“Nông trại thẳng đứng” - giải pháp canh tác tiềm năng cho tương lai?

Trong bối cảnh quỹ đất nông nghiệp có hạn, lại đang có nguy cơ bị thu hẹp dần do khí hậu biến đổi và mực nước biển dâng cao, một trong những giải pháp bền vững được tính đến là lập nông trại trên các tòa nhà chọc trời ngay giữa trung tâm các thành phố, hay còn được gọi là “nông trại thẳng đứng”.

Phương pháp canh tác mới

Những “nông trại thẳng đứng” có thể tạo ra nguồn thực phẩm an toàn, đa dạng và xuyên suốt cho các đô thị, đồng thời góp phần cải tạo hệ sinh thái vốn bị suy thoái trầm trọng do canh tác “nằm ngang” truyền thống.

Cấu trúc trang trại thẳng đứng (Ảnh: Khoahoc.tv)

Hiện có một vài mô hình nông trại thẳng đứng như hydroponics (thủy canh) - cây được trồng trong một dung dịch giàu chất dinh dưỡng; aeroponics (khí canh) - rễ của cây trồng được phun sương có chứa nước và chất dinh dưỡng (aeroponics tốn ít nước hơn thủy canh, nhưng đòi hỏi kỹ thuật phức tạp hơn); aquapomics - kết hợp thủy canh và khí canh, dùng cá để nuôi dưỡng các vi khuẩn được dùng làm chất dinh dưỡng cho cây trồng.

Theo nhiều chuyên gia, công nghệ canh tác “nông trại thẳng đứng” hứa hẹn tạo ra một cuộc cách mạng nông nghiệp trong tương lai gần. Công nghệ này tạo điều kiện cho đất được nghỉ ngơi và giảm tình trạng xói mòn.

Marc Oshima - đồng sáng lập của AeroFarms (một trong những trang trại thẳng đứng lớn nhất thế giới) cho biết, mô hình nông nghiệp đô thị đặc biệt này tập trung vào hệ thống máy tính để theo dõi hàng ngàn điểm dữ liệu và liên tục điều chỉnh các điều kiện thuận lợi nhất cho cây sinh trưởng.

Trái với các nông trại truyền thống luôn thiết kế cây trồng của họ để phù hợp với môi trường canh tác, các công ty này dùng giải pháp điều chỉnh môi trường cho phù hợp với giống cây trồng.

CEO của công ty Bowery cho biết, có đến 30 vụ thu hoạch mỗi năm, ước tính mỗi 30 cm2 có năng suất gấp 100 lần so với một trang trại điển hình. Hệ điều hành của Bowery tự động giám sát "hàng trăm nghìn điểm dữ liệu về sức khoẻ, chất lượng, sự tăng trưởng, năng suất, mùi vị và hương vị của cây trồng".

Ưu điểm và những thách thức

Hiện nay, mô hình nông trại thẳng đứng đã được triển khai tại nhiều quốc gia trên thế giới. Cụ thể như ở Singapore với dự án Sky Greens; tại Bỉ với dự án của Urban Crops hoặc như các trang trại thẳng đứng ở một số bang của Mỹ. Ngoài ra, nông trại thẳng đứng đã hình thành và đang phát triển tốt tại Nhật Bản và Hàn Quốc.

Lợi ích rõ rệt nhất của mô hình nông trại thẳng đứng là tiết kiệm diện tích, tiêu tốn ít nước (chỉ bằng 1/20 so với sản xuất theo cách truyền thống). Ngoài ra, canh tác thẳng đứng cho phép mỗi loại cây trồng có một tiến trình phù hợp với nhu cầu của nó bao gồm lượng chất dinh dưỡng hay ánh sáng mà nó sẽ hấp thụ và không bị giới hạn bởi thời tiết, cho phép trồng trọt quanh năm.

Đặc biệt, mô hình nông trại thẳng đứng là một lựa chọn hấp dẫn cho những người muốn tham gia vào kinh doanh nông nghiệp lần đầu, vì họ sẽ không cần phải mất nhiều năm để học cách đối mặt với các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán và lũ lụt hay môi trường ô nhiễm. Đây là điều mà chưa mô hình nào khác có thể sánh bằng. Ngoài ra, những nông trại kiểu này có thể trở thành nhà máy xử lý nước, đồng thời góp phần tôn tạo mỹ quan đô thị.

Cây trồng tại Green Spirit (Ảnh: Internet)

Thêm vào đó, nông trại thẳng đứng phụ thuộc vào nguồn cung cấp điện liên tục, phần lớn lại đến từ nguồn nhiên liệu hóa thạch. Vì thế, dù không trực tiếp gây ô nhiễm bằng thuốc trừ sâu hay diệt cỏ, thì mô hình này cũng gián tiếp gây ra ô nhiễm không khí do sử dụng nhiều điện năng.

Một trong những thách thức lớn nhất trong tương lai của mô hình này chính là trồng những loại cây lương thực như lúa nước, lúa mạch - những giống cây thực sự có thể nuôi sống con người. Các loại cây này rất khó trồng trong mô hình nông trại thẳng đứng vì người trồng cần tích lũy một lượng sinh khối rất lớn để tạo nên một vụ mùa.

Cũng vì chưa trồng được các loại cây lương thực thiết yếu, nên mô hình nông trại thẳng đứng không thể thay thế hoàn toàn các phương pháp trồng trọt truyền thống, mà chỉ có thể đóng vai trò hỗ trợ trong việc giải quyết vấn đề lương thực thế giới trong tương lai.

Cân nhắc về tính kinh tế, năng suất và chi phí, rau hoàn toàn có thể bán ra ở mức ngang hoặc thấp hơn giá đang có ở các chuỗi rau sạch và siêu thị. Tuy nhiên, nó ảnh hưởng đến việc làm của nông dân truyền thống, đồng thời cạnh tranh trực tiếp với các doanh nghiệp nông nghiệp công nghệ cao khác.

Giá thành sản xuất nông sản theo cách này thường rất cao so với canh tác thông thường. Chi phí sản xuất 1 kg rau trong một số trường hợp, có thể lên đến 12 euro, do đó, phương án này hoàn toàn chưa thích hợp về mặt kinh tế đối với những vùng đang khan hiếm rau quả.

Theo David Rosenberg - CEO và là đồng sáng lập của AeroFarms, để thành công trong lĩnh vực này, cần học được ít nhất bốn điều: Kiến thức chuyên môn về sinh học, thực vật học; Kiến thức về môi trường; Kỹ sư công nghệ, dữ liệu và Quản trị hệ thống.

Một báo cáo của PS Market Research dự báo, thị trường rau nhà kính trong đó có phương pháp canh tác thẳng đứng, ra sẽ tăng nhanh trong những năm tới, tạo ra tổng doanh thu 6,4 USD vào năm 2023./.