Vinamilk

Hệ thống tưới ngầm kết hợp bón phân tự động được cấp bằng độc quyền

(SHTT) - Nhằm giải quyết những hạn chế của các phương pháp tưới thông minh phổ biến hiện nay, nhóm các nhà nghiên cứu tại trường ĐH Khoa học Tự nhiên thuộc ĐH Quốc Gia Hà Nội đã tìm ra một giải pháp tưới ngầm kết hợp bón phân giúp tiết kiệm nước và giảm sức lao động.

Ngày nay, nhu cầu nước cho sản xuất và sinh hoạt tăng mạnh cùng với biến đổi khí hậu ngày càng rõ rệt và khó lường đã gây sức ép thiếu nước rất lớn cho sản xuất nông nghiệp. Trước bối cảnh đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển rất nhiều phương pháp tưới thông minh tuy nhiên các giải pháp này vẫn còn tồn tại những hạn chế nhất định.

image001

 Cách thức cung cấp nước cho cây trồng hiện nay khá đa dạng tùy thuộc vào từng mô hình và từng loại cây. 

Ví dụ, hệ thống tưới theo phương pháp phun mưa sẽ khó phù hợp với việc cung cấp lượng nước vừa đủ cho cây cho từng khoảng thời gian sinh trưởng, hoặc sẽ khó nếu trồng nhiều loại cây trong cùng 1 khu vực vì lượng nước cần cho mỗi loại không giống nhau; hoặc hệ thống cung cấp nước tưới nổi trên mặt đất gây ảnh hưởng đến việc canh tác và độ bền của ống, đồng thời việc thấm nước từ bề mặt đến rễ cây vẫn gây ra thất thoát một lượng nước nhất định mà cây trồng không hấp thụ được.

Với mong muốn khắc phục những nhược điểm trên, TS Lê Quang Thảo, giảng viên khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội cùng các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu để tìm ra một giải pháp kết hợp ứng dụng những công nghệ mới phục vụ việc tưới nước ngầm trực tiếp đến khu vực rễ cây, đồng thời kết hợp bón phân vào nước tưới một cách tự động nhằm tiết kiệm nguồn nước tưới, giảm sức lao động và quá trình bón phân cho cây trồng.

image33

Sơ đồ hệ thống tưới ngầm kết hợp bón phân tự động.

Hệ thống tưới ngầm kết hợp bón phân tự động theo giải pháp này có thể tính toán chính xác lượng nước bốc hơi khỏi mặt đất và lượng nước trong đất xem có đủ để duy trì cho cây trồng có thể sinh trưởng và phát triển hay không, các thông tin này được truyền về khối xử lý trung tâm để điều khiển công suất các bộ phận cung cấp, điều tiết nước tưới đồng thời bổ sung phân bón theo các thời kì sinh trưởng khác nhau của cây một cách tự động hoàn toàn hoặc người dùng có thể can thiệp thủ công bằng tay. 

Bộ phận cung cấp nước gồm bộ điều khiển tự động để điều khiển máy bơm bơm nước lên bể chứa nước có tích hợp cảm biến phát hiện mức nước đảm bảo cho nước dự trữ ở mức độ phù hợp nhất; đi kèm theo là bộ cung cấp nguồn điện bao gồm nguồn năng lượng từ tấm pin năng lượng mặt trời, pin dự phòng và điện lưới, bộ kiểm soát năng lượng pin dự phòng và chuyển đổi nguồn điện. 

Ngoài ra, việc đặt các ống dẫn nước và các đầu xả tưới ngầm dưới lòng đất đến từng gốc cây còn có thể giúp kéo dài tuổi thọ của các đường ống, lượng nước tưới đều phía dưới sẽ giúp cho rễ cây hấp thụ tốt hơn lượng nước và phân bón, không gây ô nhiễm môi trường phía trên mặt đất cũng như không làm ảnh hưởng đến quá trình canh tác phía trên. 

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn tìm ra một hướng đi mới: kết hợp bổ sung phân bón vào nước tưới giúp cây hấp thụ nhanh hơn, tránh lãng phí và không gây ô nhiễm so với bón trên mặt đất, đồng thời tiết kiệm sức lao động.

Bộ điều khiển bón phân gồm bình trộn có cảm biến phát hiện phân bón (vị trí số 20) để chứa phân bón bổ sung vào nước tưới, bộ điều khiển van điện xả nước vào bình trộn phân bón (vị trí số 18) để hòa tan phân bón vào nước tưới; trước khi dung dịch phân bón đi vào bộ hòa tan dung dịch phân bón và nước tưới (vị trí số 21) sẽ được màng lọc giữ lại rác và lá cây nhằm hạn chế việc gây tắc ống dẫn nước chính, nước tưới có phân bón sẽ được dẫn đến các ống thứ cấp (vị trí số 9) đưa đến các ống dẫn quanh gốc cây (vị trí số 7); và các đầu xả nhỏ giọt ngầm dưới lòng đất (vị trí số 8).

Hiện nay, hệ thống tưới ngầm kết hợp bón phân tự động theo giải pháp hữu ích có thể được ứng dụng để chăm sóc cây ở các địa hình khác nhau: cỏ ở sân đá bóng; các vùng đất dốc, ruộng bậc thang; tưới cây công cộng ở các thành phố; phun thuốc diệt cỏ cho các nông trường trồng cây ăn quả…

Nghiên cứu này khởi động từ năm 2017 và đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học và Công nghệ) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0002107 công bố ngày 25/9/2019.

Nam An