Cũng rất hiếm trường hợp người nông dân chỉ vừa sử dụng thiết bị mới mà có thể hoàn lại vốn sau một năm và có thể giảm tác động đến môi trường trong trang trại của họ.
Nhưng có một thiết bị được phát triển bởi các nhà nghiên cứu từ Bộ Nông nghiệp Mỹ (U.S. Department of Agriculture – USDA) và Trường Cao đẳng Lương thực, Nông nghiệp và Khoa học Môi trường (The Ohio State University’s College of Food, Agricultural, and Environmental Sciences – CFAES) của Đại học bang Ohio hứa hẹn được điều đó.
Thiết bị “Phun thông minh – intelligent sprayer” của họ là hệ thống phun tự động đầu tiên của loại hình này trên thế giới.
“Sử dụng máy phun thông thường, người trồng chỉ cần bật máy phun ở một đầu của hàng cây và dừng phun ở đầu kia”, Erdal Ozkan, giáo sư về kỹ thuật nông nghiệp tại Khoa Thực phẩm, Nông nghiệp và Kỹ thuật sinh học của CFAES (Department of Food, Agricultural and Biological Engineering – FABE) cho biết. “Chúng tôi vẫn đang sử dụng cùng một loại máy phun được thiết kế hơn 60 năm về trước.
“Áp dụng một tỷ lệ cố định của thuốc trừ dịch hại liên tiếp không quan tâm đến sự khác nhau về điều kiện của mục tiêu (đối tượng dịch hại, cây trồng,…) không còn là một nguyên tắc chúng ta có thể tiến hành”.
Đội ngũ của CFAES và USDA
Sự phát triển thiết bị phun thông minh và đội ngũ thử nghiệm là sự hợp tác giữa CFAES, FABE, Khoa Côn trùng học (Department of Entomology) của CFAES và Sở nghiên cứu thuộc USDA-Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA-ARS).
Được lãnh đạo bởi Heping Zhu (FABE, USDA-ARS), nhóm nghiên cứu bao gồm Ozkan và Michael Reding và Christopher Ranger (Khoa Côn trùng học, USDA-ARS), Luis Canas (Khoa Côn trùng học), Adam Clark, Barry Nudd và Andy Doklovic ( FABE, USDA-ARS), Mike Klingman (FABE).
Phun thuốc vào thời đại số
Sử dụng bộ cảm biến tốc độ cao và công nghệ tính toán, đội ngũ các nhà nghiên cứu đã đưa ứng dụng thuốc trừ dịch hại vào thời đại kỹ thuật số. Laser phát hiện xung quanh các tán cây được phun và một thuật toán được phát triển bởi nhóm nghiên cứu xác định mức phun tối ưu được phát ra từ mỗi 40 vòi phun của máy.
Trong khi hệ thống có thể chạy tự động xuyên suốt cánh đồng thì các nhà điều hành cũng có thể tự kiểm soát hệ thống thông qua một màn hình cảm ứng tích hợp.
“Các nhà nghiên cứu trên thế giới đã cố gắng đưa ra một kiểu máy phun với các chức năng tương tự như của chúng tôi thiết kế, nhưng cho đến nay máy phun thông minh phát triển ở Ohio là kiểu duy nhất của loại hình này hoạt động làm hài lòng người sử dụng”, Ozkan nói.
Kết quả từ trình diễn trên đồng thật đáng kinh ngạc. Trong khi so sánh với máy phun thông thường thì máy phun thông minh có thể:
- Giảm khuếch tán trong không khí lên đến 87%;
- Giảm lượng thuốc rơi xuống đất lên đến 93%;
- Giảm sử dụng thuốc trừ dịch hại hơn 50%;
- Trên tất cả là khi sử dụng máy phun thông minh cho thấy mức độ kiểm soát dịch hại của nó và máy phun thông thường là như nhau.
Tốt cho các chi phí và môi trường
Bằng cách giảm sự khuếch tán, thất thoát và lượng hóa chất sử dụng thì máy phun mới có thể tiết kiệm thời gian và chi phí cho nông dân.
“Ngăn ngừa ô nhiễm môi trường do thuốc trừ dịch hại đối với không khí hoặc nước hiện nay phải được nhận thức là rất quan trọng trong khi tiến hành kiểm soát sâu bệnh hại, nếu không nói là cực kỳ quan trọng”, Ozkan nói. “Công nghệ sử dụng trong phun thông minh là một trong những ví dụ về việc đạt được cả hai: kiểm soát dịch hại thỏa đáng và giảm nguy cơ liên quan đến ô nhiễm môi trường của thuốc trừ dịch hại”.
Bằng cách giảm việc sử dụng thuốc trừ dịch hại nói chung thì người làm vườn ươm đã tiết kiệm được khoảng 230 $ cho mỗi mẫu Anh (acre = khoảng 0.4ha) trong một năm khi sử dụng máy phun thông minh. Với những tiết kiệm đáng kể chi phí hóa chất thì một nông dân với diện tích 100 mẫu Anh có thể bù đắp chi phí cho thiết bị phun thông minh trong vòng một năm.
Nhóm nghiên cứu cũng đang nỗ lực để phát triển một bộ phận (kit) phun thông minh để trang bị thêm cho hầu như bất kỳ máy phun nào nhằm làm giảm các chi phí bổ sung khi sử dụng công nghệ mới này.
Bình phun thông minh đã nhận được nhiều sự công nhận, trong đó có một giải thưởng quốc gia từ Hiệp hội Nông nghiệp và kỹ sư sinh học của Mỹ (American Society of Agricultural and Biological Engineers) và năm 2018 giải thưởng sáng tạo trong năm từ CFAES.
Các nhà sản xuất cũng đã bày tỏ sự quan tâm đến công nghệ mới này và làm thế nào nó có thể được chuyển thể thành thiết kế phun riêng của họ.
Làm thế nào để giúp kiểm tra hoặc thích ứng với nó
Mọi nông dân muốn được trợ giúp để kiểm tra, đánh giá hoạt động của máy phun kiểu này cũng như các nhà sản xuất quan tâm đến việc tìm cách để sản xuất với các tính năng thông minh có thể liên hệ với Zhu theo địa chỉ heping.zhu@ars.usda.gov.
D.A.M
Dịch từ: U.S. Ohio State creates an “intelligent sprayer” - The new sprayer can save time and money for producers. (AgroNews. 26/8/2018).
Nguồn: Ohio State University