Cách trang trại thông minh có thể nuôi 9,7 tỷ người vào năm 2050

Các kỹ thuật canh tác hiện đại và những đổi mới như bảo vệ cây trồng, chọn lọc giống và phân bón nhân tạo đã giúp chúng ta cung cấp đủ nhu cầu, nhưng với dân số dự kiến đạt 9,7 tỷ người vào năm 2050, chúng ta cần làn sóng đổi mới tiếp theo để đảm bảo sự cân bằng phù hợp giữa sản xuất nhiều lương thực hơn và duy trì ổn định lương thực trên hành tinh.

Thậm chí, Tổ chức sáng kiến toàn cầu (GHI) từng cho rằng, cần thiết phải đưa ra hành động để giải quyết cuộc khủng hoảng này. Giám đốc điều hành GHI, Margaret Ziegler khuyến nghị các quốc gia phải ưu tiên phát triển nền nông nghiệp và thực phẩm theo hướng bền vững. Và dưới đây là cách mà trang trại nông nghiệp thông minh có thể thay đổi thế giới trở nên tốt đẹp hơn vào giữa thế kỷ này.

1. Drone và Agrobots

Kỹ thuật số canh tác là một ngành công nghiệp đang phát triển nhanh chóng. Máy bay không người lái ngày càng trở nên dễ tiếp cận và tinh vi hơn, được trang bị máy ảnh độ phân giải cao cung cấp hình ảnh thời gian thực về cây trồng và vật nuôi. Chúng cũng có thể được thiết kế để cung cấp các tương tác chính xác như nước và chất dinh dưỡng đến các khu vực thiếu thốn, hoặc diệt cỏ dại và kiểm soát sâu bệnh cho các loại cây cụ thể.

Các nhóm robot nông nghiệp có thể là chìa khóa để quản lý vi mô những vùng đất nông nghiệp rộng lớn. Những robot tự động như vậy có thể được trang bị để kiểm tra gieo hạt, tưới nước, xử lý và thậm chí thu hoạch cây trồng. Mỗi agrobot sẽ đưa ra các quyết định vi mô độc lập khi nó di chuyển giữa các nhà máy riêng lẻ, truyền đạt thông tin hữu ích cho phần còn lại của nhóm nhà máy, trung tâm vận hành và thông qua công nghệ máy học. Công nghệ này mang lại cho cây trồng một chế độ chăm sóc gieo trồng, tưới tiêu, phát triển, thu hoạch đặc biệt có thể giúp tối đa hóa năng suất và giảm thiểu chất thải.

2. Cảm biến thông minh và Big Data

Máy bay không người lái và robot nông nghiệp sẽ được tích hợp số lượng ngày càng tăng các cảm biến kỹ thuật số, thiết bị cầm tay và thiết bị đeo tay sẽ thu thập thông tin chi tiết về mọi thứ, từ sức khỏe đất và sự phát triển của cây trồng, đến các kiểu thời tiết, đến phúc lợi và năng suất của từng loài động, thực vật. 

Các trang trại trong tương lai có khả năng tạo ra khối lượng dữ liệu khổng lồ, sử dụng các thuật toán Big Data phức tạp để có được những hiểu biết sâu sắc có ý nghĩa, thúc đẩy việc ra quyết định trồng trọt, sản xuất. 

Cùng với kinh nghiệm dày công có sẵn của nông dân, thuật toán công nghệ Big Data sẽ hỗ trợ tư vấn về những loại cây trồng phát triển ở đâu, những biện pháp can thiệp nào có thể cần thiết, thời điểm tối ưu để thu hoạch và thậm chí là thời điểm tốt nhất để lưu trữ và bán. Phân tích liên tục này cho phép nông dân kiểm soát chặt chẽ chưa từng có đối với những quy mô đất trồng trọt ngày càng hạn hẹp.

3. Nhà kính

Khi biến đổi khí hậu mang lại thời tiết khắc nghiệt và khó đoán hơn, nhà kính sẽ giúp giảm thiểu những tác động xấu nhất bằng cách điều chỉnh nhiệt độ, nước và dinh dưỡng của cây trồng trong một hệ thống nông nghiệp khép kín. 

Chúng đã được sử dụng rộng rãi để trồng rau quả ở những vùng khí hậu mát mẻ hơn: Hà Lan nổi tiếng với các khu phức hợp nhà kính có thể bao phủ tới 175 mẫu Anh. Chúng có thể được sử dụng để tạo ra những đầm lầy rộng lớn trên những vùng đất xa xôi như sa mạc, cho phép canh tác trong những điều kiện khắc nghiệt hơn bao giờ hết.

Tại đây, các tấm pin mặt trời có thể tạo ra điện để giữ cho nhà kính ở nhiệt độ tối ưu và khử muối trong nước tưới. Được xây dựng bằng vật liệu chuyên dụng, nhà kính có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời nhưng phản xạ nhiệt của nó, đồng thời bảo vệ cây trồng mong manh khỏi những tác động cực đoan như gió mạnh, mưa xối xả, và bệnh tật. Ngay cả những nhà kính nhựa đơn giản cũng có thể tăng gấp ba năng suất cây trồng ở những khu vực dễ bị sâu bệnh và hạn hán.

4. Độ phì nhiêu của đất và sức khoẻ cây trồng

Cây trồng khỏe mạnh cần đất tốt và các trang trại trong tương lai sẽ phải ưu tiên các phương pháp thực hành bền vững nếu muốn duy trì năng suất, chưa nói đến việc tăng năng suất. Các giải pháp đơn giản như cây che phủ, lớp phủ và phân trộn có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo tồn nước và xây dựng chất dinh dưỡng trong đất, đặc biệt là ở những vùng đất xa xôi hơn. 

Canh tác chính xác sẽ giảm đáng kể lượng phân bón và thuốc trừ sâu cần thiết để xử lý hiệu quả, và các hỗn hợp có thể được điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu của bất kỳ loại đất nào. Lập bản đồ đất có thể đối sánh chính xác các loại cây và loại đất để có thể trồng thành công nhiều loại cây trồng trên một cánh đồng, giúp đáp ứng nhu cầu cân bằng hơn về chất dinh dưỡng của đất.

5. Thực phẩm phù hợp

Điều quan trọng không chỉ là cách chúng ta tạo ra thực phẩm mà chúng ta sẽ chọn loại thực phẩm nào có thể tạo ra sự khác biệt quyết định. Hiện tại, thịt là một nguồn tuyệt vời của protein và vitamin, nhưng nó là một hệ thống phân phối tương đối kém hiệu quả. Người ta ước tính rằng, với mức sản xuất lương thực hiện tại, chúng ta sẽ sản xuất đủ calo để nuôi chín tỷ người nếu chúng ta ăn ít thịt hơn và chuyển sang chế độ ăn chay nhiều hơn. Có khả năng là những biến đổi gen công nghệ mới sẽ không chỉ làm cho cây trồng khỏe hơn, mà còn có thể được thiết kế để tạo ra cây, rau củ quả có năng suất và giá trị dinh dưỡng cao hơn.