Giáo trình

2.2.5. Ứng dụng công nghệ tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp

a) Khái niệm

Ứng dụng công nghệ tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp là việc áp dụng các công nghệ nhằm chuyển một phần lớn hoặc toàn bộ hoạt động sản xuất nhờ sức lao động của con người sang cho máy móc thiết bị. Theo khái niệm này, quá trình tự động sẽ không cần sự can thiệp quá sâu của con người, mà sẽ sử dụng các hệ thống điều khiển khác nhau giúp máy móc vận hành nhanh hơn, chuẩn xác hơn, giảm sự can thiệp của con người, thậm chí một số quy trình là hoàn toàn tự động.

Ngày nay, dây chuyền sản xuất nông nghiệp hiện đại đã giảm bớt số lượng nhân công do việc ứng dụng robot cùng các thiết bị cảm biến siêu quang phổ. Các thiết bị này có độ nét cao, cảm biến nhiệt, màn hình hiển thị thời tiết và máy quét xung laze để thu thập dữ liệu về độ tăng trưởng của cây trồng, vật nuôi cũng như các thông tin khác về môi trường sau đó truyền về thiết bị điện tử của người giám sát.

Ứng dụng công nghệ tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao giúp tăng năng suất lao động, giảm chi phí quản lý, tối ưu hóa các yếu tố đầu vào, đầu ra và thông báo tình hình sinh trưởng, phát triển của cây trồng, vật nuôi một cách nhanh chóng nhất. Từ đó giúp hỗ trợ điều chỉnh trong quá trình sản xuất nông nghiệp nhằm tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt nhất.

b) Các lĩnh vực áp dụng

* Ứng dụng Robot thay cho việc chăm sóc cây trồng, vật nuôi ngày càng trở nên phổ biến, được ứng dụng tại các quốc gia già hóa dân số và có quy mô sản xuất lớn.

Công nghệ Robot nông nghiệp sẽ tham gia vào việc tự động hóa các quá trình sản xuất nông nghiệp như: làm đất, gieo trồng, chăm sóc (làm cỏ, tưới tiêu), bảo vệ cây trồng, thu hoạch, vận chuyển nông sản trong trang trại trồng trọt hoặc chăm sóc vật nuôi các trang trại chăn nuôi. Nhờ sử dụng Robot mà năng suất lao động cao gấp 50 đến 70 lần so với lao động thủ công và có độ chính xác cao.

Công nghệ Robot thường sử dụng ở các nước có những đặc thù như: diện tích đất nông nghiệp rộng, già hóa dân số nhanh, địa hình canh tác bằng phẳng, cây trồng yêu cầu tính thời vụ cao như: Nga, Mỹ, Canada, Australia, Trung Quốc,…

* Ứng dụng các thiết bị bay không người lái (Drones) và các vệ tinh (Satellites) để khảo sát thực trạng thu thập dữ liệu của các trang trại, từ đó phân tích khuyến nghị trên sơ sở dữ liệu cập nhật được để quản lý trang trại chính xác.

Thiết bị bay không người lái được sử dụng để khảo sát thực trạng, thu thập dữ liệu trong các trang trại hặc để phun thuốc bảo vệ thực vật.

d. Ứng dụng công nghệ đèn LED và pin năng lượng mặt trời

- Công nghệ đèn LED là công nghệ tạo bước sóng ánh sáng tối ưu, do đó cây trồng được sử dụng ánh sáng hầu như đáp ứng tuyệt đối quá trình sinh trưởng của cây từ lúc trồng đến lúc thu hoạch, vì vậy cây trồng có năng suất tối ưu và chất lượng tốt nhất. Công nghệ này đã và đang trở thành công nghệ không thể thiếu để canh tác trong nhà phục vụ ở các khu công nghiệp và nông nghiệp đô thị nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm có chất lượng cao và tuyệt đối an toàn.

- Công nghệ đèn LED sử dụng đồng bộ trong canh tác kỹ thuật cao để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng, ứng dụng ở các quốc gia có quỹ đất nông nghiệp ít hoặc nông nghiệp đô thị.

- Công nghệ đèn LED thường áp dụng ở các nước có nền nông nghiệp hiện đại, những nước dễ ảnh hưởng về biến đổi khí hậu hoặc diện tích sản xuất nông nghiệp ít như: Philippines, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore, Vương Quốc Bỉ,… Nhờ ứng dụng công nghệ đèn LED đã tăng hệ số sử dụng đất.

- Ứng dụng pin năng lượng mặt trời để sử dụng hiệu quả không gian, giảm chi phí năng lượng, hầu hết các thiết bị trong trang trại/doanh nghiệp được cấp điện mặt trời và các bộ pin điện mặt trời (hình).

            Công nghệ sinh học là một chuyên ngành nghiên cứu, vận dụng và kết hợp thiết bị, quy trình kỹ thuật cùng các sinh vật sống để tạo ra một sản phẩm nhất định, sau đó sản xuất thành phần trên quy mô công nghệ.

            Công nghệ sinh học tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với sâu  bệnh và có khả năng thích nghi với điều kiện biến đổi khí hậu, phòng, chống các loại  dịch bệnh. Bên cạnh đó, nhiều loại chế phẩm sinh học, thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc sinh học thế hệ mới được sản xuất, ứng dụng đã góp phần tích cực trong việc phòng trừ dịch hại, bảo vệ cây trồng, không gây ô nhiễm môi trường và nâng cao sức khỏe cho người sản xuất, người tiêu dùng. 

Các chế phẩm sinh học được sử dụng phổ biến trong hoạt động sản xuất nông nghiệp để xử  lý với các loại phụ phẩm nông nghiệp như rơm, cỏ, thân ngô, thân lạc… để chế biến thành phân hữu cơ vi sinh góp phần giảm ô nhiễm môi trường và giảm chi phí đầu tư.