Hệ thống canh tác cà phê thông minh - Vai trò tích hợp của công nghệ và phân bón

Mục tiêu của Chương trình Canh tác cà phê thông minh là tối ưu hóa năng suất, giảm thiểu chi phí, và đảm bảo chất lượng cà phê, đồng thời bảo vệ môi trường (giảm thiểu phát thải, bảo vệ đất và nước) và nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nông dân.

Bối cảnh

Cà phê là cây trồng chủ lực của vùng Tây Nguyên. Tính đến năm 2024, diện tích trồng cà phê ở khu vực Tây Nguyên đạt khoảng 640.000 ha, chiếm 92% tổng diện tích và đóng góp hơn 90% sản lượng cà phê xuất khẩu của Việt Nam, tạo sinh kế, nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống cho hàng triệu hộ nông dân và giữ vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội.

Tuy nhiên, sản xuất cà phê đang đối mặt với nhiều thách thức trong thế kỷ 21, từ biến đổi khí hậu, sự suy thoái về tài nguyên đất do sử dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật mất cân đối và lạm dụng; nguồn nước ngày càng cạn kiệt có nguy cơ thiếu hụt nước tưới cho cà phê; dịch hại biến đổi khó lường; giá cả thị trường biến động phụ thuộc vào thị trường thế giới; áp lực từ các tiêu chuẩn quốc tế về phát thải carbon, truy xuất nguồn gốc, đặc biệt là Quy định chống phá rừng của EU (EUDR) yêu cầu các sản phẩm nhập khẩu vào thị trường này, trong đó có cà phê phải có nguồn gốc rõ ràng và chứng minh rằng sản phẩm không liên quan đến nạn phá rừng hoặc gây suy thoái đất đai…

Trước bối cảnh đó, việc xây dựng và triển khai hệ thống canh tác cà phê thông minh kết hợp công nghệ số và quản lý phân bón hợp lý trở thành một yêu cầu cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm, đồng thời bảo đảm sự phát triển bền vững lâu dài cho ngành hàng cà phê Việt Nam.

Sự tích hợp giữa công nghệ và phân bón mang lại lợi ích kép, trong đó quản lý phân bón thông minh chính là “trái tim” của hệ thống.

Hệ thống canh tác cà phê thông minh – Vai trò tích hợp của công nghệ và phân bón

Hệ thống Canh tác cà phê thông minh (SCFS - Smart Coffee Farming System) là quá trình cải tiến/ ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật như sử dụng giống mới cho năng suất cao, chất lượng tốt và thích ứng với biến đổi khí hậu; tưới nước theo nhu cầu của cây và điều kiện độ ẩm đất; bón phân theo nhu cầu của cây ở các giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau và năng suất đạt được kết hợp với độ phì nhiêu của đất; quản lý dịch hại theo hướng IPHM (quản lý sức khỏe cây trồng tổng hợp); sản xuất cà phê chứng nhận như cà phê hữu cơ, cà phê đặc sản, RF, 4C, FT…, để đáp ứng với yêu cầu đòi hỏi của thị trường; tuân thủ các Quy định của EU, đặc biệt là Quy định EUDR trong canh tác cà phê; tích hợp với việc áp dụng các công nghệ hiện đại như Internet of Things (IoT), dữ liệu lớn (Big Data), trí tuệ nhân tạo (AI)…, và cảm biến thông minh vào quá trình trồng trọt, chăm sóc, thu hoạch và chế biến cà phê. Các công nghệ thông minh trong canh tác cà phê bao gồm việc giám sát điều kiện môi trường (như độ ẩm, nhiệt độ, lượng mưa), quản lý việc tưới tiêu và bón phân một cách chính xác theo nhu cầu của cây qua từng giai đoạn, tự động hóa quá trình thu hoạch, và phân tích dữ liệu sản xuất để đưa ra các quyết định trong quá trình canh tác một cách chính xác.

Mục tiêu của SCFS là tối ưu hóa năng suất, giảm thiểu chi phí, và đảm bảo chất lượng cà phê, đồng thời bảo vệ môi trường (giảm thiểu phát thải, bảo vệ đất và nước) và nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nông dân.

Cấu trúc Hệ thống canh tác cà phê thông minh thường bao gồm 4 hợp phần chính (i) công nghệ số và tự động hóa; (ii) quản lý dinh dưỡng và phân bón thông minh; (iii) quản lý tài nguyên và môi trường; và (iv) liên kết chuỗi giá trị – thị trường, trong đó việc tích hợp công nghệ số và tự động hóa cùng với quản lý dinh dưỡng và phân bón thông minh đóng vai trò trọng tâm.

Công nghệ số đóng vai trò “bộ não” giúp thu thập, phân tích và đưa ra quyết định quản lý chính xác thông qua các công cụ như cảm biến độ ẩm và dinh dưỡng trong đất, drone giám sát sinh trưởng, mô hình dự báo sâu bệnh bằng trí tuệ nhân tạo, và nền tảng di động quản lý nông trại. Cùng với đó, quản lý phân bón thông minh chính là “trái tim” của hệ thống, bao gồm áp dụng nguyên tắc “4 đúng”, sử dụng phân bón tan chậm, các loại phân bón chức năng; phân hữu cơ sinh học, hữu cơ vi sinh, kết hợp bản đồ dinh dưỡng đất và bón phân theo nhu cầu thực tế của cây cà phê (theo giai đoạn sinh trưởng và năng suất đạt được). Sự kết hợp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, mà còn giảm phát thải khí nhà kính, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cải thiện chất lượng đất và tăng giá trị hạt cà phê nhân xuất khẩu.

Sự tích hợp giữa công nghệ và phân bón mang lại lợi ích kép: (1) nâng cao năng suất và chất lượng cà phê thông qua quản lý chính xác, tiết kiệm tài nguyên; (2) góp phần xây dựng hệ thống sản xuất bền vững, thân thiện môi trường, đáp ứng yêu cầu của các thị trường nhập khẩu khó tính.

Theo TS. Trương Hồng - Nguyên Quyền Viện trưởng Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên (thứ 3 từ phải sang): "Canh tác cà phê thông minh" ở Tây Nguyên, với trụ cột là công nghệ và phân bón, được xem là giải pháp chiến lược để ngành cà phê Việt Nam thích ứng với biến đổi khí hậu, giảm chi phí sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời gia tăng năng lực cạnh tranh và hội nhập ngày càng sâu rộng trên thị trường quốc tế.

Kết luận

SCFS ở Tây Nguyên, với trụ cột là công nghệ và phân bón, được xem là giải pháp chiến lược để ngành cà phê Việt Nam thích ứng với biến đổi khí hậu, giảm chi phí sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời gia tăng năng lực cạnh tranh và hội nhập ngày càng sâu rộng trên thị trường quốc tế./.