Trong nhiều thập kỷ qua, logic cốt lõi đằng sau nền nông nghiệp toàn cầu vẫn không thay đổi: miễn là có đủ nước, phân bón và nhân công, sản lượng lương thực sẽ tiếp tục tăng trưởng ổn định. Nhưng ngày nay, logic này đang bắt đầu thất bại trên quy mô toàn cầu. Tại miền Tây Hoa Kỳ, những đợt hạn hán kéo dài đang buộc các trang trại phải thu hẹp diện tích tưới tiêu; các nước Trung Đông đang đầu tư số vốn khổng lồ vào các hệ thống nông nghiệp thông minh; và nông dân châu Âu ngày càng gặp khó khăn trong việc tuyển dụng những người trẻ sẵn sàng làm việc lâu dài trong lĩnh vực nông nghiệp. Trong khi đó, các hiện tượng thời tiết cực đoan đang trở nên thường xuyên hơn trên toàn thế giới, trong khi tình trạng khan hiếm nước trong nông nghiệp đang trở thành một vấn đề ngày càng đáng lo ngại trên toàn cầu. Mưa lớn, các đợt nắng nóng, hạn hán và các đợt rét đậm đều đang tác động đến sản xuất lương thực. Ngành nông nghiệp đang bước vào một kỷ nguyên hoàn toàn mới.
Sự phát triển nhanh chóng của nông nghiệp thông minh tại Trung Quốc
Trong bối cảnh chuyển đổi toàn cầu này, sự phát triển nhanh chóng của nông nghiệp thông minh tại Trung Quốc đang thu hút sự quan tâm ngày càng lớn từ cộng đồng quốc tế. Nhiều người vẫn còn liên tưởng nông nghiệp Trung Quốc với các phương thức canh tác truyền thống. Tuy nhiên, trên thực tế, Trung Quốc đã trở thành một trong những thị trường nông nghiệp thông minh phát triển nhanh nhất trên thế giới, đặc biệt là trong các lĩnh vực như hệ thống bón phân kết hợp tưới tiêu, tưới tiêu thông minh, IoT trong nông nghiệp và công nghệ điều khiển tự động.
Trong quá khứ, công nghệ tưới phân chủ yếu được áp dụng trong nông nghiệp nhà kính và các loại cây trồng có giá trị cao tại châu Âu. Do chi phí thiết bị cao, nhiều quốc gia không thể triển khai công nghệ này trên quy mô lớn. Tuy nhiên, Trung Quốc đã đi theo một con đường khác. Là quốc gia đông dân nhất thế giới, Trung Quốc từ lâu đã phải đối mặt với thách thức về an ninh lương thực, điều này đã thúc đẩy mạnh mẽ quá trình hiện đại hóa nông nghiệp. Đến năm 2024, diện tích áp dụng hệ thống tưới phân đã đạt 170 triệu mu. Các hệ thống này không còn giới hạn ở rau trong nhà kính, mà đã mở rộng sang các cây trồng đồng ruộng quy mô lớn, bao gồm ngô, lúa mì, đậu nành, bông vải và cây dầu. Chúng hiện được sử dụng rộng rãi trong các cây trồng như bông vải, ngô, lúa mì, đậu nành, cải dầu và hướng dương dầu, nơi sự gia tăng về năng suất và hiệu quả đã rất đáng kể. Tại các khu vực phía Bắc, Đông Bắc và Tây Bắc, năng suất ngô đã tăng trung bình hơn 200 kg/mu, trong khi năng suất lúa mì tăng hơn 100 kg/mu.
Tại sao tưới kết hợp bón phân đã trở thành một chiến lược nông nghiệp quốc gia
Tại sao chính phủ vẫn tiếp tục thúc đẩy công nghệ tưới phân? Cốt lõi của việc tái cơ cấu nông thôn cuối cùng vẫn là tăng thu nhập cho nông dân. Và cách cơ bản nhất để cải thiện thu nhập là tăng năng suất cây trồng và lợi nhuận tổng thể của hoạt động nông nghiệp. Chỉ khi cây trồng thực sự đạt được năng suất cao hơn và lợi nhuận kinh tế tốt hơn, thu nhập của nông dân mới có thể tiếp tục tăng. Do đó, công nghệ tưới phân đã trở thành một trong những công nghệ nông nghiệp quan trọng được thúc đẩy mạnh mẽ trên toàn quốc. Kể từ năm 2007, ’Tài liệu Trung ương số 1’ hàng năm của Trung Quốc hầu như năm nào cũng đề cập đến các chính sách liên quan, và các cơ quan nông nghiệp đã tiếp tục thúc đẩy tưới phân như một công nghệ cốt lõi của nông nghiệp hiện đại.
Từ Hệ thống tưới kết hợp bón phân Hướng tới Nông nghiệp Thông minh
Tuy nhiên, sự phát triển của nông nghiệp thông minh không chỉ dừng lại ở việc tưới tiêu tự động. Ngày nay, công nghệ “tích hợp nước và phân bón” truyền thống đã tương đối hoàn thiện, trong khi xu hướng phát triển trong tương lai của ngành đang hướng tới việc tích hợp nước, phân bón, hóa chất và không khí.
Trong số các lĩnh vực này, “tích hợp hóa chất” vẫn là một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất. Khi hóa chất nông nghiệp xâm nhập vào đất qua hệ thống tưới tiêu, chúng gây ra nhiều lo ngại, bao gồm dư lượng thuốc trừ sâu, an toàn thực phẩm, tính bền vững của đất và ô nhiễm nước ngầm. Do đó, việc xác định loại hóa chất nào có thể đi vào hệ thống tưới phân một cách an toàn đã trở thành một trở ngại lớn trong ngành. Hóa chất nông nghiệp lý tưởng phải đáp ứng một số điều kiện: thứ nhất, chúng phải hòa tan hoàn toàn trong nước để có thể đi qua hệ thống tưới nhỏ giọt; thứ hai, chúng phải có dư lượng thấp hoặc thậm chí bằng không để tránh ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm và hệ sinh thái đất.
Hiện nay, hai hướng nghiên cứu chính là thuốc trừ sâu có nguồn gốc thực vật và thuốc trừ sâu sinh học. Thuốc trừ sâu có nguồn gốc thực vật chiết xuất các hợp chất diệt côn trùng và kháng khuẩn tự nhiên từ thực vật. Mặt khác, thuốc trừ sâu sinh học sử dụng các vi sinh vật có lợi và các chủng kháng khuẩn được lựa chọn để tạo ra các công thức hợp chất có thể xâm nhập vào đất thông qua hệ thống tưới phân. Cách tiếp cận này có thể giúp kiểm soát các bệnh lây lan qua đất, ngăn ngừa sâu bệnh dưới lòng đất và cải thiện hệ sinh thái đất. Trong nhiều dự án nghiên cứu nông nghiệp, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu kết hợp thuốc trừ sâu sinh học với hệ thống tưới phân, cho phép hệ thống tưới nhỏ giọt trực tiếp kiểm soát các bệnh lây lan qua đất và sâu bệnh dưới lòng đất.
Ngoài nước, phân bón và hóa chất, nông nghiệp trong tương lai còn sẽ tích hợp yếu tố “không khí”, bao gồm việc cung cấp oxy cho vùng rễ, thông khí cho đất và điều tiết vi khí hậu. Ngày càng có nhiều nghiên cứu cho thấy nồng độ oxy trong đất ảnh hưởng trực tiếp đến sức sống của rễ và hiệu quả hấp thụ dinh dưỡng. Do đó, công nghệ cung cấp oxy cho vùng rễ đang trở thành một hướng nghiên cứu mới quan trọng.
Tương lai của nông nghiệp thông minh và ngành nông nghiệp toàn cầu
Nông nghiệp trong tương lai sẽ không còn chỉ đơn thuần tập trung vào việc “tưới nước và bón phân cho cây trồng”. Thay vào đó, nó sẽ dựa vào các công nghệ IoT, cảm biến và hệ thống điều khiển thông minh để điều chỉnh chính xác toàn bộ môi trường trồng trọt, bao gồm độ ẩm, dinh dưỡng, quản lý sâu bệnh, điều kiện đất đai, lượng oxy cung cấp cho vùng rễ và dữ liệu khí hậu.
Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp chế tạo Trung Quốc cũng đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi này. Trước đây, nhiều khách hàng quốc tế thường ưa chuộng thiết bị nông nghiệp của châu Âu và Mỹ. Tuy nhiên, ngày nay, ngày càng nhiều trang trại nước ngoài bắt đầu nhận ra những lợi thế của chuỗi cung ứng Trung Quốc. Nước này không chỉ sở hữu năng lực sản xuất đã đạt đến độ chín muồi, mà còn xây dựng được một hệ sinh thái công nghiệp nông nghiệp thông minh hoàn chỉnh. Từ van điện từ, cảm biến và bộ điều khiển đến trạm khí tượng, máy bón phân và nền tảng đám mây, các công ty Trung Quốc hiện có khả năng tích hợp nhanh chóng các hệ thống tự động hóa nông nghiệp hoàn chỉnh. Quan trọng hơn, ngành sản xuất Trung Quốc ngày càng kết hợp được chất lượng ổn định, giao hàng nhanh hơn và lợi thế mạnh mẽ về hiệu suất chi phí. Đằng sau sự chuyển đổi này là sự phát triển nhanh chóng của chuỗi cung ứng nông nghiệp thông minh trong nước, từ cảm biến và bộ điều khiển đến thiết bị bón phân và nền tảng đám mây, cùng nhau tạo thành một hệ thống hỗ trợ công nghiệp tích hợp cao.
Khi ngành nông nghiệp toàn cầu tiếp tục phải đối mặt với biến đổi khí hậu, tình trạng thiếu nước và thiếu hụt lao động, nông nghiệp thông minh không còn chỉ là một khái niệm trong ngành. Nó đang trở thành một trong những hướng phát triển cốt lõi của ngành nông nghiệp toàn cầu trong tương lai. Và sự phát triển của nông nghiệp thông minh tại Trung Quốc có lẽ mới chỉ là bước khởi đầu.