Thành Phần Của Đất

Nền Tảng Của Mọi Hoạt Động Nông Nghiệp

Đất không chỉ là bùn đất. Nó là một hệ thống sống, phức tạp được tạo thành từ bốn thành phần: khoáng chất, chất hữu cơ, nước, & không khí. Một loại tan

Hạt khoáng đến theo ba kích cỡ, cát (thô, thoát nước nhanh), limon (vừa, giữ ẩm), & sét (mịn, giữ dinh dưỡng nhưng thoát nước kém). Tỷ lệ cát, limon, & sét xác định kết cấu đất. Đất pha (loam), hỗn hợp cân bằng của cả ba: được coi là lý tưởng cho hầu hết các loại cây trồng.

Chất hữu cơ là vật liệu thực vật & động vật đã phân hủy. Nó nuôi dưỡng các vi sinh vật trong đất, cải thiện khả năng giữ nước, cung cấp chất dinh dưỡng chậm, & cho đất màu đen. Các loại đất có ít hơn 2 phần trăm chất hữu cơ được coi là suy thoái.

Độ pH của đất đo độ chua hoặc độ kiềm trên thang điểm 0-14. Hầu hết các loại cây trồng thích pH trong khoảng 6.0 & 7.0. Nếu đất quá chua, nông dân bón vôi (canxi cacbonat). Nếu quá kiềm, họ bón lưu huỳnh hoặc phân bón axit hóa. Độ pH ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng: một số chất dinh dưỡng thiết yếu sẽ bị khóa và không còn sẵn sàng cho cây trồng khi pH sai.

NPK, Đạm, Lân, Kali, là ba chất dinh dưỡng đa lượng chính mà cây trồng cần. Đạm thúc đẩy sự phát triển lá & thân. Lân hỗ trợ sự phát triển rễ & hoa. Kali làm chắc chắn thành tế bào & tăng khả năng kháng bệnh. Sắc trên bao phân bón thường có ba số (ví dụ 10-10-10) chỉ ra phần trăm N, P, & K theo trọng lượng.

Kiểm tra đất là cách nông dân biết họ đang làm việc với gì. Kiểm tra ở phòng thí nghiệm cho thấy pH, mức độ chất dinh dưỡng, hàm lượng chất hữu cơ, & kết cấu đất. Nếu không có kiểm tra đất, việc bón phân là đoán mò: & đoán mò sẽ lãng phí tiền & gây ô nhiễm nguồn nước.

Đọc Kết Quả Kiểm Tra Đất

Một nông dân gửi mẫu đất cho phòng thí nghiệm & nhận được kết quả sau: pH 5.2, đạm thấp, lân đầy đủ, kali cao, chất hữu cơ 1.8 phần trăm. Nông dân muốn trồng ngô, ngô thích pH 6.0-6.8 & là cây cần nhiều đạm.

Trồng trọt, Tưới tiêu, và Luân canh cây trồng

Trồng Trọt Quy Mô Lớn

Sản xuất cây trồng thành công bắt đầu từ việc chọn giống. Nông dân hiện đại chọn các giống được lai tạo cho vùng cụ thể của họ: thích nghi với khí hậu địa phương, loại đất, độ dài ngày, & áp lực sâu bệnh. Danh mục giống liệt kê ngày chín, khả năng kháng bệnh, tiềm năng năng suất, & khả năng chịu hạn cho mỗi giống.

Gieo trồng phụ thuộc vào nhiệt độ đất, độ ẩm, & cửa sổ không có sương muối. Gieo trồng quá sớm trong đất lạnh dẫn đến nảy mầm kém. Gieo trồng quá muộn làm rút ngắn mùa sinh trưởng. Hầu hết các cây trồng theo hàng được gieo bằng máy gieo hạt chính xác được dẫn đường bằng GPS, đặt hạt giống đúng khoảng cách & độ sâu.

Tưới tiêu bổ sung lượng mưa khi lượng mưa tự nhiên không đủ. Hệ thống tưới nhỏ giọt cung cấp nước trực tiếp đến vùng rễ với ít lãng phí nhất. Hệ thống tưới trục trung tâm (những hệ thống tưới phun khổng lồ hình tròn có thể nhìn thấy từ trên không) ở các cánh đồng trồng cây lương thực. Tưới ngập là phương pháp cũ & kém hiệu quả hơn nhưng vẫn được sử dụng trong một số vùng. Tưới quá mức lãng phí nước, gây ra xói mòn, & có thể rửa trôi chất dinh dưỡng khỏi vùng rễ.

Luân canh cây trồng là thực hành trồng các loại cây khác nhau theo chuỗi trên cùng một cánh đồng: ví dụ, ngô một năm, đậu tương năm tiếp theo, lúa mì năm thứ ba. Luân canh làm đứt chu kỳ sâu bệnh & bệnh tật, cân bằng nhu cầu chất dinh dưỡng, & cải thiện cấu trúc đất. Ngô làm suy giảm nitơ; đậu tương (một loại đậu) cố định nitơ từ khí quyển vào đất thông qua mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn rhizobia trong nốt rễ của chúng.

[BLOCK_TYPE crop_management/planting_and_rotation]

Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) kết hợp nhiều chiến lược để kiểm soát sâu bệnh: luân canh cây trồng, côn trùng có ích (như bọ rùa ăn rệp), giống kháng sâu bệnh, sử dụng thuốc trừ sâu có mục tiêu chỉ khi vượt ngưỡng, & giám sát. IPM giảm lượng hóa chất đầu vào, hạ chi phí, & bảo vệ môi trường tốt hơn so với phun thuốc theo lịch cố định. [BLOCK_TYPE crop_management/planting_and_rotation]

Thiết kế luân canh [BLOCK_TYPE crop_management/rotation_question]

Một nông dân đã trồng ngô liên tục trên cùng một cánh đồng 200 mẫu trong năm năm. Năng suất giảm dần mỗi năm, đất bị nén chặt, & thiệt hại do sâu đục rễ ngày càng tăng mặc dù đã tăng cường sử dụng thuốc trừ sâu. Nông dân hỏi ý kiến của bạn.

Những nguyên tắc cơ bản của chăn nuôi

Nuôi động vật để lấy thực phẩm

Sản xuất chăn nuôi là nửa còn lại của nông nghiệp. Gia súc, gia cầm, lợn, cừu, & dê chuyển đổi vật liệu thực vật (ngũ cốc, thức ăn thô, & tàn dư cây trồng) thành protein: thịt, sữa, & trứng.

Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) đo lường mức độ hiệu quả của động vật trong việc chuyển đổi thức ăn thành trọng lượng cơ thể. Gà là loài hiệu quả nhất với khoảng 1,6 đến 2,0 pound thức ăn cho mỗi pound thịt. Lợn khoảng 3:1. Bò là 6 đến 8:1 đối với thịt bò vỗ béo bằng ngũ cốc. Những con số này chi phối nền kinh tế của toàn bộ ngành chăn nuôi.

Quản lý đồng cỏ là yếu tố quan trọng đối với bò, cừu và dê. Chăn thả luân phiên, di chuyển động vật qua một loạt các ô chuồng để mỗi khu vực được nghỉ ngơi và tái sinh, giúp duy trì sức khỏe của cỏ, ngăn ngừa chăn thả quá mức, và xây dựng chất hữu cơ trong đất thông qua việc phân bố phân. Chăn thả liên tục trên cùng một đồng cỏ làm suy thoái đất.

Phúc lợi động vật đã trở thành yếu tố quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Khung năm quyền tự do hướng dẫn chăn nuôi có trách nhiệm: quyền tự do khỏi đói khát, quyền tự do khỏi khó chịu, quyền tự do khỏi đau đớn và bệnh tật, quyền được thể hiện hành vi bình thường, và quyền tự do khỏi sợ hãi và căng thẳng. Nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm được nuôi dưỡng nhân đạo đang định hình lại cách thiết kế và quản lý các hoạt động chăn nuôi.

Quản lý phân là cả tài sản lẫn gánh nặng. Phân được ủ và bón đúng cách là một chất cải tạo đất tuyệt vời: nó trả lại chất dinh dưỡng và chất hữu cơ cho đất trồng trọt. Phân được quản lý sai cách gây ô nhiễm nguồn nước, sản sinh khí nhà kính, và tạo ra vấn đề mùi hôi. Các trang trại lớn phải có kế hoạch quản lý chất dinh dưỡng để xử lý chất thải có cách thức có trách nhiệm.

Quyết định về Chăn nuôi [BLOCK_TYPE livestock/livestock_question]

Một nông dân mới bắt đầu có 50 mẫu đất đồng cỏ và muốn nuôi gia súc để sản xuất thịt. Họ đang cân nhắc giữa một đàn bò nhỏ và một hoạt động chăn nuôi gia cầm thả đồng (gà được nuôi trong các chuồng di động được di chuyển trên đồng cỏ). [BLOCK_TYPE livestock/livestock_question]

Nông nghiệp chính xác

Nông nghiệp dựa trên dữ liệu

Nông nghiệp chính xác sử dụng công nghệ để đưa ra quyết định trong nông nghiệp ở mức độ chi tiết: quản lý sự biến đổi trong một cánh đồng duy nhất thay vì xử lý toàn bộ cánh đồng như nhau.

Hướng dẫn GPS cho phép máy kéo, máy gieo hạt và máy phun thuốc di chuyển trong các cánh đồng với độ chính xác dưới một inch. Các hệ thống lái tự động giảm chồng chéo, tiết kiệm nhiên liệu & vật tư, & cho phép người vận hành làm việc trong điều kiện ánha visibility thấp. GPS cũng cho phép lập bản đồ năng suất: máy gặt ghi nhận dữ liệu năng suất tại mỗi điểm trong trường, tạo ra một bản đồ chỉ ra các vùng có năng suất cao & thấp.

Máy bay không người lái & chụp ảnh từ trên không cho nông dân một cái nhìn từ trên cao về sức khỏe của các loại محاصيل. Các camera đa phổ trên máy bay không người lái phát hiện stress, bệnh tật, & thiếu hụt chất dinh dưỡng trước khi chúng trở thành visible to the naked eye. Một máy bay không người lái có thể trinh sát 500 mẫu Anh trong một giờ: một nhiệm vụ mà trên chân bộ có thể mất nhiều ngày.

Cảm biến đất đo độ ẩm, nhiệt độ và mức dinh dưỡng theo thời gian thực. Một số cảm biến được lắp đặt cố định trong ruộng và truyền dữ liệu không dây. Thông tin này giúp lập lịch tưới tiêu: chỉ tưới khi và nơi đất cần nước thay vì vận hành toàn bộ hệ thống theo hẹn giờ.

Công nghệ tỷ lệ biến thiên (VRT) điều chỉnh tốc độ bón phân, gieo hạt và phun thuốc theo thời gian thực dựa trên bản đồ kê đơn. Nếu xét nghiệm đất cho thấy một góc ruộng thiếu phốt pho, máy rải sẽ bón nhiều hơn ở đó và ít hơn ở nơi mức dinh dưỡng đã đủ. VRT giảm chi phí đầu vào và tác động môi trường bằng cách bón đúng lượng, đúng loại và đúng vị trí.

Nền tảng dữ liệu tổng hợp GPS, cảm biến, máy bay không người lái, năng suất và dữ liệu thời tiết vào phần mềm quản lý trang trại. Nông dân sử dụng các nền tảng này để theo dõi đầu vào, lên kế hoạch luân canh, so sánh hiệu suất giống lai và đưa ra quyết định lâu dài. Nông nghiệp trở thành lĩnh vực dữ liệu chuyên sâu như bất kỳ ngành công nghệ nào khác.

Ứng dụng Công nghệ

Một trang trại trồng ngô và đậu tương rộng 1.000 mẫu Anh đang gặp vấn đề: năng suất thay đổi đáng kể trên từng cánh đồng. Một số khu vực cho năng suất 220 giạ/ngẫu mỗi mẫu Anh, trong khi các khu vực khác chỉ đạt 140 giạ. Nông dân đã bón phân và gieo hạt với cùng một liều lượng trên toàn bộ diện tích.

Nơi Nông Nghiệp Dẫn Dắt Bạn

Nghề Nghiệp & Giáo Dục Nông Nghiệp

Nông nghiệp không chỉ là một nghề: nó là cả một nền kinh tế. Phạm vi cơ hội trải dài từ công việc canh tác thực tế đến phát triển công nghệ tiên tiến.

Nông dân hoặc chủ trang trại: Cốt lõi của ngành. Quản lý một trang trại hoặc ranch đồng nghĩa với việc quản lý đất đai, cây trồng, vật nuôi, thiết bị, tài chính, nhân viên, & rủi ro thời tiết cùng lúc. Các hoạt động gia đình, trang trại doanh nghiệp, & các chương trình hỗ trợ nông dân mới đều cung cấp các điểm vào. Nhiều nông dân thành công cũng điều hành các hoạt động kinh doanh trực tiếp đến người tiêu dùng thông qua chợ nông sản, đăng ký CSA, & bán hàng trực tuyến.

Nhà nông học: Một nhà khoa học cây trồng & đất đai người tư vấn cho nông dân về việc chọn giống, chương trình dinh dưỡng đất, quản lý sâu bệnh, & tối ưu hóa năng suất. Nhà nông học làm việc cho các công ty giống, công ty phân bón, hợp tác xã, hoặc như các nhà tư vấn độc lập. Bằng cử nhân ngành nông học, khoa học cây trồng, hoặc khoa học đất là yêu cầu điển hình.

Cán bộ khuyến nông: Cầu nối giữa nghiên cứu đại học và nông dân thực tế. Cán bộ khuyến nông làm việc cho các trường đại học cấp đất và cung cấp giáo dục, hỗ trợ kỹ thuật, cùng các chương trình cộng đồng tại mỗi quận/huyện. Họ cần nền tảng khoa học vững chắc và kỹ năng giao tiếp xuất sắc. Bằng thạc sĩ thường được ưu tiên.

Công nghệ nông nghiệp (ag tech): Ngành phát triển nhanh nhất. Các kỹ sư phần mềm, nhà khoa học dữ liệu, vận hành viên máy bay không người lái, và chuyên gia robot đang xây dựng các công cụ thúc đẩy nông nghiệp chính xác. Các startup ag tech đã thu hút hàng tỷ đô la vốn đầu tư mạo hiểm. Nếu bạn có thể lập trình và hiểu về nông nghiệp, bạn đang có nhu cầu cao.

FFA (trước đây là Future Farmers of America) là một tổ chức sinh viên phát triển kỹ năng lãnh đạo, kỹ năng nghề nghiệp, và kiến thức nông nghiệp thông qua các cuộc thi, trải nghiệm nông nghiệp có giám sát, và dịch vụ cộng đồng. Các chương trình FFA hoạt động tại các trường trung học và đại học trên toàn quốc.

Các trường đại học cấp đất: Các tổ chức như Iowa State, UC Davis, Texas A&M, Cornell, và Purdue được thành lập đặc biệt để nghiên cứu và giảng dạy nông nghiệp. Họ cung cấp bằng cấp trong các lĩnh vực như nông học, khoa học động vật, kỹ thuật nông nghiệp, khoa học thực phẩm, kinh tế nông nghiệp, và hàng chục lĩnh vực liên quan. Nhiều trường có học bổng và cơ hội nghiên cứu được trả lương.

Lập Kế Hoạch Cho Hành Trình Của Bạn

Kết Nối Nông Nghiệp Với Tương Lai Của Bạn

Bạn đã nắm được những kiến thức cơ bản về khoa học đất, quản lý cây trồng, chăn nuôi, và công nghệ đang thay đổi ngành công nghiệp này.