Nông trại thẳng đứng - Giải pháp lương thực tương lai
Dự báo, Thế giới sẽ vượt ngưỡng 9 tỷ người vào năm 2050, tăng 33% so với con số 7,4 tỷ hiện nay. Dân số tăng chóng mặt khiến nhu cầu sử dụng đất ngày càng cao, dẫn đến diện tích đất phục vụ cho nông nghiệp bị thu hẹp. Trước tình cảnh đó, mô hình “nông trại thẳng đứng” có thể trở thành chìa khóa tháo gỡ nút thắt cho bài toán lương thực toàn cầu.
Nông trại thẳng đứng là một phương pháp trồng cây trong các khay được xếp theo chiều thẳng đứng và thường không cần sử dụng đất và ánh sáng tự nhiên. Hình thức này chủ yếu áp dụng kĩ thuật canh tác trong nhà giống như mô hình trồng rau trong nhà kính khi tất cả các yếu tố về môi trường đều được kiểm soát như ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ.
Tại sao có nông trại thẳng đứng?
Cụm từ “canh tác thẳng đứng” được nhà địa chất Gilbert Ellis Bailey sử dụng lần đầu tiên trong cuốn sách Canh tác thẳng đứng của mình năm 1915.
Đến năm 1999, nhà sinh thái học Dickson Despommier đã hiện thực hóa mô hình canh tác này bằng những chứng minh rằng hình thức trồng cây trong nhà theo hướng thẳng đứng hoàn toàn có thể giải quyết các vấn đề bức bách về nhu cầu lương thực thế giới, bởi phương pháp này không những đòi hỏi ít năng lượng hơn mà còn ít gây ô nhiễm môi trường so với các hình thức canh tác truyền thống.
Ông đã cùng các sinh viên của trường đại học Colombia, New York thảo luận và thực hiện các dự án thử nghiệm để phát triển ý tưởng canh tác mới này, giải quyết thách thức lương thực cho hơn 2 triệu dân ở Manhattan.
Họ thử nghiệm xây dựng một “nông trại trên mái nhà” tại Manhattan. Nhóm đã tính toán và kết luận rằng nếu chỉ trồng cây trên mái nhà thì phương pháp này chỉ có thể nuôi sống 2% dân số của thành phố.
Thay vào đó, giáo sư Dickson nảy ra ý tưởng trồng cây trong nhà theo chiều dọc thay vì chỉ trồng ở mái nhà. Ý tưởng này hoàn toàn có điều kiện phát triển tại thành phố Mahattan khi rất nhiều tòa nhà cao tầng ở đây còn trống.
Theo lý thuyết cả đội đã tính toán được rằng một tòa nhà nông trại 30 tầng có thể phục vụ lương thực cho 50,000 người, và nếu có 160 mô hình nông trại thẳng đứng như vậy thì hoàn toàn có thể nuôi sống New York quanh năm mà không cần lo thời tiết khô, lạnh.
Năm 2001, mô hình phác thảo nông trại theo chiều dọc đầu tiên được ra mắt và đây là nguồn cảm hứng cho nhiều ý tưởng nông trại thẳng đứng sau đó.
Lợi ích của nông trại thẳng đứng
Trước thực trạng đất nông nghiệp đang dần bị thu hẹp, mô hình nông trại thẳng đứng được coi là một giải pháp canh tác tiềm năng cho tương lai. Bởi cây được trồng theo hướng thẳng đứng, xếp thành nhiều tầng nên mô hình canh tác theo chiều dọc vừa có khả năng tạo thêm đất canh tác vừa bảo vệ môi trường.
Dự án Urban Crops của Bỉ là một ví dụ. Trong dự án này, chỉ trong diện tích 30 mét vuông, người ta có thể trồng 8 lớp cây xếp lên nhau theo chiều dọc.
Cách này có thể giúp Urban Crops áp dụng được ở bất kì đâu vì nó không tốn quá nhiều diện tích và tiết kiệm được đất canh tác.
Ngoài ra, mô hình canh tác kiểu mới này còn cho phép xen canh nhiều vụ, trồng trọt quanh năm bởi quá trình trồng trọt không bị hạn chế bởi thời tiết cực đoan bên ngoài như hạn hán, lũ lụt hay môi trường ô nhiễm.
Các khay giống được đặt dưới ánh sáng đèn LED mô phỏng ánh sáng mặt trời tự nhiên, có khả năng phát ra cường độ và quang phổ phù hợp với từng loại cây. Đồng thời mô hình canh tác này sử dụng ít hơn 95% nước và 50% phân bón so với phương pháp truyền thống.
Tất cả cây trồng tăng trưởng không cần đến thuốc trừ sâu vì chúng được phát triển trong môi trường được bảo vệ khỏi sâu bệnh.
Các điều kiện trong nhà như ánh sáng, nước, độ ẩm đều có thể điều chỉnh được tùy từng loại cây trồng, nhờ đó đảm bảo năng suất khi thu hoạch.
Thêm vào đó, hình thức canh tác trong nhà còn tiết kiệm chi phí vận chuyển, nông sản được bán ngay tại khu vực trồng, không mất chi phí vận chuyển như các phương pháp truyền thống
Các mô hình canh tác theo chiều dọc trong thực tế
Nếu 10 năm trước, mô hình nông trại thẳng đứng chỉ là ý tưởng thì hiện nay rất nhiều nông trại được canh tác theo chiều dọc đã đi vào hoạt động tại nhiều nước trên thế giới.
Trong số đó phải kể đến trang trại thẳng đứng AeroFarm tại Mỹ được biết đến với cái tên “vườn rau sạch lớn nhất Hoa Kỳ”, có khả năng cho thu hoạch 900 tấn rau sạch mỗi năm mà không cần dùng đất, thuốc trừ sâu hay ánh sáng mặt trời.
Trang trại này được xây dựng tại một nhà máy cũ ở New York với 35 luống rau được bố trí xếp chồng lên nhau trong vỏn vẹn 6400 mét vuông.
Điều đặc biệt ở trang trại này đó là trồng rau mà không cần đất.
Rau phát triển được là nhờ vào quá trình phun ẩm liên tục cho bộ rễ của cây, nhờ đó cây phát triển nhanh và khỏe mạnh hơn phương pháp trồng truyền thống. Hiện nay, Aerofarm có thể trồng được hơn 250 loại rau, đậu và cho phép thu hoạch từ 20 đến 30 đợt rau mỗi năm.
Không chỉ ở Mỹ, mô hình này còn phát triển mạnh mẽ ở Đức, Singapore, Hàn Quốc,... Đặc biệt tại Đức, một siêu thị có tên là Berlin Metro đã hợp tác cùng Infarm, một công ty startup chuyên cung cấp các giải pháp làm nông nghiệp trong nhà, để xây dựng một dự án nông trại thẳng đứng thí điểm tại chính trong siêu thị.
Tại khu trưng bày, siêu thị dựng một vườn thẳng đứng mang tên Kräutergarten với chiều dài 3,2 mét. Cây được trồng theo phương pháp thủy canh và được xếp theo chiều dọc trong một môi trường được kiểm soát cẩn thận.
Theo thông tin của Infarm, từ khi nông trại thẳng đứng mini này được triển khai tại siêu thị, Berlin Metro đã bán được hơn 400 gói rau sạch từ vườn Kräutergarten.
Tại Việt Nam, mô hình canh tác theo chiều dọc cũng bắt đầu nhen nhóm dù ở quy mô nhỏ trong hộ gia đình. Hiện nay, khi nhu cầu trồng rau sạch trong nhà của người dân càng tăng cao, các mô hình trồng rau trên giàn xếp và chậu thông minh cũng phát triển.
Đặc biệt tại Hà Nội - một thành phố ‘đất chật người đông’, người dân ngày càng ưa chuộng mô hình trang trại thẳng đứng mini để trồng rau trong nhà vừa tiết kiệm diện tích vừa đảm bảo nguồn rau sạch cho gia đình.
Mỗi chậu rau có thể cho thu hoạch 2-3 bó rau, nếu gia đình 4 người thì chỉ sau 4 tháng, chi phí tiết kiệm được từ việc trồng rau sạch có thể hoàn lại số tiền ban đầu bỏ ra để lắp đặt mô hình trồng rau theo cách này.
Một hình thức canh tác mới và tiềm năng như mô hình nông trại thẳng đứng rất cần có điều kiện để áp dụng tại các quốc gia trên Thế giới, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển như Việt Nam, một đất nước mật độ dân cao và diện tích đất trồng trọt đang dần bị hạn chế.
Pham Thu Ha
