Dân số trên toàn cầu ngày càng tăng nhanh khiến nhu cầu về lương thực thực phẩm ngày một lớn. Để đáp ứng được nhu cầu tăng cao này, công nghệ được coi là hướng đi, giải pháp bền vững nhằm tối ưu quá trình sản xuất nông nghiệp.
Vai trò của ngành nông nghiệp phát triển bền vững
Dân số thế giới không ngừng tăng nhanh và dự kiến đạt gần 10 tỷ người vào năm 2050 (1) nhưng tình trạng đói nghèo và thiếu lương thực còn đang xảy ra và chiếm tỷ lệ khá cao. Phát triển ngành nông nghiệp và thực phẩm, đặc biệt là sản xuất nông nghiệp, sẽ là công cụ mạnh mẽ góp phần chấm dứt đói nghèo; thúc đẩy sự thịnh vượng chung và tạo ra lương thực đáp ứng nguồn cung cho con người và các loài động vật trên hành tinh.
Sự phát triển hiện đại của nền nông nghiệp thực phẩm có được trong thời điểm hiện tại là nhờ có sự đóng góp từ số lượng lớn các trang trại nhỏ trên thế giới. Lĩnh vực nông nghiệp có ảnh hưởng lớn đối với sinh kế và việc làm tại hơn 570 triệu trang trại nhỏ trên toàn thế giới (2); chiếm tới 28% toàn bộ lực lượng lao động toàn cầu (3). Tuy nhiên, phát triển nông nghiệp không có tổ chức sẽ làm phát sinh nhiều vấn đề cần giải quyết như tài nguyên khan hiếm dần, biến đổi khí hậu… Vì vậy, để đạt được mục tiêu xóa đói giảm nghèo, đảm bảo an ninh lương thực đòi hỏi các phương án tăng năng suất và hoạt động hiệu quả, tiết kiệm tài nguyên trong nền sản xuất nông nghiệp.
Đi tìm giải pháp tối ưu hóa sản xuất nông nghiệp
Trong lịch sử, ngành nông nghiệp đã trải qua nhiều cuộc cách mạng nhằm thúc đẩy hiệu quả, lợi nhuận lên các dấu mốc mới không thể đạt được trước đây. Trong số đó, nổi tiếng nhất là Cách mạng xanh những năm 1960 với sự ra đời của các giống lúa mì lai mới, giúp sản lượng nông nghiệp toàn thế giới tăng gấp đôi và cứu sống một tỷ người khỏi nguy cơ chết đói. Tuy nhiên ở hiện tại, để đáp ứng lương thực tương ứng với tốc độ tăng dân số thì ngoài giống cây tốt ra, cần thêm các phương án tối ưu hóa năng suất hoạt động trong ngành.
Ứng dụng công nghệ có thể coi là một giải pháp cốt lõi giúp giải quyết vấn đề này. Cách mạng công nghiệp lần thứ tư với hàng loạt công nghệ mới được nghiên cứu ứng dụng đang góp phần chuyển đổi hoạt động của nhiều ngành nghề, trong đó có sản xuất nông nghiệp và thực phẩm. Số hóa nông nghiệp được ví như cách mạng xanh lần thứ hai, đã, đang và sẽ mang lại sự thay đổi trong canh tác và sản xuất lương thực trên thế giới khi được ứng dụng. Áp dụng công nghệ sẽ tạo ra vô số cải tiến năng suất mới nhằm phát triển hệ thống nông nghiệp có định hướng, qua đó đạt được mục tiêu xóa đói giảm nghèo bền vững (USAID, 2018). Các giải pháp công nghệ nổi bật và lợi ích đi kèm có thể kể đến như:
Tối ưu nguồn lực, nâng cao năng suất hoạt động với Robot nông nghiệp
Được coi là xu hướng sẽ có ảnh hưởng sâu sắc đến nền nông nghiệp trong tương lai, Robot nông nghiệp giúp nông dân tối ưu hóa các công việc cần đến sức lao động và đỏi hỏi độ chính xác như tưới tiêu, bón phân, trồng cây con… thông qua việc chế tạo và lập trình thông minh hơn. Robot có khả năng hoạt động ổn định trong suốt thời gian mùa vụ, không gặp khó khăn khi tiếp xúc với các hóa chất nông nghiệp độc hại cũng như không đòi hỏi các chi phí tái tạo sức lao động như con người. Vì vậy, sử dụng robot nông nghiệp đang là một lựa chọn dần trở nên phổ biến để nâng cao năng suất nông nghiệp.
Phân tích và đưa ra khuyến nghị nuôi trồng hiệu quả thông qua trí thông minh nhân tạo (AI)
Công nghệ AI học hỏi từ các mô hình dữ liệu lịch sử, kết hợp khả năng xử lý dữ liệu ở mức rộng hơn, khoa học và nhanh hơn so với con người để đưa ra các phán đoán và dự báo giúp ích cho các lĩnh vực có ứng dụng công nghệ này.
Một ví dụ về việc sử dụng AI trong nông nghiệp là bộ não nông nghiệp ET của Alibaba, ứng dụng cho phép quan sát biểu hiện mặt, nhiệt độ cơ thể và tiếng kêu để đánh giá sức khỏe của từng con heo. Bằng công nghệ này, người chăn nuôi có thể phát hiện heo mang thai thông qua thói quen ăn ngủ, cũng như phát hiện sớm những nguy cơ dịch bệnh heo thông qua các dữ liệu lịch sử kết hợp với hành vi, biểu hiện hiện tại của heo. Nhờ vậy, trang trại heo có thể hạn chế rủi ro cũng như tiết kiệm chi phí chăn nuôi tới 30 – 50%. Theo nghiên cứu, Trung Quốc có thể tiết kiệm tới 7,5 tỷ USD nếu áp dụng công nghệ này cho tất cả các trang trại chăn nuôi heo trong nước. (4)
Giám sát vùng nuôi trồng thông minh với máy bay không người lái
Máy bay không người lái đã được ứng dụng tại Trung Quốc giúp phun một lượng thuốc trừ sâu cho 132 mẫu đất nông nghiệp trong 1 ngày, trong khi con người chỉ có thể phun được tối đa cho 05 mẫu trong một ngày (4). Ứng dụng này cũng giúp nông dân lập bản đồ trang trại bằng cách sử dụng dữ liệu được chụp từ máy bay, qua đó dễ dàng giám sát hoạt động của trang trại thay vì phải di chuyển vòng quanh bằng các phương tiện thông thường. Điều này giúp tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả hoạt động nông nghiệp một cách thông minh.
Hỗ trợ truy xuất nguồn gốc thực phẩm với công nghệ BlockChain
Công nghệ Blockchain được sử dụng để phát hiện và truy xuất thực phẩm chất lượng kém trong các kho chứa thực phẩm. Công nghệ này cũng cho phép người tiêu dùng kiểm tra thông tin về nguồn gốc thực phẩm của họ, tạo ra lợi thế cạnh tranh cho những người sử dụng công nghệ này.
Điển hình của việc sử dụng công nghệ này là nhà bán lẻ Walmart đã ứng dụng thí điểm công nghệ Blockchain trong hai năm để theo dõi các túi rau bina và xà lách trong hệ thống chuỗi siêu thị của họ. Walmart yêu cầu hơn 100 trang trại cung cấp rau diếp và rau bina nhập thông tin chi tiết về các loại hàng hóa cung cấp, tạo thành cơ sở dữ liệu cho phép kiểm tra nguy cơ hóa chất ô nhiễm vượt ngưỡng cho phép cũng như nguồn gốc các loại rau được cung ứng. Ngoài ra, công nghệ này còn giúp Walmart tiết kiệm tiền thông qua phát hiện sớm các biểu hiện hư hỏng của thực phẩm và loại bỏ trước, tránh bị hỏng lan sang các thực phẩm khác. (5)
Tối ưu nguồn lực nuôi trồng với với Internet vạn vật (IoT)
Ứng dụng giúp chuyển dịch sản xuất từ định tính – vốn dựa trên kinh nghiệm sang định lượng – chính xác đến từng giọt nước, từng lượng phân bón phù hợp cho từng loại cây trồng. Đây là công nghệ sử dụng các cảm biến thông minh kết hợp với các thuật toán nhằm cung cấp nước, dinh dưỡng, thuốc hóa học cho đúng loại cây trồng vào đúng thời điểm cần thiết. Cách làm này giúp tiết kiệm chi phí nông nghiệp, giúp cây phát triển tối ưu đồng thời góp phần bảo vệ môi trường.
Số hoá và ứng dụng công nghệ trong ngành nông nghiệp – thực hiện cách mạng xanh lần thứ hai đã và đang đem lại các lợi ích về môi trường, kinh tế, xã hội. Cùng với đó là từng bước hiện thực hóa các mục tiêu xóa đói giảm nghèo, cung cấp đủ và dồi dào nguồn lương thực cho dân số tương lai. Tuy nhiên, để mô hình có thể phát triển bền vững cần có sự hỗ trợ và tăng cường tiếp cận công nghệ cho nông dân sản xuất ở quy mô nhỏ, tránh nguy cơ trở thành nhóm bị bỏ lại phía sau, đảm bảo sự phát triển lâu dài của toàn ngành nông nghiệp.
Nguồn tham khảo
(1) FAO. 2019. Digital Technologies in Agriculture and Rural Areas.
(2) Lowder et al. 2016. The Number, Size, and Distribution of Farms, Smallholder Farms, and Family Farms Worldwide.
(3) ILOSTAT. 2019. Employment in agriculture (% of total employment).
(4) Yicai Global. 2019. Chinese Aging Farms Step Into AI Era With Facial Recognition for Pigs.
(5) The New York Time. 2018. From Farm to Blockchain: Walmart Tracks Its Lettuce.
