Kinh nghiệm của Israel về ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp

Israel là một quốc gia nhỏ bé (với diện tích 21.000 km2), nổi tiếng với khí hậu và địa hình phức tạp, có nơi cận nhiệt đới nơi lại khô cằn, có khu vực thấp hơn mực nước biển 400m, lại có những vùng là đụn cát, gò đất phù sa…. Hơn nửa diện tích đất đai của quốc gia này là hoang mạc và bán hoang mạc, nửa còn lại là rừng và đồi dốc; trong đó, chỉ 20% diện tích đất đai (khoảng 4.100 km2) là có thể trồng trọt.

Trước áp lực từ việc dân số tăng nhanh lại thêm lượng người nhập cư đổ về ồ ạt từ cuối những năm 1980 dẫn đến nhu cầu về các sản phẩm nông nghiệp gia tăng đáng kể, Israel đã không ngừng nghiên cứu, đẩy mạnh ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp. Kết quả là chỉ trong thời gian ngắn quốc gia này đã chuyển từ tình trạng thiếu lương thực đến tự túc lương thực, thực phẩm và trong 5 năm gần đây, giá trị sản xuất nông nghiệp luôn vượt con số 3,5 tỷ USD/năm, trong đó xuất khẩu chiếm trên 20%. Luôn đi đầu trong ứng dụng khoa học vào sản xuất nông nghiệp, Israel đã trở thành một điển hình nông nghiệp của thế giới.

Công nghệ nhà kính

Canh tác nhà kính được xem như một giải pháp công nghệ chìa khoá trong phát triển nông nghiệp công nghệ cao của Israel. Theo các nhà khoa học nông nghiệp nước này, nhà kính nông nghiệp công nghệ cao (Hi-tech greenhouses) là loại hình nhà kính ứng dụng các công nghệ cao, hiện đại để tạo lập ra một môi trường sinh thái thuận lợi nhất có thể cho cây trồng sinh trưởng phát triển; để thực hiện các công nghệ thâm canh cao; để tối thiểu hoá thậm chí có thể loại trừ các yếu tố ngoại cảnh bất lợi cho sản xuất; để sản xuất ra loại nông sản thực phẩm mà thiên nhiên không ưu đãi (trái vụ), thậm chí không sản xuất được ngoài môi trường tự nhiên (như sản xuất nấm mỡ trên sa mạc); để tối đa hoá năng suất chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất; tối thiểu hoá các khoản chi phí sản xuất và đặc biệt là để tiết kiệm nước.

Ngoài mục tiêu sản xuất ra các nông sản thực phẩm “sạch” an toàn cho sử dụng, canh tác nhà kính đã tạo ra một cuộc cách mạng về năng suất cho các loại cây trồng. Nhờ canh tác nhà kính mà năng suất cà chua ở Israel đã đạt mốc 500 tấn.ha/vụ hay 3 triệu bông hồng/ha; cũng nhờ công nghệ canh tác nhà kính mà Israel đã biến sa mạc Negev toàn cát đá (chiếm 65% diện tích đất nước) trở thành một "cánh đồng xanh công nghệ cao" có năng suất cây trồng cao nhất thế giới. Trong mấy thập kỷ qua, nhà kính ở Israel chủ yếu sử dụng cho canh tác hoa, rau, các loại cây màu thực phẩm đòi hỏi chất lượng sản phẩm cao, như ớt, hành, tỏi, dưa v.v.

Hiện tại, Israel đang phát triển loại hình nhà kính dùng để sản xuất một số loại cây cảnh, cây ăn quả lưu niên vì mục tiêu thương mại và xuất khẩu như nho, táo, đào, lê, vv. Những năm gần đây các loại hình công nghệ nhà kính ở Israel không ngừng được phát triển nâng cao trình độ công nghệ đáp ứng chi tiết hơn, đa dạng hơn các nhu cầu phát triển sản xuất nông nghiệp công nghệ cao. 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.

Nhà kính công nghệ cao Israel, ngoài việc đảm bảo yêu cầu kết cấu bền vững, yêu cầu cho việc thực hiện cơ giới hoá đến mức cao nhất các công đoạn sản xuất, nhà kính còn có thể cho phép đáp ứng đến mức cao nhất các nhu cầu về kiểm soát “tiểu khí hậu nhà kính”; kiểm soát “sinh học nhà kính”; kiểm soát “dịch hại” nhà kính; và thực hiện các biện pháp điện toán điều chỉnh các yếu tố môi trường sinh thái nhà kính.

Công nghệ tưới tiêu tự động, tiết kiệm nước

Có thể nói rằng, với địa hình hầu hết là sa mạc và bán sa mạc, nước là thứ tài nguyên mà Israel luôn luôn thiếu và được coi là tài nguyên quốc gia. Mọi hoạt động sản xuất nông nghiệp của đất nước này xoay quanh ba chữ “Tiết kiệm nước”. Chính vì vậy, các nhà khoa học Israel đã nghiên cứu và cho ra đời hệ thống tới tiêu hiện đại, tiết kiệm tối đa nguồn nước như: tưới nhỏ giọt, sử dụng các van tự động, lọc nhiều tầng, dùng vòi phun áp lực thấp và phun mưa loại nhỏ. Nhờ tưới nhỏ giọt, nông dân tiết kiệm được 60% lượng nước.

Hệ thống tưới nhỏ giọt của Israel

Các cánh đồng của Israel được trang bị mạng lưới đường ống dẫn nước, có các ống nhỏ như mao mạch dẫn tới từng gốc cây. Hệ thống này được điều khiển bằng máy tính, tự động đóng mở van tưới khi độ ẩm của rễ cây đạt tới mức nhất định. Hệ thống tưới nhỏ giọt này còn kiêm luôn nhiệm vụ bón phân. Người sử dụng pha phân bón vào bể chứa nước và phân bón sẽ theo mạng lưới tới từng bộ rễ cây. Với những loại cây cần tưới cả trên mặt lá, người ta dùng thêm hệ thống phun sương.

Ứng dụng công nghệ thông tin

Từ những năm 90, Chính phủ Israel đã không ngừng đầu tư mạnh để nông dân tiếp cận các ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT). Cho đến 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. Người nông dân có thể tự quản lý toàn bộ các khâu sản xuất với diện tích canh tác 5 - 6 nghìn hécta mà không còn phải làm việc ngoài đồng ruộng.

Theo đó, 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.

Ngoài ra, để hỗ trợ nông dân xuất khẩu nông sản ra thị trường thế giới, Chính phủ nước này cũng chủ trương đẩy mạnh quảng cáo, tiếp thị trực tiếp sản phẩm sang các thị trường tiềm năng thông qua mạng Internet. Do đó, đến nay, khoảng 60% tổng sản lượng hoa sản xuất ra được bán trực tiếp từ nông dân cho các nhà đấu giá hoa ở Tây Âu; 20% còn lại xuất sang các thị trường truyền thống như Đông Âu, Mỹ; một phần nhỏ bán sang châu Á – chủ yếu là Nhật Bản.

Công nghệ sau thu hoạch

Israel không chỉ được biết đến với việc sáng tạo ra công nghệ tưới nhỏ giọt – được ứng dụng ở nhiều nước trên thế giới, quốc gia này còn nổi tiếng với công nghệ bảo quản sau thu hoạch. Nhằm phát triển công nghệ nói trên, 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 đây các nhà khoa học thực hiện các nghiên cứu và 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 sự dụng cho quả lựu tới 4 tháng mà vẫn duy trì lượng dinh dưỡng, sử dụng các túi khí vi đục, hay các hệ thống sưởi ấm giúp giải quyết vấn đề về hình thức cho hành tây và tiêu.

Ngoài ra còn có các công nghệ mới khác như các phương pháp kéo dài tuổi thọ của táo Granny Smith; phát triển loại ngũ cốc giàu protein đặc biệt cho thức ăn gia súc giúp tăng sản lượng sữa; công nghệ không sử dụng GMO (biến đổi gien) với tên gọi Enhanced Ploidy (EP) có thể giúp tăng sản lượng các loại cây trồng như ngô lên tới 50%.

Nghiên cứu và phát triển (R&D)

Bất chấp các điều kiện khắc nghiệt về thời tiết, hạn chế về diện tích đất canh tác, sản lượng nông nghiệp của Israel liên tục tăng trưởng nhờ vào hoạt động nghiên cứu và phát triển (R&D). Các ứng dụng R&D có định hướng trong nông nghiệp đã được tiến hành tại Israel từ đầu thế kỷ 20, nguồn kinh phí dành cho R&D chủ yếu thông qua các quỹ đầu tư mạo hiểm; từ nguồn vốn đầu tư trực tiếp và gián tiếp nước ngoài.

Lĩnh vực nông nghiệp hiện nay của nước này hầu như gắn chặt với sự liên kết 4 nhà (Nhà nước, nhà khoa học, nông dân và các doanh nghiệp). Tất cả phối hợp với nhau nhằm tìm kiếm các giải pháp để giải quyết các vấn đề trong nông nghiệp mà nước này gặp phải. Đối mặt với hàng loạt các vấn đề, từ giống di truyền, kiểm soát bệnh dịch tới canh tác trên đất cằn, R&D trong nông nghiệp của Israel đã phát triển các công nghệ để tạo ra sự biến chuyển ngoạn mục không chỉ trong số lượng mà cả chất lượng các sản phẩm nông nghiệp của đất nước.

Chìa khóa của thành công này là nhờ các thông tin hai chiều giữa bản thân các nhà khoa học và các nhà nông. Thông qua mạng lưới dịch vụ mở rộng nông nghiệp (và sự tích cực tham gia của nhà nông vào toàn bộ tiến trình R&D), các vấn đề trong nông nghiệp được chuyển trực tiếp tới các nhà nghiên cứu để kiếm tìm giải pháp. Từ đó, các kết quả nghiên cứu khoa học cũng được nhanh chóng chuyển tới đồng ruộng để thử nghiệm, thích nghi và điều chỉnh.

Động lực muốn đạt mức tối ưu trong sản lượng nông nghiệp và chất lượng giống đã dẫn tới việc ra đời các loại giống mới, đối với giống cây trồng hoặc vật nuôi, tới các cải tiến trong tưới tiêu, phân bón, thiết bị nông nghiệp, tự động hóa, hóa học, canh tác và thu hoạch. Nhờ vậy, các phát kiến khoa học và công nghệ này không chỉ phục vụ nông nghiệp trong nước mà rất nhiều trong số đó đã được xuất khẩu ra nước ngoài.

Theo Tạp chí tài chính