Cuộc cách mạng nông nghiệp thông minh của Trung Quốc từ phòng thí nghiệm lai tạo đến cánh đồng thu hoạch

Robot đang thay đổi cách Trung Quốc trồng trọt và thu hoạch lương thực

Từ những cỗ máy thụ phấn cho hoa đến máy gặt không người lái di chuyển trên các cánh đồng ngũ cốc rộng lớn, thiết bị thông minh đang định hình lại ngành nông nghiệp Trung Quốc. Các công cụ này bắt đầu giải quyết những áp lực kéo dài mà nông dân phải đối mặt: thiếu lao động, chi phí tăng, nhu cầu bảo đảm năng suất ổn định và thách thức sản xuất lương thực giữa thời tiết cực đoan.

Công nghệ trải rộng từ robot chuyên dụng cho lai tạo giống và hái chè đến máy bay không người lái phun thuốc, hệ thống điều khiển tưới tiêu và nền tảng thu thập dữ liệu đồng ruộng. Một số máy móc được thiết kế cho các trang trại thương mại quy mô lớn, trong khi thiết bị nhẹ hơn hướng đến các nông hộ nhỏ và địa hình dốc. Nhìn chung, chúng cho thấy nông nghiệp đang chuyển từ tự động hóa riêng lẻ sang các hệ thống canh tác, nơi cảm biến, công nghệ định vị, trí tuệ nhân tạo và máy móc phối hợp với nhau.

Quá trình chuyển đổi này cũng gắn với các ưu tiên quốc gia. Trung Quốc nuôi sống gần một phần năm dân số thế giới với chưa đến 9% diện tích đất canh tác toàn cầu; bảo đảm an ninh lương thực ngày càng khó khăn trong bối cảnh bất ổn địa chính trị và thời tiết cực đoan xảy ra thường xuyên hơn. Theo số liệu được giới chức Trung Quốc dẫn lại, sản lượng ngũ cốc của nước này vượt 700 triệu tấn trong cả hai năm 2024 và 2025, trong khi lượng ngũ cốc bình quân đầu người vượt 500 kg.

Các kế hoạch hiện đại hóa của Trung Quốc đặt ra thêm những mục tiêu về sản xuất dựa trên công nghệ. Kế hoạch hành động quốc gia về nông nghiệp thông minh đặt mục tiêu đến cuối năm 2026, hơn 30% hoạt động sản xuất nông nghiệp sẽ dựa trên thông tin; tỷ lệ này sẽ vượt 32% vào cuối năm 2028. Kế hoạch hiện đại hóa giai đoạn 2026-2030 đặt mục tiêu khoa học và công nghệ đóng góp 67% vào phát triển nông nghiệp.

Robot có thể làm gì ngoài lái máy kéo?

Một số hệ thống chuyên dụng nhất xử lý những công việc khó cơ giới hóa bằng thiết bị thông thường. GEAIR, được mô tả là robot lai tạo thông minh đầu tiên trên thế giới, sử dụng công nghệ học sâu để nhận diện hoa và thực hiện thụ phấn chéo. Thụ phấn chéo là quá trình chuyển phấn hoa giữa các cây để tạo giống lai mang những đặc tính được lựa chọn. Trong lai tạo cà chua, hệ thống này được cho là giúp rút ngắn một chu kỳ lai tạo từ năm năm xuống còn một năm và giảm hơn 25% chi phí lao động. Với đậu tương, robot giúp giảm 76,2% thời gian thụ phấn thủ công.

Tự động hóa kiểu này có thể đẩy nhanh quá trình phát triển giống cây trồng, dù kết quả còn tùy thuộc vào cây trồng, quy trình lai tạo và điều kiện sử dụng hệ thống. Đây cũng là minh họa cho cách AI thường được ứng dụng trong nông nghiệp: một công cụ chuyên biệt, trong đó phần mềm nhận diện hoa hoặc đặc điểm của cây trồng, còn hệ thống cơ khí thực hiện thao tác chính xác.

Một cỗ máy khác đang được phát triển để phục vụ lai tạo ngô. Máy tự động tỉa cờ, tức loại bỏ hoa đực của cây, đồng thời ngắt ngọn. Các bước này giúp nhà lai tạo kiểm soát cây nào thụ phấn cho cây nào. Thực hiện chính xác công việc trên quy mô lớn có thể giảm nhân công và chi phí thiết bị, đồng thời giúp các thử nghiệm lai tạo nhất quán hơn.

Tại các nhà máy trồng cây trong môi trường kiểm soát, robot đo kiểu hình cây trồng dạng “bò máy” thu thập thông tin tiêu chuẩn hóa về cây, bao gồm chiều cao và cấu trúc. Đo kiểu hình là việc đo đạc những đặc điểm có thể quan sát được. Robot di chuyển theo các lộ trình định sẵn, tránh chướng ngại vật và dùng công nghệ nhận dạng hình ảnh để liên tục thu thập dữ liệu. So với đo đạc thủ công, phương pháp này có thể giảm độ trễ và khác biệt chủ quan giữa những người quan sát. Kết hợp với điều kiện trồng được kiểm soát, công nghệ giúp các nhà nghiên cứu rút ngắn thời gian phát triển các thế hệ cây trồng.

Máy móc có thể hái những loại cây trồng dễ dập nát?

Hái chè là phép thử khó đối với robot nông nghiệp. Chất lượng chè cao cấp phụ thuộc vào việc chọn đúng búp non mà không làm hỏng lá và cành xung quanh, thường là tại các đồn điền có địa hình gồ ghề. Một máy hái chè hình người được phát triển cho các đồn điền ở Chiết Giang, An Huy, Phúc Kiến, Tứ Xuyên và Quý Châu kết hợp thị giác máy với cơ chế mô phỏng chuyển động của bàn tay người.

Hệ thống xác định những chồi phù hợp, sau đó kẹp, nhấc, cất giữ và thả chúng ra. Thiết kế hiện tại dành cho địa hình bằng phẳng và thoai thoải. Các nhà phát triển kỳ vọng những mẫu sau sẽ có khung nhẹ hơn và nhiều cánh tay robot, qua đó mở rộng diện tích hoạt động. Tuy nhiên, công nghệ vẫn bị giới hạn bởi những điều kiện mà nó có thể xử lý: tán lá rậm, ánh sáng thay đổi và sườn dốc đều có thể gây khó khăn cho việc nhận diện và di chuyển.

Những thách thức tương tự cũng xuất hiện tại các vườn cây ăn quả, nơi cành cây, trái cây và địa hình thay đổi theo từng hàng. Tại khu Bình Cốc, Bắc Kinh, các trạm thời tiết ở Vườn cây ăn quả tương lai Tây Doanh theo dõi điều kiện tại chỗ, trong khi máy móc và máy bay không người lái hỗ trợ nhiều công việc, từ xẻ rãnh đến tưới nước, bón phân và phun thuốc. Khu vực này tạo ra gần một nửa giá trị sản lượng trái cây của Bắc Kinh, nhưng giới chức cho biết tình trạng thiếu lao động và hạn chế trong canh tác quy mô lớn là những mối lo đối với tăng trưởng dài hạn của ngành.

Ông Yu Yongqiang, giám đốc trung tâm dịch vụ cây ăn quả Bình Cốc, cho biết việc sử dụng rộng rãi thiết bị thông minh đang trở thành điều cần thiết đối với ngành cây ăn quả. Tại Quảng Tây, ông Huang Xianjun, một người trồng xoài, cho biết máy bay không người lái nông nghiệp giúp giảm 30% tổng chi phí, đồng thời mang lại năng suất ổn định hơn trên vườn cây rộng 1.300 mẫu, tương đương khoảng 86,7 ha. Kết quả thay đổi tùy trang trại, cây trồng và thiết bị, nhưng những ví dụ này cho thấy vì sao người trồng đang cân nhắc tự động hóa như một quyết định kinh doanh thiết thực.

Máy bay không người lái và hệ thống tưới tiêu kết hợp ra sao?

Máy bay không người lái nông nghiệp có thể phun thuốc bảo vệ thực vật, rải phân bón hoặc gieo hạt, đồng thời vận chuyển vật liệu. DJI Agras T100S kết hợp chức năng phun, rải và nâng, phục vụ cây trồng ngoài đồng, vườn cây ăn quả, rừng và nuôi trồng thủy sản. Thiết bị có LiDAR, một hệ thống dùng tia laser để đo khoảng cách và lập bản đồ môi trường xung quanh, cùng radar sóng milimét và camera hỗ trợ hoạt động trên địa hình phức tạp. T55 là mẫu nhẹ hơn, được thiết kế để một người vận hành và phù hợp với các thửa đất nhỏ hoặc phân tán, bao gồm vườn cây ăn quả và đất canh tác miền núi.

Các hệ thống này là một phần của đội thiết bị lớn hơn nhiều. Theo số liệu của bộ, số lượng máy bay không người lái nông nghiệp tại Trung Quốc đã vượt 300.000 chiếc, trong khi tỷ lệ cơ giới hóa chung ở các khâu cày xới, gieo trồng và thu hoạch đạt 76,7% vào năm 2025. Máy bay không người lái cũng được sử dụng ngoài Trung Quốc để bảo vệ cây trồng, bón phân và cho thủy sản ăn, trong đó có tại Mỹ, Mexico, Brazil và Thái Lan.

Công nghệ định vị giúp phối hợp máy móc và giảm chồng lấn. Hệ thống vệ tinh dẫn đường BeiDou của Trung Quốc cung cấp dữ liệu vị trí cho thiết bị nông nghiệp. Đến cuối năm 2023, khoảng 2,2 triệu máy móc nông nghiệp trên cả nước đã được trang bị thiết bị đầu cuối BeiDou, cho phép sử dụng các chức năng như dẫn đường theo lộ trình và hỗ trợ lái.

Quản lý nước là một phần khác của hệ thống. Vòi phun tưới trục xoay di chuyển theo vòng tròn nên có thể để lại các góc của những thửa ruộng vuông hoặc không đều bị khô. Bộ phận tưới góc thông minh đưa một cánh tay có thể điều chỉnh ra ngoài để tưới những khu vực thường bị bỏ sót, rồi thu lại khi máy di chuyển. Công nghệ định vị BeiDou, thuật toán lộ trình và bản đồ tạo từ máy bay không người lái giúp điều chỉnh lượng nước và phân bón theo độ ẩm của cây trồng và điều kiện sinh trưởng. Nông dân có thể điều chỉnh từ xa tốc độ và lượng nước bằng điện thoại thông minh. Hệ thống đã được triển khai tại Hà Nam và Nội Mông.

Giá trị của việc kết nối những công cụ này nằm ở khả năng đưa ra quyết định dựa trên thông tin sát với từng khu vực hơn. Cảm biến và bản đồ đồng ruộng có thể giúp ước tính độ ẩm đất, nhiệt độ và tình trạng cây trồng, trong khi máy bay không người lái có thể thu thập dữ liệu về sinh trưởng hoặc độ chín. Thông tin đó có thể định hướng việc tưới tiêu, quản lý sâu bệnh và chọn thời điểm thu hoạch. Công nghệ không loại bỏ được sự bất định trong nông nghiệp, nhưng có thể thay một phần phỏng đoán bằng các số liệu đo đạc trên diện tích rộng hơn mức một người có thể kiểm tra thủ công.

Tự động hóa đang được mở rộng trên quy mô lớn ở đâu?

Hắc Long Giang, một tỉnh sản xuất ngũ cốc lớn ở đông bắc Trung Quốc, cho thấy việc triển khai trên quy mô lớn diễn ra như thế nào. Tại một trang trại trình diễn gần Cáp Nhĩ Tân và Giai Mộc Tư, các nhà báo quốc tế quan sát máy gặt không người lái chạy theo lộ trình đã định, máy bay không người lái tuần tra trên cao và các nền tảng số hiển thị tình hình đồng ruộng. Tại một nhà sản xuất máy kéo địa phương, khách tham quan lái thử máy kéo hybrid diesel-điện được trang bị hệ thống dẫn đường BeiDou và hỗ trợ lái.

Thu hoạch tự động đòi hỏi nhiều hơn một phương tiện có thể tự điều khiển. Cảm biến và hệ thống định vị phải giúp thiết bị đi đúng hướng, còn phần mềm hỗ trợ máy ứng phó với chướng ngại vật và điều kiện đồng ruộng thay đổi. Những công nghệ tương tự cũng có thể hỗ trợ gieo trồng và các hoạt động khác. Mức độ hữu ích của chúng phụ thuộc vào bản đồ chính xác, khả năng định vị đáng tin cậy và thiết bị phù hợp với địa hình.

Yếu tố cuối cùng này rất quan trọng ở một đất nước có địa hình và cây trồng đa dạng. Thiết bị mới đang được phát triển cho các cánh đồng đồi núi, nơi máy móc cỡ lớn có thể không phù hợp. Máy kéo được thiết kế cho sườn dốc từ 6 đến 15 độ đang được quảng bá tại các tỉnh như Cam Túc, Trùng Khánh và Tứ Xuyên. Máy gieo ngô thích ứng với địa hình miền núi đang được sử dụng rộng rãi hơn ở tây nam và tây bắc Trung Quốc.

Trước vụ thu hoạch mùa thu, giới chức cũng cho biết việc triển khai máy gặt đập liên hợp công suất lớn và máy bay không người lái bảo vệ cây trồng có thể mang tải trọng lên tới 85 kg đã được đẩy nhanh. Máy kéo hybrid công suất 200-300 mã lực và máy kéo chạy điện hoàn toàn công suất 25-75 mã lực đã đi vào sản xuất. Máy gặt lúa hybrid và máy hái bông sáu hàng có chức năng đóng kiện dự kiến hoàn tất thiết kế trước khi sản xuất hàng loạt.

Ai có đủ khả năng chuyển đổi?

Chi phí và quy mô sẽ quyết định máy móc được phổ biến nhanh đến đâu. Các trang trại lớn và nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng thường xuyên thiết bị đắt tiền, trong khi nông hộ nhỏ có thể khó biện minh cho việc mua máy chỉ cần dùng trong một mùa vụ ngắn. Các chính sách hỗ trợ của chính phủ nhằm thu hẹp khoảng cách đó. Danh mục chính sách hỗ trợ nông nghiệp năm 2026 của Trung Quốc ưu tiên trợ cấp cho máy gieo hạt hiệu suất cao, máy cấy lúa thông minh, máy gặt đập liên hợp tiên tiến và máy móc phù hợp với địa hình đồi núi. Chính sách cũng hỗ trợ các dịch vụ chuyên nghiệp để nông dân có đất canh tác nhỏ thuê thiết bị thay vì phải sở hữu.

Mô hình kinh doanh này đang làm thay đổi nhóm người sử dụng công nghệ. Ông Justin Gong, đồng sáng lập công ty công nghệ nông nghiệp XAG, cho biết năm 2025, người trồng trọt chiếm 79% khách hàng của công ty, so với khoảng một nửa vào năm 2021. Một số nông dân dùng thiết bị trên đất của mình và cung cấp dịch vụ cho người khác, tạo thêm nguồn thu giúp phân bổ chi phí trên diện tích lớn hơn.

Ngành máy móc Trung Quốc cũng tăng trưởng song song với việc ứng dụng trong nước. Trong nửa đầu năm 2025, nước này xuất khẩu máy móc và phụ tùng nông nghiệp trị giá 9,305 tỷ USD, tăng 26,5% so với cùng kỳ năm trước. XAG cho biết đã xuất khẩu sản phẩm và dịch vụ sang 70 quốc gia và vùng lãnh thổ. Những số liệu này cho thấy các nhà sản xuất Trung Quốc đang cạnh tranh trên thị trường quốc tế, dù mức độ phù hợp của từng loại máy còn tùy thuộc vào cây trồng, quy định, quy mô trang trại và mạng lưới dịch vụ tại địa phương.

Tiêu thụ năng lượng cũng là một lĩnh vực đang thay đổi. Thiết bị hybrid và chạy điện có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và chi phí vận hành, tùy theo công việc và khả năng tiếp cận dịch vụ sạc hoặc bảo dưỡng. Hiệu quả kinh tế không giống nhau ở mọi nơi: một cỗ máy hoạt động tốt trên trang trại lớn, bằng phẳng có thể quá tốn kém hoặc khó vận hành trên các thửa đất nhỏ, dốc. Xây dựng hệ thống đáng tin cậy phù hợp với địa hình đa dạng vẫn là thách thức lớn về kỹ thuật và thương mại.

Những việc gì vẫn khó tự động hóa?

Nông nghiệp kém tiêu chuẩn hóa hơn nhiều quy trình sản xuất trong nhà máy. Đất, thời tiết, giống cây trồng và bố cục đồng ruộng thay đổi trong phạm vi ngắn. Robot được huấn luyện để nhận diện hoa hoặc trái cây ở một môi trường có thể hoạt động kém chính xác hơn khi ánh sáng hoặc tán lá thay đổi. Máy móc cũng phải chịu được bụi, mưa, bùn và thời gian làm việc dài, trong khi nông dân cần được sửa chữa và hỗ trợ kỹ thuật trong những khoảng thời gian gieo trồng và thu hoạch ngắn.

Tự động hóa cũng phụ thuộc vào dữ liệu có thể sử dụng được. Máy móc thông minh có thể thu thập số liệu, nhưng những số liệu đó cần chính xác và gắn với các quyết định mà nông dân có thể thực hiện. Định vị BeiDou, trạm thời tiết, bản đồ từ máy bay không người lái và công nghệ nhận dạng hình ảnh, mỗi công cụ cung cấp một phần bức tranh. Phối hợp tốt hơn có thể giúp tưới tiêu hoặc phun thuốc chính xác hơn, trong khi dữ liệu kém hoặc kết nối yếu có thể làm giảm hiệu quả.

Hiện nay, những lợi ích thuyết phục nhất đến từ các công việc cụ thể: giảm thụ phấn thủ công lặp đi lặp lại, đo đạc cây trồng nhất quán, bón các đầu vào chính xác hơn và hỗ trợ máy móc hoạt động trên diện tích lớn hơn. Cần thận trọng trước những tuyên bố rộng về trang trại tự động hóa hoàn toàn. Các hệ thống được mô tả ở đây cho thấy phạm vi ứng dụng công nghệ ngày càng mở rộng, nhưng giá trị thương mại của chúng sẽ phụ thuộc vào khả năng tiết kiệm ổn định trong điều kiện địa phương.

Kết luận

• Các trang trại Trung Quốc đang ứng dụng robot, máy bay không người lái, hệ thống tưới tiêu thông minh và công nghệ định vị trong lai tạo giống, chăm sóc cây trồng và thu hoạch.
• GEAIR được cho là giúp rút ngắn thời gian lai tạo cà chua từ năm năm xuống còn một năm và giảm 76,2% thời gian thụ phấn đậu tương thủ công.
• Đội máy bay không người lái nông nghiệp của Trung Quốc đã vượt 300.000 chiếc; tỷ lệ cơ giới hóa khâu cày xới, gieo trồng và thu hoạch đạt 76,7% vào năm 2025.
• Các kế hoạch chính sách đặt mục tiêu mở rộng nông nghiệp số, trong khi trợ cấp hỗ trợ máy móc tiên tiến và thiết bị phù hợp với địa hình khó canh tác.
• Tiết kiệm lao động và quản lý đồng ruộng chính xác hơn đang thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ, nhưng chi phí, địa hình, chất lượng dữ liệu và bảo dưỡng vẫn là những hạn chế.