“Nông trại thẳng đứng” – Giải pháp lương thực cho thế giới trong tương lai
Theo WHO, dân số thế giới sẽ tăng lên 9,7 tỷ người vào năm 2050, và 70% dân số sẽ sống ở các khu vực thành thị. Sử dụng diện tích lớn đất đai để phục vụ nông nghiệp sẽ không còn là một sự lựa chọn khả dĩ. Trong tình cảnh đó, mô hình “nông trại thẳng đứng” có thể là một giải pháp cho vấn đề lương thực thế giới.
Mô hình “Nông trại thẳng đứng” là một phương pháp trồng trọt thường không sử dụng đất hoặc ánh sáng tự nhiên, cây được trồng trên các khay xếp theo chiều thẳng đứng và được đặt trong một tòa nhà với môi trường được kiểm soát. Ánh sáng tự nhiên được thay thế bằng hệ thống đèn LED màu.
Có một vài mô hình nông trại thẳng đứng hay được chọn lựa. Mô hình thứ nhất là hydroponics (thủy canh), theo đó, cây được trồng trong một dung dịch giàu chất dinh dưỡng. Mô hình thứ hai là aeroponics – rễ của cây trồng được phun sương có chứa nước và chất dinh dưỡng; cách này tốn ít nước hơn cách thứ nhất, những đòi hỏi kỹ thuật phức tạp hơn. Ngoài ra, còn một mô hình khác hơi khác với 2 mô hình trước là aquapomics bao gồm việc nuôi cá để giúp nuôi dưỡng các vi khuẩn được dùng làm chất dinh dưỡng cho cây trồng.
Những lợi ích của mô hình nông trại thẳng đứng
Lợi ích rõ rệt nhất của mô hình nông trại thẳng đứng là tiết kiệm diện tích. Tại Urban Crops, một công ty chuyên về canh tác thẳng đứng của Bỉ, 8 lớp cây có thể được xếp chồng lên nhau trong một diện tích chỉ 30 m2. Về lý thuyết, các nông trại này cũng có thể được xây dựng ở bất cứ đâu do không tốn quá nhiều diện tích.
Tiêu tốn ít nước hơn có lẽ là lợi thế quan trọng nhất của phương pháp trồng trọt này. Urban Crops sử dụng phương pháp hydroponics. Theo ước lượng của công ty này, để sản xuất ra rau xà lách lá sồi, họ chỉ tốn một lượng nước bằng 1/20 so với sản xuất theo cách truyền thống.
Thêm vào đó, Vandecruys, CEO của công ty này, cho biết họ tái chế nước nhiều lần bằng cách giữ lại hơi nước trong không khí ẩm sau khi nó bốc hơi từ cây trồng. Nước tái chế sau đó được xử lý bằng tia cực tím để hạn chế sự lây lan bệnh.
Ngoài ra, canh tác thẳng đứng cho phép mỗi loại cây trồng có một kế hoạch phát triển 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. Ví dụ, người trồng có thể điều chỉnh tăng/giảm độ sáng của đèn LED, và vì chúng không tỏa ra nhiều nhiệt như bóng đèn dây tóc nên có thể để gần giúp cây hấp thụ ánh sáng tối ưu. Do đó, thực vật ở các nông trại thẳng đứng phát triển nhanh và cho năng suất trên 1m2 lớn hơn so với nông trại truyền thống hoặc trồng trong nhà kính mà không cần dùng đến thuốc diệt sâu bọ hay diệt cỏ.
Cuối cùng, mô hình nông trại thẳng đứng là 1 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 những biến động do thời tiết tạo ra. Đây là điều mà chưa mô hình nào khác có thể sánh bằng.
Những thách thức khi áp dụng mô hình “nông trại thẳng đứng”
Đầu tiên, cái giá phải trả để lắp đặt một mô hình nông trại thẳng đứng là không hề rẻ do cần phải sử dụng đến công nghệ tự động để chăm sóc, khử trùng và theo dõi quá trình sinh trưởng của cây trồng. Bên cạnh việc lắp đặt, thì quá trình bảo trì hệ thống phun sương, theo dõi sự phát triển của cây trồng hay đèn LED cũng đòi hỏi một nguồn tài chính khá dồi dào mới có thể duy trì được.
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 bằng cách sử dụng nhiều điện năng.
Việc kiểm soát quá trình tăng trưởng cho phép sản xuất quanh năm và giúp những nông dân thế hệ mới này tránh được những tác động từ thiên nhiên, nhưng họ vẫn phải đối mặt với khả năng cây trồng bị chết do lỗi của con người hoặc sự cố công nghệ.
Cuối cùng, mô hình này hiện tại chỉ mới mang lại lợi nhuận nếu trồng các cây ngắn hạn như thảo mộc, rau mầm. 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 cả thế giới. 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.
Ví dụ, thông thường, trồng theo cách truyền thống (theo chiều ngang) thì để tạo nên một vụ mùa cần tới 5 -12 tấn hạt lúa mì/ha, còn khi canh tác theo chiều thẳng đứng thì trọng lượng này sẽ tăng lên 20 tấn/ha, nên vấn đề nằm ở chính trọng lượng của các loại cây này.
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.
