Trên bề mặt, các cảm biến được tích hợp trên cây trồng sẽ báo hiệu tình trạng đất; hệ thống tưới tiêu kỹ thuật số sẽ định hướng chính xác các dòng nước; và những robot sẽ nhổ cỏ. Ở trên không, vệ tinh và máy bay không người lái sẽ chụp ảnh thực vật với độ chính xác cao. Trong lớp đất bên dưới, sự tăng trưởng của thực vật và thông tin kỹ thuật số sẽ tối ưu hóa các chất dinh dưỡng sẵn có, nâng cao hiệu suất của cây và lưu trữ kết quả.
Trong khi đó, toàn bộ khu đất sẽ đóng vai trò như một “bể chứa các-bon”, với các loại cây che phủ và làm đất bù đắp một phần khí thải nhà kính được tạo ra ở những nơi khác trong khu đất, đồng thời neo chống xói mòn. Và trong chuồng, những đổi mới về động vật học và kỹ thuật sẽ làm giảm đáng kể tác động môi trường từ chăn nuôi. Các hoạt động này sẽ tạo thành một bản giao hưởng mạnh mẽ của sản xuất nông nghiệp nâng cao, khi các phương pháp tiếp cận và công nghệ mới tăng tính bền vững, tăng năng suất và cải thiện chất lượng cây trồng.
Adrian Percy, giám đốc công nghệ của công ty đầu tư công nghệ cao Finistere Ventures, cho biết: “Có rất nhiều công nghệ thú vị mới có thể được áp dụng để nâng cao năng suất nông nghiệp, bảo vệ sức khỏe môi trường và đáp ứng sở thích ngày càng tăng của người tiêu dùng. Chúng ta cần phải chuyển đổi hoàn toàn hệ thống sản xuất nông nghiệp và thực phẩm của mình để đảm bảo an ninh lương thực cho tất cả mọi người, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng và bảo tồn các nguồn tài nguyên quý giá của hành tinh cho các thế hệ sau”.
Hợp lý hóa chuỗi cung ứng, số hóa sản xuất và hợp lý hóa phân phối, tất cả đều đang thúc đẩy quá trình đại tu cách thức vận chuyển, chế biến và bán lẻ thực phẩm trên thế giới. Nhưng cuộc cách mạng công nghệ trong nông nghiệp có thể đang tạo ra nhịp độ cho ngành công nghiệp thực phẩm với những phát triển đáng chú ý xảy ra trước khi thực phẩm đến nông trại. Đáng chú ý, sự chuyển đổi này đang quét qua lĩnh vực tương đối bảo thủ của các hoạt động trồng trọt và chăn nuôi ở vùng Trung Tây ngay cả khi nó đang chuyển đổi các trang trại trồng trọt và chăn nuôi bò sữa ở California.

Gặp gỡ những người nông dân thời đại mới

Nông dân Michigan đã đạt kết quả cao nhất trong cuộc thi năng suất của Hiệp hội những người trồng ngô quốc gia năm 2020 với con số khổng lồ 477 giạ trên một mẫu Anh. Những người hùng của nước Mỹ sẽ là những người nông dân như Ken McCarty, với kỹ năng mới dựa vào công nghệ, sinh học và nhận thức về môi trường bên cạnh bí quyết nông nghiệp.
Với một số trang trại ở Kansas và Nebraska, McCarty Family Farms vắt sữa gần 9.000 con bò và chế biến hơn 32 triệu gallon sữa mỗi năm. Phụ thuộc vào Tầng chứa nước Ogallala bên dưới, đang bị cạn kiệt nhanh chóng trên khắp Great Plains, hoạt động xả phân từ các chuồng trại và tái chế nước trong các đầm phá cũng cung cấp nước tưới bổ sung giàu chất dinh dưỡng cho cây trồng. Hoạt động của McCarty đang thu hồi 65.000 gallon nước ngọt mỗi ngày, cho bò uống và đang chuyển sang các loại cây trồng ít thâm dụng nước hơn, chẳng hạn như lúa miến để làm thức ăn. Trong số nhiều bước bảo tồn khác, hoạt động McCarty liên tục thu hồi gần như tất cả cát mà nó sử dụng để làm chuồng gia súc.
McCarty nói: “Đó là một sự cân bằng tinh tế. Chúng ta vẫn cần những cây trồng có năng suất cao và vẫn phải có những gia súc, gia cầm có năng suất cao, được chăm sóc tốt, nhưng chúng ta phải cố gắng cân bằng điều đó với nhu cầu trở thành những người quản lý tốt. Tính bền vững có thể không nhất thiết dẫn đến giá mỗi đơn vị thành phẩm cao hơn, nhưng chúng tôi nhận thấy điều đó có thể làm giảm chi phí sản xuất và tăng khả năng cạnh tranh”.
Hơn thế nữa, những nỗ lực của McCarty Farms đã điều chỉnh nó phù hợp với sự nhạy cảm của người tiêu dùng hiện đại. Công ty đã thuê Tư vấn Môi trường Bền vững chứng nhận các bước về môi trường của mình cho cả khách hàng CPG (bao gồm Danone Bắc Mỹ) và người tiêu dùng, đồng thời chuyển các thành tựu của mình thành các thước đo dễ hiểu, chẳng hạn như đánh đồng mức giảm carbon của McCarty Family Farms với việc loại bỏ một số lượng ô tô nhất định.
John Harsch, chủ tịch kiêm giám đốc điều hành của công ty tư vấn cho biết: “Các công ty thực phẩm và đồ uống đang trở nên rất tích cực trong chuỗi cung ứng và đang tìm cách cung cấp thông tin xác thực, nắm bắt thông tin”.

Từ cổng trang trại đến kệ hàng siêu thị

Ngay cả các công ty sản xuất hàng tiêu dùng đóng gói cũng đang chú ý đến trang trại nhiều hơn. Không cách ly khỏi các lớp đầu tiên của chuỗi cung ứng, nhiều công ty khổng lồ hiện đang đào sâu vào lĩnh vực đất nền, bị thu hút bởi tiềm năng tiết kiệm chi phí và khả năng chia sẻ những câu chuyện về tính bền vững với người tiêu dùng. Mối quan tâm của các nhà chế biến cuối đối với nông nghiệp đang mở rộng sang các trang trại gia đình nhỏ, với số lượng khoảng 500 triệu và là điểm dừng đầu tiên quan trọng đối với phần lớn chuỗi cung ứng toàn cầu.
Percy, người trước đây là trưởng bộ phận nghiên cứu và phát triển khoa học cây trồng của Bayer, cho biết: “Sở thích của người tiêu dùng, bao gồm cả nhu cầu về tính minh bạch và khả năng truy xuất nguồn gốc, sẽ ngày càng thúc đẩy cách thức làm việc ở trang trại”
Rõ ràng, trang trại là nơi có thể giải quyết hiệu quả nhất hai vấn đề môi trường lớn của ngành công nghiệp thực phẩm là bảo tồn nước và phát thải khí nhà kính. Theo Liên hợp quốc, khoảng 70% lượng nước ngọt của hành tinh được sử dụng để sản xuất thực phẩm.
John Robinson, đối tác quản lý của Mazarine Ventures, một công ty đầu tư vào các công ty khởi nghiệp liên quan đến nước, cho biết: “Hầu hết các vấn đề về lượng nước trên thế giới đều liên quan đến thực phẩm. Trong tương lai, nhu cầu của nhân loại về nước cho nông nghiệp sẽ ngày càng căng thẳng.”.
Các trang trại trồng lúa sử dụng nhiều nước để thúc đẩy quá trình thấm và bổ sung nước ngầm, kiểm soát lũ lụt khi mưa lớn và ngăn chặn sự phát triển của cỏ dại trên đồng ruộng. Là đơn vị cung ứng gạo lớn nhất của Mỹ, Anheuser-Busch đang giúp 50 trang trại cung cấp gạo của mình tiết kiệm nước bằng cách cải thiện sự phân tán nước trong các hệ thống tưới tiêu và thậm chí sử dụng máy bay không người lái để giúp nông dân san bằng đất đai của họ.
Bill Jones, giám đốc nông nghiệp lúa gạo của công ty sản xuất bia cho biết: “Nước nặng và cần nhiều năng lượng để di chuyển. Khi những người trồng trọt đang áp dụng những phương pháp hiệu quả hơn, họ có thể tiết kiệm chi phí năng lượng và cả lượng khí thải carbon.”
Lundberg Family Farms, một trong những cơ sở trồng lúa lớn nhất của Mỹ, đang mang lại nhiều thực tiễn bảo tồn nước, chẳng hạn như sử dụng GPS để liên lạc với những người lái máy cầy san bằng các cánh đồng và để trồng lúa một cách chính xác. Các bước như vậy bổ sung vào di sản của nông nghiệp hữu cơ của Lundberg bao gồm việc đưa rơm rạ vào đất thay vì đốt hoặc chôn lấp.
General Mills cũng sẽ ra ngoài thực địa, làm việc trực tiếp với những người trồng ngũ cốc để cải tạo đất, bảo tồn nước và tăng cường đa dạng sinh học trong các trang trại, vốn rất quan trọng đối với các loài từ chim đến ong mật. Trong số những thứ khác, tập đoàn khổng lồ CPG đang trả tiền cho nông dân ở Kansas để thử nghiệm cây che phủ và gần đây nó đã đạt được chứng nhận hữu cơ liên bang cho Gunsmoke Farms, rộng 34.000 mẫu Anh gần Pierre, S.D., được quản lý trong ba thập kỷ.
Steve Rosenzweig, nhà khoa học đất cấp cao của General Mills cho biết: “Chúng tôi tập trung vào nông nghiệp tái sinh, một phương pháp có thể sửa chữa và nâng cao hoạt động của hệ sinh thái nông nghiệp. Khi bạn làm điều đó, nó sẽ giúp đảo ngược xu hướng tiêu cực trên nhiều lĩnh vực, cô lập carbon và giảm sự phụ thuộc vào phân bón. Nó tốt cho môi trường và lợi nhuận cuối cùng”
Nó cũng tốt để thu hút người tiêu dùng có ý thức về trái đất và sức khỏe. Annie’s, một đơn vị của General Mills, khởi đầu là một công ty khởi nghiệp CPG hữu cơ, hiện bán mì ống phô mát và bánh quy giòn graham, trong bao bì đang thể hiện nguyên liệu xuất xứ từ các trang trại ở Montana, nơi thực hành nông nghiệp tái sinh.

Đổi mới công nghệ trong nông nghiệp

Công nghệ nông nghiệp đang phát triển trong các phòng thí nghiệm cũng như trong các lĩnh vực khác. Ví dụ, công ty khởi nghiệp Benson Hill đang kết hợp di truyền Mendelian với trí tuệ nhân tạo để cải thiện cấu hình dinh dưỡng và hương vị của cây trồng. Người sáng lập và Giám đốc điều hành Matt Crisp đang khai thác những tiến bộ gần đây trong việc chỉnh sửa gen và phân tích dữ liệu để cải thiện các loại rau cũng như cây trồng là nguyên liệu phổ biến cho các sản phẩm có nguồn gốc thực vật, chẳng hạn như đậu nành và đậu Hà Lan. Benson Hill sản xuất các dòng hạt giống mới, trồng thử chúng trên diện tích hàng nghìn mẫu Anh và giao chúng cho các nhà cải tiến sản phẩm thực phẩm.
Crisp nói: “Di truyền học là một đòn bẩy chưa được tận dụng hết cho sự đổi mới. Chúng tôi sử dụng công nghệ và các phương tiện khác để tạo ra mật độ dinh dưỡng trong khi vẫn giữ được đặc điểm năng suất mang lại lợi nhuận cho người trồng.”
Tại Singapore, một chi nhánh của Viện Công nghệ Massachusetts đã chế tạo một cảm biến quang học “nanobionic” được nhúng trong các mô thực vật và có thể theo dõi sự hấp thụ asen của thực vật từ nước bị ô nhiễm.
CubicFarms đã giới thiệu “Land on a Stand”, một hệ thống thức ăn chăn nuôi thủy canh có thể nuôi cỏ làm thức ăn gia súc chỉ trong sáu ngày, tự động, trong một môi trường được kiểm soát với việc sử dụng đất, lao động và sử dụng nguồn nước tối thiểu.
Công ty đang tập trung vào ngành công nghiệp sữa, nơi họ ước tính sáu trong số các thiết bị , mỗi thiết bị có giá khoảng 100.000 USD, sẽ nuôi khoảng 1.000 con bò. Dan Schmidt, Phó chủ tịch cấp cao về bán hàng toàn cầu của CubicFarms cho biết: “Tất cả là về chi phí đầu vào. Chúng tôi nghĩ rằng có thể chứng minh rằng sản phâm của chúng tôi giàu dinh dưỡng hơn 15%, sử dụng ít năng lượng hơn và phát triển nhiều chất khô hơn so với các cách truyền thống.”
Chăn nuôi bò sữa là công việc căng thẳng nhất trong việc đổi mới nông nghiệp trong phòng thí nghiệm ngày nay, phần lớn tập trung vào hệ thống đường ruột của bò. Nghiên cứu đầy hứa hẹn được tài trợ bởi Dairy Management, đại diện cho 35.000 nông dân chăn nuôi bò sữa, bao gồm việc tăng hàm lượng lipid trong thức ăn của bò sữa, tối ưu hóa lượng thức ăn và giới thiệu các chất phụ gia có thể cắt giảm tới 30% lượng khí thải.
Jim Wallace, phó chủ tịch cấp cao của Dairy Management cho biết: “Không phải mọi nông dân chăn nuôi bò sữa đều nhìn nhân vấn đề này nghiêm túc, nhưng chúng tôi nói rằng đây là một nỗ lực cần thiết và họ rất hào hứng với điều đó. Nhìn chung, như chúng ta đã nói qua, sự hoài nghi của họ đã chuyển thành sự lạc quan.”
Quá trình chuyển đổi nông nghiệp hoàn toàn bằng kỹ thuật số diễn ra chậm. Ví dụ, công nghệ blockchain đã được tạo ra rất nhiều và tiềm năng của nó để giúp mọi người trong chuỗi cung ứng nông nghiệp theo dõi quá trình cắt thịt từ nông trại đến bàn ăn nhưng phải đến tháng 11, Bayer mới công bố ra mắt hệ thống blockchain. Bayer và Bosch vẫn chưa thương mại hóa sản phẩm máy tưới thông minh. Và “nông cụ thông minh” cho phép robot làm cỏ vẫn còn đang ở giai đoạn sơ khai, tập đoàn UBS cho biết.
Brett Bohl, đối tác quản lý của Bread & Butter Ventures, một tổ chức đầu tư công nghệ nông nghiệp, cho biết: “Mong muốn có thông tin là có, nhưng vẫn không có khả năng thực hiện điều đó một cách hiệu quả. Khả năng nông dân chỉ đặt cược một hoặc hai khoản tiền lớn vào những tiến bộ công nghệ kỹ thuật số mỗi năm vì những hạn chế về mùa vụ của chu kỳ phát triển là một yếu tố đã cản trở việc áp dụng những công nghệ như vậy”.

Một số công cụ kỹ thuật số có được chỗ đứng

Một số công cụ kỹ thuật số giúp nông dân giải quyết hiện trạng này và hiện đã được áp dụng một cách hiệu quả. Ví dụ: Taranis cung cấp máy bay không người lái chụp ảnh có độ phân giải cực cao để giúp nông dân đánh giá những gì đang xảy ra trên cánh đồng của họ ở cấp độ lá và thân. Sau đó, Taranis áp dụng AI và máy học để xác định sự tăng trưởng về khả năng sinh sản, vị trí của cỏ dại, ảnh hưởng của việc thiếu dinh dưỡng đối với cây trồng và mức độ rụng lá do sâu bệnh hoặc điều kiện thời tiết.
Công ty con của IBM’s Weather Co. làm việc với chuyên gia dinh dưỡng cây trồng Yara International để sản xuất dữ liệu từ vệ tinh và kết hợp với AI để thông báo cho nông dân về tình trạng dinh dưỡng của đất đai ở độ phân giải 20:10 mét vuông. Luq Niazi, giám đốc điều hành toàn cầu của IBM, cho biết: “Nhiều đất được bón quá nhiều. Chúng tôi có thể đo đếm chính xác lượng các chất dinh dưỡng vào đất, đièu này làm giảm 10% –25% chi phí đầu vào.”
Agtools là một nền tảng phần mềm thu thập dữ liệu thời tiết của chính phủ và tổ chức theo thời gian thực cho hơn 500 mặt hàng cây trồng đặc sản để giúp nông dân, người mua và những người khác trong chuỗi cung ứng quyết định cách quản lý mua hàng, đặt hàng.
Heifer International là một tổ chức phi lợi nhuận đang đào tạo nông dân về thực hành nông nghiệp tái sinh, được hỗ trợ bởi các công ty lớn, bao gồm Tyson và Bayer. Donna Kilpatrick, quản lý trang trại của Heifer USA cho biết: “Có bằng chứng khoa học cho thấy những kỹ thuật này có thể giúp làm mát hành tinh. Đó là lý do tại sao tôi đam mê nó.”
Cargill là một tổ chức lớn khác đang giảng dạy các phương pháp nông nghiệp tái sinh, cố gắng giúp đỡ hơn hai triệu hộ nông dân nhỏ ở Tây Phi, những người cung cấp phần lớn ca cao thô của công ty. Cargill đang giúp nông dân tối ưu hóa sản lượng ca cao thông qua việc đào tạo. Điều này bao gồm việc chỉ cho họ cách cải thiện sự đa dạng về thu nhập và khả năng phục hồi tài chính bằng cách giới thiệu các loại cây lấy gỗ và ăn quả cũng như trồng sắn và chăn nuôi gia cầm. Cargill cũng đang chia nhỏ trái ca cao thành các thành phần khác có thể bán được trên thị trường. Taco Terheuzen, Giám đốc phụ trách tính bền vững của Cargill cho biết: “Chúng tôi đang cố gắng thay đổi tính bền vững của canh tác ca cao từ trên xuống dưới”
Đồng thời, Cargill gần đây đã giới thiệu CocoaWise, một cổng thông tin kỹ thuật số cung cấp cho khách hàng khả năng truy cập dễ dàng vào dữ liệu về chuỗi cung ứng cacao của công ty. Terheuzen nói: “Người tiêu dùng muốn biết ca cao của họ đến từ đâu. Họ muốn liên kết với một thương hiệu hoặc một sản phẩm mà họ biết có một chuỗi cung ứng đáng tin cậy”.

Theo: https://www.ift.org/