Khoa học công nghệ: Nền tảng tái cơ cấu ngành trồng trọt

Tái cơ cấu ngành trồng trọt không đơn thuần là thay đổi cơ cấu cây trồng, mà là một quá trình chuyển đổi toàn diện: Từ sản xuất đại trà sang chất lượng cao, từ đầu tư thâm canh hóa học sang nông nghiệp sinh thái, bền vững, từ lao động thủ công sang nông nghiệp thông minh, số hóa.

Khoa học công nghệ hỗ trợ tái cơ cấu ở 5 trục chính của ngành trồng trọt. Các viện nghiên cứu và doanh nghiệp đã ứng dụng công nghệ di truyền để chọn tạo giống cây trồng kháng sâu bệnh, chịu mặn, hạn, ngập úng - đặc biệt thiết yếu ở Đồng bằng sông Cửu Long và duyên hải miền Trung. Ví dụ: Lúa OM5451, OM18, giống lúa thơm ST25 - không chỉ kháng bệnh mà còn có chất lượng cao, phục vụ xuất khẩu.

Ứng dụng mô hình khí hậu, đất đai giúp thiết kế mùa vụ phù hợp từng tiểu vùng sinh thái, giảm rủi ro do thời tiết cực đoan. Giải pháp “trồng lúa né rầy”, luân canh hợp lý là thành quả của phối hợp nghiên cứu KHCN giữa nhà khoa học và địa phương.

ảnh minh hoạ

Quy trình canh tác truyền thống được thay thế bởi quy trình số hóa, giám sát bằng cảm biến, điều khiển tự động tưới, dinh dưỡng. Mô hình “1 phải, 5 giảm”, “3 giảm 3 tăng” được chuẩn hóa bằng hệ thống KHCN, nâng cao hiệu quả sử dụng vật tư đầu vào, giảm chi phí, tăng lợi nhuận.

Khoa học công nghệ giúp quy hoạch lại vùng sản xuất tập trung, vùng nguyên liệu quy mô lớn, phù hợp với biến đổi khí hậu và chuỗi cung ứng thị trường. Ứng dụng GIS, viễn thám phục vụ giám sát năng suất, sâu bệnh, chất lượng đất theo thời gian thực.

Các hệ thống truy xuất nguồn gốc nông sản, nhật ký điện tử, blockchain đang giúp sản phẩm trồng trọt Việt Nam đáp ứng yêu cầu khắt khe của thị trường cao cấp (EU, Nhật Bản, Hoa Kỳ). KHCN giúp kiểm soát chất lượng sản phẩm từ ruộng đến bàn ăn, giảm rủi ro thương mại, nâng cao giá trị xuất khẩu.

Tái cơ cấu ngành trồng trọt hiện nay không thể tách rời nhiệm vụ chuyển đổi xanh, tăng trưởng phát thải thấp, bảo vệ môi trường. Đây là thách thức lớn nhưng cũng là cơ hội, nếu phát huy được sức mạnh của KHCN: Chế phẩm sinh học, vi sinh vật có ích, công nghệ nano trong BVTV là xu thế bắt buộc để giảm phụ thuộc hóa chất. Công nghệ sinh thái học - nông học đang mở rộng mô hình nông nghiệp tuần hoàn, đa tầng, hữu cơ, tận dụng phụ phẩm, tái tạo đất.

Định hướng khoa học công nghệ trong ngành trồng trọt đang dịch chuyển mạnh mẽ từ sản xuất truyền thống sang ứng dụng công nghệ cao, nông nghiệp chính xác và nông nghiệp tuần hoàn. Việc ứng dụng công nghệ sinh học để tạo ra giống cây trồng chịu hạn, chịu mặn, kháng sâu bệnh đã góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông sản. Công nghệ canh tác thông minh như tưới nhỏ giọt, cảm biến môi trường, hệ thống tự động hóa trong nhà lưới, nhà màng đã được triển khai rộng rãi tại các vùng sản xuất chuyên canh.

Hơn thế, dữ liệu lớn (big data), trí tuệ nhân tạo (AI) và chuyển đổi số đang mở ra một giai đoạn mới trong quản lý sản xuất trồng trọt. Những mô hình dự báo sinh trưởng cây trồng, phân tích dinh dưỡng đất, quản lý chuỗi cung ứng bằng mã QR đã không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đáp ứng yêu cầu truy xuất nguồn gốc trong xuất khẩu.

Đổi mới sáng tạo trong bảo vệ thực vật: Từ hóa học sang sinh học

Đổi mới sáng tạo trong BVTV không chỉ là thay đổi sản phẩm, mà là chuyển đổi tư duy - công nghệ - quy trình tổng thể, theo 3 trục chính:

Chuyển đổi vật tư, từ thuốc hóa học sang chế phẩm sinh học. Phát triển các chủng nấm đối kháng như Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana để phòng trừ sâu hại. Vi khuẩn và tuyến trùng có ích đang được thương mại hóa để kiểm soát rệp, sâu đất, tuyến trùng hại rễ. Các chất dẫn dụ sinh học, pheromone hỗ trợ bẫy sâu - một hướng đi thay thế hoàn toàn thuốc trừ sâu truyền thống.

Đổi mới quy trình, từ phun định kỳ sang canh tác quản lý tổng hợp (IPM). Áp dụng IPM theo hướng giám sát chủ động, chỉ xử lý khi cần thiết, kết hợp nhiều biện pháp: sinh học, cơ giới, thổ nhưỡng, giống kháng. Ở nhiều địa phương như Lâm Đồng, Tiền Giang, Đồng Tháp… mô hình IPM + sinh học đã giúp giảm 30-50% lượng thuốc hóa học, đồng thời nâng cao giá bán nông sản nhờ sạch và an toàn hơn.

Ứng dụng công nghệ, từ thủ công sang tự động hóa, AI hóa. Drone phun chế phẩm sinh học, giúp phân bố đồng đều, giảm tiếp xúc độc hại và tiết kiệm lượng chế phẩm. Hệ thống cảm biến, camera AI phát hiện sớm sâu hại, kết hợp với hệ thống cảnh báo và khuyến cáo xử lý thông minh. Nền tảng số giúp ghi chép toàn bộ quá trình canh tác và BVTV, hỗ trợ truy xuất nguồn gốc nông sản.

Việc chuyển đổi từ hóa học sang sinh học trong bảo vệ thực vật không chỉ là thay đổi phương pháp canh tác mà là cuộc cách mạng trong tư duy sản xuất nông nghiệp. Đổi mới sáng tạo, từ công nghệ sinh học đến ứng dụng số - chính là chìa khóa then chốt để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành trồng trọt Việt Nam trong kỷ nguyên mới: sạch - xanh - thông minh - hội nhập.

Hợp tác công - tư: Cầu nối chuyển giao công nghệ và lan tỏa sáng tạo

Hợp tác công - tư (PPP) không chỉ là huy động vốn, mà còn là chia sẻ rủi ro - hợp tác cùng sáng tạo, với các hình thức: Doanh nghiệp phối hợp viện nghiên cứu chọn tạo giống, sản xuất chế phẩm sinh học, ứng dụng trên quy mô lớn.

Hợp tác xã - doanh nghiệp nông nghiệp ứng dụng chung hệ thống canh tác số, nhật ký điện tử, truy xuất nguồn gốc bằng blockchain. Nhà nước hỗ trợ hạ tầng dữ liệu nông nghiệp số, còn doanh nghiệp phát triển dịch vụ dựa trên dữ liệu đó (AI, dự báo sâu bệnh, lập kế hoạch mùa vụ...).

Một số mô hình chính sách - hợp tác tiêu biểu có thể nhân rộng: Lâm Đồng: Chính quyền cấp tỉnh liên kết viện nghiên cứu - doanh nghiệp sản xuất chế phẩm sinh học áp dụng tại các vùng rau công nghệ cao. Đồng Tháp: Mô hình "Hợp tác xã kiểu mới" triển khai nhật ký điện tử, được tỉnh hỗ trợ hạ tầng số, doanh nghiệp bao tiêu nông sản sạch. Bình Định - Tây Nguyên: Đề án liên kết ba nhà (Nhà nước - Nhà khoa học - Nhà nông), đồng tài trợ mô hình nông nghiệp hữu cơ sử dụng chế phẩm sinh học bản địa.

Để khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo thực sự trở thành động lực phát triển trồng trọt và bảo vệ thực vật, vai trò điều phối của Nhà nước là tối quan trọng. Các chính sách hỗ trợ nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, đào tạo nhân lực chất lượng cao và khuyến khích doanh nghiệp đầu tư vào R&D cần được thiết kế linh hoạt, có trọng tâm.

Hợp tác công - tư, liên kết giữa viện nghiên cứu, doanh nghiệp và người nông dân là mô hình đang phát huy hiệu quả ở nhiều địa phương. Đây cũng là tiền đề để hình thành những “cánh đồng đổi mới sáng tạo”, nơi các giải pháp công nghệ được thử nghiệm, điều chỉnh và nhân rộng ra thực tế.

Tầm nhìn đến năm 2030 và năm 2050: Nông nghiệp sinh thái, thông minh, giá trị cao

Tầm nhìn chiến lược đến năm 2030 và xa hơn là xây dựng nền nông nghiệp sinh thái, thông minh và giá trị cao. Điều đó đòi hỏi ngành trồng trọt và bảo vệ thực vật phải chuyển mình toàn diện - từ tư duy sản xuất sang tư duy kinh tế, từ tăng trưởng theo chiều rộng sang chiều sâu, từ khai thác tài nguyên sang tái tạo và bảo vệ môi trường.

Khoa học công nghệ không chỉ là công cụ, mà là một “định hướng phát triển” trong toàn bộ chuỗi giá trị nông nghiệp. Đổi mới sáng tạo không chỉ là phát minh, mà còn là sự thay đổi cách tiếp cận, cách tổ chức sản xuất và cách nghĩ của người làm nông.

Định hướng phát triển trồng trọt và bảo vệ thực vật trong thời kỳ mới không thể tách rời khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo. Đây là con đường tất yếu để nông nghiệp Việt Nam không chỉ đứng vững trước thách thức, mà còn vươn lên mạnh mẽ trong chuỗi giá trị toàn cầu.

Theo báo cáo của Cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật (Bộ Nông nghiệp và Môi trường), các nhóm nhiệm vụ ưu tiên nghiên cứu KHCN, ĐMST lĩnh vực trồng trọt và BVTV đã được định hướng cụ thể như sau:

Nhóm nhiệm vụ KHCN cho từng cây, sản phẩm theo chuỗi ngành hàng: Rà soát từng cây trồng quan trọng (được xác định tại chiến lược ngành Trồng trọt và các đề án) từ khâu giống, quy trình canh tác (đặc biệt tưới nước tiết kiệm kết hợp bón phân theo nhu cầu của cây, thổ nhưỡng; canh tác giảm phát thải; cơ giới và tự động hóa các khâu sản xuất…), công nghệ sau thu hoạch (thu hoạch, sơ chế, chế biến sâu), các biện pháp xử lý kinh doanh thực vật (phục vụ xuất khẩu); tái chế/sử dụng sản phẩm phụ (kinh tế tuần hoàn); giảm phát thải, gây hại môi trường (kinh tế xanh), từ đó xác định cụ thể nội dung nghiên cứu giải quyết các vấn đề theo yêu cầu của thực tiễn sản xuất; xác đơn vị tham gia nghiên cứu và kết quả đạt được.

Nhóm nhiệm vụ KHCN về chọn, tạo giống cây trồng: Nghiên cứu cơ bản có định hướng phục vụ cho công tác chọn tạo giống, nhân giống và thâm canh giống cây trồng, ứng dụng công nghệ sinh học trong mối quan hệ hài hoà với công nghệ truyền thống trong chọn tạo giống cây trồng mới, đánh giá và khai thác hiệu quả tài nguyên di truyền bản địa, tài nguyên đất.

Thu thập, bảo tồn, phát triển nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn tạo giống cây trồng mới, trong đó ưu tiên công tác phục tráng các giống cây trồng bản địa, đặc hiệu có chất lượng và kiến thức bản địa, phục vụ cho phát triển sản phẩm OCOP, chỉ dẫn địa lý.

Nhóm nhiệm vụ KHCN về biện pháp canh tác, kinh tế nông nghiệp: Ứng dụng công nghệ mới của cách mạng công nghiệp lần thứ tư phục vụ khai thác hiệu quả tài nguyên đất, nước; sử dụng tiết kiệm giống, phân bón, thuốc BVTV và nhân công. Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu và giải pháp sản xuất nông nghiệp thích ứng với biến đổi khí hậu, kinh tế tuần hoàn, nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp sinh thái.

Nhóm nhiệm vụ KHCN về bảo vệ thực vật: Chọn tạo, nhân nuôi và thương mại hóa vi sinh vật có ích, nấm đối kháng, tuyến trùng, côn trùng thiên địch để phòng trừ sâu bệnh. Phát triển các chế phẩm sinh học thế hệ mới thay thế thuốc hóa học, giảm tồn dư độc hại trên nông sản. Nghiên cứu cơ chế kháng bệnh của cây trồng, phục vụ chọn giống kháng dịch hại bằng công nghệ gene.

Xây dựng mô hình dự báo dịch hại theo vùng sinh thái dựa trên khí tượng, sinh học quần thể và biến đổi khí hậu. Ứng dụng AI, big data, GIS để cảnh báo sớm các đợt phát sinh dịch hại và hỗ trợ ra quyết định cho nhà quản lý. Phát triển phần mềm trên nền tảng số (app di động, dashboard quản lý) cho hệ thống giám sát và cảnh báo sâu bệnh từ trung ương đến cơ sở.

Nghiên cứu thuốc BVTV thế hệ mới, trong đó tập trung nghiên cứu các loại thuốc BVTV có nguồn gốc thảo mộc, khoáng tự nhiên, hữu cơ, đáp ứng tiêu chuẩn thị trường quốc tế. Hướng đến công nghệ nano trong sản xuất thuốc BVTV: tăng hiệu quả, giảm liều lượng, giảm tồn dư. Đánh giá ảnh hưởng lâu dài của thuốc BVTV sinh học đến môi trường đất, nước và đa dạng sinh học.

Ứng dụng công nghệ số, tự động hóa trong BVTV sẽ dùng Drone phun thuốc, máy bón phân thông minh, cảm biến tự động phát hiện sâu hại đã được đưa vào thử nghiệm và nhân rộng. Kết hợp IoT với AI trong giám sát côn trùng, truy xuất nguồn gốc hoạt động BVTV tại HTX, doanh nghiệp nông nghiệp lớn. Phát triển blockchain trong lưu trữ dữ liệu canh tác - phòng trừ sâu bệnh, phục vụ minh bạch hóa chuỗi giá trị.

Nhóm nhiệm vụ KHCN công nghệ sau thu hoạch, mở cửa thị trường: Nâng cao chất lượng nguồn nhân lực giúp làm chủ công nghệ xuyên suốt quá trình từ sản xuất đến thu hái bảo quản chế biến và phát triển thị trường để phát huy tối đa hiệu suất; Đầu từ hỗ trợ đồng bộ các giải pháp kỹ thuật (từ khâu giống, vật tư nông nghiệp, biện pháp kỹ thuật chăm sách, thu hái, bảo quản chế biến đến phát triển thị trường) để triển khai thực hiện có hiệu quả hoạt động sản xuất trồng trọt.

Nghiên cứu các biện pháp xử lý trước và sau thu hoạch (xử lý nhiệt nóng/lạnh; chiếu xạ…). Tăng cường hợp tác quốc tế phát triển thị trường trong và ngoài nước đảm bảo ổn định và nâng cao giá trị cho các sản phẩm trồng trọt. Xây dựng và phát triển thương hiệu một số nông sản chủ lực có lợi thế và khác biệt. Đẩy mạnh mở cửa thị trường mới cho các sản phẩm nông sản chủ lực đồng thời tích cực dỡ bỏ các rào cản kỹ thuật để phát triển thị trường nông sản của Việt Nam.

Bảo Trâm