Cảm biến định lượng phân bón cho cây trồng

Dựa vào các chỉ số của đất

Phát triển bởi TS Hồ Long Phi, cựu thành viên hội đồng tư vấn quốc gia về biến đổi khí hậu, Enfarm hướng đến chuyển đổi nền nông nghiệp thế giới theo hướng phát thải thấp nhưng vẫn gia tăng sản lượng để đáp ứng nhu cầu lương thực tăng vào năm 2050.

Dựa trên các nghiên cứu về khoa học đất tích lũy trong hàng chục năm, và việc khảo sát hàng ngàn mẫu đất tại Việt Nam, đội ngũ của Enfarm đã hoàn thiện hệ thống của mình để đạt được mức độ chính xác công nghệ cao.

“Đo dinh dưỡng đất – bao gồm các chỉ số về nitơ, photpho và kali - là điều không dễ vì nó là tổ hợp phức tạp của các chất đã được hòa tan trong dung dịch đất. Trên thị trường có một số sản phẩm tính năng tương tự, nhưng hoặc là quá đắt, hoặc là không chính xác nên khó có thể áp dụng phù hợp trong điều kiện Việt Nam”, ông Nguyễn Đỗ Dũng, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết.

Bộ thiết bị đo dinh dưỡng thông minh Enfarm ứng dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI) để đưa ra đánh giá đồng thời 4 thành phần: Đất, nước, cây trồng và phân bón.

Giải pháp công nghệ của Enfarm là một hệ thống thiết bị cảm biến nhỏ gọn, có thể gửi tín hiệu đo dinh dưỡng trong đất đến một ứng dụng, trên đó tận dụng sức mạnh của trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích dữ liệu và đưa ra hướng dẫn cụ thể cho người nông dân, bao gồm tình trạng “sức khỏe” của đất, và nên tăng hay giảm bao nhiêu nước, phân bón và dinh dưỡng.

Các số liệu này có thể cập nhật thường xuyên (với dòng thiết bị cầm tay, cho phép đo thủ công 2 - 3 lần mỗi tuần) hoặc tự động (với dòng thiết bị đo tự động 24/7, gửi số liệu 15 phút/lần) để người nông dân có thể biết tình trạng đất. Chi phí cho mỗi cảm biến này từ 10 triệu đồng trở lên.

Thiết bị này dễ lắp đặt nên người nông dân có thể mua về tự lắp. Enfarm khuyến cáo, trung bình một hecta nên cần một thiết bị cảm biến như vậy, và nếu đất có độ dốc lớn hơn hoặc tính biến động cao hơn thì cần nhiều cảm biến hơn trên mỗi hecta.

Với giải pháp này, Enfarm đã giải quyết một trong những vấn đề lớn nhất của nông nghiệp thế giới: 60% phân bón không được cây trồng hấp thụ, gây lãng phí tới 120 tỷ USD mỗi năm, thoái hóa một phần ba diện tích trồng trọt và tạo ra 5% tổng lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu.

Ông Trịnh Đức Minh - Chủ tịch Hiệp hội Cà phê Buôn Ma Thuột, cho biết đây là giải pháp nông nghiệp thông minh chi phí thấp, thân thiện người dùng, có thể áp dụng rộng rãi trong sản xuất cà phê ở Việt Nam.

Hạn chế tác hại đến môi trường

Theo một nghiên cứu công bố trên cổng thông tin điện tử của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, phân bón hiện chưa được sử dụng hiệu quả và bền vững ở Việt Nam. Hiệu suất bón phân chỉ đạt 40%, tức còn khoảng 60% lượng phân không được cây trồng hấp thụ mà gây lãng phí trong môi trường.

Từ đó, nông dân phải bón thêm phân, gánh thêm chi phí, lại khiến đất càng thêm chai cứng. Vòng luẩn quẩn giữa bón phân và thoái hóa đất sẽ làm giảm thu nhập của hộ nông dân và gây ô nhiễm môi trường. Phần phân bón dư bị rửa trôi theo nước mưa, thẩm thấu vào tầng nước ngầm, gây ô nhiễm nguồn nước. Tính theo giá phân bón hiện nay, ước tính quy mô thất thoát hàng năm lên tới 3,6 tỷ USD/năm.

Với giải pháp này, khi có dữ liệu về đất, về dinh dưỡng, độ ẩm..., AI sẽ khuyến cáo người nông dân bón loại gì, lượng bao nhiêu. Bên cạnh đó, AI cũng đưa ra những khuyến cáo ‘bắt bệnh’ cho cây trồng theo các tiêu chí khoa học mà dữ liệu cung cấp, từ đó giúp nông dân giảm thời gian, chi phí đầu vào và công chăm sóc.

Nhờ xác định hàm lượng phân bón dư thừa trong đất theo thời gian thực, sản phẩm có thể khuyến nghị từng nông hộ khi nào cần bón phân, loại gì và liều lượng như thế nào.

Ngoài chức năng thông báo về phân bón, thổ nhưỡng, ứng dụng Enfarm còn được tích hợp thêm nhiều công dụng khác như dự báo thời tiết; cung cấp thông tin về độ ẩm, độ pH, mức tối ưu và sức khỏe của cây trồng; quản lý năng lượng mặt trời. Không những thế, Enfarm còn có thể xác định sâu bệnh bằng AI.

Cụ thể, chỉ cần chụp hình lá cây, thân cây..., ứng dụng sẽ cho biết cây đang gặp sâu bệnh gì, hướng giải quyết ra sao. Trong tương lai, nông dân có thể dùng công cụ này để đăng ký các chứng nhận về nông nghiệp xanh, sạch, hữu cơ.

Kết quả thí nghiệm tại Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên ghi nhận, đối với cây cà phê, thiết bị có thể giảm lượng phân bón lên đến 50% so với các kết quả ban đầu.

50% là một con số rất lớn, khi người nông dân thường phải bỏ ra 30 - 40 triệu đồng phân bón cho mỗi hecta cà phê. Như vậy, Enfarm Agritech có thể giúp nông dân giảm được 10 - 15 triệu đồng chi phí phân bón trên mỗi hecta.