Gạo là trung tâm của văn hóa ẩm thực Nhật Bản và hỗ trợ chế độ ăn uống của chúng ta So với trước đây, nhiều công việc đã được cơ giới hóa, lao động trong trồng trọt giảm bớt nhưng bí quyết sản xuất lúa ngon vẫn chưa được cơ giới hóa Một lĩnh vực đang thu hút sự chú ý là việc sử dụng không gian để trồng lúa Chúng tôi đã hỏi Eiji Sakaiya thuộc Trung tâm Công nghệ Công nghiệp Tỉnh Aomori, nơi sử dụng dữ liệu hình ảnh từ vệ tinh để cung cấp cho nông dân thông tin về cách trồng lúa ngon, về những nỗ lực của họ

Thời điểm thu hoạch và lượng phân bón phù hợp tạo nên lúa ngon

Seiten no Kareki, thương hiệu gạo Aomori đầu tiên nhận được hạng A đặc biệt về hương vị, là một giống mới ra mắt ở vùng Tsugaru vào năm 2015 Trung tâm Công nghệ Công nghiệp Tỉnh Aomori đã dành khoảng 10 năm để tuyển chọn và đào tạo quá trình tạo ra loại gạo này Việc sử dụng dữ liệu hình ảnh từ vệ tinh nhân tạo là điều cần thiết để duy trì chất lượng của ``Thunder in the Blue''

(Ảnh 1) Cơ quan hành chính độc lập khu vực Trung tâm công nghệ công nghiệp tỉnh Aomori Viện nghiên cứu nông lâm nghiệp
Giám đốc Văn phòng Xúc tiến Nông nghiệp Thông minh Eiji Sakaiya

Đầu tiên, gạo ngon được làm như thế nào? Ông Sakaiya cho rằng quản lý sản xuất lúa gạo rất quan trọng cho mục đích này Ba điểm chính là “thu hoạch đúng thời điểm”, “bón phân đúng thời điểm” và “chọn cánh đồng lúa” Lúa được trồng vào khoảng tháng 5 và thu hoạch vào tháng 9, nhưng nếu bỏ lỡ thời điểm thu hoạch thích hợp, hạt gạo sẽ bị nứt, kết cấu kém và ảnh hưởng đến mùi vị

Hàm lượng đạm ảnh hưởng lớn đến độ ngon của cơm Gạo có hàm lượng đạm thấp thì dẻo, mềm và thơm ngon Tỷ lệ hàm lượng được xác định bởi lượng phân bón và đất trồng lúa ``Nếu bạn bón quá nhiều phân bón khi trồng lúa, hàm lượng protein sẽ tăng lên Tính chất của đất trên ruộng lúa cũng tạo ra sự khác biệt trong việc hàm lượng protein dễ dàng tăng lên như thế nào'' (Mr Sakaiya)

(Hình 1) Ba điểm làm cơm ngon
(Nguồn: Trung tâm công nghệ công nghiệp tỉnh Aomori)

Thật khó để xác định thời điểm thu hoạch, lượng phân bón, chất lượng đất ruộng phù hợp để cho ra lúa ngon vì còn phụ thuộc vào môi trường tự nhiên như sự thay đổi thời tiết, nhiệt độ trong năm Nông dân cũng thường xuyên tiếp quản ruộng lúa của những nông dân khác đã nghỉ hưu do tuổi già Kết quả là diện tích canh tác của mỗi nông dân ngày càng tăng lên hàng năm và gánh nặng ngày càng tăng

Trung tâm Công nghệ Công nghiệp Tỉnh Aomori do đó đã tạo ra một hệ thống sử dụng dữ liệu hình ảnh cánh đồng lúa lấy từ vệ tinh và hệ thống CNTT để cung cấp cho nông dân hướng dẫn sản xuất chi tiết cho từng cánh đồng lúa

Phân tích dữ liệu ảnh vệ tinh theo màu sắc

Trung tâm Công nghệ Công nghiệp Tỉnh Aomori là viện nghiên cứu tích hợp các viện nghiên cứu từ bốn khoa: "công nghiệp", "nông nghiệp", "thủy sản" và "chế biến thực phẩm" với mục đích thúc đẩy và phát triển ngành công nghiệp ở tỉnh Aomori Bằng cách liên kết việc sử dụng vệ tinh nhân tạo với hỗ trợ thu hoạch nông nghiệp, chúng tôi đang thúc đẩy các nỗ lực nghiên cứu và phát triển thực sự liên ngành

(Hình 2) Trung tâm công nghệ công nghiệp tỉnh Aomori chuyển đổi thông tin từng cánh đồng lúa thành dữ liệu
(Nguồn: Trung tâm công nghệ công nghiệp tỉnh Aomori)

Hình ảnh từ vệ tinh được chuyển đổi thành dữ liệu như thế nào và chúng có ích như thế nào trong việc sản xuất cơm ngon? Những gì được chuyển đổi thành dữ liệu từ ảnh vệ tinh là thông tin về màu sắc của cánh đồng lúa Ví dụ, có thể xác định thời điểm thu hoạch bằng cách nhìn vào màu sắc của gạo Sakaiya cho biết: “Khi bắp nổi lên vào đầu tháng 8, lúa vẫn còn xanh nhưng đến thời điểm thu hoạch từ giữa tháng 9 đến cuối tháng 9 thì lúa chuyển sang màu vàng vàng Dựa trên sự thay đổi này và dữ liệu nhiệt độ hàng ngày, chúng tôi xác định ngày tốt nhất để thu hoạch”

Hàm lượng protein ước tính từ màu sắc của gạo và kích cỡ của gạo được sử dụng để điều chỉnh lượng phân bón sử dụng ``Lúa có xu hướng có hàm lượng protein cao hơn sẽ có màu xanh đậm hơn và kích thước của hạt có thể được đánh giá bằng lượng tia hồng ngoại gần phản xạ Ngoài ra, tình trạng của đất có thể được đánh giá bằng độ sâu của màu đất ngay sau khi trồng lúa Dựa trên dữ liệu này, chúng tôi quyết định lượng phân bón thích hợp cho ruộng lúa'' (Mr Sakaiya)

(Hình 3) Phân tích thời gian thu hoạch, hàm lượng protein, cỡ lúa và tình trạng đất từ ảnh vệ tinh
(Nguồn: Trung tâm công nghệ công nghiệp tỉnh Aomori)

Nếu bạn chỉ muốn quan sát tình hình cánh đồng lúa từ trên không, bạn cũng có thể sử dụng Cessna hoặc máy bay không người lái Lợi ích của việc sử dụng dữ liệu hình ảnh từ vệ tinh để hiểu được tình hình ruộng lúa là gì? Ví dụ: trên một chiếc Cessna, phạm vi có thể chụp ảnh trong một chuyến bay là

Nó rộng khoảng 100 km2 và nếu là máy bay không người lái thì phạm vi đó còn nhỏ hơn nữa Vì vậy, để hiểu được tình trạng của tất cả các cánh đồng lúa trong khu vực rộng 3000 km2 nơi canh tác ``A Thunder in the Blue'', cần phải thực hiện nhiều chuyến bay, mỗi lần tăng chi phí Sakaiya nói: “Với vệ tinh, bạn có thể chụp ảnh một khu vực có kích thước đó trong một lần, điều này có thể giúp bạn tiết kiệm rất nhiều tiền bạc và thời gian”

(Ảnh 2) Quang cảnh cánh đồng lúa sau khi trồng lúa

``Seiten Navi'' Hệ thống CNTT dùng để hướng dẫn nông dân

Trung tâm Công nghệ Công nghiệp Tỉnh Aomori đã mua hình ảnh vệ tinh có diện tích 3000 km2, bao gồm 13 đô thị ở vùng Tsugaru và phân tích dữ liệu về sự thay đổi màu sắc của bông lúa và đất Dựa trên kết quả, người hướng dẫn sẽ thông báo cho nông dân về ngày thu hoạch và lượng phân bón bón cho lúa trên mỗi thửa ruộng trong số khoảng 8000 ruộng lúa nơi canh tác ``Seiten no Hareki'' Công ty sử dụng hệ thống CNTT `` Seiten Navi '' được phát triển độc lập vào năm 2019

(Hình 4) “Seiten Navi” cho phép nông dân xem trực tiếp thông tin và quyết định ngày thu hoạch cũng như lượng phân bón
(Nguồn: Trung tâm công nghệ công nghiệp tỉnh Aomori)

Tuy nhiên, do đại dịch vi-rút Corona, khả năng hướng dẫn của người hướng dẫn cho nông dân, vốn trước đây được tiến hành trực tiếp, đã bị hạn chế Ngay cả khi tình trạng này tiếp diễn, chúng tôi không thể bỏ qua việc hướng dẫn nông dân cách sản xuất lúa gạo ngon Mặt khác, gần đây, tỷ lệ nông dân bán thời gian tăng lên và việc nông dân có công việc khác vào các ngày trong tuần trở nên phổ biến hơn, khiến họ khó có thể dành thời gian để nhận được sự hướng dẫn

Do đó, bắt đầu từ năm 2020, Trung tâm Công nghệ Công nghiệp Tỉnh Aomori đã tạo điều kiện cho nông dân sử dụng ``Seiten Navi'' trực tiếp từ điện thoại thông minh hoặc máy tính của họ Sakaiya cho biết: “Nông dân giờ đây có thể tự quyết định ngày thu hoạch và lượng phân bón bằng cách xem lời khuyên bằng bản đồ và đồ thị hiển thị trên màn hình mà không cần người hướng dẫn đến”

Giảm gánh nặng cho nông dân nhờ hệ thống tự thanh toán

Nhờ có sự hướng dẫn này mà Seiten no Kairi đã được xếp hạng ``Đặc biệt A'' trong bảy năm liên tiếp kể từ khi ra mắt Sức mạnh thương hiệu cũng được cải thiện và giá mỗi kiện là 15100 yên, cao hơn nhiều so với mức giá 8000 yên của giống "Masshigura" được trồng trong cùng khu vực Sakaiya cho biết: “Năng suất đã tăng 1,2 kiện trên 10 mẫu Anh (1000 mét vuông) so với trước khi đưa Seiten Navi vào sử dụng Do những tác động này, tác động kinh tế đối với nông dân địa phương là 1,1 tỷ yên”

Trung tâm Công nghệ Công nghiệp Tỉnh Aomori dường như tin rằng việc sử dụng ``Seiten Navi'' sẽ giúp giảm bớt tình trạng thiếu lao động ở các trang trại và góp phần cải cách phong cách làm việc Ông Sakaiya ví kiểu hướng dẫn mà người hướng dẫn sẽ cung cấp cho nông dân trong tương lai giống như ``giống như hệ thống tự thanh toán ở siêu thị'' ``Ý tưởng cơ bản là bạn có thể tự mình sử dụng Seiten Navi, nhưng thay vì tự mình làm mọi thứ, nếu có điều gì đó bạn không hiểu, người hướng dẫn sẽ cho bạn biết qua điện thoại Nông dân có thể kiểm tra điều hướng bất cứ khi nào họ muốn và người hướng dẫn có thể hỗ trợ nhiều nông dân'' (Mr Sakaiya)

(Hình 5) Hệ thống sử dụng dữ liệu Seiten Navi
(Nguồn: Trung tâm công nghệ công nghiệp tỉnh Aomori)

Về triển vọng trồng lúa bằng vệ tinh, ông Sakaiya cho biết: “Trong tương lai, dữ liệu hình ảnh từ vệ tinh có thể được sử dụng để theo dõi quá trình phát triển của lúa gạo” Ngoài ra, nếu chi phí thu được hình ảnh vệ tinh giảm, có thể sử dụng hình ảnh có độ phân giải khoảng 2 mét thay vì 5 đến 6 mét hiện tại để cung cấp hướng dẫn chi tiết hơn” Điều này sẽ yêu cầu tăng số lượng hình ảnh vệ tinh và lượng dữ liệu trên mỗi hình ảnh Để đạt được mục tiêu đó, việc phát triển cơ sở hạ tầng truyền thông dữ liệu có thể trở thành một chủ đề quan trọng