‘Điểm nhấn’ trong nông nghiệp 2024

Tăng trưởng lương thực thế giới

Theo báo cáo của Tổ chức Lương - Nông Liên hiệp quốc (FAO), dân số thế giới dự kiến sẽ đạt 9,1 tỷ người vào năm 2050, cao hơn 34% so với năm 2023. Để nuôi sống lượng người ngày càng tăng này, lương thực phải tăng tới 70%. Điều này có thể hiểu, sản lượng thịt hằng năm tăng hơn 200 triệu tấn và sản lượng ngũ cốc mỗi năm thêm 3 tỷ tấn.

Trong khi đó, khai thác tài nguyên thiên nhiên đang phát triển với tốc độ kinh ngạc. Hậu quả, lạm dụng nhiên liệu hóa thạch sẽ làm tăng ô nhiễm không khí, có thể gây ra 8,8 triệu ca tử vong mỗi năm. Nông nghiệp đóng một vai trò quan trọng ở đây, với hoạt động sản xuất chiếm 40% lượng khí thải của hệ thống thực phẩm toàn cầu.

Nông nghiệp chính xác, một phân khúc công nghệ nông nghiệp (agtech), đã phát triển nhằm đáp ứng những thách thức ngày càng gia tăng trong sản xuất lương thực. Hiện tại, các công ty trên thế giới đang ngày càng đầu tư nhiều hơn cho các giải pháp công nghệ tiên tiến.

Theo một báo cáo gần đây của công ty tư vấn Mỹ McKinsey, nông dân từ Châu Âu (EU) và Bắc Mỹ đang dẫn đầu trong việc áp dụng công nghệ nông nghiệp trên thế giới, với tỷ lệ lần lượt là 62% và 61%.

Đối với các giải pháp cụ thể được sử dụng trong môi trường nông nghiệp, phần mềm quản lý quy trình làm việc tại trang trại đứng đầu danh sách (21% nông dân đã áp dụng giải pháp này), tiếp theo là hệ thống nông nghiệp chính xác và cảm biến (15% đang sử dụng công nghệ này).

Dự báo xu hướng nông nghiệp trong năm 2024

Cảm biến IoT và thông minh

Thị trường IoT trong nông nghiệp lên tới 13,61 tỷ USD vào năm 2022 và ước tính đạt 33,57 tỷ USD vào năm 2032. Cảm biến cũng được triển khai tích cực trong lĩnh vực này, trị giá ước tính khoảng 1,8 tỷ USD vào năm 2023 và dự kiến là 3,1 tỷ USD vào năm 2028.

Sự phổ biến của cảm biến và IoT trong nông nghiệp không có gì đáng ngạc nhiên khi xét đến giá trị mà các công nghệ này mang lại. Dưới đây là các trường hợp sử dụng phù hợp nhất:

Quản lý cây trồng: Các thiết bị IoT thu thập dữ liệu cần thiết như tình trạng cây trồng và độ ẩm của lá để phát hiện bệnh nhanh chóng và điều chỉnh lịch tưới. Giúp ngăn ngừa thiệt hại về năng suất cây trồng và đảm bảo tính bền vững cao hơn.

Giám sát nhà kính giả định: Bằng việc đo các thông số như nhiệt độ không khí, mức độ chiếu sáng, độ ẩm và điều kiện đất để tăng năng suất và tối ưu hóa chi tiêu tài nguyên.

Giám sát gia súc: Tận dụng các cảm biến IoT gắn trên động vật để theo dõi tình trạng sức khỏe của gia súc và ghi lại hoạt động của chúng. Cách tiếp cận này giúp ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh nhiễm trùng có thể xảy ra.

Tưới nước thông minh: Cảm biến độ ẩm đất được đặt tại các vị trí và độ sâu xác định trước trên đồng ruộng giúp các nhà nông học xác định mức nước cần thiết cho một khu vực cụ thể, tăng cường quy hoạch tưới tiêu.

Quản lý phân bón: Cảm biến điện hóa phân tích chính xác các thông số như độ pH và chất dinh dưỡng trong đất để đo độ phì nhiêu của đất và giúp đưa ra quyết định sáng suốt hơn về việc gieo hạt và bón phân.

Trí tuệ nhân tạo

Việc sử dụng trí tuệ nhân tạo trong nông nghiệp đang tăng vọt, với thị phần tăng từ 1,7 tỷ USD vào năm 2023 lên mức dự kiến là 4,7 tỷ USD vào năm 2028. Trí tuệ nhân tạo (AI) được áp dụng rộng rãi trong nông nghiệp để cải tiến quy trình quản lý dữ liệu.

Ví dụ, bằng cách dự đoán các kiểu thời tiết (dựa trên dữ liệu lịch sử và thời gian thực) cũng như theo dõi đất và cây trồng, thuật toán AI có thể giúp các nhà nông học tối ưu hóa việc sử dụng nước và phân bón, đồng thời giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính.

Ngoài ra nó còn giúp theo dõi đối tượng và phát hiện bất thường của nó giúp phát hiện chính xác côn trùng và cỏ dại, phát hiện cũng như ngăn chặn hành vi hung hăng của gia súc và phát hiện bệnh thực vật.

Phương tiện không người lái

UAV hoặc máy bay không người lái đại diện cho một xu hướng khác đáng để theo dõi trong những năm tới. Năm 2022, thị trường máy bay không người lái trong nông nghiệp đạt 1,1 tỷ USD. Đến năm 2032, con số đó được dự đoán sẽ đạt 7,19 tỷ USD.

Dưới đây là một số trường hợp sử dụng hỗ trợ mức tăng trưởng dự kiến:

Được trang bị siêu âm, GPS và tia laser, máy bay không người lái gieo hạt và phun thuốc; giúp tối đa hóa hiệu quả bằng cách che phủ những điểm khó tiếp cận và nguy hiểm như vị trí ngập nước, cánh đồng nhỏ, sườn dốc... UAV có thể quản lý thuốc trừ sâu nhanh hơn tới 5 lần so với thiết bị thông thường, tiết kiệm tới 60% nguyên liệu.

Máy bay không người lái giám sát cây trồng cung cấp dữ liệu có độ phân giải cao về điều kiện thực vật, hỗ trợ thuật toán AI với số lượng cây trồng chính xác cũng như phát hiện các khu vực bị căng thẳng và tình trạng nhiễm bệnh.

Máy bay không người lái phân tích đồng ruộng cho phép nông dân tạo bản đồ 3D của đất để phân tích chất lượng đất, bao gồm độ ẩm, hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng và phát hiện vùng chết.

Thiết bị nông trại tự trị

Được định giá ở mức 1,03 tỷ USD vào năm 2023, thị trường máy kéo tự hành toàn cầu được dự báo sẽ đạt mức đáng kinh ngạc 3,29 tỷ USD vào năm 2028.

Ngoài việc cung cấp quyền tự chủ hoàn toàn trong các nhiệm vụ như gặt, thu hoạch, đập và sàng, máy kéo tự động còn tận dụng camera, cảm biến và công nghệ GPS tầm nhìn 360 độ để thực hiện các chức năng khác. Trong số đó có việc theo dõi hiệu suất cũng như phát hiện những thay đổi trong môi trường, bao gồm các thông số đất, sức khỏe thực vật và điều kiện thời tiết.

Máy móc tự động như vậy cũng có thể được sử dụng trong các trang trại bò sữa. Tính năng này giúp tăng năng suất và lợi nhuận bằng cách giảm tỷ lệ từ chối thức ăn xuống dưới 4%, do đó tiết kiệm cho trang trại tới 80.000 USD mỗi năm.

Phân tích nâng cao

Một xu hướng canh tác khác cần được quan tâm đặc biệt là phân tích dữ liệu. Như một báo cáo gần đây cho biết, thị trường phân tích dữ liệu lớn trong nông nghiệp được đánh giá là 1,24 tỷ USD vào năm 2022 và dự kiến sẽ đạt 3,95 tỷ USD vào năm 2030.

Để có được những hiểu biết có giá trị, một lượng lớn dữ liệu phi cấu trúc được thu thập bởi cảm biến, máy bay không người lái và các thiết bị khác phải được xử lý và phân tích sâu. Phân tích dữ liệu nâng cao phát huy tác dụng cho việc dự đoán năng suất, giúp quyết định nên sử dụng loại thuốc trừ sâu nào, khi nào và bao nhiêu; giúp bảo trì dự đoán…

Canh tác chính xác

Thuật ngữ nông nghiệp này giả định trước việc sử dụng kết hợp các công nghệ như IoT, AI/ML, UAV, viễn thám, robot và dữ liệu lớn để tự động hóa một loạt hoạt động nông nghiệp. Vào năm 2022, thị trường nông nghiệp chính xác là 9,8 tỷ USD và dự kiến sẽ vượt 34,01 tỷ USD vào năm 2032.

Canh tác chính xác giúp tăng năng suất, tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và cắt giảm chi phí.

Nông nghiệp tái sinh

Để đảm bảo độ bền của đất để có thể tiếp tục nuôi sống hành tinh, nông dân bắt đầu áp dụng phương pháp gọi là nông nghiệp tái tạo hay canh tác carbon. Hoạt động này tập trung vào việc làm cho đất hấp thụ và giữ được nhiều cacbon hơn thông qua công nghệ. Bao gồm:

Phần mềm quản lý trang trại giúp cải tiến lịch trình trồng trọt và thu hoạch, quản lý vật nuôi, tồn kho, ngân sách và chuỗi cung ứng nông nghiệp.

Thiết bị nông nghiệp được dẫn đường bằng GPS cho phép sử dụng phân bón và hạt giống một cách chính xác với tỷ lệ thay đổi.

Kết hợp với AI, hình ảnh vệ tinh ghi lại hình ảnh các cánh đồng để theo dõi sức khỏe cây trồng, đánh giá điều kiện đất đai, tối ưu hóa việc quản lý cánh đồng theo từng vùng và đánh giá các kiểu thời tiết để dự đoán lũ lụt và hạn hán.

Hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED (điốt phát sáng) để tối ưu hóa cường độ và thời gian của ánh sáng mặt trời để tạo điều kiện lý tưởng cho cây trồng.

Ngoài ra còn phải kể đến kỹ thuật canh tác nông nghiệp không cần đất cũng góp phần vào sự bền vững và đa dạng sinh học như thủy canh, khí canh….

Công nghệ sinh học

Một trong những xu hướng hiện nay trong nông nghiệp là công nghệ sinh học. Thị trường toàn cầu cho lĩnh vực khoa học nông nghiệp này đạt mức đáng kinh ngạc là 106,62 tỷ USD vào năm 2022 và dự kiến sẽ đạt mốc 242,17 tỷ USD vào năm 2032.

Cách tiếp cận mới này có nghĩa là sửa đổi các sinh vật sống để trồng cây chuyển gen có khả năng kháng sâu bệnh, khả năng chịu bệnh, khả năng phục hồi hạn hán cực tốt, và tiềm năng sinh lời cao hơn.

Phương pháp này cũng bao gồm việc sản xuất các giải pháp thân thiện với môi trường như thuốc diệt cỏ sinh học, thuốc trừ sâu sinh học, nhựa sinh học và phân bón sinh học - để loại bỏ các vấn đề độc tính trong đất và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

Kỹ thuật di truyền cũng được sử dụng để sửa đổi bộ gene của động vật, do đó cải thiện sự phù hợp của chúng đối với nông nghiệp bằng cách tăng cường tốc độ tăng trưởng và khiến chúng có khả năng kháng bệnh tốt hơn.