“Cây lúa là cuộc sống của chúng tôi, vậy mà người ta không muốn chúng tôi trồng lúa nữa,” anh Phạm Văn Tuân, một nông dân ở Cần Thơ, Việt Nam than phiền. “Các ông ở thành phố Hồ Chí Minh kêu là ruộng lúa của chúng tôi gây ra biến đổi khí hậu và làm cạn kiệt nguồn nước.”

Canh tác lúa gây ra hơn 10% tổng lượng phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp và tiêu thụ 21% tổng lượng nước cho canh tác trên toàn cầu. Nước sạch ở đồng bằng sông Cửu Long ngày càng trở nên khan hiếm, nhất là sau những đợt hạn hán kéo dài kỷ lục trong vài năm trở lại đây. Những giải pháp hỗ trợ canh tác lúa giảm phát thải khí nhà kính và và tiết kiệm nước cho những người nông dân như anh Tuân sẽ tạo ra những thay đổi lớn cho đồng bằng sông Cửu Long. Kỹ thuật Tưới Ướt khô Xen kẽ (AWD) là một trong những kỹ thuật tưới ướt khô luân phiên và mực nước luôn được giữ ở mức thấp trong giai đoạn tưới nước. Kỹ thuật này giảm 28% lượng nước và 48% lượng khí thải metan. Với những lợi ích to lớn như vậy, đáng lẽ kỹ thuật này đến nay phải được áp dụng phổ biến và rộng rãi. Nhưng trên thực tế thì không. Câu hỏi đặt ra là vì sao lại như vậy?

Việc thực hiện Kỹ thuật Tưới Ướt khô Xen kẽ tương đối phức tạp. Người nông dân cần phải biết lượng nước tối ưu ở từng giai đoạn trong vòng đời của cây lúa, tùy theo điều kiện của đất và giống lúa. Để đảm bảo lượng nước và căn thời gian chuẩn, người nông dân phải đo mực nước thường xuyên và thực hiện tưới, tiêu khi cần. Điều kiện lý tưởng nhất là các ruộng lúa có địa hình bằng phẳng, khi đó các cây lúa sẽ ngập nước đều trong giai đoạn tưới nước. Người nông dân cũng cần có hệ thống tưới, tiêu riêng được kết nối với nguồn nước để có thể bơm nước cho ruộng khi cần. Bên cạnh đó, trong các mô hình sản xuất tập trung, nếu người nông dân không phải trả tiền nước hoặc chỉ một khoản rất nhỏ đồng thời không nhận được phí hỗ trợ giảm thiểu phát thải khí nhà kính, họ sẽ không có động lực để thực hiện các việc này.

Chương trình hợp tác giữa Hàn Quốc và Ngân hàng Thế giới đã tài trợ cho một dự án thí điểm ứng dụng Internet vạn vật (IoT) để giải quyết khó khăn của người nông dân khi áp dụng Kỹ thuật Tưới Ướt khô Xen kẽ. Đại học Trà Vinh được lựa chọn làm đơn vị thực hiện dự án này. MimosaTEK, một công ty công nghệ của Việt Nam, là đơn vị phát triển ứng dụng. Mô hình hoạt động như sau: Hệ thống cảm biến sẽ đo mực nước trên ruộng và gửi thông tin đến phần mềm quản lý kết nối với hạ tầng đám mây. Người nông dân có thể theo dõi mực nước thực tế và mực nước được khuyến nghị trên ứng dụng điện thoại thông minh, dựa vào đó xác định thời gian tốt nhất để tưới nước cũng như lượng nước tối ưu cần tưới. Người nông dân có thể vận hành máy bơm nước thông qua ứng dụng điện thoại di động hoặc thực hiện bằng tay. Bên cạnh các điều kiện để thực hiện Kỹ thuật Tưới Ướt khô Xen kẽ như đã đề cập ở trên, để thực hiện IoT AWD cần có kết nối di động hoặc internet, điện và điện thoại thông minh.

Người nông dân kiểm tra ứng dụng AWD trên điện thoại tại nhà.

Dự án thí điểm cho thấy áp dụng công nghệ IoT ở quy mô hộ nông dân về mặt kỹ thuật là khả thi. Hệ thống này có độ tin cậy cao với thời gian hoạt động gần 100%, đảm bảo độ chính xác liên tục trong việc đo mực nước và các hiện tượng gặp sự cố, mất điện hoặc hoạt động bảo trì có nhưng không đáng kể. Hệ thống IoT dễ sử dụng, người dùng cũng đánh giá cao sự chính xác và tiện lợi của hệ thống. Lượng nước tiêu thụ khi áp dụng IoT thấp hơn 13-20% so với phương pháp Kỹ thuật Tưới Ướt khô Xen kẽ truyền thống.

“Công nghệ này rất thuận tiện. Tôi có thể quan sát mực nước trong ruộng rồi bật tắt máy bơm kể cả khi ở nhà,” ông Phạm Văn Tuân cho biết. “Nó cũng rất tiết kiệm điện và nước.”

Ông Phạm Văn Tuân, cũng như 95% số nông dân trong tổng số 80 người tham gia dự án thí điểm trong hai mùa canh tác, cho biết ông muốn tiếp tục sử dụng hệ thống IoT. Hơn 90% số người nông dân sẵn sàng chi trả cho hệ thống này.

Với thành công của dự án này, chính phủ dự kiến sẽ mở rộng việc áp dụng công nghệ IoT trong canh tác lúa ở đồng bằng sông Cửu Long. Khi dự án được đưa vào triển khai, sẽ dựa trên những bài học rút ra từ dự án đã thí điểm.

Thiết lập hệ thống IoT.

Vậy những bài học ở đây là gì? Đầu tiên phải kể đến vai trò quan trọng của kinh nghiệm thực tiễn, bởi những người đã có kinh nghiệm với Kỹ thuật Tưới Ướt khô Xen kẽ truyền thống sẽ nhanh chóng làm quen với việc vận hành hệ thống IoT, nhờ vậy nâng cao hiệu quả khi áp dụng kỹ thuật này. Bởi vậy, khi nâng cao năng lực cho người nông dân không nên chỉ chú trọng vào kỹ năng sử dụng hệ thống IoT mà cần chú trọng tích hợp các kỹ thuật canh tác tốt. Bên cạnh đó, hiểu biết về hệ thống cũng đóng vai trò quan trọng, những người có thể tự lắp đặt và bảo trì đường ống và vận hành hệ thống thường có kết quả tốt hơn.

Thứ hai, cần đáp ứng một số điều kiện để người nông dân có thể tận dụng nhiều nhất từ công nghệ IoT. Các điểm thực hiện phải có điện và kết nối để truyền dữ liệu đến trung tâm điều khiển và hạ tầng đám mây. Người nông dân cần phải có điện thoại thông minh. Bên cạnh đó, người nông dân sẽ hưởng lợi nhất nếu địa hình ruộng đáp ứng các điều kiện tiên quyết cho Kỹ thuật Tưới Ướt khô Xen kẽ như có địa hình bằng phẳng, có diện tích lớn, như vậy việc đầu tư cho hệ thống sẽ có lợi hơn. Sử dụng công nghệ IoT không thể là giải pháp khắc phục cho những hạn chế vốn có của địa hình.

Một bài học quan trọng khác được rút ra là hệ thống cần phải thật đơn giản. Một giải pháp IoT đơn giản, được thiết kế phù hợp với nhu cầu của người nông dân sẽ là điều kiện thuận lợi dẫn tới việc triển khai rộng rãi. Bên cạnh đó giải pháp cũng cần phải hiệu quả về chi phí đối với người nông dân.

Cuối cùng, vai trò nhà nước rất quan trọng. Các nhà cung cấp giải pháp công nghệ cần được giúp sức để có thể tiếp cận một số lượng hộ nông dân lớn hơn và xây dựng các dịch vụ cach tác đầu vào. Khu vực nhà nước cũng có thể hỗ trợ kết nối những bên liên quan. Bên cạnh đó, khu vực công cũng có thể tạo điều kiện và hỗ trợ liên kết các bên liên quan để giảm rủi ro cho những đối tượng sử dụng công nghệ IoT AWD, đồng thời mang lại những lợi ích đáng kể trong việc giảm phát thải khí nhà kính và sử dụng nước bền vững.

WB