Một trong những công việc quan trọng của người nông dân là đảm bảo lượng nước phù hợp cho cây trồng, đặc biệt trong điều kiện không có mưa. Loạt ứng dụng trên điện thoại di động tên là ‘tưới tiêu thông minh’ đã giúp họ giải quyết được vấn đề này.

Ứng dụng này sử dụng công nghệ định vị GPS, dự đoán lượng nước cây cần, phân tích dữ liệu trên cơ sở tính toán điều kiện thời tiết, lượng mưa của địa phương và lập trình để đưa ra công thức lượng nước phù hợp nhất theo từng thời điểm trong mỗi ngày cho cây trồng.

Công nghệ điện toán đám mây được ứng dụng và phát triển ở nhiều ngành, nhiều khu vực khác nhau, và cũng rất phổ biến trong nông nghiệp. Theo thống kê, hiện trên 30% nông trại khu vực Châu Âu và Châu Mỹ đã sử dụng công nghệ này, bao gồm những lưu trữ dữ liệu tồn kho, lịch trình sử dụng thiết bị, mô hình thời tiết và năng suất cây trồng,...

Các thông tin được lưu giữ trên máy chủ và người sử dụng có thể đồng bộ hóa dữ liệu của họ trên các máy tính hay các loại máy móc khác nhau, tận dụng những phần mềm tùy chỉnh để có những nhận định chính xác về những gì đang diễn ra trong các nông trại của họ.

Máy bay không người lái trong NNCNC thường được thiết kế hình dạng như trực thăng hay đĩa bay loại nhỏ và có thể được kích hoạt tự động qua GPS.

Trên máy bay có gắn các cảm ứng và máy ảnh được đặt chế độ chụp tự động, ngẫu nhiên, cho phép quan sát, theo dõi các điều kiện của đất, nước, cây trồng ở góc độ mắt thường không nhìn thấy được và đưa ra những cảnh báo khi cần thiết.

Nitơ là một thành phần quan trọng trong phân bón, cung cấp các dưỡng chất cần thiết cho cây trồng. Khi hấp thụ Nitơ từ phân bón, cây trồng sẽ xử lý và chuyển khí Nitơ ra ngoài không khí.

Tuy nhiên lượng Nitơ trong phân bón không được cây hấp thụ hết sẽ không thể tự bay đi mà đọng trong nước ngầm, không chỉ gây ra hậu quả xấu như biến đổi khí hậu mà còn có nguy cơ làm chết cá và các động thực vật thủy sinh khác. Hơn thế quá nhiều Nitơ cũng khiến cây trồng yếu đi.

Bộ cảm biến sẽ bắn các tia hồng ngoại và ánh sáng đỏ ra cánh đồng và đo lượng ánh sáng cây trồng phản chiếu lại. Ánh sáng phản chiếu càng mạnh nghĩa là cây càng khỏe và ngược lại, ánh sáng yếu tức là cây cần thêm phân bón.

Ngoài ra là hàng loạt cảm ứng được sử dụng trong thời gian gầy đây giúp việc đánh giá, quản lý cây trồng và gia súc dễ dàng hơn rất nhiều, chẳng hạn cảm ứng đo độ ẩm, không khí, hướng gió, thành phần đất,...

Ngày nay ở nhiều trang trại, người ta thường cấy lên người gia súc các thẻ điện tử để quản lý gia súc. Các thẻ này có chip nhận dạng tần số vô tuyến, kết nối với các ăng-ten đặt trên các khay thức ăn giúp người nông dân nắm được chi tiết mỗi gia súc đã ăn được bao nhiêu và ăn lúc nào.

Thông thường khi gia súc thay đổi chế độ ăn chính là dấu hiệu sức khỏe của chúng có gì đó không ổn. Tương tự như vậy, người ta lắp máy đếm bước vào mắt cá chân của bò để biết được chúng đã đi dạo hay đứng yên bao lâu, đây là dấu hiệu khá quan trọng cho thấy bò đang nóng và cũng có thể chỉ ra các vấn đề về sức khỏe của bò.

Việc nắm được tình trạng sức khỏe bò, đặc biệt phát hiện ra ngay khi bò bị những bệnh như lở mồm long móng, bò điên, bệnh lây nhiễm… có ý nghĩ rất lớn, giúp người nông dân có thể cách ly và xử lý kịp thời, không gây ảnh hưởng tới cả đàn gia súc.

Loại bột này có cơ chế giống như tã (bỉm) của em bé, hiện được sử dụng khá rộng rãi ở những khu vực thường gặp hạn hán hay quá khô như Mexico, các nước Nam Mỹ, các nước vùng sa mạc.

Một cục bột có thể hấp thụ và giữ một lượng nước lớn gấp 500 lần thể tích của nó. Cụ thể, 10g bột từ loại nhựa polymer có thể hút cạn 1 lít nước. Khi ngậm đủ nước, các hạt nhựa này chuyển thành dạng keo đục, giữ nước bên trong và nước không hề bị bốc hơi hay ngấm xuống đất mà chỉ giảm đi khi có rễ cây cắm vào tiêu thụ.

Sau khi hết hạn sử dụng, hạt tinh thể này tan ra và không hề ảnh hưởng xấu đến đất trồng. Sử dụng loại bột này cũng giúp tăng lượng cây trồng trên cùng một diện tích đất lên đến 300%.

Đây là một trong những loại công nghệ được áp dụng phổ biến nhất trong nông nghiệp, bạn có thể dễ dàng gặp nhà kính ở các nông tại từ châu Á đến Âu, Mỹ, Phi, Úc.

Nhà kính thường có các cạnh và mái được làm bằng nilon, nhựa hoặc kính, có khả năng tự nóng lên do bức xạ nhìn thấy được của mặt trời (tia cực tím, tia tử ngoại, tia UV) khi đi qua lớp kính trong suốt bị hấp thụ bởi thực vật, đất đai và những vật thể khác bên trong nhà kính, nhiệt từ những bề mặt nóng bên trong được giữ lại bởi tường kính và làm không khí bên trong ấm lên.

Hơn thế, cây cối và cấu trúc bên trong nhà kính sau khi được làm ấm lại bức xạ một lần nữa nhiệt năng của chúng trong dải quang phổ hồng ngoại, và tác động lên nhiệt độ, môi trường bên trong nhà kính.

Dễ thấy nhà kính có rất nhiều ưu điểm, như tránh được điều kiện khí hậu bất lợi, đảm bảo luôn giữ được môi trường ổn định cho cây trồng vật nuôi, chống côn trùng, bệnh tật lây lan…

Đặc biệt chỉ cần kết hợp với một số ứng dụng công nghệ khác như công nghệ gene, nhân giống, quang học, cảm biến...

Bên cạnh nhà kính, đèn LED cũng là một trong những công nghệ được sử dụng ngày càng nhiều trong nền NNCNC.

Chúng ta đã biết, ánh sáng có nhiều tác động đến tốc độ sinh trưởng của cây trồng và vật nuôi.

Do đó, người ta sử dụng công nghệ đèn LED để điều chỉnh ánh sáng phù hợp cho cây trồng, vật nuôi tùy theo thời điểm nhất định, nhằm kích thích tăng trưởng, tăng giá trị dinh dưỡng, giảm nồng độ Nitrat trong rau quả, hay để ươm giống cây, thu hút côn trùng gây hại mùa màng, chiếu sáng dẫn dụ trong đánh bắt hải sản, thay đổi nhịp sinh học nhằm kích thích sinh trưởng đối với vật nuôi…

Ngành nông nghiệp là một trong những ngành tận dụng được nhiều hiệu quả của công nghệ sinh học. Có thể nói NNCNC bao gồm một phần ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp, với mục đích tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi có năng suất và chất lượng cao hơn.

Chẳng hạn công nghệ vi nhân giống cho phép lựa chọn và thuần hóa thực vật, công nghệ chuyển gene thực vật để phát triển trong môi trường cụ thể với sự hiện diện hay không hiện diện của hóa chất, hay kỹ thuật chuyển gen kháng sâu bệnh vào thực vật, do đó không cần phải sử dụng quá nhiều chất bảo vệ thực vật …

Có hàng triệu ứng dụng công nghệ sinh học lên các đối tượng gia súc và cây trồng đã được sử dụng trong nền NNCNC hiện nay.

Đ.K. Hà