Nông dân công nghệ cao

Nông nghiệp Việt Nam

Nông dân công nghệ cao: Trồng ngô kiểu Mỹ

15/10/2014, 08:27 (GMT+7)

Ở một số quốc gia, công nghệ cao ngày càng hiện diện rõ trong nhiều lĩnh vực sản xuất nông nghiệp.

Brandon Bonk đang điều chỉnh phần mềm trên máy cày của anh

Người nông dân nay bấm máy tính, điều khiển hệ thống cảm biến để gieo hạt, tưới tiêu nhiều hơn là trực tiếp phơi mặt giữa đồng.

Brandon Bonk, 28 tuổi, có thể trông giống một nông dân thứ thiệt. Nhưng thực ra chàng nông dân thế hệ thứ năm của gia đình có cách làm nông khác hẳn cha ông, theo tờ USA Today (Mỹ).

Nông dân xài công nghệ

Bonk xử lý công việc canh tác trên cánh đồng 1.200 ha thông qua vệ tinh và các microchip. Hạt giống được xử lý trong phòng thí nghiệm để chống chịu sâu bệnh và hạn hán. Các cảm biến và phần mềm máy tính giúp quyết định lượng phân bón hợp lý nhất, chỉ ở mức vừa đủ giúp cây tăng trưởng tốt, không để lại dư lượng trong đất hay ngấm theo mạch nước ngầm.

Một máy tính giúp Bonk phân tích các mẫu đất và đưa ra những lời khuyên về lượng phân bón cần dùng.

Trang trại của Bonk cũng giống như nhiều trang trại khác trên đất Mỹ hiện nay: công nghệ tham dự sâu trong việc nâng cao năng suất, giảm thiểu thất thoát, điều chỉnh kịp thời trước các biến động thời tiết, sâu bệnh và giá cả nông sản.

Đó là “nông nghiệp chính xác” và không phải là thứ gì quá đắt đỏ, theo ý kiến của nhà công nghệ nông nghiệp Dave Wharry.

“Chúng tôi đang tập trung vào việc giúp canh tác trở nên hiệu quả hơn, lợi nhuận cao hơn, giảm các ảnh hưởng từ môi trường”, Wharry, chuyên gia của Tập đoàn Hoober chuyên cung cấp thiết bị nông nghiệp ở bang Delaware, Mỹ, nói. “Chính xác ở đây có nghĩa là chính xác về sản phẩm, số lượng, địa điểm và thời điểm”.

Trong nhiều khía cạnh, nghề nông có lẽ không bao giờ thay đổi. Nông dân vẫn phải chân lấm tay bùn, vẫn phải ra đồng và nghề nông vẫn là công việc có giá trị thặng dư thấp.

Nhưng những căn bản của nghề nông và công cụ cần thiết để giúp tạo ra lương thực nuôi sống nhân loại không giống như trước nữa. Người làm nông nghiệp cũng vậy. Họ giỏi hơn trước nhiều.

Bonk tốt nghiệp đại học bang Iowa với tấm bằng về công nghệ sinh học và hệ thống canh tác. Công nghệ định vị toàn cầu (GPS) tưởng như xa lạ với nghề nông lại đang mang đến những vụ mùa bội thu cho những người nông dân như Bonk.

Thế hệ nông dân như anh, không giống cha ông mình, vẫn kết nối mạng internet hay GPS cho dù đang ở giữa cánh đồng bụi bặm hoặc đang trong buồng lái chiếc máy gặt đập liên hợp.

Công nghệ hiện đại giúp Bonk xử lý hiệu quả công việc trồng ngô, lúa mì và đậu nành trên cánh đồng gần 1.000 ha ở Magnolia, Delaware, trong đó có trang trại nhà anh, rộng 80 ha. Trang trại có từ giữa thế kỷ 18.

Thiết bị hiện đại

Thiết bị kết nối vệ tinh cùng hệ thống cảm biến cung cấp thông tin được cập nhật từng phút tới Bonk thông qua hệ thống GPS.

Những thông số này giúp nông dân cài đặt chương trình tự lái cho máy cày, giúp cày bừa và gieo hạt chuẩn xác. Tất nhiên, sự chính xác cũng được bảo đảm trong cả khâu thu hái với sự hỗ trợ của công nghệ. Kết thúc mùa vụ, mọi thông số được lưu trữ lại làm cơ sở cho mùa vụ tới.

“Máy cày tự lái và chúng tôi không cần phải quan tâm đến kỹ thuật bẻ vô-lăng, cày sao cho thẳng nữa”, Bonk nói.

Cho dù có một đợt hạn hán dữ dội vào mùa hè rồi, năng suất cánh đồng ngô của Bonk chỉ giảm 1 giạ/0,4ha so với năm trước đó. Trong khi ấy, giá ngô trong tháng 8/2014 tăng tới mức kỷ lục, 8,49 USD/giạ nên chàng nông dân trẻ đâm ra hưởng lợi nhiều hơn dù thời tiết bất lợi.

Anh sử dụng một hệ thống GPS giúp điều khiển công việc tra hạt, chính xác đến từng cm, một máy theo dõi có thể tính được số diện tích canh tác, chỗ nào đã làm đất, gieo hạt xong, chỗ nào chưa, một thiết bị kiểm soát tỷ lệ phân bón…

Thậm chí, máy còn cho ra một loạt các loại cây trồng phù hợp với điều kiện đất đai, khí hậu, vị trí và thời điểm gieo trồng.

Tất nhiên muốn có thiết bị thì phải chi tiền, nhưng Bonk nói hiệu quả chúng mang lại là rất xứng đáng. Để lắp thêm các thiết bị vào máy cày và máy gặt đập liên hợp, Bonk phải chi khoảng 28.000USD (khoảng 560 triệu đồng).

Chỉ cần trèo lên một trong những chiếc máy của Bonk, bạn sẽ thấy ngay sự hiện diện của công nghệ thông tin. Nhưng nhiều công nghệ làm nông tiên tiến khác còn ẩn sau những hạt giống và mảnh đất mà nông dân hiện đại như Bonk gieo trồng.

Sự phát triển của công nghệ lai tạo giống đã giúp ngô hay đậu nành sinh trưởng tốt hơn, chống chịu tác động phụ của thuốc trừ sâu, sinh trưởng tốt hơn trong điều kiện hạn hán hoặc chống chịu giá rét.
“Công nghệ giúp cải thiện gen của nhiều loại cây trồng”, Ed Kee, người đứng đầu ngành nông nghiệp của bang Delaware nói. “Năm 1997, chúng tôi gặp một đợt hạn hán tồi tệ và ngô lai là thứ cây trồng duy nhất cho sản lượng 40 giạ (một giạ tương đương 36 lít) cho mỗi 0,4 ha. Ngô chịu hạn nay có thể chống chịu sự thiếu nước và cho sản lượng 100 giạ/0,4ha”.
Mỗi năm Bonk dùng 8 ha gieo trồng thí điểm loại giống anh sẽ đưa vào trồng đại trà trong năm tới. Việc theo sát các diễn biến thời tiết, yêu cầu bắt buộc, cũng được công nghệ cao hỗ trợ, trong bối cảnh thời tiết thay đổi thường xuyên do hiện tượng biến đổi khí hậu.
Giải quyết vấn đề này, các nhà công nghệ nông nghiệp Mỹ chọn hướng chiến lược là tạo giống có thể chống chịu hạn hán, đồng thời cải thiện công nghệ tưới tiêu.

 NGUYỄN XUÂN THỦY

Nông dân công nghệ cao: Trang trại trong nhà

16/10/2014, 08:14 (GMT+7)

Nếu ở ngoài nhìn vào, nhiều người chắc chắn không bao giờ nghĩ khối nhà xưởng màu xám trong một khu công nghiệp ở Indiana (Mỹ) là cơ sở sản xuất nông nghiệp. / Nông dân công nghệ cao: Trồng ngô kiểu Mỹ

Trang trại của Shimamura sử dụng 17.500 đèn LED cho 18 giá trồng cây, mỗi giá có 15 bậc

Nhưng đó chính là một “nhà máy sản xuất rau xanh” với những căn phòng “điều tiết khí hậu”.

Sử dụng ánh sáng nhân tạo

Cây xanh được trồng trên những “tháp” có tầng, cao khoảng 8m. Chúng tăng trưởng 22 giờ/ngày, 365 ngày/năm, không bị bất cứ loại côn trùng nào xâm hại.

Ở trang trại - Cty Green Sense này, người ta dùng hàng ngàn bóng đèn LED xanh và đỏ được thiết kế để tạo ra các bước sóng ánh sáng phù hợp với các loại cây trồng tại đây, bao gồm rau diếp, cải xoăn, húng quế và một số loại rau thơm. Trang trại được nói là có giá trị 2,5 triệu USD (50 tỷ đồng).

Ý tưởng không dùng ánh sáng mặt trời trong trồng trọt không phải điều gì mới. Sử dụng ánh sáng nhân tạo, người ta đạt được mấy điều lợi: Không phải lo âu về mùa vụ, thời tiết; cây có thể tăng trưởng nhiều hơn trong một ngày vì không phụ thuộc mặt trời, trừ một hai giờ để cây trồng “ngủ”. Đưa cây trồng vào trong nhà còn thuận lợi cho việc chăm sóc ở nhiều khía cạnh. Nước có thể được tái chế liên tục, các cảm biến có thể phát hiện dưỡng chất nào đang bị thiếu và thiếu ở mức nào.

Tuy nhiên, đèn LED có nhiều lợi ích hơn các đèn huỳnh quang truyền thống, đơn cử như tiết kiệm điện hơn. Đèn có độ hiệu dụng cao hơn đồng nghĩa với việc tỏa ít nhiệt hơn, chi phí điều hòa nhiệt độ thấp hơn. Vì ít tỏa nhiệt hơn, đèn có thể bố trí gần cây trồng hơn, cây có thể trồng ở mật độ dày hơn.

“Bước sóng của đèn có thể được điều chỉnh giúp rau diếp giòn hơn hoặc mềm hơn”, Robert Colangelo, Chủ tịch Green Sense nói.

Cây trồng trong điều kiện này tăng trưởng rất nhanh. Hãng Philips (Hà Lan) cung cấp các đèn LED tính toán rằng sử dụng bóng đèn loại này có thể giảm vòng sinh trưởng của cây chỉ bằng một nửa so với cách trồng trọt truyền thống, giúp đáp ứng nhu cầu của thị trường: các sản phẩm tươi, được trồng tại chỗ, cung cấp quanh năm, điều từng được cho là không thể.

Việc trồng cây bằng phương pháp thủy sinh trong các nhà kính với ánh sáng tự nhiên cũng đang mang lại lợi nhuận cao cho BrightFarms, Cty có trụ sở tại New York (Mỹ). Họ đang cung cấp rau xanh cho các thành phố lớn như Chicago hay New York.

Cty Green Sense không phải là cơ sở đầu tiên ứng dụng đèn LED vào nông nghiệp và mặc dù có hiệu quả cao, chi phí năng lượng đã từng là thách thức đối với những người sáng lập Cty. Nhưng ông Colangelo rất tự tin. Bởi đèn LED đang trở nên rẻ hơn rất nhiều và hãng Philips, vốn đầu tư lớn vào việc sản xuất loại công nghệ này, nói rằng chi phí thậm chí còn giảm nữa.

Tuy nhiên, những trang trại kể trên khó phù hợp với các loại cây trồng cỡ lớn hơn như ngô hay khoai tây, vốn sinh trưởng tốt hơn nếu được trồng trên các cánh đồng lớn. Nhưng nếu Green Sense có thể chứng minh giá trị thương mại của việc sử dụng đèn LED trong nông nghiệp, loại hình canh tác này có thể mở rộng tới những loại cây trồng khác.

Một báo cáo về khí hậu quốc gia của Mỹ, được tung ra hồi tháng 5 vừa qua đưa ra nhiều nguy cơ mà nền nông nghiệp Mỹ phải đối đầu, ví dụ số lượng côn trùng có hại, sâu bệnh gia tăng và những hậu quả của thời tiết không thuận lợi. Trong khi đó, trồng trọt trong nhà tránh được cả hai nguy cơ này.

Trang trại trong nhà lớn nhất thế giới

Không chỉ ở Mỹ, người Nhật nay cũng khá chú trọng việc trồng trọt trong nhà quy mô lớn. Tại tỉnh Miyagi, phía đông Nhật Bản, nơi bị động đất mạnh và sóng thần tàn phá năm 2011, nhà sinh học Shigeharu Shimamura đã biến một nhà máy, nơi từng là cơ sở sản xuất thiết bị bán dẫn của hãng Sony thành trang trại trong nhà lớn nhất thế giới sử dụng đèn LED.

Trang trại có kích cỡ gần bằng một sân bóng đá (8.000 m2). Mới ra đời hồi tháng Bảy vừa rồi, trang trại đã sản xuất khoảng 10.000 cây rau diếp/ngày.

“Tôi biết cách trồng được rau ngon trong điều kiện tự nhiên và tôi muốn kết hợp những kiến thức đó với các công nghệ khác để phát triển việc trồng trọt trong nhà”, Shimamura nói.

Đèn LED là yếu tố chính trong các “phép màu” của trang trại. “Cái chúng tôi cần làm không phải là chỉ kéo dài thời gian “ngày” hay “đêm”. Chúng tôi muốn kết hợp tốt nhất quá trình quang hợp trong “ngày” và quá trình hô hấp trong “đêm”, thông qua việc điều chỉnh ánh sáng và môi trường”, Shimamura nói.

Hệ thống này giúp trang trại cho ra những cây rau diếp có đầy đủ lượng vitamin, tuy nhiên thời gian sinh trưởng nhanh gấp 2,5 lần cây trồng ngoài trời. Trang trại cũng có thể giảm tỷ lệ các sản phẩm không đạt yêu cầu từ 50% xuống còn 10% nếu so với các trang trại thông thường. Sản lượng trên một đơn vị diện tích do đó cũng tăng 100 lần, theo Shimamura.

Bằng cách kiểm soát nhiệt độ, độ cẩm và tưới tiêu, trang trại cũng giảm lượng nước cần dùng chỉ bằng 1% so với trang trại thông thường.

Ông Shimamura bắt đầu có ý tưởng về một trang trại trong nhà từ khi còn là thiếu niên, lúc ông thăm một “nhà máy sản xuất rau” trong hội chợ ở Tsukuba, Nhật Bản. Sau đó ông bắt đầu nghiên cứu ngành thực vật học ở đại học nông nghiệp Tokyo và đến năm 2004 bắt đầu mở một Cty - trang trại trong nhà đặt tên mà Mirai, từ trong tiếng Nhật có nghĩa là “tương lai”.

Nguyễn Xuân Thủy

(Theo Economist, gereports.com)