Trong những năm gần đây, thực hiện theo chủ trương “Chuyển đổi cây trồng trên đất trồng lúa giai đoạn 2014-2020” theo Quyết định Số: 3367/QĐ-BNN-TT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, nhằm chuyển đổi khoảng 260 nghìn ha đất trồng lúa sang cây trồng khác (đặc biệt là rau, hoa, quả) đã đạt được những kết quả đáng mừng. Khi các mặt hàng có giá trị cao như rau, hoa quả đã có bước nhảy vọt trong đóng góp về giá trị xuất khẩu chỉ từ 0,62 tỷ USD (2011) lên 3,51 tỷ USD (2017) tăng hơn 560%.

Kết quả đạt được nhờ sự góp phần rất lớn của việc ứng dụng công nghệ tiên tiến  trong nông nghiệp, đặc biệt trong sản xuất rau hoa quả từ khâu sản xuất cho đến quản lý chuỗi sản phẩm và thương mại hóa.... Việt Nam có 13,8 triệu hộ nông dân với 78 triệu mảnh ruộng nhỏ lẻ. để có thể phát triển nhất thiết phải tái cấu trúc. Một trong những giải pháp tất yếu là phải quy hoạch lại và ứng dụng công nghệ cao.

Niên giám thống kê hải quan về hàng hóa xuất nhập khẩu Việt Nam của Tổng cục Hải quan Việt Nam - Báo cáo xuất nhập khẩu Việt Nam của Cục xuất nhập khẩu - Bộ Công thương

Như vậy,việc áp dụng công nghệ tiên tiến mới vào sản xuất như đề án Nông nghiệp ứng dụng Công nghệ cao của Chính phủ ngày 29/01/2010 (Quyết định 176/QĐ-TTG) đã đặt ra với nhiều mục tiêu, trong đó đối với trồng trọt: “Nghiên cứu phát triển quy trình công nghệ tổng hợp và tự động hóa quá trình trồng trọt và thu hoạch các loại cây trồng trong nhà lưới, nhà kính như: giá thể, công nghệ thủy canh, tước nước tiết kiệm, điều tiết tự động dinh dưỡng, ánh sáng, chăm sóc, thu hoạch…” là hoàn toàn đúng đắn, là hướng đi quan trọng và tất yếu cho sự phát triển của nền Nông nghiệp Việt Nam.

Báo cáo này trình bày  một số thông tin và  kết quả nghiên cứu mới nhất về các lĩnh vực nông nghiệp đang được xã hội rất quan tâm:

- Nông nghiệp thời kỳ 4.0;

- Nông nghiệp hữu cơ;

- Nông nghiệp đô thị và công nghệ mới trong bảo quản rau quả, thực phẩm.

Trên thực tế, cách mạng công nghiệp là một cuộc thay đổi toàn diện trong lĩnh vực sản xuất, từ điều kiện kinh tế, văn hóa, xã hội cho đến kỹ thuật. Cuộc cách mạng lần thứ nhất bắt đầu ở Anh vào cuối thế kỷ 18 với sự ra đời của máy hơi nước nhằm đáp ứng nhu cầu dệt may thời đó. Thế rồi kỹ thuật luyện kim được cải thiện, nhu cầu sử dụng than cho động cơ hơi nước tăng cao đã kéo theo sự biến đổi toàn diện về kinh tế, kỹ thuật, văn hóa. Hàng loạt hệ thống đường sắt được xây dựng, con người có thể đi được xa hơn và liên lạc được tốt hơn bằng hệ thống điện tín. Nông nghiệp cũng phát triển mạnh nhờ các nghiên cứu về canh tác, sinh học. Đời sống của người dân ngày càng được cải thiện, dân số tăng trưởng nhanh và nước Anh cũng như vùng Tây Âu bắt đầu giành lấy vị thế thống trị trên toàn cầu.

Ngay sau cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, cuộc cách mạng lần thứ 2 tiếp diễn sau đó từ nửa cuối thế kỷ 19 nhờ dầu mỏ và động cơ đốt trong cùng với sự phát minh ra điện. Thời kỳ này, điện năng được sử dụng nhiều hơn và công nghệ kỹ thuật được phát triển vượt bậc. Điện thoại, tivi, đài phát thanh... đã thay đổi hoàn toàn văn hóa xã hội. Trong khi đó, các ngành sản xuất cũng biến chuyển nhanh chóng với hàng loạt dây chuyền sản xuất, tiêu chuẩn chất lượng, tự động hóa.Trong thời kỳ này, xu thế đô thị hóa bắt đầu tăng nhanh gây ra những hệ quả nhất định trong xã hội. Tại các vùng nông thôn, sự phát triển của phân hóa học, các nghiên cứu về sinh học, nông nghiệp đã thúc đẩy năng suất. Sản lượng công nghiệp như kim loại, cao su... tăng nhanh đã thúc đẩy các ngành kinh tế. Nhờ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2 này mà thế giới được hưởng tiêu chuẩn sống hiện đại và chất lượng chưa từng có trong khi dân số tăng trưởng nhanh. Mỹ và các nước Tây Âu thời kỳ này là những quốc gia có vị thế dẫn đầu.

Mặc dù còn nhiều tranh cãi, những cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 được cho là bắt đầu từ khoảng năm 1969 khi nhiều cơ sở hạ tầng điện tử, số hóa và máy tính được phát triển mạnh. Vào thập niên 1960, chất bán dẫn và các siêu máy tính được xây dựng, đến thập niên 70-80 thì máy tính cá nhân ra đời và Internet bắt đầu được biết đến nhiều trong thập niên 90. Cho đến cuối thế kỷ 20, Internet và hàng tỷ thiết bị công nghệ cao cùng nhiều phát minh mới đã được sử dụng rộng rãi trong xã hội, qua đó hoàn thiện quá trình cách mạng công nghiệp lần thứ 3. Đến thời điểm thế kỷ 21, một cuộc tranh cãi tiếp tục nổ ra trong quá trình chuyển giao giữa cách mạng lần thứ 3 và thứ 4. Một số chuyên gia cho rằng cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 đã chấm dứt khi cuộc khủng hoảng tài chính Châu Á nổ ra vào năm 1997 và làn sóng thứ 4 đã diễn ra từ đầu thế kỷ 21 với các cuộc cách mạng số, những công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo (AI), hệ thống tự động kết nối cao (Internet of Thing), công nghệ nano, sinh học, vật liệu mới, năng lượng mới...Lịch sử phát triển công nghệ của loài người  đã qua 3 thời kỳ và đang tiến sang thời kỳ thứ 4. (BT. Thời đại 12.4.2017).

Nông nghiệp  thời kỳ 4.0 sẽ thay đổi phương thức quản lý trang trại, doanh nghiệp, hộ gia đình. Từ sản xuất, chế biến, tiêu thụ đến tiêu dùng đều có thể ứng dụng kỹ thuật số, nhằm giảm thiểu công lao động trực tiếp (Thậm chí điều khiển từ xa hàng ngàn km), tiết kiệm vật tư đầu vào, hạ giá thành sản phẩm, đảm bảo an toàn thực phẩm, giữ môi trường trong sạch cho các thế hệ sau, nhờ áp dụng các thiết bị định vị toàn cầu (GPS), điều tiết lượng vật tư, nước tưới theo nhu cầu, giám sát năng suất v.v…

Nông nghiệp 4.0 sẽ không những hỗ trợ quản lý vĩ mô mà còn lưu trữ dữ liệu vi mô (từng cá thể) trên mạng internet và chia sẽ nguồn dữ liệu cho nhiều người cùng sử dụng, thông qua các thiết bị cảm biến kết nối với internet.

Nông nghiệp 4.0 hỗ trợ công khai, minh bạch hóa quá trình sản xuất - chế biến - tiêu thụ, truy xuất nguồn gốc, công khai quy trình công nghệ áp dụng, tiêu chuẩn chất lượng đạt được đến mức độ nào, thông qua điện thoại thông minh kết nối với các thiết bị IoT.

Nông nghiệp 4.0 trợ giúp dự tính, dự báo các rủi ro thiên tai (sạt lở đất), nạn chặt phá rừng, bảo tồn động vật quý hiếm, nhờ ứng dụng các thiết bị bay không người lái.

Các kết quả nghiên cứu của  Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã xác định:

1. Nông nghiệp Việt Nam chủ yếu phát triển theo số lượng, dựa vào tài nguyên và lao động, chi phí vật tư quá cao (11 triệu tấn phân bón, 600-700 triệu USD thuốc BVTV), sử dụng quá nhiều nước, lao động nên hiệu quả thấp;

2. Tài nguyên hạn chế, bình quân diện tích đất nông nghiệp trên đầu người chỉ bằng 8,7% so trung bình của thế giới;

3. Lao động trong nông nghiệp chiếm tỷ lệ quá cao và năng suất thấp. Hiện tại ở Việt Nam, 1 người làm nông nghiệp chỉ nuôi được 2-2,5 người thì ở các nước phát triển một lao động nông nghiệp nuôi được 100-150 người. Do chất lượng lao động nông nghiệp thấp, lao động qua đào tạo ở khu vực nông thôn chỉ đạt 11,2%, nên năng suất lao động ở Việt Nam chỉ bằng 1-1,5% so với các nước phát triển;

4. Sản xuất chia cắt, không theo chuỗi do vậy không kiểm soát được chất lượng cũng như không truy xuất được nguồn gốc;

5. Cơ sở hạ tầng: Giao thông tại các vùng sản xuất tập trung kém (ĐBSCL, Tây Nguyên); hệ thống thủy lợi thiết kế chủ yếu cho tưới lúa mà chưa thể hỗ trợ cho sản xuất các ngành hàng khác. Thương mại điện tử rất kém phát triển.

Ngoài ra, giá thành sản xuất của nhiều loại nông sản ở Việt Nam cao hơn một số nước Đông Nam Á và cao hơn nhiều so với các nước phát triển, do mức độ cơ giới hóa, tự động hóa và mức độ áp dụng kỹ thuật số trong sản xuất ở ta còn thấp.

Các ngành có tiềm năng tiếp cận nông nghiệp 4.0

1. Chăn nuôi bò sữa, lợn, gà; nuôi tôm, cá da trơn quy mô công nghiệp. Các ngành hàng này đòi hỏi quy mô diện tích không lớn, đang có những mô hình sản xuất ứng dụng công nghệ cao, theo chuỗi từ sản xuất đến xuất khẩu, nên dễ dàng ứng dụng công nghệ của NN 4.0 như tự động hóa, sử dụng rô bốt… Trong thủy sản có thể ứng dụng hệ thống canh tác kết hợp thủy sản và rau/hoa (Aquaponic);

2. Sản xuất hoa và quả là những ngành hàng có công nghệ cho tự động hóa khâu sản xuất cây giống (gồm cả bầu ươm), cơ giới hóa làm đất, trồng, chăm sóc, thu hoạch; phân bón và tưới nước kết hợp (fertigaton); chế phẩm giúp sản xuất trái vụ; công nghệ bảo quản tiên tiến (khí hậu điều khiển, sấy lạnh…). Với hoa cần thêm công nghệ giữ hoa tươi lâu. Tất nhiên cũng phải lựa chọn những cây ăn quả với sản xuất quy mô tập trung, có công nghệ và thị trường như thanh long, cam, dứa;

3. Sản xuất nấm ăn, nấm/cây dược dược liệu: Đây là các ngành hàng có thể sản xuất quy mô công nghiệp với giá trị gia tăng cao trong các hệ thống sản xuất được điều khiển cả về khí hậu và kỹ thuật canh tác, chiếm diện tích quy mô không lớn. Ưu tiên công nghệ chiết tách các hoạt chất mang dược tính cao như nano cucumin hoặc tinh dầu gấc, nhân sâm… tiến tới tìm kiếm hoạt chất có chức năng chữa bệnh và làm đẹp;

 4. Trong sản xuất lúa gạo, có thể áp dụng các công nghệ đã được kiểm chứng ở nước ngoài như ứng dụng viễn thám trong quản lý sản xuất và sâu bệnh, công cụ quản lý cây trồng trên điện thoại thông minh;

 5. Sản xuất cà phê, hồ tiêu: Ưu tiên cho tự động hóa trong sản xuất cây giống (gồm cả bầu ươm), cơ giới hóa làm đất, trồng, chăm sóc, thu hoạch; phân bón và tưới nước kết hợp có điều khiển (fertigaton); sử dụng chế phẩm giữ ẩm, chế phẩm quản lý bệnh phát sinh từ đất, chế phẩm giúp quả chín đồng loạt; công nghệ chế biến sâu.

NGND.GS. Nguyễn Quang Thạch
Chủ tịch Hội Sinh lý thực vật Việt Nam