Thủy canh là một hệ thống canh tác mà không sử dụng môi trường đất. Môi trường được sử dụng trong thủy canh chỉ là môi trường lỏng và các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây. Khi trồng với hệ thống thủy canh có một số lợi thế như: có thể sản xuất các sản phẩm nông nghiệp lớn với thời gian nhanh hơn; không cần đến diện tích đất nhiều đối với canh tác thủy canh; việc sử dụng thuốc trừ sâu và thuốc hóa học gần như không tồn tại/không cần sửu dụng, đây chính là một lợi thế khác biệt của canh tác thủy canh; với canh tác thủy canh, các sản phẩm thực vật/thức ăn xanh có thể được tạo ra trong suốt cả năm và không phụ thuộc vào mùa vụ; hoàn toàn có thể được trồng với hệ thống thủy canh phát triển trong điều kiện khép kín hoặc được bảo vệ.

Ở trên thế giới, nhất là châu Âu, đối với thức ăn thủy canh thường được sử dụng là cỏ barli vì nó có hàm lượng dinh dưỡng rất cao. Nhưng ngô thủy canh cũng cũng đã được phát triển, ngoài ra còn kể đến cả mạ thủy canh/mạ mầm. Sau khi hạt được ngâm qua đêm, sau đó được trải ra khay. Trong thời kỳ nảy mầm, hạt luôn được giữ ẩm nhưng không quá mức ẩm. trên các khay thường được đục lỗ để có thể thoát nước trong khi tưới nước tạo ẩm và cung cấp chất dinh dưỡng (trong trường hợp cần thiết) được điều tiết thông qua thiết bị tao ẩm/phun ẩm tự động hoặc thủ công. Các hạt giống tạo thức ăn xanh cho gia súc thường bắt đầu nảy mầm trong vòng 24 giờ và trong vòng 7 - 12 ngày đã phát triển đến chiều cao khoảng 10-20 cm. Sau đó thức ăn xanh được lấy từ khay, có thể được đưa trực tiếp cho gia súc. Gia súc có thể ăn cả lá, thân và rễ. Lý tưởng nhất để làm thủy canh là nhà kính hoặc hệ thống nhà xưởng tương tự bởi vì có thể kiểm soát các điều kiện nhiệt độ, ánh sáng và độ ẩm. Các điều kiện môi trường phù hợp là ở nhiệt độ từ 20o , độ ẩm khoảng 60% và khoảng 16-18 giờ chiếu sáng mỗi ngày. Thời điểm thu hoạch thông thường được thực hiện khi nó đáp ứng khoảng 6-10 lần trọng lượng của hạt (thường nhỏ hơn 6 10 lần), hoặc độ dày của rễ khoảng 3-5 cm. Hoặc tùy thuộc nhu cầu sử dụng. Đối với thức ăn xanh thủy canh từ ngô, khi thu hoạch trước khi cho vật nuôi ăn, nên thổi khô bằng khí/không khí để cho rễ ráo bớt nước, không nên làm khô dưới ánh nắng mặt trời, bởi vì thức ăn của ngô thủy canh vẫn còn non, tươi tương tự như cỏ tươi. Bởi vậy thức ăn gia súc thủy canh thường có mức độ tương thích cao. Về thành phần dinh dưỡng của thức ăn gia súc ngô thủy canh, khi những hạt giống thức ăn nảy mầm sẽ thay đổi hàm lượng dinh dưỡng. Các enzyme hoạt động trong quá trình nảy mầm sẽ thay đổi các chất phức tạp trở nên đơn giản hơn.

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và xu thế phát triển, tiềm năng rộng mở trong tương lại, hơn nữa trước nhiều ưu điểm, lợi thế của việc trồng thức ăn thủy canh/tạo mầm thức ăn thô xanh so với khi trồng trự tiếp trên đồng, ruộng, ThS. Mai Thanh Huyền và nhóm nghiên cứu, Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp Bộ Công Thương, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống dây chuyền thiết bị tự động sản xuất mạ mầm làm thức ăn cho bò quy mô công nghiệp”. Kết quả nghiên cứu mở ra định hướng mới cho ngành chăn nuôi gia súc nói chung và chăn nuôi Bò nói riêng, góp phần thức đẩy ứng dụng công nghiệp 4.0 trong sản xuất nông nghiệp, ngoài ra thúc đẩy phát triển nền nông nghiệp sản xuất xanh, bền vững và tiết kiệm năng lượng

Sau một thời gian thực hiện, Đề tài đã hoàn tất các nội dung công việc như trong hợp đồng đã kí kết với Bộ Công Thương:

 - Đã nghiên cứu tổng quan về bò và chăn nuôi bò trên thế giới và ở Việt Nam;

- Đã nghiên cứu tổng quan về công nghệ/thiết bị sản xuất mạ mầm làm thức ăn cho bò trên thế giới và ở Việt Nam.

- Đã đưa ra được nguyên lý, kết cấu của hệ thống, dây chuyền thiết bị thỏa mãn yêu cầu về công nghệ và năng suất, cũng như đáp ứng về tính đồng bộ và tự động hóa trong quá trình vận hành (sản xuất);

- Đã đưa ra được cơ sở lý thuyết, tính toán hệ thống, dây chuyền thiết bị đáp ứng yêu cầu về kết cấu, độ bền, độ linh hoạt…;

- Đã ứng dụng được phần mềm máy tính trong quá trình phân tích tính toán thiết kế chi tiết máy;

- Đã thiết kế chế tạo tại Viện RIAM và đưa ra được hệ thống dây chuyền thiết bị mới phù hợp điều kiện ở Việt Nam và tiết kiệm chi phí về kinh tế so với dây chuyền thiết bị nhập khẩu.

 - Đã khảo nghiệm trên mô hình lý thuyết tối ưu quy hoạch thực nghiệm và tìm ra được các giá trị/thông số tối ưu.

- Đã khảo nghiệm đo đạc số liệu thực tế ở quy mô công nghiệp cho thấy đối với hạt lúa thường tỷ lệ nảy mầm đạt 97,4%; tổng chiều dài của sản phẩm khoảng 137mm; đối với hạt ngô tỷ lệ nảy mầm đạt 98,7%; chiều dài mầm 155mm; đối với hạt lúa mì tỷ lệ nảy mầm đạt 98,2%; chiều dài mầm là 195,3mm, năng suất của hệ thống đạt 1,28-1,55 tấn sản phẩm/ngày.

 - Hệ thống dây chuyền này hoàn toàn có thể sử dụng để sản xuất được nhiều loại rau mầm phục vụ cho con người.

Nhóm đề tài kiến nghị cần thực nghiệm với nhiều loại nguyên liệu khác làm thức ăn xanh cho nhiều loại gia súc khác nhau. Chuyển giao/ứng dụng thiết bị này để sản xuất thức ăn xanh cho người, phát triển hệ thống ở quy mô lớn hơn nữa và ứng dụng điều khiển, giám sát thông minh cho hệ thống.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19006/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)