Tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp là gì?

 

Tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp là việc ứng dụng công nghệ, máy móc và hệ thống điều khiển tự động (như cảm biến, trí tuệ nhân tạo, robot, IoT...) vào các khâu của quá trình sản xuất nông nghiệp nhằm thay thế hoặc hỗ trợ con người trong các công việc lặp đi lặp lại, nặng nhọc hoặc đòi hỏi độ chính xác cao.

Mục tiêu của tự động hóa là nâng cao năng suất, giảm chi phí lao động, tối ưu hóa tài nguyên (nước, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật...), đồng thời giúp kiểm soát tốt hơn chất lượng nông sản và bảo vệ môi trường.
 

 

Ứng dụng phổ biến của tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp

Ứng dụng tự động hóa đang ngày càng trở nên phổ biến trong sản xuất nông nghiệp, mang lại nhiều lợi ích vượt trội. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến nhất:
 

1. Hệ thống tưới tiêu tự động

 

Hệ thống tưới tiêu tự động là một trong những ứng dụng cơ bản và phổ biến nhất của tự động hóa trong nông nghiệp. Thay vì phương pháp tưới truyền thống đòi hỏi nhiều nhân công và thời gian, các hệ thống tưới tiêu tự động cho phép nông dân kiểm soát chính xác lượng nước và thời gian tưới.

Các hệ thống này thường được trang bị cảm biến độ ẩm đất, điều kiện thời tiết và nhu cầu của cây trồng. Dựa trên dữ liệu thu thập được, hệ thống sẽ tự động kích hoạt việc tưới nước khi cần thiết, đảm bảo cây trồng được cung cấp đủ nước mà không gây lãng phí. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nguồn nước ngày càng khan hiếm.
 

Hệ thống tưới nhỏ giọt và tưới phun sương tự động cũng góp phần giảm thiểu lượng nước sử dụng đến 60% so với phương pháp tưới truyền thống, đồng thời giảm thiểu hiện tượng xói mòn đất và rửa trôi dinh dưỡng.
 

2. Máy bay nông nghiệp

 

Máy bay không người lái (drone) và các phương tiện bay khác đang ngày càng phổ biến trong nông nghiệp. Những thiết bị này cung cấp góc nhìn toàn cảnh từ trên cao, cho phép nông dân giám sát tình trạng mùa màng trên diện tích lớn một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Máy bay nông nghiệp được trang bị các camera đa phổ và cảm biến nhiệt có thể phát hiện sớm dấu hiệu của bệnh dịch, thiếu nước hoặc dinh dưỡng thông qua việc phân tích màu sắc và nhiệt độ của cây trồng. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để phun thuốc trừ sâu, phân bón một cách chính xác và đồng đều, giảm thiểu tác động đến môi trường và tiết kiệm chi phí đầu vào.

Việc áp dụng máy bay nông nghiệp cũng giúp giảm thiểu rủi ro sức khỏe cho người nông dân do không phải tiếp xúc trực tiếp với các loại hóa chất độc hại trong quá trình phun thuốc bảo vệ thực vật.
 

3. Robot nông nghiệp

 

Hiện nay, robot nông nghiệp (hay còn gọi là “agrobot”) đang dần thay thế con người trong nhiều công đoạn sản xuất, từ gieo trồng, chăm sóc đến thu hoạch. Các robot được thiết kế với nhiều chức năng khác nhau như làm đất, gieo hạt, diệt cỏ dại và thu hoạch.

Những robot làm cỏ thông minh có thể phân biệt giữa cây trồng và cỏ dại, loại bỏ cỏ dại một cách chính xác mà không làm hại đến cây trồng. Điều này giúp giảm đáng kể việc sử dụng thuốc diệt cỏ, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe người tiêu dùng.
 

Robot thu hoạch được trang bị các cảm biến và trí tuệ nhân tạo có thể nhận diện trái cây hoặc rau củ đã chín, thu hoạch chúng một cách nhẹ nhàng không gây tổn hại. Đặc biệt, các robot này có thể hoạt động 24/7, giúp tăng năng suất và giải quyết vấn đề thiếu lao động mùa vụ.

Trong tương lai gần, robot nông nghiệp sẽ ngày càng thông minh hơn với khả năng tự học và thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau, mở ra tiềm năng lớn cho việc phát triển nông nghiệp chính xác và bền vững.
 

4. Nhà kính thông minh

 

Nhà kính thông minh là một hệ thống khép kín được trang bị các thiết bị tự động hóa, cho phép kiểm soát toàn diện môi trường sinh trưởng của cây trồng. Thông qua việc điều chỉnh ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, CO2 và các yếu tố khác, nhà kính thông minh tạo ra điều kiện tối ưu cho cây trồng phát triển, bất kể điều kiện thời tiết bên ngoài.

Các cảm biến được lắp đặt trong nhà kính liên tục thu thập dữ liệu về tình trạng cây trồng và môi trường. Dựa trên những dữ liệu này, hệ thống tự động điều chỉnh các thông số nhằm tối ưu hóa năng suất và chất lượng sản phẩm. Ví dụ, khi phát hiện độ ẩm trong không khí quá cao, hệ thống sẽ tự động kích hoạt quạt thông gió hoặc mở cửa sổ.
 

Trong nhà kính thông minh, việc tưới nước và bón phân cũng được tự động hóa với độ chính xác cao, đảm bảo cây trồng nhận được đúng lượng nước và dinh dưỡng cần thiết. Điều này không chỉ tiết kiệm tài nguyên mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

Công nghệ nhà kính thông minh còn cho phép canh tác quanh năm, không phụ thuộc vào mùa vụ, đồng thời giảm thiểu rủi ro do thiên tai và sâu bệnh, nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.
 

5. Hệ thống quản lý trại chăn nuôi tự động

 

Trong lĩnh vực chăn nuôi, tự động hóa đang tạo ra những bước tiến đáng kể với các hệ thống quản lý trại thông minh. Những hệ thống này tích hợp nhiều công nghệ như cảm biến, camera giám sát và phần mềm phân tích dữ liệu để theo dõi sức khỏe, hoạt động và năng suất của vật nuôi.

Các cảm biến gắn trên vật nuôi hoặc trong chuồng trại có thể theo dõi nhiệt độ cơ thể, nhịp tim, mẫu hình vận động và các chỉ số sức khỏe khác. Những dữ liệu này giúp phát hiện sớm dấu hiệu bệnh tật, chu kỳ sinh sản và các vấn đề khác, cho phép can thiệp kịp thời trước khi tình trạng trở nên nghiêm trọng.

Hệ thống cho ăn tự động cung cấp thức ăn theo lịch trình hoặc nhu cầu của từng cá thể vật nuôi, đảm bảo dinh dưỡng tối ưu và giảm thiểu lãng phí. Tương tự, hệ thống vắt sữa tự động cho phép bò tự chọn thời điểm vắt sữa, tăng năng suất và cải thiện phúc lợi động vật.

Ngoài ra, các hệ thống quản lý môi trường tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và thông gió trong chuồng trại, tạo ra môi trường sống thoải mái cho vật nuôi, góp phần nâng cao sức khỏe và năng suất.
 

Lợi ích của tự động hóa trong nông nghiệp

 

Tự động hóa trong nông nghiệp mang lại nhiều lợi ích thiết thực, góp phần thay đổi toàn diện cách thức sản xuất truyền thống. 

• Tăng năng suất lao động: Máy móc và hệ thống tự động giúp hoàn thành công việc nhanh chóng và liên tục, không phụ thuộc vào sức người.
• Tiết kiệm chi phí vận hành: Giảm nhu cầu sử dụng lao động phổ thông, tiết kiệm nguyên vật liệu nhờ kiểm soát chính xác lượng nước, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật.
• Nâng cao chất lượng nông sản: Tự động hóa giúp kiểm soát môi trường và quá trình sản xuất chặt chẽ, từ đó tạo ra sản phẩm đồng đều, đạt tiêu chuẩn cao hơn.
• Giảm rủi ro và sai sót trong sản xuất: Các hệ thống tự động hoạt động theo quy trình lập trình sẵn nên hạn chế được lỗi do con người gây ra.
• Thích ứng với biến đổi khí hậu và thiếu hụt lao động: Công nghệ tự động giúp nông dân duy trì sản xuất ổn định trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc thiếu lao động thời vụ.
  Góp phần phát triển nông nghiệp bền vững: Sử dụng hiệu quả tài nguyên và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên.

Thách thức và hạn chế tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp

 

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, việc ứng dụng tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp cũng đối mặt với không ít thách thức như:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Các thiết bị và hệ thống tự động hóa đòi hỏi nguồn vốn lớn, gây khó khăn cho nông hộ nhỏ hoặc cá nhân có nguồn lực hạn chế.
• Thiếu kỹ năng và kiến thức công nghệ: Nhiều nông dân chưa được đào tạo bài bản về công nghệ, dẫn đến khó khăn trong việc vận hành, bảo trì và khắc phục sự cố thiết bị.
• Phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng: Tự động hóa cần mạng điện ổn định, internet và hệ thống dữ liệu đồng bộ, trong khi nhiều vùng nông thôn còn thiếu các điều kiện này.
• Chi phí bảo trì và thay thế linh kiện: Khi thiết bị hỏng hóc, việc sửa chữa hoặc thay thế linh kiện có thể tốn kém và mất thời gian, đặc biệt nếu không có đại lý kỹ thuật gần nơi sản xuất.
• Tâm lý ngại thay đổi: Một bộ phận nông dân vẫn quen với phương pháp canh tác truyền thống, còn e dè với công nghệ mới vì lo ngại rủi ro và hiệu quả chưa rõ ràng.

Thực trạng ứng dụng công nghệ vào sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam

 

Những năm gần đây, làn sóng đầu tư vào lĩnh vực nông nghiệp, đặc biệt là nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao, tự động hóa, nông nghiệp xanh, ngày càng thể hiện rõ vai trò trong chiến lược phát triển của nhiều doanh nghiệp. Dù vậy, theo số liệu từ Bộ Nông nghiệp và Môi trường, tỷ lệ doanh nghiệp thực sự hoạt động chuyên sâu trong lĩnh vực này vẫn còn khá khiêm tốn, chỉ chiếm khoảng 1 – 2% tổng số doanh nghiệp trên cả nước.

Hiện nay, cả nước có khoảng 50.000 doanh nghiệp hoạt động trong ngành nông nghiệp, trong tổng số hơn 900.000 doanh nghiệp đang vận hành. Tuy nhiên, số lượng đơn vị áp dụng công nghệ cao vào sản xuất chỉ dao động dưới 300, và trong đó, chưa đến 50 doanh nghiệp được cấp chứng nhận đạt chuẩn nông nghiệp công nghệ cao – tương đương chưa tới 3% tổng số doanh nghiệp trong lĩnh vực này.

Nông nghiệp không chỉ đóng vai trò quan trọng khi chiếm gần 15% GDP quốc gia, mà còn là ngành đảm bảo sinh kế cho hàng triệu lao động. Song đây cũng là lĩnh vực dễ bị tổn thương trước những biến động như thời tiết cực đoan, dịch bệnh và sự bất ổn của thị trường tiêu thụ. Vì thế, thu hút sự tham gia của doanh nghiệp vào quá trình tái cấu trúc ngành nông nghiệp là bước đi thiết yếu nhằm chuyển đổi theo hướng hiện đại, xanh hóa, áp dụng số hóa và tiến tới mô hình sản xuất tuần hoàn.
 

Để thúc đẩy xu hướng này, nhiều doanh nghiệp đã kiến nghị Nhà nước tăng cường các chính sách hỗ trợ nghiên cứu và phát triển (R&D) trong nông nghiệp, đặc biệt trong các lĩnh vực then chốt như công nghệ sinh học, tự động hóa và số hóa chuỗi sản xuất. Đồng thời, việc kiểm soát chặt chẽ thị trường nội địa, chống hàng nhập khẩu kém chất lượng, không rõ nguồn gốc và tăng cường các biện pháp bảo vệ thương mại là yêu cầu cấp bách nhằm bảo vệ sản phẩm nội địa và tạo nền tảng phát triển ổn định.

Ngoài ra, các nhà quản lý và chuyên gia cũng nhấn mạnh vai trò của mô hình hợp tác công – tư (PPP) trong việc thúc đẩy phát triển bền vững ngành nông nghiệp. Mô hình này giúp tạo mối liên kết vững chắc giữa Nhà nước, doanh nghiệp và nông dân, đồng thời là cơ sở để xây dựng các vùng nguyên liệu tập trung, ổn định lâu dài.

Thực tiễn triển khai cho thấy, các chuỗi ngành hàng được tổ chức theo mô hình PPP đã mang lại hiệu quả tích cực, nhất là ở các sản phẩm nông nghiệp mũi nhọn. Tính đến cuối năm 2024, đã có 15 chuỗi ngành hàng thí điểm theo mô hình này, thu hút hơn 60 doanh nghiệp trong và ngoài nước tham gia, trong đó tập trung vào các lĩnh vực như cà phê, hồ tiêu, chè, gạo, rau quả và thủy sản.

Tự động hóa trong ngành nông nghiệp, giúp hiện đại hóa quy trình sản xuất, tối ưu hóa tài nguyên và nâng cao sức cạnh tranh của nông sản trên thị trường. Tuy còn không ít thách thức trong việc triển khai, nhưng với sự quyết tâm từ cả nhà nước, doanh nghiệp và người nông dân, tự động hóa chắc chắn sẽ trở thành nền tảng vững chắc cho một nền nông nghiệp xanh, sạch, hiệu quả và bền vững trong tương lai.

Bài viết liên quan:

• Tự động hóa trong sản xuất dệt may: Chìa khóa nâng tầm ngành dệt may Việt
• Khám phá dây chuyền sản xuất dầu ăn tự động