Xu thế phát triển tất yếu của toàn cầu đòi hỏi nhiều cải tiến trong việc ứng dụng các phương pháp nông nghiệp. Nhiều quốc gia đã dần chuyển từ canh tác truyền thống sang canh tác thông minh bằng cách sử dụng mô hình nông nghiệp chính xác (Precision Agriculture -PA) và đạt được nhiều thành tựu như: tăng năng suất, tối ưu hòa chi phí đầu vào, tối ưu hóa các phương pháp trên đồng ruộng,…
Nông nghiệp chính xác là gì?
Nông nghiệp chính xác hiểu đơn giản là hoạt động tích hợp công nghệ thông tin hiện đại (ICT) vào nông nghiệp để tăng hiệu quả sản xuất, năng suất và lợi nhuận lâu dài, đồng thời nâng cao chất lượng lao động bằng cách sử dụng những công cụ giúp người nông dân đưa ra những quyết định khai thác, quản lý hiệu quả hơn.
PA sử dụng nhiều giải pháp kỹ thuật số từ các hệ thống cảm biến cơ bản đến máy bay giám sát tự động. Một số công cụ trợ giúp cho việc ứng dụng nông nghiệp chính xác được nhiều quốc gia phát triển áp dụng gồm hệ thống quản lý tự động, quản lý dữ liệu lớn (Big Data), kết nối vạn vật, thiết bị bay không người lái,…
Lợi ích của nông nghiệp chính xác
Các công nghệ PA đã được triển khai thành công tại nhiều quốc gia phát triển, đặc biệt là các cường quốc dẫn đầu về nông nghiệp như Mỹ, Hà Lan, Úc. Mô hình này đem lại khá nhiều lợi ích như:
- Theo dõi các thông số lý hóa của đất và cây trồng theo thời gian thực: các thiết bị cảm biến sẽ giúp giám sát và cung cấp dữ liệu về đất và cây trồng (độ ẩm của lá và đất, nhiệt độ đất, sự bốc hơi, bức xạ,…), đảm bảo cập nhật trạng thái cây trồng liên tục, giúp người nông dân dễ dàng quản lý và đưa ra các phương án cần thiết, từ đó đảm bảo năng suất và chất lượng cây trồng.
- Tiết kiệm thời gian và chi phí: dữ liệu từ các bộ cảm biến sẽ được xử lý tự động tại máy chủ và chuyển những tư vấn qua điện thoại, máy tính của người dùng khi họ muốn giải quyết những vấn đề của trang trại hoặc có nhu cầu tưới tiêu, bón phân cho cây trồng. Điều này giúp nông dân tiết kiệm chi phí phân bón, thuốc trừ sâu, đồng thời nâng cao hiệu quả công việc, năng suất và sản lượng.
- Giảm lượng nhân công và khối lượng công việc chuyên sâu: các ứng dụng của PA (ví dụ như máy kéo dẫn đường bằng GPS) không chỉ giúp cải thiện khối lượng công việc mà còn giảm thiểu rủi ro vận hành và bảo vệ chất lượng đất.
Nền tảng công nghệ chủ yếu của mô hình PA
Trên thực tế, để vận hành mô hình nông nghiệp chính xác cần dựa trên nền tảng của một số công nghệ chính sau đây.
Hệ thống định vị chính xác cao (GPS)
Đây là công nghệ chính hỗ trợ điều khiển các thiết bị trên cánh đồng canh tác, công nghệ này sẽ giúp ghi lại vị trí toạ độ của các thiết bị, từ đó định vị và điều hướng phương tiện nông nghiệp với độ chính xác cao, lên tới 2cm.
Hệ thống lái tự động (Automated steering systems)
Hệ thống lái tự động giúp làm giảm những sai sót của con người trong quá trình vận hành các hệ thống máy móc phục vụ canh tác. Hệ thống lái tự động bao gồm: hệ thống lái hỗ trợ từng phần, hệ thống lái tự động hoàn toàn, và hệ thống dẫn đường thông minh.
Cảm biến và cảm biến từ xa (sensors and remote sensing)
Hệ thống cảm biến từ xa giúp thu thập dữ liệu từ xa để đánh giá tình trạng cây trồng với các chỉ tiêu gián tiếp như chiều cao cây, màu lá, hoặc trực tiếp bằng cách kết hợp định vị GPS, đo lưu lượng hạ chảy vào thùng chứa.
Thiết lập bản đồ địa lý (Geo Mapping)
Công nghệ này giúp hỗ trợ các biện pháp kỹ thuật và quản lý bằng cách lập bản đồ hiện trạng của trang trại theo từng ô đất, cây trồng, cỏ dại.
Internet vạn vật (Internet of Things (IoT))
Nông dân có thể dùng các thiết bị thông minh như máy tính, điện thoại để nhn65 các thông tin về tình trạng thời tiết, đất và cây trồng được thu thập qua các thiết bị cảm biến.
Những ngành có khả năng triển khai nông nghiệp chính xác tại Việt Nam
- Sản xuất hoa và rau củ quả: đây là những sản phẩm có thể ứng dụng phù hợp tự động hoá khâu sản xuất cây giống, cơ giới hóa quá trình bón phân, tưới nước, chăm sóc, ứng dụng công nghệ vào bảo quản (sấy lạnh, công nghệ giữ hoa tươi lâu,…). Mô hình PA tại Việt Nam phù hợp với những cây ăn quả sản xuất quy mô tập trung và có thị trường tiêu thụ lớn như cam, dứa, thanh long.
- Sản xuất lúa: có thể ứng dụng công cụ quản lý trên thiết bị thông minh hoặc ứng dụng viễn thám trong việc quản lý sâu bệnh và đảm bảo chất lượng cây trồng.
- Sản xuất dược liệu, nấm ăn: đây là những sản phẩm chiếm quy mô không lớn nhưng có thể sản xuất quy mô công nghiệp với giá trị gia tăng cao, đồng thời kiểm soát được cả khí hậu và kỹ thuật canh tác. Một số ví dụ có thể kể đến như công nghệ chiết tách hoạt chất nano cucumin hoặc nhân sâm, tinh dầu gấc,…
