Những ngày này, các tỉnh miền Tây Nam bộ đang ở đỉnh điểm khô hạn vì thế đề tài “Ứng dụng công nghệ IoT cùng hệ thống cảm biến thông minh và ứng dụng chạy trên nền tản điện thoại thông minh nhằm cải thiện hiệu quả sử dụng nước trong canh tác lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long” của nhóm sinh viên và giảng viên Trường Đại học Trà Vinh lại càng trở lên ý nghĩa...
Giải pháp tiết kiệm nước
Đồng bằng sông Cửu Long được biết tới như “bát cơm vàng” của Việt Nam, cung cấp hơn 90% lượng gạo xuất khẩu gạo cho quốc gia. Tuy nhiên với cách trồng ngập nước truyền thống, cây lúa cần nhiều nước để sinh trưởng hơn phần lớn các loại cây trồng khác và phát khí thải chiếm đến gần một nửa lượng khí thải nhà kính nông nghiệp.
Đối mặt với tình hình biến đổi khí hậu và nguồn nước cạn kiệt, cần thiết phải có phương pháp canh tác lúa mới sử dụng nước hiệu quả hơn.
Theo số liệu thống kê của cơ quan chức năng, đến tháng 3/2016 đã có 224.552 ha đất canh tác lúa của 10/13 tỉnh, thành phố thuộc khu vực ĐBSCL bị thiệt hại do nhiễm mặn; khoảng 800.000 người bị thiếu nước sinh hoạt.
 |
| Thiết bị cảm biến thông minh được nhóm chế tác. |
Những ngày tháng 3/2020, các tỉnh miền Tây đang là đỉnh điểm của hạn hán. Trường Đại học Trà Vinh nằm ở một tỉnh vùng lõi của Đồng bằng sông Cửu Long nên hơn ai hết thầy trò nhà trường hiểu về giá trị canh tác ruộng vườn có ý nghĩa sống còn với người dân nơi đây.
Bằng nguồn vốn tài trợ từ Ngân hàng thế giới (WB) tại 3 tỉnh Trà Vinh, Cần Thơ và An Giang... các thầy cô và sinh viên đã bắt tay thực hiện Dự án trên cơ sở ứng dụng công nghệ IoT để khuyến khích ứng dụng kỹ thuật ngập khô xen kẽ (Alternative Wetting and Drying - AWD) trong canh tác lúa.
Do đó, giải pháp đưa ra đó là sử dụng kỹ thuật AWD kết hợp với ứng dụng công nghệ IoT cùng hệ thống cảm biến thông minh đo mực nước và ứng dụng chạy trên nền tản điện thoại thông minh giúp nông dân theo dõi, điều tiết mực nước một cách hợp lý, và quản lý hiệu quả nguồn nước từ đó tiết kiệm nước, công lao động và giảm lượng khí phát thải từ canh tác lúa nước.
Triển khai thực tế
Sau quá trình nghiên cứu và triển khai thực địa, dự án đã thực hiện bốn vụ lúa trong gần hai năm, trên tổng diện tích canh tác 70 hécta tại 3 tỉnh Cần Thơ, Trà Vinh và An Giang ở 80 nông hộ nhỏ và doanh nghiệp.
Tại mỗi địa điểm, nông dân tham gia được chia thành ba nhóm canh tác bằng phương pháp ngập liên tục với AWD thủ công hoặc AWD với IoT. Các nhóm được cung cấp công nghệ cảm biến, đo từ xa, hệ thống tưới tiêu tự động, ứng dụng giám sát và điều khiển trên điện thoại thông minh, được hỗ trợ thiết lập kế hoạch tưới tiêu phù hợp với từng loại đất và giống lúa.
 |
| Cây lúa lớn nhanh trên cánh đồng. |
Kết quả cho thấy, AWD với IoT mang lại hiệu quả rõ rệt, giúp nông dân tiết kiệm thêm 13% đến 20% lượng nước so với AWD thủ công. Hơn 80% nông dân đồng ý rằng AWD với IoT giúp họ tiết kiệm năng lượng và thời gian.
Trong giai đoạn cuối, ứng dụng IoT tạo ra năng suất cao hơn AWD thủ công với mức tăng hơn 11% ở Cần Thơ, Trà Vinh và An Giang tăng gần 5%.Với lợi ích đáng kể như vậy, phần lớn nông dân trên địa bàn đã bày tỏ mong muốn tiếp tục sử dụng công nghệ này trong những mùa lúa tiếp theo.
Theo TS Nguyễn Thái Sơn, Trưởng Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, phó Trưởng ban Quản lý Dự án: “Dự án đã cho thấy một số kết quả khả quan khi giúp người dân tiết kiệm nước tưới tiêu từ 13-20% so với AWD thủ công, tiết kiệm chi phí bơm tưới từ 24-50%, tùy vào đặc thù mặt đất canh tác và tiết kiệm công lao động của nông dân.
Đặc biệt, dự án không những giúp nông dân tiết kiệm nhiều mặt mà còn giúp năng suất cũng tăng từ 3-12%. Chúng tôi sẽ tiếp tục khuyến nghị các tiềm năng nhân rộng tại các địa điểm có điều kiện phù hợp”.
 |
| Giá trị thực tế được người dân ghi nhận. |
Sinh viên Nguyễn Khánh Duy, ngành Công nghệ thông tin - ĐH Trà Vinh, thành viên dự án chia sẻ kinh nghiệm thực tế: “Ưu điểm của hệ thống là khả năng tự động quan sát mực nước và cảnh báo khi mực nước vượt ngưỡng bơm tưới ở nhiều giống lúa khác nhau. Đồng thời, chỉ với chiếc điện thoại thông minh, người nông dân có thể theo dõi mực nước từng ngày, từng giai đoạn sinh trưởng của lúa và điều khiển máy bơm từ xa”.
Còn với người nông dân, giờ chỉ cần mở điện thoại ra là có thể kiểm tra được và kích hoạt máy bơm nếu cần, mọi lúc mọi nơi. Cảm biến đo đạc mực nước cũng chính xác hơn bằng mắt thường.
Công nghệ IoT, giúp tiết kiệm nước được nhiều hơn và có năng suất cao hơn. Mong muốn lớn hơn là nhóm nghiên cứu cải tiến công nghệ hơn nữa để IoT không chỉ dừng lại ở việc bơm tháo nước trên đồng ruộng mà còn có thể phân tích tình hình dịch hại trên cây lúa”.
Nhấn mạnh giá trị thực tiễn của Dự án, TS Diệp Thanh Tùng -Trưởng Khoa Kinh tế, luật Trường ĐH Trà Vinh nói: “Dự án Smart Farming hỗ trợ các thiết bị cho nông dân là việc làm cần thiết, Ban quản lý dự án sẽ nghiên cứu hỗ trợ các hợp tác xã mượn các thiết bị sử dụng để nhân rộng mô hình. Đồng thời, Ban quản lý dự án cũng rất mong được hợp tác với các dự án VNSAT các tỉnh khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long trong thời gian tới”.
"Dự án Smart Farming có ý nghĩa rất lớn, giúp nông dân ứng dụng giải pháp công nghệ mới vào sản xuất, thích ứng với biến đổi khí hậu và diễn biến phức tạp của thời tiết góp phần tăng năng suất, sản lượng lúa thu hoạch, thúc đẩy kinh tế nông nghiệp phát triển.
Thành công của dự án là nhờ sự hỗ trợ tích cực từ các doanh nghiệp, các tổ chức, cá nhân. Đặc biệt là tinh thần đam mê khoa học của các sinh viên, giảng viên nhà trường cùng các chuyên gia đã giúp cho Ban quản lý dự án Smart Farming Trường Đại học Trà Vinh đã triển khai thành công" - P.GS TS, Phạm Tiết Khánh, Hiệu trưởng Trường ĐH Trà Vinh.
