Chuyển đổi số trong nông nghiệp đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc cơ cấu lại ngành nông nghiệp, phát triển theo hướng hiện đại hóa, nâng cao giá trị và tính bền vững. Công cuộc này đang được các ngành, địa phương, doanh nghiệp và người dân đẩy mạnh nhằm tạo ra sự đột phá về chất lượng, năng suất, đồng thời tăng lợi thế cạnh tranh.
Chuyển đổi số trong nông nghiệp là gì?
Chuyển đổi số trong nông nghiệp là quá trình ứng dụng các công nghệ số vào mọi hoạt động nông nghiệp truyền thống, từ sản xuất đến chế biến, phân phối và tiêu thụ. Mục tiêu của chuyển đổi số trong nông nghiệp là nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả và khả năng cạnh tranh của ngành nông nghiệp. Chuyển đổi số nông nghiệp bao gồm việc sử dụng các công nghệ thông tin, cảm biến, trí tuệ nhân tạo (AI), học máy, Internet of Things (IoT),…
Các ứng dụng của chuyển đổi số trong nông nghiệp có thể bao gồm việc thu thập dữ liệu từ cảm biến để giám sát và quản lý cây trồng, độ ẩm đất, chất lượng không khí và sức khỏe của vật nuôi. Công nghệ Blockchain cũng có thể được sử dụng để theo dõi nguồn gốc và quản lý chuỗi cung ứng trong nông nghiệp.
Thực trạng trong chuyển đổi số ngành nông nghiệp hiện nay
Trong “Chương trình chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030”, nông nghiệp được xem là một trong 8 lĩnh vực được ưu tiên trong công cuộc chuyển đổi số. Dù hiện tại, quá trình này đã đạt những thành tựu nhất định, song vẫn còn tồn tại nhiều thách thức như mức độ cơ giới hóa thấp, ít công nghệ, các hoạt động canh tác, sản xuất vẫn còn được thực hiện dựa trên kinh nghiệm của nông dân.
Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, Việt Nam có hơn 9 nghìn đơn vị sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp tính đến ngày 1/7/2020. Trong số đó, có hơn 9.108 nghìn hộ; 7.418 hợp tác xã; 7.471 doanh nghiệp. Đây đều là các đơn vị sẽ tham gia trực tiếp vào chuyển đổi số nông nghiệp. Thực trạng về công cuộc chuyển đổi số nông nghiệp ở các lĩnh vực như sau:
Trong chăn nuôi
Các trang trại chăn nuôi quy mô lớn hiện nay đã và đang áp dụng các công nghệ như blockchain, IOT, công nghệ sinh học, cùng với những mô hình quản lý hiện đại, thay thế con người, điều này giúp tiết kiệm tối đa nguồn lực.
Chẳng hạn như sử dụng công nghệ Blockchain để theo dõi nguồn gốc và quản lý chuỗi cung ứng trong nông nghiệp. Thông qua hệ thống này, người tiêu dùng có thể tra cứu thông tin về nguồn gốc, quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm chăn nuôi.
Trong trồng trọt
Trong lĩnh vực trồng trọt, việc áp dụng Big data vào các sản phẩm công nghệ như phần mềm phân tích dữ liệu môi trường, phân loại cây, theo dõi quá trình cây phát triển,… Điều này giúp người tiêu dùng dễ dàng truy xuất các thông số nhằm nắm được các thông tin cụ thể về sản phẩm mình đang sử dụng.
Hay các thiết bị IoT như cảm biến, camera, thiết bị điều khiển tự động có thể được kết nối và thu thập dữ liệu để giúp giám sát, điều khiển tự động các hoạt động như tưới nước, quản lý ánh sáng và kiểm soát nhiệt độ môi trường.
Trong ngành nuôi trồng và đánh bắt thủy sản
Trong lĩnh vực nuôi trồng và đánh bắt thủy sản, việc áp dụng công nghệ sinh học để chọn lọc, lai tạo giống tốt, có năng suất cao, khả năng kháng bệnh, chống chọi với môi trường khắc nghiệt,… hay công nghệ nuôi lồng trên biển, công nghệ nano, nuôi cá nước lạnh.
Chẳng hạn như việc sử dụng cảm biến để giám sát các yếu tố quan trọng như chất lượng nước, nhiệt độ, mức độ oxy hóa, mật độ cá trong ao nuôi. Dữ liệu từ cảm biến này có thể được thu thập và phân tích để đưa ra quyết định tưới nước, sử dụng thức ăn và điều chỉnh môi trường nuôi trồng.
Giảm thiểu thiệt hại do biến đổi khí hậu
Công nghệ số có thể sử dụng để thu thập, phân tích, dự báo thông tin thời tiết và khí hậu. Dự báo chính xác về thời tiết và khí hậu có thể giúp nông dân xác định thời điểm tốt nhất để gieo trồng, thu hoạch và chăm sóc cây trồng. Ngoài ra, mô hình hóa khí hậu có thể cung cấp thông tin về xu hướng, biến đổi khí hậu để nông dân có thể điều chỉnh kế hoạch và phát triển các biện pháp ứng phó.
Bên cạnh đó, các công nghệ, kỹ thuật số cũng giúp nông dân cài đặt hệ thống giám sát và cảnh báo sớm về tình trạng sức khỏe của cây trồng, sự lây lan của dịch bệnh, tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ và độ ẩm. Nông dân có thể nhận được thông báo sớm về các vấn đề tiềm ẩn và đưa ra biện pháp phòng ngừa hoặc can thiệp kịp thời để giảm thiểu thiệt hại.
Giúp nông dân kết nối trực tiếp với người tiêu dùng
Công nghệ Blockchain và hệ thống quản lý thông tin địa lý (GIS) có thể được sử dụng để tạo ra hệ thống truy xuất nguồn gốc. Qua đó, nông dân có thể cung cấp thông tin về nguồn gốc và quá trình sản xuất của sản phẩm nông nghiệp. Người tiêu dùng truy quét mã QR hoặc tìm kiếm trên hệ thống để xem thông tin chi tiết về sản phẩm, đảm bảo biết được chất lượng, nguồn gốc của nó.
Chuyển đổi số cũng cung cấp các kênh giao tiếp, phản hồi giữa nông dân và người tiêu dùng. Các nền tảng trực tuyến cho phép người tiêu dùng gửi phản hồi, đặt câu hỏi và nhận được thông tin từ nông dân. Ngược lại, nông dân có thể cung cấp thông tin về sản phẩm, nhận phản hồi và tạo mối quan hệ trực tiếp với người tiêu dùng mà không phải qua thương lái.
Tiết kiệm thời gian và nguồn lực
Các máy móc, thiết bị nông nghiệp hiện đại có thể tự động thực hiện nhiều nhiệm vụ, giúp người nông dân tiết kiệm thời gian và công sức. Ví dụ, máy cày có thể tự động cày bừa, máy thu hoạch giúp thu hoạch nông sản một cách nhanh chóng và tiện lợi.
Chuyển đổi số cũng cung cấp các hệ thống quản lý nông nghiệp thông minh, cho phép nông dân quản lý và giám sát các hoạt động từ xa. Bao gồm việc theo dõi thông tin về thời tiết, hệ thống tưới tiêu. Điều này giúp họ tiết kiệm một khoảng thời gian, nguồn lực bằng cách tối ưu hóa việc quản lý nông trại và phản ứng kịp thời đối với các vấn đề một cách nhanh chóng.
Nâng cao năng suất lao động
Các thiết bị hỗ trợ thông minh có thể tự động hóa quy trình lao động như gieo trồng, thu hoạch và chăm sóc cây trồng. Sử dụng máy móc tự động và robot trong các công việc nông nghiệp cũng giúp giảm công sức lao động, tăng hiệu suất. Ví dụ, hệ thống gieo trồng tự động có thể định vị chính xác vị trí gieo trồng và tiết kiệm thời gian so với việc gieo trồng thủ công.
Chuyển đổi số trong nông nghiệp cung cấp các công cụ và thiết bị thông minh được trang bị cảm biến, điều này giúp tăng năng suất lao động đáng kể. Chẳng hạn như cảm biến đất có thể đo đạc độ ẩm, pH và dinh dưỡng của đất để nông dân biết chính xác cần bổ sung gì.
Nâng cao chất lượng sản phẩm
Các công nghệ ứng dụng trong chuyển đổi số nông nghiệp cho phép nông dân thu thập và quản lý dữ liệu liên quan đến sản xuất nông nghiệp. Dữ liệu này bao gồm thông tin về thời tiết, dinh dưỡng, sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu, quá trình chăm sóc cây trồng. Từ đây, họ có thể phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm nông nghiệp, như nồng độ dinh dưỡng, hàm lượng chất bảo quản, chất ô nhiễm. Điều này giúp nông dân kiểm soát và cải thiện chất lượng sản phẩm nông nghiệp.
Bằng cách sử dụng mã QR, mã vạch hoặc công nghệ blockchain, người tiêu dùng có thể dễ dàng truy xuất thông tin về nguồn gốc, phương pháp trồng trọt, sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu của sản phẩm. Điều này giúp độ tin cậy trong sản phẩm nông nghiệp, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về an toàn và chất lượng của người tiêu dùng.
Áp dụng công nghệ hiện đại
IoT và cảm biến
IoT được nhiều quốc gia trên thế giới ứng dụng nhằm phục vụ việc theo dõi thông tin, hình ảnh về vật nuôi, cây trồng. Tuy IoT chưa thực sự được áp dụng nhiều tại Việt Nam, nhưng đây được xem là một xu hướng quan trọng trong cuộc cách mạng công nghệ 4.0.
Các cảm biến thông minh có thể được cài đặt xung quanh cánh đồng và kết hợp với công nghệ nhận dạng hình ảnh, cung cấp thông tin, hình ảnh về cây trồng cho nông dân từ mọi nơi trên thế giới. Điều này giúp họ có khả năng theo dõi, giám sát cây trồng một cách chính xác và kịp thời.
Hơn nữa, hệ thống cũng kết nối với các thiết bị tự động được lắp đặt trong cánh đồng, như hệ thống tưới nước và cung cấp dưỡng chất cho cây trồng dựa trên sự điều khiển của con người. Các cảm biến trong hệ thống này sẽ gửi thông tin cập nhật theo thời gian thực, giúp nông dân thực hiện các điều chỉnh, thay đổi phù hợp với tình trạng cây trồng.
Học máy và phân tích
Cùng với việc áp dụng IoT và cảm biến, người nông dân còn có thể áp dụng công nghệ học máy, phân tích dữ liệu để tối ưu hóa hoạt động sản xuất. Công nghệ học máy và phân tích được đánh giá là một trong những công nghệ số sáng tạo nhất trong lĩnh vực nông nghiệp.
Nó cho phép nông dân khai thác các dữ liệu hiện có để dự báo xu hướng tương lai. Bằng cách sử dụng dữ liệu về sản xuất và khí hậu địa phương, các thuật toán học máy có thể dự đoán các đặc điểm và các yếu tố gen tốt nhất cho cây trồng. Hơn nữa, công nghệ này còn có khả năng dự báo sự phát triển của các sản phẩm trên thị trường, từ đó giúp nông dân lựa chọn loại cây trồng phù hợp để canh tác.
Máy bay không người lái giám sát cây trồng
Máy bay không người lái có hình dạng tương tự một chiếc máy bay thu nhỏ và có khả năng được điều khiển từ xa. Thiết bị này có thể:
- Giám sát cây trồng: Thu thập thông tin về tình trạng và sự phát triển của cây trồng từ một góc nhìn cao. Giúp nông dân có cái nhìn tổng quan về cánh đồng và có thể phát hiện sớm các vấn đề như bệnh tật, sâu bệnh hoặc thiếu nước
- Phun thuốc bảo vệ thực vật: Giúp tiết kiệm thời gian và công sức so với việc sử dụng phương pháp truyền thống. Nó có thể phun thuốc chính xác và đồng đều trên diện tích lớn, đảm bảo bảo vệ tốt cho cây trồng khỏi các loại sâu bệnh và côn trùng gây hại
- Xuất ra hình ảnh 3D và phân tích đất: Bằng cách sử dụng các công nghệ như cảm biến LiDAR hoặc camera đa phổ, nó có thể thu thập dữ liệu chi tiết về đặc điểm đất, độ ẩm, mật độ cây trồng và sự phát triển của chúng. Thông qua phân tích dữ liệu, nông dân có thể đánh giá chất lượng đất, đưa ra quyết định về việc điều chỉnh phân bón và tối ưu hóa quy trình canh tác.
Canh tác và robotics
Sự kết hợp giữa robot và trí tuệ nhân tạo (AI) trong nông nghiệp sẽ đem lại năng suất tốt hơn và tăng cường sản lượng. Một số công ty hiện đang thử nghiệm sử dụng laser và camera để hướng dẫn robot trong việc nhận dạng và nhổ cỏ. Điều này giúp tăng cường hiệu quả và giảm công sức lao động trong quá trình chăm sóc cây trồng.
Ngoài ra, nhiều công ty khác cũng đang phát triển robot trồng cây. Sử dụng robot này giúp tối ưu hóa việc định vị và đặt cây trồng, đảm bảo sự đồng đều, chính xác.
Liên kết theo chuỗi giá trị
Hệ sinh thái chuyển đổi số nông nghiệp đòi hỏi sự tương tác và hợp tác giữa các thành phần khác nhau. Trung tâm phát triển giải pháp công nghệ hoặc doanh nghiệp sản xuất tri thức đóng vai trò chủ chốt trong việc tạo ra các giải pháp mới, nhưng để tiếp tục phát triển, trung tâm này cần sự đóng góp của các thành phần khác. Sự tương tác và hỗ trợ giữa các thành phần trong hệ sinh thái nông nghiệp đảm bảo sự phát triển và tiến bộ chung.
Đồng thời, việc liên kết chuỗi giá trị còn là sự kết nối giữa:
- Nông dân, doanh nghiệp và thị trường
- Nông dân, doanh nghiệp, các cơ quan quản lý nhà nước và thị trường
Thay đổi phương thức quản trị
Trong việc chuyển đổi số nông nghiệp, không chỉ có việc áp dụng công nghệ trong quá trình sản xuất và nuôi trồng, mà các doanh nghiệp cũng đặc biệt chú trọng đến việc chuyển đổi số trong quản trị doanh nghiệp. Việc ưu tiên chuyển đổi số trong quản trị doanh nghiệp giúp tăng cường hiệu quả trong điều hành, tối ưu hóa chi phí và nâng cao năng suất.
Quá trình số hóa toàn bộ quy trình, từ sản xuất và thu hoạch đến nhập kho và phân phối, đang tạo ra một môi trường thông tin liên lạc tốt hơn giữa các bên liên quan trong hệ thống nông nghiệp. Việc số hóa cũng đem lại khả năng hiển thị dọc theo chuỗi cung ứng cho các tác nhân khác nhau, từ đó làm cho quy trình trở nên minh bạch hơn và hiệu quả cao hơn.
Chi phí đầu tư ban đầu
Chuyển đổi số trong nông nghiệp yêu cầu đầu tư vào cơ sở hạ tầng công nghệ, thiết bị cảm biến và hệ thống phần mềm. Chi phí ban đầu có thể là một thách thức đối với nhiều nông dân, đặc biệt là ở các khu vực nông nghiệp nhỏ và cơ sở hạ tầng kém phát triển.
Đào tạo và kiến thức công nghệ
Để thực hiện chuyển đổi số trong nông nghiệp, nông dân cần có kiến thức, kỹ năng về công nghệ và quản lý dữ liệu. Đào tạo và nâng cao nhận thức công nghệ là một thách thức, đặc biệt là đối với nông dân truyền thống không quen thuộc với công nghệ số.
Quản lý dữ liệu và bảo mật
Số lượng lớn dữ liệu được tạo ra từ các cảm biến và hệ thống chuyển đổi số trong nông nghiệp. Quản lý và bảo mật dữ liệu là một thách thức quan trọng, đảm bảo rằng thông tin quan trọng không bị rò rỉ hoặc sử dụng sai mục đích.
Kết nối và hạ tầng mạng
Để áp dụng chuyển đổi số trong nông nghiệp, việc có kết nối internet và hạ tầng mạng đáng tin là rất quan trọng. Tuy nhiên, ở một số khu vực nông thôn, vùng núi hẻo lánh, việc tiếp cận internet và hạ tầng mạng vẫn còn hạn chế, làm cho việc triển khai chuyển đổi số trở nên khó khăn hơn nhiều.
Sự chuyển đổi văn hóa và thái độ
Để thực hiện chuyển đổi số thành công, nông dân và cộng đồng nông nghiệp cần chấp nhận và thích nghi với các công nghệ mới. Sự chuyển đổi văn hóa và thái độ có thể là một thách thức, đặc biệt là khi nhiều nông dân vẫn tuân thủ theo các phương pháp truyền thống và phụ thuộc vào kinh nghiệm cá nhân.
Ung thư công nghệ
Công nghệ phát triển nhanh chóng và liên tục thay đổi. Điều này có thể tạo ra thách thức về việc lựa chọn công nghệ phù hợp, đảm bảo tính tương thích và tính mở rộng của các hệ thống chuyển đổi số trong nông nghiệp.
Blockchain trong chuyển đổi số nông nghiệp
Blockchain là một công nghệ mới, có tiềm năng mang lại nhiều lợi ích cho lĩnh vực nông nghiệp là một công nghệ cơ sở dữ liệu phân tán, phi tập trung, có khả năng lưu trữ và bảo mật thông tin một cách an toàn và minh bạch. Blockchain có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có nông nghiệp.
Ứng dụng của blockchain trong nông nghiệp
- Truy xuất nguồn gốc: Blockchain có thể được sử dụng để truy xuất nguồn gốc của thực phẩm, từ đó giúp người tiêu dùng có thể nắm được thông tin về sản phẩm, bao gồm nguồn gốc, quá trình sản xuất, vận chuyển, lưu trữ, chế biến.
- Giám sát chất lượng: Blockchain có thể được sử dụng để giám sát chất lượng của thực phẩm, từ đó giúp đảm bảo chất lượng thực phẩm và an toàn thực phẩm.
- Thúc đẩy thương mại điện tử: Blockchain có thể được sử dụng để thúc đẩy thương mại điện tử trong lĩnh vực nông nghiệp, giúp người nông dân có thể tiếp cận với thị trường toàn cầu một cách dễ dàng hơn.
- Tăng cường hợp tác: Blockchain có thể được sử dụng để tăng cường hợp tác giữa các bên tham gia chuỗi cung ứng nông nghiệp, từ đó giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và kinh doanh.
Mô hình ứng dụng blockchain trong nông nghiệp
- AgriTrace: AgriTrace là một nền tảng blockchain được phát triển bởi công ty nông nghiệp IBM, giúp truy xuất nguồn gốc và giám sát chất lượng của thực phẩm.
- IBM Food Trust: IBM Food Trust là một nền tảng blockchain khác được phát triển bởi IBM, giúp truy xuất nguồn gốc của thực phẩm từ nông trại đến bàn ăn.
- Provenance: Provenance là một nền tảng blockchain giúp truy xuất nguồn gốc của các sản phẩm nông nghiệp hữu cơ.
- FarmChain: FarmChain là một nền tảng blockchain giúp kết nối các nhà sản xuất nông nghiệp với các nhà bán lẻ và người tiêu dùng.
Tiềm năng của blockchain trong nông nghiệp
Blockchain có tiềm năng mang lại nhiều lợi ích cho lĩnh vực nông nghiệp, bao gồm:
- Tăng cường minh bạch và tin cậy: Blockchain giúp đảm bảo tính minh bạch và tin cậy trong chuỗi cung ứng nông nghiệp, từ đó giúp người tiêu dùng có thể yên tâm về chất lượng và nguồn gốc của thực phẩm.
- Tăng cường hiệu quả: Blockchain giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và kinh doanh trong lĩnh vực nông nghiệp, từ đó giúp giảm chi phí và tăng lợi nhuận.
- Thúc đẩy phát triển bền vững: Blockchain giúp thúc đẩy phát triển bền vững trong lĩnh vực nông nghiệp, từ đó bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
Chuyển đổi số trong nông nghiệp là một quá trình lâu dài và cần có sự tham gia của nhiều bên, bao gồm Chính phủ, doanh nghiệp và người nông dân. Theo đó, Chính phủ cần có các chính sách hỗ trợ để khuyến khích doanh nghiệp đầu tư vào công nghệ nông nghiệp. Doanh nghiệp cần phát triển các giải pháp công nghệ phù hợp với nhu cầu của người nông dân. Nông dân cần chủ động học hỏi và áp dụng các công nghệ mới để nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất.
Chuyển đổi số trong nông nghiệp là một xu hướng tất yếu trong thời đại công nghệ 4.0. Nhờ chuyển đổi số, ngành nông nghiệp có thể nâng cao năng suất, chất lượng, đồng thời giúp người nông dân tiết kiệm thời gian và nguồn lực.
