1 Cơ khí ứng dụng công nghệ cao để bảo vệ tài nguyên đất-nước và tăng năng suất cây trồng # Phan Hiếu Hiền # # Tóm tắt Công nghệ cao không phải chỉ là công nghệ sinh học, công nghệ thông tin v v, mà còn là công nghệ cơ khí để cơ giới hóa nông nghiệp và bảo vệ tài nguyên đất-nước Bài này trình bày thực trạng đất đai và nước cho nông nghiệp ở vùng Đông Nam bộ trong đó có Đồng Nai; nổi bật là đất dốc gây xói mòn vì nước mưa chảy tràn, đất đai thoái hóa vì thiếu chất hữu cơ và dinh dưỡng Giải pháp đưa các thiết bị cơ khí để bảo vệ đất-nước, trước mắt có thể gồm ba việc: 1) san phẳng ruộng điều khiển bằng laser để tạo ruộng bậc thang; 2) bồi dưỡng chất hữu cơ cho đất; 3) trồng cây trên luống Các việc này đều có thể thực hiện với các thiết bị cơ khí trong tầm chế tạo hoặc sử dụng của Việt Nam, cho một nền nông nghiệp bền vững, xứng đáng với tên gọi công nghệ cao Từ khóa : Nông nghiệp công nghệ cao; San phẳng laser; Cơ khí; Chất hữu cơ; trồng cây trên luống 1 Dẫn nhập “Công nghệ cao” trong nông nghiệp thường được hình dung tiêu biểu với cây trồng trong nhà kính tiết kiệm đất, hoặc không dùng đất như thủy canh và khí canh; áp dụng công nghệ sinh học, công nghệ thông tin như IoT, iCloud, GIS v v, nhằm đạt năng suất cao và an toàn sinh học và thực phẩm “Công nghệ cao” cũng thường được coi như đồng nghĩa với đầu tư cao, từ hàng trăm triệu đến vài tỷ đồng /ha (do vật tư chủ yếu ngoại nhập, như plastic, thiết bị v v) nên chỉ một thiểu số nông dân có khả năng góp vốn, và giá thành sản phẩm thường cũng cao, dù năng suất đạt cao Giá bán cao, phục vụ một số ít người khá giả, chủ yếu ở thành thị, còn đa số ở nông thôn vẫn dùng sản phẩm thông thường Trong lúc đó, hàng triệu nông dân ít vốn, nhưng sở hữu 2 tài nguyên quí giá; đó là hàng triệu hecta ĐẤT, đó là NƯỚC MƯA cho sông ngòi và trồng trọt Khai thác phải đồng thời bảo vệ các tài nguyên này, để nông nghiệp được bền vững Lâu nay, nói “cơ giới hóa” chúng ta thường nghĩ đến thay thế công lao động cực nhọc ngoài đồng bằng máy móc, để tăng năng suất và lợi nhuận cho người nông dân Nhưng năng suất không thể giữ mãi ở mức cao, nếu đất đai ngày càng thoái hóa, nước tưới ngày càng thiếu Bảo vệ đất-nước khó có thể bằng lao động thủ công (chưa đủ cho canh tác) mà phải sử dụng thiết bị CƠ KHÍ, và có thể thêm tiếp sức của công nghệ thông tin Vai # Tham luận gửi đến Hội thảo “ Ứng dụng Công nghệ cao trong lĩnh vực Nông nghiệp tại Đồng Nai- Thực trạng và giải pháp ” ngày 7-1-2020tại Biên Hòa, Đồng Nai # # Giảng viên (đã nghỉ hưu) Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh; Email: phhien1948@yahoo com 2 trò “bảo vệ” của cơ khí chưa được bao nhiêu trong thực tế, nay cần được quan tâm hơn Đó chính là một “công nghệ cao” trong nông nghiệp Bài này trình bày thực trạng công nghệ cao áp dụng ở Đồng Nai, thực trạng đất đai và nước cho nông nghiệp ở vùng Đông Nam bộ trong đó có Đồng Nai, định hướng và giải pháp đưa các thiết bị cơ khí (có thể bao gồm các thiết bị công nghệ cao) để bảo vệ đất-nước, nhằm giữ được một nền nông nghiệp bền vững, xứng đáng với tên gọi công nghệ cao Nội dung nhắm đến đất cho cây trồng cạn và cây công nghiệp trên đất cao, là thế mạnh của Đồng Nai cũng như các tỉnh khác của vùng Đông Nam bộ và Tây nguyên 2 Thực trạng 2 1 Qui mô ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp Đồng Nai Đồng Nai với diện tích tự nhiên 586 300 ha, trong đó gần một nửa (277 300 ha = 47,3%) là đất dành cho sản xuất nông nghiệp (GSO, 2018) Giả sử diện tích đất cho công nghệ cao là 2000 ha (?) thì cũng chưa đến 1% đất nông nghiệp; và giả sử giá trị lợi nhuận gấp đôi canh tác bình thường, thì cũng chưa đến 2% tổng giá trị sản phẩm nông nghiệp Điều này buộc chúng ta phải nghĩ đến cho đa số 99%, với công nghệ tạm gọi là “hơi cao”, nói rõ ra là công nghệ cơ khí để cơ giới hóa ( CGH ) nông nghiệp CGH có thể chia ra hai mảng: a) CGH ngoài đồng hoặc trong chuồng trại; nhằm tăng năng suất lao động hoặc năng suất trên một đơn vị sản xuất (hecta, m 2 chuồng v v), chất lượng đồng đều, hạ chi phí sản xuất CGH cây lúa ở Đồng Nai (diện tích khoảng 15 000 ha, chỉ bằng 5-7% so với các tỉnh trọng điểm lúa ở ĐB Sông Cửu Long) đạt mức độ khá tương tự như các tỉnh phía Nam CGH trong chuồng trại chăn nuôi thuộc hãng cao nhất nước Ngược lại, CGH cây trồng cạn (đậu, bắp, mía v v) hầu như chưa có gì ngoài làm đất Ví dụ cây bắp: các khâu gieo, chăm sóc đều thủ công; khâu thu hoạch chỉ mới bằng máy khoảng 5 năm gần đây, và cũng chỉ trên một phần diện tích Chi phí cao, năng suất không cao như thế giới, nên không cạnh tranh được với bắp ngoại nhập Có lẽ vì thế mà diện tích trồng bắp khoảng 58 000 ha năm 2007 đã giảm xuống 46 000 ha vào năm 2017 (GSO, 2018), dù Đồng Nai vẫn là tỉnh trong “top 3” về sản xuất bắp b) CGH để bảo vệ tài nguyên đất-nước , bảo vệ môi trường cho một nền nông nghiệp bền vững: Hầu như chưa có, giống như tình trạng chung của cà nước Các tiểu mục sau phân tích chi tiết về vấn đề này: 2 2 Đất Khoảng 92% đất Đồng Nai có độ dốc dưới 15 o ; trong đó 82% là đất dốc dưới 8 o Theo phân loại qui hoạch xét về độ dốc (Nguyễn Trọng Uyên 2013): 3 Độ dốc từ 3 đến 15 o (5%-27%) ** , là địa hình đồi thấp, bình nguyên như ỏ Tây Nguyên hoặc Đông Nam bộ, thường trồng cây công nghiệp dài ngày như cao su, chè, cà phê, tiêu, điều, dâu tằm và cây ăn quả, hoặc trồng cây công nghiệp ngắn ngày như khóm, mía, khoai mì, bông vải v v Độ dốc dưới 3 o (5%) là địa hình bằng phẳng, thích hợp cho trồng lúa và rau màu Có thể thấy 2 vấn đề với đất “bằng phẳng” này, giả sử xét vùng đất dốc 1% (0,6 độ): - Trồng lúa cần đất rất bằng phẳng, lý tưởng 0% dốc, giới hạn 0,08% dốc, nghĩa là thửa ruộng dài 100 m chỉ được phép chênh lệch 0,08 m (8 cm), để giữ nước cho cây lúa Vì để khống chế cỏ dại và các yêu cầu khác của ruộng ngập nước, nếu chênh lệch giữa điểm cao nhất và thấp nhất ( Max-Min ) vượt quá 15 cm (tương đương với độ đốc 0,15% trên chiều dài 100 m) cần yêu cầu bơm nước hơn gấp đôi so với thửa ruộng bằng phẳng ( Max-Min ) chỉ chênh 5 cm, ứng với độ dốc 0,05% trên chiều dài 100 m (Rickman 2002) Dốc 1% nghĩa là phải đắp bờ, chiều dài chỉ còn 5- 10 m thành các mảnh ruộng “bé xíu” - Trồng rau màu, nếu độ dốc thửa ruộng vượt quá 0,5%, đất với cây trồng cạn sẽ bị xói mòn, đặc biệt với mưa nhiệt đới (Arnold, 1986) Miền Đông Nam bộ có diện tích 46 300 km 2 (4 630 000 triệu ha đất), trong đó có 864 000 ha (18,7% diện tích) có độ dốc dưới 5%, và 721 400 ha (15,6% diện tích) có độ dốc 5-27% hay 3-15 o Một nghiên cứu (Nguyễn Văn Xuân và ctv, 2013) đo độ dốc tại một số thửa ruộng bắp, mía, khoai mì v v Kết quả: Đất khá phẳng như ở Trung tâm Nghiên cứu Hưng Lộc, dốc 0,1- 0,4% (với chiều dài > 100 m) Ngược lại ruộng mía ở La Ngà, Huyện Định Quán, Đồng Nai: dốc 1,0 - 2,5%, vượt xa mức giới hạn 0,5% nên xói mòn do nước khá nghiêm trọng Những phản ảnh của người dân rằng trước đây 20 năm khi mới khai hoang năng suất mía khá cao, nay năng suất ngày càng giảm, có thể tìm được lời giải thích qua yếu tố xói mòn đất đai làm mất dưỡng chất (a) Đất dẽ sau cơn mưa, nước chảy tràn (b) Đất dốc: Hom giống, phân, đất trôi theo dòng nước mưa (c) Đất dốc: Laterit hóa Hình 1: Các vấn đề liên quan đến đất dốc Có thể giải thích bằng "vòng lẩn quẩn": Xói mòn đất đai Năng suất thấp Không đủ vốn đầu tư cải tạo đất và cơ giới hóa Xói mòn đất đai Năng suất thấp ** Độ dốc tính bằng %, công thức: Dốc,% = (H / L) *100, với: L = chiều dài đo giữa hai điểm tính theo đường ngang, H = chênh lệch độ cao Độ dốc tính bằng Góc dốc Alpha, công thức: α, độ = arc tan(H/L) Ví dụ chuyển đổi: Dốc 3 độ = 5% Độ dốc% được dùng nhiều hơn Góc dốc, vì liên hệ trực quan với đo đạc 4 Với đất dốc 3-15º trồng cây công nghiệp như kiểu ở đất bằng, xói mòn đất là nghiêm trọng, không cần bàn luận thêm 2 3 Nước Khác với các nước Âu Mỹ, mưa ở Việt Nam nói chung và Đồng Nai nói riêng rất cao So sánh lượng mưa mỗi năm: Berkely (Mỹ) 620 mm; Moscow (Nga) 800 mm, Frankfurt (Đức) 690 mm (Nguồn: http://www worldclimate com ) Đối chiếu, lượng mưa ở Đồng Nai khoảng 1500- 1700 mm/năm; tính ra 1 ha nhận khoảng 16 000 m 3 nước mỗi năm Tính với vài trăm ngàn hecta đất nông nghiệp của Đồng Nai, đã được “trời cho” một lượng nước khổng lồ, gấp đôi hồ chứa của Thủy điện Trị An Tính lý thuyết, lượng mưa này đủ nước cho 2 vụ trồng lúa và màu với tổng thời gian sinh trưởng 200 ngày Vấn đề không đơn giản, vì nước mưa: ●chảy tràn ra sông suối; ●thấm vào lòng đất, để rồi, ●một phần được giữ trong đất, ●một phần thấm xuống tầng nước ngầm, ●một phần cũng chảy ngầm ra sông suối, ●một phần bốc hơi trở lại vào không khí Chỉ có phần giữ trong đất được sử dụng trực tiếp cho cây trồng Sử dụng nước ngầm hay sông suối đều phải bơm hoặc đắp đập, tốn năng lượng Không những khác về lượng mưa, mà còn khác về cường độ Mưa ở Đồng Nai tập trung khoảng 6 tháng “mưa như trút nước” đến 100 mm/trận mưa không phải là bất thường, nên nước chảy tràn không những làm thất thoát nước, mà còn cuốn theo đất đai và dưỡng chất cần cho cây trồng Ngược lại, mưa ở các xứ ôn đới phân bố đồng đều hơn Ví dụ dự báo thời tiết gần Frankfurt thường nghe trong năm: “xác suất mưa 50%”, nghĩa là 1 ngày nắng và 1 ngày mưa; mỗi trận mưa trung bình dưới 4 mm Thực tế có thể đi trong mưa cả giờ mà chưa ướt áo; khác với mưa ở Long Khánh chỉ vài phút là “ướt như chuột lột” Như vậy, vấn đề là làm sao giữ được nước mưa ở lại tối đa trong lớp đất để rễ cây tiếp cận được trực tiếp Đó là tiết kiệm nước ở cấp vỉ mô , trong tình hình biến đổi khí hậu, nguồn nước cho trồng trọt ngày càng giảm Lâu nay, chúng ta cũng có tiết kiệm nước bằng các “công nghệ cao” như tưới phun, tưới nhỏ giọt v v Những lợi điểm rất rõ, nếu tiết kiệm được 3 mm nước mỗi ngày (ví dụ 5 mm bằng tưới nhỏ giọt so với 8 mm tưới tràn) thì hai vụ có thể tiết kiệm 200 mm nước Tiếc rằng qui mô diện tích còn nhỏ, giả sử đạt vài ngàn hecta cũng chỉ khoảng 1% tổng diện tích đất nông nghiệp của Đồng Nai Qui mô chỉ có thể tăng từ từ, dù biết sẽ hoàn vốn, vì với đầu tư vài chục triệu đồng mỗi hecta, không phải tất cả nông dân đều bỏ tiền ra ngay Tưới nhỏ giọt áp dụng thiết bị tự động hóa trong nhà kính nhà lưới càng phải đầu tư cao mới đồng bộ Tóm tắt, công nghệ nào tiết kiệm nước trời mưa đạt qui mô gấp chục gấp trăm lần các công nghệ cao như tưới phun hay tưới nhỏ giọt đều đáng gọi là “công nghệ cao” Dĩ nhiên phải có thiết bị cơ khí tương ứng với công nghệ để đạt được qui mô lớn 3 Định hướng Phần phân tích trên cho thấy hướng đi của công nghệ cao cho Đồng Nai, ngoài các công nghệ thường hình dung như nhà lưới nhà kính hay công nghệ sinh học, công 5 nghệ thông tin, và ngoài việc cơ giới hóa canh tác theo thông thường, cần rất chú trọng đến công nghệ và thiết bị bảo vệ đất-nước ở qui mô lớn Định hướng này đòi hỏi nhiều nghiên cứu phát triển cho phù hợp với điều kiện cây trồng, khí hậu và đất đai ở Đồng Nai Không nhất thiết phải là hay phải có 4 0, nhưng cũng không loại trừ đưa các tiến bộ công nghệ thông tin vào các giải pháp này Yêu cầu chung là cải thiện và bảo vệ đất-nước, với công suất làm việc cao hơn nhiều so với lao động thủ công, đầu tư và chi phí hoạt động chấp nhận được Năng suất cây trồng cũng phải tăng so với canh tác thông thường Tiêu chí cuối --kinh tế-- có thể tham khảo mô hình “chủ máy làm dịch vụ” phổ biến với CGH lúa ở Đồng bằng Sông Cửu Long 4 Các giải pháp Chúng ta có thể đề nghị ba giải pháp với công nghệ và thiết bị tương ứng, tất cả nằm trong khả năng chế tạo hoặc ứng dụng tại địa phương: 1) San phẳng điều khiển bằng laser để tạo ruộng bậc thang; 2) Bồi dưỡng chất hữu cơ cho đất; và 3) Trồng cây trên luống 4 1 San phẳng ruộng điều khiển bằng laser để tạo ruộng bậc thang Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị san laser (Hình 2): Tia laser từ bộ phát tín hiệu laser tạo thành một mặt chuẩn laser cố định song song với mặt phẳng nằm ngang (Rickman 2002) Bộ nhận nhận tín hiệu laser lắp cố định trên gàu san, và có gắn các cảm biến xác định vị trí tương đối của mặt phẳng laser do bộ phát tạo ra so với vạch chuẩn của bộ nhận Hệ thống thuỷ lực nối với của máy kéo điều khiển tự động nâng hạ gàu san, để tạo mặt ruộng bằng phẳng Hình 2: Liên hợp máy san phẳng laser và máy kéo 55 HP Với lúa nước, san phẳng để tạo ra một thửa ruộng bằng phẳng với diện tích như mong muốn, đa số trường hợp là hợp nhất nhiều mảnh ruộng nhỏ lại, và kiểm soát được mức nước cho cây lúa phát triển, tạo tiền đề ứng dụng cơ giới hóa tiếp theo San laser được áp dụng phổ biến ở Mỹ, Úc v v từ thập kỷ 1980; và ở Đồng bằng Sông Cửu Long từ 2004 đến nay đã san được khoảng 2000 ha đất lúa (so với Ấn Độ trong cùng thời gian đã san hơn 1 triệu hecta) Với cây trồng cạn (đậu, bắp v v) trên đất có độ dốc không lớn, cỡ 1-2%, san laser tạo mặt ruộng có độ dốc hơn 0,2% để có thể tiêu thoát nước từ từ, nhưng cũng không 6 được quá 0,5% vì xói mòn đất xảy ra do nước chảy tràn mạnh Thiết bị san với dốc nghiêng theo hai hướng hiện có sẵn trên thị trường Nhưng với đất có độ dốc lớn hơn, cỡ 3-10%, không thể san như trên vì khối lượng đất đào-đắp quá lớn Phải tạo thành những ruộng bậc thang đồng mức ( contour terraces ) Ruộng bậc thang đã có cả ngàn năm ở Tây Bắc bộ (Hình 3), là những dải đồng mức rộng 1- 2 m chỉ hợp với canh tác thủ công; nhưng khó canh tác cơ giới hóa trên các bậc thang quá hẹp này Ý tưởng thực hiện của ông cha ta đời trước cần được nâng tầm lên với thiết bị cơ giới, san phẳng laser Các dải ruộng bậc thang “cơ giới hóa” có bề rộng 15- 30 m, để giảm bớt khối lượng đất đào đắp; và cũng thuận lợi cho việc vận hành máy, máy kéo có thể chạy hàng trăm mét, tăng hiệu suất sử dụng máy (Hình 4 và 5) Độ dốc mỗi bậc thang chỉ khoảng 0,3%, nước sẽ thoát từ từ Với kỹ thuật sử dụng laser để san phẳng, việc này không vượt tầm tay chúng ta Đầu tư kiến thiết mỗi hecta ước lượng 20- 40 triệu đồng, cũng không quá lớn so với ích lợi lâu dài và bền vững cho nông nghiệp Làm dải đồng mức như trên cũng là cách tốt nhất để giữ đất, chính xác là giữ độ phì nhiêu đất đai Một tài liệu ở Nebraska của Mỹ (Dickey et al , 1985 ) cho thấy khả năng giảm đến 80% lượng thất thoát đất trôi, nhờ kỹ thuật canh tác theo dải đồng mức bậc thang Năm 2013, kỹ thuật làm bậc thang đồng mức để cơ giới hóa như trên đã được công ty Trimble (Mỹ) thực hiện với hệ thống tự động, thông tin và điều khiển qua GPS Công ty đã thực hiện thí điểm 8 hecta ở Indonesia (Heyward 2014) Sau khi khảo sát địa hình và vẽ đường đồng mức yêu cầu, máy kéo sẽ tự động lái theo chương trình; tài xế chỉ ngồi theo dõi màn hình trên máy kéo (Hình 6) Đây là công nghệ cao , ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS và hệ thống lái tự động (Guo và Maas 2012) Hình 3: Ruộng bậc thang vùng Tây-Bắc bộ, thu hút khách du lịch vào mùa lúa chín, nhưng khó canh tác cơ giới hóa Ảnh: internet http://dulich24 com Hình 4: Sơ đồ dải đồng mức bậc thang cho cơ giới hóa Hình 5 Cơ giới hóa trên ruộng bậc thang (USDA 2001) Hình 6: Hệ thống "AutoSteer" của Trimble để tạo ruộng bậc thang 7 Giữ nước được, mùa mưa 7 tháng sẽ có nước cho 8- 9 tháng, mùa khô 5 tháng chỉ thiếu nước 3- 4 tháng, vậy mỗi năm cũng có thể làm được hai vụ cây ngắn ngày 4 2 Bồi dưỡng chất hữu cơ cho đất Chất hữu cơ trong đất đã được xác lập có 4 vai trò: # cải thiện kết cấu đất tạo thông thoáng cho bộ rễ cây; # giữ được các khoáng chất, bớt thất thoát phân hóa học, và giữ thêm nước, chống khô hạn; # tạo môi trường sống cho vi sinh vật có ích trong đất, góp phần tăng năng suất cây trồng; # thêm dưỡng chất cho cây trồng Đất đai Việt Nam, trồng lúa hay trồng màu, theo nhiều nghiên cứu đã công bố, đa số thiếu chất hữu cơ, thậm chí ở mức nghiêm trọng Nguyên nhân do nông dân quá tin cậy vào phân hóa học Còn hữu cơ thì “có ra mà không có vào” Lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long, do bị đập ngăn ở thượng nguồn, và do đê bao ở địa phương, nên phù sa mang hữu cơ ngày càng giảm đi Bắp, đậu, mía v v ở miền Đông Nam bộ trồng ở đất “hơi dốc” bị xói mòn nên cũng dần mất chất hữu cơ Để bồi dưỡng hữu cơ cho đất đai trên diện rộng, khó có thể theo hướng “hữu cơ cao cấp” như trồng rau hoa ở đô thị (mỗi kg phân hữu cơ giá 4000- 10000 đ, bằng giá lúa!) Số lượng phải cỡ hàng chục tấn mỗi hecta, nên chi phí phải tối thiểu Đáp ứng yêu cầu này, nguồn nguyên liệu làm phân hữu cơ phải “rẻ như cho”, không tốn chi phí vận chuyển, nghĩa là phải có sẵn trên đồng ruộng Vậy chỉ có hai nguồn: a) Dư thừa cây trồng sau khi thu hoạch; b) Cỏ dại trên đồng Dùng nguồn nào thì cũng phải băm nát các dư thừa này, để chúng mau phân hủy Thị trường các máy nông nghiệp này có sẵn trên thế giới (Hình 7); để rút ngắn thời gian nghiên cứu, chúng ta có thể nhập mẫu và thu nhỏ lại cho phù hợp với cỡ máy kéo tại địa phương; công nghệ chế tạo các máy băm này cũng không quá tầm ngành cơ khí trong nước Có thể băm cây trước khi làm đất hoặc trồng; hoặc có thể băm giữa các hàng cây khi cỏ đã mọc cao (Hình 8) Đã áp dụng cho 200 ha của một nông trại trồng chuối và ca cao ở Huyện Easup, Đak-Lak Vùng này rất nghèo hữu cơ, đến nổi rừng cây lơ thơ gọi là “rừng khộp” Nông trại đã “nuôi” cỏ Mỹ ( Pennisetum setaceum ) và dùng máy thu hoạch và băm cỏ rãi giữa hàng cây ăn trái, như thế có được hàng chục tấn chất hữu cơ mỗi ha ( Thông tin cá nhân từ TS Phạm Hồng Đức Phước) (a) ( b) Hình 7: Các máy băm dư thừa thực vật, (a) Kuhn (Hà Lan); Loftness (Mỹ) (Nguồn: https://www kuhn com/ và https://www loftness com/media/ > 8 Hình 8: Máy cắt-băm cỏ Mỹ tại một nông trại trồng chuối và ca cao ở Huyện Easup, Đak-Lak (made in VietNam) 4 3 Trồng cây trên luống Bộ rễ cây trồng cạn không chỉ hấp thu dưỡng chất mà còn là một “máy thở” hấp thu không khí Cày bừa xới xáo là để vừa diệt cỏ, vừa tạo thông thoáng cho bộ rễ Ở Israel, dù đất khô không ngập nước, người ta đã bước đầu trổng cây ăn quả trên luống, đạt năng suất cao ( Thông tin từ TS Phạm H Đ Phước) Ở miền Nam, nhiều nơi đã lên “mô” trồng cây ăn trái (Hình 9) (Photo: PHHien) (Photo: Internet) Hình 9: Mô đất trồng cây ăn trái Gần đây ở Phú Yên và Nha Trang, mới áp dụng cách làm đất theo hố để trồng mía (Hình 10) Cách làm này rất tốt vì bảo vệ đất chống xói mòn ở đất dốc, và tiết kiệm nước ở vùng khô hạn Tuy nhiên, mới chỉ cơ giới hóa đào hố (Hình 10a, 10b), việc bỏ hom mía vào từng hố (Hình 10c) tốn rất nhiều công lao động so với trồng thông thường, lại thêm một nút thắt đội chi phí cho cây mía Năng suất có tăng, nhưng có đủ vượt trội so với chi phí? Bài toán giá đường Việt Nam không cạnh tranh nổi trong khu vực cũng từ chi phí nguyên liệu mía… a) b) c) Hình 10 Trồng mía theo hố: a) Máy khoan hố, sâu 60 cm; b) Hố khoan; c) Bỏ hom thủ công Nguồn: http://ktv org vn/tin-tong-hop/kinh-te/mo-hinh-thi-diem-ung-dung-quy-trinh-trong-va-cham-soc-cay- mia-duong/ ; và www ktv org (Truyền hình Khánh Hòa) 9 Về nguyên lý, dùng máy tạo luống (liếp, ridge) dài liên tục và trồng bằng máy theo hàng thẳng, chi phí sẽ thấp hơn nhiều so với đào từng hố và dùng tay bỏ 12 hom mía trong một hố Vậy cần cơ giới hóa theo luống Tuy nhiên trồng theo luống cần phải có thêm ưu điểm của trồng theo hố, đó là giữ nước cục bộ, chống xói mòn chảy tràn Giải quyết vấn đề chống xói mòn bằng phương pháp làm đất tạo hố trũng ( basin reservoir tillage , Hình 11) Đã có giải pháp: Thiết bị đào rãnh luống (furrow) ở phía trước, theo sau là bộ phận tạo gờ chặn (basin check, dike) Nguyên lý và cấu tạo máy cũng không quá phức tạp, ngành cơ khí trong nước có thể chế tạo được Các rãnh và luống này nếu đi theo đường đồng mức (Hình 11d) thì tác dụng giữ đất giữ nước càng hiệu quả hơn (a) Nguồn: https://www farm-equipment com/articles/ 16956-ag-engineering-dev-co-inc-dammer-diker (b) Nguồn: https://digitalcommons unl edu/ extensionhist/1199/ (c) Nguồn: https://www willmarfab com/rt850 php (d)) Nguồn: http://nwrm eu/measure/low-till- agriculture Hính 11: Các thiết bị làm đất tạo luống, hố trũng, và/hoặc chặn rãnh luống Nghiên cứu của Spurgeon et al (1995) với cây bắp qua hai năm trên đất có độ dốc 3,8%, so sánh hai nghiệm thức: 1/ làm đất bình thường; 2/ làm đất tạo hố trũng; kết quả: năng suất trung bình ở làm đất ở hố trũng cao hơn 16% so với bình thường 5 Kết luận Đã trình bày thực trạng công nghệ cao áp dụng ở Đồng Nai, thực trạng đất đai và nước cho nông nghiệp ở vùng Đông Nam bộ trong đó có Đồng Nai, mà mức độ xói mòn đất-nước khá trầm trọng do đất dốc và mưa lớn Trong lúc vẫn tiếp tục phát triển các công nghệ cao có hiệu quả hiện nay, cần thêm định hướng và giải pháp đưa các thiết bị cơ khí (bao gồm các thiết bị công nghệ cao) để bảo vệ đất-nước , nhằm giữ 10 được một nền nông nghiệp bền vững, xứng đáng với tên gọi công nghệ cao Đã đề nghị 3 giải pháp cơ bản, với các thiết bị tương ứng: San phẳng tạo ruộng bậc thang thuận lợi cho cơ giới hóa; bồi dưỡng hữu cơ cho đất; và trồng cây trên luống Tất cả đều nhằm tăng năng suất cây trồng, và tăng thu nhập cho đại đa số nông dân Dĩ nhiên cần thêm các nghiên cứu chi tiết hơn, với các đề tài kết hợp với các cơ sở sản xuất nông nghiệp và các cơ quan nghiên cứu phát triển/ chế tạo máy nông nghiệp, để có thêm các số liệu kỹ thuật và kinh tế phù hợp với địa phương Tài liệu tham khảo Arnold R (Ed ) 1986 Land forming for improved surface irrigation , 11 st edition NSW Agriculture Bordovsky J P 2019 Low-energy precision application (LEPA) irrigation: a forty-year review Transactions of the ASABE Vol 62(5): 1343-1353 American Society of Agricultural and Biological Engineers Buchleiter, G W , Bynum Jr , E D , Archer, T L , Lyle, W M 1992 Performance of LEPA equipment on center-pivot machines Appl Eng Agric , 8 (5), 631-637 Dickey E , T Hamer, D L Hay, P Jasa, T Peterson 1985 Terrace Systems for Nebraska Univ Nebraska Cooperative Extension Bulletin G85-750-A GSO (Tộng cục thống kê) 2018 Số liệu thống kê nông lâm nghiệp 1990-2017 Guo W, S J Maas 2012 Terrace layout design utilizing geographic information system and automated guidance system Applied Engineering in Agriculture, Vol 28 (1) pp31-38 American Society of Agricultural and Biological Engineers Nguyễn Đức Cảnh, Phạm D Lam, Trần V, Khanh, Phan H Hiền 2010 San phẳng ruộng điều khiển bằng laser Trích từ: " Công nghệ sau thu hoạch lúa gạo ở Việt Nam ", tài liệu Dự án ADB-IRRI RETA N o 6489, Nxb Nông nghiệp, Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Trọng Uyên 2013 Hiện trạng đồng ruộng ở một số Tỉnh phía Nam Kỷ yếu Hội thảo "San phẳng đồng ruộng ứng dụng kỹ thuật điều khiển laser" do Dự án Sau thu hoạch lúa gạo ADB–IRRI–VN tổ chức tại TP Tân An, 15-16 / 3 / 2013 Nguyễn Văn Xuân, Nguyễn Đ Cảnh, Phạm D Lam, Nguyễn V Hùng, Phan H Hiền, Trương Q Trường 2013 Báo cáo tổng hợp các kết quả đo đạc thực tế về độ chênh lệch mặt đồng Kỷ yếu Hội thảo “San phẳng đồng ruộng ứng dụng kỹ thuật điều khiển laser” do Dự án Sau thu hoạch lúa gạo ADB–IRRI–VN tổ chức tại TP Tân An, 15-16 / 3 / 2013 Phạm Quang Khánh 1995 Tài nguyên đất vùng Đông Nam bộ - Hiện trạng và tiềm năng NXB Nông nghiệp Phan Hiếu Hiền 2009 Cơ giới hóa sản xuất lúa gạo ở Đồng bằng Sông Cửu Long Trích: Nguyễn Văn Luật (chủ biên) Cây lúa Việt Nam Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Phan Hiếu Hiền 2017 Suy nghĩ về hai điểm cần cho cơ giới hóa nông nghiệp Việt Nam Trích từ Kỷ yếu “Diễn đàn kinh tế Việt Nam 2017: Phát triển nông nghiệp chất lượng, hiệu quả tại Việt Nam”, Hà Nội 27-6-2017 Rickman J 2002 Land leveling: a reference guide IRRI, Philippines Spurgeon, W E , Feyerherm, A A , & Manges, H L (1995) In canopy application mode and soil surface modification for corn Appl Eng Agric , Vol 11(4):517-522 ASAE Zhang Z , A D McHugh, H Li, S Ma, Q Wang, J He, K Zheng 2017 Global overview of research and development of crop residue management machinery Applied Engineering in Agriculture, Vol 33(3): 329-344 ASABE
Cơ khí ứng dụng cơng nghệ cao để bảo vệ tài nguyên đất-nước tăng suất trồng # Phan Hiếu Hiền #.# Tóm tắt Cơng nghệ cao khơng phải công nghệ sinh học, công nghệ thông tin v.v, mà cịn cơng nghệ khí để giới hóa nơng nghiệp bảo vệ tài ngun đất-nước Bài trình bày thực trạng đất đai nước cho nông nghiệp vùng Đông Nam có Đồng Nai; bật đất dốc gây xói mịn nước mưa chảy tràn, đất đai thối hóa thiếu chất hữu dinh dưỡng Giải pháp đưa thiết bị khí để bảo vệ đất-nước, trước mắt gồm ba việc: 1) san phẳng ruộng điều khiển laser để tạo ruộng bậc thang; 2) bồi dưỡng chất hữu cho đất; 3) trồng luống Các việc thực với thiết bị khí tầm chế tạo sử dụng Việt Nam, cho nông nghiệp bền vững, xứng đáng với tên gọi cơng nghệ cao Từ khóa: Nơng nghiệp cơng nghệ cao; San phẳng laser; Cơ khí; Chất hữu cơ; trồng luống Dẫn nhập “Công nghệ cao” nông nghiệp thường hình dung tiêu biểu với trồng nhà kính tiết kiệm đất, khơng dùng đất thủy canh khí canh; áp dụng cơng nghệ sinh học, công nghệ thông tin IoT, iCloud, GIS v.v, nhằm đạt suất cao an toàn sinh học thực phẩm “Công nghệ cao” thường coi đồng nghĩa với đầu tư cao, từ hàng trăm triệu đến vài tỷ đồng /ha (do vật tư chủ yếu ngoại nhập, plastic, thiết bị v.v) nên thiểu số nơng dân có khả góp vốn, giá thành sản phẩm thường cao, dù suất đạt cao Giá bán cao, phục vụ số người giả, chủ yếu thành thị, cịn đa số nơng thơn dùng sản phẩm thơng thường Trong lúc đó, hàng triệu nơng dân vốn, sở hữu tài ngun q giá; hàng triệu hecta ĐẤT, NƯỚC MƯA cho sơng ngịi trồng trọt Khai thác phải đồng thời bảo vệ tài nguyên này, để nông nghiệp bền vững Lâu nay, nói “cơ giới hóa” thường nghĩ đến thay công lao động cực nhọc ngồi đồng máy móc, để tăng suất lợi nhuận cho người nông dân Nhưng suất giữ mức cao, đất đai ngày thối hóa, nước tưới ngày thiếu Bảo vệ đất-nước khó lao động thủ cơng (chưa đủ cho canh tác) mà phải sử dụng thiết bị CƠ KHÍ, thêm tiếp sức cơng nghệ thông tin Vai # Tham luận gửi đến Hội thảo “Ứng dụng Công nghệ cao lĩnh vực Nông nghiệp Đồng NaiThực trạng giải pháp” ngày 7-1-2020tại Biên Hòa, Đồng Nai #.# Giảng viên (đã nghỉ hưu) Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh; Email: phhien1948@yahoo.com trị “bảo vệ” khí chưa thực tế, cần quan tâm Đó “cơng nghệ cao” nơng nghiệp Bài trình bày thực trạng cơng nghệ cao áp dụng Đồng Nai, thực trạng đất đai nước cho nơng nghiệp vùng Đơng Nam có Đồng Nai, định hướng giải pháp đưa thiết bị khí (có thể bao gồm thiết bị công nghệ cao) để bảo vệ đất-nước, nhằm giữ nông nghiệp bền vững, xứng đáng với tên gọi công nghệ cao Nội dung nhắm đến đất cho trồng cạn công nghiệp đất cao, mạnh Đồng Nai tỉnh khác vùng Đông Nam Tây nguyên Thực trạng 2.1 Qui mô ứng dụng công nghệ cao nông nghiệp Đồng Nai Đồng Nai với diện tích tự nhiên 586 300 ha, gần nửa (277 300 = 47,3%) đất dành cho sản xuất nơng nghiệp (GSO, 2018) Giả sử diện tích đất cho cơng nghệ cao 2000 (?) chưa đến 1% đất nông nghiệp; giả sử giá trị lợi nhuận gấp đơi canh tác bình thường, chưa đến 2% tổng giá trị sản phẩm nông nghiệp Điều buộc phải nghĩ đến cho đa số 99%, với công nghệ tạm gọi “hơi cao”, nói rõ cơng nghệ khí để giới hóa (CGH) nơng nghiệp CGH chia hai mảng: a) CGH đồng chuồng trại; nhằm tăng suất lao động suất đơn vị sản xuất (hecta, m2 chuồng v.v), chất lượng đồng đều, hạ chi phí sản xuất CGH lúa Đồng Nai (diện tích khoảng 15 000 ha, 5-7% so với tỉnh trọng điểm lúa ĐB Sông Cửu Long) đạt mức độ tương tự tỉnh phía Nam CGH chuồng trại chăn nuôi thuộc hãng cao nước Ngược lại, CGH trồng cạn (đậu, bắp, mía v.v) chưa có ngồi làm đất Ví dụ bắp: khâu gieo, chăm sóc thủ cơng; khâu thu hoạch máy khoảng năm gần đây, phần diện tích Chi phí cao, suất khơng cao giới, nên khơng cạnh tranh với bắp ngoại nhập Có lẽ mà diện tích trồng bắp khoảng 58 000 năm 2007 giảm xuống 46 000 vào năm 2017 (GSO, 2018), dù Đồng Nai tỉnh “top 3” sản xuất bắp b) CGH để bảo vệ tài nguyên đất-nước, bảo vệ môi trường cho nơng nghiệp bền vững: Hầu chưa có, giống tình trạng chung cà nước Các tiểu mục sau phân tích chi tiết vấn đề này: 2.2 Đất Khoảng 92% đất Đồng Nai có độ dốc 15o; 82% đất dốc 8o Theo phân loại qui hoạch xét độ dốc (Nguyễn Trọng Uyên 2013): Độ dốc từ đến 15o (5%-27%) **, địa hình đồi thấp, bình nguyên ỏ Tây Nguyên Đông Nam bộ, thường trồng công nghiệp dài ngày cao su, chè, cà phê, tiêu, điều, dâu tằm ăn quả, trồng cơng nghiệp ngắn ngày khóm, mía, khoai mì, bơng vải v.v Độ dốc 3o (5%) địa hình phẳng, thích hợp cho trồng lúa rau màu Có thể thấy vấn đề với đất “bằng phẳng” này, giả sử xét vùng đất dốc 1% (0,6 độ): - Trồng lúa cần đất phẳng, lý tưởng 0% dốc, giới hạn 0,08% dốc, nghĩa ruộng dài 100 m phép chênh lệch 0,08 m (8 cm), để giữ nước cho lúa Vì để khống chế cỏ dại yêu cầu khác ruộng ngập nước, chênh lệch điểm cao thấp (Max-Min) vượt 15 cm (tương đương với độ đốc 0,15% chiều dài 100 m) cần yêu cầu bơm nước gấp đôi so với ruộng phẳng (Max-Min) chênh cm, ứng với độ dốc 0,05% chiều dài 100 m (Rickman 2002) Dốc 1% nghĩa phải đắp bờ, chiều dài 5- 10 m thành mảnh ruộng “bé xíu” - Trồng rau màu, độ dốc ruộng vượt 0,5%, đất với trồng cạn bị xói mịn, đặc biệt với mưa nhiệt đới (Arnold, 1986) Miền Đơng Nam có diện tích 46 300 km2 (4 630 000 triệu đất), có 864 000 (18,7% diện tích) có độ dốc 5%, 721 400 (15,6% diện tích) có độ dốc 5-27% hay 3-15o Một nghiên cứu (Nguyễn Văn Xuân ctv, 2013) đo độ dốc số ruộng bắp, mía, khoai mì v.v Kết quả: Đất phẳng Trung tâm Nghiên cứu Hưng Lộc, dốc 0,1- 0,4% (với chiều dài > 100 m) Ngược lại ruộng mía La Ngà, Huyện Định Quán, Đồng Nai: dốc 1,0 - 2,5%, vượt xa mức giới hạn 0,5% nên xói mịn nước nghiêm trọng Những phản ảnh người dân trước 20 năm khai hoang suất mía cao, suất ngày giảm, tìm lời giải thích qua yếu tố xói mịn đất đai làm dưỡng chất (a) Đất dẽ sau mưa, nước chảy tràn (b) Đất dốc: Hom giống, phân, đất trơi theo dịng nước mưa Hình 1: Các vấn đề liên quan đến đất dốc (c) Đất dốc: Laterit hóa Có thể giải thích "vịng lẩn quẩn": Xói mịn đất đai Năng suất thấp Không đủ vốn đầu tư cải tạo đất giới hóa Xói mòn đất đai Năng suất thấp ** Độ dốc tính %, cơng thức: Dốc,% = (H / L) *100, với: L = chiều dài đo hai điểm tính theo đường ngang, H = chênh lệch độ cao Độ dốc tính Góc dốc Alpha, cơng thức: α, độ = arc tan(H/L) Ví dụ chuyển đổi: Dốc độ = 5% Độ dốc% dùng nhiều Góc dốc, liên hệ trực quan với đo đạc Với đất dốc 3-15º trồng công nghiệp kiểu đất bằng, xói mịn đất nghiêm trọng, không cần bàn luận thêm 2.3 Nước Khác với nước Âu Mỹ, mưa Việt Nam nói chung Đồng Nai nói riêng cao So sánh lượng mưa năm: Berkely (Mỹ) 620 mm; Moscow (Nga) 800 mm, Frankfurt (Đức) 690 mm (Nguồn: http://www.worldclimate.com ) Đối chiếu, lượng mưa Đồng Nai khoảng 1500- 1700 mm/năm; tính nhận khoảng 16 000 m3 nước năm Tính với vài trăm ngàn hecta đất nơng nghiệp Đồng Nai, “trời cho” lượng nước khổng lồ, gấp đôi hồ chứa Thủy điện Trị An Tính lý thuyết, lượng mưa đủ nước cho vụ trồng lúa màu với tổng thời gian sinh trưởng 200 ngày Vấn đề khơng đơn giản, nước mưa: ●chảy tràn sơng suối; ●thấm vào lịng đất, để rồi, ●một phần giữ đất, ●một phần thấm xuống tầng nước ngầm, ●một phần chảy ngầm sông suối, ●một phần bốc trở lại vào khơng khí Chỉ có phần giữ đất sử dụng trực tiếp cho trồng Sử dụng nước ngầm hay sông suối phải bơm đắp đập, tốn lượng Không khác lượng mưa, mà khác cường độ Mưa Đồng Nai tập trung khoảng tháng “mưa trút nước” đến 100 mm/trận mưa bất thường, nên nước chảy tràn khơng làm thất nước, mà cịn theo đất đai dưỡng chất cần cho trồng Ngược lại, mưa xứ ôn đới phân bố đồng Ví dụ dự báo thời tiết gần Frankfurt thường nghe năm: “xác suất mưa 50%”, nghĩa ngày nắng ngày mưa; trận mưa trung bình mm Thực tế mưa mà chưa ướt áo; khác với mưa Long Khánh vài phút “ướt chuột lột” Như vậy, vấn đề giữ nước mưa lại tối đa lớp đất để rễ tiếp cận trực tiếp Đó tiết kiệm nước cấp vỉ mơ, tình hình biến đổi khí hậu, nguồn nước cho trồng trọt ngày giảm Lâu nay, có tiết kiệm nước “công nghệ cao” tưới phun, tưới nhỏ giọt v.v Những lợi điểm rõ, tiết kiệm mm nước ngày (ví dụ mm tưới nhỏ giọt so với mm tưới tràn) hai vụ tiết kiệm 200 mm nước Tiếc qui mơ diện tích cịn nhỏ, giả sử đạt vài ngàn hecta khoảng 1% tổng diện tích đất nơng nghiệp Đồng Nai Qui mơ tăng từ từ, dù biết hồn vốn, với đầu tư vài chục triệu đồng hecta, tất nông dân bỏ tiền Tưới nhỏ giọt áp dụng thiết bị tự động hóa nhà kính nhà lưới phải đầu tư cao đồng Tóm tắt, cơng nghệ tiết kiệm nước trời mưa đạt qui mô gấp chục gấp trăm lần công nghệ cao tưới phun hay tưới nhỏ giọt đáng gọi “công nghệ cao” Dĩ nhiên phải có thiết bị khí tương ứng với công nghệ để đạt qui mô lớn Định hướng Phần phân tích cho thấy hướng cơng nghệ cao cho Đồng Nai, ngồi cơng nghệ thường hình dung nhà lưới nhà kính hay cơng nghệ sinh học, cơng nghệ thơng tin, ngồi việc giới hóa canh tác theo thông thường, cần trọng đến công nghệ thiết bị bảo vệ đất-nước qui mô lớn Định hướng đòi hỏi nhiều nghiên cứu phát triển cho phù hợp với điều kiện trồng, khí hậu đất đai Đồng Nai Không thiết phải hay phải có 4.0, khơng loại trừ đưa tiến công nghệ thông tin vào giải pháp Yêu cầu chung cải thiện bảo vệ đất-nước, với công suất làm việc cao nhiều so với lao động thủ công, đầu tư chi phí hoạt động chấp nhận Năng suất trồng phải tăng so với canh tác thông thường Tiêu chí cuối kinh tế tham khảo mơ hình “chủ máy làm dịch vụ” phổ biến với CGH lúa Đồng Sông Cửu Long Các giải pháp Chúng ta đề nghị ba giải pháp với công nghệ thiết bị tương ứng, tất nằm khả chế tạo ứng dụng địa phương: 1) San phẳng điều khiển laser để tạo ruộng bậc thang; 2) Bồi dưỡng chất hữu cho đất; 3) Trồng luống 4.1 San phẳng ruộng điều khiển laser để tạo ruộng bậc thang Cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị san laser (Hình 2): Tia laser từ phát tín hiệu laser tạo thành mặt chuẩn laser cố định song song với mặt phẳng nằm ngang (Rickman 2002) Bộ nhận nhận tín hiệu laser lắp cố định gàu san, có gắn cảm biến xác định vị trí tương đối mặt phẳng laser phát tạo so với vạch chuẩn nhận Hệ thống thuỷ lực nối với máy kéo điều khiển tự động nâng hạ gàu san, để tạo mặt ruộng phẳng Hình 2: Liên hợp máy san phẳng laser máy kéo 55 HP Với lúa nước, san phẳng để tạo ruộng phẳng với diện tích mong muốn, đa số trường hợp hợp nhiều mảnh ruộng nhỏ lại, kiểm soát mức nước cho lúa phát triển, tạo tiền đề ứng dụng giới hóa San laser áp dụng phổ biến Mỹ, Úc v.v từ thập kỷ 1980; Đồng Sông Cửu Long từ 2004 đến san khoảng 2000 đất lúa (so với Ấn Độ thời gian san triệu hecta) Với trồng cạn (đậu, bắp v.v) đất có độ dốc khơng lớn, cỡ 1-2%, san laser tạo mặt ruộng có độ dốc 0,2% để tiêu nước từ từ, khơng q 0,5% xói mòn đất xảy nước chảy tràn mạnh Thiết bị san với dốc nghiêng theo hai hướng có sẵn thị trường Nhưng với đất có độ dốc lớn hơn, cỡ 3-10%, khơng thể san khối lượng đất đào-đắp lớn Phải tạo thành ruộng bậc thang đồng mức (contour terraces) Ruộng bậc thang có ngàn năm Tây Bắc (Hình 3), dải đồng mức rộng 1- m hợp với canh tác thủ cơng; khó canh tác giới hóa bậc thang hẹp Ý tưởng thực ông cha ta đời trước cần nâng tầm lên với thiết bị giới, san phẳng laser Các dải ruộng bậc thang “cơ giới hóa” có bề rộng 15- 30 m, để giảm bớt khối lượng đất đào đắp; thuận lợi cho việc vận hành máy, máy kéo chạy hàng trăm mét, tăng hiệu suất sử dụng máy (Hình 5) Độ dốc bậc thang khoảng 0,3%, nước thoát từ từ Với kỹ thuật sử dụng laser để san phẳng, việc không vượt tầm tay Đầu tư kiến thiết hecta ước lượng 20- 40 triệu đồng, không lớn so với ích lợi lâu dài bền vững cho nơng nghiệp Làm dải đồng mức cách tốt để giữ đất, xác giữ độ phì nhiêu đất đai Một tài liệu Nebraska Mỹ (Dickey et.al., 1985.) cho thấy khả giảm đến 80% lượng thất đất trơi, nhờ kỹ thuật canh tác theo dải đồng mức bậc thang Hình 4: Sơ đồ dải đồng mức bậc thang cho giới hóa Hình 3: Ruộng bậc thang vùng Tây-Bắc bộ, thu hút khách du lịch vào mùa lúa chín, khó canh tác giới hóa Ảnh: internet http://dulich24.com Hình Cơ giới hóa ruộng bậc thang (USDA 2001) Hình 6: Hệ thống "AutoSteer" Trimble để tạo ruộng bậc thang Năm 2013, kỹ thuật làm bậc thang đồng mức để giới hóa cơng ty Trimble (Mỹ) thực với hệ thống tự động, thông tin điều khiển qua GPS Công ty thực thí điểm hecta Indonesia (Heyward 2014) Sau khảo sát địa hình vẽ đường đồng mức yêu cầu, máy kéo tự động lái theo chương trình; tài xế ngồi theo dõi hình máy kéo (Hình 6) Đây cơng nghệ cao, ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS hệ thống lái tự động (Guo Maas 2012) Giữ nước được, mùa mưa tháng có nước cho 8- tháng, mùa khô tháng thiếu nước 3- tháng, năm làm hai vụ ngắn ngày 4.2 Bồi dưỡng chất hữu cho đất Chất hữu đất xác lập có vai trị: # cải thiện kết cấu đất tạo thơng thống cho rễ cây; # giữ khống chất, bớt thất phân hóa học, giữ thêm nước, chống khô hạn; # tạo mơi trường sống cho vi sinh vật có ích đất, góp phần tăng suất trồng; # thêm dưỡng chất cho trồng Đất đai Việt Nam, trồng lúa hay trồng màu, theo nhiều nghiên cứu công bố, đa số thiếu chất hữu cơ, chí mức nghiêm trọng Nguyên nhân nông dân tin cậy vào phân hóa học Cịn hữu “có mà khơng có vào” Lúa Đồng sơng Cửu Long, bị đập ngăn thượng nguồn, đê bao địa phương, nên phù sa mang hữu ngày giảm Bắp, đậu, mía v.v miền Đông Nam trồng đất “hơi dốc” bị xói mịn nên dần chất hữu Để bồi dưỡng hữu cho đất đai diện rộng, khó theo hướng “hữu cao cấp” trồng rau hoa đô thị (mỗi kg phân hữu giá 4000- 10000 đ, giá lúa!) Số lượng phải cỡ hàng chục hecta, phí phải tối thiểu Đáp ứng yêu cầu này, nguồn nguyên liệu làm phân hữu phải “rẻ cho”, khơng tốn chi phí vận chuyển, nghĩa phải có sẵn đồng ruộng Vậy có hai nguồn: a) Dư thừa trồng sau thu hoạch; b) Cỏ dại đồng Dùng nguồn phải băm nát dư thừa này, để chúng mau phân hủy Thị trường máy nơng nghiệp có sẵn giới (Hình 7); để rút ngắn thời gian nghiên cứu, nhập mẫu thu nhỏ lại cho phù hợp với cỡ máy kéo địa phương; công nghệ chế tạo máy băm khơng q tầm ngành khí nước Có thể băm trước làm đất trồng; băm hàng cỏ mọc cao (Hình 8) Đã áp dụng cho 200 nông trại trồng chuối ca cao Huyện Easup, Đak-Lak Vùng nghèo hữu cơ, đến rừng lơ thơ gọi “rừng khộp” Nông trại “nuôi” cỏ Mỹ (Pennisetum setaceum) dùng máy thu hoạch băm cỏ rãi hàng ăn trái, có hàng chục chất hữu (Thông tin cá nhân từ TS Phạm Hồng Đức Phước) (a) (b) Hình 7: Các máy băm dư thừa thực vật, (a) Kuhn (Hà Lan); Loftness (Mỹ) (Nguồn: https://www.kuhn.com/ https://www.loftness.com/media/ > Hình 8: Máy cắt-băm cỏ Mỹ nông trại trồng chuối ca cao Huyện Easup, Đak-Lak (made in VietNam) 4.3 Trồng luống Bộ rễ trồng cạn không hấp thu dưỡng chất mà “máy thở” hấp thu khơng khí Cày bừa xới xáo để vừa diệt cỏ, vừa tạo thơng thống cho rễ Ở Israel, dù đất khô không ngập nước, người ta bước đầu trổng ăn luống, đạt suất cao (Thông tin từ TS Phạm H Đ Phước) Ở miền Nam, nhiều nơi lên “mô” trồng ăn trái (Hình 9) (Photo: PHHien) (Photo: Internet) Hình 9: Mô đất trồng ăn trái Gần Phú Yên Nha Trang, áp dụng cách làm đất theo hố để trồng mía (Hình 10) Cách làm tốt bảo vệ đất chống xói mịn đất dốc, tiết kiệm nước vùng khô hạn Tuy nhiên, giới hóa đào hố (Hình 10a, 10b), việc bỏ hom mía vào hố (Hình 10c) tốn nhiều công lao động so với trồng thơng thường, lại thêm nút thắt đội chi phí cho mía Năng suất có tăng, có đủ vượt trội so với chi phí? Bài tốn giá đường Việt Nam không cạnh tranh khu vực từ chi phí ngun liệu mía… b) c) a) Hình 10 Trồng mía theo hố: a) Máy khoan hố, sâu 60 cm; b) Hố khoan; c) Bỏ hom thủ công Nguồn: http://ktv.org.vn/tin-tong-hop/kinh-te/mo-hinh-thi-diem-ung-dung-quy-trinh-trong-va-cham-soc-caymia-duong/ ; www.ktv.org (Truyền hình Khánh Hịa) Về nguyên lý, dùng máy tạo luống (liếp, ridge) dài liên tục trồng máy theo hàng thẳng, chi phí thấp nhiều so với đào hố dùng tay bỏ 12 hom mía hố Vậy cần giới hóa theo luống Tuy nhiên trồng theo luống cần phải có thêm ưu điểm trồng theo hố, giữ nước cục bộ, chống xói mịn chảy tràn Giải vấn đề chống xói mịn phương pháp làm đất tạo hố trũng (basin reservoir tillage, Hình 11) Đã có giải pháp: Thiết bị đào rãnh luống (furrow) phía trước, theo sau phận tạo gờ chặn (basin check, dike) Nguyên lý cấu tạo máy không phức tạp, ngành khí nước chế tạo Các rãnh luống theo đường đồng mức (Hình 11d) tác dụng giữ đất giữ nước hiệu (b) (a) Nguồn: https://www.farm-equipment.com/articles/ 16956-ag-engineering-dev-co-inc-dammer-diker Nguồn: https://digitalcommons.unl.edu/ extensionhist/1199/ (d)) (c) Nguồn: http://nwrm.eu/measure/low-tillagriculture Nguồn: https://www.willmarfab.com/rt850.php Hính 11: Các thiết bị làm đất tạo luống, hố trũng, và/hoặc chặn rãnh luống Nghiên cứu Spurgeon et al (1995) với bắp qua hai năm đất có độ dốc 3,8%, so sánh hai nghiệm thức: 1/ làm đất bình thường; 2/ làm đất tạo hố trũng; kết quả: suất trung bình làm đất hố trũng cao 16% so với bình thường Kết luận Đã trình bày thực trạng công nghệ cao áp dụng Đồng Nai, thực trạng đất đai nước cho nông nghiệp vùng Đơng Nam có Đồng Nai, mà mức độ xói mịn đất-nước trầm trọng đất dốc mưa lớn Trong lúc tiếp tục phát triển cơng nghệ cao có hiệu nay, cần thêm định hướng giải pháp đưa thiết bị khí (bao gồm thiết bị cơng nghệ cao) để bảo vệ đất-nước, nhằm giữ nông nghiệp bền vững, xứng đáng với tên gọi công nghệ cao Đã đề nghị giải pháp bản, với thiết bị tương ứng: San phẳng tạo ruộng bậc thang thuận lợi cho giới hóa; bồi dưỡng hữu cho đất; trồng luống Tất nhằm tăng suất trồng, tăng thu nhập cho đại đa số nông dân Dĩ nhiên cần thêm nghiên cứu chi tiết hơn, với đề tài kết hợp với sở sản xuất nông nghiệp quan nghiên cứu phát triển/ chế tạo máy nơng nghiệp, để có thêm số liệu kỹ thuật kinh tế phù hợp với địa phương Tài liệu tham khảo Arnold R (Ed.) 1986 Land forming for improved surface irrigation, 11st edition NSW Agriculture Bordovsky J P 2019 Low-energy precision application (LEPA) irrigation: a forty-year review Transactions of the ASABE Vol 62(5): 1343-1353 American Society of Agricultural and Biological Engineers Buchleiter, G W., Bynum Jr., E D., Archer, T L., Lyle, W M 1992 Performance of LEPA equipment on center-pivot machines Appl Eng Agric., 8(5), 631-637 Dickey E., T Hamer, D.L Hay, P.Jasa, T.Peterson 1985 Terrace Systems for Nebraska Univ Nebraska Cooperative Extension Bulletin G85-750-A GSO (Tộng cục thống kê) 2018 Số liệu thống kê nông lâm nghiệp 1990-2017 Guo W, S.J Maas 2012 Terrace layout design utilizing geographic information system and automated guidance system Applied Engineering in Agriculture, Vol.28 (1) pp31-38 American Society of Agricultural and Biological Engineers Nguyễn Đức Cảnh, Phạm D Lam, Trần V, Khanh, Phan H.Hiền 2010 San phẳng ruộng điều khiển laser Trích từ: "Cơng nghệ sau thu hoạch lúa gạo Việt Nam", tài liệu Dự án ADB-IRRI RETA No.6489, Nxb Nơng nghiệp, Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Trọng Uyên 2013 Hiện trạng đồng ruộng số Tỉnh phía Nam Kỷ yếu Hội thảo "San phẳng đồng ruộng ứng dụng kỹ thuật điều khiển laser" Dự án Sau thu hoạch lúa gạo ADB–IRRI–VN tổ chức TP Tân An, 15-16 / / 2013 Nguyễn Văn Xuân, Nguyễn Đ Cảnh, Phạm D Lam, Nguyễn V Hùng, Phan H Hiền, Trương Q Trường 2013 Báo cáo tổng hợp kết đo đạc thực tế độ chênh lệch mặt đồng Kỷ yếu Hội thảo “San phẳng đồng ruộng ứng dụng kỹ thuật điều khiển laser” Dự án Sau thu hoạch lúa gạo ADB–IRRI–VN tổ chức TP Tân An, 15-16 / / 2013 Phạm Quang Khánh 1995 Tài nguyên đất vùng Đông Nam - Hiện trạng tiềm NXB Nông nghiệp Phan Hiếu Hiền 2009 Cơ giới hóa sản xuất lúa gạo Đồng Sơng Cửu Long Trích: Nguyễn Văn Luật (chủ biên) Cây lúa Việt Nam Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Phan Hiếu Hiền 2017 Suy nghĩ hai điểm cần cho giới hóa nơng nghiệp Việt Nam Trích từ Kỷ yếu “Diễn đàn kinh tế Việt Nam 2017: Phát triển nông nghiệp chất lượng, hiệu Việt Nam”, Hà Nội 27-6-2017 Rickman J 2002 Land leveling: a reference guide IRRI, Philippines Spurgeon, W E., Feyerherm, A A., & Manges, H L (1995) In canopy application mode and soil surface modification for corn Appl Eng Agric., Vol.11(4):517-522 ASAE Zhang Z., A D McHugh, H Li, S Ma, Q Wang, J He, K Zheng 2017 Global overview of research and development of crop residue management machinery Applied Engineering in Agriculture, Vol 33(3): 329-344 ASABE 10