Ứng dụng công nghệ số trong phát triển vùng nông nghiệp công nghệ cao

Nguyễn Hoàng Nam - Nhà nghiên cứu Kinh tế

Trong thời kỳ kinh tế số phát triển và biến đổi với tốc độ nhanh chóng, ngành nông nghiệp cần thay đổi và thích nghi với nhịp chảy thị trường. Trên thế giới, nhiều quốc gia có nền nông nghiệp phát triển như Mỹ, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE), Israel,… đã xây dựng định hướng tập trung áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sản xuất, quản lý như công nghệ nhà kính/nhà lưới, tưới tiêu tự động, công nghệ sinh học, công nghệ cảm biến và Internet vạn vật (IoT) vào toàn bộ chuỗi giá trị. Thực tế ghi nhận, điều này không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro từ thời tiết và dịch bệnh, tạo ra các mô hình sản xuất hiệu quả, mà còn góp phần thu hút đầu tư, hình thành các chuỗi liên kết giá trị chặt chẽ từ sản xuất đến tiêu thụ, mang lại thu nhập cao hơn cho người nông dân tại địa phương (Abiri và cộng sự, 2023).

Về lâu dài, phát triển vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đóng vai trò then chốt trong quá trình chuyển đổi nền nông nghiệp Việt Nam thoát khỏi tư duy sản xuất nhỏ lẻ, năng suất thấp để chuyển dịch cơ cấu ngành từ hoạt động canh tác thủ công truyền thông sang nền nông nghiệp hiện đại, bền vững và hội nhập. Qua đó, nâng cao chất lượng và số lượng sản phẩm nông nghiệp cung ứng, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe của thị trường xuất khẩu. Đây chính là động lực mạnh mẽ thúc đẩy tái cơ cấu ngành nông nghiệp, góp phần đảm bảo an ninh lương thực và nâng cao vị thế nông sản Việt Nam trên trường quốc tế.

Kinh nghiệm một số quốc gia về chuyển đổi số trong lĩnh vực nông nghiệp

Tại vùng nông nghiệp công nghệ cao, ứng dụng chuyển đổi số đóng một vai trò quan trọng bởi lẽ hệ thống công nghệ ứng dụng đều được triển khai trên nền tảng tự động hóa hoặc bán tự động (Thomasson và cộng sự, 2019). Dựa trên quy định tại khoản 3 Điều 2 Quyết định 66/2015/QĐ-TTg ngày 25/12/2015 quy định tiêu chí, thẩm quyền, thủ tục công nhận vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao, công nghệ ứng dụng là các công nghệ tiên tiến, bao gồm công nghệ sinh học trong chọn tạo, nhân giống và phòng trừ dịch bệnh cho cây trồng, vật nuôi; công nghệ thâm canh, siêu thâm canh, chế biến sâu nâng cao giá trị gia tăng; công nghệ tự động hóa, bán tự động; công nghệ thông tin, viễn thám, thân thiện môi trường.

Với các yếu tố đầu vào đang ngày một khan hiếm, chuyển đổi số trong vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao giúp nâng cao năng suất đầu ra đáp ứng các yêu cầu sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP, GlobalGAP, sản phẩm hữu cơ… tạo kênh phân phối cho các sản phẩm công nghệ cao (e-commerce) và phát triển ngành nông nghiệp nhiều hơn với chi phí ít hơn. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng khi hệ thống công nghệ ứng dụng được số hóa đầy đủ và áp dụng trên quy mô lớn, đối với công nghệ tự động hóa các quy trình từ sản xuất kinh doanh, quản lý chuỗi cung ứng cho đến phối hợp các cơ quan liên quan trong việc giám sát truy xuất nguồn gốc nông nghiệp.

Ở một số quốc gia trên thế giới, khai thác phù hợp những tiềm năng công nghệ, ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp đã mang lại nhiều kết quả tích cực. Trọng tâm tập trung vào hoạt động áp dụng công nghệ tự động hóa trong chuyển đổi số. Có thể kể đến như Mỹ, Dubai (UAE) và Israel.

Tại Mỹ

Chính phủ Mỹ cho phép áp dụng Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) trong các trang trại trồng trọt, luồng dữ liệu vị trí từ GPS cho phép nông dân hợp lý hóa các hoạt động mà máy kéo có thể đi theo một lộ trình định sẵn. Ông John Boelts - Phó Chủ tịch Cục Nông trại Quận Yuma, Arizona, Mỹ cho biết: “Chúng tôi bắt đầu sử dụng công nghệ số nhiều hơn trong 10 năm qua. Các địa phương đã chuyển sang sử dụng GPS cho một số hoạt động khác nhau, từ canh tác đến trồng trọt. Nhờ sử dụng GPS trên máy kéo, toàn bộ quy trình từ san phẳng đồng ruộng, gieo hạt đến tưới tiêu đã hiệu quả hơn nhiều so với trước đây. GPS được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng ở hầu hết các khía cạnh của nông nghiệp”. Ngoài ra, việc thiết lập kỹ thuật số gần đây có thể giúp nông dân và đơn vị Hợp tác xã tận dụng thị trường thu giữ và giao dịch tín chỉ các-bon (Miksa, 2022).

Áp dụng Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) trong hoạt động canh tác nông nghiệp tại Nông trại Quận Yuma (Arizona, Mỹ)

Tại Dubai (UAE)

Mô hình trang trại thẳng đứng Bespoke là hệ thống canh tác trong nhà dựa trên công nghệ thông tin để trồng trọt mang lại hiệu quả về chi phí (Marius, 2022). Cụ thể, chuyển từ các phương pháp thâm canh đất truyền thống sang một hệ thống tối đa hóa năng suất cây trồng trong một diện tích đất tối thiểu. Về bản chất, nông nghiệp thẳng đứng bao gồm việc trồng cây theo các lớp xếp chồng lên nhau theo chiều dọc, thường sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như thủy canh (trồng cây trong dung dịch nước giàu dinh dưỡng mà không cần đất), khí canh (trồng cây với rễ treo lơ lửng trên không và được phun sương dung dịch dinh dưỡng). Dựa trên dữ liệu thu thập, mô hình này giúp theo dõi và duy trì việc canh tác suốt 365 ngày trong điều kiện phát triển trong nhà tự nhiên, tối ưu nhất với khối lượng thu hoạch có thể dự đoán và lập kế hoạch bán hàng chính xác. Ngoài ra, hệ thống điện toán và tự động hóa nông nghiệp cho phép các trang trại thẳng đứng ở Dubai sử dụng ít nước (công nghệ tiết kiệm nước giảm 95% lượng nước tiêu thụ) và cần ít không gian hơn mô hình canh tác truyền thống. Các hệ thống nông nghiệp môi trường được kiểm soát (CEA) và điều chỉnh tỉ mỉ, bao gồm các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và dinh dưỡng, tạo ra điều kiện sinh trưởng tối ưu quanh năm, bất kể thời tiết bên ngoài.

Về mặt pháp lý, Chính phủ UAE đã thiết lập một khuôn khổ pháp lý hỗ trợ và triển khai nhiều chính sách ưu đãi khác nhau nhằm thúc đẩy phát triển mô hình nông nghiệp thẳng đứng. Bộ Biến đổi khí hậu và môi trường của UAE (MOCCAE) là cơ quan chính cấp phép nông nghiệp, đóng vai trò trung tâm trong việc quản lý các hoạt động nông nghiệp, bao gồm cả nông nghiệp thẳng đứng.

Nhiều doanh nghiệp tại UAE đang triển khai đầu tư và nhận tài trợ từ Chính phủ cho các dự án nông nghiệp phát triển theo mô hình trang trại thẳng đứng.

Tại Israel

Trước đây, Israel được nhận định không phải là một nơi lý tưởng về điều kiện tự nhiên để phát triển cho nông nghiệp với cảnh quan thưa thớt và khí hậu khô hạn. Trong phát triển cộng đồng nông nghiệp, chính sách thương mại hóa sản phẩm tại Israel thực hiện theo cách tiếp cận hợp tác các trang trại riêng lẻ. Hiện nay, 80% trang trại do kibbutzim (làng tập thể) và moshavim (làng hợp tác) sở hữu và điều hành áp dụng công nghệ trong canh tác nông nghiệp (Jewish Virtual Library, n.d.). Ứng dụng chuyển đổi công nghệ số đã hỗ trợ cho hoạt động nông nghiệp nói chung và phương thức canh tác nói riêng ở Israel trở nên hiệu quả và bền vững hơn, tiêu biểu như: Hệ thống tưới tiêu khắc phục vấn đề khan hiếm nước, công nghệ tưới nhỏ giọt,…

Hệ thống tưới nước nhỏ giọt theo công nghệ Israel giúp nông dân tiết kiệm được 60% nước.

Một số khuyến nghị

Trước xu hướng số hóa nhiều lĩnh vực, là một quốc gia có nền nông nghiệp lâu đời, Việt Nam cần chuẩn bị cho sự thay đổi này. Trong định hướng nông nghiệp thông minh quốc gia, chuyển đổi số và ứng dụng công nghệ cao được kỳ vọng sẽ giúp ngành nông nghiệp nâng cao năng suất sản xuất, thích ứng với biến đổi khí hậu, đảm bảo thu nhập cho người nông dân, giảm lãng phí thực phẩm.

Một là, đẩy mạnh ứng dụng công nghệ số trong phát triển nông nghiệp. Khác với nông nghiệp truyền thống tập trung nhiều vào canh tác bằng sức người và dự đoán thời tiết trong thu hoạch, nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao sử dụng công nghệ để vận hành các hoạt động nông nghiệp trong sản xuất trồng trọt, chăn nuôi và thủy sản.

Dựa trên nội dung chi tiết các tỉnh thành được liệt kê trong Quy hoạch, xây dựng khu và vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao tại Quyết định số 575/QĐ-TTg về phê duyệt Quy hoạch tổng thể khu và vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đến năm 2020, định hướng đến năm 2030, nước ta nên tập trung phát triển lâu dài và bền vững cho các vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đang hoạt động ở 3 lĩnh vực: trồng trọt, chăn nuôi và thủy sản. Những tỉnh thành đã có vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao được công nhận cần xây dựng chiến lược phát triển công nghệ số phù hợp với nhu cầu ứng dụng công nghệ cao trong  nông nghiệp tại địa phương. Trong đó, kết hợp thực hiện chuyển đổi số các vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao giúp thuận tiện hơn trong quá trình vận hành sản xuất và quản lý, giám sát.

Hai là, nước ta cần nỗ lực trong việc đáp ứng các tiêu chuẩn của vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao. Theo Điều 2 Quyết định 66/2015/QĐ-TTg, vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao được định nghĩa là vùng sản xuất tập trung, ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp để sản xuất một hoặc một số sản phẩm nông sản hàng hóa có lợi thế của vùng bảo đảm đạt năng suất, chất lượng cao, giá trị gia tăng cao và thân thiện với môi trường. Hiện nay, quy định tại Điều 3 Quyết định 66/2015/QĐ-TTg, cơ quan có thẩm quyền quyết định công nhận vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao là Ủy ban nhân dân tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương.

Tùy theo hoàn cảnh và điều kiện tự nhiên, mỗi địa phương đều có những thế mạnh riêng. Vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao sẽ khai thác các sản phẩm nông nghiệp là lợi thế của địa phương, đáp ứng điều kiện tự nhiên tại khu vực để gia tăng phát triển, sản xuất tập trung nhằm hình thành vùng chuyên canh, phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển sản xuất nông nghiệp.

Ba là, vấn đề chuyển giao sản phẩm nông nghiệp nên được xem xét tạo cơ chế khuyến khích. Trong thực tế, quan trọng hơn hết là thay đổi tư duy sản xuất nông nghiệp sang tư duy kinh tế nông nghiệp. Các Viện nghiên cứu và Trường Đại học cần có sự hợp tác, liên kết với Bộ Khoa học công nghiệp, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn để chọn lọc và triển khai, đưa các nghiên cứu, bao gồm cả nghiên cứu cơ bản hay nghiên cứu ứng dụng vào thương mại hóa.

Tài liệu tham khảo

Abiri, R., Rizan, N., Balasundram, S. K. et al. (2023), “Application of digital technologies for ensuring agricultural productivity”, Heliyon, 9(12), e22601, doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e22601

Jewish Virtual Library (n.d.), “Israel Science & Technology: Agro-Technology”, https://www.jewishvirtuallibrary.org/israeli-agro-technology

Miksa, L. (2022), “GPS Tracking Technologies for Agriculture to Improve Farming Practices”, Agrotechnology, 11(10), 1000286, doi: https://doi.org/10.35248/2168-9881.22.11.286

Marius I. (2022), “Vertical Farms: A business model built for the future?”, Thesis for Biotechnology and Entrepreneurship, doi: https://doi.org/10.13140/RG.2.2.32585.83048

Thomasson, J. A., Baillie, C. P., Antille, D. L., et al. (2019), “Autonomous Technologies in Agricultural Equipment: A Review of the State of the Art”, American Society of Agricultural and Biological Engineers, doi: https://doi.org/10.13031/913c0119.