Đổi mới sáng tạo đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong nông nghiệp thời nay. Cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại đã và đang tạo ra các công nghệ hoàn toàn mới, là động lực thúc đẩy sự phát triển của ngành nông nghiệp.

Hiện nay, ngành nông nghiệp đang phải đối mặt với những thách thức lớn, từ chi phí vật tư tăng, thiếu lao động, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đối với thông tin minh bạch về nguồn gốc và chất lượng nông sản đến những tác động tiêu cực từ biến đổi khí hậu. Vậy, đâu là giải pháp cho ngành nông nghiệp? Đó chính là khoa học – công nghệ!

Khoa học công nghệ đã đóng góp rất lớn đối với sự phát triển của ngành nông nghiệp trong một thập niên qua, từ đó định hình nên 06 xu hướng nông nghiệp chính trong năm 2020.

Canh tác đa tầng (Vertical Farming)

Rau được trồng trên các khay xếp theo chiều thẳng đứng. Nguồn: The Counter

Hệ thống canh tác đa tầng là một phương pháp trồng trọt trên các khay xếp theo chiều thẳng đứng và được đặt trong một hệ thống nhà kính với môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, CO2 và Oxy) được kiểm soát rất chặt chẽ nhằm đảm bảo cây trồng có thể sinh trưởng và phát triển tốt nhất.

Việc trồng trên các khay xếp theo chiều thẳng đứng giúp giảm đáng kể diện tích đất cần thiết so với các phương pháp canh tác truyền thống. Phương pháp này thường gắn với ngành nông nghiệp tại các thành phố và đô thị vì lợi thế giúp cây có khả năng phát triển trong không gian hạn chế.

Có thể nói, đây là một phương pháp cực kỳ độc đáo vì cây trồng phát triển trong điều kiện các yếu tố môi trường được kiểm soát, cho phép trồng trọt quanh năm mà không cần đến đất và ánh sáng mặt trời.

Hình thức này sử dụng phương pháp thủy canh – kỹ thuật “trồng cây trong nước” không cần đến đất, và phương pháp khí canh – kỹ thuật trồng cây trong môi trường không khí có chứa các giọt dinh dưỡng dưới dạng sương mù. Ngoài ra, ánh sáng nhân tạo được sử dụng để thay thế cho ánh sáng mặt trời tự nhiên.

Canh tác đa tầng sở hữu nhiều lợi thế như: Tối ưu hóa quy trình canh tác với hệ thống kiểm soát các yếu tố môi trường chính xác, mang lại hiệu quả canh tác và chất lượng cây trồng cao quanh năm; Giảm chi phí lao động đáng kể bằng sử dụng robot vào việc trồng trọt, theo dõi, thu hoạch và vận chuyển; Nông nghiệp bền vững, thân thiện với môi trường vì canh tác không đòi hỏi quá nhiều không gian đất, không sử dụng hóa chất trừ sâu, diệt cỏ và giảm thiểu tối đa việc sử dụng đất, nước và năng lượng.

Tự động hóa nông nghiệp (Farm Automation)

Nông nghiệp được tự động hóa (Nguồn: Microdrones)

Tự động hóa trang trại, còn được gọi là nông nghiệp thông minh (smart farming), là công nghệ mang lại hiệu quả canh tác thông qua tự động hóa chu trình sản xuất cây trồng và vật nuôi.

Ngày càng có nhiều công ty nông nghiệp đầu tư vào nông nghiệp thông minh thông qua hệ thống tự động hoá như sử dụng máy bay không người lái, máy cày tự động, robot thu hoạch, tưới nước và gieo cấy tự động.

Nông nghiệp thông minh ngày càng khẳng định tầm quan trọng với nhiều lợi thế giúp tự động hóa mọi quy trình canh tác. Thu hoạch trái cây và rau quả luôn được cho là một khâu đòi hỏi “bàn tay” của người nông dân, tuy nhiên với nông nghiệp thông minh mọi thứ đã trở nên đơn giản hơn. Robot đảm bảo chất lượng sản phẩm thu hoạch ở trạng thái tươi nhất, tránh bầm tím và hư hỏng. Ngoài ra, các thiết bị máy móc như máy cày, máy gieo hạt, làm cỏ có thể được điều khiển từ xa hoặc thậm chí được lập trình sẵn để có thể tư động vận hành trong suốt quá trình canh tác, qua đó giúp giảm chi phí lao động cũng như người nông dân bớt “bán mặt cho đất bán lưng cho trời”.

Một trong những công nghệ nổi bật chính là máy bay không người lái được sử dụng để theo dõi các điều kiện từ xa, thực hiện bón phân, phun thuốc trừ sâu và các hoạt động canh tác khác từ trên cao, ngoài ra còn xác định nhanh chóng và hiệu quả các khu vực có vấn đề bằng cách phân tích hình ảnh để giúp nông dân sớm phát hiện vấn đề.

Chăn nuôi công nghệ cao (Livestock Farming Technology)

Chăn nuôi công nghệ cao (Nguồn: Vegworldmag)

Sử dụng công nghệ trong chăn nuôi (công nghệ dinh dưỡng – thức ăn, công nghệ di truyền, công nghệ kỹ thuật số...) có thể cải thiện, nâng cao năng suất, chất lượng vật nuôi, giúp quá trình theo dõi, quản lý dễ dàng hơn với hệ thống dữ liệu được lưu trữ, cập nhật liên tục.

Đặc biệt, với sự phát triển của công nghệ Internet Vạn vật (Internet of Things - IoT), người nông dân chỉ cần gắn các thiết bị theo dõi thông minh lên trên gia súc là có thể theo dõi, giám sát, nắm bắt được các thông tin của chúng theo thời gian thực, từ đó dễ dàng quản lý lên đến đến hàng trăm, nghìn con bò trên những cánh đồng cỏ rộng lớn, điều mà theo phương pháp truyền thống gặp rất nhiều khó khăn, vất vả.

Bên cạnh đó, các thiết bị phân tích từng khía cạnh đời sống của gia súc, từ mức độ thông thường như là thời gian ăn uống cho đến biết được các khía cạnh phức tạp hơn như tình trạng sức khỏe, chu kỳ sinh sản,… Qua đó, hệ thống phát hiện bệnh lý hoặc các vấn đề khác thường và cảnh báo giúp nông dân kịp thời xử lý, cách ly gia súc.

Công nghệ cũng phần nào giải quyết những thách thức tình trạng thiếu lao động tại các trang trại chăn nuôi truyền thống. 12% trang trại bò sữa hiện đang sử dụng robot và dự kiến ​​sẽ tăng lên 20% trong 5 năm tới.

Nhà kính thông minh (Modern Greenhouses)

Nhà kính thông minh (Nguồn: Afrik21)

Nhà kính là một trong những mô hình hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ cao. Sử dụng nhà kính để trồng hoa, rau, cây cảnh đang ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới, do ưu điểm hạn chế được các tác động của thiên nhiên như đất, khí hậu, nước, gió mạnh, bão… cho năng suất cao hơn so với trồng ngoài trời theo phương thức cũ.

Mô hình nhà kính phù hợp với xu thế phát triển nông nghiệp bền vững, cho phép kiểm soát đầy đủ và chặt chẽ các thông số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, khí CO2, khí Oxy…, cũng như tối ưu việc sử dụng đất canh tác để đáp ứng sự sinh trưởng, phát triển tốt nhất của cây trồng và kiểm soát được sâu bệnh hại để đạt sản lượng cao nhất.

Nhà kính sử dụng các công nghệ như hệ thống đèn LED cung cấp ánh sáng, năng lượng cho cây trồng trong điều kiện trời nhiều mây và vào ban đêm, cũng như một loạt các cảm biến thông minh có thể phát hiện các vấn đề ảnh hưởng thực vật và kích hoạt phản ứng từ các hệ thống điều khiển khác nhau.

Chuỗi khối (Blockchain)

Nguồn: Plugandplaytechcenter

Công nghệ blockchain là chìa khóa mới giúp giải quyết hai vấn đề thiết yếu trong ngành nông nghiệp thực phẩm là an toàn thực phẩm và niềm tin của người tiêu dùng.

Blockchain được ví như là một cuốn sổ cái kỹ thuật số ghi lại các giao dịch một cách công khai trên một hệ thống máy tính đồng đẳng theo phương thức mã hóa, từ đó mọi thông tin trong chuỗi đều rất chính xác và không thể bị kiểm soát hay tác động bởi bất kì ai. Blockchain như một file Google Docs, nó được chia sẻ tới mọi người. Mọi người đều được phép xem nội dung bên trong và có thể cập nhật thông tin vào. Tuy nhiên, việc xoá, chỉnh sửa nội dung đã có là không thể.

Về cơ bản, khách hàng ngày càng có ý thức về sức khỏe và muốn biết càng nhiều càng tốt về thực phẩm họ đang sử dụng hàng ngày đến từ đâu và quy trình sản xuất như thế nào. Và ưu điểm truy xuất nguồn gốc của blockchain đáp ứng thị hiếu càng tăng về tính minh bạch của người tiêu dùng.

Thực phẩm bẩn, hư hỏng, kém chất lượng trước tiên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng tiếp đến là hoạt động của công ty. Trong trường hợp này, bước đầu tiên để tìm ra nguyên nhân chính là tìm ra nguồn lây nhiễm, tuy nhiên trước đây, đây là một quá trình tốn nhiều thời gian vì hầu như mọi thông tin về nguồn hàng đều được lưu trữ trên giấy hoặc các phần mềm quản lý đơn giản.

Thật may mắn, Blockchain cung cấp lợi thế truy xuất nguồn gốc cho tất cả người dùng với khả năng theo dõi, nhận diện một đơn vị sản phẩm trong toàn bộ quá trình: sản xuất nguyên liệu, chế biến đến phân phối sản phẩm. Qua đó, blockchain đáp ứng nhu cầu thông tin minh bạch của thị trường/người tiêu dùng, tạo sự tin tưởng của khách hàng đối với nhà sản xuất; giúp doanh nghiệp thu hồi nhanh, chính xác lượng hàng không đảm bảo an toàn thực phẩm, giảm thiệt hại; chống các sản phẩm giả, ảnh hưởng đến uy tín, thương hiệu.

Trí tuệ nhân tạo (AI)

Nguồn: Aic42

Sự phát triển của khoa học công nghệ đã mở ra một kỷ nguyên thông tin trong nông nghiệp. Giờ đây, các công nghệ tiên tiến như cảm biến từ xa, vệ tinh, thiết bị bay không người lái (Unmanned aerial vehicle - UAV) tích hợp trí tuệ nhân tạo giúp việc thu thập thông tin dễ dàng hơn với cơ sở dữ liệu về sức khỏe cây trồng, tình trạng đất, nhiệt độ, độ ẩm được cập nhập liên tục.

Trí tuệ nhân tạo và khoa học máy tính (machine learning) cách mạng hóa nông nghiệp bằng cách tích hợp các công nghệ trên, sử dụng các thuật toán để phân tích, xử lý cơ sở dữ liệu để mang đến cho nông dân những đánh giá chính xác nhất về tình hình canh tác, chăn nuôi, đồng thời cũng dự báo các yếu tố sẽ tác động đến quá trình canh tác, giúp người nông dân đưa ra những quyết định đúng đắn nhất.

(Nguồn: Plugandplaytechcenter)

Tag:  Nông nghiệp nông nghiệp công nghệ cao xu hướng nông nghiệp canh tác đa tầng