Công nghệ Nông nghiệp mới trong công cuộc sản xuất hiện đại

Đổi mới là quan trọng hơn trong nông nghiệp hiện đại hơn bao giờ hết. Nói chung, toàn ngành đang phải đối mặt với những thách thức to lớn, từ chi phí vật tư tăng cao, thiếu lao động và những thay đổi trong sở thích của người tiêu dùng về tính minh bạch và bền vững. Ngày càng có nhiều công nhận từ các tập đoàn nông nghiệp rằng cần có các giải pháp cho những thách thức này. Trong 10 năm qua, công nghệ nông nghiệp đã có sự tăng trưởng đầu tư rất lớn, với 6,7 tỷ đô la đã đầu tư trong 5 năm qua và 1,9 tỷ USD chỉ trong năm ngoái. Những đổi mới công nghệ lớn trong không gian tập trung vào các lĩnh vực như canh tác thẳng đứng trong nhà, tự động hóa và robot, công nghệ chăn nuôi, thực hành nhà kính hiện đại, nông nghiệp chính xác và trí tuệ nhân tạo, và blockchain.

Canh tác thẳng đứng trong nhà có thể tăng năng suất cây trồng, khắc phục diện tích đất hạn chế, và thậm chí giảm tác động của canh tác lên môi trường bằng cách cắt giảm khoảng cách di chuyển trong chuỗi cung ứng. Canh tác thẳng đứng trong nhà có thể được định nghĩa là hoạt động trồng trọt các sản phẩm xếp chồng lên nhau trong một môi trường khép kín và có kiểm soát. Bằng cách sử dụng kệ trồng cây được gắn theo chiều dọc, nó giảm đáng kể diện tích đất cần thiết để trồng cây so với phương pháp canh tác truyền thống. Loại trồng này thường được kết hợp với canh tác thành phố và đô thị vì khả năng phát triển mạnh trong không gian hạn chế. Trang trại thẳng đứng đặc biệt ở chỗ một số thiết lập không yêu cầu đất để cây phát triển. Hầu hết đều là thủy canh, trong đó rau được trồng trong bát nước đậm đặc chất dinh dưỡng, hoặc khí canh, nơi rễ cây được phun nước và chất dinh dưỡng một cách có hệ thống. Thay cho ánh sáng mặt trời tự nhiên, đèn trồng nhân tạo được sử dụng. Từ tăng trưởng đô thị bền vững đến tối đa hóa năng suất cây trồng với chi phí lao động giảm, rõ ràng lợi thế của canh tác thẳng đứng trong nhà. Canh tác thẳng đứng có thể kiểm soát các biến số như ánh sáng, độ ẩm và nước để đo lường chính xác quanh năm, tăng sản lượng lương thực với thu hoạch đáng tin cậy. Việc giảm sử dụng nước và năng lượng sẽ tối ưu hóa việc bảo tồn năng lượng - các trang trại thẳng đứng sử dụng ít nước hơn tới 70% so với các trang trại truyền thống. Lao động cũng được giảm đáng kể nhờ sử dụng robot để xử lý thu hoạch, trồng trọt và hậu cần, giải quyết thách thức mà các trang trại phải đối mặt từ tình trạng thiếu lao động hiện nay trong ngành nông nghiệp. Từ tăng trưởng đô thị bền vững đến tối đa hóa năng suất cây trồng với chi phí lao động giảm, rõ ràng lợi thế của canh tác thẳng đứng trong nhà. Canh tác theo phương thẳng đứng có thể kiểm soát các biến số như ánh sáng, độ ẩm và nước để đo lường chính xác quanh năm, tăng sản lượng lương thực với thu hoạch đáng tin cậy. Việc giảm sử dụng nước và năng lượng sẽ tối ưu hóa việc bảo tồn năng lượng - các trang trại thẳng đứng sử dụng ít nước hơn tới 70% so với các trang trại truyền thống. Lao động cũng được giảm đáng kể nhờ sử dụng robot để xử lý thu hoạch, trồng trọt và hậu cần, giải quyết thách thức mà các trang trại phải đối mặt từ tình trạng thiếu lao động hiện nay trong ngành nông nghiệp. Từ tăng trưởng đô thị bền vững đến tối đa hóa năng suất cây trồng với chi phí lao động giảm, rõ ràng lợi thế của canh tác thẳng đứng trong nhà. Canh tác theo phương thẳng đứng có thể kiểm soát các biến số như ánh sáng, độ ẩm và nước để đo lường chính xác quanh năm, tăng sản lượng lương thực với thu hoạch đáng tin cậy. Việc giảm sử dụng nước và năng lượng sẽ tối ưu hóa việc bảo tồn năng lượng - các trang trại thẳng đứng sử dụng ít nước hơn tới 70% so với các trang trại truyền thống. Lao động cũng được giảm đáng kể nhờ sử dụng robot để xử lý thu hoạch, trồng trọt và hậu cần, giải quyết thách thức mà các trang trại phải đối mặt từ tình trạng thiếu lao động hiện nay trong ngành nông nghiệp. tăng sản lượng lương thực với thu hoạch đáng tin cậy. Việc giảm sử dụng nước và năng lượng sẽ tối ưu hóa việc bảo tồn năng lượng - các trang trại thẳng đứng sử dụng ít nước hơn tới 70% so với các trang trại truyền thống. Lao động cũng giảm đáng kể nhờ sử dụng robot để xử lý thu hoạch, trồng trọt và hậu cần, giải quyết những thách thức mà các trang trại phải đối mặt từ tình trạng thiếu lao động hiện nay trong ngành nông nghiệp. tăng sản lượng lương thực với thu hoạch đáng tin cậy. Việc giảm sử dụng nước và năng lượng sẽ tối ưu hóa việc bảo tồn năng lượng - các trang trại thẳng đứng sử dụng ít nước hơn tới 70% so với các trang trại truyền thống. Lao động cũng giảm đáng kể nhờ sử dụng robot để xử lý thu hoạch, trồng trọt và hậu cần, giải quyết những thách thức mà các trang trại phải đối mặt từ tình trạng thiếu lao động hiện nay trong ngành nông nghiệp.

Tự động hóa trang trại

Tự động hóa trang trại, thường được kết hợp với "canh tác thông minh", là công nghệ giúp trang trại hiệu quả hơn và tự động hóa chu trình sản xuất cây trồng hoặc vật nuôi. Ngày càng có nhiều công ty nghiên cứu cải tiến robot để phát triển máy bay không người lái, máy kéo tự động, máy thu hoạch robot, tưới nước tự động và robot gieo hạt. Mặc dù những công nghệ này khá mới, ngành công nghiệp đã chứng kiến ​​ngày càng nhiều công ty nông nghiệp truyền thống áp dụng tự động hóa trang trại vào quy trình của họ.

Những tiến bộ mới trong các công nghệ từ robot và máy bay không người lái đến phần mềm thị giác máy tính đã hoàn toàn thay đổi nền nông nghiệp hiện đại. Mục tiêu chính của công nghệ tự động hóa trang trại là bao gồm các nhiệm vụ đơn giản và dễ dàng hơn. Một số công nghệ chính thường được các trang trại sử dụng bao gồm: tự động hóa thu hoạch, máy kéo tự động, gieo hạt và làm cỏ, và máy bay không người lái. Công nghệ tự động hóa trang trại giải quyết các vấn đề lớn như dân số toàn cầu gia tăng, tình trạng thiếu lao động trong nông trại và thay đổi sở thích của người tiêu dùng. Lợi ích của việc tự động hóa các quy trình canh tác truyền thống là rất lớn bằng cách giải quyết các vấn đề từ sở thích của người tiêu dùng, tình trạng thiếu lao động và dấu vết môi trường của hoạt động canh tác.

Công nghệ chăn nuôi

Ngành chăn nuôi truyền thống là ngành bị nhiều người coi thường và ít được phục vụ, mặc dù nó được cho là quan trọng nhất. Chăn nuôi cung cấp các nguồn tài nguyên thiên nhiên có thể tái tạo rất cần thiết mà chúng ta dựa vào hàng ngày. Quản lý chăn nuôi theo truyền thống được biết đến là điều hành hoạt động kinh doanh của các trang trại gia cầm, trang trại bò sữa, trại chăn nuôi gia súc hoặc các doanh nghiệp nông nghiệp liên quan đến chăn nuôi khác. Người quản lý vật nuôi phải lưu giữ hồ sơ tài chính chính xác, giám sát người lao động và đảm bảo việc chăm sóc và cho vật nuôi ăn đúng cách. Tuy nhiên, các xu hướng gần đây đã chứng minh rằng công nghệ đang cách mạng hóa thế giới về quản lý chăn nuôi. Những phát triển mới trong 8-10 năm qua đã tạo ra những cải tiến to lớn cho ngành công nghiệp giúp theo dõi và quản lý vật nuôi dễ dàng hơn nhiều và dựa trên dữ liệu. Công nghệ này có thể ở dạng công nghệ dinh dưỡng, di truyền,

Công nghệ chăn nuôi có thể nâng cao hoặc cải thiện năng lực sản xuất, phúc lợi hoặc quản lý vật nuôi và vật nuôi. Khái niệm 'bò kết nối' là kết quả của việc ngày càng nhiều đàn bò sữa được trang bị cảm biến để theo dõi sức khỏe và tăng năng suất. Việc đặt các cảm biến đeo riêng lẻ trên gia súc có thể theo dõi hoạt động hàng ngày và các vấn đề liên quan đến sức khỏe đồng thời cung cấp thông tin chi tiết theo hướng dữ liệu cho toàn bộ đàn. Tất cả dữ liệu được tạo ra này cũng đang được chuyển thành thông tin chi tiết có ý nghĩa, có thể hành động, nơi các nhà sản xuất có thể xem xét nhanh chóng và dễ dàng để đưa ra quyết định quản lý nhanh chóng.

Bộ gen động vật có thể được định nghĩa là nghiên cứu xem xét toàn bộ cảnh quan gen của động vật sống và cách chúng tương tác với nhau để ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của động vật. Hệ gen giúp người chăn nuôi hiểu được rủi ro di truyền của đàn gia súc của họ và xác định lợi nhuận trong tương lai của vật nuôi của họ. Bằng cách có chiến lược với các quyết định chọn giống và chăn nuôi, hệ gen gia súc cho phép người chăn nuôi tối ưu hóa lợi nhuận và sản lượng của đàn vật nuôi.

Công nghệ cảm biến và dữ liệu mang lại lợi ích rất lớn cho ngành chăn nuôi hiện nay. Nó có thể cải thiện năng suất và phúc lợi của vật nuôi bằng cách phát hiện vật nuôi bị bệnh và nhận biết thông minh chỗ để cải thiện. Thị giác máy tính cho phép chúng ta có tất cả các loại dữ liệu không thiên vị sẽ được tóm tắt thành những thông tin chi tiết có ý nghĩa và có thể hành động được. Việc ra quyết định dựa trên dữ liệu dẫn đến các quyết định tốt hơn, hiệu quả hơn và kịp thời hơn nhằm nâng cao năng suất của đàn vật nuôi.

Nhà kính hiện đại

Trong những thập kỷ gần đây, ngành công nghiệp Nhà kính đã chuyển đổi từ các cơ sở quy mô nhỏ được sử dụng chủ yếu cho mục đích nghiên cứu và thẩm mỹ (ví dụ như vườn thực vật) sang các cơ sở quy mô lớn hơn, cạnh tranh trực tiếp với sản xuất thực phẩm thông thường trên đất liền. Kết hợp lại, toàn bộ thị trường nhà kính toàn cầu hiện đang sản xuất gần như 350 tỷ đô la Mỹ rau hàng năm, trong đó sản lượng của Hoa Kỳ chỉ chiếm dưới một phần trăm.

Ngày nay, một phần lớn là do những cải tiến to lớn gần đây trong công nghệ đang phát triển, ngành công nghiệp đang chứng kiến ​​sự nở rộ chưa từng có trước đây. Nhà kính ngày nay đang ngày càng xuất hiện với quy mô lớn, nhiều vốn đầu tư và tập trung vào đô thị.

Khi thị trường đã phát triển vượt bậc, nó cũng có xu hướng rõ ràng trong những năm gần đây. Các nhà kính hiện đại ngày càng trở nên nặng về công nghệ, sử dụng đèn LED và hệ thống điều khiển tự động để điều chỉnh hoàn hảo môi trường trồng trọt. Các công ty nhà kính thành công đang mở rộng quy mô đáng kể và đặt các cơ sở đang phát triển của họ gần các trung tâm đô thị để tận dụng nhu cầu ngày càng tăng đối với thực phẩm địa phương, bất kể mùa nào. Để đạt được những thành công này, ngành công nghiệp nhà kính cũng ngày càng phải sử dụng nhiều vốn hơn, sử dụng vốn đầu tư mạo hiểm và các nguồn khác để xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết để cạnh tranh trên thị trường hiện tại.

Nông nghiệp chính xác

Nông nghiệp đang trải qua một quá trình phát triển - công nghệ đang trở thành một phần không thể thiếu trong mọi nông trại thương mại. Các công ty nông nghiệp chính xác mới đang phát triển các công nghệ cho phép nông dân tối đa hóa sản lượng bằng cách kiểm soát mọi biến số của canh tác cây trồng như độ ẩm, căng thẳng sâu bệnh, điều kiện đất và vi khí hậu. Bằng cách cung cấp các kỹ thuật chính xác hơn để trồng và phát triển cây trồng, nông nghiệp chính xác cho phép nông dân tăng hiệu quả và quản lý chi phí.

Các công ty nông nghiệp chính xác đã tìm thấy cơ hội lớn để phát triển. Một báo cáo gần đây của Grand View Research, Inc. dự đoán thị trường nông nghiệp chính xác sẽ tiếp cận 43,4 tỷ đô la vào năm 2025. Thế hệ nông dân mới đang nổi lên bị thu hút bởi những bước khởi động nhanh hơn, linh hoạt hơn nhằm tối đa hóa năng suất cây trồng một cách có hệ thống.

Blockchain

Khả năng theo dõi hồ sơ quyền sở hữu và khả năng chống giả mạo của Blockchain có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề cấp bách như gian lận thực phẩm, thu hồi an toàn, sự kém hiệu quả của chuỗi cung ứng và truy xuất nguồn gốc thực phẩm trong hệ thống thực phẩm hiện tại. Cấu trúc phi tập trung độc đáo của Blockchain đảm bảo các sản phẩm và thực tiễn đã được xác minh để tạo ra thị trường cho các sản phẩm cao cấp với tính minh bạch.

Truy xuất nguồn gốc thực phẩm đã trở thành trung tâm của các cuộc thảo luận về an toàn thực phẩm gần đây, đặc biệt là với những tiến bộ mới trong các ứng dụng blockchain. Do tính chất của thực phẩm dễ hư hỏng, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung rất dễ mắc phải những sai lầm mà cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến tính mạng con người. Khi các bệnh lây truyền qua thực phẩm đe dọa đến sức khỏe cộng đồng, bước đầu tiên để phân tích nguyên nhân gốc rễ là truy tìm nguồn gây ô nhiễm và không thể chấp nhận cho sự không chắc chắn.

Do đó, truy xuất nguồn gốc là rất quan trọng đối với chuỗi cung ứng thực phẩm. Khuôn khổ truyền thông hiện tại trong hệ sinh thái thực phẩm khiến việc truy xuất nguồn gốc trở thành một nhiệm vụ tốn nhiều thời gian vì một số bên liên quan vẫn đang theo dõi thông tin trên giấy. Cấu trúc của blockchain đảm bảo rằng mỗi người chơi trong chuỗi giá trị thực phẩm sẽ tạo ra và chia sẻ một cách an toàn các điểm dữ liệu để tạo ra một hệ thống có thể giải trình và truy xuất nguồn gốc. Các điểm dữ liệu rộng lớn có nhãn làm rõ quyền sở hữu có thể được ghi lại ngay lập tức mà không cần thay đổi. Do đó, bản ghi về hành trình của một thực phẩm, từ trang trại đến bàn ăn, có sẵn để theo dõi trong thời gian thực.

Các trường hợp sử dụng blockchain trong thực phẩm không chỉ đảm bảo an toàn thực phẩm. Nó cũng tăng thêm giá trị cho thị trường hiện tại bằng cách thiết lập sổ cái trong mạng và cân bằng giá thị trường. Cơ chế giá truyền thống để mua và bán phụ thuộc vào đánh giá của các bên liên quan chứ không phải thông tin được cung cấp bởi toàn bộ chuỗi giá trị. Cung cấp quyền truy cập vào dữ liệu sẽ tạo ra một bức tranh tổng thể về cung và cầu. Ứng dụng blockchain cho các giao dịch cũng có thể cách mạng hóa giao dịch hàng hóa truyền thống và bảo hiểm rủi ro. Blockchain cho phép các giao dịch đã xác minh được chia sẻ một cách an toàn với mọi người chơi trong chuỗi cung ứng thực phẩm, tạo ra một thị trường có tính minh bạch cao.

Trí tuệ nhân tạo

Sự trỗi dậy của nông nghiệp kỹ thuật số và các công nghệ liên quan của nó đã mở ra vô số cơ hội dữ liệu mới. Cảm biến từ xa, vệ tinh và UAV có thể thu thập thông tin 24 giờ mỗi ngày trên toàn bộ lĩnh vực. Các cảm biến này có thể theo dõi sức khỏe cây trồng, tình trạng đất, nhiệt độ, độ ẩm, v.v. Lượng dữ liệu mà các cảm biến này có thể tạo ra là rất lớn và ý nghĩa của các con số được ẩn trong trận tuyết lở của dữ liệu đó.

Ý tưởng là cho phép người nông dân hiểu rõ hơn về tình hình trên thực địa thông qua công nghệ tiên tiến (như viễn thám) có thể cho họ biết nhiều hơn về tình hình của họ mà họ có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Và không chỉ chính xác hơn mà còn nhanh hơn so với việc nhìn thấy nó đi bộ hoặc lái xe qua các cánh đồng.

Cảm biến từ xa cho phép các thuật toán giải thích môi trường của cánh đồng dưới dạng dữ liệu thống kê có thể hiểu và hữu ích cho nông dân trong việc ra quyết định. Các thuật toán xử lý dữ liệu, điều chỉnh và học hỏi dựa trên dữ liệu nhận được. Càng nhiều thông tin đầu vào và thông tin thống kê được thu thập, thuật toán sẽ càng tốt hơn trong việc dự đoán một loạt kết quả. Và mục đích là nông dân có thể sử dụng trí thông minh nhân tạo này để đạt được mục tiêu thu hoạch tốt hơn thông qua việc đưa ra các quyết định tốt hơn trên đồng ruộng.

 

Thư viện - Hình ảnh

Liên kết website

Ngày Khoa học và Công nghệ 18 tháng 5 - Bộ Khoa học và Công nghệ

Giải thưởng Tạ Quang Bửu 2013 - Bộ Khoa học và Công nghệ