Khẩu phần ăn cho 10 tỉ người năm 2050

Ki hạt Christian County, Kentucky, từng chiếc máy cày khổng lồ cứ chầm chậm gieo hạt trên cánh đồng xanh mướt. Đây là một loại máy rất đặc biệt cho môi trường. Thân xe là máy công nông thông thường, nhưng hai bên càng xe lại được gia cố 5-6 máy chứa hạt.

Dưới mỗi máy chứa hạt lại là những bánh xích nhỏ để làm rãnh trồng và lấp đất. Khi xe di chuyển, hạt sẽ được gieo xuống rãnh trồng một cách ngay ngắn. Chiếc máy gieo hạt hoạt động trơn tru mà không ảnh hưởng đến cấu tạo địa chất và hệ sinh thái đất nhiều. Khi những cơn mưa đầu mùa ghé thăm nơi đây, cũng là thời điểm bội thu cho cánh đồng màu mỡ này.  

Mô hình trên được gọi là No-Till Farming (tạm dịch: nông nghiệp không cày xới), một trong những tiến bộ trồng trọt của kỷ nguyên 4.0 được ứng dụng tại tiểu bang Kentucky và dần nhân rộng ra khắp nước Mỹ. Những sáng kiến trên là tiền đề quan trọng để đáp ứng sự thay đổi của thời đại: khẩu phần ăn thế giới năm 2050. 

Người trồng ít, người ăn nhiều
Giai đoạn 2030-2050, cấu trúc xã hội và cuộc sống sẽ có những chuyển hóa chưa từng có. Ngày hôm nay, dân số thế giới là 7,6 tỉ người và được dự đoán sẽ đạt 10 tỉ người vào năm 2050.

Thay vì phân bổ đều đặn giữa nông thôn và thành thị, 66% dân số năm 2050 sẽ tập trung tại các thành phố lớn, so với mức 50% hiện tại. Sự tập trung đô thị hóa lớn đòi hỏi hệ thống phân bổ lương thực phải hiệu quả và giảm thiểu được lãng phí. Gánh nặng nuôi sống cả thế giới của nông dân sẽ nặng nhọc hơn, khi tỉ lệ người trồng trọt so với người tiêu thụ thực phẩm có khả năng giảm. 

Theo báo cáo nông nghiệp mới nhất của World Government Summit, “Agriculture 4.0: The Future of Farming Technology”, thế giới sẽ có một khẩu phần ăn nhiều đạm hơn. Nếu trong giai đoạn 1997-1999, lượng thịt cần tiêu thụ hằng năm trên đầu người là 36,4kg, thì vào năm 2030, con số này là 45,3kg thịt và thực phẩm đã qua xử lý. 

Cấu trúc xã hội và giá trị xã hội mới cũng khiến khẩu phần ăn con người thay đổi. Trung bình cứ 7 người sẽ có 6 người cần phải tiêu thụ trên 3.000 calorie mỗi ngày. Năm 2050, 10 tỉ người sẽ tiêu thụ lương thực gấp 70% so với mức sản lượng gần 4 tỉ tấn/năm hiện nay. 

Như vậy, con người sẽ cần phải ăn nhiều hơn và khẩu phần lương thực thế giới cũng sẽ tăng gấp nhiều lần. Tuy nhiên, con đường phải đi sẽ không bằng phẳng. Tính đến thời điểm này, thế giới có gần 2 tỉ người đang đối diện với vấn nạn suy dinh dưỡng và thách thức đến từ tự nhiên đang khắc nghiệt hơn bao giờ hết. 

Báo cáo gần đây của Accenture và Oliver Wyman chỉ ra rằng, biến đổi khí hậu diễn ra thường trực và rõ nét. Thiên nhiên không còn hiền hòa và dễ đoán như xưa. Tình trạng lũ lụt và hạn hán diễn ra ngày càng trầm trọng hơn, hậu quả là mất mùa và năng suất nông nghiệp sụt giảm. Trong thế kỷ XXI, thế giới ghi nhận 15/16 năm có nhiệt độ nóng kỷ lục. Lượng khí thải nhà kính tăng gấp đôi trong vòng 50 năm. Trong đó nông nghiệp chịu trách nhiệm hơn 20% lượng khí thải nhà kính, theo báo cáo “The Future of Food” của Accenture. 

Ý tưởng cho nông nghiệp hiện đại 4.0 
Công nghệ ngày càng phát triển và sự sáng tạo không ngừng lan tỏa. Nông nghiệp trong tương lai có thể sẽ thu được lợi ích không nhỏ từ sự đột phá của công nghệ 4.0. Những ý tưởng đầy hứa hẹn gồm trồng trọt thủy sinh, thức ăn chăn nuôi từ tảo, nông nghiệp đô thị, nông nghiệp không cày xới, công nghệ blockchain và Internet vạn vật (IoT).

Trong đó, nông nghiệp đô thị và nông nghiệp không cày xới là khả thi hơn cả trong điều kiện hiện tại. Tại hạt Christian Country, Kentucky, nông dân giờ được khuyến khích áp dụng công nghệ trồng trọt không cày xới. Công nghệ này được xem là ưu việt vì dễ áp dụng và giá thành đầu tư rất thấp. 

Điều kiện cần là những chiếc máy cày cải tiến, được tích hợp những bánh xích có diện tích tiếp xúc nhỏ và các máy gieo hạt. Điểm nhấn của công nghệ này là hạn chế sự tiếp xúc giữa nông cụ và đất canh tác. Thay vì cày xới cả khu đất thì nay các máy cày này chỉ tạo rãnh sâu vừa phải để gieo hạt và giữ nguyên tầng lớp địa sinh tại diện tích không canh tác.

Như thế, lượng carbon khuấy trộn với không khí và hoạt động trao đổi chất vi sinh có hại sẽ được tiết giảm đến mức thấp nhất. Ý tưởng này sẽ giúp đất màu mỡ hơn, không khí trong sạch hơn, chi phí nhân lực và máy móc sẽ thấp hơn vì diện tích canh tác đã được tối ưu. 

Một ý tưởng khả thi khác là nông nghiệp đô thị (vertical farming). Đây là mô hình khả thi cho những vùng địa lý không thích hợp để trồng trọt nông sản. Cụ thể hơn, nông sản sẽ được trồng trên những giá đỡ có nhiều tầng, trong một không gian được khống chế kỹ lưỡng về nhiệt độ và độ ẩm.

Các loại rau, củ, quả sẽ không tiếp xúc với đất mà sẽ được giữ trong cốc đặc chế, rễ cây sẽ trực tiếp lấy chất dinh dưỡng và nước tưới tiêu từ rãnh bên dưới. Vì không tiếp xúc với sinh quyển bên ngoài và đất trồng trọt, nông sản sẽ hạn chế tối đa sâu bệnh và năng suất sẽ tăng cao so với trồng tự nhiên trong môi trường khắc nghiệt. Đây là ý tưởng phù hợp với kỷ nguyên đô thị hóa khi đa số người dân đều sống tại thành phố lớn. 

Ngoài ra, nhờ ánh sáng công nghệ của kỷ nguyên 4.0, nông dân giờ đây cũng có thể áp dụng công nghệ blockchain và IoT vào quy trình trồng trọt, quản lý nông sản. Khi nền tảng dữ liệu hoàn chỉnh, từng chi tiết nhỏ trong cả quy trình trồng trọt sẽ được mã hóa bằng blockchain và dễ dàng truy xuất bởi người tiêu dùng, nhà thu mua và cơ quan chức năng chuyên trách.

IoT sẽ tạo nền tảng dữ liệu cho các công nghệ hậu thuẫn AI (trí tuệ nhân tạo), dưới dạng các chatbot (hệ thống trực tuyến). Nhờ kho dữ liệu liên kết khổng lồ, nông dân có thể tương tác với chatbot khi họ cần biết những thông tin cần thiết trong trồng trọt. Chatbot giờ đây có thể đưa ra khuyến nghị về tính phù hợp của các loại hạt giống trên từng loại thổ nhưỡng khác nhau. 

Vậy Việt Nam hiện ở đâu trên bản đồ nông nghiệp thời 4.0? Bức tranh nông nghiệp của Việt Nam trong cuộc cách mạng 4.0 dường như tập trung chủ yếu vào việc tự động hóa thu hoạch, bảo quản, vận chuyển và chế biến. Ý tưởng đồng bộ hóa dữ liệu tiêu dùng thị trường đến nhà máy sản xuất cũng đang dần manh nha xuất hiện trong bức tranh nông nghiệp 4.0.

Ông Nguyễn Thế Trung, Tổng Giám đốc Tập đoàn DTT, cho rằng làm nông nghiệp thời 4.0 là phải tự động từ nhà máy đến người mua hàng. Ví von như thị trường cà chua, ông cho rằng khi đó máy móc sẽ tự động tính toán nhu cầu tiêu thụ tại các siêu thị dựa trên IoT và tự động tính toán nguồn cung cần được trồng trọt tại các nông trại được kết nối dữ liệu.

Thời gian trồng trọt và tiêu thụ cũng sẽ được hoạch định theo thời gian thực để chất lượng sản phẩm được bảo đảm tối ưu. “Đó mới là nông nghiệp trong cách mạng công nghiệp 4.0, tức phải nắm được thông tin thị trường rồi từ đó quay lại điều khiển sản xuất, phân phối”, ông Trung nhấn mạnh.

Thị trường những năm gần đây cũng chứng kiến một loạt công ty lớn nhảy vào lĩnh vực nông nghiệp hiện đại như Vingroup, Thaco, FPT, Lộc Trời… Từ năm 2015, VinEco (thuộc Vingroup) đã điều hành nông trường Tam Đảo (Vĩnh Phúc) với ứng dụng công nghệ cao vào sản xuất rau sạch. Diện tích nông trường lên đến 500ha, tổng vốn đầu tư 700 tỉ đồng. Tính đến nay, VinEco đã sở hữu 15 nông trại khắp cả nước, đặt tại Hà Nam, Quảng Ninh, Đồng Nai, TP.HCM…

Trong khi đó, nghiêng về lĩnh vực công nghệ thông tin hơn, FPT và đối tác Fujitsu(Nhật) đã ứng dụng công nghệ điện toán đám mây vào nông nghiệp để trồng thử nghiệm một số loại rau quả hoàn toàn tự động tại Hà Nội. Hướng tới đồng bộ hóa từ khâu sản xuất đến tiêu dùng, liên doanh Thaco - Lộc Trời cũng đã đầu tư hơn 7.800 tỉ đồng cho các dự án nông nghiệp đang triển khai. 

“Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 là không giới hạn, cơ hội cho nông nghiệp cũng rất lớn. Vấn đề còn lại là các doanh nghiệp có dám làm hay không”, ông Nguyễn Liên Phương, Chủ tịch Học viện Doanh nhân LP Việt Nam, nhận định.