Canh tác ớt chuông paprika mùa hè, máy kéo hydro-điện, đánh giá gieo hạt… Công bố 3 công nghệ R&D nông thực phẩm triển vọng

Xuất khẩu ớt chuông paprika trong nước đạt trung bình khoảng 2.500 tấn mỗi tháng, nhưng vào mùa thấp điểm từ tháng 8 đến tháng 10 giảm khoảng 40%, xuống quanh mức 1.500 tấn. Ngay cả tại các nông hộ vùng cao ở Gangwon đã áp dụng vụ mùa hè, tỷ trọng sản xuất trong nửa cuối năm cũng chỉ dừng ở mức 36,1–39,9%. Dù nhiệt độ ban đêm cao đi kèm suy giảm lượng bức xạ mặt trời, phần lớn nghiên cứu về tiêu chuẩn tỉa lá và tỉa quả lại tập trung vào vụ đông, khiến các nông hộ canh tác vụ hè gần như không có tiêu chuẩn canh tác để dựa vào.

Máy kéo điện 19 kW được ước tính chỉ có thời gian sử dụng pin khoảng 1,25 giờ trong điều kiện tải cao; để chịu được 8 giờ làm việc, nó phải mang bộ pin cấp 64,8 kWh với trọng lượng 527 kg. Máy đóng kiện vuông cỡ lớn—thiết bị nén và buộc rơm rạ, cỏ khô—đòi hỏi tối thiểu 115–160 mã lực theo tiêu chuẩn trục trích công suất (PTO), bộ phận truyền công suất máy kéo sang nông cụ, nên các máy kéo trung bình và cận lớn từ 100 mã lực trở xuống lâu nay gần như bị loại khỏi công việc này. 

Đánh giá hiệu suất máy gieo hạt vẫn được thực hiện ngoài trời bằng cách để người vận hành đếm từng hạt một. Thời tiết, trạng thái đất và độ chiếu sáng thay đổi theo từng lần thử nghiệm, khiến việc cố định điều kiện trở nên khó khăn; ngay cả khi gắn xử lý hình ảnh và trí tuệ nhân tạo (AI), nếu màu đất và tạp chất lẫn vào nhau thì hệ thống vẫn không phân biệt được hạt giống với nền.

Các công nghệ có thể giải quyết những khó khăn tại hiện trường này đã được công bố tại hội nghị. Bộ Nông nghiệp, Thực phẩm và Nông thôn cùng Viện Kế hoạch và Đánh giá Công nghệ Nông nghiệp, Thực phẩm và Lâm nghiệp Hàn Quốc (IPET) đã tổ chức ‘Hội nghị công bố công nghệ R&D nông thực phẩm triển vọng năm 2026 trong lĩnh vực thân thiện môi trường và công nghệ sinh học xanh’ vào ngày 14 tháng 9 tại Trung tâm Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc ở quận Gangnam, Seoul, công bố các công nghệ có khả năng thương mại hóa cao trong số các thành quả R&D nông thực phẩm. Các phần trình bày của nhà nghiên cứu và tư vấn kỹ thuật 1:1 dành cho doanh nghiệp được tiến hành song song.

Ớt chuông paprika vụ hè lấy số hoa và lá trên cành bên làm tiêu chuẩn

‘Phương pháp canh tác ớt chuông paprika nhằm tăng sản lượng’ do Quỹ Hợp tác Công nghiệp-Học thuật Đại học Quốc gia Kangwon (các nhà nghiên cứu Kim Il-seop, Jang Dong-cheol, Yang Seung-ho) đưa ra là công nghệ nâng sản lượng bằng cách quản lý theo từng giai đoạn số hoa và lá trên cành bên. Cây con được nuôi đến khi có 12 lá thật rồi chuyển trồng vào giá thể bông khoáng; thân chính chỉ để lại 2–3 thân và loại bỏ điểm sinh trưởng để ngăn tiếp tục phát triển. Cành bên cũng được chỉnh sửa, chỉ để lại 1–3 cành. Với cành bên, một hoa và một lá gắn trên thân chính được xem là một đơn vị; chỉ để lại tổng cộng 1–3 đơn vị hoa-lá rồi loại bỏ phần còn lại. Trong canh tác ba thân, tức để lại 3 thân chính, điều kiện sinh trưởng được đề xuất dựa trên mật độ trồng 6,8 thân/m², nhiệt độ trung bình 20–22℃, nồng độ carbon dioxide 400–700 ppm và độ dẫn điện (EC) dung dịch cấp 2,3–2,8 mS/cm.

Trong thử nghiệm kéo dài 40 tuần với 4 nghiệm thức tại nhà kính phủ màng nhựa ở huyện Inje, Gangwon, khi số quả đậu như nhau, càng nhiều lá thì số quả đậu càng tăng; khi số lá như nhau, số quả đậu càng ít thì cơ quan dinh dưỡng phát triển càng sớm. Ở giai đoạn 5, giai đoạn cuối sinh trưởng, F1L2 cao hơn F2L2 khoảng 77%, và tốc độ phát triển đốt ở giai đoạn 3 chênh lệch tối đa khoảng 28% tùy nghiệm thức. Điều này có nghĩa là tổ hợp số lá và số quả đậu trực tiếp quyết định cân bằng sinh trưởng. Công nghệ đạt mức độ sẵn sàng công nghệ cấp 5 (kiểm chứng trong môi trường tương tự, TRL 5) và đã hoàn tất đăng ký Bằng sáng chế số 10-2573495 (nộp ngày 22 tháng 11 năm 2021).

Kết hợp hydro, pin và tụ điện để gắn máy đóng kiện vào máy kéo cỡ trung

‘Công nghệ thân thiện môi trường (hydro·điện) và thông minh để phát triển phương tiện cơ động nông nghiệp tương lai’ do nhóm nghiên cứu của Giáo sư Kim Yong-joo thuộc Quỹ Hợp tác Công nghiệp-Học thuật Đại học Quốc gia Chungnam (Khoa Kỹ thuật Máy hệ thống sinh học) giới thiệu đã tiếp cận bằng cách thay đổi cấu hình nguồn động lực. Hệ thống tổ chức nguồn điện bằng mô-đun pin nhiên liệu hydro, pin chính và tụ điện, còn bộ phân phối điện chia công suất đưa tới bộ phận truyền động. Giáo sư Kim cho biết thêm rằng một mô-tơ phụ, pin phụ và bộ biến tần được kết hợp riêng với trục trích công suất của máy kéo để truyền công suất trực tiếp cho máy đóng kiện.

Trọng tâm là thời điểm can thiệp. Giáo sư Kim giải thích: “Chúng tôi bố trí cảm biến phát hiện tải quay của con lăn tạo kiện và chuyển động của lưới buộc, để mô-tơ phụ chỉ hoạt động trong giai đoạn tạo kiện và buộc kiện. Khi nhu cầu công suất vọt lên trên 50%, bộ phân phối điện kiểm tra trạng thái sạc của mô-đun tụ điện được chia làm hai, lấy điện từ phía đáp ứng tiêu chuẩn; nếu tụ điện không đạt tiêu chuẩn thì pin chính sẽ hỗ trợ.” Khi giảm tốc, pin phụ được nạp lại bằng phanh tái sinh; nếu tách riêng để ứng phó với tải cao tức thời và công suất liên tục, cấu trúc này có thể mở rộng phạm vi làm việc của máy kéo điện cỡ trung mà không cần phóng đại quá mức nguồn điện. Hiện công nghệ ở mức độ sẵn sàng công nghệ cấp 3 (kiểm chứng trong phòng thí nghiệm, TRL 3).

Đánh giá hiệu suất gieo hạt chuyển vào trong nhà

Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Lee Dae-hyun thuộc Quỹ Hợp tác Công nghiệp-Học thuật Đại học Quốc gia Chungnam (Khoa Kỹ thuật Máy hệ thống sinh học) đã giới thiệu ‘thiết bị thu thập hình ảnh có thể thay đổi nền và phương pháp mô phỏng môi trường làm việc nông nghiệp’. Tấm bề mặt chuẩn nơi hạt giống được rải được làm bằng vật liệu trong suốt, và bên dưới là các tấm mô phỏng nền tái hiện các loại đất khác nhau, có thể trượt sang trái phải để thay thế. Nghiên cứu viên Kang Seung-woo (nghiên cứu sinh tiến sĩ) thuộc Phòng thí nghiệm Trí tuệ Thị giác Nông nghiệp Đại học Chungnam, người thuyết trình hôm đó, giải thích: “Vì cấu trúc này thu được hình ảnh bằng cách chỉ thay đổi nền trong khi giữ nguyên phân bố hạt, nên có thể tích lũy trong nhà một lượng lớn dữ liệu học vốn khó thu thập lặp lại ngoài trời.” Một tấm đánh giá đơn sắc màu trắng được bố trí riêng để dùng cho gán nhãn và tạo dữ liệu chuẩn; kết quả phát hiện giữa nền đánh giá và nền mô phỏng được so sánh để tính tỷ lệ sai số, sau đó phản hồi vào việc hiệu chỉnh mô hình phát hiện. Khả năng triển khai chỉ bằng cảm biến hình ảnh mà không cần cảm biến đắt tiền cũng được nêu là điểm mạnh. Công nghệ này cũng ở mức độ sẵn sàng công nghệ cấp 5.

Nhà kính 74,1 tỷ USD, máy đóng kiện 12 tỷ USD, nông nghiệp chính xác 38,8 tỷ USD… được triển vọng thị trường hậu thuẫn

Các dự báo thị trường liên quan cũng được đưa ra. Thị trường nhà kính toàn cầu được dự báo tăng trưởng bình quân 10,9%/năm, từ 32,8 tỷ USD năm 2025 lên 74,1 tỷ USD năm 2033. Thị trường máy kéo nông nghiệp chạy điện được dự báo tăng từ 178,31 triệu USD năm 2024 lên 337,13 triệu USD năm 2030, tương đương 11,2%/năm; thị trường máy đóng kiện trong cùng kỳ được dự đoán tăng từ 6,4 tỷ USD lên 12 tỷ USD, tương đương 10,6%/năm. Thị trường nông nghiệp chính xác sẽ mở rộng từ 15,1 tỷ USD năm 2025 lên 38,8 tỷ USD năm 2033, trong đó phần cứng bao gồm camera, cảm biến và hệ thống điều khiển tự động chiếm 66,7% tổng thị trường tính đến năm 2025.

Nhu cầu chính sách cũng đang hội tụ. Bộ Nông nghiệp, Thực phẩm và Nông thôn cùng Cục Phát triển Nông thôn đang thúc đẩy dự án R&D chung về robot nông nghiệp với tổng quy mô 57,2 tỷ won trong giai đoạn 2026–2030, hỗ trợ 18 nhiệm vụ trọng tâm bao gồm gieo hạt chính xác và xây dựng tiêu chuẩn dữ liệu, hệ thống thực chứng cho chuyển đổi trí tuệ nhân tạo nông nghiệp (AX). Đây là điểm khiến hệ thống thử nghiệm trong nhà trở nên cần thiết để kiểm chứng lặp lại hiệu suất của máy gieo hạt và robot nông nghiệp, đồng thời bảo đảm dữ liệu học trong các điều kiện đất đa dạng.

Vấn đề then chốt là khoảng cách giữa phòng thí nghiệm và đồng ruộng. Phương pháp canh tác ớt chuông paprika cần được chuyển thành sổ tay cho nông hộ, còn hệ thống động lực máy kéo hydro-điện hiện mới ở giai đoạn kiểm chứng trong phòng thí nghiệm nên vẫn cần lắp đặt trên máy thực tế và kiểm chứng độ bền. Với thiết bị thu thập hình ảnh, mức độ bao phủ rộng đến đâu đối với hình dạng hạt theo từng cây trồng và điều kiện đất sẽ là biến số quyết định tốc độ lan tỏa. IPET dự kiến tiếp tục tư vấn chuyển giao công nghệ giữa nhà nghiên cứu và doanh nghiệp đối với các công nghệ được công bố hôm đó.