Sắp tới đây, trên các kệ hàng tại siêu thị Bỉ sẽ xuất hiện một sản phẩm nông nghiệp hoàn toàn mới lạ: Hydro leek – tỏi tây được trồng trong các bể nước thay vì trên đất ruộng như thông thường. Đây không chỉ là một thay đổi về phương thức canh tác, mà là kết quả của một hệ thống công nghệ tiên tiến được phát triển bởi REO Veiling và Inagro. Sự tham gia của Indurra và công ty con Hydromasters trong việc cung cấp các giải pháp tự động hóa dựa trên nền tảng công nghệ Siemens đã biến ý tưởng này thành hiện thực. Theo các bên tham gia dự án, hệ thống này mang đến một lời giải hiệu quả và hướng tới tương lai cho một loại cây trồng đang chịu nhiều áp lực trong những năm gần đây.
Lời giải cho bài toán lao động và biến đổi khí hậu
Tỏi tây từ lâu đã là một trong những loại rau quan trọng nhất tại vùng Tây Flanders. Tuy nhiên, ngành trồng trọt này đang đối mặt với những thách thức chưa từng có. Những quy định ngày càng khắt khe về môi trường, sự khắc nghiệt của thời tiết cực đoan và đặc biệt là tình trạng thiếu hụt lao động trầm trọng đang khiến sản lượng canh tác sụt giảm đáng báo động.
Trước thực trạng đó, từ năm 2015, REO Veiling và Inagro đã bắt tay vào thực hiện các thử nghiệm trồng tỏi tây bằng phương pháp thủy canh. Sau một chuỗi các nghiên cứu và kiểm nghiệm kỹ lưỡng, cả hai tổ chức này đã đi đến một kết luận quan trọng: tỏi tây thủy canh (hydro leeks) hoàn toàn có thể được trồng một cách sinh lợi và bền vững. Tuy nhiên, để đưa mô hình này từ phòng thí nghiệm ra quy mô công nghiệp, vấn đề nhân lực lại trở thành rào cản lớn nhất.
Ông Patrick Heughebaert, Giám đốc điều hành tại Indurra, chia sẻ về thực tế khó khăn của ngành: "Việc thu hoạch tỏi tây là một công việc rất thâm dụng lao động và đòi hỏi thể lực lớn. Ngày càng khó tìm được công nhân thời vụ, trong khi chi phí nhân công lại quá cao". Chính vì vậy, câu trả lời duy nhất để mở rộng quy mô hệ thống chính là: Robot hóa.
Hệ thống tự động hóa thông minh: Từ vận chuyển đến thu hoạch
Để hiện thực hóa tầm nhìn này, Indurra đã phát triển một loạt các giải pháp cơ khí và tự động hóa phức tạp, bao gồm robot thu hoạch chuyên dụng, các giá đỡ vận chuyển cây trồng và trạm bốc dỡ tự động.
Cơ chế vận hành của hệ thống là một hệ thống thủy canh tự động tùy chỉnh, cho phép các giá đỡ chứa cây tỏi tây trượt nhẹ nhàng vào trong bể nước và trượt ra ngoài khi cần thiết. Điểm đặc biệt của hệ thống này là khả năng thích ứng linh hoạt. Nó được thiết kế để tính toán đến sự dao động của mực nước trong bể. Một "máy tính thủy lực" (hydrocomputer) đóng vai trò là bộ não trung tâm, quản lý chính xác lượng nước và các chất dinh dưỡng cần thiết, đảm bảo môi trường sinh trưởng tối ưu nhất cho cây trồng mà không cần sự can thiệp thủ công liên tục.
Sức mạnh từ nền tảng công nghệ kỹ thuật số
Toàn bộ hệ thống điều khiển của dự án Hydro leek được vận hành dựa trên nền tảng công nghệ của Siemens. Đây được xem là "xương sống" kỹ thuật số giúp hệ thống hoạt động trơn tru. Các kỹ sư tại Indurra đã lập trình và kiểm thử hệ thống trong môi trường TIA Portal. Đáng chú ý, việc sử dụng các công cụ mô phỏng ảo như SIMIT và PLC Sim Advanced đã giúp đội ngũ kỹ thuật rút ngắn đáng kể thời gian phát triển.
Đối với các nhà vận hành, việc kiểm soát toàn bộ nhà máy trở nên đơn giản hơn bao giờ hết thông qua giao diện WinCC Unified hiển thị trên máy tính công nghiệp (IPC). Mọi dữ liệu vận hành quan trọng đều được thu thập thông qua hệ thống Thu thập Dữ liệu Máy móc (Machine Data Collection).
Hệ thống này cung cấp cái nhìn sâu sắc về mọi chỉ số: từ mức tiêu thụ năng lượng, hiệu suất động cơ, thời gian chu kỳ hoạt động, cho đến mực nước và các thông số cảm biến. Nếu có bất kỳ sự cố nào xảy ra, hệ thống sẽ gửi thông báo và phân tích ngay lập tức. Những vấn đề mà trước đây phải mất hàng giờ tìm kiếm nguyên nhân thì nay được giải quyết chỉ trong vài giây.
Hiệu quả sinh thái vượt trội và năng suất đột phá
Theo đánh giá từ Indurra, mô hình tỏi tây thủy canh mang lại những lợi ích rõ ràng về cả tính bền vững và hiệu quả kinh tế, tạo nên một cuộc cách mạng thực sự so với phương pháp canh tác truyền thống.
Về năng suất: Các số liệu thực tế cho thấy một sự chênh lệch đáng kinh ngạc. Một héc-ta trồng theo phương pháp thủy canh này cho sản lượng tỏi tây tương đương với bảy héc-ta trồng ngoài đồng ruộng. Điều này đồng nghĩa với việc tiết kiệm quỹ đất khổng lồ trong khi vẫn đảm bảo nguồn cung thực phẩm.
Về chất lượng: Nhờ điều kiện sinh trưởng được kiểm soát chặt chẽ, chất lượng sản phẩm trở nên đồng nhất hơn. Đặc biệt, phần thân trắng của tỏi tây – phần có giá trị nhất – phát triển dài hơn so với cách trồng thông thường.
Về môi trường: Đây là một hệ thống tuần hoàn khép kín. Quá trình canh tác diễn ra mà không cần tưới tiêu lãng phí, không có sự thất thoát nước và hoàn toàn không xảy ra hiện tượng rửa trôi phân bón ra môi trường xung quanh. Môi trường được kiểm soát tốt cũng giúp hạn chế tối đa sự xuất hiện của sâu bệnh, từ đó giảm thiểu đáng kể nhu cầu sử dụng các sản phẩm bảo vệ thực vật.
Hiện tại, các thử nghiệm sử dụng máy bay không người lái (drone) cũng đang được tiến hành để phun các sản phẩm bảo vệ thực vật một cách chính xác hơn nữa, hướng tới một nền nông nghiệp chính xác tuyệt đối. Hydromasters cho biết họ đang lên kế hoạch để tiếp tục công nghiệp hóa và thương mại hóa công nghệ này rộng rãi hơn trong tương lai gần.
