Các nghiên cứu gần đây cho biết, để đảm bảo nguồn lương thực cho dân số thế giới thì sản lượng của ngành nông nghiệp phải tăng thêm 60% vào năm 2030. Điều này đòi hỏi người nông dân cũng như nhà sản xuất thực phẩm cần đón nhận các xu hướng chuyển đổi kỹ thuật số trong nông nghiệp bằng cách sử dụng công nghệ như một nguồn tài nguyên bền vững, đưa nông nghiệp lên một tầm cao mới
Theo GS. TSKH Trần Duy Quý, 5 công nghệ tiên tiến ứng dụng trong nông nghiệp thông minh đang được sử dụng hiệu quả.
Ứng dụng công nghệ thông tin
Đây là việc sử dụng ứng dụng cảm biến kết nối vạn vật (IoT Sensor). Các thiết bị cảm biến được kết nối với các thiết bị thông minh, được điều khiển tự động trong suốt quá trình sản xuất nông nghiệp ứng phó với biến đổi khí hậu và cải thiện khí hậu trong nhà kính.
Sử dụng công nghệ mã vạch kép để quản lý quá trình sản xuất từ đầu vào, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng vật nuôi, nguồn gốc xuất xứ cho đến đầu ra thành các sản phẩm chuyên dùng. Các giải pháp IoT hầu hết tập trung vào việc giúp người nông dân tiếp cận với chuỗi cung ứng sản xuất nhanh và dễ dàng hơn, bằng cách đảm bảo năng suất, tăng lợi nhuận và bảo vệ môi trường.
Các phân tích kinh doanh đã chỉ ra rằng, số lượng thiết bị IoT trong ngành nông nghiệp toàn cầu chạm ngưỡng 70 triệu trong năm 2020, đạt tốc độ tăng trưởng 20% hàng năm. Quy mô của nông nghiệp thông minh toàn cầu được dự đoán sẽ tăng gấp 3 lần trước năm 2025, ở mức 15.3 tỷ USD (so với 5 tỷ USD vào năm 2016).
Công nghệ vật liệu mới
Đây là việc sử dụng các vật liệu mới như khung thép nặng được thay bằng các khung nhựa polymer có độ bền hơn thép; kính được thay bằng các micar trong suốt có độ bền rất cao mà không bị vỡ; các vòi phun nước phun sương bằng nhựa cao cấp thay vòi đồng và thép bị han rỉ; các giàn và chậu trồng cây được thay bằng các hộ nhựa chậu nhựa vừa có giá cả hợp lí, vừa bền và nhẹ.
Sử dụng hệ thống đèn LED đồng bộ trong canh tác kĩ thuật cao để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng và phát triển thay thế cho đèn chiếu sáng bình thường nhằm tiết kiệm điện năng và tăng hiệu suất quang hợp.
Sử dụng các giá thể nhẹ tơi xốp chứa dinh dưỡng đã được xử lí để thay cho đất trong cây tránh sâu bệnh, hay dùng công nghệ thủy canh khí canh nhằm cách ly môi trường tự nhiên chủ động ứng dụng đồng bộ công nghệ.
Sử dụng tế bào quang điện (Solar cells) nhằm sử sụng hiệu quả không gian, giảm chi phí năng lượng hầu hết các thiết bị trong trang trại/doanh nghiệp hay các vườn lớn được cung cấp điện mặt trời và các bộ pin điện mặt trời.
Công nghệ robot và tự động hóa
Đó là việc sử dụng nhiều khâu trong sản xuất, thu hoạch và chế biến được sử dụng người máy thay cho người chăm sóc cây trồng vật nuôi ngày càng phổ biến ở những nơi thiếu nhân lực hay nhân công giá quá cao.
Sử dụng các thiết bị bay không người lái và các vệ tinh thu thập dữ liệu của các trang trại nhà vườn để phân tích và đưa ra khuyến nghị nhằm quản lí trang trại tốt hơn. Hiện nay, ngành nông nghiệp đã cập nhật thiết bị bay không người lái để gieo hạt giống, phun thuốc trứ sâu, phun phân bón, vẽ bản đồ các thửa ruộng, dự báo tình trạng sạt lở đất, phá rừng, cháy rừng...
Sử dụng thiết bị tưới tiêu tự động hóa phun sương khi nhiệt độ trong vườn quá cao và độ ẩm xuống thấp. Những con robot trong lĩnh vực nông nghiệp đang gia tăng năng lực sản xuất cho nông dân bằng nhiều cách khác nhau.Thực tế cho thấy, ở các trang trại chăn nuôi bò sữa, các hệ thống robot hiện nay thường được triển khai để vắt sữa. Dù robot chỉ chịu trách nhiệm một tỷ lệ nhỏ trong toàn bộ quá trình chăn nuôi lấy sữa, nhưng Liên minh châu Âu đã dự đoán rằng khoảng 50% tổng đàn gia súc châu Âu sẽ được vắt sữa bằng robot vào năm 2025.
Công nghệ sinh học
Việc sử dụng các giống cây trồng vật nuôi mới được tạo ra bằng công nghệ sinh học như nuôi cấy mô tế bào, chỉnh sửa những khiếm khuyết của hệ gien.
Sử dụng các loại chất điều hòa sinh trưởng phát triển có nguồn gốc thiên nhiên và từ công nghệ vi sinh hay lên men sinh học như GA3, NAA, các Axit Amin, các vitamin B1, B6, B12....
Sử dụng các phân hữu cơ và thuốc trừ sâu sinh học như abamertin, BT, nấm đối kháng Bauveria, các màng sinh học để lọc khí khử trùng; các bộ kit chuẩn đoán bệnh cây, gia súc gia cầm và thủy sản, các chế phẩm làm sạch môi trường chuồng trại, ao nuôi, bể cá ; các chế phẩm sinh học để bảo quản rau hoa quả tươi lâu và bảo đảm chất lương trong quá trình sơ chế bảo quả và chế biến....
Đáng chú ý, các chế phẩm sinh học kết hợp với công nghệ nano làm tăng hiệu quả sử dụng. Ví dụ, dạng phân bón nano mới có thể thay thế việc chiếu cho cây thanh long, cây hoa cúc khi ra hoa, giảm được chi phi sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế rất cao.
Công nghệ trí tuệ nhân tạo
Sử dụng ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo có thể tạo ra nhiều phần mềm và máy móc để thu thập thông tin kết nối vạn vật, xử lí dữ liệu lớn (Big Data), qua đó, đưa ra các phương án quản lí sản xuất theo hướng nông nghiệp hữu cơ một cách an toàn từ vườn sản xuất đến bàn ăn.
Các nước tiên tiến đang triệt để sử dụng công nghệ này vào việc quản lí sản xuất cây trồng vật nuôi, thu hoạch, bảo quản và chế biến chúng trong nền nông nghiệp thông minh, đem lại hiệu quả kinh tế, môi trường hòa hợp với thiên nhiên.
Trí tuệ nhân tạo được tích hợp trên các thiết bị máy bay không người lái tuy đã được thử nghiệm và áp dụng từ lâu, nhưng chỉ mới được áp dụng vào lĩnh vực nông nghiệp thời gian gần đây. Tuy nhiên, điều này đã giúp cho việc tăng tốc độ phun thuốc trừ sâu cho cây lên gấp 5 lần so với các loại máy móc khác và hoạt động gieo trồng bằng máy bay giúp giảm đáng kể chi phí lao động cho hoạt động trồng trọt so với cách truyền thống.
Các thiết bị cảm biến được kết nối với các thiết bị thông minh, điều khiển tự động trong sản xuất nông nghiệp