Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Hoàn thiện công nghệ chế tạo màng phủ bền thời tiết và xây dựng mô hình nhà lưới phục vụ sản xuất nông nghiệp công nghệ cao (31/07/2025)

Phát triển nông nghiệp công nghệ cao đang trở thành một xu hướng tất yếu tạo ra bước đột phá về năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường. Canh tác nông nghiệp trong nhà lưới mang lại nhiều ưu điểm như hạn chế sự ảnh hưởng từ các yếu tố môi trường, thời tiết hoặc sâu bệnh gây hại,... tăng năng suất gấp 3 đến 4 lần so với ngoài trời theo phương thức truyền thống. Trong đó, màng che phủ nhà lưới là quan trọng nhất bởi nó được sử dụng với khối lượng lớn. Màng polyme không chỉ làm tăng nhiệt độ của đất mà còn làm giảm việc sử dụng nước tưới và phân bón. Nhờ tạo ra một môi trường vi khí hậu cho sự phát triển của rễ, sản xuất nông nghiệp có thể không phụ thuộc vào môi trường bên ngoài.

Với mục tiêu làm chủ công nghệ và xây dựng được dây chuyền sản xuất màng phủ nhà lưới bền thời tiết có chất lượng tương đương với sản phẩm cùng loại nhập ngoại công suất tối thiểu 250 tấn/năm. Thiết kế và xây dựng được một số mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới bền thời tiết để canh tác một số nhóm cây trồng (cây thân thấp, cây thân leo và cây hoa) phục vụ sản xuất nông nghiệp công nghệ cao. Năm 2020, Viện Hóa học tiếp tục được Bộ Khoa học và Công nghệ giao chủ trì thực hiện Dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà nước, mã số KC.02.DA.03/16-20 “Hoàn thiện công nghệ chế tạo màng phủ nhà lưới bền thời tiết và xây dựng mô hình nhà lưới phục vụ sản xuất nông nghiệp công nghệ cao”.

Dự án sản xuất thử nghiệm được phát triển dựa trên kết quả nghiên cứu của đề tài: “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất màng polyme hấp thụ UV, lọc bức xạ, bền thời tiết để sử dụng trong sản xuất nông nghiệp” thuộc Chương trình KH&CN trọng điểm cấp nhà nước KC.07/16-20, do Viện Hóa học thực hiện năm 2010. Kết thúc đề tài, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công màng phủ nhà lưới 3 lớp hấp thụ UV, bền thời tiết có tuổi thọ trung bình 18-20 tháng. Tuy nhiên, trong điều kiện sử dụng thực tế đòi hỏi màng có tuổi thọ cao hơn trong khi màng polyme che phủ nhà lưới được nghiên cứu dễ dàng bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường khắc nghiệt trong quá trình sử dụng. Kết hợp các yếu tố có hại như bức xạ mặt trời, nhiệt độ, việc sử dụng hoá chất nông nghiệp cùng nhiều yếu tố khác có thể tác động tới cấu trúc hoá học của polyme và gây ra những thay đổi tính chất quang học cũng như cơ học. Chính vì vậy, thời hạn sử dụng của màng che phủ nhà lưới bị rút ngắn. Nhằm khắc phục các nhược điểm nêu trên, nội dung nghiên cứu chủ yếu của Dự án bao gồm: (1) Hoàn thiện công nghệ chế tạo màng phủ nhà lưới bền thời tiết. (2) Xây dựng dây chuyền thiết bị sản xuất màng phủ nhà lưới bền thời tiết công suất tối thiểu 250 tấn/năm; Sản xuất 25 tấn sản phẩm màng phủ nhà lưới bền thời tiết. (3) Thiết kế, lắp đặt, ứng dụng màng phủ nhà lưới cho 3 đối tượng cây trồng (thân thấp, thân leo và cây hoa).

Màng phủ nhà lưới là tổ hợp của nhựa và các phụ gia trong đó nhựa là thành phần chủ yếu. Các phụ gia được thêm vào có vai trò nâng cao một số tính chất cho nhựa hoặc bổ sung những tính chất mới nhằm đáp ứng tốt yêu cầu sử dụng của màng như phụ gia hấp thụUV, phụ gia chống oxi hóa, phụ gia chống đọng sương. Màng có chiều dày trong khoảng 80-200µm, được chế tạo với cấu trúc màng đơn lớp hoặc đa lớp. Các loại vật liệu nhựa được sử dụng phổ biến làm vật liệu chế tạo màng phủ nhà lưới hiện nay như nhựa polyetylen tỷ trọng thấp (LDPE), etylen vinyl axetat (EVA), etylen butyl acrylat (EBA). Phụ gia là một thành phần không thể thiếu trong đơn phối liệu chế tạo vật liệu màng phủ nhà lưới. Phụ gia được sử dụng để giúp quá trình gia công dễ dàng hơn cũng như cải thiện một số tính chất trong điều kiện sử dụng thực tế. Hai nhóm phụ gia được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực này là phụ gia làm bền màng (phụ gia hấp thụ UV, phụ gia chống oxi hóa) và phụ gia hấp thụ bức xạ hồng ngoại (IR).

Sau một thời gian nỗ lực nghiên cứu với sự ủng hộ của các cơ quan quản lý, sự phối hợp hiệu quả của các đơn vị thực hiện, nhóm thực hiện dự án đã thu được một số kết quả về hoàn thiện công nghệ, sản xuất thử nghiệm, ứng dụng vào sản xuất và kinh doanh, cụ thể như sau:

Một là, Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất màng phủ nhà lưới bền thời tiết quy mô 250 tấn/năm trên cơ sở nhựa polyetylen, poly(etylen vinyl axetat), nhựa polyetylen tái sinh và các phụ gia khác. Quy trình gồm 2 công đoạn chính, công đoạn chế tạo hạt nhựa chứa phụ gia và công đoạn thổi màng, cụ thể:

- Đối với quy trình lựa chọn tổ hợp nhựa nền: Nhóm nghiên cứu đã chế tạo được màng phủ nhà lưới bền thời tiết có cấu trúc màng gồm 3 lớp trong đó lớp 1 và 3 chế tạo từ vật liệu nhựa LDPE và lớp 2 là tổ hợp nhựa LDPE/EVA tỷ lệ 80/20. Để giảm giá thành sản phẩm đồng thời nâng cao độ bền cơ lý của màng, quá trình hoàn thiện công nghệ dự án tập trung nghiên cứu đưa thêm thành phần nhựa PE phế thải (PE tái sinh) vào lớp 1 và lớp 3 trong đó lựa chọn loại và hàm lượng chất tương hợp thích hơp cho tổ hơp nhựa nền đáp ứng yêu cầu đề ra, lựa chọn thành phần nhựa nền cho lớp 1 và 3 là tổ hợp nhựa PE nguyên sinh (P-PE), PE tái sinh (R-PE) với tỷ lệ các thành phần P-PE/R-PE/mLLDPE 66,5/28,5/5. Đồng thời để tăng tính năng cơ lý của màng chúng tôi hoàn thiện quy trình lựa chọn tổ hợp nhựa nền cho lớp 2 trên cơ sở tổ hợp LDPE/EVA với các tỷ lệ khác nhau, lựa chọn được chất tương hợp với loại và hàm lương tốt nhất cho hệ LDPE/EVA.Lựa chọn nhựa nền cho lớp 2 là tổ hợp nhựa polyetylen (PE) và polyvinyl axetat (EVA) với tỷ lệ các thành phần là PE/EVA/PEg-MAH: 58,5/38,8/3 %kl.

Thử nghiệm phơi mẫu tự nhiên.

- Quy trình chế tạo màng phủ nhà lưới bền thời tiết gồm 02 công đoạn chính: Chế tạo hạt nhựa chứa phụ gia, cụ thể: hạt nhựa chứa 25% phụ gia hấp thụ UV (25MB-UV), hạt nhựa chứa 20% phụ gia chống oxi hóa (20MB-AO), hạt nhựa chứa 20% phụ gia chống đọng sương (20MB-Atifog); (2) Chế tạo màng phủ nhà lưới bền thời tiết.

Hai là, Xây dựng dây chuyền thiết bị đồng bộ sản xuất màng phủ nhà lưới bền thời tiêt công suất 250 tấn/năm. Đã sản xuất được ~25 tấn màng phủ nhà lưới bền thời tiết đạt được chỉ tiêu kỹ thuật đã đăng ký. Màng phủ nhà lưới do dự án chế tạo có chất lượng tương đương với màng nhập của Thái Lan. Giá thành sản xuất 1kg màng phủ nhà lưới bền thời tiết do dự án chế tạo là 50.025 đồng. Vậy, so với đề tài (chi phí sản xuất 54.800 đồng/1kg) thì chi phí cho 1kg màng phủ giảm được 4.775 đồng. Việc bổ sung thêm nhựa tái sinh thay thế một phần nhựa nguyên sinh đồng thời việc hoàn thiện công nghệ chế tạo màng đã giúp giảm đáng kể giá thành sản xuất. Giá bán dự kiến của sản phẩm là 65.000 đồng/kg.

Hệ thống trang thiết bị cần thiết dây chuyền sản xuất màng phủ nhà lưới bền thời tiết.

Ba là,  Xây dựng 06 mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới cho các đối tượng cây trồng (cây thân leo, cây thân thấp và cây hoa) với diện tích 1000m2/mô hình, đạt hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và dễ áp dụng, các mô hình sử dụng màng UV-SL bền thời tiết và màng MN-SL cho hiệu quả kinh tế cao hơn đáng kể. Kết quả cụ thể như sau:

- Kết quả phân tích hiệu quả kinh tế trên mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới đối với 1 sào trồng súp lơ sử dụng màng UV-SL và màng MN-SL cho thu nhập cao hơn so với màng PE đối chứng tương ứng 5.980.800đ và 6.183.800 đồng.

- Tại mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới cho cây su hào, mô hình sử dụng màng UV-SH và màng MN-SH cho hiệu quả kinh tế cao hơn so với nhà phủ màng PE đối chứng tương ứng 4.686.000đ và 4.742.000 đồng.

- Mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới cho cây đậu cô ve: Sau gieo 36 và 43 ngày: Số lá ở các công thức đều tăng mạnh. Sau 43 ngày công thức sử dụng màng UV-CV của dự án có số lá là 20,1 lá/cây tăng 21,81% so với đối chứng, tiếp theo là công thức sử dụng màng MNCV có số lá đạt 20,2 lá/cây tăng 22,42% so với đối chứng và đối chứng thấp nhất đạt 16,5 lá/cây.Với 1 sào trồng đậu cove sử dụng màng UV-CV và màng MN-CV cho thu nhập cao hơn so với màng PE đối chứng tương ứng 6.770.700đ và 6.580.620 đồng.

- Mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới cho cây đậu Hà Lan: Kết quả trên cho thấy cây đậu Hà Lan trồng trong nhà phủ màng UVHL và màng MN-HL cho hiệu quả kinh tế cao hơn so với nhà phủ màng PE đối chứng tương ứng 2.950.300 đồng và 2.758.200 đồng.

- Tại mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới cho cây hoa hồng. Công thức sử dụng màng UV-HH có kích thước giữa chiều dài và đường kính là 76,1 cm x 0,77 cm, đây là kích thước lý tưởng cho tiêu chuẩn hoa xuất khẩu. Công thức sử dụng màng nhập ngoại có kích thước cành: 76,8 cm x 0,78 cm.Kết quả phân tích hiệu quả kinh tế cho thấy, đối với 1 sào trồng cây hoa Hồng sử dụng màng UV-HH và màng MN-HH cho thu nhập cao hơn so với màng PE đối chứng tương ứng 11.019.000 đồng và 11.057.000 đồng.

- Xây dựng mô hình ứng dụng màng phủ nhà lưới cho cây hoa ly.Công thức sử dụng màng MN-HL có động thái ra lá mạnh nhất và có số lá nhiều nhất, trung bình đạt 76,8 lá. Công thức sử dụng màng UV-HL có động thái ra lá thấp hơn một chút, số lá bình quân trên 1 cây là 68,5 lá. Công thức đối chứng có động thái ra lá chậm nhất, và có số lá trên cây bình quân thấp nhất chỉ đạt 53,7 lá. Cây hoa ly trồng trong nhà phủ màng UV-HL và màng MN-HL cho hiệu quả kinh tế cao hơn so với nhà phủ màng PE đối chứng tương ứng 90.456.800 đồng và 91.142.800 đồng.

Nông nghiệp công nghệ cao là nền nông nghiệp được ứng dụng những công nghệ tiên tiến, hiện đại mới nhằm tạo ra bước đột phá về năng suất, cải thiện chất lượng nông sản. Ứng dụng công nghệ cao vào trong sản xuất nông nghiệp hiện đạisẽ đảm bảo sự phát triển bền vững, bắt kịp xu thế, đáp ứng được nhu cầu về số lượng và chất lượng nông sản của người tiêu dùng.

 Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu dự án tại Trung tâm Công nghệ thông tin và Truyền thông Hải Phòng hoặc Cục Thông tin, Thống kê.