Chăn nuôi quy mô lớn ở Nhật Bản đang thay đổi với các công nghệ chính xác mới giúp giảm chi phí cho mỗi con heo và ngăn chặn đà sụt giảm số lượng trại heo. Những thay đổi này là một phần trong kế hoạch của chính phủ nhằm tăng lượng thịt lợn sản xuất trong nước lên 1,31 triệu tấn vào năm 2030, so với mức 1,28 triệu tấn được sản xuất vào năm 2018. Xu hướng này là động lực dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ các công nghệ mới trong ngành heo, và thị trường cảm biến chăn nuôi dự kiến sẽ đạt 5,5 triệu đô la vào năm 2032, tăng trưởng khoảng 12,5% mỗi năm.
Nhiều công cụ mới đang giúp các trang trại hoạt động hiệu quả hơn. Ví dụ, một số máy móc có thể nhanh chóng phát hiện các bệnh như cảm cúm, trong khi camera hồng ngoại giúp theo dõi sự phát triển của heo con. Thẻ tai thông minh cung cấp thông tin sức khỏe theo thời gian thực để phát hiện bệnh tật, và các cảm biến ghi lại âm thanh do heo phát ra để xác định các vấn đề sức khỏe. Các công nghệ khác, chẳng hạn như camera độ sâu, giúp ước tính cân nặng, thẻ Bluetooth giúp người nuôi theo dõi heo, và các công cụ như ‘PigINFO’ và ‘PigINFO Bio’ giúp quản lý trang trại tốt hơn và giải quyết tình trạng kháng kháng sinh.
Hệ thống ‘Porker’ giúp theo dõi lợn và hoạt động với camera AI để theo dõi thời gian thực và phát hiện bệnh nhanh chóng. Các công cụ như ‘Digital Eyes’ và ‘Hapimo P-Scale’ giúp tự động hóa việc kiểm tra cân nặng, trong khi ‘Pig Labo’ hỗ trợ phân tích thức ăn và tăng trưởng tốt hơn. Thẻ không dây cải thiện khả năng nhận dạng và chất lượng tinh dịch lợn, và ‘iSperm’ giúp hợp lý hóa quy trình thụ tinh nhân tạo.
Nhật Bản cũng đang tập trung vào việc thân thiện với môi trường với các hệ thống kiểm soát xử lý nước dựa trên nồng độ oxy và pH giúp giảm thiểu chất thải.
Chính phủ Nhật Bản đang thúc đẩy các công nghệ này thông qua nhiều sáng kiến khác nhau, chẳng hạn như “Danh mục Công nghệ Nông nghiệp Thông minh (Chăn nuôi)” và các dự án hỗ trợ các phương pháp chăn nuôi tốt hơn, đặc biệt là ở những khu vực khó tiếp cận. Họ cũng đang tiến hành nghiên cứu để phát triển các phương pháp quản lý chi phí thấp nhằm cải thiện sản xuất đồng thời đảm bảo phúc lợi động vật.
Hiện tại, khoảng 50% trang trại đang sử dụng các công nghệ chăn nuôi chính xác. Ngay cả các trại nhỏ cũng đã bắt đầu ứng dụng công nghệ hỗ trợ, điều này rất quan trọng để quản lý chi phí liên quan đến thức ăn chăn nuôi và lao động. Bởi vì nếu các trang trại nhỏ ngừng hoạt động do chi phí cao và cạnh tranh với các trang trại lớn hơn, có thể sẽ xảy ra tình trạng thiếu hụt lao động lành nghề, ảnh hưởng đến tăng trưởng nông nghiệp.
Những điều Nhật Bản đang và sẽ làm
Ma trận tương quan cho thấy chi phí nuôi heo có liên quan chặt chẽ với các chi phí như thức ăn, nhân công, thuốc men và các chi phí khác, và tiêu thụ thịt bình quân. Khi những chi phí này tăng lên và tác động đến giá thịt heo toàn bộ chuỗi bao gồm cả khâu bán sỉ và lẻ, cuối cùng là ảnh hưởng đến lượng tiêu thụ.
Chi phí sản xuất cũng có mối liên hệ với giá thịt đông lạnh nhập khẩu. Chi phí cao thì sản xuất nội địa không thể cạnh tranh được với thịt nhập khẩu. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những quốc gia phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu thức ăn chăn nuôi vì chi phí nguyên liệu có thể bị ảnh hưởng thêm bởi tình hình vận chuyển toàn cầu. Để giảm chi phí này và làm cho quy trình thân thiện hơn với môi trường, có thể thay thế một số nguyên liệu nhập khẩu bằng nguyên liệu sẵn có tại địa phương.
Một lựa chọn khác là sử dụng phụ phẩm thực phẩm làm thức ăn cho heo. Ví dụ, Trung tâm Sinh thái Thực phẩm Nhật Bản đã biến phế phẩm thực phẩm thành một loại thức ăn giàu dinh dưỡng gọi là “thức ăn sinh thái”. Giải pháp này có thể giúp cắt giảm chi phí thức ăn khoảng 50% và giảm phát thải khí nhà kính khoảng 70% so với thức ăn thông thường làm từ ngũ cốc nhập khẩu.
Sử dụng các kỹ thuật cho ăn chính xác cũng có thể làm giảm ô nhiễm từ chăn nuôi heo. Một nghiên cứu của Llorens và cộng sự nhận thấy phương pháp này có thể giúp chăn nuôi heo bền vững hơn, giảm nguy cơ nóng lên toàn cầu, ô nhiễm nước và mưa axit lần lượt là 7,6%, 16,2% và 13% so với các phương pháp chăn nuôi truyền thống.
Ngoài ra, các công nghệ chỉnh sửa gen, như CRISPR/Cas9 và TALEN, có thể giúp tạo ra heo kháng bệnh và cho năng suất cao hơn. Tại Nhật Bản, những thực phẩm chỉnh sửa gen này có thể được bán mà không cần kiểm tra an toàn nghiêm ngặt nếu tuân thủ các quy định nhất định và chỉ cần thông báo cho chính phủ.
Một hệ thống kỹ thuật số mới mang tên e-Shijisho, hỗ trợ kê đơn thuốc thú y, đang được phát triển. Khi kết hợp với các kỹ thuật chăn nuôi tiên tiến, hệ thống này có thể cải thiện sức khỏe heo, giảm việc sử dụng kháng sinh và tiết kiệm chi phí thuốc men.
Việc áp dụng tích hợp theo chiều dọc trong chăn nuôi (Việtnam thường gọi là sản xuất theo chuỗi) có thể giúp giảm chi phí sản xuất. Điều này có nghĩa là các trang trại có thể hợp tác chặt chẽ hơn với các nhà cung cấp và tự quản lý mọi thứ tốt hơn. Các công ty như NH Foods và Global Pig Farms đã và đang làm điều này.
Các trang trại lớn có chi phí thức ăn, nhân công và sản xuất thấp hơn so với các trang trại nhỏ, nhưng họ lại chi nhiều hơn cho thuốc men. Các trang trại quy mô vừa thường có chi phí thấp hơn ở hầu hết các hạng mục so với cả trại quy mô lớn và quy mô nhỏ, nhưng chi phí thuốc thú y lại cao hơn hết. Mặc dù số lượng trang trại lớn đang tăng lên, số lượng trang trại quy mô vừa lại ổn định hơn, không thay đổi nhiều.
Số lượng trang trại ít hơn nhưng mỗi trang trại lại có số lượng heo nhiều hơn là dấu hiệu cho thấy đây là thời điểm tốt để áp dụng các công nghệ mới trong ngành heo. Những công nghệ này có thể giúp giảm chi phí thức ăn, nhân công và thuốc men, dẫn đến hiệu quả tốt hơn và tiết kiệm chi phí.
Công nghệ giúp cải thiện môi trường
Nhật Bản đặt mục tiêu đạt mức phát thải carbon dioxide (CO2) bằng 0 vào năm 2050. Các công nghệ mới sẽ được phát triển vào năm 2040 và được ứng dụng toàn diện vào năm 2050.
Do đó, việc sử dụng năng lượng tái tạo rất quan trọng. Một hệ thống đặc biệt sử dụng cả năng lượng mặt trời và nhiệt có thể giúp giảm lượng khí thải CO2 lên tới 20.850 kg mỗi năm từ các trang trại chăn nuôi heo.
Một công nghệ khác, được gọi là bơm nhiệt địa nhiệt, có thể cắt giảm 38% lượng điện sử dụng, đồng thời giảm lượng khí thải CO2 và chi phí điện khoảng 40%.
Năng lượng mặt trời có thể giúp tiết kiệm khoảng 600 kWh điện mỗi ngày tại các chuồng trại, và một phương pháp gọi là lên men kỵ khí có thể tiết kiệm 2865 kWh điện trong xử lý nước thải. Việc sử dụng hệ thống kiểm soát nhiệt hồng ngoại thông minh có thể giúp heo con phát triển tốt hơn đồng thời tiết kiệm năng lượng – 36,39% vào mùa đông và 60,65% vào mùa hè. Tất cả những cải tiến này không chỉ giúp giảm phát thải mà còn giảm chi phí chăn nuôi heo.
Ngoài những nguồn năng lượng tái tạo nêu trên, việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo từ sinh khối cũng đang được chú trọng. Quy mô trang trại có thể ảnh hưởng đến môi trường. Một số nghiên cứu cho thấy các trang trại lớn hơn có thể gây hại cho môi trường, nhưng một số nghiên cứu khác lại cho rằng chúng thực sự có thể giảm ô nhiễm bằng cách xử lý chất thải đúng cách.
Các phương pháp như tách bùn, sử dụng quá trình tiêu hóa kỵ khí và phân hủy chất thải có thể cắt giảm khí thải nhà kính và tạo ra phân bón thân thiện với môi trường. Việc kết hợp chăn nuôi và trồng trọt có thể cải thiện tính bền vững bằng cách tái chế phân chuồng, giúp cải tạo đất và tiết kiệm tài nguyên. Tuy nhiên, điều quan trọng là không nên bón quá nhiều phân chuồng vào đất, vì điều này có thể làm tăng lượng khí thải nitơ, phốt pho và kali.
Việc sử dụng nước thải từ trại heo trên đất và nước có thể dẫn đến hàm lượng kim loại nặng như kẽm, đồng và niken cao hơn. Các phương pháp xử lý tiên tiến, chẳng hạn như keo tụ, lắng đọng và khử trùng, có thể loại bỏ hiệu quả các kim loại này và giảm thiểu rủi ro môi trường.
Việc sử dụng các kỹ thuật học máy và học sâu có thể giúp loại bỏ phốt pho (P) khỏi nước bẩn.
Hệ thống kiểm soát sục khí gián đoạn dựa trên tính toán BOD và pH trong xử lý nước thải có thể giúp giảm mức BOD và N2, giảm chi phí điện và giảm phát thải GHG.
Phương pháp điện đông (là một quá trình điện hóa, sử dụng dòng điện để tạo ra các chất keo tụ từ điện cực kim loại hòa tan, từ đó làm kết tủa và loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ, khoáng chất, và các hạt keo trong nước) là một phương pháp giúp quản lý nước thải từ các trang trại. Nó loại bỏ nitơ và phốt pho hiệu quả, là một lựa chọn tốt để xử lý chất thải chăn nuôi. Các phương pháp khác như khí hóa, nhiệt phân và tiêu hóa kỵ khí giúp thu hồi năng lượng và tạo ra các sản phẩm phụ hữu ích như than sinh học, dầu sinh học và khí tổng hợp.
Ví dụ, trộn phân lợn với bùn thải theo tỷ lệ 30:70 có thể làm tăng sản lượng khí sinh học, trong khi kết hợp phân lợn với thức ăn lỏng lên men theo tỷ lệ 90:10 làm tăng sản lượng khí mê-tan (CH4). Các quy trình thân thiện với môi trường hoặc các nhà máy lọc sinh học có sử dụng chất thải động vật mang lại lợi ích kinh tế to lớn vì chúng giúp tạo ra năng lượng tái tạo và cung cấp các phương pháp xử lý phân bền vững.
Ngoài ra, công nghệ bản sao kỹ thuật số (là công nghệ sử dụng các công cụ từ chăn nuôi chính xác để tạo ra các bản sao ảo của tài sản vật lý, cho phép phân tích dữ liệu theo thời gian thực, giúp cải thiện hoạt động của trang trại) cũng là một công cụ hữu hiệu. Nó có thể giúp ước tính chính xác nhu cầu thức ăn và dinh dưỡng của vật nuôi, từ đó có thể giảm lãng phí thực phẩm trong chuỗi cung ứng thịt và giảm phát thải khí nhà kính.
Các thách thức trong việc ứng dụng chăn nuôi chính xác (PLF) và các giải pháp
| Thách thức | Giải pháp |
| Chi phí nâng cấp cơ sở hạ tầng cao | – Chọn ứng dụng vào các trại lớn hơn.- Cung cấp các ưu đãi tài chính, chẳng hạn như các khoản tín dụng lãi suất thấp.- Giảm thuế đối với thiết bị PLF nhập khẩu.- Sản xuất thiết bị PLF trong nước. |
| Điện và Wi-Fi không ổn định ở các vùng nông thôn | Phát triển cơ sở hạ tầng ở khu vực này |
| Cần phải mở rộng đào tạo thêm cho nhân viên | – Thiết kế các khoá đào tạo ngắn về vận hành PLF.- Mời những người chăn nuôi có kinh nghiệm hướng dẫn.- Mở hội chợ công nghệ chăn nuôi- Cung cấp các khoá học trên mạng xã hội |
| Các giải pháp còn chưa có tính ứng dụng thực tiễn cao | – Chú trọng ứng dụng sát với tình hình và trình độ chăn nuôi thực tế. – Xây dựng hệ thống lai kết hợp nhiều thuật toán đa dạng. |
| Quyền sở hữu dữ liệu và an ninh mạng | – Minh bạch trong xử lý dữ liệu- Sử dụng công nghệ blockchain |
| Vấn đề về phúc lợi động vật | – Tập thích nghi với công nghệ chính xác có tính tới yếu tố nhân đạo. – Nghiên cứu hợp tác giữa các kỹ sư và nhà khoa học động vật. |
| Tạo ra rác thải điện tử | Áp dụng các phương pháp sản xuất tuần hoàn |
| Tiêu tốn năng lượng | Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo |
Kết luận: Chăn nuôi heo vẫn có lời
Ở Nhật, chăn nuôi heo hiện tại vẫn là một lĩnh vực có lợi nhuận cao, cho thu nhập cao gấp 2,5 lần so với chăn nuôi bò thịt và gấp 1,2 lần so với chăn nuôi bò sữa. Lợi ích tài chính này, cùng với xu hướng các trang trại lớn hơn có chi phí sản xuất thấp hơn, làm nổi bật tầm quan trọng của việc sử dụng công nghệ PLF để cải thiện hiệu quả và tính bền vững trong chăn nuôi.
Để tận dụng tối đa các công nghệ chăn nuôi chĩnh xác cần có nguồn hỗ trợ tài chính, chẳng hạn như giảm thuế cho các thiết bị được nhập khẩu từ các quốc gia khác, cải thiện cơ sở hạ tầng ở các vùng nông thôn và đào tạo cho nông dân. Việc trình diễn các công nghệ mới, khuyến khích sản xuất công cụ trong nước và đảm bảo quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu thông qua công nghệ blockchain cũng rất quan trọng. Sự hợp tác giữa các kỹ sư và nhà khoa học động vật, sử dụng các phương pháp sản xuất tuần hoàn để giảm thiểu chất thải và tạo ra các quy định tốt sẽ giúp các công nghệ này hoạt động hiệu quả.
Trong tương lai, Nhật Bản vẫn cần có những nghiên cứu sâu hơn về tác động môi trường của chăn nuôi chính xác quy mô lớn so với các phương pháp truyền thống. Điều này sẽ giúp đảm bảo rằng các phương pháp mới này bền vững về lâu dài. Việc kết hợp tất cả các phương pháp này sẽ giúp chăn nuôi chính xác góp phần vào nền nông nghiệp thông minh hơn, đảm bảo an ninh lương thực và tìm được sự cân bằng giữa việc kiếm tiền, bảo vệ môi trường và chăm sóc đàn heo.
By Ha Thu – Pigtalks
Xem thêm Phần 1: Bối cảnh và các thách thức chính mà ngành heo Nhật Bản đang đối mặt
pigtalks.asia 
Leave a comment