Nước cần thiết cho sản xuất lương thực và nông nghiệp chiếm khoảng 70% lượng nước ngọt tiêu thụ trên thế giới. Khi các quốc gia tăng cường sản xuất nông nghiệp (đến năm 2050, FAO ước tính rằng khoảng 9,7 tỷ người sẽ cần thức ăn), đất được tưới sẽ cần tăng hơn 50%. Tuy nhiên, biến đổi khí hậu đã và đang làm giảm nguồn cung cấp nước cho cây trồng ở một số vùng.
Để giúp nông dân đối phó với vấn đề này, Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) đang tìm cách cải thiện hệ thống tưới tiêu. Nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học và sinh viên từ CIP và Đại học Nông nghiệp Quốc gia La Molina ở Peru đã xác nhận rằng hình ảnh từ camera hồng ngoại (nhiệt học) có thể được sử dụng để phát hiện tình trạng căng thẳng nước ở cây trồng và do đó sử dụng nước hiệu quả hơn.
Một nhóm các nhà nghiên cứu do nhà khoa học CIP David Ramirez dẫn đầu đã tiến hành một loạt thí nghiệm gần thành phố Lima, Peru, để xác định cách kết hợp hình ảnh màu và hồng ngoại có thể được sử dụng để theo dõi tình trạng căng thẳng nước trên cây khoai tây.
Các nhà nghiên cứu đã chụp ảnh cánh đồng khoai tây suốt cả ngày và sử dụng phần mềm CIP mã nguồn mở có tên là Bộ xử lý hình ảnh nhiệt (TIPCIP) để xác định thời điểm cây đủ ấm để được tưới. Bằng cách chỉ tưới khi cây đạt đến ngưỡng này, các nhà nghiên cứu đã có thể giảm đáng kể lượng nước tưới.
Ramirez cho biết: “Mục đích là để xác định lượng nước tối thiểu cần thiết cho khoai tây để thu hoạch tốt.
Ông giải thích: “Sự kết hợp giữa giám sát và tưới nhỏ giọt có thể cho phép người nông dân giảm lượng nước cần thiết để trồng khoai tây ít nhất là 1600 mét khối mỗi ha, tức là khoảng một nửa lượng nước được sử dụng để tưới bề mặt truyền thống.
Sự kết hợp giữa quản lý nước tối ưu và giới thiệu các giống chịu hạn có thể làm tăng đáng kể khả năng chịu nước của khoai tây và cho phép chúng được trồng ở những vùng hiện có rất ít hoặc không có lương thực, hoặc trong những tháng khô hạn khi đất nông nghiệp bị bỏ hoang.
Ramirez giải thích rằng trong khi các camera hồng ngoại có thể được lắp đặt trên máy bay không người lái để theo dõi tình trạng căng thẳng về nước ở các trang trại lớn, chi phí của thiết bị này là rất cao đối với nông dân quy mô vừa và nhỏ. Vì vậy, anh dự định thử nghiệm một lựa chọn mới - một thiết bị cắm điện có thể biến điện thoại thông minh thành camera hồng ngoại và có giá khoảng 200 USD. Các nhà khoa học CIP gần đây đã phát triển một phiên bản mới, thân thiện hơn của TIPCIP dành cho điện thoại thông minh và đang lên kế hoạch cho một phiên bản trong tương lai sẽ cung cấp thông tin cụ thể hơn về thời điểm và lượng nước cần thiết.
Ramirez khẳng định: “Bằng cách sử dụng công nghệ truy cập mở, chúng tôi có thể giúp nông dân sản xuất lương thực với ít nước hơn.
Tuy nhiên, ông nói thêm, công nghệ này cần được bổ sung để nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc quản lý nước bền vững.
Nghiên cứu này được Ngân hàng Thế giới hỗ trợ thông qua Chương trình Đổi mới Nông nghiệp Quốc gia (PNIA) và Chương trình Nghiên cứu CGIAR.