Nhà kính nông nghiệp công nghệ cao Israel

Canh tác nhà kính được xem như một giải pháp công nghệ chìa khóa trong phát triển nông nghiệp công nghệ cao, là bước phát triển đột phá trong “nền văn minh nông nghiệp”. Mục tiêu của canh tác nhà kính không có gì khác ngoài việc nâng cao hay tạo ra các mốc phát triển đột phá về năng suất, chất lượng sản phẩm, giảm thiểu rủi ro trong sản xuất; và để đạt được mục tiêu cao nhất cho người sản xuất là mục tiêu năng suất, chất lượng sản phẩm và sau cùng là mục tiêu hiệu quả kinh tế và giá trị thu nhập/đơn vị diện tích hay đồng vốn đầu tư. Ở những nông trại gia đình hay những nơi có mặt bằng sản xuất hạn chế và khó khăn về nguồn nước tưới thì giải pháp nhà kính càng trở nên hết sức quan trọng. Chính vì thế, công nghệ canh tác nhà kính đang mở ra tiềm năng và triển vọng cho việc phát triển “Nền nông nghiệp đô thị”.

Ngoài mục tiêu sản xuất ra các nông sản thực phẩm “sạch” an toàn cho sử dụng, canh tác nhà kính đã tạo ra một cuộc cách mạng về năng suất cho các loại cây trồng. Nhờ canh tác nhà kính mà năng suất cà chua ở Israel đã đạt mốc 500 tấn/ha/vụ hay 3 triệu bông hồng/ha; cũng nhờ công nghệ canh tác nhà kính mà Israel đã biến sa mạc Negev toàn cát đá (chiếm 65% diện tích đất nước) trở thành một “cánh đồng xanh công nghệ cao” có năng suất cây trồng cao nhất thế giới. Từ mấy thập kỷ qua, nhà kính ở Israel chủ yếu sử dụng cho canh tác hoa, rau, các loại cây màu thực phẩm/cây trồng hàng vụ đòi hỏi chất lượng sản phẩm cao, như ớt, hành, tỏi, dưa...

Hiện tại, Israel đang phát triển loại hình nhà kính dùng để sản xuất một số loại cây cảnh, cây ăn quả lưu niên vì mục tiêu thương mại và xuất khẩu như nho, táo, đào, lê... Những năm gần đây các loại hình công nghệ nhà kính ở Israel không ngừng được phát triển nâng cao trình độ công nghệ đáp ứng chi tiết hơn, đa dạng hơn các nhu cầu phát triển sản xuất nông nghiệp công nghệ cao. Cùng với việc đẩy mạnh phát triển công nghệ nhà kính cho ngành trồng trọt, gần đây Israel còn phát triển thêm một số loại hình nhà kính sử dụng cho ngành chăn nuôi, chủ yếu cho chăn nuôi gia cầm và nuôi trồng thủy hải sản công nghệ cao trên sa mạc.

Nhà kính công nghệ cao Israel, ngoài việc bảo đảm yêu cầu kết cấu bền vững và thực hiện cơ giới hóa đến mức cao nhất các công đoạn sản xuất, nhà kính còn có thể cho phép đáp ứng đến mức cao nhất các nhu cầu về kiểm soát “tiểu khí hậu nhà kính”;  kiểm soát “sinh học nhà kính”; kiểm soát “dịch hại” nhà kính; và thực hiện các biện pháp điện toán điều chỉnh các yếu tố môi trường sinh thái nhà kính.

Về kết cấu và cấu trúc: Kết cấu và cấu trúc nhà kính cần bảo đảm nguyên tắc cứng, nặng, đủ độ bền vững để chống lại gió mạnh (tùy theo đặc trưng thời tiết khí hậu địa phương). Hiện nay, Israel sử dụng toàn bộ loại hình nhà kính tiên tiến. Các bộ phận thường có của một nhà kính tiêu chuẩn là hệ thống rèm; “cửa ánh sáng” và hệ thống lưới tạo bóng râm; các hệ thống kiểm soát và điều chỉnh môi trường sinh thái để tạo lập ra một môi trường sinh thái tối thích đáp ứng nhu cầu sinh lý cây trồng, như hệ thống kiểm soát và điều chỉnh nhiệt độ; hệ thống kiểm soát và điều chỉnh ẩm độ không khí/ẩm độ đất; hệ thống kiểm soát và điều chỉnh ánh sáng; hệ thống thông khí... Cùng với việc nghiên cứu phát triển công nghệ tổng hợp,  Israel đang tập trung khai thác và tận dụng các đặc trưng, đặc tính của “vật liệu thông minh” để xây dựng nhà kính.

Về độ cao: Nhà kính trước hết cần bảo đảm tiêu chuẩn độ cao phù hợp với đặc điểm sinh lý và sinh khối từng loại cây trồng cụ thể (tạo lập một môi trường sinh thái tối thích cho cây trồng sinh trưởng phát triển). Độ cao nhà kính cũng là yếu tố tạo điều kiện thuận lợi cho việc thông gió, thông khí, tạo điều kiện thuận lợi phù hợp với các loại cây trồng.  Nhà kính cần bảo đảm và đáp ứng tốt mọi tiêu chuẩn và yêu cầu kỹ thuật, đáp ứng các yêu cầu đòi hỏi cho công tác chăm sóc, công tác quản lý kỹ thuật sản xuất, bảo vệ thực vật..., ví dụ như tiêu chuẩn ngăn chặn côn trùng, ngăn chặn viruts, vi khuẩn xâm nhập, gây bệnh... Và đặc biệt, chiều cao nhà kính đôi khi còn phụ thuộc vào chiều cao của các loại máy móc, các trang thiết bị, các phương tiện cơ giới hoạt động trong nhà kính - thực hiện công việc chăm sóc/thu hoạch sản phẩm, tăng năng suất lao động. 

Về độ vững cứng, ở Israel độ cứng của nhà kính cần đạt tiêu chuẩn: “Có thể đứng vững trước sức gió tối thiểu 150 km/giờ”. Tuy nhiên, đối với nhà kính xuất khẩu đi các nước trên thế giới thì độ cứng và các tiêu chuẩn khác thường vượt xa tiêu chuẩn trên hoặc sản xuất theo tiêu chuẩn cụ thể của đơn đặt hàng.

Về công nghệ kiểm soát tiểu khí hậu nhà kính công nghệ cao (Technologies for hi-tech greenhouses climate control): Nhà kính của Israel phải bảo đảm các tiêu chuẩn công nghệ quy định, ví dụ như tiêu chuẩn thích ứng nhiệt “làm mát vào ban ngày và tỏa ấm vào ban đêm”. Việc thiết kế và xây dựng nhà kính như thế nào đó để  sao cho việc kiểm soát và điều chỉnh các yếu tố môi trường để tạo ra “miền tiểu khí hậu tối thích“ cho cây trồng phát triển trong khi chỉ cần “mức chi phí năng lượng tối thiểu”. Vì người sản xuất không thể sản xuất với bất cứ giá thành nào! Thông thường, việc điều chỉnh chế độ nhiệt thường được kết hợp với việc điều chỉnh chế độ ẩm và được thực hiện thông qua hệ thống “phun mù”. Các “hạt phun” có chức năng hấp thụ nhiệt dư thừa trong nhà kính vào ban ngày và lưu trữ lượng nhiệt năng này để làm ấm nhà kính vào ban đêm. Như vậy, việc kiểm soát và điều chỉnh chế độ nhiệt/ẩm của nhà kính diễn ra liên tục suốt ngày đêm. Để tự động hóa việc kiểm soát và điều chỉnh các thông số môi trường nhà kính, hệ thống cảm biến nhiệt độ và ẩm độ được cài đặt tại nhiều vị trí khác nhau và được kết nối trực tiếp đến computer để thực hiện các lệnh tưới, bón, điều chỉnh nhiệt ẩm, tạo lập môi trường sinh thái tối thích cho cây trồng sinh trưởng phát triển.

Về công nghệ kiểm soát sinh học và dịch bệnh nhà kính, việc kiểm soát sinh học nhà kính đóng vai trò quyết định tới năng suất, chất lượng nông sản và hiệu quả kinh tế sản xuất. Để sớm phát hiện các tác động bất lợi của dịch bệnh, côn trùng, các “Tấm chỉ thị” khác nhau được đặt trong nhà kính để thu hút và phát hiện các loại côn trùng gây hại xuất hiện trong nhà kính để từ đó các kỹ sư cây trồng đi đến quyết định sử dụng biện pháp bảo vệ thực vật nào cho phù hợp. Để giúp các loại cây trồng đạt tỷ lệ đậu quả cao nhất có thể, trong nhà kính được đặt các tổ ong sinh học, ong sinh học trong nhà kính được thả bay tự do để thụ phấn cho cây. Đối với các cây trồng thụ phấn như các loại dưa, cà chua… thì ong sinh học “Bio-bee” đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc thụ phấn - làm tăng năng suất quả.

Về công nghệ điện toán nhà kính: Israel là đất nước có nền công nghệ thông tin phát triển sớm, bao gồm cả công nghệ phần cứng và công nghệ phần mềm. Israel luôn nỗ lực khai thác ứng dụng đến mức cao nhất lợi thế và ưu việt của công nghệ thông tin vào phát triển sản xuất nông nghiệp nói riêng. Đối với sản xuất nhà kính, toàn bộ các hệ thống tưới nước/bón phân, hệ thống cấp và điều chỉnh ẩm độ nhiệt độ, hệ thống kiểm soát tiểu khí hậu đều được thực hiện tự động hoá thông qua các hệ thống phần mềm quản lý kỹ thuật.

Để thực hiện việc ứng dụng công nghệ thông tin vào sản xuất đạt hiệu quả cao nhất, giữa các nhà sản xuất (nhà nông), các kỹ sư sinh học/kỹ sư canh nông và các kỹ sư công nghệ phần mềm Israel luôn duy trì mối quan hệ gắn bó mật thiết để cùng nhau đưa vào sản xuất “các phần mềm quản lý kỹ thuật”, các giải pháp công nghệ  tiên tiến và tối ưu nhất có thể.