Tài liệu Thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt tự động phục vụ sản xuất rau an toàn

®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn Më ®Çu 1. ®Æt vÊn ®Ò Tõ xa x−a con ng−êi chØ sinh sèng víi dông cô rÊt th« s¬ nh− r×u, bóa b»ng ®¸, dïng c¸c dông cô tù nhiªn, nh−ng khi ®ã lµ d©n sè con ng−êi cßn thÊp, tµi nguyªn thiªn nhiªn cßn dåi dµo. Nh−ng khi x· héi ph¸t triÓn th× nhu cÇu sèng cña con ng−êi ngµy cµng t¨ng, nh−ng tµi nguyªn thiªn nhiªn th× ngµy cµng c¹n kiÖt, chÝnh ®iÒu ®ã thóc ®Èy con ng−êi ph¶i lao ®éng ®Ó t¹o ra cña c¶i vËt chÊt phôc vô ®êi sèng. ThÕ nh−ng ngµy nay thÕ giíi ®· b−íc vµo thÕ kû XXI tµi nguyªn thiªn nhiªn ®ang dÇn c¹n kiÖt m«i tr−êng « nhiÔm kh¾p n¬i, nh−ng nhu cÇu sèng vµ h−ëng thô cña con ng−êi l¹i ngµy cµng cao, d©n sè thÕ giíi vÉn t¨ng vät, lµm cho thÕ giíi sÏ kh«ng ®ñ c¸c s¶n phÈm ®Ó cung cÊp cho mäi ng−êi nÕu ho¹t ®éng lao ®éng chØ lµ thñ c«ng. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®ã chØ cã con ®−êng duy nhÊt lµ øng dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt . C¸c n−íc trªn thÕ giíi ®· sím nhËn biÕt ®iÒu nµy vµ ®· øng dông tù ®éng ho¸ vµo s¶n xuÊt tõ rÊt sím, kÕt qu¶ lµ hä sím cã mét nÒn s¶n suÊt ®¹i c«ng nghiÖp ®−a ra thÞ tr−êng hµng lo¹t s¶n phÈm sè l−îng lín, chÊt l−îng cao t¨ng thu nhËp cho quèc gia, nh− Anh, Ph¸p, Mü…. chÝnh c«ng nghÖ tù ®éng ho¸ cao øng dông vµo s¶n xuÊt ®· ®−a c¸c quèc gia nµy trë thµnh c¸c c−êng quèc giµu m¹nh cã vÞ thÕ cao trªn tr−êng quèc tÕ. N−íc ta thuéc nhãm c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn víi mét nÒn kinh tÕ n«ng nghiÖp truyÒn thèng, qua nhiÒu thËp niªn trë l¹i ®©y nÒn n«ng nghiÖp cña viÖt nam ngµy cµng ph¸t triÓn v÷ng m¹nh, vµ ®Õn nay nÒn kinh tÕ thÕ giíi ®ang chuyÓn m¹nh sang c¸c ngµnh c«ng nghiÖp vµ dÞch vô ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ th«ng tin, víi viÖt Nam n«ng nghiÖp vÉn lµ mét ngµnh cã ®ãng gãp ®¸ng kÓ vµo tæng thu nhËp quèc d©n. ChÝnh v× vËy mµ nÒn n«ng nghiÖp n−íc ta lu«n ®−îc sù quan t©m cña ®¶ng vµ cña nhµ n−íc , nhê ®ã mµ ngµnh n«ng nghiÖp ®· cã nhiÒu b−íc ph¸t triÓn v−ît bËc, s¶n l−îng thu ho¹ch ®−îc tõ c¸c lo¹i n«ng s¶n qua c¸c mïa vô ngµy cµng ®−îc n©ng cao. Tr−êng dhnni – hµ néi 1®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn Tuy nhiªn ngµy nay nhu cÇu vÒ s¶n phÈm n«ng nghiÖp kh«ng chØ ®¬n gi¶n lµ sè l−îng mµ ph¶i ®¶m b¶o c¶ vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng, nhÊt lµ khi m«i tr−êng « nhiÔm trÇm träng, viÖc sö dông thuèc b¶o vÖ thùc vËt bõa b·i lµm « nhiÔm vµo c¸c lo¹i s¶n phÈm n«ng nghiÖp, ®©y lµ vÊn ®Ò bøc xóc cña toµn thÓ x· héi. §Ó gi¶ quyÕt vÊn trªn con ®−êng lùa chän t«i −u lµ øng dông c«ng nghÖ cao vµo s¶n xuÊt n«ng nghiÖp trong ®ã tù ®éng ho¸ ®ãng vai trß v« cïng quan träng vÒ mÆt kü thuËt phôc vô s¶n xuÊt n«ng nghiÖp chÊt l−îng cao, t−íi tiªu, thu ho¹ch vµ b¶o qu¶n ….NhÊt lµ hiÖn nay §¶ng vµ nhµ n−íc ta ®ang ®Èy nhanh c«ng cuéc c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ n«ng nghiÖp n«ng th«n. Do ®ã chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Ò tµi "ThiÕt kÕ hÖ thèng t−íi nhá giät tù ®éng phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn" Trong qu¶ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi chóng t«i ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t m« h×nh thùc tÕ, nghiªn cøu mét sè phÇn mÒm trªn c¬ së lý thuyÕt råi tõ ®ã x©y dùng m« h×nh thùc nghiÖm víi phÇn mÒm ®iÒu khiÓn simatic S7-200. Qua nhiÒu lÇn thÝ nghiÖm vµ trªn c¬ së tÝnh to¸n lý thuyÕt chïng t«i kh¼ng ®Þnh m« h×nh chóng t«i x©y dùng ®¶m b¶o tinh thùc tÕ vµ cã thÓ øng dông trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp c«ng nghÖ cao ngµy nay. 2. môc ®Ých cña ®Ò tµi - Nghiªn cøu m« h×nh t−íi n−íc tù ®éng s¶n xuÊt rau an toµn trong thùc tiÔn tõ ®ã thiÕt kÕ m« h×nh thùc nghiÖm trªn c¬ së sö dông c¸c thiÕt bÞ cã s½n ë trong n−íc. - Nghiªn cøu c¬ së lý thuyÕt ®Ó x©y dùng m« h×nh dùa trªn phÇn mÒm lËp tr×nh simatic S7-200 - øng dông phÇn mÒm simatic S7-200 ®Ó x©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng. Tr−êng dhnni – hµ néi 2®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn 3. Néi dung ®Ò tµi. - Tæng quan ®Ò tµi. - X©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh. - Chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn, thiÕt bÞ nhËp xuÊt. X©y dùng m« h×nh thùc nghiÖm vµ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng t−íi tù ®éng phôc vô s¶n xuÊt rau an toµn. 4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu §Ó thùc hiÖn ®−îc néi dung ®Ò tµi nghiªn cøu, chóng t«i tiÕn hµnh ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu sau: * C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu kÕ thõa: - KÕ thõa c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña thÕ hÖ tr−íc vÒ c¬ së lý thuyÕt cña c¸c phÇn mÒm lËp tr×nh, cô thÓ lµ phÇn mÒm lËp tr×nh simatic S7-200. - KÕ thõa c¸c m« h×nh s¶n xuÊt ®· cã trong thùc tiÔn. * §Þnh h−íng nghiªn cøu. - Nghiªn cøu phÇn mÒm lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh. - Thay ®æi ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh ®Ó t×m ra ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n, dÔ sö dông vµ hiÖu qu¶ nhÊt. - X©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. * Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖp kiÓm chøng: - Ch¹y thö m« h×nh nhiÒu lÇn, kiÓm tra ph¸t hiÖn lçi cña m« h×nh vµ lçi cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, råi tõ ®ã hoµn thiÖn hÖ thèng. * ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm: - M¸y tÝnh PC - Bé ®iÒu khiÓn S7 - 200 cpu - Bé m« pháng, hÖ thèng c¸p, d©y nèi… Tr−êng dhnni – hµ néi 3®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn PhÇn I Tæng quan 1.1.Thùc tr¹ng vÒ s¶n xuÊt rau ë ViÖt Nam 1.1.1. Thùc tr¹ng N«ng nghiÖp n−íc ta chiÕm mét vÞ trÝ quan träng trong nÒn kinh tÕ Quèc d©n vµ ®· ®¹t ®−îc nh÷ng thµnh tùu v« cïng to lín, tõ chç thiÕu l−¬ng thùc tíi nay ®· trë thµnh mét trong nh÷ng n−íc xuÊt khÈu g¹o ®øng hµng ®Êu thÕ giíi. Hµng lo¹t c¸c c©y trång míi cã n¨ng suÊt cao, ng¾n ngµy ®· thay thÕ nh÷ng gièng cæ truyÒn, n¨ng suÊt thÊp. C¸c vïng chuyªn canh rau vµ c©y c«ng nghiÖp ng¾n ngµy ®· ®−îc h×nh thµnh thay thÕ cho c«ng thøc ®a canh, xen canh. TÊt c¶ c¸c thay ®æi ®ã t¹o ®iÒu kiÖn cho nhiÒu lo¹i s©u, bÖnh ph¸t triÓn vµ cã thÓ bïng ph¸t thµnh dÞch. §Ó ®Ò phßng s©u h¹i, n©ng cao n¨ng suÊt, chÊt l−îng s¶n phÈm, con ng−êi ®· nghiªn cøu vµ ®−a vµo øng dông nhiÒu c«ng thøc trång c©y mµ ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ s¶n suÊt rau an toµn kh«ng dïng ®Êt trong nhµ l−íi.Víi sù ph¸t triÕn cña nÒn kinh tÕ n−íc ta ®êi sèng nh©n d©n ngµy cµng ®−îc c¶i thiÖn nhu c©u dinh d−ìng ngµy cµng cao, trong c¸c b÷a ¨n h»ng ngµy rau chiÕm mét vÞ trÝ quan träng v× trong rau cã chøa c¸c hîp chÊt nh−: protein, lipit, axit h÷u c¬, chÊt kho¸ng, vitamin..Con ng−êi yªu cÇu vÒ rau ngµy cµng cao th× chñng lo¹i rau ngµy cµng phong phó, ®a d¹ng, ®ñ vÒ sè l−îng, tèt vÒ chÊt l−îng vµ nhÊt lµ ph¶i an toµn vÖ sinh thùc phÈm. Trong (§Ò ¸n ph¸t triÓn rau, qu¶ vµ hoa c©y c¶nh thêi kú 1999 - 2010) cña Bé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n ®−îc thñ t−íng chÝnh phñ phª duyÖt ngµy 03/09/1999. Cã x¸c ®Þnh môc tiªu cho ngµnh s¶n xuÊt rau hoa qu¶ lµ:’’§¸p øng nhu cÇu rau cã chÊt l−îng cao cho nhu cÇu tiªu dïng trong n−íc, nhÊt lµ c¸c khu d©n c− tËp chung(®« thÞ, khu c«ng nghiÖp) vµ suÊt khÈu. PhÊn Tr−êng dhnni – hµ néi 4®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn ®Êu ®Õn n¨m 2010 ®¹t møc tiªu thô b×nh qu©n ®Çu ng−êi 85kg rau/n¨m, gi¸ trÞ kim ng¹ch suÊt khÈu ®¹t 690 triÖu USD”. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y s¶n suÊt n«ng nghiÖp ®−îc §¶ng vµ nhµ n−íc quan t©m nªn ®· gi¶i quyÕt ®−îc vÇn ®Ò an ninh l−¬ng thùc, thùc phÈm. Trong sù ph¸t triÓn chung cña ngµnh N«ng nghiÖp, ngµnh s¶n xuÊt rau còng ®−îc quan t©m vµ ph¸t triÓn m¹nh, theo thèng kª diÖn tÝch trång rau n¨m 2000 lµ 450.000 ha t¨ng 70% so víi n¨m 1990. Trong ®ã c¸c tØnh phÝa B¾c cã 249.000 ha, chiÕm 56% diÖn tÝch c¶ n−íc, c¸c tØnh phÝa Nam cã 196.000 ha chiÕm 44% diÖn tÝch canh t¸c. S¶n l−îng rau trªn ®Êt n«ng nghiÖp ®−îc h×nh thµnh tõ hai vïng s¶n xuÊt chÝnh. Vïng s¶n xuÊt rau chuyªn canh ven thµnh phè vµ khu c«ng nghiÖp chiÕm 38 - 40% diÖn tÝch vµ 45 - 50% s¶n l−îng. T¹i ®©y phôc vô cho tiªu dïng cña d©n c− tËp trung lµ chñ yÕu, chñng lo¹i rau vïng nµy rÊt ®a d¹ng phong phó vµ n¨ng suÊt cao. Vïng s¶n xuÊt lu©n canh víi c©y trång kh¸c chñ yÕu trong vô §«ng xu©n t¹i c¸c tØnh phÝa B¾c, miÒn §«ng Nam Bé. §©y lµ vïng s¶n xuÊt rau lín cung cÊp nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp chÕ biÕn vµ xuÊt khÈu. * HiÖn nay rau ®ang bÞ « nhiÔm nghiªm träng do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau trong ®ã cã: - ¤ nhiÔm do ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt. Theo ViÖn B¶o VÖ Thùc VËt (1998) hiÖn nay ë ViÖt Nam ®· vµ ®ang sö dông 270 lo¹i thuèc trõ bÖnh, 160 lo¹i thuèc trõ cá, 12 lo¹i thuèc diÖt chuét, 26 lo¹i thuèc kÝch thÝch sinh tr−ëng víi sè l−îng ngµy cµng t¨ng. Tuy chñng lo¹i nhiÒu song do thãi quen hoÆc sî rñi do cïng víi Ýt hiÓu biÕt møc ®é ®éc h¹i cña ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt nªn ®a sè hé n«ng d©n hay dïng mét sè lo¹i thuèc quen cã ®éc tè cao, thËm chÝ bÞ cÊm nh−: monitor, wofatox, DDT.DÉn tíi ngµy cµng lµm cho s¶n phÈm rau ngµy cµng « nhiÔm nÆng. Tr−êng dhnni – hµ néi 5®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn - Hµm l−îng (NO3-) trong rau qu¸ cao. Theo fao/who th× hµm l−îng (NO3-) ë liÒu l−îng 4g/ngµy g©y ngé ®éc cßn 8g/ngµy th× cã thÓ g©y chÕt ng−êi. ë n−íc ta viÖc sö dông ph©n ho¸ häc kh«ng cao so víi c¸c n−íc trong khu vùc nh−ng ¶nh h−ëng cña ph©n ho¸ häc tíi sù tÝch luü (NO3-) trong rau lµ nguyªn nh©n lµm rau kh«ng s¹ch. N−íc ta quy ®Þnh hµm l−îng (NO3-) trong rau nh− sau: c¶i b¾p 500mg/kg, cµ chua 150mg/kg, d−a chuét 150mg/kg. - Tån d− kim lo¹i nÆng trong s¶n phÈm rau. Do sù l¹m dông ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt cïng víi ph©n bãn c¸c lo¹i ®· lµm mét l−îng N, P, K, vµ ho¸ chÊt b¶o vÖ thùc vËt röa tr«i x©m nhËp vµo m¹ch n−íc lµm « nhiÔm m¹ch n−íc ngÇm. Theo Ph¹m B×nh Qu©n (1994) th× hµm l−îng kim lo¹i nÆng, ®Æc biÖt lµ asen (as) ë Mai DÞch trong c¸c m−¬ng t−íi cao h¬n h¼n so víi ruéng lóa n−íc c¸c kim lo¹i nÆng tiÒm Èn trong ®Êt hoÆc tõ c¸c nguån n−íc « nhiÔm qua n−íc t−íi ®−îc rau hÊp thô. - Vi sinh vËt g©y h¹i trong rau do sö dông n−íc t−íi cã vi sinh vËt g©y h¹i ( ecoli, salmonella, trøng giun.) tuy ch−a ®−îc thèng kª, song t¸c h¹i cña nã lµ rÊt lín. - Do rau lµ nguån thùc phÈm quan träng ®èi víi ®êi sèng con ng−êi nªn gi¶i ph¸p duy nhÊt ®èi víi ngµnh trång rau lµ nhanh chãng ®−a tiÕn bé vµo s¶n suÊt. §Æc ®iÓm chung cña c¸c c©y rau lµ yªu cÇu ®é Èm rÊt cao th−êng tõ 8595%, nÕu thiÕu n−íc c©y rau sÏ kh«ng sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn ®−îc vµ chóng cÇn mét nhiÖt ®é æn ®Þnh, do vËy ®−a c©y rau vµo s¶n xuÊt thuû canh kh«ng dïng ®Êt lµ rÊt phï hîp. Ph−¬ng ph¸p nµy sÏ n©ng cao mét c¸ch ®¸ng kÓ vÒ n¨ng xuÊt vµ c¶i thiÖn t−¬ng ®èi vÒ mÆt « nhiÔm. §Ó thùc hiÖn ®−îc ph−¬ng ph¸p thuû canh nµy th× kh©u quan träng lµ cung cÊp dung dÞch cho c©y, nªn viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸, cô thÓ lµ hÖ thèng t−íi tù ®éng sÏ t¹o mét b−íc ®ét ph¸ míi cho ngµnh s¶n xuÊt rau an toan ë n−íc ta hiÖn nay. Tr−êng dhnni – hµ néi 6®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn 1.1.2. Trång c©y kh«ng dïng ®Êt ë ViÖt Nam vµ trªn thÕ giíi – ph−¬ng ph¸p thñy canh. * LÞch sö trång kh«ng dïng ®Êt. Thuû canh (Hydroponics) lµ h×nh thøc canh t¸c kh«ng dïng ®Êt. C©y ®−îc trång trong dung dÞch dinh d−ìng hoÆc trªn c¸c gi¸ thÓ tr¬ (c¸t sái, than bïn...) ®−îc t−íi dinh d−ìng cÇn thiÕt. Van Helmont (1577-1644), lµ ng−êi ®Çu tiªn tiªn tiÕn hµnh thÝ nghiÖm vÒ dinh d−ìng thùc vËt. ¤ng c©n cµnh liÔu vµ ®Êt ®Ó trång cµnh liÔu ®ã tr−íc thÝ nghiÖm, sau thÝ nghiÖm «ng c©n l¹i vµ thÊy khèi l−îng ®Êt hÇu nh− kh«ng ®æi, «ng kÕt luËn: thùc vËt lín lªn nhê n−íc. N¨m 1699 John Woodward trång c©y trong n−íc cã ®é tinh khiÕt kh¸c nhau, kÕt qu¶ lµ c©y trång trong dung dÞch ®Êt tèt nhÊt, thø ®Õn lµ n−íc tù nhiªn vµ cuèi cïng lµ n−íc cÊt, «ng kÕt luËn: c©y lín lªn nhê lÊy c¸c chÊt trong ®Êt . N¨m 1804, Desaussure ®Ò xuÊt r»ng: c©y hÊp thô c¸c nguyªn tè ho¸ häc tõ ®Êt, n−íc vµ kh«ng khÝ. Sau ®ã Boussin gault (1851) ®· lµm thay ®æi nhËn ®Þnh trªn b»ng c¸c thÝ nghiÖm trång trªn c¸t, th¹ch anh, than cñi ®−îc t−íi dinh d−ìng ®· biÕt. ¤ng kÕt luËn: n−íc lµ yÕu tè cÇn thiÕt cho sinh tr−ëng vµ cung cÊp hy®ro. C©y sö dông hy®ro, oxy, nit¬ cña kh«ng khÝ vµ mét sè nguyªn tè kho¸ng kh¸c . Nh÷ng n¨m 60 cña thÕ kû XIX, hai nhµ khoa häc §øc lµ Shachs (1860) vµ Knop (1861) ®· ®Ò xuÊt ph−¬ng ph¸p trång c©y trong dung dÞch vµ Knop ®· s¶n xuÊt ra dung dÞch nu«i c©y ®Çu tiªn . §Çu n¨m 1930, WF Georicke ë tr−êng ®¹i häc Canifornia (Mü) trång c©y trong dung dÞch cã thµnh phÇn vµ tû lÖ kho¸ng mµ c©y cÇn. ThuËt ng÷ " Hy®roponic" ra ®êi tõ ®©y . * C¸c hÖ thèng trång c©y kh«ng dïng ®Êt trªn thÕ giíi. - HÖ thèng Gricke: trång c©y trong n−íc s©u, rÔ c©y toµn phÇn hoÆc mét phÇn ®−îc nhóng vµo dung dÞch dinh d−ìng. Tr−êng dhnni – hµ néi 7®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn - HÖ thèng thuû canh næi: c©y trång trªn c¸c bÌ vËt liÖu chÊt dÎo nhÑ n»m trªn mÆt dinh d−ìng ch¶y tuÇn hoµn vµ ®−îc sôc khÝ. -HÖ thèng trång c©y trong n−íc s©u tuÇn hoµn: rÔ c©y hoµn toµn ch×m s©u trong dung dÞch dinh d−ìng l−u chuyÓn ®−îc th«ng khÝ liªn tôc. - Kü thuËt mµng máng dinh d−ìng NFT: rÔ c©y t¹o thµnh líp nÖm máng trªn ®¸y m¸ng vµ chØ dïng mét dßng dung dÞch rÊt n«ng ch¶y qua. -Mµn s−¬ng dinh d−ìng: rÔ c©y ®−îc ®Æt trong m«i tr−êng b·o hoµ víi c¸c giät dinh d−ìng liªn tôc hay gi¸n ®o¹n d−íi d¹ng s−¬ng mï. -HÖ thèng thuû canh phæ biÕn: vËt ®ùng dung dÞch lµ hép xèp, chËu nhùa, thïng gç... gi¸ thÓ lµ chÊu c¸t, than ®¸... - HÖ thèng thuû canh cña AVRDC: vËt chøa dung dÞch lµ hép xèp, gi¸ thÓ chÊu hun ®−îc ®ùng trong c¸c rä nhùa. * ¦u nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p trång kh«ng dïng ®Êt. - ¦u ®iÓm: + Kh«ng ph¶i lµm ®Êt, kh«ng cã cá d¹i. + Trång d−îc nhiÒu vô trong n¨m, cã thÓ trång tr¸i vô. + Kh«ng ph¶i sö dông thuèc trõ s©u bÖnh, thuèc trõ cá. + N¨ng suÊt cao h¬n tõ 25-50%. + S¶n phÈm hoµn toµn s¹ch vµ ®ång nhÊt. + Ng−êi giµ yÕu, trÎ em cã thÓ tham gia cã hiÖu qu¶. + Kh«ng tÝch luü chÊt ®éc, kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr−êng. - Nh−îc ®iÓm: + §Çu t− ban ®Çu lín. +Yªu cÇu kü thuËt phøc t¹p. * øng dông thuû canh trªn ThÕ giíi. Kü thuËt trång kh«ng dïng ®Êt ®· vµ ®ang ®−îc ¸p dông trªn thÕ giíi ®Æc biÖt lµ c¸c n−íc ph¸t triÓn. Tr−êng dhnni – hµ néi 8®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn Sau chiÕn tranh ThÕ giíi thø II, qu©n ®éi Mü ®· øng dông kü thuËt thuû canh trång 22ha Chofu ( NhËt B¶n). Trong 10 n¨m ®· s¶n xuÊt ®−îc 31800 tÊn rau qu¶ . ë Ph¸p, tõ 1975 ®Õn nay trång kh«ng dïng ®Êt ®−îc ph¸t triÓn m¹nh. HiÖn nay diÖn tÝch trång kh«ng dïng ®Êt tèi thiÓu lµ 300 ha . T¹i NhËt B¶n, kü thuËt thuû canh chñ yÕu ®Ó trång rau. Cµ chua ®¹t 130140 tÊn/ha/n¨m, d−a leo 250 tÊn/ha/n¨m . T¹i Anh, x©y dùng hÖ thèng NFT sö dông nhiÖt thõa cña nhµ m¸y ®iÖn ®Ó trång cµ chua víi diÖn tÝch 8,1 ha . T¹i §µi Loan, sö dông hÖ thèng thuû canh kh«ng tuÇn hoµn cña AVRDC ®Ó trång rau vµ c¸c lo¹i d−a . T¹i Singapore, øng dông kü thuËt mµn s−¬ng dinh d−ìng ®Ó trång mét sè lo¹i rau «n ®íi mµ tr−íc ®©y s¶n xuÊt khã kh¨n nh−: rau diÕp, b¾p c¶i, cµ chua, su hµo.... Theo Lª §×nh L−¬ng: Hµ Lan cã tíi 3000 ha, Nam Phi cã 400 ha, Ph¸p, Anh, ý, §µi Loan, mçi n−íc cã hµng tr¨m ha c©y trång trong dung dÞch . ë Nam Phi, trªn mçi khoang trång 18m2 thu ho¹ch ®−îc 450 kg cµ chua ( t−¬ng ®−¬ng víi 250 tÊn/ha), 378 kg khoai t©y (øng víi 210 tÊn/ha) . ë Ch©u ¢u, kü thuËt nµy còng ®ang ®−îc ¸p dông m¹nh, riªng B¾c ¢u ®· cã tíi 400 ha . C¸c quèc gia kh¸c còng ®ang sö dông hÖ thèng thuû canh nh−: Australia, Newzealand, Bahamasisland, Trung vµ §«ng Phi, Kuwait, Brazil, Ba Lan, Malaysia, Iran . * øng dông thuû canh ë ViÖt Nam. ë ViÖt Nam kü thuËt nµy cßn míi mÎ, ®ang ë giai ®o¹n nghiªn cøu thö nghiÖm. §Çu n¨m 1993, «ng Grahan Warburtop- gi¸m ®èc R and D Hång K«ng Tr−êng dhnni – hµ néi 9®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn lµm viÖc víi l·nh ®¹o ®¹i héi quèc gia Hµ Néi ®· ®Ò xuÊt viÖc nghiªn cøu chuyÓn giao kü thuËt thuû canh vµo n−íc ta . Th¸ng 6-1995, kü thuËt trång c©y trong dung dÞch b¾t ®Çu ®−îc triÓn khai ë ViÖt Nam vµ c¬ quan ®−îc giao tiÕn hµnh thö nghiÖm lµ §¹i häc N«ng nghiÖp I- Hµ Néi. §Õn nay n−íc ta ®· hoµn thµnh mét m¹ng l−íi ®ång bé c¸c c¬ së nghiªn cøu vµ triÓn khai réng. Trong vµi n¨m gÇn ®©y, t¹i trung t©m sinh häc vµ Bé m«n Sinh lý thùc vËt cña t−ëng §¹i häc N«ng nghiÖp I- Hµ Néi ®ang trång thö nghiÖm mét sè lo¹i rau ¨n l¸ vµ ¨n qu¶ b»ng c¸c dung dÞch dinh d−ìng tù pha chÕ thay thÕ dÇn cho nguyªn liÖu pha chÕ dung dÞch nhËp tõ §µi Loan . Theo c¸c t¸c gi¶ Vò Quang S¸ng, NguyÔn ThÞ Lý Anh, NguyÔn Xu©n Tr−êng th× cã thÓ hoµn toµn chñ ®éng pha chÕ dung dÞch ®Ó trång mµ kh«ng ph¶i ®iÒu chØnh pH vµ bæ sung dinh d−ìng mµ n¨ng suÊt rau vÉn ®¹t 70-90% so víi cïng lo¹i rau trång b»ng dung dÞch nhËp néi cña AVRDC, chÊt l−îng rau t−¬ng ®−¬ng, hµm l−¬ng kim lo¹i nÆng vµ Nitrat d−íi ng−ìng cho phÐp, gi¸ dung dÞch l¹i rÎ h¬n nhiÒu so víi dung dÞch cña AVRDC . HiÖn nay, xÝ nghiÖp dinh d−ìng c©y tr«ng Th¨ng Long-Tõ Liªm, Hµ Néi ®ang thùc hiÖn " Ch−¬ng tr×nh rau s¹ch- Thuû canh", ®−a vµo s¶n xuÊt phôc vô ®êi sèng. Tõ n¨m 2003 ®Õn nay t¹i tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp I- Hµ Néi, nhãm c¸c nhµ khoa häc cña tr−êng ®ang nghiªn cøu vµ thö nghiÖm ph−¬ng ph¸p trång kh«ng dïng ®Êt trªn ®èi t−îng cµ chua, d−a chuét, xµ l¸ch, sup l¬ xanh víi dung dÞch dinh d−ìng do c¸c nhµ khoa häc tù pha chÕ. C«ng tr×nh nghiªn cøu nµy ®· vµ ®ang ®−îc nhiÒu tÇng líp x· h«i h−ëng øng. Trång kh«ng dïng ®Êt lµ kü thuËt rÊt cã triÓn väng ë ViÖt Nam. V× vËy cÇn ®Èy m¹nh nghiªn cøu vµ øng dông ra s¶n xuÊt phôc vô ®êi sèng. 1.2. C¸c ph−¬ng ph¸p t−íi Tr−êng dhnni – hµ néi 10®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn Ph−¬ng ph¸p vµ kü thuËt t−íi lµ mét trong nh÷ng biÖn ph¸p chñ yÕu ®Ó sö dông n−íc hîp lý, thÝch hîp víi tõng lo¹i ®Êt ®ai, theo nhu cÇu sinh lý vÒ n−íc cña c¸c lo¹i c©y trång, nh»m t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng vµ t¨ng n¨ng suÊt c©y trång. HiÖn nay ë n−íc ta vµ trªn thÕ giíi, ®ang ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p chñ yÕu: t−íi ngËp, t−íi r·nh, t−íi d¶i vµ t−íi phun m−a. Ngoµi ra ph−¬ng ph¸p t−íi nhá giät vµ t−íi ngÇm còng ®ang ®−îc nghiªn cøu øng dông ë mét sè n−íc. 1.2.1. Ph−¬ng ph¸p t−íi ngËp n−íc T−íi ngËp lµ ph−¬ng ph¸p t−íi l©u ®êi nhÊt, chñ yÕu dïng ®Ó t−íi cho lóa n−íc trong suèt thêi kú sinh tr−ëng. Còng cã thÓ t−íi ngËp cho mét sè c©y trång kh¸c trong tõng giai ®o¹n nhÊt ®Þnh ng«, cãi ®ay vµ mét sè c©y thøc ¨n ch¨n nu«i. còng cã thÓ dïng t−íi ngËp ®Ó c¶i t¹o ®Êt nh− thau chua röa mÆn, hoÆc gi÷ Èm cho ®Êt trong thêi kú kh« h¹n ch−a canh t¸c. Ph−¬ng ph¸p nµy cã nh÷ng −u ®iÓm nh−: T−íi ngËp thÝch hîp khi mÆt ruéng b»ng ph¼ng ®é dèc kh«ng lín h¬n 0,001, tÝnh thÊm n−íc cña ®Êt yÕu vµ møc t−íi lín. V× vËy n¨ng suÊt lao ®éng cña ng−êi t−íi cao ; mét ng−êi cã thÓ t−íi cho 30-40 ha. HÖ sè sö dông ruéng ®Êt cao, v× cã thÓ x©y dùng hÖ th«ng t−íi tiªu cho nh÷ng thöa cã diÖn tÝch lín. Líp n−íc trªn ruéng t¹o ®iÒu kiÖn cho bé rÔ cña lóa ph¸t triÓn tèt, hÊp thô c¸c lo¹i ph©n bãn ®−îc thuËn lîi, h¹n chÕ ®−îc nhiÒu lo¹i cá d¹i. Líp n−íc trªn ruéng, con lµm chÕ ®é nhiÖt cña ruéng lóa tèt h¬n, nhÊt lµ ë nh÷ng vïng cã ®é chªnh nhiÖt ®é gi÷a ban ngµy vµ ban ®ªm lín. Tuy nhiªn, t−íi ngËp cã nh−îc ®iÓm vµ h¹n chÕ sau: t−íi ngËp kh«ng øng dông ®−îc ®Ó t−íi cho c¸c lo¹i c©y trång c¹n, nhu cÇu vÒ n−íc Ýt, hoÆc ë c¸c ®Êt cã ®é dèc lín. T−íi ngËp lµm cho ®é tho¸ng khÝ trong ®Êt kÐm qu¸ tr×nh ph©n gi¶i c¸c chÊt h÷u c¬ bÞ h¹n chª. NÕu chÕ ®é t−íi kh«ng thÝch hîp, Tr−êng dhnni – hµ néi 11®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn viÖc tæ chøc qu¶n lý t−íi kÐm sÏ lµm ¶nh h−ëng sÊu ®Õn ph¸t triÓn cña c©y trång, g©y l·ng phÝ n−íc, lµm xãi mßn ®Êt vµ röa tr«i ph©n bãn. V× vËy khi ¸p dông ph−¬ng ph¸p t−íi ngËp cÇn ®¶m b¶o c¸c kh©u kü thuËt sau: Qui ho¹ch x©y dùng ®ång ruéng, x¸c ®Þnh hÖ thèng kªnh t−íi tiªu. §©y lµ kh©u ®Çu tiªn vµ ¶nh h−ëng ®Õn toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lóa. Cã hai ph−¬ng ph¸p t−íi tiªu riªng biÖt vµ t−íi tiªu kÕt hîp: T−íi tiªu riªng biÖt lµ ë m«i kho¶nh ruéng cã kªnh t−íi vµ kªnh tiªu riªng. Mçi kªnh t−íi bªn hoÆc hai bªn, tïy h×nh, vµ c¸ch bè trÝ kªnh tiªu còng cã thÓ tiªu mét bªn hoÆc hai bªn. Dïng ph−¬ng ph¸p t−íi tiªu riªng biÖt, ta chu ®éng t−íi tiªu, ¸p dông ®−îc t−íi tiªu khoa häc, ®¸p øng ®óng yªu cÇu sinh lý cña lóa vµ cã thÓ dïng biÖn ph¸p t−íi tiªu ®Ó c¶i t¹o ®Êt nhÊt lµ ë nh÷ng vïng chua mÆn, t¨ng ®−îc n¨ng suÊt c©y trång vµ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho c¬ khÝ hãa c¸c kh©u canh t¸c. Nh−îc ®iÓm lµ tèn nhiÒu ®Êt vµ nhiÒu c«ng tr×nh, hÖ sè sö dông ®Êt thÊp. Ph−¬ng ph¸p t−íi tiªu kÕt hîp lµ cã mét hÖ thèng kªnh võa lµm nhiÖm vô t−íi n−íc võa tiªu n−íc. ¦u ®iÓm lµ diÖn tÝch chiÕm ®Êt cña hÖ thèng kªnh Ýt vµ khèi l−îng c«ng tr×nh nhá. Nh−îc ®iÓm lµ kh«ng chñ ®éng t−íi tiªu cho tõng kho¶nh tõng thöa ®−îc, ®Ó thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p c¶i t¹o ®Êt, th©m canh t¨ng n¨ng suÊt c©y trång. 1.2.2. Ph−¬ng ph¸p t−íi r·nh Ph−¬ng ph¸p t−íi r·nh ®−îc phæ biÕn nhÊt ®Ó t−íi cho hÇu hÕt c¸c lo¹i c©y trång nh− b«ng, nho, mÝa, c¸c lo¹i c©y cã cñ, qu¶ nh− khoai s¾n, cñ ®Ëu, cµ chua vµ c¸c lo¹i rau, nh− b¾p c¶i, su hµo… Khi t−íi r·nh n−íc kh«ng ch¶y vµo kh¾p mÆt ruéng mµ chØ vµo trong r·nh t−íi gi÷a c¸c hµng c©y trång. Yªu cÇu cña t−íi r·nh lµ x¸c ®Þnh ®óng ®¾n c¸c yÕu tè kü thuËt t−íi chñ yÕu, nh− l−u l−îng n−íc trong r·nh t−íi, chiÒu dµi r·nh t−íi Tr−êng dhnni – hµ néi 12®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn vµ thêi gian t−íi ®Ó ®¶m b¶o tiªu chuÈn t−íi ®Þnh tr−íc theo yªu cÇu sinh lý cña c©y trång, phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn ®Êt ®ai, ®Þa h×nh vµ thêi tiÕt khÝ hËu. Tïy theo c¸ch t−íi n−íc vµo r·nh vµ cho thÊm vµo ®Êt mµ chia ra hai lo¹i r·nh t−íi: r·nh tho¸t vµ r·nh ngËp. R·nh tho¸t lµ lo¹i r·nh, n−íc võa tõ kªnh t−íi ch¶y vµo r·nh, võa thÊm hai bªn r·nh lµm Èm ®Êt. Tïy theo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Êt ®ai mµ l−u l−îng n−íc ch¶y trong r·nh tõ 0,05-2 l/s vµ chiÒu dµi r·nh tõ 50-500m, thêi gian t−íi tõ 1-2 giê ®Õn 2-3 ngµy. Khi t−íi r·nh tho¸t, n−íc võa ch¶y trong r·nh võa ngÊm hai bªn r·nh, lµm Èm ®Êt, nªn th−íng cã l−îng n−íc ch¶y ®i ë cuèi r·nh kho¶ng tõ 20-60% l−îng n−íc t−íi. §Ó gi¶m l−îng n−íc ch¶y ®i ®ã, th× khi n−íc ®· ch¶y ®Õn cuèi r·nh ng−êi ta gi¶m l−u l−îng n−íc vµo r·nh tõ 1,5-3 lÇn. Nh− thÕ, vËn tèc n−íc ch¶y trong r·nh ®· thÊm −ít ®−îc gi¶m xuèng, kh«ng lµm xãi mßn r·nh, ®Êt vÉn ®−îc lµm Èm ®Òu, mµ Ýt cã n−íc thõa ch¶y ®i ë cuèi r·nh. R·nh ngËp lµ lo¹i r·nh t−íi lµm Èm ®Êt hai bªn r·nh chñ yÕu b»ng l−îng n−íc tr÷ trong r·nh sau khi th«i dÉn n−íc vµo r·nh. Lo¹i r·nh ngËp ®−îc øng dông chñ yÕu trªn ruéng ph¼ng hay cã ®é dèc rÊt nhá (nhá h¬n 0,002). R·nh ngËp s©u 20-25cm chiÒu réng trªn mÆt 50-60cm vµ chiÒu dµi r·nh 40-80m. §Ó lµm Èm ®Êt ®Òu, chiÒu dµi r·nh lµm sao ®Ó khi ë ®Çu r·nh n−íc ngËp 1/3 ®é s©u r·nh th× ë cuèi r·nh n−íc kh«ng ngËp qu¸ ¾ r·nh. ¦u ®iÓm cña t−íi r·nh lµ x©y dùng ®ång ruéng dÔ dµng thÝch øng víi tõng ®iÒu kiÖn cô thÓ vÒ ®Êt ®ai, khÝ hËu vµ c©y trång. §¶m b¶o ®Êt ®−îc t¬i xèp, kh«ng ph¸ vì líp kÕt cÊu trªn mÆt ruéng, vÉn gi÷ ®−îc tho¸ng khÝ lµm cho c©y trång ph¸t triÓn thuËn lîi. §¶m b¶o ®óng l−îng n−íc theo nhu cÇu cña c©y trång. TiÕt kiÖm n−íc, Ýt hao phÝ do bèc h¬i vµ ngÊm xuèng s©u. 1.2.3. Ph−¬ng ph¸p t−íi d¶i Tr−êng dhnni – hµ néi 13®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn T−íi d¶i dïng ®Ó t−íi cho c¸c lo¹i c©y trång gieo dÇy hoÆc hµng hÑp nh− ®ay, võng, l¹c, ®ç, c¸c thøc ¨n cho ch¨n nu«i. Còng dïng ®Ó t−íi cho ng« vµ c¸c v−ên c©y. ë vïng kh« h¹n, cã thÓ t−íi lµm Èm ®Êt tr−íc khi gieo. Nh÷ng yÕu tè kü thuËt t−íi d¶i lµ chiÒu dµi vµ chiÒu réng d¶i, l−u l−îng riªng cña n−íc ch¶y ë ®Çu d¶i tÝnh b»ng lit/s/m, thêi gian t−íi vµ chiÒu cao giíi h¹n cña bê d¶i. Nh÷ng yÕu tè kü thuËt cña t−íi d¶i còng phô thuéc vµo nh÷ng ®iÒu kiÖn nh− t−íi r·nh nh−ng chñ yÕu vµo ®é dèc ngang cña mÆt ruéng. T−íi d¶i thÝch hîp nhÊt víi ®é dèc mÆt ruéng tõ 0,002-0,008. NÕu ®é dèc lín h¬n 0,02 th× kh«ng t−íi d¶i ®−îc v× tèc ®é ch¶y trªn mÆt ruéng lín, n−íc kh«ng kÞp ngÊm lµm Èm ®Êt l−îng n−íc ch¶y ®i sÏ nhiÒu, l·ng phÝ n−íc vµ g©y bµo mßn líp ®Êt trªn mÆt ruéng. Cã hai c¸ch t−íi d¶i: t−íi tõ ®Çu d¶i vµ t−íi tõ bªn c¹nh d¶i. NÕu t−íi tõ ®Çu d¶i th× chia ruéng ra tõng d¶i theo h−íng dèc nhÊt. NÕu hÖ thèng kªnh t−íi bè trÝ theo s¬ ®å däc th× ph¶i ®µo c¸c m−¬ng dÉn n−íc theo chiÒu ngang d¶i. NÕu hÖ thèng kªnh t−íi bè trÝ theo s¬ ®å ngang th× lÊy n−íc trùc tiÕp tõ kªnh t−íi t¹m thêi. T−íi tõ bªn c¹nh d¶i ®−îc ¸p dông trong c¸c tr−êng hîp ®Þa h×nh trªn ruéng phøc t¹p gå ghÒ vµ dèc theo h−íng ngang d¶i. Kh¸c víi t−íi ®Çu d¶i lµ ë gi÷a c¸c d¶i kh«ng cã bê gi÷ n−íc, mµ c¸c r·nh t−íi s©u tõ 25-30cm. ChiÒu réng d¶i khi t−íi bªn th−êng lµ 8-12m tïy theo chiÒu réng lµm viÖc cña c¸c lo¹i m¸y gieo vµ m¸y thu ho¹ch. N−íc tõ kªnh t−íi ch¶y vµo r·nh t−íi. ë r·nh t−íi kho¶ng 10-15m cã mét chç lÊy n−íc vµo d¶i. Nªn chän chç lÊy n−íc ë vÞ trÝ cao cña d¶i. n−íc tõ r·nh t−íi chay vµo mét d¶i (t−íi mét bªn) hay t−íi cho c¶ hai d¶i bªn r·nh t−íi (t−íi hai bªn) tuy theo ®Þa h×nh vµ c¸ch bè trÝ r·nh. Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng t−íi nay lµ lµm Èm ®Êt kh«ng ®Òu vµ tèn n−íc Tr−êng dhnni – hµ néi 14®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn do ngÊm s©u xuèng r·nh t−íi. MÆc dï vËy tïy thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ph−¬ng ph¸p canh t¸c vµ c©y trång ng−êi ta vÊn dïng ph−¬ng ph¸p t−íi nµy. 1.2.4. Ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a Ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a lµ ph−¬ng ph¸p t−íi míi ®−îc ph¸t triÓn réng r·i trong vßng 40 n¨m nay. Nguyªn t¾c chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ dïng hÖ thèng m¸y b¬m, èng dÉn n−íc vµ vßi phun ®Ó t¹o thµnh m−a t−íi n−íc cho c¸c lo¹i c©y trång. ¦u ®iÓm næi bËt cña ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a lµ cã thÓ t−íi trong nh÷ng ®iÒu kiÖn sau: - Khi tiªu chuÈn t−íi nhá, cã thÓ ®iÒu chØnh trong ph¹m vi lín (30900m3/ha). - T−íi trªn ®Êt xèp nh− ®Êt c¸t vµ c¸t pha, cã ®é thÊm n−íc lín. - T−íi trªn mäi ®Þa h×nh phøc t¹p: nh− dèc kh«ng, kh«ng b»ng ph¼ng… vµ tiÕt kiÖm n−íc t−íi (®èi víi vïng nguån n−íc t−íi h¹n chÕ). T−íi phun m−a lµ n©ng cao hÖ sè sö dông h÷u Ých cña hÖ thèng t−íi vµ sö dông n−íc trªn ®ång ruéng. ë Mü hÖ sè sö dông h÷u Ých khi t−íi phun m−a lµ 0,67, cßn ph−¬ng ph¸p t−íi kh¸c lµ 0,56; ë NhËt lµ 0,75-0,80 cßn c¸c ph−¬ng ph¸p t−íi kh¸c lµ 0,65-0,7. T−íi phun m−a thuËn tiÖn cho viÖc phßng trõ s©u bÖnh vµ chèng cá d¹i. Cã thÓ hßa lÉn c¸c lo¹i thuèc cïng víi n−íc t−íi cho c©y trång. T−íi phun m−a cßn lµm t¨ng n¨ng suÊt c¸c lo¹i s¶n phÈm c¸c lo¹i c©y trång. ë Italia khi t−íi phun m−a cho nho, ng−êi ta ®· nhËn thÊy chÊt l−îng nho tèt h¬n, hµm l−îng ®−êng trong nho t¨ng 2%. ë ViÖt Nam, qua thÝ nghiÖm t−íi phun m−a t¹i ®åi chÌ 66- Hîp t¸c x· Tiªn Phó- Phï Ninh- VÜnh Phóc cho thÊy n¨ng suÊt chÌ t¨ng ®−îc 50% so víi ®èi chøng kh«ng t−íi. Tuy nhiªn, t−íi phun m−a kh«ng thÝch hîp ë vïng cã giã m¹nh. ViÖc Tr−êng dhnni – hµ néi 15®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn phôc vô kü thuËt vµ tæ chøc phôc vô c¸c hÖ thèng m¸y phun m−a phøc t¹p, c©n cã ®éi ngò c«ng nh©n cã tr×nh ®é kü thuËt. C¸c thiÕt bÞ phun m−a do c«ng nghiÖp chÕ t¹o hiÖn nay cã n¨ng suÊt ch−a cao, ch−a ®¸p øng ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu trong s¶n xuÊt, ch−a phï hîp víi ®iÒu kiÖn sinh lý trong tõng giai ®o¹n ph¸t triÓn cña c©y trång vµ thÝch øng víi c¸c lo¹i ®Êt ®ai ®Þa h×nh kh¸c nhau. Nh×n chung gi¸ thµnh t−íi trªn mét ®¬n vÞ s¶n phÈm cßn cao. Tuy cã nh÷ng nh−îc ®iÓm trªn, nh− do nh÷ng −u ®iÓm cña t−íi phun m−a nªn ph−¬ng ph¸p t−íi nµy ®ang ®−îc ¸p dông réng r·i ë nhiÒu n−íc vµ ph¸t triÓn víi tèc ®é cao. Theo tµi liÖu cña Tritrexèp n¨m 1970 ë TiÖp Kh¾c 97% t−íi b»ng ph−¬ng ph¸p phun m−a; ë §øc 79%; ë itsaren 90%; Anh 80%; Hungari 72%... ë ViÖt Nam hiÖn nay ®ang ®−îc ¸p dông rÊt phæ biÕn ph−¬ng ph¸p t−íi phun m−a cho c¸c vïng chuyªn canh rau ë Hµ Néi, H¶i Phßng, §µ l¹t… c¸c vïng trång c©y c«ng nghiÖp nh− Cµ phª, chÌ, cao su… ë T©y Nguyªn, L©m §ång… ®· mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ ®¸ng khÝch lÖ. 1.2.5. T−íi nhá giät T−íi nhá giät lµ mét ph−¬ng ph¸p míi ®ang ®−îc øng dông nhiÒu ë Itsaren, Mü, óc vµ mét sè n−íc kh¸c cã khÝ hËu kh« c»n, nguån n−íc Ýt, dïng ®Ó t−íi cho c¸c lo¹i c©y ¨n qu¶, rau…. Nguyªn t¾c cña t−íi nhá giät lµ dïng mét hÖ thèng èng dÉn b»ng cao su hoÆc chÊt dÎo cã ®−êng kÝnh tõ 1,5 – 2cm, ®Ó dÉn n−íc tõ ®−êng èng cã ¸p, do tr¹m b¬m cung cÊp ch¹y däc theo c¸c hµng c©y. ë c¸c gèc c©y cã l¾p c¸c vßi cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc l−îng n−íc ch¶y ra. N−íc do cÊu t¹o cña vßi sÏ nhá giät xuèng gèc c©y lµm Èm ®Êt. −u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ tiÕt kiÓm ®−îc nhiÒu n−íc t−íi so víi t−íi r·nh vµ t−íi phun m−a v× Ýt tiªu hao l−îng n−íc do bèc h¬i vµ thÊm xuèng s©u. HiÖu suÊt sö dông n−íc t−íi ®−îc t¨ng lªn vµ ®¶m b¶o ®óng chÕ ®é Tr−êng dhnni – hµ néi 16®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn n−íc cña ®Êt theo nhu cÇu cña tõng c©y trång. Ph¹m vi t−íi n−íc trªn mÆt ®Êt nhá nªn trªn mÆt ®Êt phÇn lín vÉn gi÷ ®−îc kh«, c¸c lo¹i cá d¹i kh«ng ®ñ ®é Èm ®Ó ph¸t triÓn vµ vÉn gi÷ ®−îc tho¸ng khÝ. 1.2.6. T−íi ngÇm Ph−¬ng ph¸p t−íi nµy ®−îc nghiªn cøu øng dông ë Liªn X« cò tõ n¨m 1935. Nguyªn t¾c lµ dïng hÖ thèng ®−êng èng ®Én n−íc trong ®Êt vµ n−íc sÏ thÊm lµm Èm ®Êt. −u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ ®¶m b¶o ®é Èm cÇn thiÕt trong suèt thêi gian sinh tr−ëng cña c©y trång, lµm t¨ng n¨ng suÊt c©y trång so víi c¸c ph−¬ng ph¸p t−íi kh¸c. Líp ®Êt trªn mÆt vÉn gi÷ ®−îc kh« hoÆc Èm Ýt do ®ã gi÷ ®−îc tho¸ng lµm cho vi sinh vËt ho¹t ®éng tèt, lµm t¨ng ®é ph× cña ®Êt. Cho phÐp dông ph©n hãa häc hßa lÉn víi n−íc t−íi, trùc tiÕp bãn vµo hÖ thèng rÔ c©y trång, lµm t¨ng thªm hiÖu qu¶ cña ph©n bãn. HÖ thèng t−íi kh«ng lµm trë ng¹i c¸c kh©u s¶n xuÊt b¨ng c¬ khÝ trªn ®ång ruéng, thuËn tiÖn cho viÖc tù ®éng hãa viÖc t−íi n−íc vµ t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng t−íi. Tuy nhiªn, viÖc më réng t−íi ngÇm trong s¶n xuÊt cßn h¹n chÕ, ch−a ph¸t triÓn réng r·i v× x©y dùng hÖ thèng t−íi phøc t¹p, gi¸ thµnh ®Çu t− trang thiÕt bÞ vµ x©y dùng c¬ b¶n cao. 1.3. øng dông tù ®éng ho¸ vµo thiÕt kÕ hÖ thèng t−íi nhá giät 1.3.1. Kh¸i qu¸t vÒ lÞch sö ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ Kh«ng chØ ngµy nay con ng−êi míi ph¸t minh ra c¸c lo¹i m¸y mãc tù ®éng s¶n xuÊt lµm viÖc thay thÕ con ng−êi mµ ngay tõ khi x· héi cßn ch−a ph¸t triÓn, c«ng cô lao ®éng cßn th« s¬ con ng−êi ®· mong muèn ®iÒu ®ã nªn ngay tõ tr−íc c«ng nguyªn c¸c m¸y tù ®éng c¬ häc vµ ®ång hå n−íc cã phao Tr−êng dhnni – hµ néi 17®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn ®iÒu chØnh ®· xuÊt hiÖn ë Ai cËp cæ ®¹i vµ Hy l¹p. B−íc sang thêi kú trung cæ albert ®· chÕ t¹o ra m¸y tù ®éng c¬ khÝ thùc hiÖn chøc n¨ng cña ng−êi g¸c cæng. Tuy nhiªn c¸c lo¹i m¸y mãc thêi kú nµy kh«ng cã ¶nh h−ëng g× ®Õn c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt thêi ®ã. Tù ®éng ho¸ chØ thùc sù ®−îc øng dông vµo s¶n xuÊt khi mét thî c¬ khÝ martop ng−êi Nga ®· chÕ t¹o thµnh c«ng m¸y tiÖn chÐp h×nh ®Ó tiÖn c¸c chi tiÕt ®Þnh h×nh vµo n¨m 1712 vµ ®Õn n¨m 1765, p«nzul«p ng−êi Nga ®· chÕ t¹o ®−îc hÖ diÒu chØnh møc ®Çu tiªn, nã ®−îc øng dông ®Ó gi÷ cè ®Þnh møc n−íc trong nåi h¬i kh«ng phô thuéc vµo l−îng tiªu hao h¬i n−íc. N¨m 1784, james watt ng−êi Anh ®· sö dông bé ®iÒu tèc ly t©m trong m¸y h¬i n−íc, dïng ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é cña m¸y h¬i n−íc. Tõ ®ã, tù ®éng ho¸ ®· trë thµnh mét lÜnh vùc quan träng trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu ph¸t triÓn s¶n xuÊt. B−íc sang ®Çu thÕ kû XIX nhiÒu c«ng tr×nh cã môc ®Ých hoµn thiÖn c¸c c¬ cÊu ®iÒu chØnh tù ®éng cña m¸y h¬i n−íc ®· ®−îc thùc hiÖn. Cho ®Õn cuèi thÕ kû nµy ®· xuÊt hiÖn thªm c¸c c¬ cÊu ®iÒu chØnh tù ®éng cho tuabin h¬i n−íc. N¨m 1873, Spender ®· chÕ t¹o ®−îc m¸y tiÖn tù ®éng cã æ cÊp ph«i mang c¸c cam. N¨m 1880 nhiÒu h·ng trªn thÕ giíi nh− Pittler Luding Lower cña §øc, h·ng RSK cña Anh… ®· chÕ t¹o ®−îc m¸y tiÖn dïng ph«i thÐp thanh. N¨m 1887, §.G St«le«p ®· chÕ t¹o ®−îc phÇn tö c¶m quang ®Çu tiªn, mét trong nh÷ng phÇn tö hiÖn ®¹i quan trong nhÊt trong kü thuËt tù ®éng ho¸. Còng trong thêi gian nµy c¸c c¬ së lý thuyÕt ®iÒu khiÓn vµ ®iÒu chØnh tù ®éng b¾t ®Çu ®−îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn m¹nh mÏ. N¨m 1876 - 1877, I.A V−snhegratxki ®· cho ®¨ng t¶i c¸c c«ng tr×nh " lý thuyÕt c¬ së cña c¸c c¬ cÊu ®iÒu chØnh" vµ "C¸c c¬ cÊu ®iÒu chØnh t¸c ®éng trùc tiÕp". C¸c ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ æn ®Þnh vµ chÊt l−îng cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é do «ng ®Ò xuÊt vÉn ®−îc dïng cho ®Õn ngµy nay. Tr−êng dhnni – hµ néi 18®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn C¸c thµnh tùu ®¹t ®−îc trong lÜnh vùc tù ®éng ho¸ ®· cho phÐp trong nh÷ng thËp kû ®Çu cña thÕ kû XX xuÊt hiÖn nhiÒu lo¹i m¸y tù ®éng hiÖn ®¹i. còng trong thêi gian nµy sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c¸c hÖ thèng truyÒn tin ®· gãp phÇn ®Èy m¹nh sù ph¸t triÓn vµ øng dông cña tù ®éng ho¸ vµo c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Vµo kho¶ng gi÷a thÕ kû XX, tù ®éng ho¸ kh«ng chØ ¸p dông trong s¶n xuÊt mµ cßn ®−îc ®−a vµo c¸c cuéc chiÕn tranh v× môc ®Ých c¸ nh©n, nhiÒu n−íc ®· ¸p dông thµnh tùu cña tù ®éng ho¸ vµo chiÕn tranh ®Ó m−u lîi riªng do vËy mµ tù ®éng ho¸ cµng ®−îc hä thóc ®Èy ph¸t triÓn, tõ yªu cÇu n©ng cao tØ lÖ b¾n tróng cña ph¸o phßng kh«ng, nguyªn lý ®iÒu khiÓn ph¶n håi ®· ®−îc ®Ò xuÊt ®−a kü thuËt tù ®éng ho¸ b−íc sang mét trang ph¸t triÓn míi. Cuèi thÕ kû XX, do nhu cÇu vÒ l−¬ng thùc cña thÕ giíi mµ c¸c n−íc ph¸t triÓn ®· cho ra ®êi c¸c m¸y tù ®éng s¶n xuÊt trong n«ng nghiÖp. §Çu nh÷ng n¨m 80 ë Nga ®· xuÊt hiÖn c¸c m¸y sÊy ®Ó b¶o qu¶n n«ng s¶n, ë NhËt cho ra ®êi c¸c m¸y tù ®éng nu«i c¸…. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, c¸c n−íc cã nÒn c«ng nghiÖp ph¸t triÓn tiÕn hµnh r«ng r·i tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt lo¹i nhá. §iÒu nµy ph¶n ¸nh xu thÕ chung cña nÒn kinh tÕ thÕ giíi tõ s¶n xuÊt lo¹i lín vµ hµng khèi sang s¶n xuÊt lo¹i nhá vµ hµng khèi thay ®æi. Nhê c¸c thµnh tùu to lín cña c«ng nghÖ th«ng tin vµ c¸c lÜnh vùc khoa häc kh¸c, ngµnh c«ng nghiÖp gia c«ng c¬ cña thÕ giíi trong nh÷ng n¨m cuèi cua thÕ kû XX ®· cã sù thay ®æi s©u s¾c. Sù xuÊt hiÖn cña mét lo¹t c¸c c«ng nghÖ mòi nhän nh− kü thuËt linh ho¹t( Agile Engineening) hÖ ®iÒu hµnh s¶n xuÊt qua mµn h×nh( Visual Manufacturing System) kü thuËt t¹o mÉu nhanh ( Rapid Prototyping) c«ng nghÖ Nan« ®· cho phÐp tù ®éng ho¸ toµn phÇn kh«ng chØ trong s¶n xuÊt hµng khèi mµ cßn trong san xuÊt lo¹i nhá vµ ®¬n chiÕc. ChÝnh sù thay ®æi nhanh cña s¶n xuÊt ®· liªn kÕt chÆt chÏ c«ng nghÖ th«ng tin víi c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y, lµm xuÊt hiÖn mét lo¹t c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng tù ®éng ho¸ hoµn toµn míi nh− c¸c lo¹i m¸y Tr−êng dhnni – hµ néi 19®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn ®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn mãc ®iÒu khiÓn sè, c¸c trung t©m gia c«ng, c¸c hÖ tèng ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh l«gic PLC ( Programmable Logic Control), c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t FMS( Flexble Manufacturing Systems), c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt tÝch hîp CIM( Computer Integadted Manufacturing) cho phÐp chuyÓn ®æi nhanh s¶n phÈm gia c«ng víi thêi gian chuÈn bÞ s¶n xuÊt Ýt, rót ng¾n chu kú s¶n phÈm, ®¸p øng tèt tÝnh thay ®æi nhanh cua s¶n phÈm hiÖn ®¹i. VÒ mÆt kü thuËt, lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng ho¸ ph¸t triÓn qua 3 giai ®o¹n: Giai ®o¹n 1: Cho ®Õn nh÷ng n¨m 1940. Trong giai ®o¹n nµy c¬ së lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®«ng ®−îc h×nh thµnh. Khi ®ã c¸c ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t hÖ “mét ®Çu vµo, mét ®Çu ra – Siso” nh−: Hµm truyÒn vµ biÓu ®å Bode ®Ó kh¶o s¸t ®¸p øng tÇn sè vµ æn ®Þnh; biÓu ®å Nyquist vµ dù tr÷ ®é lîi/pha ®Ó ph©n tÝch tÝnh æn ®Þnh cña hÖ kÝn. Vµo cuèi nh÷ng n¨m 1940 vµ ®Çu nh÷ng n¨m 1950 ph−¬ng ph¸p ®å thÞ thùc nghiÖm cña Evans ®· ®−îc hoµn thiÖn. Giai ®o¹n nµy ®−îc coi lµ “®iÒu khiÓn cæ ®iÓn”. Giai ®o¹n 2: Xung quanh nh÷ng n¨m 1960, lµ giai ®o¹n ph¸t triÓn cña kü thuËt ®iÒu khiÓn ®−îc gäi lµ “®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i” (Modern control). HÖ kü thuËt ngµy cµng trë lªn phøc t¹p, cã “nhiÒu ®Çu vµo,nhiÒu ®Çu ra-MIMO”. §Ó m« h×nh ho¸ thuéc d¹ng nµy ph¶i cÇn ®Õn mét tËp c¸c ph−¬ng tr×nh m« t¶ mèi liªn quan gi÷a c¸c tr¹ng th¸i cña hÖ. Vµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng biÕn tr¹ng th¸i ®−îc h×nh thµnh. Còng trong thêi gian nµy, lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tèi −u cã nh÷ng b−íc ph¸t triÓn lín dùa trªn nÒn t¶ng nguyªn lý cùc ®¹i cña POLTRYAGIN vµ lËp tr×nh ®éng lùc häc cña Bellman. §ång thêi, häc thuyÕt Kalman ®−îc hoµn thiÖn vµ nhanh chãng trë thµnh c«ng cô chuÈn, ®−îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc ®Ó −íc l−îng trang th¸i bªn trong cña hÖ tõ tËp nhá tÝn hiÖu ®ã ®−îc. Giai ®o¹n 3: Giai ®o¹n “®iÒu khiÓn bÒn v÷ng” ®−îc b¾t ®Çu tõ nh÷ng n¨m 1980. øng dông nh÷ng thµnh tùu cña toµn häc, c¸c nghiªn cøu vÒ ®iÒu khiÓn ®· ®−a ra ®−îc c¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn ®Ó mét hÖ kü thuËt vÉn ®¶m b¶o ®−îc kü n¨ng sö dông khi cã t¸c ®éng cña nhiÔu vµ sai sè. Tr−êng dhnni – hµ néi 20®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn