Khi dân số thế giới ngày một tăng và tình trạng biến đổi khí hậu diễn biến khó lường, các nhà khoa học cho biết ứng dụng công nghệ nông nghiệp “thông minh” có thể góp phần đảm bảo an ninh lương thực, đồng thời giảm thiểu tác hại đến môi trường.
Công nghệ làm nông “thông minh” vừa tăng hiệu quả canh tác vừa bảo vệ môi trường.
Dân số thế giới vừa cán mốc 8 tỉ người và được dự báo sẽ tăng tới gần 10 tỉ người vào năm 2050, nghĩa là ngành nông nghiệp sẽ phải tăng gấp đôi sản lượng mới có thể đáp ứng nhu cầu lương thực và duy trì sự sống cho nhân loại. Ðáng ngại là theo Ngân hàng Thế giới, mặc dù 70% lượng nước ngọt trên toàn cầu được sử dụng trong nông nghiệp, hạn hán và các đợt nắng nóng vẫn tiếp tục đe dọa mùa màng. Thực trạng đó đặt ra nhiều thách thức đối với việc nuôi sống thế giới cũng như giảm thiểu tác động của sản xuất nông nghiệp đến môi trường và tài nguyên thiên nhiên. Theo ông Thomas Jung - trưởng bộ phận Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ thông tin tại Tập đoàn hóa chất Syngenta (Thụy Sĩ), câu trả lời cho thách thức này chính là xây dựng nền nông nghiệp tái sinh, với nhiệm vụ là tìm ra các giải pháp giúp cây trồng khỏe mạnh, chống chịu tốt hơn trước hạn hán và nắng nóng do biến đổi khí hậu, đồng thời sử dụng ít tài nguyên hơn trong quá trình canh tác.
Ðể đạt được những mục tiêu đó của nông nghiệp tái sinh, nhà nông cần học hỏi và áp dụng các kỹ thuật mới - từ công nghệ định vị toàn cầu (GPS), Internet vạn vật (IoT), công nghệ học máy (ML) cho đến thị giác máy tính (CV) - để bắt kịp xu hướng phát triển của thế giới, đối phó tình trạng thiếu lao động và các kiểu thời tiết cực đoan. Dưới đây là một số phương diện mà công nghệ làm nông “thông minh” đang định hình tương lai của ngành sản xuất lương thực:
+ Hệ thống máy nông nghiệp ngày càng thông minh. Việc ứng dụng công nghệ GPS và điều khiển từ xa đang mở ra một kỷ nguyên mới của nghề làm nông: tự động hoàn toàn. Ðiều đó có nghĩa nhà nông không cần trực tiếp ngồi trong buồng lái để điều khiển các máy nông nghiệp nữa, mà vẫn có thể điều khiển từ xa nhiều thiết bị làm nhiều việc khác nhau với độ chính xác đến từng milimét (giúp tận dụng tốt hơn đất đai và sử dụng ít năng lượng hơn trong quá trình vận hành), từ đó cải thiện hiệu quả làm việc, có thêm thời gian cho gia đình và cải thiện chất lượng cuộc sống.
Nhờ sử dụng máy móc tự động, nhà nông cũng có thể nhanh chóng xử lý các mối nguy ảnh hưởng đến cây trồng và vật nuôi, cũng như bảo vệ sức khỏe bản thân. Ví dụ, các phương tiện bay không người lái (drone) trang bị máy quay và được điều khiển từ xa hoặc qua phần mềm tự động có thể giúp khảo sát những vùng đất rộng lớn chỉ trong vài phút và truyền dữ liệu theo thời gian thực nhờ IoT. Từ đó, nhà nông có thể sớm phát hiện và xử lý tình trạng sâu bệnh hoặc dễ dàng tìm thấy gia súc đi lạc.
+ Công nghệ phân tích dữ liệu về thời tiết và cây trồng. Sản xuất nông nghiệp luôn gắn liền với điều kiện thời tiết. Do đó, nhà nông luôn phải tìm hiểu và dự đoán những tác động của việc thay đổi thời tiết đối với cây trồng. Nhưng nhờ các công nghệ giúp thu thập dữ liệu từ vệ tinh, trạm thời tiết và các cảm biến chuyên dụng đặt trên cánh đồng, nhà nông hiện đại có thể có được hình ảnh thời gian thực về các điều kiện môi trường trên đất nông nghiệp của mình. Bằng cách sử dụng thông tin từ nguồn dữ liệu lớn này, họ có thể tối ưu hóa hoạt động tưới tiêu và gieo trồng thích hợp với từng điều kiện thời tiết.
Như tại Ấn Ðộ, nông dân ngày càng ưa chuộng sử dụng những ứng dụng cài trên điện thoại thông minh để chăm sóc hoa màu, gồm hướng dẫn từ chuyên gia nông nghiệp và dự báo thời tiết mới nhất, cũng như dùng các thiết bị tưới tiêu thông minh dựa trên cảm biến để sử dụng nước hiệu quả hơn.
Việc ứng dụng công nghệ ML và CV trong nông nghiệp cũng giúp tiết kiệm chi phí và canh tác bền vững hơn. Chẳng hạn, các máy móc chuyên dụng - như drone và robot - có thể được sử dụng để khảo sát đồng ruộng, nghiên cứu sức khỏe của cây trồng, giúp phun thuốc trừ sâu hiệu quả và đồng đều hơn nhiều.
+ Mô hình nông trại thẳng đứng phát triển khắp toàn cầu. Cách làm nông nghiệp truyền thống thường sử dụng nhiều đất, nước và các tài nguyên khác. Trong khi đó, nông trại thẳng đứng đã được chứng minh sử dụng hiệu quả tài nguyên và tiết kiệm diện tích canh tác, cũng như ít tiêu hao nhân lực. Mô hình trồng cây trong nhà này ứng dụng các công nghệ "thông minh", cho phép nhà nông giám sát cây trồng tốt hơn, hạn chế nguy cơ tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật, đưa nguồn thực phẩm đến gần khu vực thành thị, góp phần giảm đáng kể chất thải và khí thải trong quá trình bảo quản và vận chuyển nông sản.
Ðan Mạch, Mỹ, Ðức, Nhật Bản...là những nước tiên phong áp dụng thành công mô hình nông trại thẳng đứng và xu hướng này đang lan rộng khắp toàn cầu.
In bài viết
