MỤC LỤC
Mục lục
Lời cảm ơn
Tóm tắt nội dung dự án
A. Giới thiệu và tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4

I. Lí do chọn đề tài

Trang 4

II. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Trang 4

1. Ý nghĩa của đề tài

Trang 4

2. Những điểm mới của đề tài

Trang 5

3. Tính khả thi và hiệu quả của đề tài
B. Giả thuyết khoa học và mục đích nghiên cứu

Trang 5

Trang 6

I.

Giả thuyết khoa học

1. Tình hình áp dụng hệ thống tưới nhỏ giọt trên thế giới và Việt Nam

Trang 6

2. Nguyên lí của hệ thống tưới nhỏ giọt
3.

Thiết kế hệ thống tưới nước, phân tự động

II. Mục đích nghiên cứu
C. Phương pháp và thiết kế nghiên cứu
I.

Phương pháp nghiên cứu

II.

Vật liệu thử nghiệm

III.

Thiết kế thí nghiệm nghiên cứu

Trang 13

Trang 14
Trang 16
Trang 16
Trang 16

1.Lắp ráp hệ thống tưới nước, phân tự động và trồng rau thực nghiệm.
2. Tiến hành thí nghiệm đối chứng và theo dõi ghi chép quá trình phát

Trang 16
Trang 17
Trang 17
Trang 20

triển của cây.
D. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
E. Kết luận và đề nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục: mọt số hình ảnh về hệ thống tưới nước, phân tự động

Trang22
Trang 22
Trang 23
Trang 24

LỜI CẢM ƠN

Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 1



Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:


Ban Tố Chức cuộc thi Khoa học Kỹ thuật cấp thị xã đã tổ chức một cuộc thi bổ
ích để chúng em có điều kiện tiến hành nghiên cứu khoa học.



Ban Giám hiệu trường THCS Phong Hải đã tạo điều kiện thuận lợi về nhiều
mặt cho chúng em trong quá trình nghiên cứu.



Cơ Vũ Thị Bích Hà hướng dẫn chúng em thực hiện ý tưởng đề tài.



Quý phụ huynh đã ủng hộ về tinh thần và vật chất.



Cùng toàn thể các Thầy Cô, các bạn học sinh và các cá nhân đã ủng hộ, động
viên và khuyến khích chúng em thực hiện đề tài.

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 2



Rau xanh là loại thực phẩm rất cần thiết cho con người và là loại thức ăn không
thể thiếu được trong mỗi bữa cơm của gia đình chúng em và mọi gia đình khác. Tuy
nhiên, hiện nay nguồn thực phẩm quan trọng này lại luôn tiềm ẩm các mối nguy về vệ
sinh an toàn thực phẩm như chứa dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc kích
thích,....Chính điều này đã dấy lên sự lo ngại về độ an toàn của các loại rau, củ, quả
hiện nay. Trước tình hình trên đã thơi thúc chúng em tìm tịi, sáng tạo và nghiên cứu hệ
thống trồng rau sạch tại gia đình nhưng khơng mất q nhiều thời gian chăm sóc vì
chúng em còn phải tham gia nhiều hoạt động tại trường và bố mẹ chúng em cũng
khơng có nhiều thời gian ở nhà để có thể chăm sóc tốt các luống rau. Mặt khác, diện
tích đất trồng nhà em lại khá eo hẹp khơng có vị trí thích hợp để trồng vài luống rau
sạch để cải thiện bữa cơm gia đình. Nhóm chúng em đã lên ý tưởng và nhờ sự tham gia
góp ý của các thầy cơ, cha mẹ và bạn bè đã hoàn thành ” Hệ thống tưới nước, phân tự
động để trồng rau sạch tại nhà”
Bước đầu nghiên cứu và thử nghiệm dự án chúng em đã đạt được một số kết quả
như sau:
 Thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh hệ thống tưới nước, phân tự động.
 Đã vận hành thành cơng hệ thống.
 Làm thí nghiệm thực nghiệm để thấy tính ưu việt của việc trồng rau sạch trong

hệ thống so với cách trồng truyền thống.
 Nhận thấy dự án có tính thực tiễn cao, dễ dàng áp dụng rộng rãi cho nhiều hộ gia

đình.
Sau đây chúng em xin trình bày cụ thể và chi tiết dự án ” Hệ thống tưới, nước
phân tự động để tồng rau sạch tại nhà”. Chúng em rất mong các thầy cơ nghiên cứu
và góp ý để chúng em tiếp tục hoàn chỉnh và phát triển dự án này hơn nữa.

A. GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh

Trang 3


I. Lí do chọn đề tài.
Trước tình hình vệ sinh an toàn thực phẩm hiện nay, đặc biệt là vấn nạn rau xanh
thường chứa dư lượng chất bảo quản thực vật, nhiễm nhiều hóa chất độc hại khơng tốt
cho sức khỏe con người. Trước tình hình đó, gia đình em cũng như bao gia đình khác
để đảm bảo sức khỏe cho cả gia đình nên cũng muốn tự trồng rau sạch để sử dụng hằng
ngày đồng thời không mất nhiều thời gian để chăm sóc cũng như phải cần quá nhiều
quỹ đất do chúng em khơng có nhiều thời gian để chăm sóc và gia đình em diện tích
đất nhỏ. Chúng em cũng tìm hiểu các hệ thống tự trồng rau sạch ở nhà trên internet,
báo chí, sách vở,....Tuy nhiên, chúng em thấy các hệ thống tự trồng rau sạch do các nhà
sản xuất cung cấp giá thành rất cao và phải lắp đặt hệ thống lớn ở quy mô nơng trại với
nhiều hệ thống và máy móc phức tạp. Chính vì vậy, chúng em đã nghiên cứu để thiết
kế

”Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà” với những vật

dụng dễ kiếm và rẻ tiền như ống nhựa PVC và đồng thời tận dụng những vật liệu bỏ đi
để tái chế như chai nhựa, can nhựa, rổ, rá,...vừa góp phần giảm giá thành của sản
phẩm, vừa góp phần bảo vệ mơi trường.
II. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
1. Ý nghĩa của đề tài:
- Hệ thống tưới nước, phân tự động được lắp đặt với vật liệu sản xuất thiết bị
đơn giản, dễ tìm giảm giá thành sản phẩm.
- Thao tác vận hành đơn giản, dễ thực hiện, khơng địi hỏi nhiều nhân công nên
tiết kiệm sức lao động.
- Tận dụng diện tích khơng gian nhỏ trong hộ gia đình trong sản xuất rau xanh,
sạch bệnh, do không dùng thuốc bảo vệ thực vật, khơng cần đất.
- Hệ thống góp phần bảo vệ mơi trường vì tiết kiệm nước, phân bón. Ngồi ra có

thể sử dụng vật liệu phế thải: chai nhựa, ống nhựa PVC, dây chuyền y tế,.... để lắp đặt
hệ thống.
2. Những điểm mới của đề tài
Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 4


Sản phẩm là hệ thống tưới nước, phân tự động có những điểm mới sau:
- Có hệ thống ống dẫn tưới nhỏ giọt tận dụng từ dây chuyền y tế nên dễ dàng
điều chỉnh tốc độ nước (hoặc phân bón) cho cây sao cho phù hợp với từng loại cây
trồng và tùy điều kiện thời tiết (VD: thời tiết hanh khơ cần nhiều nước hơn thì có thể
điều chỉnh cho tốc độ nước chảy nhanh, thời tiết ẩm ướt hoặc nếu loại cây trồng khơng
cần phải nhiều nước thì có thể điều chỉnh cho tốc độ chảy chậm hơn). Ngoài ra, hệ
thống cịn có một hệ thống tưới phân bón tự động. Khi cần bổ sung phân bón, chất
dinh dưỡng cho cây trồng thì chỉ cần khóa van dẫn nước đồng thời mở khóa van dẫn
phân bón và đổ phân bón đã hịa tan vào thì hệ thống cũng sẽ tự động tưới phân cho
cây trồng.
- Góp phần bảo vệ sức khỏe con người và an tồn thực phẩm vì trồng được rau
có giá trị cao về thương phẩm, dinh dưỡng, không sâu bệnh và không sử dụng thuốc
bảo vệ thực vật.
- Góp phần bảo vệ mơi trường do có thể tận dụng vật liệu phế thải để lắp ráp hệ
thống.
3. Tính khả thi và hiệu quả của đề tài
-

Hệ thống giúp tiết kiệm nước và chất dinh dưỡng và thiết kế gọn nhẹ nên có

thể dễ dàng trồng trên ban cơng, sân thượng,….phù hợp với các gia đình muốn có rau
sạch sử dụng nhưng diện tích đất hẹp hoặc nguồn nước khơng có sẵn.


Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 5


B. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
I. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

1. Tình hình áp dụng hệ thống tưới nhỏ giọt trên thế giới và Việt Nam
Ưu điểm lớn nhất của công nghệ tưới nhỏ giọt là tiết kiệm nước, do nước tưới
được cấp trực tiếp cho cây trồng, khơng bị thất thốt do bốc hơi và thấm sâu. Tưới
nhỏ giọt cịn cho phép giảm chi phí lao động tưới và nâng cao năng suất cây trồng.
Bài báo này phân tích hiệu quả kinh tế của việc ứng dụng công nghệ tưới tưới nhỏ
giọt cho một trang trại hộ gia đình có quy mơ 0.2 ha trồng cây bưởi ở huyện Sóc Sơn
ngoại thành Hà Nội. Kết quả nghiên cứu từ mơ hình điểm là cơ sở khoa học và thực
tiễn cho việc áp dụng công nghệ tưới hiện đại cho các loại cây có giá trị kinh tế cao
như cây bưởi phát triển kinh tế hộ gia đình.
Trong những năm gần đây do nguồn nước ngày càng trở nên khan hiếm nên nhiều
nước rất quan tâm đến nghiên cứu và đầu tư công nghệ tưới tiết kiệm nước cho các
loại cây trồng. Các công nghệ tưới tiết kiệm nước hiện đại phổ biến là kỹ thuật tưới
phun mưa, tưới nhỏ giọt và tưới ngầm. Các phương pháp tưới nhỏ giọt và phun mưa
là khá phổ biến, được ứng dụng từ đầu thế kỷ XX, trong khi phương pháp tưới ngầm
mới được phát triển trong mấy thập kỷ trở lại đây. Tưới nhỏ giọt là kỹ thuật đưa nước
đến gốc cây trồng dưới dạng từng giọt. Khác với phương pháp tưới truyền thống hoặc
tưới phun là chỉ làm ẩm phần đất quanh khu vực bộ rễ cây vì vậy tưới nhỏ giọt còn
được gọi là tưới cục bộ (vào gốc cây trồng). Đặc điểm của tưới nhỏ giọt là lưu lượng
tưới nhỏ, thời gian một lần tưới kéo dài, chu kỳ tưới ngắn, áp lực công tác cần nhỏ, có
thể khống chế lượng nước tương đối chính xác, đưa nước và chất dinh dưỡng đến
vùng đất quanh rễ cây. Phương pháp tưới nhỏ giọt có thể thích ứng với những điều
kiện khác nhau nên có thể sử dụng rộng rãi.
Tổng quan ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước


Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 6


Theo ước tính của FAO (2004), hiện nay, hầu như các quốc gia trên thế giới ít
nhiều đều áp dụng cơng nghệ tưới tiết kiệm nước. Trong đó cơng nghệ tưới phun mưa
đóng góp một phần khơng nhỏ trong cơng tác tưới tiết kiệm nước cho hơn 1.000.000
ha cây trồng trên thế giới. Kỹ thuật tưới nhỏ giọt được sử dụng rộng rãi ở các nước
công nghiệp phát triển với những ứng dụng về cơng nghệ vật liệu, điển hình là Mỹ,
Israel, Nhật và Úc. Israel là một trong những quốc gia nổi tiếng trên thế giới về việc
nghiên cứu áp dụng thành cơng và có nhiều đóng góp quan trọng trong việc phát triển
các kỹ thuật tưới nhỏ giọt. Khoảng 40% diện tích trồng bơng ở Israel (24.000 ha)
được tưới bằng kỹ thuật tưới nhỏ giọt.
Kinh nghiệm của nhiều nước cho thấy nếu được tưới bằng các phương pháp tưới
nhỏ giọt thì năng suất cây trồng tăng lên khoảng 50% và lượng nước tiết kiệm khoảng
40-70% so với các biện pháp tưới thông thường. Việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ
giọt đối với cây ăn quả và các vùng trồng cây thương mại hứa hẹn tiềm năng phát
triển lớn. Tuy nhiên, lợi ích và các khía cạnh kinh tế của công nghệ tưới này phụ
thuộc lớn vào điều kiện cụ thể của từng vùng, nhất là điều kiện về kinh tế, vì cơng
nghệ tưới nhỏ giọt có giá thành đầu tư cao hơn so với kỹ thuật tưới phun mưa.
Hiệu quả của việc áp dung công nghệ tưới nhỏ giọt cho một số loại cây trồng như
sau:
Cây trồng
TT
1
2
3
4
5

6
7
8

Chuối
Nho
Mía
Cà chua
Bơng
Đu đủ
Ớt
Khoai lang

Năng suất (tạ/ha)
Tưới
Tưới
Tăng
thông nhỏ giọt
năng
thường
suất
575
875
52
264
325
23
1280
1700
33

320
480
50
23
29,5
27
134
234
75
42,33
60,88
44
42,44
58,88
39

Lượng nước cung cấp (m3)
Tưới thông
Tưới
Lượng
thường
nhỏ giọt nước tiết
kiệm (%)
176
97
45
53,2
27,8
48
215

94
56
30
18,4
39
89,53
42
53
228
73,3
68
109,71
41,77
62
63,14
25,20
60

Bảng 1. Hiệu quả của việc áp dung công nghệ tưới nhỏ giọt cho một số loại cây trồng
Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 7


(Nguồn: ICD, 1998)
Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt và một số công nghệ
tưới tiết kiệm nước khác ở nước ta.
TT

Công nghệ
tưới


Loại cây
trồng

Địa phương

1
3
2
4

Năm áp
dụng

Lợi nhuận
cho 1 hecta
(đồng)
91.900.000
27.101.500
58.090.000
190.000.000

Tưới nhỏ giọt Cây Nho
Tỉnh Ninh Thuận 2007 - 2008
Tưới nhỏ giọt Cây Mía
Tỉnh Gia Lai
2006-2007
Tưới dí
Cây Dứa
Tỉnh Hịa Bình

2006 - 2007
Tưới phun
Cây Bưởi
Tỉnh Vĩnh Long 2007-2008
mưa
Năm roi
Bảng 2 Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước cho một số
loại cây trồng ở nước ta
Tài liệu tham khảo
1. FAO (2004). Công nghệ tưới tiết kiệm nước

2. Lê Sâm (2005). Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, NXB nơng nghiệp, TP. Hồ Chí Minh
3. Phạm thị Minh Thư (2006). Nghiên cứu công nghệ tưới giữ ẩm cho dứa vùng đồi
Bắc Trung Bộ nhằm nâng cao giá trị thương phẩm”, đề tài khoa học cấp bộ (Bộ
NN&PTNT).
4. Nguyễn Quang Trung (2008). Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước
cho cây Nho và Thanh long vùng khô hạn Nam Trung Bộ, đề tài cấp bộ (Bộ
NN&PTNT).
Trong những năm gần đây, tình hình tưới tiết kiệm nước cho các loại cây trồng
đã trở nên phổ biến trong điều kiện mới về kinh tế và xã hội ở ViệtNam. Một số dự án
nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho các loại cây trồng đã được triển khai
ở nước ta như mơ hình tưới nhỏ giọt cho 1.5 ha rau quả sạch ở Trường cao đẳng kỹ
thuật Hà Tây, 65 ha chè ở thị xã Tuyên Quang, 1 ha cây ăn quả ở Núi Cốc, Bắc Thái, 1
ha rau quả của Viện nghiên cứu cây ăn quả ở Gia Lâm, Hà Nội, 3.8 ha trồng cây nho ở
Ninh Thuận, 2 ha trồng cây thanh long ở tỉnh Bình Thuận, mơ hình tưới nhỏ giọt tại
Trung tâm cây giống Phú Hộ - Phú Thọ và 2 ha trồng cây mía ở huyện An Khê tỉnh
Gia Lai. Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước ở các nghiên
Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 8



cứu cho các loại cây trồng ở một số địa phương được trình bầy ở Bảng 2. Lợi nhuận
cao chứng tỏ hiệu quả kinh tế của các mơ hình ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước
cho các loại cây trồng có giá trị kinh tế cao.
Hay huyện Sóc Sơn đã được Thành phố Hà Nội quy hoạch là vùng phát triển
trồng các loại cây ăn quả có diện tích hàng ngàn ha vì huyện Sóc Sơn có điều kiện đất
đai, khí hậu phù hợp để trồng các loại cây ăn quả. Với ưu thế là huyện có quỹ đất nơng
nghiệp lớn, chiếm gần 2/5 tổng diện tích đất nơng nghiệp của tồn thành phố, lại ít bị
ảnh hưởng nhất so với tất cả các huyện ở ngoại thành về mặt đất nơng nghiệp do q
trình đồ thị hố. Vì vậy Sóc Sơn là địa bàn quan trọng của thành phố Hà Nội trong
những năm tới trong lĩnh vực sản xuất nơng nghiệp nói chung và trồng cây ăn quả nói
riêng. Theo Dự án quy hoạch phát triển ngành nơng nghiệp thành phố Hà Nội đến năm
2020 thì diện tích trồng cây ăn quả của huyện Sóc Sơn là 1.700 ha, trồng các chủng
loại cây ăn quả chủ yếu là vải, hồng, na, đu đủ, xồi… Tuy nhiên, vùng Sóc Sơn có địa
hình gị đồi nhiều, nguồn nước khan hiếm, rất khó khăn trong việc cung cấp nước cho
cây trồng. Việc sử dụng nguồn nước mặt ở đây là rất khó khăn, nên việc khai thác sử
dụng nguồn nước ngầm thơng qua các giếng khoan có độ sâu khoảng 8-10 m là khá
phổ biến. Biện pháp tưới được địa phương áp dụng cho các loại cây ăn quả là kỹ thuật
tưới rãnh thơng thường rất lãng phí nước và tốn tiền điện bơm nước. Do vậy mà việc
áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt, một công nghệ tưới hiện đại cho cây bưởi là loại cây
trồng có giá trị kinh tế cao là có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp phần phát triển
kinh tế hộ gia đình vùng ngoại thành.
Mơ hình tưới nhỏ giọt phù hợp cho cây bưởi
Khu tưới thí nghiệm trồng cây bưởi có diện tích khoảng 2000 m 2 (0.2 ha) của 1
trang trại hộ gia đình ở xã Thanh Xn, huyện Sóc Sơn, ngoại thành Hà Nội. Khu
vườn trồng bưởi tổng cộng có 72 cây bưởi, được bố trí thành 13 hàng cây, chiều dài
trung bình hàng cây là 40 m, khoảng cách giữa các hàng cây là 5m, khoảng cách giữa
các cây bưởi là 4.7m. Cây bưởi được trồng là loại bưởi Diễn, đến nay đã được 7 tuổi
và đã thu hoạch quả được 4 năm. Cây bưởi có độ cao trung bình 3 m, tán rộng có bán
kính là 2 m, độ sâu bộ rễ bưởi là khoảng 1,2 m. Khu đối chứng được chọn là vườn

Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 9


trồng bưởi Diễn có diện tích 0.3 ha, được tưới bằng phương pháp tưới rãnh truyền
thống có cùng điều kiện về chất đất và điều kiện khí hậu với khu thí nghiệm.
Hệ thống tưới nhỏ giọt cho cây bưởi được thiết kế gồm có hệ thống cấp nước bằng
động lực lấy nước từ giếng khoan, nước sau khi bơm lên được lọc bởi bộ lọc qua hệ
thống ống chính, ống nhánh, ống tưới có các vịi nhỏ giọt cung cấp nước cho cây bưởi.
Ống nhánh được bố trí chạy dọc theo hàng cây và các ống tưới được đặt vòng quanh
gốc bưởi. Vòi nhỏ giọt được gắn trực tiếp vào bên trong ống tưới là loại vịi có cấu tạo
đặc biệt với 2 lỗ nhỏ giọt, khi một trong hai lỗ bị tắc, lỗ còn lại sẽ tự động chảy.
Hệ thống tưới nhỏ giọt cho cây bưởi cho các thông số chủ yếu như sau:
- Cơng trình đầu mối là giếng khoan đáp ứng được lưu lượng nước cung cấp so
với nhu cầu tưới của cây trồng có đường kính D= 45mm, chiều sâu H=20m, mực nước
ngầm ở độ sâu 9 m dưới mặt đất.
- Máy bơm có lưu lượng Qmax = 5,4m3/h, cột nước Hmax = 42m, khả năng hút
chân không Hhút = 9m, công suất điện 74KW/h.
- Đường kính ống chính là 40 mm và ống nhánh là 20 mm và đường kính ống
tưới vịng quanh gốc cây là 12 mm.Tổng cộng có 50 vịi tưới trong 10 m ống tưới cho
1 gốc cây bưởi, khoảng cách giữa các vòi tưới là 20 cm với lưu lượng vòi là 1 l/h.
Chi phí cho hệ thống tưới nhỏ giọt
Chi phí cho hệ thống tưới nhỏ giọt cho cây bưởi bao gồm chi phí xây dựng, chi
phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống tưới. Chi phí xây dựng hệ thống tưới nhỏ giọt chủ
yếu là đầu tư các thiết bị của hệ thống tưới nhỏ giọt, bao gồm 1 máy bơm (5.4 m 3/h, 1
bộ lọc Super Black, 1 đồng hồ đo áp, 1 đồng hồ đo nước, 1 van xả khí, 70m đường
ống chính PVC 40 mm, 230m ống nhánh LDPE 20mm và 720m đường ống tưới
hydrogol 12mm, trong đó bộ lọc, đồng hồ đo áp, ống nhánh và ống tưới là các thiết bị
nhập từ Isael. Giá thành lắp đặt hệ thống tưới nhỏ giọt cho khu thí nghiệm bao gồm cả
thuế nhập khẩu và phí vận chuyển thiết bị là 19.701.944 đồng. Từ kinh phí xây dựng

khu thí nghiệm có thể tính ra suất đầu tư cho 1 ha áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho
cây bưởi. Tính tốn suất đầu tư có xem xét đến việc nâng cấp cơng trình đầu mối cho

Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 10


phù hợp cho kết quả suất đầu tư cho 1 hecta bưởi áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt
là 60.545.037đồng.
Chi phí vận hành hệ thống tưới bao gồm các chi phí về tiền điện bơm nước,
cơng lao động bơm nước, làm cỏ, bón phân và chi phí cho phân bón, thuốc trừ sâu,
thuốc diệt cỏ. Kết quả kiểm nghiệm trong 2 năm 2008-2009 có số giờ bơm ở khu thí
nghiệm là 38 h/năm và ở khu đối chứng là 86 h/năm. Từ đó đã tính tốn được hiệu quả
tiết kiệm nước áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây bưởi là lượng nước tưới ở khu
thí nghiệm giảm được 405 m 3/ha/năm, tức là tiết kiệm được 40% so với lượng nước
tưới áp dụng kỹ thuật tưới rãnh thông thường. Chi phí lao động tưới ở khu thí nghiệm
tưới giảm hơn so với khu đối chứng, do số giờ bơm nước giảm và tốn ít cơng làm cỏ ở
khu tưới. Chi phí phân bón ở khu thí nghiệm cũng giảm một ít do tiết kiệm được lượng
phân bón khơng bị rửa trôi so với hệ thống tưới rãnh truyền thống. Chi phí cho cơng
tác bảo dưỡng hệ thống nhỏ giọt gồm chi phí về cơng để kiểm tra xúc rửa đường ống,
bộ lọc, bảo dưỡng máy bơm và các chi phí để mua các thiết bị thay thế các thiết bị
hỏng.
Thu nhập từ khu tưới
Loại bưởi Diễn tại khu tưới là những quả bưởi trịn có màu sắc vàng tươi, quả bưởi
chắc khơng bị xốp, có vị ngọt và mùi thơm rất được ưu chuộng hiện nay. Áp dụng
công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây bưởi ngoài hiệu quả về tiết kiệm nước, còn làm tăng
năng suất cây trồng, từ đó làm tăng thu nhập từ khu tưới. Qua 2 năm kiểm nghiệm cho
thấy năng suất bưởi tại khu thí khu thí nghiệm tưới nhỏ giọt đạt 30,240 kg/ha, cao hơn
8% so với khu đối chứng.
Bảng 3 Thu nhập từ khu tưới trồng bưởi

TT
1
2
3
4
5
6

Chỉ tiêu
Tổng số cây
Số lượng quả/ cây
Số lượng quả
Trọng lượng quả (kg/quả)
Năng suất (kg/ha)
Giá bán (đ/quả)

Khu thí nghiệm (0.2 ha)
72
70
5,040
1.20
30,240
10,000

Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 11


TT
Chỉ tiêu

Khu thí nghiệm (0.2 ha)
7 Thu nhập (đ)
50,400,000
Hiệu quả kinh tế của công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây bưởi
Hiệu quả kinh tế là yếu tố quan tâm hàng đầu cho việc nhân rộng và phát triển
ứng dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây bưởi. Áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt có
chi phí xây dựng ban đầu cao hơn so với phương pháp tưới rãnh truyền thống. Do vậy
mà chi phí khấu hao cho xây dựng hệ thống tưới nhỏ giọt cao hơn so với hệ thống tưới
rãnh truyền thống. Ở nghiên cứu này, khấu hao được tính cho hệ thống tưới nhỏ giọt
có tuổi thọ là 12 năm. Tuy có chi phí ban đầu cao, nhưng thu nhập từ khu tưới áp dụng
công nghệ tưới nhỏ giọt cao hơn so với hệ thống tưới rãnh truyền thống, do năng suất
cây trồng tăng và giảm chi phí phí vận hành hệ thống tưới. Kết quả tính tốn hiệu quả
kinh tế khi áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây bưởi cho thấy lợi nhuận thuần đạt
195,149,080 đồng/ha và tỷ số lợi nhuận/chi phí (B/C) là 3.4. Các chỉ tiêu kinh tế này
khẳng định hiệu quả kinh tế cao của việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây
bưởi.
Bảng 4. Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây bưởi
TT

Chỉ tiêu

Chi phí
Chi phí khấu hao (đồng)
Chi phí vận hành (đồng)
Chi phí bảo dưỡng hệ thống (đồng)
Tổng chi phí (đồng)
2 Thu nhập
Năng suất cây trồng (kg/ha)
Tổng thu nhập (đồng)
3 Hiệu quả kinh tế

Lợi nhuận thuần (đồng)
Tỷ số lợi nhuận/chi phí (B/C)

Khu thí nghiệm
(0.2ha)

Quy ra 1 ha

1

1,666,829
10,185,100
233,700
12,085,629

5,045,420
50,925,500
880,000
56,850,920

30,240
50,400,000

30,240
252,000,000
195,149,080
3.4

Kết luận


Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh
Trang 12


Áp dụng cơng nghệ tưới nhỏ giọt có ưu điểm là tiết kiệm nước, do nước tưới
được cấp trực tiếp cho cây trồng, khơng bị thất thốt do bốc hơi và thấm sâu. Hơn nữa,
tưới nhỏ giọt cịn có tác dụng làm giảm lao động tưới, trong khi đó lại đảm bảo phân
phối nước đồng đều, là yếu tố quan trọng góp phần nâng cao năng suất cây trồng, tăng
thu nhập từ khu tưới. Tuy có chi phí ban đầu cao hơn so với phương pháp tưới rãnh
truyền thống, nhưng lợi nhuận thuần tương đối cao đã khẳng định hiệu quả kinh tế của
việc áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt cho cây bưởi, là loại cây trồng có giá trị kinh tế
cao đang được phát triển ở vùng ngoại thành Hà Nội. Kết quả nghiên cứu này là cơ sở
khoa học và thực tiễn cho việc nhân rộng mô hình áp dụng cơng nghệ tưới hiện đại cho
các loại cây có giá trị kinh tế cao như cây bưởi để phát triển kinh tế hộ gia đình.
2. Ngun lí của hệ thống tưới nhỏ giọt
Vùng rễ tích cực tập trung
Rễ tập trung trong vùng đất xác định và qua đó
Nâng cao hiệu quả của việc hấp thu nước và chất
dinh dưỡng.
Phát triển độ ẩm và độ thơng thống tối ưu cho đất

Những lợi ích của vùng khơ
Giảm sự phát triển của cỏ dại
Giảm chi phí nhân cơng, máy móc và chi phí
diệt cỏ dại.
Ngăn ngừa sự xói mịn giữa các cây trồng

Những lợi ích của vùng ướt
Duy trì ẩm độ liên tục dọc theo rễ cây trồng.
Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh

Trang 13


Cho phép khơng khí duy trì trong vùng ướt.
Tập trung rễ tích cực của cây trồng trong vùng ướt.
Dải ướt liên tục sẽ tạo ra khối lượng cho rễ tích cực
của cây.
Ngăn ngừa sự phát triển độ mặn của đất trong vùng
ướt.
Vùng ướt theo từng loại đất
Hình dạng của vùng ướt tuỳ thuộc vào đặc tính cấu tạo
của đất. Đối với đất nhẹ, nước phân bổ hẹp và sâu hơn.
Đối với đất nặng, nước phân bổ có hình giống như hình cầu

Khoảng cách giữa đầu nhỏ giọt trên ống nhỏ giọt
Yêu cầu khoảng cách dripper cho đất nặng:
0.50 - 1.00 m.
Yêu cầu khoảng cách dripper cho đất vừa :
0.30 - 0.50 m.
Yêu cầu khoảng cách dripper cho đất nhẹ :
0.20 - 0.30 m.
Khoảng cách đầu nhỏ giọt phải được cân nhắc với kết cấu đất và yêu cầu của cây
trồng.
Những lợi ích của tưới nhỏ giọt
Tưới nhỏ giọt với lưu lượng thấp mang
lại: Độ ẩm đất đồng đều và tối ưu.
Tạo sự thơng thống hồn hảo cho đất. Nâng cao hiệu quả sử dụng nước. Nâng cao hiệu quả
hấp thu dinh dưỡng

Thiết kế và vận hành hệ thống phun sương tự động dùng trong khí canh

Trang 14


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

3. Thiết kế hệ thống tưới nước, phân tự động:
Từ những nghiên cứu ban đầu về phương pháp tưới nhỏ giọt và việc áp
dụng hệ thông tưới nhỏ giọt vào nghành nông nghiệp ở nước ta và trên thế giới.
Chúng em đã nghiên cứu và lắp đặt thành cơng hệ thống tưới nước, phân tự
động tại gia đình với quy trình đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí hơn và phù hợp
để dùng cho trồng rau sạch tại gia đình.
Cách lắp cơ bản dựa trên sơ đồ sau:

II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
15


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

- Thiết kế hệ thống tưới nước, phân tự động dùng để trồng rau sạch tại nhà dựa trên
cơ sở nguyên lí hệ thống tưới nhỏ giọt.
- Thực hiện trồng rau xanh bằng hệ thống tưới nước, phân tự động để kiểm tra tính
hiệu quả của hệ thống.
- So sánh tìm ra điểm ưu việt của hệ thống so với cách trồng thông thường hiện
nay về giá thành, vật liệu, tính khả thi, hiệu quả sử dụng khi dùng trong hộ gia đình ở

Việt Nam.
C.

PHƯƠNG PHÁP, VẬT LIỆU VÀ THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU

I. Phương pháp nghiên cứu
- Thiết kế, lắp ráp và vận hành thử nghiệm.
- Thực nghiệm: trồng thực nghiệm ba luống rau:
+ Luống thứ nhất: trồng rau trong hệ thống tưới nước, phân tự động.
+ Luống thứ hai: trồng rau thơng thường nhưng khơng chăm sóc.
+ Luống thứ ba: trồng rau thông thường nhưng mỗi ngày phải tưới một lần.
- Đối tượng thí nghiệm: cây hành lá.
- Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thu được được xử lý thu số liệu
trung bình và dùng bảng biểu so sánh số liệu
II. Vật liệu thử nghiệm
- Hệ thống tưới nước phân tự động.
- Chai nhựa đã qua sử dụng ( loại lớn).
- Bình tưới.
- Phân bón: phân vi sinh, phân NPK, phân chuồng,....
- Trấu, đất.
- Cây giống: hành củ.
- Dụng cụ: xẻng, bay, găng tay bảo hộ,...
III. Thiết kế thí nghiệm nghiên cứu

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
16


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017


Trường THCS Phong Hải

1. Lắp ráp hệ thống tưới nước, phân tự động và trồng rau thực nghiệm:
- Thiết kế trên bản vẽ.
- Lắp ráp sản phẩm hòan chỉnh: Gồm các công việc sau:

1.Gia công giá sắt và đường ống dẫn nước, phân

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
17


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

2. Gia công các chai nhựa đã qua sử dụng thành khay chứa đất trồng rau.

3. Cho đất sạch vi sinh vào các chai, khay chứa đã tái chế.

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
18


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

4. Trồng các củ hành và các chai chứa đất với mật độ 3cm/củ.


Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
19


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

5. Mở van nước sạch và điều chỉnh hệ thống tưới nhỏ giọt cho phù hợp.

*Thí nghiệm đối chứng:
+ Lấy đất vi sinh ở trên cho vào 2 khay nhựa
+ Trồng hành lên với mật độ 3cm/củ.
+ Tưới lại bằng nước sạch.
2. Tiến hành thí nghiệm đối chứng và theo dõi ghi chép quá trình phát triển
của cây.

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
20


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

* Mục đích thí nghiệm: kiểm chứng hiệu quả của hệ thống tưới nước, phân
tự động về thời gian, cơng sức chăm sóc và hiệu quả kinh tế của hệ thống so
với cách trồng thông thường.
* Tiến hành thí nghiệm:
+ Hệ thống tưới phun tự động: mở van nước sạch cho hệ thống tự hoạt động,

không cần chăm sóc
+ Thùng xốp thứ nhất: Khơng chăm sóc.
+ Thùng xốp thứ hai: tưới nước sạch 3 lít/lần/ngày.
+ Sau 5 ngày: hòa đạm để tưới phân đợt 1 (dùng cho cả ba mẫu đối chứng).
* Ghi chép số liệu:
- Hằng ngày quan sát sự phát triển của các củ hành ở ba mẫu thực nghiệm và
ghi vào nhật kí.
- 3 ngày/lần đo kích thước các cây hành ở các mẫu và ghi vào sổ nhật kí.
D. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

1. Thiết kế, lắp ráp và vận hành thành cơng hệ thống tưới nước, phân tự động.

2. Thí nghiệm kiểm chứng tính hiệu quả của hệ thống:
Bảng theo dõi số củ hành nảy mầm
Thời gian

Mẫu ở hệ thống

2 ngày
4 ngày

7/15
15/15

Mẫu tưới nước thường
xuyên
8/15
15/15

Mẫu không tưới

3/15
7/15

Bảng theo dõi sự sinh trưởng của cây hành
Thời gian

Kích thước cây hành Kích thước cây hành ở Kích

thước

cây

trồng ở hệ thống tưới thùng xốp tưới nước hành ở thùng xốp
3 ngày
6 ngày
9 ngày

nước, phân tự động
3 cm
7 cm
15 cm

thường xuyên
4cm
9 cm
15 cm

không tưới nước
2cm
4 cm

5cm

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
21


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

*Nhận xét:
- Cây hành trồng ở hệ thống tưới nước, phân tự động và ở thùng xốp được tưới
thường xuyên sinh trưởng và pháp triển tốt
- Cây hành ở thùng xốp không tưới nước sinh trưởng và pháp triển kém, ở đầu
các lá hành bị vàng và héo
E. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
I. KẾT LUẬN
1. Chúng em đã thiết kế và lắp ráp thành công hệ thống tưới nước, phân
tự động để trồng rau sạch tại nhà
* Ưu điểm
- Vật liệu sản xuất thiết bị đơn giản, dễ tìm, giá vật liệu thấp nên giá thành
của hệ thống thấp.
- Thao tác vận hành đơn giản, dễ thực hiện, khơng địi hỏi nhiều nhân cơng
nên tiết kiệm sức lao động.
- Thiết bị có thể được lắp ráp và sử dụng trong gia đình, vườn nhà để tận
dụng diện tích không gian hay dùng trong sản xuất rau xanh trên quy mô công
nghiệp mà không cần đất.
- Tiết kiệm nước và dinh dưỡng vì hệ thống tưới nhỏ giọt và thu gom các
chai nước thừa để tái sử dụng. Do đó hệ thống góp phần bảo vệ mơi trường.
- Trồng những loại rau sạch, không sâu bệnh, không dùng các chất hóa học

độc hại. Góp phần đảm bảo an tịan thực phẩm
* Hạn chế
- Nước chưa phân bố được hết tồn bộ các cây.
- Thích hợp trồng các cây ngắn ngày và rễ chùm không trồng được các
loại cây dài ngày như su hào, bắp cải,...

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
22


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

2. Chúng em đã vận hành thành công hệ thống tưới nước, phân tự động
để trồng rau sạch tại nhà qua các công việc sau:
- Lắp ráp thành công hệ thống tưới nước, phân tự động
- Xác định chế độ tưới nhỏ giọt thích hợp: 1-2 giọt/phút.
- Trồng thực nghiệm cây hành để kiểm chứng hiệu quả của hệ thống và
tiến hành trồng đại trà một số loại rau khác cũng đem lại hiệu quả.
B. ĐỀ NGHỊ: Tiếp tục cải tiến hệ thống để nước phân bố đều hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
 Tài liệu tham khảo trên mạng


Google.com.vn



Youtube.com




Wikipedia.org

 Tài liệu sách, báo


Báo nông nghiệp Việt Nam



DaLat info



Báo Khoa học

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
23


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC, PHÂN TỰ
ĐỘNG

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà

24


Cuộc thi Khoa Học - Kỹ Thuật năm học 2016-2017

Trường THCS Phong Hải

Hệ thống tưới nước, phân tự động để trồng rau sạch tại nhà
25