Chuyển đổi số giám sát môi trường giúp nhà nông ĐBSCL canh tác lúa chính xác, bền vững

Thiết bị giám sát môi trường đồng ruộng - Ảnh: T.L

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gay gắt, xâm nhập mặn, hạn hán và mưa cực đoan diễn biến khó lường, vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) – “vựa lúa” của cả nước – đang đối mặt nhiều thách thức trong duy trì sản lượng và chất lượng nông sản. Thực tế cho thấy, mô hình sản xuất lúa truyền thống dựa vào kinh nghiệm đã bộc lộ hạn chế, nhất là khi môi trường canh tác biến động nhanh theo từng ngày, từng giờ.

Chính vì vậy, chuyển đổi số (CĐS) trong giám sát môi trường và quản lý quá trình canh tác lúa đang trở thành hướng đi quan trọng, mở ra cơ hội phát triển nông nghiệp chính xác, tiết kiệm chi phí và giảm tác động đến hệ sinh thái. Đây cũng là nội dung được nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Cần Thơ tập trung phát triển thông qua các giải pháp công nghệ tích hợp.

IoT và dữ liệu thời gian thực: “mắt thần” trên đồng ruộng

Một trong những điểm cốt lõi của CĐS trong canh tác lúa là khả năng giám sát môi trường ruộng lúa theo thời gian thực. Thay vì đo thủ công hoặc “ước lượng bằng cảm giác”, hệ thống cảm biến IoT có thể theo dõi liên tục các chỉ số quan trọng như nhiệt độ, độ ẩm không khí, pH đất, độ mặn, mực nước, lượng mưa và các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng của cây lúa.

Theo nhóm tác giả Trương Minh Thái và cộng sự, CĐS trong giám sát môi trường và quản lý quá trình canh tác lúa giúp nông dân ĐBSCL tiếp cận dữ liệu nhanh hơn, chính xác hơn, từ đó ra quyết định canh tác hiệu quả và khoa học hơn

Các cảm biến được đặt tại ruộng sẽ tự động thu thập dữ liệu, truyền về trung tâm thông qua mạng không dây. Dữ liệu này sau đó được hiển thị trực quan trên nền tảng số, giúp người dùng theo dõi bằng điện thoại hoặc máy tính mà không cần trực tiếp ra ruộng thường xuyên.

Quản lý canh tác lúa bằng nền tảng số: giảm chi phí, tăng năng suất

Nếu IoT là công cụ thu thập dữ liệu, thì nền tảng số chính là “bộ não” xử lý và hỗ trợ ra quyết định. Khi dữ liệu môi trường được cập nhật liên tục, hệ thống có thể đưa ra cảnh báo sớm, dự báo nguy cơ bất lợi và khuyến nghị giải pháp điều chỉnh kỹ thuật canh tác.

Chẳng hạn, khi độ mặn tăng đột ngột, hệ thống có thể cảnh báo để nông dân điều chỉnh nguồn nước hoặc tạm dừng lấy nước vào ruộng. Khi pH đất có xu hướng giảm hoặc độ ẩm quá cao, nền tảng sẽ khuyến nghị giảm lượng phân bón hoặc điều chỉnh mực nước phù hợp.

TS. Trương Minh Thái -Trường Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Cần Thơ cho rằng: “CĐS giúp nông dân tiếp cận dữ liệu môi trường ruộng lúa theo thời gian thực, từ đó quản lý canh tác chính xác hơn thay vì chỉ dựa vào kinh nghiệm truyền thống.”

Đây là bước tiến quan trọng vì sản xuất lúa ở ĐBSCL vốn chịu ảnh hưởng lớn từ yếu tố thời tiết và điều kiện thủy văn. Dữ liệu càng chi tiết, khả năng “ra quyết định đúng thời điểm” càng cao, qua đó giảm thất thoát và tối ưu chi phí đầu vào.

Hê thống giám sát - Ảnh: Internet

Phân tích dữ liệu và dự báo: hướng đến nông nghiệp thông minh

CĐS không chỉ dừng lại ở việc quan sát và ghi nhận. Khi dữ liệu được tích lũy đủ lớn, các mô hình phân tích có thể giúp dự báo xu hướng môi trường và hỗ trợ xây dựng lịch canh tác phù hợp theo mùa vụ.

Hệ thống giám sát môi trường ruộng lúa nếu được kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI) có thể xác định quy luật biến động độ mặn theo từng khu vực, dự báo nguy cơ hạn – mặn hoặc cảnh báo sớm sâu bệnh dựa trên biến động nhiệt độ, độ ẩm.

PGS –TS. Nguyễn Khởi Nghĩa -Trường Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ nhận định: “Dữ liệu môi trường thu thập liên tục là nền tảng quan trọng để xây dựng mô hình canh tác lúa bền vững, giảm rủi ro và thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu.”

Điều này đặc biệt có ý nghĩa với sản xuất lúa quy mô lớn, nơi chỉ một sai lệch nhỏ về thời điểm bón phân, điều tiết nước hoặc phòng trừ sâu bệnh cũng có thể dẫn đến thiệt hại lớn.

Từ ruộng lúa đến quản lý vùng: mở rộng khả năng điều hành sản xuất

Khi các ruộng lúa được số hóa bằng cảm biến và nền tảng quản lý, dữ liệu không chỉ phục vụ từng hộ nông dân mà còn có thể hỗ trợ điều hành sản xuất ở quy mô hợp tác xã, doanh nghiệp hoặc toàn địa phương.

Việc số hóa thông tin môi trường và nhật ký canh tác giúp xây dựng bản đồ dữ liệu nông nghiệp theo vùng, từ đó tạo điều kiện cho ngành nông nghiệp dự báo sản lượng, quản lý chất lượng và kết nối thị trường hiệu quả hơn. Đây cũng là cơ sở để hình thành các vùng nguyên liệu đạt chuẩn, phục vụ xuất khẩu.

Một điểm đáng chú ý là khi dữ liệu canh tác được chuẩn hóa, việc truy xuất nguồn gốc trở nên dễ dàng hơn. Người tiêu dùng và doanh nghiệp có thể theo dõi quy trình sản xuất, biết rõ ruộng lúa đã sử dụng loại phân bón nào, thời điểm phun thuốc ra sao và điều kiện môi trường trong suốt vụ mùa.

Kỹ sư Huỳnh Quý Khang - Trường Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Cần Thơ chia sẻ: “Hệ thống giám sát môi trường và quản lý canh tác số không chỉ giúp nông dân giảm chi phí đầu vào mà còn tạo ra dữ liệu minh bạch phục vụ truy xuất nguồn gốc và phát triển vùng lúa chất lượng cao.”

Trong điều kiện kinh tế nông nghiệp nhỏ lẻ và bộ phận dân trí trong nông nghiệp chưa cao, CĐS và vận hành các thiết bị này hiệu quả vẫn còn nhiều thách thức - Ảnh: T.L

Thách thức khi triển khai: hạ tầng, kỹ năng số và chi phí đầu tư

Dù tiềm năng lớn, CĐS trong canh tác lúa tại ĐBSCL vẫn đối mặt nhiều rào cản. Trước hết là chi phí lắp đặt cảm biến và hệ thống truyền dữ liệu, nhất là với nông dân nhỏ lẻ. Ngoài ra, việc vận hành và bảo trì thiết bị cũng đòi hỏi kiến thức kỹ thuật nhất định.

Một khó khăn khác là hạ tầng mạng ở vùng sâu, vùng xa chưa đồng đều, khiến việc truyền dữ liệu liên tục có thể gián đoạn. Bên cạnh đó, không ít nông dân lớn tuổi còn hạn chế về kỹ năng sử dụng điện thoại thông minh, phần mềm quản lý hoặc đọc hiểu dữ liệu.

Do vậy, các chuyên gia cho rằng, CĐS nông nghiệp đi vào thực chất, cần có sự đồng hành của chính quyền địa phương, doanh nghiệp công nghệ và hệ thống khuyến nông trong đào tạo kỹ năng số cho nông dân, đồng thời xây dựng cơ chế hỗ trợ tài chính để mở rộng mô hình.

Hướng đến nền nông nghiệp bền vững cho “vựa lúa” quốc gia

CĐS trong giám sát môi trường và quản lý canh tác lúa đang mở ra hướng tiếp cận mới cho ĐBSCL: canh tác dựa trên dữ liệu thay vì dựa hoàn toàn vào kinh nghiệm. Đây là nền tảng quan trọng để giảm lãng phí tài nguyên nước, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật; đồng thời giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất nông nghiệp.

Cũng theo kỹ sư Huỳnh Quý Khang: “Trong tương lai, nếu các hệ thống IoT và nền tảng quản lý canh tác được triển khai rộng rãi, ĐBSCL có thể hình thành mạng lưới dữ liệu nông nghiệp quy mô vùng, phục vụ không chỉ sản xuất mà còn hỗ trợ quy hoạch và quản trị tài nguyên”.

Quan trọng hơn, CĐS không chỉ là giải pháp công nghệ, mà còn là “chìa khóa” để nông dân ĐBSCL chủ động thích ứng với biến đổi khí hậu, nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành lúa gạo Việt Nam trong chuỗi cung ứng toàn cầu.

Với sự tham gia của các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp, các mô hình giám sát môi trường ruộng lúa đang từng bước chuyển hóa tri thức khoa học thành công cụ thực tiễn, góp phần hiện thực hóa mục tiêu nông nghiệp xanh và phát triển bền vững cho vùng đất chín rồng.

Văn Kim Khanh