân loại, làm sơ để loại bỏ rau bị thối, gãy dập, chày xước lá, bị nhiễm Tùy theo hình thức kinh doanh áp dụng quy trình sơ chế đóng gói trước tiêu thụ Sau thu hoạch rau xà lách tiến hành dọn d p vệ sinh nhà màng, hệ thống thủy tránh rong rêu tránh lưu tồn sâu bệnh vụ sau Hình Cây xà lách sau 35 ngày trồng 44 Bước 1: Chuẩn bị nhà màng, hệ thống thủy canh hệ thồng cảm biến Bước 2: Chuẩn bị giống Rau xà lách sau gieo - 10 ngày Bước 3: Trồng chăm sóc Bước 4: Quản lý sâu, bệnh Thu hoạch xà lách 35-40 ngày sau trồng Bước 5: Thu hoạch sơ chế Tổng số hạt giống rau xà lách 19.800 hạt/vụ/1.000 m2 Theo dõi kiểm tra tiêu điều kiện sinh trưởng rau xà lách thông qua hệ thống cảm biến nhiệt độ, ẩm độ khơng khí, ánh sáng, pH EC dung dịch dinh dưỡng - Treo bẫy vàng - Vệ sinh khu vực trồng - Sử dụng chế phẩm sinh học Neem Oil (nồng độ 20 mL/20L) AgriLife 100SL (nồng độ 25 mL/20L) để phòng trừ sâu, bệnh Cắt gọt, phân loại, làm sơ Hình Sơ đồ trồng rau xà lách thủy canh hoàn lưu ứng dụng hệ thống cảm biến 45 Phụ lục 2: Hình ảnh q trình thực mơ hình Hình 10 Mút xốp khay ươm Hình 11 Cây sau ngày gieo Hình 12 Rọ thủy canh, máng thủy canh hồn lưu 46 Hình 13 Bộ điều khiển trung tâm Hình 14 Thiết bị châm phân tự động Hình 15 Béc phun sương, thiết bị cảm biến nhiệt độ độ ẩm, quạt đối lưu 47 Hình 16 Theo dõi tiêu điện thoại di động Hình 17 Cây xà lách trước thu hoạch 48