Thí điểm công nghệ đo lường giảm phát thải trong trồng lúa

TMO - Hướng tới mục tiêu giảm phát thải trong sản xuất nông nghiệp, Viện Môi trường Nông nghiệp đẩy mạnh hợp tác, nghiên cứu thí điểm áp dụng công nghệ đo giảm phát thải trong mô hình sản xuất lúa tưới ngập - khô xen kẽ tại Thái Bình. 

Giảm phát thải trong sản xuất nông nghiệp là một trong những nội dung quan trọng trong Chiến lược của quốc gia về biến đổi khí hậu đến năm 2050 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 896/QĐ-TTg ngày 26/07/2022. Đây cũng là lý do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT) cùng các địa phương đẩy mạnh thực hiện Đề án “Phát triển bền vững 1 triệu ha chuyên canh lúa chất lượng cao và phát thải thấp gắn với tăng trưởng xanh vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đến năm 2030”. 

Hướng tới mục tiêu giảm phát thải trong trồng lúa, Viện Môi trường Nông nghiệp (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) phối hợp với doanh nghiệp Hàn Quốc tổ chức Hội thảo quốc tế “Giảm phát thải khí metan trong canh tác lúa sử dụng vệ tinh dựa trên AI và tham vấn Gold Standard tại Đồng bằng sông Hồng” tại tỉnh Thái Bình.  

Viện Môi trường Nông nghiệp đã hợp tác xây dựng mô hình canh tác lúa tưới ngập - khô xen kẽ (AWD), hiệu chỉnh và kiểm định mô hình giải đoán ảnh vệ tinh để xác định mực nước trên ruộng lúa phục vụ tính toán, kiểm kê khí nhà kính. Đồng thời nghiên cứu cấp chứng nhận carbon cho các cá nhân, tổ chức canh tác lúa phát thải thấp; giúp các cá nhân, doanh nghiệp, HTX sản xuất lúa phát thải thấp giao dịch bán tín chỉ carbon.

Công nghệ của đơn vị hợp tác với Viện Môi trường Nông nghiệp đó là ứng dụng trí tuệ nhân tạo dựa trên vệ tinh và dựa trên hệ thống Tiêu chuẩn Vàng (Gold Standard). Cụ thể, đơn vị doanh nghiệp của Hàn Quốc đã hợp tác với Viện Môi trường Nông nghiệp triển khai thí điểm trên tổng diện tích hơn 67ha lúa ở HTX Dịch vụ Nông nghiệp xã Phú Lương (huyện Đông Hưng, Thái Bình) với sự tham gia của khoảng 800 hộ nông dân.

Đơn vị thực hiện dự án đã tiến hành khảo sát tại chỗ hệ thống tưới tiêu trong khu vực và phân chia ruộng của nông dân trong HTX thành 61 điểm. Sau đó, nông dân được tập huấn về kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ; 7 cán bộ thủy nông được đào tạo sử dụng ứng dụng Heimdall. Sau đó, nhóm đã thu được 50 hình ảnh vệ tinh và hơn 3.500 hình ảnh tại chỗ. Dữ liệu về lịch sử quản lý nước, sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu và sản lượng cho từng điểm cũng được thu thập bằng ứng dụng Heimdall. Những quy trình này vô cùng cần thiết để nhận chứng nhận tín chỉ carbon của Gold Standard.

Kết quả, dự án đã thực hiện 26 lần chụp ảnh vệ tinh SAR độ phân giải cao tại 61 điểm, kiểm tra 1.586 trường hợp khác nhau. Trừ các ngoại lệ do mưa và các vấn đề địa phương, hệ thống đạt độ chính xác lên đến 90% và có thể phân biệt chính xác tới 97%. Đây là kết quả cao hơn so với 87.5% đạt được ở Hàn Quốc.

Mặc dù kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ mang lại nhiều lợi ích, song người dân chưa biết thực hiện kỹ thuật này và ngại thay đổi thói quen canh tác, việc  xác minh quy trình, chứng nhận tín chỉ carbon đòi hỏi quy trình xác minh chặt chẽ, phức tạp, dễ gây nhầm lẫn cho nông dân. Để giải quyết thực trạng này, đơn vị đã ứng dụng nhật ký canh tác kỹ thuật số (Haimdall) giúp nông dân không cần viết nhật ký canh tác thủ công, tăng tính minh bạch của dữ liệu. Ứng dụng còn gợi ý về thời gian tốt nhất để thực hiện kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ, giúp nông dân dễ dàng tuân thủ quy trình.

Các đơn vị nghiên cứu đã sử dụng hình ảnh vệ tinh AI để xác định lượng nước trong ruộng. Ảnh: TC. 

Bên cạnh đó sử dụng hình ảnh vệ tinh và trí tuệ nhân tạo có khả năng xác định mực nước trên ruộng lúa thông qua phân tích phản xạ ánh sáng thay vì phải đo đạc thủ công. Qua đó, đơn vị tổ chức thu thập dữ liệu thay cho nông dân và tích hợp các ruộng để quản lý theo nhóm, giúp giảm thiểu lao động cần thiết. Các cán bộ thủy nông sẽ chịu trách nhiệm quản lý nông dân và giám sát trên diện rộng, đồng thời tối thiểu hóa lượng dữ liệu phải thu thập bằng cách ghép nhóm các khu vực áp dụng tưới ngập - khô xen kẽ giống nhau.

Sau quá trình nghiên cứu, thực hiện, dự án đã mang lại kết quả rất khả quan. Theo đó tại vụ lúa Xuân 2024 của xã Phú Lương, Lãnh đạo HTX nông nghiệp xã Phú Lương cho biết, sản xuất theo phương pháp tưới ngập - khô xen kẽ giúp năng suất lúa cao hơn so với đối chứng xấp xỉ 2%. Lúa được trồng theo phương pháp này cho cây khỏe, bông to, dài và tỷ lệ hạt mẩy cao. Cụ thể, năng suất lúa đạt 73 tạ/ha, trong khi đối chứng chỉ đạt 71,5 tạ/ha.

Đồng thời chi phí  tiền điện, bơm, lao động thuỷ nông giảm đáng kể do giảm 4 lần lấy nước/vụ. Mỗi lần lấy nước tiêu tốn khoảng 3 triệu đồng, tương đương tiết kiệm 12 triệu đồng trên diện tích 67ha. Cũng nhờ phương pháp tưới ngập - khô xen kẽ, đã giảm được ít nhất 1 lần phun thuốc bảo vệ thực vật, nâng cao sức khỏe đất và cây trồng. Đặc biệt ý thức của nông dân nâng cao rõ rệt, người dân hạn chế với rác thải nhựa trên ruộng, bảo vệ môi trường nông nghiệp. Để mở rộng mô hình, Lãnh đạo HTX nông nghiệp xã Phú Lương kiến nghị mỗi địa phương cần có một mô hình, khoảng 5 - 10ha.

Lãnh đạo Sở NN&PTNT Thái Bình thông tin, từ năm 2000, Thái Bình đã tiến hành cơ giới hóa và thay đổi kỹ thuật canh tác, tập trung vào việc tăng cường sử dụng phân hữu cơ và chuyển đổi sang giống lúa ngắn ngày. Thái Bình kỳ vọng kết quả của các dự án sẽ sớm được chia sẻ lại cho tỉnh để nhân rộng mô hình sản xuất lúa bền vững, góp phần vào nền nông nghiệp xanh và giảm phát thải khí nhà kính.

Trong những yếu tố quyết định đến sự thành công của đề án, những người nông dân giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Vì vậy, theo các chuyên gia, người nông dân phải chủ động thay đổi nhận thức, thói quen canh tác để sản xuất theo hướng bền vững. Việc nhân rộng những mô hình điểm về sản xuất giảm phát thải carbon phải gắn với truyền thông để nông dân học tập và áp dụng. Đây cũng chính là cơ hội lớn cho ngành nông nghiệp tại Thái Bình nói riêng và trên cả nước nói chung, nhằm tái cơ cấu lại ngành sản xuất lúa gạo trong giai đoạn hội nhập với thế giới, khi mà sản xuất các sản phẩm nông nghiệp xanh, sạch, giảm phát thải khí nhà kính là một xu thế tất yếu.

Phương Thanh