Ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu của một số nước trên thế giới và bài học kinh nghiệm cho Việt Nam

MTXD - Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu và các hiện tượng thời tiết cực đoan xảy ra ngày càng nhiều và càng dữ dội đã tạo ra những thách thức lớn đối với việc đạt được các mục tiêu bền vững.

Trong đó, nông nghiệp là ngành chịu nhiều tác động của biến đổi khí hậu, vì các hoạt động của nó phụ thuộc trực tiếp vào điều kiện khí hậu. Các quốc gia khác nhau có thể chịu những tác động của biến đổi khí hậu khác nhau. Để giảm thiểu các rủi ro và thích ứng với biến đổi khí hậu trong nông nghiệp, các nước trên thế giới đã ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp nhằm thích ứng “có kế hoạch” và đạt được mục tiêu an ninh lương thực. Bài viết này cung cấp các kinh nghiệm về ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp của một số nước trên thế giới và bài học kinh nghiệm cho Việt Nam.

Robot chăm sóc cây trồng. (Ảnh minh họa)

1. Đặt vấn đề

Trong suốt thế kỷ qua, biến đổi khí hậu toàn cầu đã kéo theo nhiệt độ gia tăng, các đợt nắng nóng và hạn hán; gia tăng lượng mưa, bão và nguy cơ lũ lụt; lượng carbon dioxide cao hơn trong khí quyển (OECD, 2016a). Trong tháng 7 vừa qua, một số nước châu Âu, đặc biệt là Đức và Bỉ, đã hứng chịu những trận lũ lụt lớn do các cơn mưa lớn kéo dài liên tục. Tại châu Á, Trung Quốc cũng bị nhiều cơn mưa lũ gây ngập lụt dữ dội chưa từng có, nhất là tại thành phố Trịnh Châu của tỉnh Hà Nam. Lượng mưa trong 3 ngày đã tương đương với lượng mưa của cả một năm. Trong khi đó, nắng nóng với nhiệt độ cao lên tới gần 50°C lại xảy ra tại nhiều nơi như Canada, Hoa Kỳ dẫn đến những vụ hỏa hoạn và cháy rừng. Những thay đổi cả về khí hậu và con người gây ra này đã tạo ra những thách thức lớn đối với toàn cầu. Hệ thống nông nghiệp của các nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Nhiệt độ tăng và kéo dài đồng nghĩa với việc khan hiếm nước, ngược lại với vùng có lượng mưa lớn thì lại dẫn đến lũ lụt.

Với nhu cầu lương thực ngày càng tăng, các hệ thống canh tác đã phải tăng cường sản xuất khi nguồn lực dành cho sản xuất nông nghiệp (đất đai, lao động, năng lượng tự nhiên,…) ngày càng khan hiếm hơn; tính tổn thương do biến đổi khí hậu ngày càng nặng nề và đòi hỏi cần một mô hình canh tác nông nghiệp hiện đại hơn, thân thiện với môi trường hơn...); Nhu cầu của người tiêu dùng về chất lượng hàng hoá, truy xuất nguồn gốc và sản phẩm thân thiện với môi trường ngày càng cao (Matthieu et al., 2018).

Mặc dù, có một số khác biệt ở các quốc gia khác nhau, song xu hướng chung là sử dụng tăng trưởng công nghệ để bù đắp những tác động của biến đổi khí hậu. Công nghệ trong nông nghiệp đã mang lại nhiều phát triển tích cực, ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp có thể bổ sung cho chiến lược từ trên xuống của chương trình Mục tiêu Phát triển bền vững (SDGs) của Liên hợp quốc. Đây có thể được đánh giá là một công cụ để giải quyết tình trạng sụt giảm diện tích đất canh tác, tình trạng sa mạc hóa và suy thoái đất đang diễn ra đối với sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn. Chính vì vậy, ứng dụng công nghệ 4.0 để xây dựng nền kinh tế nông nghiệp bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu được coi là xu hướng tất yếu.

Ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp không chỉ là cải thiện tập quán canh tác mà còn đề cập đến việc thay đổi cách thức hoạt động của toàn bộ chuỗi giá trị của hệ thống nông sản thực phẩm, từ nguồn cung cấp các yếu tố đầu vào cần thiết cho sản xuất đến phân phối, chế biến và tiêu thụ, để tối ưu hóa trải nghiệm của người tiêu dùng cuối cùng.

2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng dữ liệu thứ cấp bao gồm những thông tin và dữ liệu liên quan đến ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp thành công của các nước trên thế giới. Nhóm tác giả sử dụng các tài liệu từ báo, tạp chí, bài nghiên cứu của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước được đăng tải trên các Tạp chí uy tín, trên Internet. Đồng thời sử dụng phương pháp tổng hợp, phân tích và đối chiếu để lựa chọn và lọc ra những dữ liệu có tính chính xác cao nhất nhằm đáp ứng mục đích nghiên cứu đã đề ra.

3. Kết quả nghiên cứu

3.1. Kinh nghiệm của Hà Lan

Hà Lan là một nước nhỏ ở Tây Âu, với quỹ đất ít và được mệnh danh là “nước đất trũng” nên dễ bị tổn thương do lượng mưa gia tăng và thường chịu sự uy hiếp thường nhật của nước mặn xâm nhập và nước sông gây ngập úng. Hà Lan được thiên nhiên ưu đãi về đất nông nghiệp, khoảng 57% diện tích đất của Hà Lan (LEI, 2008). Vì vậy, ngành nông nghiệp đóng vai trò quan trọng, là động lực chính trong các ngành kinh tế của nước này (Terlouw, 2008). Tuy nhiên trong thời gian qua, với sự biến đổi của thời tiết, quá trình đô thị hóa tiếp tục gia tăng đã ảnh hưởng đến ngành nông nghiệp (Klijn, 2008).

Để ứng phó với những tác động của biến đổi khí hậu tới hệ thống nông nghiệp, một sự đồng thuận chung của Chính phủ Hà Lan nhằm nỗ lực giảm thiểu các ảnh hưởng biến đổi khí hậu trong giới hạn có thể chấp nhận được, đó là các biện pháp thích ứng có kế hoạch, các chính sách hoặc các chiến lược ứng phó nhằm mục đích thay đổi khả năng thích ứng của hệ thống nông nghiệp hoặc tạo điều kiện để thích nghi. Với chiến lược “đầu tư cao - sản xuất nhiều” là một đặc trưng nổi bật của nền nông nghiệp Hà Lan.

Nhờ đó, Hà Lan có kết cấu hạ tầng nông nghiệp rất tốt. Tốc độ phát triển khoa học công nghệ trong nông nghiệp Hà Lan cũng được xếp vào tốp những nước hàng đầu thế giới, đặc biệt là thành tựu tạo giống và nhà kính, với phương thức đầu tư tập trung vốn và chất xám, theo phương châm đầu tư cao, thu nhập cao, hiệu suất cao. Các biện pháp sản xuất ứng dụng công nghệ 4.0 đã được Chính phủ Hà Lan bắt đầu từ hai thập kỷ trước với cam kết phát triển nông nghiệp và trồng trọt bền vững. Các ứng dụng công nghệ 4.0 tập trung vào những nội dung sau:

- Ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp

Do quỹ đất ít, Hà Lan đã áp dụng công nghệ “dùng vốn thay đất”. Để tạo ra hiệu suất cao của đất, Hà Lan đã hình thành hệ thống nhà kính với công nghệ hiện đại nhất thế giới. Các trang trại trồng trọt trong nhà kính cho phép người nông dân Hà Lan tiết kiệm đất (thậm chí có nơi không dùng đất), trồng trọt được nhiều hơn mà lại có thể khống chế được điều kiện tự nhiên. Công nghệ nhà kính thường xuyên được đổi mới và được thay thế bằng các thiết bị thế hệ mới nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu và góp phần thúc đẩy sự bùng nổ của lĩnh vực trồng trọt trong nhà ở Hà Lan. Các nhà kính hiện nay sản xuất 35% khối lượng rau của nước này, mặc dù chiếm chưa tới 1% diện tích đất nông nghiệp của đất nước. Việc trồng hoa trong nhà kính cũng được cơ giới hóa từ khâu làm đất, lên luống, gieo củ, tưới tiêu, chăm bón, cắt hoa, thu hoạch củ giống, cho đến phân loại, đóng gói, đấu giá, xuất cảng và tái chế chất thải.

Bên cạnh công nghệ nhà kính, canh tác kỹ thuật số (hay canh tác chính xác) cũng được đẩy mạnh. Đây là việc sử dụng công nghệ thông tin trong nông nghiệp để tối ưu hóa nhằm đạt hiệu quả cao. Phương pháp này nhằm tối ưu hóa sản xuất nông nghiệp, tăng năng suất, giảm chi phí đầu vào cũng như tác động môi trường của việc nuôi - trồng. Nó bao gồm các công nghệ dựa trên dữ liệu, kể cả các hệ thống định vị vệ tinh như GPS, viễn thám… và internet trong quản lý cây trồng và giảm thiểu việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu và nước. Hà Lan mua dữ liệu vệ tinh phục vụ làm nông nghiệp do được sử dụng các cảm biến chuyên dụng từ xa, vệ tinh sẽ ghi lại các dữ liệu về chất lượng đất, độ ẩm, không khí và áp suất khí quyển để phân tích sự thay đổi của cây trồng và chất lượng nước. Các dữ liệu đó sẽ được các công ty có chuyên môn phân tích, công bố trên internet, nhằm tư vấn cho nông dân về tưới tiêu, bón phân, thụ phấn và dùng thuốc bảo vệ thực vật.

Hiện nay nhu cầu về vật liệu nông nghiệp của Hà Lan, đổi mới và công nghệ chính xác ngày càng tăng, như nhà kính tiết kiệm năng lượng, các hệ thống nông nghiệp chính xác (thông qua GPS và thiết bị bay không người lái) và những phát minh mới làm cho cây trồng có khả năng chống lại các tác động của biến đổi khí hậu và bệnh tật…

Hơn nữa, dữ liệu vệ tinh cho phép nông dân giám sát chặt chẽ sự phát triển của cây trồng, sự xâm hại của sâu bọ và các mối đe dọa đối với mùa màng để có hành động can thiệp chính xác ở những nơi và thời điểm cần thiết. Phương pháp canh tác thông minh này giúp nông dân Hà Lan tiết kiệm đáng kể nhiên liệu, hạt giống, phân bón nhân tạo, thuốc bảo vệ thực vật và nước, đem lại hiệu quả và tính bền vững cao.

- Đẩy mạnh phát triển các mặt hàng nông sản chủ lực có sức cạnh tranh xuất khẩu

Hà Lan là một trong 3 nhà sản xuất rau, hoa quả hàng đầu thế giới; cung cấp một phần tư sản lượng rau xuất khẩu vào châu Âu. Theo Tổng cục Thống kê Hà Lan, năm 2016, xuất khẩu nông sản thực phẩm Hà Lan đạt gần 94 tỷ euro (so với 90 tỷ năm 2015), trong đó, các sản phẩm nông nghiệp chiếm 85 tỷ euro (tương đương 22% tổng kim nghạch xuất khẩu); năm 2017 đạt 91,7 tỷ Euro, là quốc gia đứng thứ hai thế giới về xuất khẩu nông nghiệp (chỉ đứng sau Mỹ, mặc dù diện tích đất nông nghiệp của Hà Lan chỉ bằng một phần rất nhỏ so với Mỹ) (Government of The Netherlands, 2017).

Sự phát triển liên tục này phù hợp với chiến lược của Hà Lan về xuất khẩu - củng cố vị trí hàng đầu của nước này trong lĩnh vực nông nghiệp và thực phẩm thông qua xuất khẩu kiến thức và đổi mới, ngoài các nông sản truyền thống.

- Xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật: Để phòng chống thiên tai khắc nghiệt, Chính phủ Hà Lan đã quy định những tiêu chuẩn an toàn của các công trình thuỷ lợi ở mức hiếm có trên thế giới. Năm 1996, Quốc hội đã ban hành Luật Về nước, trong đó đã quy định các cấp chính quyền cứ 5 năm một lần phải tổ chức khảo nghiệm kỹ thuật đối với đê lớn.

Chính phủ điều chỉnh diện tích đất và xây dựng hệ thống tưới tiêu. Nhà nước tài trợ chỉnh lý đất đai, biến các thửa ruộng nhỏ liên kết thành thửa lớn liền nhau, xây dựng hệ thống kênh rạch vừa bảo đảm cho tưới tiêu vừa đảm bảo yêu cầu cơ giới hoá. Vì thế, cơ sở hạ tầng quản lý nước của nước này được xếp hạng trong số tốt nhất trên thế giới. Trải qua các đợt mưa cực lớn nhưng không chịu quá nhiều thiệt hại. Về mạng lưới giao thông, Hà Lan có các tuyến đường sắt, đường bộ xuyên suốt đến tận thôn, xã, gia đình nông dân và các cảng biển lớn, đặc biệt là hệ thống đường hàng không có 230 tuyến bay đến khắp các nước đảm bảo đưa hoa, rau của Hà Lan được vận chuyển nhanh chóng đến các nước, và chỉ trong vòng 48 giờ, hàng có thể đến được các siêu thị ở Luân Đôn, New York, Tokyo, Singapore... (Ngô Thị Thu Hà, 2017).

3.2. Kinh nghiệm của Đức

Đức là một nước có nền nông nghiệp vững mạnh, hơn 80% lãnh thổ của đất nước này được sử dụng cho mục đích nông nghiệp hoặc lâm nghiệp. Nông nghiệp Đức là một trong số các nước thuộc Liên minh EU có nền nông nghiệp phát triển ở trình độ cao với các sản phẩm nông nghiệp chất lượng và năng suất cao, an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng và bảo vệ môi trường. Đức cũng là nước xuất khẩu lớn về nông sản và thực phẩm với giá trị xuất khẩu nông, lâm, ngư nghiệp đạt 54,5 tỷ Euro năm 2014 (Nguyễn Văn Hiến (2015).

Trong những thập kỷ gần đây, một xu hướng nhiệt độ “cực đoan” ở Đức đã trở nên rõ ràng và ảnh hưởng đến nền nông nghiệp. Ở Đức, biến đổi khí hậu có những mặt khác nhau.

Miền Bắc nước Đức là các bờ biển bị đe dọa bởi các cơn bão và lượng mưa trung bình ngày càng gia tăng, cùng với hiện tượng nước biển dâng cao (Sterr 2008). Ngược lại, ở miền Đông Đức thiếu nước trầm trọng và hạn hán kéo dài vào mùa hè gây ra những hậu quả nghiêm trọng trong sản xuất nông nghiệp. Trước thực trạng đó, các chiến lược nhằm phát triển nông nghiệp và thích ứng với biến đổi khí hậu được đưa ra, đó là:

- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp: Nghiên cứu công nghiệp 4.0 bắt đầu vào năm 2006, tiếp đến là thực hiện “Chiến lược Công nghệ cao 2020” của Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Liên bang vào năm 2010, và “Các khuyến nghị để thực hiện Sáng kiến Chiến lược Công nghiệp 4.0” của Bộ Xây dựng vào năm 2013. Trong công nghiệp 4.0, các máy móc thông minh, hệ thống kiểm kê và cơ sở sản xuất tự động trao đổi thông tin và vận hành, đồng thời kiểm soát lẫn nhau một cách độc lập.

Ngoài ra, tích hợp kỹ thuật số của toàn bộ chuỗi giá trị từ đầu đến cuối theo chiều ngang và chiều dọc sẽ được thúc đẩy. Vì vậy, từ năm 2010 trở lại đây, các doanh nghiệp vừa và nhỏ ở Đức có xu hướng hợp nhất trở thành những trang trại lớn trên 5.000 m2. Trong chăn nuôi, các trang trại quy mô lớn gia tăng, năm 2019 có 135.768 trang trại bò với khoảng 12 triệu con1. Điều này đã giúp Đức trở thành nhà sản xuất lớn thứ hai tại châu Âu với hơn 40 giống bò.

Điều này đã hỗ trợ các trang trại tập trung đầu tư nâng cấp hệ thống nhà lưới, nhà kính để áp dụng công nghệ tự động hóa và sử dụng trí tuệ nhân tạo, sử dụng robot để thay thế con người trong một số công đoạn giản đơn. Nhờ đó, sản lượng và chất lượng hoa, cây cảnh được cải thiện rõ rệt. Chi phí sản xuất và tác động tiêu cực lên môi trường từ hoạt động sản xuất hoa được hạn chế.

Đức ứng dụng hệ thống năng lượng tái tạo tại chỗ để tận dụng tối đa lợi thế tự nhiên hướng đến sản xuất xanh và giảm chi phí SXNN đã được triển khai. Sản xuất theo hướng xanh, thân thiện môi trường được nhiều doanh nghiệp, trang trại hưởng ứng. Nhiều trang trại xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho các hoạt động sản xuất, kinh doanh của trang trại. Ngoài ra, lượng điện năng dư thừa còn được các trang trại này bán cho lưới điện quốc gia, và qua đó tăng thu nhập cho các trang trại.

- Phát triển công nghiệp chế biến sản phẩm nông nghiệp: Công nghiệp chế biến nông sản có vai trò quan trọng đối với phát triển kinh tế - xã hội của Đức. Để thích ứng với biến đổi khí hậu, ngành nông nghiệp không chỉ phụ thuộc chủ yếu vào sản xuất hiệu quả và cơ cấu cây trồng, vật nuôi mà còn phải gia tăng giá trị sản phẩm ở cả khâu cuối cùng của chuỗi thực phẩm.

Với nhiều năm kinh nghiệm, truyền thống lâu đời và đổi mới không ngừng, ngành công nghiệp về sản phẩm từ thịt ở Đức luôn sử dụng các công nghệ tiên tiến và các tiêu chuẩn vệ sinh hàng đầu, các công ty đã đáp ứng được những yêu cầu khắt khe trong quy định về vệ sinh của EU và nhiều hệ thống đảm bảo chất lượng khác.

Trên quy mô quốc tế, khoảng 400 công ty được ghi nhận là hoạt động có hiệu quả cao và luôn đổi mới, nhờ vào tiêu chuẩn cao về trình độ chuyên môn của nhân viên, trang thiết bị kỹ thuật tân tiến và các cơ sở nghiên cứu hiện đại. Năm 2020, hơn 1,5 triệu tấn xúc xích đã được sản xuất tại Đức được người tiêu dùng trên toàn thế giới yêu thích, mang về mức doanh thu cao (1,7 tỉ euro). Ngành công nghiệp về sản phẩm từ thịt với mức doanh thu cao (20 tỉ Euro1) là một trong những ngành dẫn đầu của lĩnh vực thực phẩm ở Đức.

3.3. Kinh nghiệm của Nhật Bản

Nông nghiệp Nhật Bản bắt đầu với việc trồng lúa, diện tích đất nông nghiệp chỉ chiếm 14% diện tích lãnh thổ, đóng góp của ngành chỉ chiếm khoảng 0,1% trong tổng GDP của Nhật Bản2. Điều kiện tự nhiên của Nhật Bản không được thuận lợi, dễ bị ảnh hưởng và tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, như sạt lở đất, tần suất hạn hán và mưa lớn đã liên tục gia tăng.

Nhằm chống lại những nguy cơ gây ra bởi sự nóng lên của Trái đất, bao gồm cả thiên tai và thích ứng với biến đổi khí hậu tác động đến sản xuất nông nghiệp, bản kế hoạch thích ứng với biến đổi khí hậu đã được Chính phủ Nhật Bản phê chuẩn năm 2015 (Kim Long, 2015).

Trung tâm Nghiên cứu công nghệ nông nghiệp tại tỉnh Saitama nghiên cứu phát triển công nghệ gen của các giống lúa, cho ra các giống lúa chất lượng cao có khả năng chống chịu nhiệt độ cao, có đặc điểm sinh trưởng là cây ngắn hơn như giống lúa Sai no Kizuna. Bên cạnh đó, để tăng nhanh năng suất cây trồng, vật nuôi và tăng chất lượng nông sản, thay vì canh tác truyền thống tốn nhiều công sức, hiệu quả không cao, nền nông nghiệp Nhật Bản đã chuyển sang canh tác với phương pháp hiện đại, ứng dụng khoa học công nghệ; giảm thiểu lao động tối đa và nâng cao năng suất.

Với sự vượt trội về công nghệ, nông nghiệp Nhật Bản đã đáp ứng đủ nhu cầu thực phẩm trong nước và hiện nay nền nông nghiệp Nhật Bản được xem là mô hình nông nghiệp kiểu mẫu trên thế giới.

Với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng và BĐKH, sự ra đời của nhà máy thực vật với ánh sáng nhân tạo (hay PFALs) ngày càng phổ biến. PFALs là những nhà kính được bao kín, được kiểm soát môi trường, trong đó các loại rau được trồng trong các khay tầng. Những cây này được trồng với điều kiện không thuốc trừ sâu và có thể được sản xuất nhiều lần trên mỗi đơn vị diện tích bằng đèn LED. Phần lớn các PFALs tại Nhật Bản được trang bị đèn huỳnh quang kể từ những năm 1990. Tuy nhiên, mãi tới đầu năm 2000, các PFALs thương mại sử dụng đèn LED mới thực sự phổ biến. Ví dụ như KupidoFare, một tổ chức phúc lợi xã hội, đã bắt đầu hoạt động từ năm 2003 ở miền Bắc Nhật Bản. Kể từ năm 2011, số lượng các PFALs với trang bị đèn LED tăng đều qua từng năm. Trong số các PFALs mới được xây dựng vào năm 2012 và 2013, gần một nửa được trang bị đèn LED. Khoảng 20% các PFALs thương mại hoạt động trong năm 2013 đã sử dụng đèn LED. Sau năm 2014, các PFALs sử dụng đèn LED với quy mô thương mại lớn, như MIRAI hoặc Green Clocks tại Đại học Osaka, đã bắt đầu trồng rau (Kozai et al, 2016).

Công nghệ đèn LED thường áp dụng tại các nước có một trong những đặc thù như: có nền công nghiệp phát triển cao, có nền nông nghiệp hiện đại, những quốc gia dễ ảnh hưởng BĐKH hoặc diện tích SXNN ít như Nhật Bản. Công nghệ đèn LED được khai thác nhằm tạo bước sóng ánh sáng tối ưu nhất, do đó cây trồng được sử dụng ánh sáng hầu như đáp ứng tuyệt đối quá trình sinh trưởng. Đây là công nghệ đã và đang không thể thiếu để canh tác trong nhà phục vụ ở các khu công nghiệp và nông nghiệp đô thị (Phạm S, 2017).

3.4. Kinh nghiệm của Isarel

Tại Israel, nông nghiệp phát triển trong điều kiện khắc nghiệt của tài nguyên đất và nước và địa hình phức tạp. Với 70% diện tích của Israel là sa mạc, chỉ có 20% diện tích đất đai (khoảng 4.100 km2) là có thể trồng trọt, phần còn lại là rừng và đồi dốc khô cằn (Ncseif, 2015). Chính vì vậy, Chính phủ Israel đã xây dựng và thực hiện chiến lược đi sâu nghiên cứu, đẩy mạnh ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp nhằm phát triển nông nghiệp bền vững. Các chính sách nổi bật được Chính phủ Israel tập trung ưu tiên thực hiện thúc đẩy phát triển nền sản xuất nông nghiệp bền vững, đó là:

Thứ nhất, Chính sách ứng dụng công nghệ nhà kính vào sản xuất nông nghiệp. Canh tác nhà kính được xem như một giải pháp công nghệ chìa khoá trong phát triển nông nghiệp công nghệ cao của Israel. Nhà kính nông nghiệp công nghệ cao là ứng dụng các công nghệ hiện đại để tạo lập ra một môi trường sinh thái thuận lợi nhất có thể cho cây trồng, vật nuôi sinh trưởng, phát triển; thực hiện các công nghệ thâm canh cao, tối thiểu hoá tác động của các yếu tố ngoại cảnh bất lợi cho sản xuất, tạo ra loại nông sản thực phẩm mà thiên nhiên không ưu đãi (nông sản trái vụ), tối đa hoá năng suất, chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất; đồng thời tối thiểu hoá các khoản chi phí sản xuất và đặc biệt là, tiết kiệm nước. Cùng với việc đẩy mạnh phát triển công nghệ nhà kính cho ngành trồng trọt, Israel còn phát triển thêm một số loại hình nhà kính sử dụng cho ngành chăn nuôi, chủ yếu cho chăn nuôi gia cầm và nuôi trồng thuỷ hải sản công nghệ cao trên sa mạc;

Thứ hai, chính sách đầu tư nghiên cứu và phát triển công nghệ sau thu hoạch. Chính phủ Israel đã thành lập Viện Nghiên cứu Khoa học thực phẩm và sản phẩm sau thu hoạch thuộc Tổ chức Nghiên cứu nông nghiệp (ARO). Tại viện nghiên cứu này đã cho ra đời nhiều công nghệ bảo quản, giúp nông sản được tươi ngon trong thời gian dài và vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng cao, chẳng hạn như phương pháp bảo quản khoai tây không sử dụng hóa chất để giảm đáng kể tỉ lệ nảy mầm trong quá trình lưu trữ (với bí quyết chính là ở thành phần dầu bạc hà), tăng thời hạn sử dụng cho quả lựu tới 4 tháng mà vẫn duy trì lượng dinh dưỡng, sử dụng các túi khí, hay các hệ thống sưởi ấm giúp giải quyết vấn đề về hình thức cho hành tây và tiêu (Kim Ngọc, 2017).

Thứ ba, ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT). Hiện nay, hầu như toàn bộ các khâu từ canh tác đến thu hoạch, bảo quản, tiêu thụ hiện nay ở Israel đều được áp dụng công nghệ thông tin. Chỉ cần một chiếc máy tính bảng hay điện thoại thông minh có kết nối mạng, các thiết bị cảm ứng và phần mềm điều khiển tự động từ xa sẽ giúp nông dân biết vườn cây nào cần bón phân gì, số lượng bao nhiêu, diện tích nào cần tưới nước, tưới bao nhiêu là vừa. Căn cứ vào các dữ liệu đó, máy tính sẽ cho nông dân biết cần phải điều chỉnh các chỉ tiêu nào và mọi hoạt động đều được điều khiển thông qua các thiết bị thông minh.

4. Thực trạng việc ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu tại Việt Nam

Xu hướng ứng dụng CN 4.0 trong nông nghiệp nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu tại Việt Nam trên thực tế đang ngày càng định hình và phát triển. Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam chưa có hệ thống dữ liệu, số liệu đầy đủ về ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu, qua nghiên cứu nguồn tài liệu hiện có, một số trường hợp cụ thể để nhận diện về xu hướng nông nghiệp 4.0 nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu ở Việt Nam. Cụ thể như:

- Hệ thống canh tác thông minh như nhà lưới điều khiển tự động, kết hợp các công nghệ giảm thiểu xả thải và phát thải, tích hợp các công nghệ vào một quy trình kép kín như thủy canh, khí canh. Hệ thống này đã được ứng dụng trong một số trang trại trồng trọt, doanh nghiệp nông nghiệp ứng dụng cao như tại TP. Hồ Chí Minh, Lâm Đồng, Đồng Tháp hay một số khu hay các khu nông nghiệp tập trung của các tập đoàn lớn tại Quảng Ninh, Quảng Nam, Bắc Ninh, Hưng Yên...

Một số mô hình điển hỉnh như Mô hình ứng dụng hệ thống sản xuất thủy canh và Mô hình ứng dụng IoT chuỗi sản xuất tiêu thụ của Cầu Đất Farm tại tỉnh Lâm Đồng; Mô hình thủy canh tại VinEco của Tập đoàn Vingoup sử dụng sử dụng công nghệ của Isarel để sản xuất chủ yếu là rau; Mô hình trồng rau bằng hệ thống nhà kính điều khiển tự động tại Công ty TNHH Đà Lạt GAP (Lê thị Xuân Quỳnh, 2020).

Mô hình nông nghiệp thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu (CSA). Mục tiêu của CSA là đảm bảo an ninh lương thực và đạt được các mục tiêu phát triển quan trọng khác trong điều kiện nhu cầu lương thực gia tăng và khí hậu thay đổi. Các sáng kiến CSA giúp cải thiện năng suất một cách bền vững. Ví đụ thành công cho mô hình này là Mô hình quản lý phân chuồng thông minh với khí hậu tại Làng Mạ ở tỉnh Yên Bái.

Làng Mạ được lựa chọn thực hiện năm 2016 làm địa điểm thử nghiệm nhiều thực hành CSA khác nhau. Hệ thống quản lý chất thải hiệu quả và khuyến nghị áp dụng hệ thống làm phân ủ hoai mục và phân trùn quế, hệ thống quản lý phân chuồng hợp lý giúp cải thiện môi trường chăn nuôi và làm cho hệ thống chăn nuôi vệ sinh hơn, giảm tác động đến sức khoẻ và tăng năng suất vật nuôi. Lượng chất thải thấp sẽ giảm các tác động môi trường lên hệ thống sản xuất và tăng hiệu quả về mặt sinh thái (Nguyễn Tâm Ninh, 2018).

5. Bài học cho Việt Nam

Các quốc gia và vùng lãnh thổ cho thấy mỗi nước đều có những chính sách riêng của mình để ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp phát triển theo hướng thích ứng với BĐKH, thông qua khai thác tối ưu các lợi thế so sánh về tài nguyên con người, tài nguyên thiên nhiên, vốn, công nghệ, thị trường và vận dụng một cách sáng tạo, phù hợp với điều kiện cụ thể của quốc gia. Để ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu của Việt Nam, các bài học kinh nghiệm được rút ra như sau:

- Xây dựng và triển khai thực hiện có hiệu quả chính sách hỗ trợ đầu tư phát triển hạ tầng đồng bộ phục vụ sản xuất nông nghiệp một cách hợp lý; Tăng cường vốn đầu tư công trong xây dựng các hạ tầng, tập trung phát triển hệ thống thủy lợi, giao thông nội đồng, giao thông nông thôn; Đặc biệt coi trọng đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng và phát triển kinh tế xã hội nông thôn, đầu tư công cộng, tạo tiền đề vững chắc về cơ sở vật chất - kỹ thuật cho nông nghiệp phát triển theo hướng bền vững và thích ứng với BĐKH.

- Tiếp tục có những chính sách khuyến khích các tổ chức và cá nhân huy động tiếp cận và ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp với lộ trình và nguồn lực hợp lý, là đặc biệt chính sách tiếp cận vốn tín dụng ưu đãi cho sản xuất nông nghiệp công nghệ cao. Vai trò then chốt của doanh nghiệp ngày càng trở nên rõ nét trong chuỗi giá trị và là đầu tàu quan trọng trong ứng dụng công nghệ 4.0. Vì vậy, các chính sách ưu đãi cần hướng tới tác nhân quan trọng này, tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp tiếp cận vốn vay ngân hàng là một nút thắt quan trọng để tăng cường ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp.

- Xây dựng và triển khai thực hiện chính sách khuyến khích nghiên cứu, chuyển giao và ứng dụng các tiến bộ KH&CN, đẩy mạnh ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp nhằm phát triển nông nghiệp bền vững. Thúc đẩy sự phối hợp liên kết giữa các chủ thể trong nghiên cứu về triển khai khoa học công nghệ. Đặc biệt, các Viện, Trường, Trung tâm nghiên cứu cần dựa trên cơ sở đặt hàng của các cơ quan quản lý nhà nước và doanh nghiệp.

Tập trung nghiên cứu về chọn tạo giống cây, con kèm theo các biện pháp kỹ thuật thâm canh, bảo vệ cây trồng, nguồn nước, bảo vệ đất để tăng năng suất, chất lượng sản phẩm, bảo vệ môi trường sinh thái. Phát triển nông nghiệp theo quy mô trang trại để áp dụng công nghệ được hiệu quả. Hỗ trợ các nhà khoa học liên kết với nhà nông và doanh nghiệp để phối hợp, hợp tác với nhau nhằm tìm kiếm các giải pháp để giải quyết các vấn đề khoa học công nghệ giống di truyền, kiểm soát bệnh dịch tới canh tác, phát triển thị trường.

- Nâng cao năng lực quản lý và ứng phó rủi ro liên quan đến thời tiết và giảm thiểu tác động của BĐKH cũng như các rủi ro về thị trường. Cải thiện hệ thống dự báo, cảnh báo sớm và gắn kết hệ thống này với dịch vụ tư vấn nông nghiệp.

6. Kết luận

Từ kinh nghiệm của các quốc gia trên thế giới có thể thấy, vai trò của chính phủ cực kỳ quan trọng trong việc tạo môi trường hỗ trợ cho các doanh nghiệp nông nghiệp hoặc trang trại để ứng dụng công nghệ 4.0 trong sản xuất nông nghiệp. Việt Nam cần tăng cường học hỏi kinh nghiệm của các quốc gia đã phát triển nền nông nghiệp thích ứng với BĐKH thông qua ứng dụng công nghệ 4.0. Để tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở hạ tầng và môi trường kinh doanh, chính phủ cần tăng cường hỗ trợ đổi mới nghiên cứu, ứng dụng khoa học, công nghệ khuyến nông.

Theo đó, tích cực tuyên truyền phổ biến kiến thức, các thông tin về BĐKH đến với cộng đồng và thúc đẩy sự tham gia của cộng đồng trong quản lý nguồn tài nguyên. Đồng thời rà soát lại quy hoạch sản xuất nông nghiệp, cải tạo và nâng cấp các công trình cơ sở hạ tầng nông thôn, tăng cường các biện pháp canh tác thông minh, phương thức sản xuất nông nghiệp đa mục tiêu. Ứng dụng công nghệ 4.0 để có thể dự báo biến đổi thời tiết tốt hơn, phân tích độ phù hợp của khí hậu, đất đai một cách chi tiết hơn và đặc biệt nâng cao giá trị của sản phẩm nông nghiệp.

TRẦN THỊ THU HUYỀN - ĐINH XUÂN NGHIÊM