Việc sản xuất, vận chuyển và tiêu thụ các sản phẩm có hàm lượng carbon cao trong nông nghiệp tạo ra lượng lớn khí thải lớn vào khí quyển, đẩy nhanh quá trình nóng lên toàn cầu. Do đó việc tập trung ứng dụng công nghệ xanh trong nông nghiệp trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.
Nhu cầu về công nghệ phát triển nông nghiệp bền vững
Các quốc gia đang triển khai và và thực hiện các quy định về tính bền vững trong nông nghiệp để giám sát ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Các hoạt động trong quá trình sản xuất góp phần gây xói mòn đất, ô nhiễm nguồn nước, phú dưỡng, phá rừng và khai thác tài nguyên thiên nhiên. Những tác nhân này có thể gây ra biến đổi khí hậu ở nhiều quốc gia.
Một số thiết bị và phương pháp canh tác lạc hậu như độc canh (monocropping) làm cạn kiệt chất dinh dưỡng trong đất theo thời gian và khí thải nhà kính. Nạn chặt phá rừng cũng có thể ảnh hưởng xấu đến môi trường, gây suy thoái ozone và góp phần gây ra biến đổi khí hậu.
Ý nghĩa công nghệ xanh trong nông nghiệp
Công nghệ xanh hay đôi khi còn được gọi là công nghệ sạch, đóng vai trò quan trọng trong việc giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của con người lên môi trường. Thậm chí nếu được triển khai và ứng dụng đúng cách, công nghệ xanh còn tạo ra những phương pháp canh tác hiệu quả.
Việc ứng dụng công nghệ xanh trong nông nghiệp có ý nghĩa vô cùng quan trọng vì làm giảm thiệt hại về môi trường, tạo ra ít nhiên liệu hóa thạch dưới dạng phụ phẩm hơn và hỗ trợ phát triển nông nghiệp bền vững.
Ứng dụng công nghệ xanh trong nông nghiệp
Sử dụng năng lượng tái tạo và các công nghệ xanh liên quan giúp phát triển nông nghiệp bền vững hơn và hỗ trợ an ninh lương thực. Một trong những thay đổi quan trọng nhất mà ngành nông nghiệp có thể thực hiện là tạo ra một tương lai an toàn năng lượng, ít carbon.
Năng lượng tái tạo
Năng lượng tái tạo là yếu tố cần thiết cho nền nông nghiệp bền vững. Tài nguyên tái tạo là tài nguyên thiên nhiên có khả năng tự tái tạo để thay thế những gì đã tiêu thụ và không bao giờ cạn kiệt.
Hầu hết các máy móc nông nghiệp hiện nay đều chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, dẫn đến việc thải khí nhà kính vào khí quyển và góp phần gây ra biến đổi khí hậu.
Bằng cách ứng dụng công nghệ xanh trong nông nghiệp và các công nghệ liên quan như nguồn năng lượng tái tạo có thể giảm thiểu những thiệt hại về môi trường này. Dưới đây là một số nguồn năng lượng tái tạo được sử dụng phổ biến nhất trong nông nghiệp:
Công nghệ năng lượng mặt trời: Năng lượng mặt trời hoạt động bằng cách chuyển đổi bức xạ ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Nông dân có thể sử dụng điện được tạo ra từ mặt trời để vận hành máy móc nông nghiệp, chiếu sáng và bơm nước.
Nhiệt năng mặt trời: Đây cũng là một công nghệ xanh trong nông nghiệp được ứng dụng rộng rãi. Nhiệt năng mặt trời hoạt động bằng cách chuyển đổi bức xạ nhiệt mặt trời thành năng lượng nhiệt. Một số lợi ích phổ biến như đun nước, sưởi ấm đất ngầm và nhà kính năng lượng mặt trời.
Tuabin gió: Nông dân có thể sử dụng tuabin gió để bơm nước tưới tiêu. Ngoài ra ưu điểm của công nghệ này là không chiếm dụng nhiều đất.
Năng lượng sinh khối: Sinh khối có nguồn gốc từ các sinh vật như thực vật, chất thải động vật và ngô. Các nguyên liệu này sau đó được chuyển đổi thành năng lượng bằng cách đốt cháy. Nhiệt được sử dụng trực tiếp để sưởi ấm các tòa nhà, sấy khô cây trồng và hoạt động chăn nuôi bò sữa. Ngoài ra, năng lượng sinh khối cũng có thể được sử dụng để tạo ra hơi nước và phát điện.
Phương pháp trồng trọt không cày xới
Phương pháp trồng trọt không cày xới còn được gọi là canh tác không cày xới là phương pháp loại bỏ nhu cầu cày đất hoặc sử dụng bất kỳ máy móc nông nghiệp hạng nặng nào.
Ưu điểm của phương pháp này là cải thiện tốc độ cô lập carbon trong đất, tức là lượng carbon mà đất hấp thụ và lưu trữ. Đồng thời tận dụng phần còn lại của vụ mùa trước còn sót lại trên bề mặt đất, giúp giảm lượng khí nhà kính thải vào khí quyển và cắt giảm chi phí cho nông dân.
Phương pháp ứng dụng công nghệ xanh trong nông nghiệp này đã được chứng minh mang lại lợi ích cho cả môi trường và kinh tế.
Hệ thống phun nước thông minh
Sử dụng các hệ thống phun nước thông minh giúp giảm việc khai thác tài nguyên. Công nghệ tưới tiêu tự động dựa trên Internet vạn vật (IoT) để truy cập dự báo thời tiết theo thời gian thực. Hệ thống phun nước thông minh sử dụng cảm biến mặt đất để thu thập và phân phối dữ liệu thực địa.
Hệ thống IoT tạo ra luồng giao tiếp giữa các cảm biến, máy tính và các chuyên gia nông nghiệp. Hệ thống phun nước thông minh tối ưu hóa việc tưới tiêu và giảm tình trạng tưới nước quá nhiều hoặc quá ít bằng cách đo độ bão hòa của đất. Nông dân cũng có thể áp dụng các công nghệ truyền thông nông thôn tiên tiến để theo dõi và báo cáo tình hình thực địa.
Công nghệ sinh học
Công nghệ sinh học cũng là một ứng dụng của công nghệ xanh trong nông nghiệp. Công nghệ này được sử dụng để thay đổi DNA của cây trồng theo cách không diễn ra theo tự nhiên, giúp cải thiện sự phát triển của cây trồng và mang lại nhiều lợi ích cho con người.
Một trong những lợi ích này là giúp chống lại biến đổi khí hậu. Công nghệ sinh học làm giảm tác động của biến đổi khí hậu bằng cách sử dụng các loại cây trồng biến đổi gen có khả năng chịu hạn và năng suất cao.
Thực phẩm biến đổi gen (GMO) cũng làm giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu và giảm bớt tình trạng lưu trữ các chất ô nhiễm khỏi đất để giảm thiểu sự suy thoái của hệ sinh thái. Các loại cây trồng này cũng ngăn ngừa xói mòn đất và cạn kiệt chất dinh dưỡng.
Nông trại thẳng đứng (Vertical Farming)
Nông trại thẳng đứng là phương pháp canh tác theo các lớp xếp chồng theo chiều dọc thay vì canh tác theo chiều ngang truyền thống. Do đó, nông dân có thể trồng được nhiều loại cây lương thực hơn trên cùng một diện tích đất.
Nông trại thẳng đứng được xem là phương pháp canh tác đô thị bền vững, mang lại lợi ích về môi trường, kinh tế và xã hội. Nông dân đạt được năng suất cao hơn. Hơn nữa, còn làm giảm tình trạng lãng phí nước và phân bón. Công nghệ mới này có thể cắt giảm lượng nước tiêu thụ tới 98%!, theo weforum.
Việc sản xuất và thu hoạch cây trồng tại địa phương giúp giảm đáng kể chi phí và phương tiện vận chuyển, tác động tích cực đến chi phí đi lại và lượng khí thải carbon.
Giám sát tưới tiêu
Nguồn cung cấp nước của Trái đất là hữu hạn, vì vậy việc tiết kiệm nước là điều cần thiết để ngăn chặn cạn kiệt nguồn nước ngầm cũng như ngăn ngừa ô nhiễm nước và góp phần bảo vệ môi trường và tài nguyên.
Ngày nay, chúng ta có các hệ thống giám sát không dây và từ xa giúp nông dân kiểm soát tốt hơn các hoạt động của mình. Các hệ thống này cho phép đưa ra quyết định thông minh hơn về việc sử dụng và phân phối nước. Điều này có thể đặc biệt hữu ích trong các trang trại lớn với nhiều diện tích đất cần chăm sóc.
Máy bay không người lái
Máy bay không người lái là một hình thức công nghệ xanh khác trong nông nghiệp khác hỗ trợ phát triển nông nghiệp bền vững. Nông dân có thể sử dụng máy bay không người lái trên khắp các cánh đồng của mình để theo dõi sự phát triển của cây trồng và thu thập dữ liệu có giá trị.
Máy bay không người lái giúp các chuyên gia nông nghiệp theo dõi các khu vực từ xa, giúp giảm thiểu khí thải từ quá trình vận chuyển. Công nghệ này chạy bằng điện và không tạo ra khí thải khi sử dụng.
Bên cạnh đó chất thải thực phẩm xảy ra trong quá trình sản xuất và thu hoạch nông nghiệp chiếm đến gần 30%, theo usda. Chất thải nông nghiệp góp phần khai thác nước ngọt và làm suy thoái khí quyển. Các chuyên gia có thể sử dụng máy bay không người lái để theo dõi sự phát triển của cây trồng và ngăn ngừa chất thải.
Nông nghiệp hữu cơ
Nông nghiệp hữu cơ sử dụng các phương pháp canh tác thân thiện với môi trường để cải thiện đất và sức khỏe con người, đồng thời bảo vệ môi trường. Phương pháp này sử dụng đất hiệu quả cao hơn, nghĩa là năng suất cây trồng hữu cơ cao hơn.
Mặt khác, nông nghiệp hữu cơ sử dụng ít phân bón và thuốc trừ sâu hơn. Đồng thời sử dụng luân canh cây trồng và phân chuồng để kiểm soát sâu bệnh và cỏ dại. Sử dụng công nghệ hữu cơ làm giảm tác động của hiện tượng nóng lên toàn cầu. Phương pháp này cũng sử dụng ít năng lượng hơn và thúc đẩy đa dạng sinh học hơn.
Lợi ích của việc ứng dụng công nghệ xanh trong nông nghiệp
Giảm thiểu tác động môi trường
Sử dụng công nghệ xanh trong nông nghiệp giúp giảm lượng khí nhà kính phát thải vào môi trường, đồng thời bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên như đất và nước. Canh tác hữu cơ, hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước và năng lượng tái tạo đều góp phần vào việc bảo vệ môi trường, giúp nông nghiệp trở nên bền vững hơn.
Nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất
Nhờ các công nghệ mới, nông dân có thể tối ưu hóa quy trình sản xuất và từ đó tăng năng suất mà không cần mở rộng diện tích canh tác. Công nghệ IoT và AI giúp theo dõi và điều chỉnh điều kiện canh tác một cách chính xác, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.
Hơn nữa, công nghệ trồng trọt không đất như thủy canh giúp tăng gấp đôi hoặc thậm chí gấp ba năng suất so với phương pháp truyền thống, trong khi vẫn sử dụng ít nước hơn và không yêu cầu đất trồng.
Đáp ứng nhu cầu tiêu dùng xanh
Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các sản phẩm nông sản sạch, an toàn và bền vững. Sản xuất nông nghiệp hữu cơ và các sản phẩm được trồng trong môi trường xanh giúp đáp ứng nhu cầu này, từ đó gia tăng giá trị thương hiệu và lợi nhuận cho nông dân.
Công nghệ xanh trong nông nghiệp không chỉ là xu hướng mà còn là giải pháp thiết yếu để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp trong tương lai. Trên đây là một số ưng dụng nổi bật của công nghệ xanh trong nông nghiệp. Ngoài ra bạn đọc có thể tham khảo thêm một số bài viết đã có để tìm hiểu thêm ứng dụng công nghệ xanh trong đời sống nhé.