Nông nghiệp thông minh là gì?

Nông nghiệp thông minh đang là xu hướng tất yếu trong bối cảnh nhu cầu lương thực toàn cầu ngày càng tăng cao. Nhiều quốc gia đã và đang ứng dụng công nghệ hiện đại vào hoạt động trồng trọt và chăn nuôi nhằm nâng cao hiệu quả, chất lượng sản phẩm, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường. Vậy Nông Nghiệp Thông Minh Là Gì? Bài viết này của Vườn Xanh Của Bạn sẽ giải đáp chi tiết về khái niệm, lợi ích và các công nghệ được ứng dụng trong nông nghiệp thông minh.

Mô hình nông trại thông minh với các thiết bị cảm biến và hệ thống tưới tiêu tự động

1. Khái niệm nông nghiệp thông minh

Nông nghiệp thông minh là hoạt động sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao (cơ giới hóa, tự động hóa,…), công nghệ sản xuất và bảo quản sản phẩm an toàn (phương pháp hữu cơ, theo tiêu chuẩn GAP,…), công nghệ quản lý, nhận diện sản phẩm theo chuỗi giá trị,… kết hợp với hệ thống trí tuệ nhân tạo, công nghệ thông tin để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Nói một cách đơn giản, nông nghiệp thông minh là việc ứng dụng công nghệ vào trong hoạt động sản xuất nông nghiệp.

2. Lợi ích của nông nghiệp thông minh

Nông nghiệp thông minh mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho người nông dân và doanh nghiệp:

• Giảm chi phí: Tiết kiệm chi phí đầu vào, nâng cao chất lượng và sản lượng sản phẩm, tăng cường tính bền vững trong nông nghiệp.
• Nâng cao khả năng kiểm soát sản xuất: Quản lý hoạt động sản xuất hiệu quả hơn và giảm lãng phí. Ví dụ: theo dõi các bất thường trong quá trình sinh trưởng của cây trồng hoặc tình trạng sức khỏe của vật nuôi giúp giảm thiểu nguy cơ mất năng suất.
• Tự động hóa tăng hiệu quả: Với các thiết bị thông minh, nhiều quy trình có thể được kích hoạt đồng thời và các dịch vụ tự động sẽ nâng cao chất lượng, khối lượng sản phẩm bằng cách kiểm soát tốt hơn các quy trình sản xuất.
• Theo dõi hệ thống canh tác sát sao: Hệ thống canh tác thông minh giúp quản lý dự báo nhu cầu một cách chính xác và đưa sản phẩm ra thị trường đúng thời điểm, giảm lãng phí. Nông nghiệp chính xác tập trung vào việc quản lý nguồn cung đất và điều chỉnh các thông số phát triển dựa trên tình trạng đất (ví dụ: độ ẩm, phân bón hoặc dinh dưỡng) để đáp ứng nhu cầu của từng loại cây trồng.

Theo dõi quá trình sản xuất dễ dàng với công nghệ IoT

3. Quy trình diễn ra tại một trang trại ứng dụng nông nghiệp thông minh

Quy trình canh tác thông minh tự động thường gồm 4 bước:

1. Thu thập dữ liệu: Các cảm biến được lắp đặt tại tất cả các vị trí quan trọng trong trang trại, thu thập dữ liệu về đất, không khí,…
2. Chẩn đoán: Hệ thống sẽ phân tích dữ liệu thu thập và đưa ra kết luận dựa trên trạng thái của đối tượng hoặc quá trình giám sát, đồng thời xác định các vấn đề tiềm ẩn.
3. Đưa ra quyết định: Dựa trên các vấn đề đã được xác định ở bước trước, phần mềm hoặc người quản lý phần mềm sẽ quyết định các hành động cần thực hiện.
4. Hành động: Các hành động được xác định ở bước trước sẽ được thực hiện. Sau đó, các cảm biến sẽ tiếp tục theo dõi và đo lường chỉ số về đất, không khí, độ ẩm,… và toàn bộ chu trình sẽ bắt đầu lại từ đầu.

Kết quả của quy trình canh tác thông minh tự động này là độ chính xác cao và khả năng kiểm soát 24/7, giúp tiết kiệm đáng kể tất cả các nguồn lực chính được sử dụng – bao gồm nước, năng lượng, phân bón, thời gian của các nhà hoạch định chiến lược và thời gian của nguồn nhân lực có trình độ thấp hơn.

4. 5 công nghệ sử dụng trong nông nghiệp thông minh

Để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng, sản xuất nông nghiệp cần tăng 60% vào năm 2030. Do đó, nông dân và các nhà sản xuất thực phẩm phải áp dụng công nghệ số để nâng cao hiệu quả và bảo vệ môi trường, từ đó phát triển nông nghiệp bền vững. Dưới đây là 5 công nghệ tiên tiến đang thúc đẩy sự phát triển của nông nghiệp thông minh:

4.1. Ứng dụng công nghệ thông tin

Doanh nghiệp sẽ áp dụng các cảm biến IoT được liên kết với các máy móc thông minh và hoạt động tự động trong quá trình sản xuất nông nghiệp, giúp đối phó với thách thức của biến đổi khí hậu, cải thiện điều kiện môi trường trong nhà kính. Tích hợp cả công nghệ mã vạch kép để theo dõi toàn bộ quá trình sản xuất, từ khi nguyên liệu được nhập vào, qua các giai đoạn phát triển của cây trồng và vật nuôi, cho đến khi sản phẩm cuối cùng được tạo ra. Các giải pháp IoT chủ yếu giúp nông dân kết nối nhanh chóng và dễ dàng hơn với chuỗi cung ứng, từ đó tăng năng suất, lợi nhuận và bảo vệ môi trường.

Người dân giảm bớt gánh nặng công việc khi sử dụng robot

4.2. Công nghệ vật liệu mới

Sử dụng các vật liệu mới như khung nhựa polymer thay khung thép nặng, mica trong suốt thay kính, vòi phun sương bằng nhựa cao cấp thay vòi bằng đồng và thép, giàn và chậu trồng cây bằng hộp nhựa. Hệ thống đèn LED đồng bộ được sử dụng trong canh tác kỹ thuật cao để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, thay thế cho đèn chiếu sáng thông thường nhằm tiết kiệm điện năng và tăng hiệu suất quang hợp. Giá thể nhẹ, tái xốp và chứa dinh dưỡng được xử lý để thay thế cho đất, giúp cây trồng tránh khỏi sâu bệnh phá hoại. Công nghệ thủy canh và khí canh được áp dụng nhằm cách ly cây trồng khỏi môi trường tự nhiên, từ đó chủ động ứng dụng đồng bộ công nghệ cao. Tấm pin quang điện (Solar Cells) được sử dụng để tận dụng hiệu quả không gian, giảm chi phí năng lượng.

4.3. Công nghệ robot và tự động hóa

Robot đang thay thế con người trong việc chăm sóc cây trồng và vật nuôi, giảm bớt gánh nặng công việc. Thiết bị bay không người lái và vệ tinh được sử dụng để thu thập dữ liệu từ các trang trại, nhà vườn. Thông qua việc phân tích này, các khuyến nghị được đưa ra để quản lý trang trại hiệu quả hơn. Ngành nông nghiệp hiện đang áp dụng thiết bị bay không người lái để gieo hạt, phun thuốc trừ sâu, bón phân, vẽ bản đồ ruộng, dự báo tình trạng sạt lở đất, phá rừng, cháy rừng. Thiết bị tưới tiêu tự động hóa cũng được sử dụng để phun sương khi nhiệt độ trong vườn quá cao và độ ẩm xuống thấp, giúp duy trì môi trường tối ưu cho cây trồng.

4.4. Công nghệ sinh học

Việc áp dụng các giống cây trồng và vật nuôi mới được phát triển thông qua công nghệ sinh học như nuôi cấy mô tế bào và chỉnh sửa gen đang ngày càng phổ biến. Những giống này giúp khắc phục các khuyết điểm của hệ gen và cải thiện năng suất cũng như chất lượng sản phẩm. Phân hữu cơ và thuốc trừ sâu sinh học như abamectin, BT và nấm đối kháng Beauveria, các màng sinh học đang được sử dụng để lọc khí và khử trùng. Các bộ kit chẩn đoán bệnh cây, gia súc, gia cầm, và thủy sản giúp phát hiện sớm và xử lý bệnh kịp thời. Các chế phẩm sinh học kết hợp với công nghệ nano đã làm tăng hiệu quả sử dụng.

Công nghệ sinh học có khả năng làm sạch khu vực nuôi trồng trong trang trại

4.5. Công nghệ trí tuệ nhân tạo

Sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đang tạo ra nhiều phần mềm và máy móc để thu thập thông tin cũng như kết nối các thiết bị, xử lý dữ liệu lớn (Big Data). Điều này giúp đưa ra các phương án quản lý sản xuất theo hướng nông nghiệp hữu cơ an toàn, từ vườn sản xuất đến bàn ăn. Các nước tiên tiến đang triệt để áp dụng công nghệ AI trong việc quản lý sản xuất cây trồng, vật nuôi, thu hoạch, bảo quản và chế biến trong nền nông nghiệp thông minh. Trí tuệ nhân tạo được tích hợp trên các thiết bị bay không người lái đã được thử nghiệm và áp dụng từ lâu, nhưng chỉ mới gần đây mới được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp.

5. Nông nghiệp thông minh: Tương lai của ngành nông nghiệp?

Công nghệ nông nghiệp thông minh cung cấp cho doanh nghiệp những cách thức mới để thúc đẩy hiệu quả nông nghiệp, đồng thời giúp giảm chi phí và tăng doanh thu. Nông nghiệp thông minh có ý nghĩa quan trọng nhất đối với sự phát triển của nền nông nghiệp hiện đại và sẽ giúp các ngành nông nghiệp tồn tại trong tương lai.

Nông nghiệp thông minh là xu thế tất yếu của tương lai

6. Phát triển nông nghiệp thông minh tại Việt Nam

Để phát triển nông nghiệp thông minh, Việt Nam cần có cách tiếp cận hợp lý, dựa trên nhiều yếu tố khác nhau để đảm bảo phương thức sản xuất tối ưu, hài hòa và hiệu quả về kinh tế, xã hội, môi trường. Hiện nay, phát triển nông nghiệp cùng công nghệ thông minh đang là xu hướng được nhiều nông dân, hợp tác xã áp dụng và đã chứng minh tính hiệu quả, mang lại “diện mạo mới” cho ngành nông nghiệp. Tuy nhiên, việc phát triển nông nghiệp thông minh ở Việt Nam vẫn gặp nhiều khó khăn và thách thức. Việc lựa chọn các giải pháp công nghệ phù hợp với điều kiện cụ thể của từng địa phương, doanh nghiệp và trang trại là cần thiết.

Lựa chọn công nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế của từng khu vực

Việc tiếp cận trình độ khoa học và công nghệ tiên tiến của thế giới sẽ giúp rút ngắn thời gian sản xuất cũng như nâng cao hiệu quả của giải pháp thông minh nông nghiệp dựa trên trí tuệ nhân tạo và robot. Điều này nhằm sản xuất thực phẩm an toàn và phục vụ cho việc thu hoạch, sơ chế, chế biến nông sản. Ngoài ra, các doanh nghiệp cũng cần tổ chức lại phát triển nông nghiệp gắn với bảo vệ cảnh quan môi trường và xây dựng nông thôn mới. Chiến lược phát triển này sẽ kết hợp nông nghiệp thông minh và nông nghiệp hữu cơ với các sản phẩm OCOP đặc thù của mỗi địa phương để phát triển nông nghiệp bền vững.