Trước tác động ngày càng gia tăng của biến đổi khí hậu toàn cầu đối với sản xuất nông nghiệp, nông dân Nam Phi đang tích cực tìm kiếm các công nghệ tiên tiến để ứng phó với những thách thức này. Việc áp dụng rộng rãi công nghệ cảm biến đất tiên tiến ở nhiều nơi tại Nam Phi đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới nông nghiệp chính xác trong ngành nông nghiệp của quốc gia này.
Sự trỗi dậy của nông nghiệp chính xác
Nông nghiệp chính xác là phương pháp sử dụng công nghệ thông tin và phân tích dữ liệu để tối ưu hóa sản lượng cây trồng. Bằng cách theo dõi tình trạng đất theo thời gian thực, nông dân có thể quản lý đồng ruộng một cách khoa học hơn, tăng năng suất và giảm lãng phí tài nguyên. Bộ Nông nghiệp Nam Phi đã hợp tác với một số công ty công nghệ để triển khai hàng nghìn cảm biến đất tại các trang trại trên khắp đất nước.
Cảm biến đất hoạt động như thế nào
Các cảm biến này được nhúng trong đất và có thể theo dõi các chỉ số quan trọng như độ ẩm, nhiệt độ, hàm lượng dinh dưỡng và độ dẫn điện theo thời gian thực. Dữ liệu được truyền không dây đến nền tảng đám mây, nơi nông dân có thể truy cập thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính và nhận được lời khuyên canh tác được cá nhân hóa.
Ví dụ, khi cảm biến phát hiện độ ẩm đất dưới một ngưỡng nhất định, hệ thống sẽ tự động cảnh báo nông dân tưới nước. Tương tự, nếu đất không đủ dinh dưỡng như nitơ, phốt pho và kali, hệ thống sẽ tư vấn nông dân bón phân đúng liều lượng. Phương pháp quản lý chính xác này không chỉ cải thiện hiệu quả sinh trưởng của cây trồng mà còn giảm thiểu lãng phí nước, phân bón và các nguồn tài nguyên khác.
Thu nhập thực tế của nông dân
Tại một trang trại ở tỉnh Eastern Cape, Nam Phi, nông dân John Mbelele đã sử dụng cảm biến đất trong nhiều tháng. "Trước đây, chúng tôi phải dựa vào kinh nghiệm và các phương pháp truyền thống để xác định thời điểm tưới tiêu và bón phân. Giờ đây, với những cảm biến này, tôi có thể biết chính xác tình trạng đất, giúp tôi tự tin hơn vào sự phát triển của cây trồng."
Ông Mbele cũng lưu ý rằng nhờ sử dụng cảm biến, trang trại của ông đã tiết kiệm được khoảng 30% lượng nước và 20% lượng phân bón, đồng thời tăng năng suất cây trồng lên 15%. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.
Trường hợp ứng dụng
Trường hợp 1: Trang trại Oasis ở Eastern Cape
Lý lịch:
Tọa lạc tại tỉnh Eastern Cape, Nam Phi, trang trại Oasis có diện tích khoảng 500 ha và chủ yếu trồng ngô và đậu nành. Do lượng mưa thất thường trong những năm gần đây, nông dân Peter van der Merwe đã và đang tìm cách sử dụng nước hiệu quả hơn.
Ứng dụng cảm biến:
Đầu năm 2024, Peter đã lắp đặt 50 cảm biến đất trên trang trại, được phân bổ trên các lô đất khác nhau để theo dõi độ ẩm, nhiệt độ và hàm lượng dinh dưỡng của đất theo thời gian thực. Mỗi cảm biến gửi dữ liệu lên nền tảng đám mây cứ sau 15 phút, và Peter có thể xem dữ liệu theo thời gian thực thông qua ứng dụng di động.
Kết quả cụ thể:
1. Tưới tiêu chính xác:
Sử dụng dữ liệu cảm biến, Peter nhận thấy độ ẩm đất ở một số lô đất giảm đáng kể trong một khoảng thời gian nhất định, trong khi ở những lô khác vẫn ổn định. Anh đã điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu dựa trên dữ liệu này và triển khai chiến lược tưới tiêu theo vùng. Kết quả là, lượng nước tưới tiêu giảm khoảng 35%, trong khi năng suất ngô và đậu nành tăng lần lượt 10% và 8%.
2. Tối ưu hóa việc bón phân:
Các cảm biến cũng theo dõi hàm lượng các chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho và kali trong đất. Peter đã điều chỉnh lịch bón phân dựa trên dữ liệu này để tránh bón quá nhiều. Kết quả là, lượng phân bón sử dụng đã giảm khoảng 25%, trong khi tình trạng dinh dưỡng của cây trồng được cải thiện.
3. Cảnh báo sâu bệnh:
Các cảm biến cũng giúp Peter phát hiện sâu bệnh trong đất. Bằng cách phân tích dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm đất, anh có thể dự đoán sự xuất hiện của sâu bệnh và thực hiện các biện pháp phòng ngừa để giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu.
Phản hồi từ Peter van der Mewe:
Nhờ cảm biến đất, tôi có thể quản lý trang trại một cách khoa học hơn. Trước đây, tôi luôn lo lắng về việc tưới tiêu quá mức hay bón phân, giờ đây tôi có thể đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu thực tế. Điều này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.
Trường hợp 2: “Vườn nho đầy nắng” ở Western Cape
Lý lịch:
Tọa lạc tại tỉnh Western Cape, Nam Phi, Sunshine Vineyards nổi tiếng với việc sản xuất rượu vang chất lượng cao. Chủ sở hữu vườn nho, bà Anna du Plessis, đang phải đối mặt với thách thức về năng suất và chất lượng nho suy giảm do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nho.
Ứng dụng cảm biến:
Vào giữa năm 2024, Anna đã lắp đặt 30 cảm biến đất trong các vườn nho, được phân bổ theo các giống nho khác nhau để theo dõi độ ẩm đất, nhiệt độ và hàm lượng dinh dưỡng theo thời gian thực. Anna cũng sử dụng cảm biến thời tiết để theo dõi dữ liệu như nhiệt độ không khí, độ ẩm và tốc độ gió.
Kết quả cụ thể:
1. Quản lý tốt:
Nhờ dữ liệu cảm biến, Anna có thể nắm bắt chính xác điều kiện đất dưới mỗi cây nho. Dựa trên dữ liệu này, cô điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu, bón phân và áp dụng các biện pháp quản lý tiên tiến. Nhờ đó, năng suất và chất lượng nho, cũng như chất lượng rượu vang, đã được cải thiện đáng kể.
2. Quản lý tài nguyên nước:
Các cảm biến đã giúp Anna tối ưu hóa việc sử dụng nước. Cô nhận thấy độ ẩm đất ở một số lô đất quá cao trong một số thời điểm nhất định, dẫn đến tình trạng thiếu oxy ở rễ cây nho. Bằng cách điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu, cô đã tránh được tình trạng tưới quá nhiều nước và tiết kiệm nước.
3. Khả năng thích ứng với khí hậu:
Cảm biến thời tiết giúp Anna theo dõi sát sao tác động của biến đổi khí hậu lên vườn nho của mình. Dựa trên dữ liệu về nhiệt độ và độ ẩm không khí, cô đã điều chỉnh các biện pháp cắt tỉa và che bóng cho cây nho để cải thiện khả năng chống chịu khí hậu của cây nho.
Phản hồi từ Anna du Plessis:
Nhờ sử dụng cảm biến đất và cảm biến thời tiết, tôi đã có thể quản lý vườn nho của mình tốt hơn. Điều này không chỉ cải thiện năng suất và chất lượng nho mà còn giúp tôi hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu. Điều này sẽ rất hữu ích cho các kế hoạch trồng trọt trong tương lai của tôi.
Trường hợp 3: Trang trại thu hoạch ở KwaZulu-Natal
Lý lịch:
Trang trại Harvest tọa lạc tại tỉnh KwaZulu-Natal và chủ yếu trồng mía. Với lượng mưa thất thường trong khu vực, nông dân Rashid Patel đã tìm cách tăng sản lượng mía.
Ứng dụng cảm biến:
Trong nửa cuối năm 2024, Rashid đã lắp đặt 40 cảm biến đất trên trang trại, được phân bổ trên các lô đất khác nhau để theo dõi độ ẩm, nhiệt độ và hàm lượng dinh dưỡng của đất theo thời gian thực. Ông cũng sử dụng máy bay không người lái để chụp ảnh trên không và theo dõi sự phát triển của cây mía.
Kết quả cụ thể:
1. Tăng sản lượng:
Nhờ dữ liệu cảm biến, Rashid đã nắm bắt chính xác tình trạng đất của từng lô đất. Ông điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu và bón phân dựa trên dữ liệu này, đồng thời triển khai các chiến lược canh tác chính xác. Kết quả là, năng suất mía tăng khoảng 15%.
2. Tiết kiệm tài nguyên:
Các cảm biến đã giúp Rashid tối ưu hóa việc sử dụng nước và phân bón. Dựa trên dữ liệu về độ ẩm đất và hàm lượng dinh dưỡng, anh đã điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu và bón phân để tránh tưới quá nhiều nước và bón phân quá mức, đồng thời tiết kiệm tài nguyên.
3. Quản lý dịch hại:
Các cảm biến cũng giúp Rashid phát hiện sâu bệnh trong đất. Dựa trên dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm của đất, ông đã thực hiện các biện pháp phòng ngừa để giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu.
Phản hồi từ Rashid Patel:
Nhờ sử dụng cảm biến đất, tôi có thể quản lý trang trại một cách khoa học hơn. Điều này không chỉ giúp tăng năng suất mía mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường. Tôi dự định sẽ mở rộng việc sử dụng cảm biến trong tương lai để đạt hiệu quả sản xuất nông nghiệp cao hơn nữa.”
Hỗ trợ của chính phủ và công ty công nghệ
Chính phủ Nam Phi rất coi trọng việc phát triển nông nghiệp chính xác và cung cấp một số hỗ trợ chính sách và trợ cấp tài chính. "Bằng cách thúc đẩy công nghệ nông nghiệp chính xác, chúng tôi hy vọng sẽ cải thiện hiệu quả sản xuất nông nghiệp, bảo vệ an ninh lương thực quốc gia và thúc đẩy phát triển bền vững", vị quan chức chính phủ cho biết.
Một số công ty công nghệ cũng tích cực tham gia, cung cấp nhiều loại cảm biến đất và nền tảng phân tích dữ liệu. Các công ty này không chỉ cung cấp thiết bị phần cứng mà còn cung cấp đào tạo kỹ thuật và dịch vụ hỗ trợ cho nông dân để giúp họ tận dụng tốt hơn các công nghệ mới này.
Triển vọng tương lai
Với sự tiến bộ và phổ biến không ngừng của công nghệ cảm biến đất, nông nghiệp Nam Phi sẽ mở ra một kỷ nguyên nông nghiệp thông minh và hiệu quả hơn. Trong tương lai, các cảm biến này có thể được kết hợp với máy bay không người lái, máy móc nông nghiệp tự động và các thiết bị khác để tạo thành một hệ sinh thái nông nghiệp thông minh hoàn chỉnh.
Tiến sĩ John Smith, chuyên gia nông nghiệp Nam Phi, cho biết: “Cảm biến đất là một phần quan trọng của nông nghiệp chính xác. Với những cảm biến này, chúng ta có thể hiểu rõ hơn nhu cầu của đất và cây trồng, cho phép sản xuất nông nghiệp hiệu quả hơn. Điều này không chỉ giúp tăng sản lượng lương thực mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường và góp phần phát triển bền vững.”
Phần kết luận
Nông nghiệp Nam Phi đang trải qua quá trình chuyển đổi công nghệ. Việc ứng dụng rộng rãi các cảm biến đất không chỉ cải thiện hiệu quả sản xuất nông nghiệp mà còn mang lại lợi ích kinh tế thực sự cho người nông dân. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự hỗ trợ về chính sách, nông nghiệp chính xác sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng ở Nam Phi và trên toàn cầu, đóng góp tích cực vào việc đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững.
Thời gian đăng: 20-01-2025