Nhìn vào xu hướng phát triển của nền nông nghiệp toàn cầu, hầu hết các quốc gia và khu vực đều cam kết xây dựng nền nông nghiệp hiện đại. Dưới đây là một số mô hình nông nghiệp hiện đại tiêu biểu trên thế giới.
Có 5 mô hình nông nghiệp hiện đại tiêu biểu như sau:
- Nông nghiệp chính xác
- Canh tác thẳng đứng
- Thủy canh
- Máy bay không người lái và người máy
- Nông nghiệp bền vững.
Nông nghiệp chính xác
Nông nghiệp chính xác (còn được biết với tên gọi khác là canh tác chính xác) là một khái niệm quản lý canh tác sử dụng công nghệ như GPS, cảm biến và hình ảnh trên không để tối ưu hóa năng suất cây trồng và giảm chất thải.
Nó cho phép nông dân thu thập và phân tích dữ liệu về các yếu tố như điều kiện đất đai, thời tiết và sự phát triển của cây trồng, sau đó sử dụng thông tin đó để đưa ra quyết định sáng suốt hơn về những việc như trồng trọt, bón phân và thu hoạch.
Một số kỹ thuật nông nghiệp chính xác phổ biến bao gồm:
- Công nghệ tỷ lệ thay đổi: sử dụng GPS để áp dụng hạt giống, phân bón và các đầu vào khác ở các tỷ lệ khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu của các khu vực cụ thể trên cánh đồng.
- Lập bản đồ năng suất: sử dụng cảm biến và GPS để tạo bản đồ chi tiết về năng suất cây trồng, có thể được sử dụng để xác định các khu vực hiệu suất cao của cánh đồng và nhắm mục tiêu đầu vào tương ứng.
- Viễn thám: sử dụng hình ảnh trên không và các công nghệ viễn thám khác để thu thập thông tin về sức khỏe cây trồng, độ ẩm của đất và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.
Nhìn chung, nông nghiệp chính xác giúp nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và tăng năng suất cây trồng bằng cách sử dụng công nghệ để đưa ra các quyết định chính xác và có mục tiêu hơn về các phương thức canh tác.
Canh tác thẳng đứng (canh tác theo chiều dọc)
Canh tác thẳng đứng là phương pháp trồng trọt theo lớp xếp chồng lên nhau trong môi trường trong nhà được kiểm soát, chẳng hạn như tòa nhà hoặc container vận chuyển. Với phương pháp sản xuất này, chúng ta có thể sản xuất cây trồng quanh năm, bất kể điều kiện thời tiết hay mùa vụ như thế nào.
Trong mô hình canh tác thẳng đứng, cây được trồng bằng đèn LED để cung cấp ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp và môi trường được kiểm soát bằng các kỹ thuật như thủy canh (trồng cây trong nước) và khí canh (trồng cây trong môi trường không khí hoặc sương mù).
Nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và các yếu tố môi trường khác được theo dõi và điều chỉnh cẩn thận để tạo điều kiện phát triển tối ưu cho từng loại cây trồng.
Ưu điểm chính của phương pháp này là khả năng sản xuất một lượng lớn sản phẩm tươi sống trong một không gian nhỏ, được kiểm soát, điều này có thể mang lại lợi ích cho các khu vực đô thị nơi đất đai khan hiếm.
Ngoài ra, nó có thể hiệu quả hơn về mặt sử dụng nước, tiêu thụ năng lượng, ngoài ra còn giúp giảm nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu và các hóa chất khác.
Tuy nhiên, một trong những thách thức chính của phương pháp này là chi phí xây dựng và bảo trì cơ sở hạ tầng cao, tiêu thụ năng lượng ở một mức cần thiết để cung cấp năng lượng cho đèn và kiểm soát môi trường.
Mô hình Aquaponics
Aquaponics là một phương pháp sản xuất nông nghiệp kết hợp nuôi trồng thủy sản (nuôi cá) với thủy canh (trồng cây trong nước) để tạo ra một hệ sinh thái cộng sinh.
Trong hệ thống này, các chất thải của cá được vi khuẩn có lợi phân hủy thành nitrat, sau đó được sử dụng làm phân bón tự nhiên cho cây trồng. Các nhà máy lần lượt lọc nước, làm sạch nó cho cá.
Hệ thống Aquaponics có nhiều hình thức, từ hệ thống quy mô nhỏ trong các gia đình đến các hoạt động thương mại lớn. Một số loại hệ thống aquaponic phổ biến bao gồm:
- Giá thể: Cây được trồng trong giá thể như sỏi hoặc hạt đất sét, được đặt trong khay hoặc luống và đổ ngập nước từ bể cá.
- Nuôi nước sâu: Cây được trồng với bộ rễ lơ lửng trong dung dịch nước giàu dinh dưỡng, được tuần hoàn từ bể cá.
- Kỹ thuật màng dinh dưỡng: Một màng nước mỏng liên tục chảy qua rễ cây được trồng trong khay hoặc rãnh.
Ưu điểm:
- Tiết kiệm nước hơn, vì nước được tái chế liên tục và chỉ một lượng nhỏ bị thất thoát do bay hơi hoặc thoát hơi nước.
- Tiết kiệm không gian vì cây và cá có thể được trồng trong cùng một hệ thống, có thể sử dụng ít đất hơn.
- Nó có thể bền vững hơn vì nó tạo ra một hệ sinh thái khép kín, nơi chất thải từ một thành phần được sử dụng làm tài nguyên cho thành phần khác.
Nhược điểm: chi phí thiết lập hệ thống aquaponic cao, đây có thể là một hạn chế đối với một số nông dân.
Máy bay không người lái và người máy
Máy bay không người lái và robot đang ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong nông nghiệp hiện đại để hỗ trợ các công việc như trồng trọt, thu hoạch và giám sát mùa màng.
Máy bay không người lái có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ khác nhau trong nông nghiệp, chẳng hạn như:
- Phun thuốc: Máy bay không người lái có thể được trang bị hệ thống phun để phun thuốc trừ sâu, phân bón và các hóa chất khác hiệu quả và chính xác hơn so với các phương pháp truyền thống.
- Lập bản đồ và khảo sát: Máy bay không người lái có thể được trang bị máy ảnh và cảm biến để tạo bản đồ chi tiết về các cánh đồng trồng trọt, có thể được sử dụng để xác định các khu vực bị căng thẳng hoặc bệnh tật và đưa ra các quyết định sáng suốt hơn về việc trồng trọt và thu hoạch.
- Giám sát vật nuôi: Máy bay không người lái có thể được sử dụng để theo dõi sức khỏe và hành vi của vật nuôi, chẳng hạn như bò và cừu, nhằm xác định sớm bất kỳ vấn đề nào và có hành động khi cần thiết.
Mặt khác, người máy có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ như:
- Trồng trọt: Robot có thể được sử dụng để gieo hạt trên đồng ruộng với độ chính xác cao, giúp tiết kiệm thời gian và giảm nhân công cần thiết cho việc gieo trồng.
- Thu hoạch: Robot có thể được sử dụng để thu hoạch trái cây và rau quả, chẳng hạn như quả mọng, táo và rau diếp, có thể hiệu quả hơn và ít tốn công hơn so với các phương pháp truyền thống.
- Giám sát: Robot có thể được sử dụng để giám sát sự phát triển của cây trồng, độ ẩm của đất và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, đồng thời thu thập dữ liệu có thể được sử dụng để đưa ra các quyết định sáng suốt hơn về các hoạt động canh tác.
Ưu điểm: cải thiện hiệu quả, giảm chi phí lao động và tăng năng suất cây trồng bằng cách tự động hóa một số nhiệm vụ và cung cấp thông tin chi tiết và chính xác hơn về điều kiện cây trồng.
Nhược điểm: chi phí cao của máy bay không người lái và robot có thể là một hạn chế đối với một số nông dân.
Nông nghiệp bền vững
Nông nghiệp bền vững là một tập hợp các phương thức canh tác ưu tiên sức khỏe lâu dài của môi trường, nền kinh tế và những người liên quan.
Nó nhằm mục đích sản xuất thực phẩm và các sản phẩm nông nghiệp khác theo cách thân thiện với môi trường, khả thi về kinh tế và có trách nhiệm với xã hội.
Một số phương pháp thực hành nông nghiệp bền vững phổ biến bao gồm:
- Luân canh cây trồng: luân canh các loại cây trồng khác nhau trên một cánh đồng để cải thiện sức khỏe của đất và giảm áp lực sâu bệnh.
- Cắt xén che phủ: trồng cây che phủ giữa các vụ mùa để cải thiện sức khỏe của đất, giảm xói mòn và cải thiện khả năng giữ nước.
- Giảm sử dụng hóa chất: sử dụng ít thuốc trừ sâu và phân bón tổng hợp hơn, thay vào đó dựa vào các phương pháp tự nhiên để kiểm soát sâu bệnh.
- Quản lý dịch hại tổng hợp: sử dụng kết hợp các phương pháp để kiểm soát dịch hại, bao gồm cả thiên địch, luân canh cây trồng và kiểm soát văn hóa, thay vì chỉ dựa vào hóa chất.
- Làm đất bảo tồn: sử dụng các biện pháp canh tác giảm thiểu xáo trộn đất, chẳng hạn như không làm đất và giảm làm đất, để giảm xói mòn và cải thiện sức khỏe của đất.
- Nông lâm kết hợp: tích hợp cây cối vào các hệ thống canh tác để mang lại nhiều lợi ích như che bóng mát, chắn gió và bảo tồn đất.
Nông nghiệp bền vững có thể cải thiện sức khỏe lâu dài của môi trường, nền kinh tế và cộng đồng, giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, thuốc trừ sâu và phân bón hóa học gây hại cho môi trường, tăng năng suất và chất lượng nông sản, cải thiện phúc lợi của nông dân và cộng đồng nông thôn.
