Nghiên cứu tổng quan về thiết bị đo quan trắc môi trường trong nông nghiệp

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠ ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO QUAN
TRẮC MÔI TRƯỜNG TRONG NÔNG NGHIỆP

Hà Nội – 2021


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠ ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO QUAN
TRẮC MÔI TRƯỜNG TRONG NÔNG NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn : ThS. NGUYỄN THỊ DUYÊN
Sinh viên thực hiện

: NGÔ THỊ QUYỀN

Mã SV

: 593805

Lớp

: K59-KTDTA

Hà Nội – 2021


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu được trình bày trong đồ án là
trung thực, khách quan và chưa từng dụng bảo vệ cho bất kỳ đồ án môn học nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án đã được
cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong đồ án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2021
Sinh viên thực hiện

Ngô Thị Quyền

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám Đốc Học
Viện Nông Nghiệp Việt Nam, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Điện cùng toàn thể các
quý thầy, cô giáo trong khoa, trong trường đã tận tình chỉ bảo, dạy dỗ và dìu dắt
em trong suốt quá trình học tập tại trường.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới cơ giáo, giảng viên Nguyễn
Thị Duyên đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ em trong q trình hồn
thành đề tài tốt nghiệp này.
Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo, bạn bè và những người thân
đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành tốt đợt thực
tập này.
Do kiến thức và thời gian cịn hạn chế nên khóa luận khơng thể tránh khỏi
những thiếu sót, mong q thầy cơ, và các bạn đóng góp ý kiến để khóa luận của

em được hồn thiện tốt hơn.
Cuối cùng em xin kính chúc tồn thể các thầy cô giáo trong khoa Cơ Điện,
các thầy cô trong Học viện Nơng nghiệp Việt Nam cùng tồn thể bạn bè người
thân sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2021
Sinh viên thực hiện

Ngô Thị Quyền

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ vii
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
I. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1
II. Mục tiêu của đề tài............................................................................................ 2
III. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 2
IV. Nhiệm vụ và nội dung ..................................................................................... 3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG TRONG
SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP ............................................................................. 4
1.1. Quan trắc mơi trường ..................................................................................... 4
1.1.1. Khái quát chung .......................................................................................... 4
1.1.2. Các loại môi trường hiện nay ...................................................................... 4
1.2. Cách quan trắc môi trường hiện nay ............................................................ 18

1.3. Nội dung quan trắc môi trường .................................................................... 19
1.4. Tầm quan trọng của việc quan trắc môi trường ........................................... 19
1.5. Quan trắc môi trường định kỳ ...................................................................... 20
1.6. Ý nghĩa của việc quan trắc môi trường định kỳ ........................................... 20
1.7. Lợi ích của việc quan trắc mơi trường định kỳ ............................................ 21
1.8. Phân loại quan trắc môi trường hiện nay ..................................................... 22
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐO VÀ
PHƯƠNG PHÁP ĐO. ....................................................................................... 24
2.1.Đo lường, thiết bị đo lường ........................................................................... 24
2.1.1. Đo lường .................................................................................................... 24
iii


2.1.2. Thiết bị đo lường ....................................................................................... 24
2.1.3. Các phần tử trong đo lường ....................................................................... 26
2.2. Phương pháp đo: nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, cường độ ánh sáng… ................ 27
2.2.1.Phương pháp đo nhiệt độ............................................................................ 27
2.2.2. Phương pháp đo độ ẩm đất ........................................................................ 28
2.2.3. Đo cường độ ánh sáng, độ rọi ................................................................... 30
2.2.3. Đo độ pH ................................................................................................... 31
2.3. Giới thiệu về cảm biến ............................................................................... 34
2.3.1. Khái quát chung về cảm biến .................................................................... 34
2.3.2. Cảm biến trong nông nghiệp ..................................................................... 35
2.3.3. Phân loại cảm biến .................................................................................... 36
2.3.4. Phân loại cảm biến theo đại lượng đo ....................................................... 37
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CHUYÊN SÂU CÁC THIẾT BỊ QUAN
TRẮC MÔI TRƯỜNG NÔNG NGHIỆP ....................................................... 46
3.1. Cảm biến đo độ ẩm....................................................................................... 46
3.1.1. Khái quát chung ........................................................................................ 46
3.1.2. Độ ẩm tương đối, độ ẩm tuyệt đối ............................................................ 47

3.1.3. Cảm biến độ ẩm kiểu điện trở ................................................................... 48
3.1.4. Cảm biến độ ẩm kiểu điện dung................................................................ 48
3.1.4. Thiết bị cảm biến đo độ ẩm ....................................................................... 49
3.2. Cảm biến đo nhiệt độ ................................................................................... 63
3.2.1. Khái quát chung ........................................................................................ 63
3.2.2. Thiết bị cảm biến đo nhiệt độ ................................................................... 64
3.3. Cảm biến đo độ pH....................................................................................... 70
3.3.1. Khái quát chung ........................................................................................ 70
3.3.2. Thiết bị cảm biến đo độ pH ....................................................................... 71
3.4. Cảm Biến Cường Độ Ánh Sáng ................................................................... 83
3.4.1. Khái quát chung ........................................................................................ 83
iv


3.4.2. Cảm Biến Cường Độ Ánh Sáng (Lux) BH1750 ....................................... 83
3.4.3. Khối cảm biến ánh sáng. ........................................................................... 86
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 93

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng thang đo của nhiệt độ ................................................................ 37
Bảng 3.1. Bảng giá trị độ ẩm tương đối – Đặc tính trở kháng ............................ 51
Bảng 3.2. Thơng số kỹ thuật của cảm biến đo độ ẩm SHT10 bao gồm Bảng (1):
Độ ẩm tương đối Bảng (2): Nhiệt độ .................................................................. 54
Bảng 3.3. Bảng chú thích sơ đồ chân của SHT10 ............................................... 55
Bảng 3.4. Mã lệnh của cảm biến độ ẩm SHT10 ................................................. 57
Bảng 3.5. Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến độ ẩm HH10D gồm: ............... 59

Bảng 3.6. Trở kháng của cảm biến theo nhiệt độ................................................ 69
Bảng 3.7. Hướng dẫn chọn loại cảm biến nhiệt LM35 ...................................... 69
Bảng 3.8. Bảng tín hiệu của cảm biến đo độ pH đất ........................................... 74
Bảng 3.9. Mối quan hệ giữa điện áp đầu ra và giá trị pH được hiển thị như sau
(25℃) ................................................................................................................ 74
Bảng 3.10. Sơ đồ chân LCD 1602 ...................................................................... 81
Bảng 3.11. Thông số đo của cảm biến độ rọi FLM-400 ..................................... 89
Bảng 3.12. Kết quả đo của các khoảng đo .......................................................... 89

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc chung của dụng cụ đo ................................................. 25
Hình 2.2. Sự thay đổi trở kháng .......................................................................... 41
Hình 3.1. Cảm biến độ ẩm kiểu điện dung.......................................................... 49
Hình 3.2. Cảm biến độ ẩm HR202L ................................................................... 50
Hình 3.3. Sơ đồ mạch cảm biến HR202L ........................................................... 50
Hình 3.4. Hiệu suất trở kháng cảm biến HR202L............................................... 52
Hình 3.5. Cảm biến độ ẩm SHT10 ...................................................................... 53
Hình 3.6. Kích thước chi tiết của chi tiết thiết bị SHT10 ................................... 55
Hình 3.7. Hình ảnh sơ đồ chân của cảm biến SHT10 ......................................... 55
Hình 3.8. Sơ đồ nguồn cung cấp của thiết bị đo độ ẩm SHT10.......................... 56
Hình 3.9. Sơ đồ nhịp xung nhịp của thhiết bị đo độ ẩm SHT10 ......................... 56
Hình 3.10. Cảm biến độ ẩm HH10D ................................................................... 58
Hình 3.11. Sơ đồ mạch của cảm biến độ ẩm HH10D ......................................... 59
Hình 3.12. Mạch ứng dụng của cảm biến độ ẩm HH10D.................................. 60
Hình 3.13. Cảm biến độ ẩm đất.......................................................................... 61
Hình 3.14. Sơ đồ mạch nguyên lý ....................................................................... 62
Hình 3.15. Cặp nhiệt điện ................................................................................... 64

Hình 3.16. Thermistor ......................................................................................... 66
Hình 3.17. Cảm biến nhiệt độ LM35 .................................................................. 67
Hình 3.18. Bộ dụng cụ đo pH cảm biến mũi nhọn tương tự trọng lực cho các ứng
dụng đất và thực phẩm SKU SEN0249............................................................... 72
Hình 3.19. Cài đặt mũi nhọn trong cảm biến đo độ Ph SKU SEN0249 ............. 76
Hình 3.20. Sơ đồ nối giữa mạch và mũi nhọn của cảm biến đo độ Ph SKU
SEN0249 ............................................................................................................. 76
Hình 3.21. Cảm biến đo độ pH nước .................................................................. 78
Hình 3.22. Cảm biến LCD1602 đo độ pH trong nước ........................................ 80
vii


Hình 3.23. Cảm biến cường độ ánh sáng BH1750 ............................................ 84
Hình 3.24. Sơ đồ mạch tín hiệu điều khiển cảm biến BH1750 .......................... 85
Hình 3.25. Hình ảnh thực tết và kí hiệu quang trở Norp 12 ............................... 86
Hình 3.26. Thiết bị đo FLM- 400 đo độ rọi

viii


MỞ ĐẦU
I.Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, bảo vệ mơi trường khỏi bị ơ nhiễm suy thối là một chiến lược
có tầm quan trọng đặc biệt, là mối quan tâm hàng đầu, không chỉ một địa
phương , một quốc gia hay một khu vực nào mà là của cả cộng đồng thế giới.
Bảo vệ mơi trường do đó đã trở thành một vấn đề mang tính tồn cầu rộng lớn.
Quan trắc mơi trường nói chung là một hoạt động quan trọng phục vụ cơng tác
quản lí mơi trường và phát triển kinh tế xã hội của bất kỳ một quốc gia nào trên
thế giới. Hệ thống quan trắc môi trường là không thể thiếu được với mỗi một
quốc gia để theo dõi thường xuyên chất lượng môi trường , đánh giá hiện trạng

môi trường.
Để quản lý và sử dụng một cách tối ưu tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ
mơi trường một cách có hiệu quả điều trước tiên là phải có thơng tin (số liệu)
đáng tin cậy, chính xác về chất lượng mơi trường và có thể so sánh được. Nó là
cơ sở để dự báo trạng thái môi trường , xác định mức độ tác động của con người
đến môi trường, làm rõ nhân tố và nguồn tác động. Quan trắc và phân tích là
khâu quan trọng để có cơ sở dữ liệu phục vụ quản lí và bảo vệ môi trường phát
triển bền vững.
Các nước phát triển: Mỹ, Canada, Nhật, Đức… cũng như các nước đang
phát triển: Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Malaysia…, các tổ chức quốc tế như:
Ngân hàng thế giới (WB), Ngân hàng phát triển Châu Á (ADB), Chương trình
Mơi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), Tổ chức Y Tế Thế Giới (WHO)… đã biên
soạn nhiều hướng dẫn về quan trắc môi trường.
Ở Việt Nam, từ năm 1994 Bộ Khoa Học Công Nghệ & Môi Trường đã
bước đầu thiết lập mạng lưới quan trắc môi trường ở cấp Quốc Gia, tuy vậy
công tác quan trắc môi trường vẫn dựa vào quy định tạm thời (1998) và chưa
được sự thống nhất chung trong toàn mạng lưới. Đến năm 2005, Cục Bảo Vệ
1


Môi Trường đã xây dựng được các quy định về quan trắc môi trường và các hoạt
động về quan trắc mơi trường nước và mơi trường khơng khí.
Số liệu thống kê hiện nay cho thấy: hàng năm cả nước sử dụng hơn 10.000
tấn hóa chất bảo vệ thực vật, hơn 23 triệu tấn rác thải sinh hoạt, 7 triệu tấn chất
thải rắn công nghiệp, 630.000 tấn chât thải nguy hại trong khi xử lý chất thải,
nước thải còn hạn chế. Do đó, trước hết các vấn đề liên quan đến thành phần:
đất, nước, khơng khí, sinh vật,..đều cần được quan trắc một cách thường xuyên
và đúng cách theo thời gian và không gian kèm theo các điều kiện về cơ sở vật
chất, kỹ thuật, nhân lực,…
Chính vì vậy mà việc quan trắc mơi trường có vai trị quan trọng trong

chương trình bảo vệ mơi trường quốc gia (Luật bảo vệ Mơi Trường năm 2005).
Trong đó, quan trắc mơi trường có ý nghĩa như một yếu tố quan trọng quyết
định hiệu quả của các hoạt động bảo vệ môi trường. Cụ thể như:
Là cơng cụ kiểm sốt mơi trường
Là cơng cụ kiểm sốt ơ nhiễm
Là cơ sở thơng tin cho cơng nghệ môi trường
Là cơ sở thông tin cho quản lý mơi trường
Là mắt xích quan trọng trong đánh giá tác động mơi trường
Do đó, em đã chọn đề tài “Nghiên cứu tổng quan về thiết bị đo quan trắc
môi trường trong nơng nghiệp” để tìm hiểu về các thiết bị cảm biến thuận tiện
cho việc làm quan trắc môi trường cũng như dự báo về quá trình biến thay đổi
của môi trường.
II. Mục tiêu của đề tài
- Hiểu được tầm quan trọng của công tác đo đạc các thông số.
- Ứng dụng các thiết bị cảm biến vào trong quá trình sản xuất cây trồng.
III. Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình làm đề tài em đã tìm hiểu qua sách, báo, internet : google
scholar, nghiên cứu cơ sở lí thuyết về lịch sử phát triển , nguyên lí hoạt động của
các thiết bị cảm biến.
2


IV. Nhiệm vụ và nội dung
- Tìm hiểu cơng dụng của từng thiết bị điện, điện tử.
- Đưa ra các phương án nghiên cứu.
- Thiết kế hệ thống Giám sát nhiệt độ - độ ẩm - ánh sáng trong quá trình sản
xuất nơng nghiệp.
- Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng của đề tài.

3

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG TRONG
SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP
1.1. Quan trắc mơi trường
1.1.1. Khái qt chung
Quan trắc: là kiểm tra và quan sát có hệ thống.
Quan trắc môi trường là hoạt động theo dõi, giám sát chất lượng môi trường
định kỳ thông qua các chỉ tiêu về tính chất vật lý và hóa học của thành phần mồi
trường. Quá trình đo lường sẽ cung cấp các đánh giá cần thiết về những tác động
và chuyển biến của môi trường ở từng khoảng thời gian khác nhau. Mục đích
của việc thực hiện quan trắc mơi trường nhằm phân tích mơi trường đang bị ảnh
hưởng ở mức độ nào và hoạt động sản xuất kinh doanh có tác động như thế nào
đến mơi trường.
Trong đó quan trắc mơi trường được thực hiện ở nhiều khơng gian và các
hình thức đa dạng khác nhau như quan trắc môi trường nước thải hay mơi
trường đất, mơi trường khơng khí và cả mơi trường tiếng ồn cũng được khảo sát,
từ đó nhằm đạt đến những mục tiêu chung trong đánh giá những diễn biến của
mọi khía cạnh mơi trường trong một phạm vi quốc gia hay nắm bắt tình hình cụ
thể của từng môi trường để đưa ra những giải pháp cụ thể và có những cảnh báo
kịp thời tới những diễn biến bất thường hoặc nguy cơ gây ô nhiễm ảnh hưởng tới
thực trạng môi trường chung.
1.1.2. Các loại môi trường
1.1.2.1. Khái qt chung về mơi trường
Mơi trường nói chung là một tổ hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh
bên ngoài của một hệ thống hoặc một cá thể, sự vật nào đó. Chúng tác động lên hệ
thống này, xác định xu hướng và tình trạng tồn tại của nó. Mơi trường có thể coi là
một tập hợp, trong đó hệ thống đang xem xét là một tập hợp con.
Môi trường được tạo thành bởi các yếu tố (hay cịn gọi là thành phần mơi
trường) sau đây: khơng khí, nước, đất, âm thanh, ánh sáng, lịng đất, núi, rừng,

4


sông, hồ, biển, sinh vật, hệ sinh thái, các khu dân cư, khu sản xuất, khu bảo tồn
thiên nhiên, cảnh quan thiên nhiên, …
Trong đó, khơng khí, đất, nước, hệ sinh thái, cảnh quan thiên nhiên... là các
yếu tố tự nhiên (các yếu tố này xuất hiện và tồn tại khơng phụ thuộc vào ý chí
của con người); khu dân cư, khu sản xuất, di tích lịch sử... là yếu tố vật chất
nhân tạo (các yếu tố do con người tạo ra, tổn tại và phát triển phụ thuộc vào ý
chí của con người). Khơng khí, đất, nước, khu dân cư... là các yếu tố cơ bản duy
trì sự sống của con người, còn cảnh quan thiên nhiên, danh lam thắng cảnh... có
tác dụng làm cho cuộc sống của con người thêm phong phú và sinh động.
1.1.2.2. Vai trò của môi trường đối với con người
Để đảm bảo sự sống của con người thì mơi trường là yếu tố đầu tiên và
quan trọng bậc nhất, bởi lẽ:
Thứ nhất: Môi trường là nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên cần thiết cho
đời sống và sản xuất của con người. Rất dễ dàng nhận thấy mọi ngành sản xuất
đều gắn với các tài nguyên của người mẹ thiên nhiên như:
Trồng lúa cần có đất nơng nghiệp, ngành xây dựng cần vật liệu xây dựng thô
như đất, đá và các vật liệu xây dựng qua chế biến như xi măng, sắt, thép...;
Rừng tự nhiên phục mụ chức năng cung cấp nước, gỗ, bảo vệ sự đa dạng
sinh học và thơng qua đó cải thiện môi trường chung của hệ sinh thái;
Biển cung cấp các nguồn hải sản, nước... phụ vụ nhu cầu sinh tồn của con
người....
Động vật và thực vật cung cấp nguồn lương thực dồi dào trực tiếp phụ vụ
đời sống của con người.
Khơng khí, nhiệt độ, năng lượng mặt trời, gió... là nguồn cung cấp điện
năng, sự sống trực tiếp cho con người.
Do vậy, có thể thấy rằng con người phụ thuộc trực tiếp và gián tiếp vào mơi
trường. Khơng có mơi trường sẽ khơng có sự sống của con người.

5


Thứ hai: mơi trường cũng chính là nơi chứa đựng các chất phế tại do con
người tạo ra.
Trong quá trình sinh sống, còn người gần như đảo thải tất cả các chất rác
thải, phế thải vào môi trường. Các chất này dưới tác động của ác vi sinh vật sẽ
phân hủy, biến đổi theo các q trình sinh địa hóa rất phức tạp khác nhau. Qua
các quá trình biến đổi tự nhiên các chất thải có thể tái sử dụng dưới các dạng
thức khác nhau và một phần tạo thành các độc tố gây hại cho môi trường sống.
Thứ ba: Môi trường giữ chức năng lưu trữ và cung cấp các thông tin cho
con người.
Môi trường trái đất được xem là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con
người. Bởi vì chính mơi trường trái đất là nơi:
Cung cấp sự ghi chép và lưu trữ lịch sử trái đất, lịch sử tiến hoá của vật chất
và sinh vật, lịch sử xuất hiện và phát triển văn hoá của lồi người.
Cung cấp các chỉ thị khơng gian và tạm thời mang tín chất tín hiệu và báo
động sớm các hiểm hoạ đối với con người và sinh vật sống trên trái đất như
phản ứng sinh lý của cơ thể sống trước khi xảy ra các tai biến tự nhiên và các
hiện tượng tai biến tự nhiên, đặc biệt như bão, động đất, núi lửa...
Cung cấp và lưu giữ cho con người các nguồn gen, các loài động thực vật,
các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo, các vẻ đẹp, cảnh quan có giá trị thẩm mỹ
để thưởng ngoạn, tơn giáo và văn hố khác.
Thứ tư: Bảo vệ con người và sinh vật khỏi những tác động từ bên ngồi.
Các thành phần trong mơi trường cịn có vai trị trong việc bảo vệ cho đời
sống của con người và sinh vật tránh khỏi những tác động từ bên ngoài như:
tầng Ozon trong khí quyển có nhiệm vụ hấp thụ và phản xạ trở lại các tia cực
tím từ năng lượng mặt trời.
1.1.2.3. Môi trường nông nghiệp.

Nông nghiệp: là ngành sản xuất vật chất cơ bản của xã hội, sử dụng đất
đai để trồng trọt và chăn nuôi, khai thác cây trồng và vật nuôi làm tư liệu và
6


nguyên liệu lao động chủ yếu để tạo ra lương thực, thực phẩm và một số nguyên
liệu cho công nghiệp. Nông nghiệp là một ngành sản xuất lớn, bao gồm nhiều
chuyên ngành: trồng trọt, chăn nuôi, sơ chế nông sản; theo nghĩa rộng, cịn bao
gồm cả lâm nghiệp, thủy sản.
Nơng nghiệp là một ngành kinh tế quan trọng trong nền kinh tế của nhiều
nước, đặc biệt là trong các thế kỷ trước đây khi công nghiệp chưa phát triển.
Trong nông nghiệp cũng có hai loại chính, việc xác định sản xuất nông
nghiệp thuộc dạng nào cũng rất quan trọng.
Nông nghiệp thuần nông hay nông nghiệp sinh nhai: là lĩnh vực sản
xuất nơng nghiệp có đầu vào hạn chế, sản phẩm đầu ra chủ yếu phục vụ cho
chính gia đình của mỗi người nơng dân. Khơng có sự cơ giới hóa trong nông
nghiệp sinh nhai.
Nông nghiệp chuyên sâu: là lĩnh vực sản xuất nơng nghiệp được chun
mơn hóa trong tất cả các khâu sản xuất nông nghiệp, gồm cả việc sử dụng máy
móc trong trồng trọt, chăn ni, hoặc trong q trình chế biến sản phẩm nơng
nghiệp. Nơng nghiệp chun sâu có nguồn đầu vào sản xuất lớn, bao gồm cả
việc sử dụng hóa chất diệt sâu, diệt cỏ, phân bón, chọn lọc, lai tạo giống, nghiên
cứu các giống mới và mức độ cơ giới hóa cao. Sản phẩm đầu ra chủ yếu dùng
vào mục đích thương mại, làm hàng hóa bán ra trên thị trường hay xuất khẩu.
Các hoạt động trên trong sản xuất nông nghiệp chuyên sâu là sự cố gắng tìm mọi
cách để có nguồn thu nhập tài chính cao nhất từ ngũ cốc, các sản phẩm được chế
biến từ ngũ cốc hay vật nuôi...
Nông nghiệp công nghệ cao hay nông nghiệp 4.0 là thuật ngữ xuất hiện và
sử dụng đầu tiên ở Đức. Trong phân loại này nông nghiệp được hiểu các hoạt
động sản xuất gắn với cây trồng vật nuôi được kết nối mạng nội bộ hoặc với bên

ngồi. Nghĩa là thơng tin được số hóa từ quá trình sản xuất cho đến giao dịch
với đối tác. Sử dụng tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong việc tính tốn mơ
phỏng quy trình canh tác, chăn ni từ đó lựa chọn quy trình tối ưu để tiến hành
7


sản xuất thực. Trong quá trình sản xuất liên tục theo dõi thống kê để phân tích
bằng trí tuệ nhân tạo nhằm điều chỉnh phù hợp, đạt năng suất cao nhất.
1.1.2.4. Các loại môi trường
1.1.2.4.1. Môi trường nước
Khái quát chung về môi trường nước
Môi trường nước được hiểu là môi trường mà những cá thể tồn tại, sinh
sống và tương tác qua lại đều bị ảnh hưởng và phụ thuộc vào nước. Mơi trường
nước có thể bao qt trong một lưu vực rộng lớn hoặc chỉ chứa trong một giọt
nước. Môi trường nước là đối tượng nghiên cứu của nhiều ngành khoa học tự
nhiên, kỹ thuật và cả kinh tế – xã hội.
Ảnh hưởng của mơi trường nước
Nước có ảnh hưởng quyết định đến khí hậu và là nguyên nhân tạo ra thời
tiết. Năng lượng mặt trời sưởi ấm không đồng đều các đại dương đã tạo nên các
dòng hải lưu trên tồn cầu.
Vai trị của mơi trường nước đối với nông nghiệp
Đối với nông nghiệp: Nước cần thiết cho cả chăn ni lẫn trồng trọt. Thiếu
nước, các lồi cây trồng, vật nuôi không thể phát triển được. Trong cây,nước
tham gia vào vai trò vận chuyển chất dinh dưỡng từ dễ lên thân cây, cành, lá để
giúp cây sinh sống và phát triển. Bên cạnh đó, trong sản xuất nơng nghiệp, thủy
lợi luôn là vấn đề được ưu tiên hàng đầu. Trong cơng tác thủy lợi, ngồi hệ
thống tưới tiêu cịn có tác dụng chống lũ, cải tạo đất…
Nơng nghiệp hiện nay đang là một trong những ngành trọng điểm của nước
ta, khi ngành công nghiệp càng lớn mạnh, quỹ đất nông nghiệp ngày càng thu
hẹp dẫn đến lương thực thực phẩm của chúng ta không dư thừa và nhiều nơi

thiếu hụt.
Nước cần thiết cho cả chăn nuôi lẫn trồng trọt. Thiếu nước, các lồi cây và
vật ni khơng thể phát triển. Vì thế nước rất cần thiết:
Tầm quan trọng của nước dùng để tưới cây
8


Vai trị của nước để phun thuốc trừ sâu
Nước có vai trị dùng để rửa thành phẩm nơng sản
Vai trị của nước dùng để chăn ni, rửa chuồng trại
Nước cịn sử dụng để làm thủy lợi, hệ thống tưới tiêu
Nước còn nhiều tác dụng khác nữa
Nước là thành phần quan trọng của các tế bào sinh học và là môi trường của
các q trình sinh hóa cơ bản như quang hợp.
Hơn 75% diện tích của Trái Đất được bao phủ bởi nước. Lượng nước trên Trái
Đất có vào khoảng 1,38 tỉ km³. Trong đó 97,4% là nước mặn trong các đại dương
trên thế giới, phần còn lại, 2,6%, là nước ngọt, tồn tại chủ yếu dưới dạng băng tuyết
đóng ở hai cực và trên các ngọn núi, chỉ có 0,3% nước trên tồn thế giới (hay 3,6
triệu km³) là có thể sử dụng làm nước uống. Việc cung cấp nước uống sẽ là một
trong những thử thách lớn nhất của lồi người trong vài thập niên tới đây.
Mơi trường nước trong nông nghiệp hiện nay:
Hiện trạng: Theo một công bố mới được công bố vào tháng 8 năm 2017 của
FAO, hiện nay ô nhiễm nguồn nước là mối quan tâm tồn cầu, mức độ ơ nhiễm
ngày càng tăng theo đà phát triển kinh tế và đe dọa tới sức khoẻ của hàng tỷ
người.
Các chất Nito xuất phát từ sản xuất nơng nghiệp hiện nay là chất gây ơ
nhiễm hóa học phổ biến nhất trong các tầng nước ngầm. Các hệ sinh thái thủy
sản bị ảnh hưởng đáng kể bởi ô nhiễm nông nghiệp.
Canh tác nông nghiệp tại một số địa phương còn lạc hậu, việc sử dụng phân
động vật tươi hoặc ủ chưa đảm bảo còn phổ biến, gây nhiễm bẩn nguồn nước

bởi những thành phần hóa học trong chất thải động vật.
Những loại chất thải nông nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều tại các vùng
nông thôn trong khi khả năng đầu tư cho xử lý, giảm thiểu ô nhiễm rất hạn chế.
Những loại rác thải nông nghiệp này không được phân loại mà vứt bừa bãi ra
môi trường.
9


Lượng rác thải tồn đọng tại kênh, mương khá lớn và phổ biến, dẫn đến ô
nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường sống của người dân
cũng như gia tăng gánh nặng bệnh tật.
Những loại chất thải còn bám lại trên bỏ bao bì, các chai lọ hoặc các gói
hóa chất là chất thải rắn rất độc hại. Thế nhưng, đa số người dân đều chưa có ý
thức thu gom để xử lý rác thải nông nghiệp một cách tập trung.
Thậm chí có những nơi rác thải nơng nghiệp tràn ngập tại các kênh mương
hoặc tại các nơi đất trống, điều này không những ảnh hưởng trực tiếp tới mơi
trường mà cịn gây ảnh hưởng khơng nhỏ đến sức khỏe, đến môi trường sống
của người dân.
Đặc biệt, hiệu suất sử dụng phân bón ở nước ta chỉ rơi vào khoảng 40-45%,
phần cịn lại ngồi bốc hơi, sẽ bị rửa trôi vào nguồn nước mặt, và một phần
ngấm sâu xuống tầng nước ngầm, gây ra tình trạng ơ nhiễm trầm trọng
1.1.2.4.2. Môi trường đất
Đất hay thổ nhưỡng là lớp ngoài cùng của thạch quyển bị biến đổi tự nhiên
dưới tác động tổng hợp của nước, khơng khí, sinh vật.
Đất là một tài nguyên vô cùng quý giá mà tự nhiên đã ban tặng cho con
người...Đất đóng vai trị quan trọng: là môi trường nuôi dưỡng các loại cây, là
nơi để sinh vật sinh sống, là khơng gian thích hợp để con người xây dựng nhà ở
và các cơng trình khác.
Vai trị của đất đối với nơng nghiệp
Đất tham gia vào tất cả các lĩnh vực kinh tế. Tuy nhiên, đối với từng ngành

cụ thể thì đất có các vai trị khác nhau. Riêng với sản xuất nơng nghhiệp đất có
vai trị đặc biệt quan trọng. Nơng nghiệp là q trình sản xuất dựa vào yếu tố tự
nhiên, do những quy luật vận động của tự nhiên tạo nên. Đất đai không chỉ là
chỗ đứng, chỗ tựa của lao động mà còn là nguồn cung cấp thức ăn cho cây trồng
và thông qua sự phát triển của cây trồng mà cung cấp thức ăn cho gia xúc.

10


Do đó, đất đai là tư liệu sản xuất chủ yếu trong kĩnh vực nông nghiệp mà
không thể thay thế. Khơng có đất đai thì khơng thể tiến hành sản xuất kinh
doanh nơng nghiệp vì đất vừa là đối tượng lao động, vừa là tư liệu lao động.
Đất là đối tượng lao động: trong sản xuất nông nghiệp, con người với kinh
nghiệm, khả năng lao động và các phương pháp canh tác khác nhau như: thâm
canh, tăng vụ…tác động vào đất đai để tạo ra những điều kiện thuận lợi phù hợp
với mục đích sử dụng đất như: trồng lúa, đất trồng cây lâu năm, đất trồng hoa
màu, đất trồng rừng, đất nuôi trồng thủy sản…
Đất là tư liệu lao động: trong hoạt động sản xuất nông nghiệp, con người đã
sử dụng yếu tố đất đai như một tư liệu không thể thiếu được. Đất đai là điều kiện
sống của cây trồng, vật nuôi cung cấp các chất dinh dưỡng, các yếu tố lý học,
hóa học, sinh vật và các tính chất khác để cây trồng, vật ni có thể su=inh
trưởng và phát triển.
Thế nhưng ngày nay, con người đã quá lạm dụng nguồn tài nguyên quý giá
này và đã có nhiều tác động có ảnh hưởng xấu đến đất như: dùng quá nhiều
lượng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật, làm cho đất tích trữ 1 lượng
lớn kim loại nặng và làm thay đổi tính chất của đất. Dân số ngày càng tăng
nhanh cũng là vấn đề đáng lo ngại, rác thải sinh hoạt và vấn đề canh tác, nhu cầu
đất sinh sống và khai thác khoáng sản, đã và đang dần biến mi trường đất bị ô
nhiễm một cách trầm trọng.
Tài nguyên đất hiện đang bị suy thối nghiêm trọng do xói mịn, rửa trơi,

bạc màu, nhiễm mặn, nhiễm phèn và ô nhiễm đất, biến đổi khí hậu. Hiện nay
10% đất có tiềm năng nơng nghiệp bị xa mạc hóa.
Ở Việt Nam tổng diện tích đất hơn 33triệu hecta, tổng diện tích đất bình
qn đầu người là 0,6 hecta, đứng thứ 159 thế giới, bao gồm:
Đất feralit khoảng hơn 16triệu hecta
Đất phù sa ( Alluvial soil ) khoảng hơn 3triệu hecta
Đất sám bạc màu ( Grey exhausted soil ) hơn 3triệu hecta
11


Đất mùn vàng đỏ hơn 3triệu hecta
Đất mặn ( saline soil ) khoảng 1.9 triệu hecta
Đất phèn ( acid sulphate soil ) khoảng 1.7 triệu hecta
Tổng số có hơn 13triệu hecta đất trống đồi trọc
Môi trường đất trong nông nghiệp hiện nay :
Trong những năm gần đây, Việt Nam có nhiều những dấu hiệu ô nhiễm môi
trường đất và ngày càng trầm trọng rộng khắp lãnh thổ từ ô nhiễm môi trường ở
nông thôn đến các thành phố lớn là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh và các
tỉnh thành khác.
Có rất nhiều ngun nhân dẫn đến ơ nhiễm đất như:
Nguyên nhân tự nhiên: đất nhiễm mặn , đất nhiễm phèn , …
Nguyên nhân do các hoạt đông công nghiệp
Ngun nhân đơ thị hóa
Ngun nhân do rác thải sinh hoạt
Nguyên nhân do ý thức con người
Nguyên nhân do các hoạt động nơng nghiệp:
Trong q trình sản xuất nơng nghiệp, việc sử dụng các loại hóa chất, thuốc
trừ sâu, thuốc diệt cỏ là một trong các tác nhân gây ô nhiễm mơi trường đất.
Thuốc trừ sâu có thể ngăn ngừa, tiêu diệt sâu bệnh phá hoại mùa màng nhưng ở
mặt khác, những độc tính tiềm tàng trong hóa chất gây ảnh hưởng nghiêm trọng

tới mơi trường nói chung và mơi trường đất nói riêng.
Cùng với đó, thuốc diệt cỏ cũng được sử dụng phổ biến để tiêu diệt cỏ dại.
Không những sử dụng trong nơng nghiệp mà cịn dùng ở vỉa hè, lề đường hay
trong chính vườn nhà bạn. Thuốc diệt cỏ ảnh hưởng trực tiếp đến đất và nguồn
nước sơng ngịi, suối, hồ,… Khơng những thế, trong thuốc diệt cỏ có một số các
chất độc hại như dioxin rất nguy hiểm, có thể gây tử vong khi ở nhiệt độ thấp.
Môi trường đất trong nông nghiệp hiện nay:

12


Trong những năm gần đây, Việt Nam có nhiều những dấu hiệu ô nhiễm môi
trường đất và ngày càng trầm trọng rộng khắp lãnh thổ từ ô nhiễm môi trường ở
nông thôn đến các thành phố lớn là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh và các
tỉnh thành khác.
Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm đất như :
Nguyên nhân tự nhiên: đất nhiễm mặn , đất nhiễm phèn , …
Nguyên nhân do các hoạt đông công nghiệp
Nguyên nhân đơ thị hóa
Ngun nhân do rác thải sinh hoạt
Ngun nhân do ý thức con người
Nguyên nhân do các hoạt động nơng nghiệp:
Trong q trình sản xuất nơng nghiệp, việc sử dụng các loại hóa chất, thuốc
trừ sâu, thuốc diệt cỏ là một trong các tác nhân gây ô nhiễm mơi trường đất.
Thuốc trừ sâu có thể ngăn ngừa, tiêu diệt sâu bệnh phá hoại mùa màng nhưng ở
mặt khác, những độc tính tiềm tàng trong hóa chất gây ảnh hưởng nghiêm trọng
tới mơi trường nói chung và mơi trường đất nói riêng.
Cùng với đó, thuốc diệt cỏ cũng được sử dụng phổ biến để tiêu diệt cỏ dại.
Không những sử dụng trong nơng nghiệp mà cịn dùng ở vỉa hè, lề đường hay
trong chính vườn nhà bạn. Thuốc diệt cỏ ảnh hưởng trực tiếp đến đất và nguồn

nước sông ngịi, suối, hồ,… Khơng những thế, trong thuốc diệt cỏ có một số các
chất độc hại như dioxin rất nguy hiểm, có thể gây tử vong khi ở nhiệt độ thấp.
1.1.2.4.3. Độ ẩm
Khái quát chung về độ ẩm
Độ ẩm là lượng hơi nước có trong khơng khí, hơi nước chính là dạng khí
của nước và vơ hình với mắt người. Các nhà dự báo thời tiết thường sử dụng các
thuật ngữ “độ ẩm tuyệt đối” và “độ ẩm tương đối” trong các bản tin.
Độ ẩm tuyệt đối: là lượng hơi nước tồn tại trong một thể tích hỗn hợp dạng
khí nhất định. Đơn vị phổ biến dùng để tính độ ẩm tuyệt đối là gam trên mét
13


khối (g/m³). Tuy nhiên, việc tính tốn độ ẩm tuyệt đối khơng tính đến nhiệt độ
của hệ thống; giá trị này bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ khơng khí hoặc
khi áp suất khơng khí thay đổi.
Mặt khác, độ ẩm cụ thể là tỷ số khối lượng hơi nước so với tổng khối lượng
của khơng khí ẩm. Thường được gọi là “độ ẩm”. Vì vậy, loại độ ẩm mà chúng ta
đang nói tới ở đây là “độ ẩm tương đối”.
Độ ẩm của đất: tổng trọng lượng nước chứa trong một mẫu đất ở điều kiện
tự nhiên so với trọng lượng của mẫu đất sau khi sấy khô ở nhiệt độ 105 – 110oC.
Độ ẩm cây héo: độ ẩm của đất làm cho cây bắt đầu héo, bắt đầu ngừng q trình
thốt hơi nước.
Độ ẩm đồng ruộng: giá trị độ ẩm ứng với lượng nước (ẩm) lớn nhất mà tầng
đất chứa còn giữ lại được sau khi nước đã ngấm xuống tầng sâu.
Độ ẩm tối đa hay độ ẩm bão hoà của đất: tổng trọng lượng nước lấp đầy các
khe rỗng của mẫu đất so với trọng lượng của mẫu đất đó sau khi sấy khơ ở nhiệt
độ 105oC – 110oC.
Độ ẩm tối thiểu thích hợp: độ ẩm thấp nhất giới hạn trong tầng đất hoạt
động của bộ rễ, cần phải tưới nước bổ sung ngay. Độ ẩm hoạt động của cây:
phần độ ẩm trong đất mà cây có thể sử dụng; là hiệu số giữa độ ẩm tối đa và độ

ẩm cây héo.
Sự thiếu hụt độ ẩm trong đất là lượng nước cần phải cung cấp để nâng độ
ẩm trong đất đạt ngưỡng độ ẩm hữu hiệu.
Để thoả mãn sự sinh trưởng của cây trồng. Trong đất cần có một độ ẩm sẵn
có. Có nghĩa là độ ẩm mà cây trồng có thể hút được một cách dễ dàng. Ngập úng
hoặc thiếu nước đều khơng thích hợp cho cây trồng sinh trưởng. Đất thừa nước
ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng của cây. Ngược lại, đất khô hạn độ ẩm không
đáp ứng sẽ làm cho cây trồng bị héo, cây trồng phải thải ra năng lượng lớn để
hút nước. Như vậy sẽ ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây. Do vậy, để cây sinh
trưởng tối ưu phải có hàm lượng độ ẩm thích hợp trong đất.
14


1.1.2.4.4. Khơng khí
Khơng khí là lượng chất khí ln bao quanh chúng ta, khơng khí khơng có
màu, khơng mùi, khơng vị, đây là một yếu tố quyết định sự sống của con người
cũng như toàn bộ sinh vật sống trên trái đất.
Vai trị quan trọng của khơng khí
Khơng khí cung cấp cho động vật, thực vật trong môi trường nhỏ. Một khu
rừng, trong phòng ở, hay rộng hơn là một thành phố, thì được gọi là khơng khí.
Đây chủ yếu là phần khơng khí bao quanh trái đất với độ dày từ 10 – 15km, và
khi ở những trường hợp khác nhau, chất lượng cũng sẽ khác nhau.
Khơng khí trong nông nghiệp:
Sản xuất nông nghiệp đang gây ra ô nhiễm mơi trường nghiêm trọng khơng
kém gì sản xuất cơng nghiệp.
Amoniac (NH3) là một loại khí rất độc hại cho khơng khí của chúng ta.
Đáng tiếc, loại khí này lại là sản phẩm phụ của các hoạt động nông nghiệp. Cụ
thể, các hoạt động sau đây đều gây ô nhiễm cho mơi trường khơng khí:
Sử dụng thuốc diệt cơn trùng
Sử dụng thuốc trừ sâu

Sử dụng phân bón
1.1.2.4.5. Độ pH
Khái quát chung về độ pH
pH hay chỉ số pH (còn gọi là độ pH): là một chỉ số có thang đo từ 1 đến 14.
Phản ánh tính chất kiềm hay acid của một mơi trường nào đó. Trên thực tế, các
loại đất chủ yếu có độ pH từ 5.0 đến 8.0, tùy theo loại cây trồng mà ta phải điều
chỉnh cho phù hợp. Các loại đất có độ pH nằm ngồi khoảng từ 5.0 đến 8.0 thì
thường khơng phù hợp để trồng trọt.
Phân loại đất thông qua độ pH
pH = 7 : Đất trung tính, khơng kiềm khơng acid, phù hợp với nhiều loại cây
trồng
15