Nông nghiệp thông minh trong thời đại 4.0

Nông nghiệp thông minh, một thuật ngữ mới chỉ áp dụng các giải pháp IoT trong nông nghiệp, giúp nông dân kiểm soát tốt hơn quá trình chăn nuôi, trồng trọt.

Máy quan trắc thời tiết, cung cấp các dữ liệu như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió.

Với việc áp dụng Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) ngày càng tăng, các thiết bị được kết nối thâm nhập vào mọi khía cạnh đời sống, từ sức khỏe, giao thông đến các giải pháp tự động hóa cho nhà, ô tô và nông nghiệp.

IoT trong nông nghiệp giúp nông dân kiểm soát tốt hơn, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào những yếu tố khó đoán định như thời tiết, và tối ưu hóa từng quá trình trong chuỗi sản xuất, theo Busines Insider.

Ví dụ, để theo dõi tình trạng của cây trồng, nông dân sẽ lắp các cảm biến cho từng cây, từ đó xác định chính xác cần bao nhiêu loại thuốc trừ sâu, phân bón cho tới khi thu hoạch.

Hai dịch bệnh nặng nề trong hai năm vừa qua là tả lợn châu Phi và Covid-19 khiến vấn đề kiểm soát tới từng cá thể trở nên bức thiết, bởi nếu phát hiện sớm những trường hợp bị nhiễm bệnh và cách ly, hậu quả có lẽ đã không nghiêm trọng tới vậy. Nhưng cũng chính bởi ảnh hưởng trực tiếp từ SARS-CoV-2, thị phần cho IoT trong nông nghiệp năm 2020 được dự báo tăng trưởng 10%, lên khoảng 5,6 tỷ USD trên toàn cầu.

Tại nhiều khu vực trên thế giới, Covid-19 chưa được kiểm soát hoàn toàn, dẫn tới sự gián đoạn trong chuỗi cung ứng nguyên liệu đầu vào và thiếu hụt lao động có trình độ.

“Tình trạng này sẽ kéo dài trong ít nhất một vài năm”, giáo sư của Viện Khoa học Sinh học, Môi trường &  Nông thôn Mỹ dự báo. Quy mô thị trường nông nghiệp thông minh có thể tăng lên 6,2 tỷ USD vào năm 2021, trước khi tăng trưởng gấp ba vào năm 2025, đạt 15,3 tỷ USD.

Có 5 nguyên nhân IoT giúp cải thiện hiệu suất canh tác nông nghiệp.

Thứ nhất, là hàng tỷ dữ liệu được thu thập bởi hệ thống cảm biến nông nghiệp thông minh, chẳng hạn điều kiện thời tiết, chất đất, tốc độ tăng trưởng từng vùng theo vụ mùa, hoặc sức khỏe của đàn gia súc theo thời gian thực.

Thứ hai, do theo dõi dựa trên thời gian thực, chủ cơ sở sản xuất có thể chủ động lập kế hoạch phân phối sản phẩm theo mức tăng trưởng. Cũng bởi theo dõi sát sản lượng thực tế, nông dân sẽ tránh được cảnh bị tiểu thương ép giá với lý do như mất mùa, hay hàng năm nay kém chất lượng.

Thứ ba, năng suất lao động chắc chắn gia tăng bởi nhiều quy trình tự động hóa như tưới tiêu, bón phân, kiểm soát sâu bệnh…

Thứ tư, giám sát chất lượng sản phẩm ngay từ lúc chưa thu hoạch, dựa trên các báo cáo và so sánh qua các năm. Từ đó, nông dân sẽ dễ dàng hơn trong việc duy trì các tiêu chuẩn cao hơn về chất lượng cây trồng, vật nuôi.

Cuối cùng, các chất thải trong sản xuất cũng như chi phí xử lý được giảm thiểu bởi đầu ra của chu trình này có thể được sử dụng như đầu vào của một chu trình khác.

Những chú bò được đeo vòng cổ ghi lại thói quen sinh hoạt và tình trạng sức khỏe.

Thiết bị nông nghiệp thông minh phổ biến và được biết đến nhiều nhất là các trạm quan trắc thời tiết, kết hợp cảm biến canh tác thông minh. Những phép đo từ môi trường được đồng bộ hóa, từ đó lập nên những bản đồ khí hậu. Dựa trên bản đồ này, nông dân sẽ canh tác chính xác và chọn đúng loại cây trồng phù hợp.

Một ví dụ khác là tự động hóa nhà kính. Nếu như trước đây, nông dân can thiệp thủ công để kiểm soát môi trường nhà kính, với IoT, họ chỉ cần thiết lập điều kiện ban đầu, sau đó để hệ thống máy tính tự điều chỉnh các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ, điều kiện đất và độ ẩm.

Hai ứng dụng hứa hẹn nhất khi đưa IoT vào nông nghiệp thông mình là giám sát gia súc và máy bay không người lái. Khác với cây trồng, gia súc mẫn cảm hơn với các tác động bên ngoài. Bài học từ dịch tả lợn châu Phi là ví dụ. Do không thể kiểm soát từng cá thể lợn nhà trong đàn lợn nuôi, một hoặc vài con tiếp xúc với lợn hoang và truyền virus gây bệnh.

Với IoT, mỗi con gia súc sẽ có một nhật ký riêng, thiết lập đến khi xuất chuồng, ghi lại tình trạng sức khỏe, thói quen, thậm chí vị trí hiện tại của chúng so với đàn để đưa ra các cảnh báo nguy hiểm. Căn cứ vào số liệu, hệ thông sẽ gửi thông báo chính xác tới chủ trang trại rằng, con gia súc nào có thể gặp vấn đề. Cùng với các máy bay không người lái (UAV), nông dân có thể chọn mức theo dõi đàn gia súc, tùy theo nhu cầu.

Việt Nam là một nước nông nghiệp đang từng bước hiện đại hóa. Tuy nhiên, khó khăn khi áp dụng IoT trong điều kiện thực tế chính là thiết kế ứng dụng. Nông dân nước ta chưa có thói quen dùng điện thoại thông minh hoặc máy tính để kiểm soát tình hình trang trại. Thay vào đó, mọi người vẫn chọn hình thức kiểm tra thủ công là thăm đồng thường xuyên.

Một yếu tố nữa là giá thành. Nông sản Việt Nam khi xuất khẩu thường có lợi thế về giá. Nếu áp dụng IoT trong nhiều khâu, thậm chí khép kín chu trình như khẩu hiệu của công nghệ này là "từ trang trại đến bàn ăn", giá thành có thể bị đội lên. Một khó khăn nữa là quy mô sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam khá manh mún khi có tới 70% số hộ sản xuất có diện tích dưới 0,5 hecta.

Trên thế giới, những nông trại rộng hàng chục, hàng trăm hecta đã sử dụng IoT từ nhiều năm nay, bên cạnh các tiến bộ khoa học khác như AI (trí tuệ nhân tạo) và blockchain.

Khác với Việt Nam, khó khăn của các nước phát triển như Mỹ, Đức, Pháp… lại là bảo mật dữ liệu. Do nhu cầu kết nối và kiểm soát một cách liên tục, nông dân nước ngoài bắt buộc phải sử dụng các kết nối không dây như 4G, 5G hoặc wifi để truy xuất dữ liệu. Điều này vô tình tạo ra các lỗ hổng bảo mật, bởi chúng kém an toàn hơn rất nhiều so với việc sử dụng mạng LAN nội bộ.

Bảo mật dữ liệu trong nông nghiệp vẫn là khái niệm xa lạ với đại bộ phận nông dân, ngay cả khi họ sử dụng những thiết bị có giá trị lớn như máy bay không người lái. Để hưởng lợi hoàn toàn từ IoT, họ được khuyến cáo bảo trì hệ thống định kỳ, và không nên giữ một thói quen nhập xuất dữ liệu