Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gay gắt, việc sử dụng hiệu quả tài nguyên nước và vật tư nông nghiệp trở nên cấp thiết. Đồng thời, tình trạng thiếu lao động nông thôn và chi phí sản xuất tăng cao đòi hỏi nhà nông cần có những giải pháp sáng tạo, tiết kiệm và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Tại tỉnh Đồng Tháp – một trong những địa phương đi đầu về ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp – mô hình "Hệ thống tưới và bón phân tự động sử dụng cảm biến độ ẩm" của nông dân Nguyễn Văn Lâm ở xã Tân Hòa, huyện Lai Vung đã mang lại hiệu quả thiết thực, giúp giảm chi phí, tăng năng suất, và cải thiện đáng kể chất lượng nông sản.

Từ thực tế đồng ruộng canh tác quýt hồng với diện tích hơn 1,5ha, ông Nguyễn Văn Lâm nhận thấy việc tưới tiêu và bón phân bằng phương pháp thủ công không chỉ tốn công lao động mà còn gây lãng phí nước và phân bón. Đặc biệt vào mùa khô, việc tưới nước không hợp lý dẫn đến hiện tượng thối rễ, cây vàng lá, ảnh hưởng lớn đến năng suất.

Với kiến thức tích lũy từ các lớp tập huấn khuyến nông và niềm đam mê sáng tạo, ông Lâm đã nghiên cứu, lắp đặt thử nghiệm hệ thống cảm biến độ ẩm tích hợp với bộ điều khiển tự động để vận hành tưới và bón phân theo nhu cầu thực tế của cây trồng.

Ảnh minh họa

Cấu tạo và cách vận hành

Cấu tạo hệ thống gồm:

• Cảm biến độ ẩm đất: Gắn ở các vị trí đại diện trong vườn để thu thập dữ liệu về độ ẩm thực tế.
• Bộ điều khiển trung tâm (PLC): Nhận dữ liệu từ cảm biến, phân tích và điều khiển hệ thống bơm nước và bơm phân hoạt động theo ngưỡng đã cài đặt.
• Hệ thống ống tưới nhỏ giọt và đầu phun vi mô: Đảm bảo phân phối đều nước và phân đến từng gốc cây.
• Bồn chứa phân lỏng và bộ trộn phân tự động.

Nguyên lý hoạt động:

Khi độ ẩm đất giảm dưới ngưỡng cài đặt (ví dụ dưới 35%), cảm biến sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển trung tâm. Hệ thống sẽ tự động kích hoạt bơm nước và, nếu đến kỳ bón phân, bơm phân cũng được kích hoạt đồng thời. Khi độ ẩm đạt mức tối ưu (khoảng 60–65%), hệ thống tự động dừng.

HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ MÔI TRƯỜNG

1. Giảm chi phí sản xuất

Theo tính toán của ông Lâm, sau 1 năm áp dụng hệ thống này trên 1,5ha vườn quýt:

• Tiết kiệm chi phí nước: giảm 30–35% so với tưới tay truyền thống.
• Giảm lượng phân bón sử dụng: nhờ bón phân đúng lúc, đúng lượng, giảm 25% lượng phân.
• Giảm công lao động: tiết kiệm trung bình 6 công/tháng (tương đương khoảng 3–4 triệu đồng/tháng).
• Chi phí đầu tư ban đầu: khoảng 45–50 triệu đồng, có thể hoàn vốn sau 1,5 năm.

2. Tăng năng suất và chất lượng nông sản

Nhờ độ ẩm và dinh dưỡng ổn định, vườn quýt phát triển đều, trái bóng đẹp, ít bị rụng trái hay vàng lá. Năng suất tăng khoảng 10–15%, chất lượng quả đồng đều hơn, dễ tiêu thụ.

3. Bảo vệ môi trường và thích ứng với biến đổi khí hậu

Việc giảm sử dụng nước và phân hóa học đồng nghĩa với giảm nguy cơ rửa trôi, ô nhiễm nguồn nước và đất. Ngoài ra, hệ thống giúp cây chống chịu tốt hơn với khô hạn kéo dài – một thách thức lớn do biến đổi khí hậu gây ra.

Hiện nay, mô hình của ông Lâm hiện đã được nhiều hộ nông dân trong vùng đến tham quan và học hỏi. Một số hộ đã bắt đầu ứng dụng thử nghiệm cho cây cam, chanh và cả cây mít.

Điều kiện để nhân rộng mô hình gồm:

• Vốn đầu tư ban đầu: từ 40–70 triệu đồng tùy diện tích và quy mô.
• Hỗ trợ kỹ thuật: cần sự vào cuộc của các trung tâm khuyến nông để hướng dẫn lắp đặt và vận hành hệ thống.
• Hợp tác nhóm hộ: để giảm chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống.

Ảnh minh họa

Với xu thế chuyển đổi sang nông nghiệp thông minh và tiết kiệm tài nguyên, mô hình này phù hợp để triển khai trong các vùng trồng cây ăn trái tập trung như: Đồng Tháp, Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre...Giải pháp tưới và bón phân tự động bằng cảm biến độ ẩm của nông dân Nguyễn Văn Lâm không chỉ là một sáng kiến kỹ thuật thông minh mà còn là biểu hiện sống động của tư duy đổi mới trong sản xuất nông nghiệp. Mô hình này chứng minh rằng, khi nhà nông mạnh dạn ứng dụng công nghệ và sáng tạo trên nền tảng thực tiễn canh tác, họ hoàn toàn có thể làm chủ công nghệ và gặt hái hiệu quả kinh tế cao. Với sự hỗ trợ đồng bộ của chính quyền địa phương, ngành nông nghiệp và các tổ chức khoa học, mô hình này hoàn toàn có thể được nhân rộng, góp phần nâng cao thu nhập, bảo vệ môi trường và phát triển nền nông nghiệp bền vững trong tương lai.

Quốc Thái