Công nghệ biến đổi tỷ lệ: Mọi thứ bạn cần biết

Công nghệ biến đổi tỷ lệ (VRT) là một bước tiến mới và mạnh mẽ trong cuộc cách mạng nông nghiệp chính xác. VRT giảm chi phí đầu vào và lao động trong khi vẫn duy trì lợi nhuận toàn trang trại. Đồng thời tăng tính bền vững của các phương thức canh tác. Vì vậy, nông dân và người trồng trọt cần biết công nghệ biến đổi tỷ lệ hoạt động như thế nào?

Công nghệ biến đổi tỷ lệ VRYT là gì?

VRT sử dụng dữ liệu và tự động hóa để: bón phân, thuốc bảo vệ thực vật, hạt giống và thậm chí cả nước tưới ở các tỷ lệ khác nhau ở các địa điểm khác nhau mà người trồng không phải thay đổi tỷ lệ hoặc thực hiện nhiều lần theo cách thủ công.

Công nghệ biến đổi tỷ lệ trong nông nghiệp chính xác tập trung vào nhiều lĩnh vực sản xuất cây trồng, bao gồm:

• Áp dụng thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu, vôi, thạch cao… các chất dinh dưỡng cây trồng phổ biến khác,
• Gieo hạt
• Phát hiện cỏ dại và cây trồng bị bệnh.

VRT hoạt động bằng cách sử dụng công nghệ GPS và GIS để định vị các vị trí chính xác trên thực địa cho vùng nguyên liệu. Kết hợp với dữ liệu được thu thập để thông báo cho một thiết bị hỗ trợ VRT như: máy gieo hạt, máy phun hoặc máy rải phân bón… chính xác ở đâu và với tốc độ như thế nào.

Bước đầu tiên trong VRT là tạo ra các vùng quản lý do nông dân phát triển.

Các khu vực này thường được lập bản đồ thông qua tính đồng nhất của các đặc điểm như: được xác định bằng thử nghiệm đất, kết quả giám sát năng suất… và các dữ liệu khác như: hình ảnh viễn thám. Vùng quản lý tiêu chuẩn trong hệ thống VRT sẽ lập bản đồ các khu vực năng suất cao, trung bình và thấp trong một cánh đồng.

Các loại hệ thống ứng dụng biến đổi tỷ lệ

VRT dựa trên ứng dụng tốc độ thay đổi (VRA), có nghĩa là tốc độ ứng dụng thay đổi dựa trên các vị trí chính xác. VRA hoạt động bằng cách sử dụng bản đồ hoặc hệ thống cảm biến.

• VRA dựa trên bản đồ

Ứng dụng này đi theo một bản đồ, thường được gọi là bản đồ theo toa, dựa trên tọa độ GPS. Trong hệ thống VRA dựa trên bản đồ, nhà nông học tạo bản đồ theo toa, thường được gọi là ‘kịch bản’ và nó được tải lên hệ thống dữ liệu của nông dân. Bản đồ theo toa này sau đó thông báo cho một thiết bị hỗ trợ VRT, chẳng hạn như: máy gieo hạt, máy phun hoặc máy rải,… về tỷ lệ ứng dụng dựa trên vị trí.

• VRA dựa trên cảm biến

Ứng dụng được xác định dựa trên các cảm biến thông báo cho hệ thống hỗ trợ VRT ở đâu và với tốc độ nào. VRA dựa trên cảm biến thường là thời gian thực. Cho phép người trồng trọt phản ứng với các điều kiện chính xác tại thời điểm áp dụng. Nó được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng tưới tiêu như: hệ thống tưới trục trung tâm có khả năng VRT.

Làm thế nào để VRT tăng khả năng sinh lời của trang trại?

Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), nông dân trồng ngô Hoa Kỳ sử dụng VRT kết hợp với lập bản đồ năng suất đã tiết kiệm chi phí cao nhất ($25 trên mỗi mẫu Anh) so với các công nghệ nông nghiệp chính xác khác như: hệ thống hướng dẫn và lập bản đồ đất.

VRT tăng khả năng sinh lời của trang trại bằng cách giảm thiểu và tối đa hóa tỷ lệ đầu vào cây trồng được áp dụng (chẳng hạn như phân bón, kiểm soát cỏ dại, hạt giống và nước). Dựa trên phân tích dự đoán về nơi mà những đầu vào đó sẽ mang lại lợi nhuận cao nhất. Về bản chất, VRT hạn chế ảnh hưởng của sự thay đổi trong sản xuất cây trồng, tạo ra năng suất tổng thể có lợi hơn.

Điều gì có thể được áp dụng thông qua công nghệ ứng dụng biến đổi tỷ lệ trong nông nghiệp

Về lý thuyết, bất kỳ đầu vào nào mà nông dân hoặc người trồng trọt áp dụng cho cây trồng của họ trong suốt chu kỳ sản xuất đều có thể được áp dụng thông qua công nghệ biến đổi tỷ lệ.

Phân bón biến đổi tỷ lệ – VRF

Bước tiến đầu tiên trong công nghệ biến đổi tỷ lệ (VRT) đã gây bão cho nông dân và người trồng trọt là việc sử dụng phân bón biến đổi tỷ lệ (VRF) vào đầu những năm 1990.

Hệ thống VRF cho phép người trồng thay đổi lượng phân bón trên một cánh đồng. Đáp ứng các điều kiện đất đai cụ thể và nhu cầu của cây trồng. Giống như hầu hết các công nghệ VRT, VRF được sử dụng nhiều nhất đối với nông dân trồng đậu tương và ngô. Tính đến năm 2016, khoảng 60% nông dân trồng ngô và đậu tương của Hoa Kỳ đã áp dụng công nghệ bón phân với biến đổi tỷ lệ.

Các loại phân bón có biến đổi tỷ lệ được sử dụng phổ biến nhất với các ứng dụng phân bón nitơ. Công nghệ tương tự có thể được sử dụng với các chất dinh dưỡng đa lượng quan trọng khác như: các ứng dụng phốt pho hoặc kali. Ngoài ra, việc bón phân với biến đổi tỷ lệ có thể được thực hiện bằng cách:

• Sử dụng máy rải cho các sản phẩm dạng hạt hoặc
• Máy phun cho các sản phẩm dạng lỏng.

Biến đổi tỷ lệ Seeding – VRS

Việc tạo biến đổi tỷ lệ (VRS) đã trở nên phổ biến vào đầu những năm 2000.

Máy gieo hạt có thể được chuyển đổi thành cảm biến VRA bằng cách gắn một động cơ hoặc hộp số giúp thay đổi tốc độ gieo hạt. Điều này cho phép người trồng thoát khỏi các kỹ thuật gieo hạt tỷ lệ cố định truyền thống. Thay vào đó, họ có thể gieo nhiều hoặc ít hạt giống dựa trên kết quả kiểm tra đất và bản đồ năng suất. Họ hoàn toàn có thể điều chỉnh quần thể cây trồng cho các vùng năng suất cao hơn trong một cánh đồng. Những vùng được xác định là có độ phì nhiêu kém sẽ được gieo thưa hơn vì cây trồng sẽ ít cạnh tranh hơn để phát triển. Thêm vào đó, người nông dân tiết kiệm tiền bằng cách gieo ít hạt giống hơn.

Kiểm soát cỏ dại biến đổi tỷ lệ

Cỏ dại có thể được kiểm soát chính xác hơn bằng cách sử dụng các ứng dụng biến đổi tỷ lệ của thuốc diệt cỏ. Điều này giúp nông dân tiết kiệm tiền bằng cách giảm tổng lượng thuốc diệt cỏ được áp dụng. Cải thiện kết quả năng suất bằng cách tạo cơ hội tốt nhất cho cây trồng cạnh tranh nước và chất dinh dưỡng mà không bị áp lực của cỏ dại.

Trong ứng dụng, hệ thống VRT dựa trên bản đồ và dữ liệu lịch sử về sự phá hoại của cỏ dại trên đồng ruộng theo khu vực quản lý. Kiểm soát cỏ dại được kích hoạt bằng dữ liệu viễn thám, thời gian thực. Chẳng hạn như: hình ảnh vệ tinh hoặc máy bay không người lái, có thể xác định các khu vực có áp lực cỏ dại xảy ra trong suốt mùa.

Tưới biến đổi tỷ lệ

Tưới biến đổi tỷ lệ là sự phát triển gần đây nhất trong VRT.

Cơ sở hạ tầng tưới tiêu được kích hoạt với khả năng tự động hóa. Sau đó được thông báo bằng dữ liệu thời gian thực từ:

• Viễn thám,
• Hình ảnh từ xa,
• Cảm biến mặt đất
• Cảm biến thời tiết.

Điều này cho phép hệ thống tưới tự động tưới nhiều hay ít nước tùy thuộc vào độ ẩm tại các khu vực cánh đồng cụ thể.

Hệ thống tưới có tốc độ thay đổi phổ biến nhất được sử dụng là hệ thống tưới trục trung tâm. Tuy nhiên, công nghệ tưới biến đổi tỷ lệ cũng có sẵn trong các loại hình tưới khác như hệ thống tưới nhỏ giọt…

Tất cả các hệ thống VRT phụ thuộc vào phần mềm quản lý trang trại

Dữ liệu chính xác là rất quan trọng để sử dụng thành công công nghệ biến đổi tỉ lệ.

Với dữ liệu không chính xác hoặc bị thiếu, VRA sẽ không hoạt động ở mức tối ưu và thậm chí có thể gây hại cho sản xuất cây trồng. Chẳng hạn như sử dụng nhiều nước hơn khi không cần thiết hoặc quá nhiều phân bón.

Vì lý do đó, VRT và các hệ thống quản lý trang trại (FMS) như AGRIVI luôn song hành cùng nhau. Phần mềm quản lý trang trại của AGRIVI thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu mà hệ thống VRT cần để hoạt động hiệu quả nhất.

Phần câu hỏi thường gặp

Công nghệ biến đổi tỉ lệ có đảm bảo chi phí không?

Kể từ khi VRT ra đời, người trồng trọt đã đặt câu hỏi liệu công nghệ này có đáng để đầu tư hay không. Các nhà nông học và cố vấn cây trồng thường khuyến nghị rằng nó phụ thuộc vào sự thay đổi trong các lĩnh vực và sản lượng cây trồng..

VRT dễ triển khai và chính xác — do đó tạo ra kết quả tốt hơn và nhiều lợi nhuận hơn — khi được kết hợp với một hệ thống FMS toàn diện như AGRIVI.

Biến đổi tỉ lệ cải thiện tác động môi trường của canh tác như thế nào?

Sử dụng VRT làm giảm lượng thuốc diệt cỏ hóa học có hại và phân đạm mà nông dân sử dụng chỉ ở mức trần cần thiết. Điều này có nghĩa là ít hóa chất dư thừa hoặc khí nhà kính độc hại được thải vào hệ sinh thái và khí quyển từ các hoạt động sản xuất.

VRT cũng tối đa hóa tiềm năng năng suất của đất nông nghiệp. Giảm áp lực chuyển đổi rừng nguyên sinh và đất đồng cỏ sang sản xuất nông nghiệp. Và VRT có thể giảm số lần di chuyển trên cánh đồng, giảm lượng carbon do máy kéo và thiết bị nông nghiệp đốt nhiên liệu hóa thạch thải vào khí quyển.