Theo Tổ chức Liên hiệp quốc (United Nations), tính đến thời điểm hiện tại, dân số thế giới đã vượt qua con số 8 tỷ, dự báo đến năm 2037 sẽ chạm mốc 9 tỷ người. Dân số tăng nhanh, cùng với tác động của biến đổi khí hậu, sẽ tạo nên áp lực lớn cho ngành nông nghiệp toàn cầu, đòi hỏi các nhà khoa học nông nghiệp phải có được những giải pháp thiết thực, hiệu quả hơn nữa để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thực tiễn.
Trong canh tác nông nghiệp thế giới hiện nay, việc ứng dụng công nghệ cao, sử dụng các phương pháp canh tác hiện đại để tối ưu hóa sản xuất cây trồng, gia tăng hiệu quả, tăng năng suất và lợi nhuận; đồng thời, giảm thiểu chất thải và các tác động đến môi trường được gọi là nông nghiệp chính xác, nông nghiệp kỹ thuật số hay nông nghiệp 4.0. Theo nhiều tổ chức quốc tế, các thành phần chủ yếu trong nông nghiệp 4.0 bao gồm:
- Sử dụng cảm biến kết nối vạn vật (IoT sensors) ở hầu hết các trang trại.
- Sử dụng đồng bộ đèn LED trong canh tác kỹ thuật cao để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng (thường ở các quốc gia có quỹ đất nông nghiệp ít hoặc khai thác nông nghiệp đô thị).
- Canh tác trong nhà kính, nhà lưới; chủ động ứng dụng đồng bộ công nghệ thủy canh, khí canh,… nhằm cách ly với môi trường tự nhiên.
- Sử dụng điện mặt trời và tế bào quang điện (solar cells) cho hầu hết các trang thiết bị trong trang trại để sử dụng hiệu quả không gian, giảm chi phí năng lượng cần dùng.
- Sử dụng người máy (robot) để chăm sóc cây trồng, vật nuôi (ngày càng trở nên phổ biến tại các quốc gia có dân số già và quy mô sản xuất lớn).
- Sử dụng các thiết bị bay không người lái (drones) và vệ tinh (satellites) để khảo sát thực địa, thu thập dữ liệu của các trang trại, từ đó phân tích, khuyến nghị quản lý trang trại chính xác, dựa trên cơ sở dữ liệu cập nhật được.
- Công nghệ tài chính phục vụ trang trại: sử dụng trong tất cả các hoạt động từ trang trại kết nối bên ngoài, nhằm tạo ra được cách thức quản trị trang trại đạt hiệu quả cao nhất.
Hoạt động xuất khẩu nông sản, lâm, thủy sản, hiện Việt Nam đang xếp thứ 15 trên thế giới và đứng thứ hai Đông Nam Á về kim ngạch xuất khẩu. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã đặt ra mục tiêu tăng giá trị sản xuất nông, lâm, thủy sản trong giai đoạn 2021-2025 đạt 2,6-3,2%/năm; phấn đấu đến năm 2025, tổng kim ngạch xuất khẩu nông, lâm, thủy sản khoảng 50 tỷ USD.
Với các mục tiêu trên, Bộ đã đề ra nhiều nhiệm vụ, giải pháp nhằm tổ chức thực hiện có hiệu quả các khâu quan trọng, đột phá để cơ cấu lại nông nghiệp hiệu quả, hiện đại và bền vững, nâng cao giá trị gia tăng và khả năng cạnh tranh. Bên cạnh việc các giải pháp như phát triển hệ thống đầu vào để tối thiểu hóa chi phí, tối đa hóa giá trị, lợi nhuận phục vụ cho sản xuất nông nghiệp hiệu quả, bền vững; phát triển công nghiệp chế biến, tăng tỷ trọng chế biến sâu để giảm chi phí và nâng cao giá trị nông sản; phát triển, tổ chức lại thị trường trong và ngoài nước để tiêu thụ ổn định, kịp thời, thúc đẩy phát triển sản xuất kinh doanh và chế biến nông sản,... việc đẩy mạnh hợp tác, liên kết chặt chẽ giữa các tác nhân, các vùng, địa phương tham gia phát triển chuỗi giá trị nông sản bền vững. Phát triển các hình thức tổ chức sản xuất kinh doanh trong nông nghiệp,… cũng rất được coi trọng.
Thông tin từ các phương tiện đại chúng cho thấy, tại nhiều tỉnh thành trên cả nước, nông nghiệp 4.0 đã được nhiều nơi ứng dụng vào thực tiễn sản xuất nông nghiệp. Theo Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật Lâm Đồng, tính đến ngày 2/9/2022, ngành nông nghiệp tỉnh Lâm Đồng đã ứng dụng công nghệ thông minh vào sản xuất, với diện tích khoảng 377 ha, trong đó, có 173,8 ha rau; hơn 187 ha hoa; 5,5 ha dâu tây và 10 ha chè chất lượng cao.
Hình 1. Ứng dụng công nghệ vào trồng dâu thủy canh và hệ thống bơm bán tự động ATM. (Nguồn: baolamdong.vn)
Ngành nông nghiệp tỉnh Bạc Liêu đã gia tăng tỷ lệ cơ giới hóa trong sản xuất, đạt hơn 90%, từ khâu làm đất, gieo sạ, bón phân, phun thuốc đến khâu sau thu hoạch. Nông dân tại các hợp tác xã trong tỉnh đã biết sử dụng các máy móc tự động như máy bay không người lái, máy cuốn rơm tự động,… giúp gia tăng năng suất và giảm thiểu chi phí sản xuất. Tại Hà Tĩnh, với chi phí đầu tư ban đầu khoảng hơn 2 tỷ đồng cho hệ thống IoT mô hình sản xuất rau thủy canh hồi lưu tại Hợp tác xã An Tâm Farm, với các loại rau ăn lá, cho năng suất cao hơn 30% so với sản xuất rau truyền thống. Đối với cà chua và dưa leo, mức tăng là hơn 20% so với trồng ngoài đồng ruộng. Nhờ vậy, với diện tích 2.000m2, sau khi trừ chi phí, lợi nhuận thu được đến 40 triệu/tháng,...
Có thể thấy, để giúp nông nghiệp, nông dân Việt Nam hòa nhập được theo xu thế phát triển nông nghiệp của thế giới, những đóng góp thiết thực của giới khoa học trong nước, với các nghiên cứu, vận dụng công nghệ mới, công nghệ cao vào sản xuất, giúp gia tăng năng suất, sản lượng và chất lượng nông, thủy, hải sản là không thể loại trừ.
HLD-18, máy bay không người lái đầu tiên ứng dụng trong hoạt động sản xuất nông nghiệp do Việt Nam sản xuất, đã cất cánh bay khảo nghiệm phun thuốc bảo vệ thực vật tại tỉnh Hậu Giang hồi đầu năm 2021. Được Viện Nghiên cứu ứng dụng công nghệ cao Hòa Lạc (HIRA) chế tạo, đây là sản phẩm Việt Nam hoàn toàn làm chủ về công nghệ, phần mềm, phần cứng (đảm bảo được yêu cầu an ninh quốc phòng cũng như vấn đề cấp phép vùng bay cho thiết bị) và chế độ bảo hành, đào tạo “phi công” để chuyển giao cho các đơn vị, tổ hợp tác, dịch vụ nông nghiệp,… Theo kết quả khảo nghiệm tại Hậu Giang, việc sử dụng HLD-18 giúp giảm 5-10% lượng thuốc bảo vệ thực vật, 90-95% lượng nước; tăng năng suất phun thuốc lên nhiều lần. Hiện nhiều nơi trong nước đã ứng dụng thiết bị bay này vào sản xuất.
Hình 2. Trình diễn kỹ thuật điều khiển máy bay không người lái HLD-18 phun thuốc bảo vệ thực vật. (Nguồn: Nông nghiệp Việt Nam)
“Hệ thống dây chuyền cân động điện tử, phân loại trái cây” của nhóm nghiên cứu tại Trường Cao đẳng Công Thương TP.HCM do TS. Đào Văn Phượng làm chủ nhiệm, được Sở KH&CN TP.HCM nghiệm thu cũng trong năm 2021, là một ví dụ khác. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một quy trình khép kín, tự động, từ khâu cân đến dán nhãn và phân loại trái cây. Hệ thống cho phép phân loại và in nhãn trái cây với số lượng lớn một cách nhanh chóng, giảm thiểu công sức lao động, đem lại giá trị kinh tế cao khi triển khai vào sản xuất thực tế tại các doanh nghiệp.
Hình 3. Hệ thống cân và phân loại tự động trái cây. (Nguồn: Báo cáo Kết quả thực hiện nhiệm vụ)
Do hạn chế về đất nông nghiệp so với các tỉnh thành khác, nên ngành nông nghiệp tại TP.HCM được tập trung đẩy mạnh theo hướng phát triển nông nghiệp đô thị, nông nghiệp công nghệ cao; hướng đến mục tiêu trở thành trung tâm phát triển nguồn giống mới cho khu vực phía Nam.
Hiện thực hóa những nội dung quan trọng của Chương trình mục tiêu phát triển giống cây, giống con chất lượng cao trên địa bàn TP.HCM, Thành phố đã có nhiều kết quả lai tạo giống mới, phù hợp với nhu cầu phát triển và thị hiếu của thị trường. Ví dụ như trong năm 2022, nhiệm vụ KH&CN "Chọn lọc, khảo nghiệm và trình diễn một số dòng khổ qua lai F1 phù hợp với điều kiện vùng Đông Nam bộ" do TS. Phan Đặng Thái Phương (Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường) làm chủ nhiệm, đã kế thừa một số dòng khổ qua thuần triển vọng từ kết quả của đề tài “Nghiên cứu lai tạo giống khổ qua F1 năng suất phục vụ cho vùng Đông Nam bộ”, để nhân được giống khổ qua F1 NLU0122, cho năng suất cao hơn 20-30% so với giống đối chứng, khả năng sinh trưởng rất khỏe, phân nhánh mạnh; khả năng chống chịu bệnh phấn trắng, bệnh sương mai ở mức trung bình. Giống có trọng lượng quả trung bình, dạng quả đẹp, vỏ xanh vừa và bóng phù hợp thói quen của người tiêu dùng tại thị trường khu vực Đông Nam bộ.
Gần đây, đội ngũ kỹ sư, chuyên gia tại Công ty TNHH Hạt giống Tân Lộc Phát cũng được Sở KH&CN TP.HCM cấp kinh phí để triển khai nhiệm vụ KH&CN "Nghiên cứu chọn tạo giống Mướp hương lai F1( Lufa cylindrycal L. Roem) cho thị trường TP.HCM và Tây Nam Bộ". Kết quả, giống mướp hương F1-SLP912 được nhân giống thành công, với năng suất lên đến 41-45 tấn/ha, phục vụ hữu hiệu cho địa bàn TP.HCM và khu vực Tây Nam Bộ, được nhiều hộ nông dân đánh giá cao về hiệu quả kinh tế.
Hình 4. Quả mướp hương và hạt được lai tạo (nguồn dost.hochiminhcity.gov.vn)
Cũng trong quý 4/2022, Công ty TNHH Hạt giống Tân Lộc Phát tiếp tục hoàn thành nhiệm vụ KH&CN "Nghiên cứu chọn tạo giống dưa leo lai F1 (Cucumis sativus L.) cho thị trường Đông Nam Bộ". Sản phẩm nghiên cứu có những đặc tính vượt trội về hình thái và năng suất: trái dài và cân đối, năng suất đạt đến 35 tấn/ha.
Có thể nói, trong bối cảnh các quốc gia mạnh về xuất khẩu nông nghiệp như Ấn Độ, Malaysia đang hạn chế xuất khẩu lương thực như hiện nay, đây chính là cơ hội để phát triển mạnh ngành nông nghiệp, vốn vẫn luôn là thế mạnh của Việt Nam. Do vậy, bên cạnh việc nâng cao hiệu quả sản xuất, gia tăng giá trị, mở rộng thị trường, việc đẩy mạnh xây dựng nền nông nghiệp hàng hóa tập trung, ứng dụng công nghệ mới, công nghệ kỹ thuật cao cho năng suất chất lượng cao, đáp ứng được các nhu cầu trong nước và thân thiện môi trường, thích ứng với biến đổi khí hậu và hội nhập quốc tế, là rất cần thiết.
Thư Nguyễn
--------------------------------------------------------------------------------
Tài liệu tham khảo chính
[1] Bách Dương. Ứng dụng công nghệ IoT vào sản xuất rau. https://tapchinongthonmoi.vn/ung-dung-cong-nghe-iot-vao-san-xuat-rau-19689.html
[2] Lai tạo thành công giống mướp hương năng suất cao. https://dost.hochiminhcity.gov.vn/hoat-dong-so-khcn/lai-tao-thanh-cong-giong-muop-huong-nang-suat-cao/
[3] Gắn sản xuất nông nghiệp đô thị ới phát triển nguồn cây giống chất lượng cao. https://dost.hochiminhcity.gov.vn/hoat-dong-so-khcn/gan-san-xuat-nong-nghiep-do-thi-voi-phat-trien-nguon-cay-giong-chat-luong-cao/
[4] Hải Nam. Máy bay phun thuốc đầu tiên của Việt Nam giá 300 - 500 triệu đồng. https://nongnghiep.vn/may-bay-phun-thuoc-dau-tien-cua-viet-nam-gia-300--500-trieu-dong-d286476.html
[5] Các CSDL KH&CN của Trung tâm Thông tin và Thống kê KH&CN (CESTI). http://www.cesti.gov.vn/thu-vien/1/tra-cuu-chung