Nghiên cứu công nghệ, thiết bị sản xuất rau quả công nghệ cao theo hướng tự động hóa và tương thích điều kiện trồng tại Tây Nam Bộ
Khu vực đồng bằng sông Cửu Long còn gọi là khu vực Tây Nam Bộ với 13 tỉnh thành với diện tích 40.547,2 km2 chiếm 13% diện tích cả nước. Nhiều sản phẩm rau quả trong khu vực có giá trị kinh tế cao và là đặc sản của Việt Nam được cấp chỉ dẫn địa lý. Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2017 toàn vùng có diện tích đất canh tác rau quả khoảng 244 nghìn ha, chiếm 30% diện tích cả nước, đạt năng suất 17 tấn/ha và sản lượng 4.400 tấn/năm cung cấp cho thị trường trong nước và xuất khẩu. Kim ngạch xuất khẩu rau quả năm 2019 của vùng đạt khoảng 1.6 tỷ USD góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho vùng.
Với lợi thế đặc điểm đất đai phù sa màu mỡ, thời tiết và khí hậu thuận lợi phù hợp cho các loại rau màu phát triển và đóng góp 60% lượng rau quả của cả nước nhưng sản lượng, chất lượng và giá trị thu được từ các loại rau quả còn thấp, chủ yếu tiêu thụ trong nước, lượng sản phẩm xuất khẩu ra thị trường quốc tế còn rất hạn chế dẫn đến giá trị kinh tế thấp, thu nhập đời sống nông dân canh tác rau quả chưa cao.
Bên cạnh đó, dưới tác động của biến đổi khí hậu, hạn mặn ngày càng gay gắt làm ảnh hưởng hàng nghìn ha rau màu bị ảnh hưởng, thiếu nước ngọt sinh hoạt và chăm sóc; sạt lở, sụp lún xảy ra khắp vùng ĐBSCL… điều này cho thấy thiên tai khó lường và cần phải thay đổi phương pháp canh tác truyền thống để thích ứng.
Những vấn đề tồn tại trong canh tác rau quả của đồng bằng sông Cửu Long đó là công nghệ và thiết bị phục vụ các khâu làm đất, trồng, chăm sóc, thu hoạch và vận chuyển hành tím chủ yếu là thủ công, năng suất thấp; các chế phẩm bảo quả giống và tinh dầu hành ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của nông dân trực tiếp canh tác hành tím từ đó ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng chưa đáp ứng tiêu chuẩn xuất khẩu, sản phẩm chủ yếu sử dụng nội địa, dẫn đến giá trị kinh tế thấp.
Xuất phát từ thực tiễn trên, PGS.TS Cao Hùng Phi cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm kĩ thuật Vĩnh Long thực hiện “Nghiên cứu công nghệ, thiết bị sản xuất rau quả công nghệ cao theo hướng tự động hóa và tương thích điều kiện trồng tại Tây Nam Bộ” với mục tiêu thiết kế và chế tạo được hệ thống thiết bị cơ giới hóa và tự động hóa đồng bộ phục vụ các khâu sản xuất, vận chuyển, thu hoạch hành tím; xây dựng một hệ thống vườn sản xuất hành tím công nghệ cao phù hợp với quy mô hộ gia đình và hợp tác xã, tương thích với điều kiện trồng tại Tây Nam Bộ.
Hành tím được trồng ở nhiều nơi vùng Tây Nam Bộ, nơi trồng hành tím tập trung nhất và cho chất lượng hành tím tốt nhất là thị xã Vĩnh Châu tỉnh Sóc Trăng, là nguồn cung cấp sản phẩm hành tươi cho TP. Hồ Chí Minh, các tỉnh khác trong khu vực Đồng bằng sông Cửu Long và bắt đầu được xuất khẩu đi một số nước như Inđônêxia, Malaixia, Thái Lan, Philipin, Ấn Độ với giá bán cao hơn so với tiêu thụ trong nước nhưng sản lượng xuất đi còn rất khiêm tốn.
Vĩnh Châu (Sóc Trăng), với tổng diện tích trồng hành hơn 6.600 ha/năm, cung cấp cho thị trường gần 100.000 tấn/năm với 2 vụ/năm, thời gian sinh trưởng khoảng 60 - 65 ngày là có thể thu hoạch, năng suất 14 - 15 tấn/ha. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, nông dân gặp một số khó khăn như: chi phí đầu tư cao (khoảng 15 triệu đồng/1000 m2/vụ), thiếu hụt nhân công, năng suất giảm do ảnh hưởng của thời tiết, sâu bệnh, trước đây 1.000 m2 có thể thu hoạch 3 tấn củ hành tươi, thì nay còn khoảng 1 - 1,5 tấn. Nguyên nhân hành tím khó xuất khẩu được chủ yếu là do công nghệ trồng hành bằng thủ công, sử dụng nhiều chế phẩm sinh học và phụ thuộc nhiều vào thời tiết nên không đáp ứng được yêu cầu thị trường, không đáp ứng quy cách và chất lượng sản phẩm do hầu hết các khâu sản xuất đều được thực hiện bằng phương pháp thủ công và chi phí sản xuất tăng lên.
Để khắc phục những tồn tại trong quá trình sản xuất hành tím nhằm nâng cao năng suất lao động, sản lượng và chất lượng hành tím, giảm chi phí sản xuất, giảm cường độ lao động và hạn chế phụ thuộc vào nguồn lao động thủ công, thời tiết và thuốc bảo vệ thực vật, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế thì việc nghiên cứu áp dụng công nghệ trồng hành tím và hệ thống thiết bị cơ giới hóa và tự động hóa đi kèm phù hợp với quy mô và điều kiện sản xuất vùng Tây Nam Bộ nhằm tối ưu hóa sự sinh trưởng của hành và khắc phục những hạn chế hiện tại là rất cần thiết.
Sau 2 năm nghiên cứu, nhóm đã thực hiện các nội dung nghiên cứu và đã đạt được kết quả tốt. Một số kết quả chủ yếu của nghiên cứu đã đạt được như sau:
Đánh giá được thực trạng ứng dụng công nghệ tự động hóa trong sản xuất, thu hoạch, vận chuyển rau quả nói chung và hành tím nói riêng tại Đồng bằng sông Cửu Long. Xác định được điều kiện sinh trưởng và phát triển tối ưu của hành tím tương ứng với các quá trình sinh trưởng và phát triển khác nhau của cây, trong đó chủ yếu tập trung vào ba yếu tố độ ẩm, nhiệt độ và ánh sáng.
Kết hợp giữa canh tác theo truyền thống lâu đời của nông dân với những thành tựu nghiên cứu hiện có. Thông qua khảo sát quá trình sản xuất hành tím tại Vĩnh Châu, Sóc Trăng và những qui trình sản xuất hành tím tại các nước có nền nông nghiệp phát triển như Hà Lan, Israel, Mỹ... Nhóm tác giả đã nghiên cứu xây dựng đề xuất mô hình công nghệ, thiết bị sản xuất hành tím công nghệ cao theo hướng tự động hóa, trong đó kết hợp giữa truyền thống canh tác, điều kiện địa lý, thời thiết tại Vĩnh Châu và những thành tựu khoa học hiện có.
Cơ giới hóa các khâu trong quá trình sản xuất hành tím. Từ kết quả khảo sát và nghiên cứu qui trình sản xuất hành tím, các cơ cấu máy được thiết kế nhằm thay thế các hoạt động chân tay và các dụng cụ thô sơ bằng các thiết bị được cơ khí hóa, phục vụ từng khâu trong quá trình sản xuất từ làm đất tới thu hoạch và vận chuyển. Các phần mềm tính toán, thiết kế, 52 mô phỏng chuyên dụng như Creo, Solidwork, Comsol, Mathlab đã được đội ngũ kỹ sư thiết kế sử dụng để đưa ra mô hình thiết kế đáp ứng các yêu cầu đã đặt ra trước đó. Việc sử dụng các phần mềm hiện đại giúp quá trình thiết kế, chế tạo hạn chế những sai hỏng, đảm bảo cơ cấu hoạt động theo đúng yêu cầu đề ra.
Tự động hóa quá trình chăm sóc. Với công nghệ điều kiển tự động, điều kiển từ xa hiện nay cùng với các thiết bị cảm biến hiện đại, giúp thu thập các tín hiệu quan trắc môi trường sản xuất tốt, xử lý và đưa ra những điều khiển theo mong muốn của quá trình sản xuất hành. Với sự kết hợp giữa khoa học kỹ thuật của lĩnh vực điều khiển tự động và kỹ thuật nông nghiệp của quá trình chăm sóc hành tím, chương trình điều kiển tự động quá trình chăm sóc đã được viết; các thiết bị đã được lựa chọn, chế tạo, lắp ráp thành hệ thống hoàn chỉnh, vận hành tốt đáp ứng yêu cầu của quá trình chăm sóc hành tím.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và lắp đặt thí điểm một vườn sản xuất hành tím công nghệ cao với diện tích 800 m2. Trong đó, hành tím được trồng và chăm sóc trong nhà màng với thiết kế hiện đại kiểm soát được nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng, hạn chế tối đa ảnh hưởng của thời tiết tới điều kiện sinh trưởng của cây hành tím, bảo vệ cây trồng trước côn trùng, sâu bệnh. Giúp chủ động hơn trong thời gian canh tác và thu hoạch trái vụ nhằm nâng cao hiệu quả và lợi ích kinh tế.
Sản phẩm của đề tài có khả năng ứng dụng cao. Tất cả các máy móc thiết bị đều được chạy thử, khảo nghiệm, đánh giá và hiệu chỉnh các thông số trước khi đưa vào sử dụng thực 53 tế. Các lớp tập huấn và chuyển giao công nghệ đã được tổ chức cho nông dân và tổ hợp tác sản xuất hành tím tại thị xã Vĩnh Châu tỉnh Sóc Trăng.
Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 19309/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
