Trước tác động ngày càng gia tăng của biến đổi khí hậu toàn cầu đối với sản xuất nông nghiệp, nông dân ở Nam Phi đang tích cực tìm kiếm các công nghệ tiên tiến để đáp ứng những thách thức này. Việc áp dụng rộng rãi công nghệ cảm biến đất tiên tiến ở nhiều vùng của Nam Phi đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới nông nghiệp chính xác trong ngành nông nghiệp của nước 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 xuất cây trồng. Bằng cách theo dõi điều kiện đất đai trong thời gian thực, nông dân có thể quản lý ruộng đồng của mình 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 trên các trang trại trên khắp cả nước.
Cảm biến đất hoạt động như thế nào?
Các cảm biến này được nhúng trong đất và có khả năng theo dõi các chỉ số quan trọng như độ ẩm, nhiệt độ, hàm lượng dinh dưỡng và độ dẫn điện trong 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 của họ và nhận được lời khuyên canh tác cá nhân hóa.
Ví dụ, khi các cảm biến phát hiện độ ẩm đất thấp hơn một ngưỡng nhất định, hệ thống sẽ tự động cảnh báo nông dân tưới tiêu. Tương tự, nếu đất không có đủ chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho và kali, hệ thống sẽ khuyên nông dân bón đúng lượng phân bón. Phương pháp quản lý chính xác này không chỉ nâng cao hiệu quả sinh trưởng của cây trồng mà còn giảm thiểu lãng phí nước, phân bón và các tài nguyên khác.
Thu nhập thực tế của nông dân
Tại một trang trại ở tỉnh Eastern Cape của Nam Phi, nông dân John Mbelele đã sử dụng cảm biến đất trong vài tháng nay. “Trước đây, chúng tôi phải dựa vào kinh nghiệm và các phương pháp truyền thống để đánh giá thời điểm tưới tiêu và bón phân. Giờ đây, với các cảm biến này, tôi có thể biết chính xác tình trạng của đất, điều này giúp tôi tự tin hơn về sự phát triển của cây trồng.”
Ông Mbele cũng lưu ý rằng nhờ sử dụng các cảm biến, trang trại của ông sử dụng ít hơn khoảng 30% nước và 20% phân bón, đồng thời năng suất cây trồng tăng 15%. Điều này không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn giảm tác động đến môi trường.
Trường hợp ứng dụng
Trường hợp 1: Trang trại Oasis ở vùng Eastern Cape
Lý lịch:
Nằm ở tỉnh Eastern Cape của 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 khu vực những năm gần đây, nông dân Peter van der Merwe đã tìm kiếm các phương pháp để sử dụng nước hiệu quả hơn.
Ứng dụng của cảm biến:
Đầu năm 2024, Peter đã lắp đặt 50 cảm biến đất trên trang trại, được phân bố khắp các thửa ruộng 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 đó theo thời gian thực thông qua ứng dụng di động.
Kết quả cụ thể:
1. Tưới tiêu chính xác:
Dựa trên dữ liệu từ cảm biến, Peter nhận thấy độ ẩm đất ở một số thửa ruộng giảm đáng kể trong một khoảng thời gian nhất định, trong khi ở những thửa ruộng khác, độ ẩm vẫn ổn định. Ông đã điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu dựa trên dữ liệu này và áp dụng chiến lược tưới theo vùng. Kết quả là, lượng nước tưới giảm khoảng 35%, trong khi năng suất ngô và đậu tương 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 của mình 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 về 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 của đất, anh ấy có thể dự đoán sự xuất hiện của sâu bệnh và đưa ra các biện pháp phòng ngừa để giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu.
Phản hồi từ Peter van der Mewe:
“Nhờ sử dụng cảm biến đất, tôi đã có thể quản lý trang trại của mình một cách khoa học hơn. Trước đây, tôi luôn lo lắng về việc tưới tiêu hoặc bón phân quá nhiều, giờ đây tôi có thể đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu thực tế. Điều này không chỉ giúp tăng sản lượng mà còn giảm tác động đến môi trường.”
Trường hợp 2: “Sunny Vineyards” ở vùng Western Cape
Lý lịch:
Nằm ở tỉnh Western Cape của Nam Phi, Sunshine Vineyards nổi tiếng với việc sản xuất rượu vang chất lượng cao. Chủ vườn nho Anna du Plessis đang đối mặt với thách thức về năng suất và chất lượng nho giảm sút do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất rượu vang.
Ứng dụng của cảm biến:
Vào giữa năm 2024, Anna đã lắp đặt 30 cảm biến đất trong các vườn nho, được phân bố dưới các giống nho khác nhau để theo dõi độ ẩm, nhiệt độ và hàm lượng dinh dưỡng của đất theo thời gian thực. Anna cũng sử dụng các cảm biến thời tiết để theo dõi các dữ liệu như nhiệt độ không khí, độ ẩm và tốc độ gió.
Kết quả cụ thể:
1. Quản lý tốt:
Nhờ sử dụng dữ liệu từ cảm biến, Anna có thể hiểu chính xác điều kiện đất đai dưới mỗi cây nho. Dựa trên những dữ liệu này, cô đã điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu và bón phân, đồng thời áp dụng các biện pháp quản lý tinh tế hơn. Kết quả là, năng suất và chất lượng nho đã được cải thiện đáng kể, cũng như chất lượng rượu vang.
2. Quản lý tài nguyên nước:
Các cảm biến đã giúp Anna tối ưu hóa việc sử dụng nước. Cô phát hiện ra rằng độ ẩm đất ở một số thửa ruộng quá cao trong một số thời điểm nhất định, dẫn đến thiếu oxy ở rễ cây nho. Bằng cách điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu, cô đã tránh được tình trạng tưới quá nhiều và tiết kiệm nước.
3. Khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu:
Các cảm biến thời tiết giúp Anna nắm bắt được tác động của biến đổi khí hậu lên vườn nho của mình. Dựa trên dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm không khí, cô đã điều chỉnh các biện pháp cắt tỉa và che nắng cho cây nho để tăng khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu.
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 kế hoạch trồng trọt trong tương lai của tôi.”
Trường hợp 3: Trang trại Harvest ở KwaZulu-Natal
Lý lịch:
Trang trại Harvest nằm ở tỉnh KwaZulu-Natal và chủ yếu trồng mía. Do lượng mưa thất thường trong khu vực, nông dân Rashid Patel đã tìm kiếm các phương pháp để tăng sản lượng mía.
Ứng dụng của cảm biến:
Trong nửa cuối năm 2024, Rashid đã lắp đặt 40 cảm biến đất trên trang trại, được phân bố khắp các thửa ruộng khác nhau để theo dõi độ ẩm, nhiệt độ và hàm lượng dinh dưỡng của đất theo thời gian thực. Anh cũng sử dụng máy bay không người lái để chụp ảnh từ trên cao và theo dõi sự phát triển của cây mía.
Kết quả cụ thể:
1. Tăng sản lượng:
Nhờ dữ liệu từ cảm biến, Rashid đã có thể hiểu chính xác tình trạng đất của từng thửa ruộng. Anh điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu và bón phân dựa trên dữ liệu này, áp dụng các chiến lược nông nghiệp 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 chất dinh dưỡng, anh ấy đã điều chỉnh kế hoạch tưới tiêu và bón phân để tránh tưới quá nhiều và 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 về nhiệt độ và độ ẩm của đất, anh đã thực hiện các biện pháp phòng ngừa để giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu.
Phản hồi từ Rashid Patel:
“Nhờ sử dụng cảm biến đất, tôi đã có thể quản lý trang trại của mình một cách khoa học hơn. Điều này không chỉ làm tăng năng suất mía mà còn giảm tác động đến môi trường. Tôi dự định sẽ tiếp tục mở rộng việc sử dụng cảm biến trong tương lai để đạt được hiệu quả sản xuất nông nghiệp cao hơn.”
Sự hỗ trợ từ chính phủ và các công ty công nghệ
Chính phủ Nam Phi rất coi trọng việc phát triển nông nghiệp chính xác và cung cấp nhiều chính sách hỗ trợ cũng như trợ cấp tài chính. Một quan chức chính phủ cho biết: “Bằng cách thúc đẩy công nghệ nông nghiệp chính xác, chúng tôi hy vọng sẽ nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và thúc đẩy phát triển bền vững”.
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 sử dụng tốt hơn các công nghệ mới này.
Triển vọng tương lai
Với sự phát triển và phổ biến không ngừng của công nghệ cảm biến đất, nông nghiệp ở Nam Phi sẽ bước vào 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, một chuyên gia nông nghiệp người Nam Phi, cho biết: “Cảm biến đất là một phần quan trọng của nông nghiệp chính xác. Với các 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 tác động đến môi trường và góp phần vào sự phát triển bền vững.”
Phần kết luận
Nông nghiệp Nam Phi đang trải qua một cuộc chuyển đổi mạnh mẽ nhờ công nghệ. Việc ứng dụng rộng rãi các cảm biến đất không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp mà còn mang lại lợi ích kinh tế thiết thực cho nông dân. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự hỗ trợ chính sách, nông nghiệp chính xác sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng ở Nam Phi và trên toàn cầu, góp phần tích cực vào việc đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững.
Thời gian đăng bài: 20/01/2025