Với sự phát triển vũ bão của khoa học công nghệ, đặc biệt là cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, nông nghiệp hữu cơ sẽ tiếp nhận những thay đổi đó như thế nào? Liệu canh tác hữu cơ có thể song hành cùng công nghệ?

Canh tác hữu cơ cố gắng hài hòa với thiên nhiên nhất có thể, trong khi khoa học – công nghệ lại như chứa đựng ý nghĩa về sự can thiệp của con người. Tuy nhiên, trên thực tế, cả việc canh tác hữu cơ và ứng dụng khoa học công nghệ đều có thể hướng tới một mục tiêu chung là đem đến nguồn thực phẩm giá trị cho con người và hạn chế tối đa tác động tiêu cực tới thiên nhiên.

Nền tảng của nông nghiệp hữu cơ

Theo định nghĩa của Tổ chức Nông nghiệp hữu cơ Quốc tế (IFOAM), “Nông nghiệp hữu cơ là một hệ thống sản xuất duy trì sức khỏe của đất, hệ sinh thái và con người. Nó dựa vào các quá trình sinh thái, sự đa dạng sinh học và những chu trình thích ứng với điều kiện địa phương, thay vì sử dụng nguồn đầu vào có thể gây ra những ảnh hưởng bất lợi.”

Nông nghiệp hữu cơ kết hợp các phương thức truyền thống với những đổi mới khoa học và công nghệ để mang lại lợi ích cho môi trường chung, thúc đẩy các mối quan hệ công bằng và nâng cao chất lượng sống cho tất cả những thành phần tham gia” [1].

Bốn nguyên tắc căn bản của nông nghiệp hữu cơ: Sức khỏe, Sinh thái, Công bằng, Cẩn trọng. Canh tac huu co.
Bốn nguyên tắc căn bản của nông nghiệp hữu cơ (Nguồn:https://codas.vn/)

Việc xây dựng bộ tiêu chuẩn, các quy tắc hữu cơ được tiến hành dựa trên 4 nguyên tắc căn bản bao gồm: Sức khỏe, Sinh thái, Cân bằng và Cẩn trọng. Với nguyên tắc về Sức khỏe (Principle of Health), nông nghiệp hữu cơ cần duy trì và nâng cao sức khỏe của đất, thực vật, động vật, con người và hành tinh như một thể thống nhất không tách rời. Nguyên tắc Sinh thái (Principle of Ecology) yêu cầu nông nghiệp hữu cơ cần tồn tại và phát triển song hành cùng các thành phần của hệ sinh thái, cần canh tác dựa trên các hệ thống và chu trình tự nhiên. 

Ở nguyên tắc Cân bằng (Principle of Fairness), nông nghiệp hữu cơ cần xây dựng dựa trên các mối quan hệ đảm bảo sự công bằng với môi trường chung cũng như cơ hội sống của tất cả các loài sinh vật. Cuối cùng là nguyên tắc Cẩn trọng (Principle of Care), nông nghiệp hữu cơ cần được quản lý theo hướng phòng ngừa một cách có trách nhiệm, nhằm bảo vệ môi trường cũng như sức khỏe, hạnh phúc của các thế hệ hiện tại và tương lai 2.

Canh tác hữu cơ trước công nghệ mới

Canh tác hữu cơ thực tế không hề xa lạ với nông dân Việt Nam, bởi việc sử dụng phân chuồng, phân xanh trong nông nghiệp đã là một tập quán canh tác từ bao thế hệ. Tuy nhiên, trước sức ép về mặt dân số, người nông dân quyết định thâm canh nhằm tăng năng suất cũng như chất lượng cây trồng. Việc sử dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, chất kích thích sinh học, … dần vượt ngưỡng an toàn cho con người và thiên nhiên.

Hiện nay, nhu cầu về nguồn thực phẩm sạch, an toàn và thân thiện với môi trường ngày càng tăng, đặc biệt là khi thu nhập và ý thức của người dân càng phát triển. Đây chính là cơ hội cho ngành nông nghiệp hữu cơ Việt Nam. Thị trường xuất khẩu cũng ngày càng tăng nhu cầu về các sản phẩm rau hữu cơ, rau quả an toàn. Đó cũng là động lực cho nông nghiệp hữu cơ phát triển.

Người nông dân canh tác truyền thống trên đồng ruộng với tiềm năng canh tác hữu cơ
Người nông dân canh tác trên đồng ruộng (Nguồn: fao.org)

Tuy nhiên, trước thời thế mới, thì chúng ta cũng không thể nào áp dụng mãi cách làm cũ. Khi nền nông nghiệp đang thay đổi chóng mặt với những biến đổi của khoa học công nghệ, của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và 5.0, thì cho dù nông nghiệp hữu cơ có là một lĩnh vực tương đối truyền thống cũng cần nhìn nhận khoa học và công nghệ thông tin như một động lực. 

Công nghệ sẽ giúp thúc đẩy sự phát triển của nông nghiệp hữu cơ, bởi chúng góp phần tận dụng tài nguyên một cách hiệu quả hơn.

Khoa học công nghệ thúc đẩy sự phát triển của canh tác hữu cơ

Quá trình thâm canh nông nghiệp và việc lạm dụng phân bón hóa học đã và đang dần phá hủy hệ sinh thái nông nghiệp. Những đòi hỏi về an toàn thực phẩm, về tính chống chịu sinh thái đang khiến việc chuyển đổi sang thực hành nông nghiệp hữu cơ trở thành một xu hướng. Tuy nhiên, đây là một lộ trình dài hơi, không dễ áp dụng ngay. 

Trong quá trình chuyển đổi sang canh tác hữu cơ, việc giảm sử dụng phân bón hóa học, tăng cường sử dụng phân chuồng và phân xanh là điều tất yếu. Sự cân bằng giữa phân bón hóa học và phân hữu cơ cho từng loại đất và cây trồng có thể được thực hiện thông qua việc kiểm tra đất và bón phân dựa trên nhu cầu dinh dưỡng. Ở đây, vai trò của công nghệ là tất yếu. 

Các công cụ cảm biến và phần mềm có thể đo lường lượng dinh dưỡng cần thiết để cung cấp cho đất, thông tin dinh dưỡng của tất cả các loại cây trồng. Từ đó, thông qua các thuật toán, việc sử dụng phân bón có thể được tối ưu hóa, giúp tăng năng suất, chất lượng cây trồng hữu cơ. 

Dưới đây liệt kê ngắn gọn một số ứng dụng của khoa học và công nghệ thông tin đã được triển khai và áp dụng, nhằm cung cấp một cái nhìn tổng quát về tiềm năng mà công nghệ có thể đóng góp cho sự phát triển của canh tác hữu cơ.

Ứng dụng công nghệ thông tin trong canh tác hữu cơ

1. Mô hình ENVIRO-GRO:

ENVIRO-GRO là một mô hình mô phỏng về sự phát triển của cây nông nghiệp trên máy tính do Pang và Letey phát triển vào năm 1998. Mô hình này giúp quản lý những tác động của tưới tiêu, độ mặn và nồng độ nitơ đối với năng suất cây trồng, hạn chế sự rửa trôi của NO3 và muối qua đất. Ngô và lúa mì được chọn cho mô hình mô phỏng và phân gà, phân bò được chọn làm dạng nitơ hữu cơ trong nghiên cứu này.

2. Phần mềm FERTIAGRIBIO

Phần mềm FERTIAGRIBIO là phần mềm dành riêng cho canh tác hữu cơ. Đây là một công cụ tuyệt vời giúp đưa ra quyết định giúp quản lý việc bón phân được đề xuất bởi Viện Kỹ thuật Canh tác Hữu cơ tại Pháp (ITAB).

3. Các hệ thống kết nối và điều khiển từ xa

Đây là công cụ có thể được kết hợp nhiều trong các công nghệ tương lai sử dụng cho nông nghiệp hữu cơ, thông qua các nguồn dữ liệu thu thập có thể kiểm soát các hoạt động trồng và sản xuất từ xa sử dụng kết nối Ethernet không dây.

4. Công nghệ GPS và GIS

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và Hệ thống Thông tin địa lý (GIS) sẽ là những công cụ thân thiện với môi trường và hữu hiệu với người nông dân để quản lý việc bón phân, giảm thiểu lượng phân bón chảy tràn có thể gây hại. Một ví dụ tại New Zealand, phần mềm ArcGIS Server được xây dựng trên nền tảng GIS đã giúp ghi lại chính xác vị trí và lượng phân đã được bón.

5. Mạng cảm biến không dây (WSN)

Một mạng cảm biến không dây điển hình được triển khai cho các ứng dụng nông nghiệp, đặc biệt là canh tác hữu cơ
Một mạng cảm biến không dây điển hình được triển khai cho các ứng dụng nông nghiệp (Nguồn: Ojha, T., Misra, S., & Raghuwanshi, N. S. (2015). Wireless sensor networks for agriculture: The state-of-the-art in practice and future challenges. Computers and Electronics in Agriculture, 118, 66-84)

Mạng cảm biến không dây có khả năng giám sát và giúp cung cấp lượng phân bón cần thiết cho cây trồng một cách tự động. Thông qua hệ thống này mà lượng phân bón được sử dụng tối ưu, mang lại lợi nhuận cao, giảm thiểu chi phí lao động về người 3.

Những công nghệ trên chỉ là một vài ví dụ về cách công nghệ đang nâng cao năng suất và chất lượng của các sản phẩm nông nghiệp, ở đây là nông nghiệp hữu cơ. Việc áp dụng những công nghệ này ở Việt Nam sẽ còn cần nhiều thời gian triển khai. Tuy nhiên, nắm bắt được xu hướng là cần thiết để giúp định hình một nền nông nghiệp hữu cơ đủ sức cạnh tranh, lâu dài và bền vững.

Nguồn tham khảo về canh tác hữu cơ & ứng dụng công nghệ:

  1. https://www.ifoam.bio/why-organic/organic-landmarks/definition-organic
  2. https://www.ifoam.bio/why-organic/shaping-agriculture/four-principles-organic
  3. Thilagavathi, N., Amudha, T., & Sivakumar, N. (2017, April). Computational perspective on organic farming—a survey. In 2017 IEEE technological innovations in ICT for agriculture and rural development (TIAR) (pp. 22-27). IEEE.

TRANG LÊ