Ứng dụng UAV theo dõi sức khỏe cây xoài, nhãn tại Sơn La

Dùng ảnh UAV để phát hiện sớm cây thiếu nước, dinh dưỡng

Sơn La có trên 84.000 ha cây ăn quả, thuộc nhóm địa phương có diện tích cây ăn quả lớn của cả nước. Quy mô sản xuất ngày càng mở rộng đặt ra yêu cầu theo dõi cây trồng nhanh và chính xác hơn, nhất là tại những vùng sản xuất tập trung có địa hình phức tạp.

Trong khi phương pháp kiểm tra vườn truyền thống phụ thuộc nhiều vào nhân lực và chỉ phản ánh được một phần diện tích tại thời điểm khảo sát, UAV có khả năng thu thập dữ liệu trên phạm vi rộng trong thời gian ngắn. Từ dữ liệu ảnh, người sản xuất có thể xác định khu vực cây phát triển kém, thiếu nước hoặc có dấu hiệu sâu bệnh để tập trung chăm sóc đúng vị trí.

Từ năm 2022, tỉnh Sơn La triển khai đề tài khoa học và công nghệ cấp tỉnh “Ứng dụng thiết bị bay không người lái (UAV) tích hợp công nghệ 4.0 theo dõi sinh trưởng và sức khỏe một số cây trồng nông nghiệp (xoài, nhãn) trên địa bàn tỉnh”, do Trung tâm Môi trường Tài nguyên Miền núi, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên chủ trì.

Hai khu vực được lựa chọn để xây dựng mô hình gồm 10,5 ha xoài tại Hợp tác xã Nông nghiệp an toàn Chiềng Hặc, xã Chiềng Hặc và 9,1 ha nhãn tại Hợp tác xã Hoa Mười, xã Sông Mã.

Thiết bị Phantom 4 Multispectral được sử dụng thu ảnh định kỳ, trung bình mỗi tháng một lần theo các giai đoạn sinh trưởng của cây. Mỗi lượt bay thu khoảng 6.000 ảnh với độ phân giải trung bình 3,1 cm.

Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng để xác định diện tích vườn, số lượng cây, mật độ, khoảng cách giữa các cây, chiều cao và cấu trúc tán. Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu xây dựng bản đồ thể hiện tình trạng dinh dưỡng, thiếu nước và khu vực có dấu hiệu sâu bệnh.

Vị trí cây trồng được nhận diện tự động với độ chính xác 92-95%. Đối với đánh giá dinh dưỡng, độ chính xác đạt khoảng 78-84%; phát hiện tình trạng thiếu nước đạt 76-84%. Công nghệ cũng bước đầu hỗ trợ nhận diện cây có dấu hiệu sâu bệnh, nhất là trong giai đoạn ra hoa và đậu quả.

Giảm chi phí chăm sóc, hướng tới nông nghiệp công nghệ cao

Kết quả thực tế tại hai mô hình cho thấy lợi ích rõ nhất của UAV nằm ở khả năng hỗ trợ quyết định chăm sóc cây trồng dựa trên dữ liệu.

Tại mô hình nhãn, tỷ lệ cây thiếu dinh dưỡng được duy trì dưới 15% trong phần lớn thời gian theo dõi. Với xoài, tỷ lệ này giảm và duy trì dưới 10% trong thời gian xây dựng mô hình. Thông tin về tình trạng thiếu nước cũng giúp các hộ chủ động sử dụng hệ thống tưới tại những thời điểm cần thiết.

Nhờ khoanh vùng chính xác hơn khu vực cần chăm sóc, lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật sử dụng tại mô hình giảm khoảng 15-22%. Số công lao động dành cho khảo sát vườn định kỳ giảm khoảng 40%, qua đó góp phần giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả kinh tế.

Điểm đáng chú ý là công nghệ phù hợp với những vùng cây ăn quả quy mô lớn và địa hình miền núi, nơi việc kiểm tra thủ công mất nhiều thời gian. UAV có thể trở thành công cụ hỗ trợ hợp tác xã, hộ sản xuất và cơ quan quản lý xây dựng bản đồ vườn cây, theo dõi biến động sức khỏe cây trồng và tổ chức chăm sóc theo từng khu vực.

Cuối tháng 12/2024, vùng sản xuất xoài tại Chiềng Hặc được UBND tỉnh Sơn La công nhận là vùng sản xuất xoài ứng dụng công nghệ cao với tổng diện tích 307,7 ha. Trong đó, Hợp tác xã Nông nghiệp an toàn Chiềng Hặc, đơn vị tham gia xây dựng mô hình UAV của đề tài liên kết sản xuất trên 159 ha.

Tại đây, thiết bị bay tiếp tục được sử dụng để hỗ trợ theo dõi tình trạng sinh trưởng của cây xoài, nhận biết khu vực có nguy cơ dịch bệnh và xác định tình trạng nước tưới. Dữ liệu từ UAV được kết hợp với hệ thống tưới thông minh, camera giám sát, nhật ký sản xuất điện tử và quản lý mã số vùng trồng, từng bước hình thành phương thức quản lý vườn cây dựa trên dữ liệu thay vì chủ yếu dựa vào quan sát thủ công.

Đến năm 2026, Chiềng Hặc đã trở thành một trong những vùng xoài tập trung lớn của Sơn La với khoảng 1.355 ha xoài, sản lượng dự kiến khoảng 10.000 tấn. Trong đó, 86 ha sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP và 110,5 ha thuộc 13 mã số vùng trồng phục vụ xuất khẩu.