Hiệu quả ứng dụng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước phục vụ nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh ở tỉnh Bến Tre
TÓM TẮT
Việc giám sát các chỉ tiêu chất lượng nước biến đổi thường xuyên trong ngày như nhiệt độ, pH, DO
trong ao nuôi tôm thâm canh là rất cần thiết do chúng ảnh hưởng đáng kể đến sự sinh trưởng của
tôm. Hiện nay, người nuôi tôm chủ yếu sử dụng các testkit hoặc các dụng cụ đo hiện trường để giám
sát theo dõi môi trường nước ao nuôi một vài lần trong ngày hay trong tuần, vì vậy không đảm bảo
an toàn cho ao nuôi; bên cạnh đó, những diễn biến thời tiết gần đây cho thấy biến đổi khí hậu đang
diễn ra khó lường, người nuôi tôm cần cập nhật diễn biến thời tiết khí hậu để chủ động các giải pháp
ứng phó phù hợp. Do đó, việc ứng dụng các công nghệ mới có khả năng giám sát tự động và liên tục
các chỉ tiêu chất lượng nước quan trọng, có tốc độ biến đổi nhanh và thường xuyên trở thành một
nhu cầu thiết yếu. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả ứng dụng hệ thống quan
trắc tự động chất lượng nước phục vụ nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh. Bố trí 6 ao nuôi tôm thẻ
chân trắng cho thử nghiệm, trong đó 3 ao nuôi thí nghiệm ứng dụng hệ thống quan trắc (e-AQUA)
với 2 điểm đo/ao và 3 ao đối chứng. Kết quả thử nghiệm cho thấy ao nuôi tôm ứng dụng hệ thống
e-AQUA tăng sản lượng 7,76%, giảm chi phí hóa chất 13,12% và giảm giá thành 6,50% so với ao
đối chứng. Tuy nhiên, hệ thống e-AQUA cũng còn những hạn chế và cần cải tiến: i) Cải thiện độ ổn
định của các chỉ tiêu đo hiện nay, giảm thiểu sai số; ii) Tích hợp thêm đầu dò đo NH3-N và NO2-N
với giá thành thấp, giảm giá thành máy quan trắc môi trường; và iii) Tích hợp điều khiển tự động
thiết bị dựa trên yếu tố quan trắc môi trường như điều khiển tự động máy quạt nước hoặc hệ thống
sục khí và máy cho ăn tự động.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Hiệu quả ứng dụng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước phục vụ nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh ở tỉnh Bến Tre
kiệm thời gian, chi phí giám sát và nhân lực trong sản xuất. Chi phí đầu tư sẽ dễ được chấp nhận hơn nếu tính lâu dài cho 2-3 năm liên tục. - Tính kỹ thuật của hệ thống: Phần mềm ứng dụng e-AQUA hoạt động tốt, thông báo kịp thời, nhanh và chính xác. Phần cứng hoạt động khá tốt, tuy nhiên có một số khuyết điểm cần khắc phục như phụ thuộc lớn vào tính ổn định của nguồn điện; các chi tiết lắp ráp dễ bị 63TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II độ mặn của nước ăn mòn và nhanh chóng rỉ sét, gây rò rỉ nước; bồn đo nhanh dễ tích tụ bẩn và làm ảnh hưởng kết quả đo; đầu dò đọc kết quả thiếu chính xác nếu hoạt động lâu dài; do đó, cần phải có phương pháp hướng dẫn hiệu chuẩn hiệu quả hơn. - Về tính ổn định của hệ thống: Hệ thống chỉ hoạt động ổn định nếu duy trì nguồn điện tốt, vệ sinh bể bơm định kỳ và kịp thời, đường truyền internet ổn định. Nhìn chung, hệ thống sẽ ổn định hơn nếu các lỗi phần mềm và lỗi hệ thống được điều khiển từ xa mà không cần đến hiện trường mới khắc phục được như thời gian vừa qua. Cần có chính sách bảo hành đầu dò và phương pháp hiệu chuẩn thích hợp để kết quả đọc chính xác và tin cậy hơn. - Về khả năng kiểm soát hàm lượng oxy hòa tan trong ao nuôi: Kịp thời theo dõi và đánh giá liên tục được nồng độ DO trong ao nuôi xuyên suốt thời gian trong ngày cũng như từ đầu đến cuối vụ. Chi phí đầu tư cho hệ thống giám sát môi trường tự động còn khá cao (khoảng từ 150- 200 triệu đồng, có khi còn cao hơn tùy thuộc vào quy mô diện tích ao nuôi) trong khi đó vốn đầu tư của người nuôi tôm (nhất là những hộ nuôi nhỏ lẻ) còn hạn chế, những hộ này chiếm phần lớn các cơ sở nuôi tôm tại tỉnh Bền Tre nói riêng và ĐBSCL nói chung. Đây sẽ là mặt thách thức rất lớn cho việc nhân rộng các mô hình ứng dụng các thiết bị giám sát môi trường tự động ra các địa phương. Ngoài ra, hiện nay hệ thống e-AQUA có đôi khi dữ liệu máy báo sai nhưng tần suất thấp và dữ liệu máy báo có chênh lệch nhỏ so với thực tế. Hạn chế này cũng gặp phải khi ứng dụng hệ thống quan trắc môi trường của Công ty TNHH Tép Bạc với các yếu tố DO, pH và nhiệt độ trong nuôi tôm thẻ chân trắng thuộc dự án SusV của Oxfarm Việt Nam tại ĐBSCL, các thông số đo đạc phụ thuộc vào khả năng bảo dưỡng của người sử dụng, khi công tác bảo dưỡng không tốt thì chỉ số môi trường có sự chênh lệch so với đo bằng phương pháp dùng testkit (Nguyễn Văn Phụng và Phan Thanh Lâm, 2017), những hạn chế này cũng được nêu ra bởi nghiên cứu của Ong Tài Thuận (2017). Để việc thương mại hóa hệ thống e-AQUA thì cần thiết thực hiện đầu tư có sự tham gia của ba bên (Người nuôi-Cơ sở cung cấp thiết bị cảnh báo tự động-Ngân hàng) trong đó Cơ sở cung cấp thiết bị là nòng cốt đứng ra bảo lãnh cho người nuôi tôm vốn vay ưu đãi để đầu tư thiết bị theo các chính sách ưu đãi hiện hành. Các kết quả cảnh báo tự động tại ao nuôi tôm được gửi trực tuyến về 3 bên để tiện theo dõi và giám sát hoạt động sản xuất của cơ sở nuôi, giảm thiểu các rủi ro cho tổ chức tín dụng cho vay. Kết quả thí nghiệm cho thấy, chỉ sau 1-2 năm là người nuôi có thể hoàn trả số tiền đã vay nhờ giảm thiểu các rủi ro từ ô nhiễm môi trường và dịch bệnh, nhờ đó tăng năng suất và lợi nhuận. Với mối liên kết này thì sẽ tạo điều kiện có lợi cho các bên tham gia. Một cách khác được đề xuất là cho thuê hệ thống quan trắc tự động môi trường để người dân có thể ứng đụng vào trong nuôi tôm (Phạm Ngọc Tuấn, 2017), giải pháp này cũng đã được đề xuất bởi Tập đoàn Viettel là đơn vị cũng đang xúc tiến việc ứng dụng hệ thống quan trắc tự động môi trường trong nuôi tôm với sáng kiến “Hệ sinh thái nuôi tôm thông minh” (Trịnh Minh Tuấn, 2018). Cần tuyên truyền sâu và rộng hơn nữa đến người nuôi tôm ở vùng ĐBSCL nói riêng và cả nước nói chung về những lợi ích của việc ứng dụng các thiết bị giám sát cảnh báo môi trường trong ao nuôi tôm, chỉ khi nào người dân nhìn thấy hiệu quả thực sự thì họ sẽ tự đầu tư. Hiệu ứng này có tính lan tỏa rất lớn, chỉ sau 3-5 năm sẽ được áp dụng ở nhiều địa phương nếu đem lại lợi ích cho người nuôi tôm thực sự theo đúng cam kết của các đơn vị cung cấp thiết bị giám sát cảnh báo môi trường tự động. Ngoài ra, cần phối hợp với các doanh nghiệp chế biến tôm trong việc thu mua tôm sạch tại các cơ sở nuôi tôm có thiết bị giám sát cảnh báo tự động môi trường. Dữ liệu của hệ thống cũng được gửi trực tuyến song song cho doanh nghiệp chế biến tôm nhằm giám sát và truy nguồn gốc và được doanh nghiệp bao tiêu sản phẩm với giá cao hơn thị trường đây là cơ sở rất quan trọng để khuyến 64 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II khích người nuôi tôm ứng dụng hệ thống quan trắc tự động môi trường. Việc ứng dụng hệ thống quan trắc tự động môi trường cũng phù hợp với xu hướng phát triển của ngành nông nghiệp trong thời kỳ nở rộ ứng dụng công nghiệp 4.0 trong sản xuất (Phạm Ngọc Tuấn và Nguyễn Minh Hà, 2016), và phù hợp với định hướng phát triển của Bộ Nông nghiệp và PTNT. Quyết định số 5528/QĐ-BNN-TCTS ngày 31/12/2015 phê duyệt “Quy hoạch nuôi tôm nước lợ vùng Đồng bằng Sông Cửu Long đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030”, trong đó có nêu: “Đầu tư phát triển sản xuất tôm nước lợ vùng ĐBSCL theo hướng công nghiệp, hiện đại và bền vững, thích ứng trong điều kiện biến đổi khí hậu, tạo khối lượng sản phẩm lớn, có lợi thế cạnh tranh, đảm bảo chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm, Áp dụng công nghệ tiên tiến vào sản xuất để tăng năng suất, sản lượng và bảo vệ môi trường sinh thái Tạo điều kiện cho các doanh nghiệp ứng dụng công nghệ cao trong nuôi tôm thâm canh với quy mô doanh nghiệp và quy mô hộ gia đình trong các vùng quy hoạch”. V. KẾT LUẬN Kết quả thực nghiệm cho thấy khả năng nhân rộng của mô hình ứng dụng hệ thống quan trắc tự động môi trường nước e-AQUA trong nuôi tôm đã có những hiệu quả tích cực, và có tính khả thi cao khi góp phần tăng tỷ lệ sống 2,32% so với ao đối chứng, đạt năng suất 12,5 tấn/ha tăng 7,2% so với ao đối chứng. Ứng dụng hệ thống e-AQUA vào nuôi tôm cũng góp phần giảm giá thành 6,26%, đặc biệt là giảm chi phí thuốc hóa chất khoảng 13,12%, giảm chi phí đo môi trường 62,96% so với ao nuôi đối chứng. Hệ thống e-AQUA sẽ phục vụ tốt việc theo dõi các chỉ tiêu môi trường ao nuôi, giúp người nuôi nắm bắt tình hình thực tế về môi trường thường xuyên từ đó có những tác động và biện pháp kỹ thuật kịp thời để xử lý và quản lý môi trường ao nuôi. Việc theo dõi các chỉ tiêu môi trường qua phần mềm ứng dụng e-AQUA trên điện thoại thông minh giúp người nuôi tôm chủ động can thiệp và xử lý môi trường ao nuôi, và hạn chế mức thấp nhất thiệt hại do môi trường gây ra. Tuy nhiên, việc ứng dụng hệ thống e-AQUA cũng còn những hạn chế cần cải thiện, như giá thành đầu tư cho thiết bị cao, tuổi thọ thiết bị ngắn, sai số đo đạc sẽ tăng dần theo thời gian, và công tác bảo dưỡng máy của người sử dụng còn nhiều hạn chế về kỹ năng. Hướng sắp tới, cần thực hiện nghiên cứu cải tiến hệ thống e-AQUA quan trắc môi trường nước và phần mềm ứng dụng quản lý: i) Cải thiện độ chính xác của các chỉ tiêu đo hiện nay, giảm thiểu sai số; ii) Tích hợp thêm đầu dò đo NH 3 -N và NO2-N với giá thành thấp, giảm giá thành máy quan trắc môi trường; và iii) Tích hợp điều khiển tự động thiết bị dựa trên yếu tố quan trắc môi trường như điều khiển tự động hệ thống quạt nước hoặc sục khí, điều khiển tự động máy cho ăn và điều khiển tự động máy siphon bùn đáy. LỜI CẢM ƠN Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Công ty Đầu tư Thủy sản Huy Thuận đã hợp tác thực hiện thử nghiệm này. Lời cảm ơn chân thành cũng xin được gửi đến Ban lãnh đạo Cục Công tác Phía Nam đã tạo điều kiện thuận lợi để hỗ trợ thực hiện nghiên cứu này. Chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các đồng nghiệp thuộc Trung tâm Quan trắc Môi trường và Bệnh thuỷ sản Nam Bộ đã có những góp ý cho bản thảo bài báo này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Minh Hà, 2018. Hệ thống giám sát và cảnh báo tự động chất lượng nước nuôi tôm e-AQUA: một số đặc tính ưu việt. Báo cáo tham luận tại Hội thảo khoa học công nghệ “Tiềm năng và hiệu quả ứng dụng hệ thống giám sát, cảnh báo tự động một số chỉ tiêu chất lượng nước trong nuôi tôm” tổ chức bởi Cục Công tác phía Nam (Bộ KHCN) ngày 21/5/2018, Tp. Hồ Chí Minh. Nguyễn Văn Phụng và Phan Thanh Lâm, 2017. Báo cáo xây dựng mô hình nuôi tôm thẻ thâm canh giảm phát thải hiệu ứng nhà kính ở Đồng bằng sông Cửu Long. Báo cáo tư vấn, Oxfarm Việt Nam, Hà Nội. Ong Tài Thuận, 2017. Ứng dụng công nghệ Giám sát, cảnh báo tự động chất lượng nước trong ao 65TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II tôm thẻ chân trắng tại tỉnh Sóc Trăng. Báo cáo tham luận tại Hội thảo khoa học công nghệ “Tiềm năng và hiệu quả ứng dụng hệ thống giám sát, cảnh báo tự động một số chỉ tiêu chất lượng nước trong nuôi tôm” tổ chức bởi Cục Công tác phía Nam (Bộ KHCN) ngày 25/9/2017, Bạc Liêu. Phạm Ngọc Tuấn và Nguyễn Minh Hà, 2016. Ứng dụng Tự động hoá và Công nghệ cao trong nuôi trồng thuỷ sản siêu thâm canh bền vững. Tạp chí tự động hoá ngày nay, số 180 (3/2016) - http:// automation.net.vn/Cong-nghe-Ung-dung/Ung- dung-Tu-dong-hoa-va-Cong-nghe-cao-trong- nuoi-trong-thuy-san-sieu-tham-canh-ben-vung. html Phạm Ngọc Tuấn, 2017. Nông nghiệp 4.0 và các công nghệ giám sát môi trường trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Báo cáo tham luận tại Hội thảo khoa học công nghệ “Tiềm năng và hiệu quả ứng dụng hệ thống giám sát, cảnh báo tự động một số chỉ tiêu chất lượng nước trong nuôi tôm” tổ chức bởi Cục Công tác phía Nam (Bộ KHCN) ngày 25/9/2017, Bạc Liêu. Sở Nông nghiệp & PTNT Bến Tre, 2017. Chương trình phát triển thủy sản tỉnh Bến Tre giai đoạn 2018-2020 và giai đoạn 2021-2030. Bến Tre. Tổng cục Thuỷ sản, 2015. Báo cáo quy hoạch nuôi tôm nước lợ vùng đồng bằng sông Cửu Long đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030. Hà Nội Tổng cục Thủy sản, 2018. Báo cáo kết quả nuôi tôm năm 2017 và kế hoạch triển khai năm 2018. Hà Nội Trịnh Minh Tuấn, 2018. Hệ sinh thái nuôi tôm thông minh. Báo cáo tham luận tại Hội thảo khoa học công nghệ “Phát triển ứng dụng công nghệ cao trong nuôi trồng thủy sản tỉnh Kiên Giang” tổ chức bởi UBND tỉnh Kiên Giang ngày 20/4/2018, Kien Giang. Tài liệu tiếng Anh Chandanapalli, S.B., Sreenivasa R.E., Rajya L.D., 2014. Design and Deployment of Aqua Monitoring System Using Wireless Sensor Networks and IAR-Kick. J Aquac Res Development 5:283. doi:10.4172/2155-9546.1000283. Luo, H., Li, G., Peng, W., Song, J., Bai, Q., 2015. Real-time remote monitoring system for aquaculture water quality. Int J Agric & Biol Eng, 8(6): 136-143. 66 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II EFFICIENCY OF AUTOMATED WATER QUALITY MONITORING SYSTEM APPLICATION IN INTENSIVE WHITE-LEGGED SHRIMP PRACTICES IN BEN TRE PROVINCE Nguyen Thi Quynh Ngoc1*, Nguyen Trung Hieu2, Doan Van Bay2, Phan Thanh Lam2, Nguyen Minh Ha3, Phan Phuong Trinh3 ABSTRACT The monitoring of water quality parameters in shrimp pond that always varies during the day such as temperature, pH and DO is essential as they affect significantly to shrimp growth rate. Currently, shirmp famers monitor the water quality parameters by the testkit in several times a day or a week, and thus it is no longer guarantees the safety of shrimp ponds; In addition, it recently shows that climate change is occurring unpredictable, shrimp farmers need to update the issues of climate changes to find suitable adaptation tools actively. Hence, the application of new technologies that could monitor automatically important water quality parameters that are often and rapidly changing is necessity. This study was conducted to evaluate the efficiency of the automated water quality monitoring system for intensive white-legged shrimp farming. Six shrimp ponds are set up for pilot study, of which 3 experimental ponds used for automated water quality monitoring system (e-AQUA) with 2 measurement points/pond and 3 control ponds. The results showed that the ponds using e-AQUA system increased shrimp yield by 7.76%, reduced chemical cost by 13.12% and reduced the production cost by 6.50% compared to that of control ponds. However, the e-AQUA system still has limitations and needs to be improved such as i) Improvement of the accuracy of current parameter measurements, minimize errors; ii) Addition of NH3 and NO2 sensors with low cost, reduced cost of environmental monitoring machine; and iii) Addition of automatic control function of equipment based on environmental monitoring factors such as automatic control of water paddle-wheels machine or aeration system, and auto feeding machine. Keywords: e-AQUA system, shrimp culture, water quality, efficient performance Người phản biện: ThS. Thới Ngọc Bảo Ngày nhận bài: 14/12/2018 Ngày thông qua phản biện: 25/12/2018 Ngày duyệt đăng: 31/12/2018 1 The Center for S&T Application and Services, National Office in Southern Region, Ministry of Science and Technology 2 Research Institute for Aquaculture No. 2, Ministry of Agriculture and Rural Development 3 Sai Gon Center for Development of Industrial Technology and Machinery * Email: qngocnt@yahoo.com
File đính kèm:
- hieu_qua_ung_dung_he_thong_quan_trac_tu_dong_chat_luong_nuoc.pdf