Bạn đã bao giờ tự hỏi thực phẩm mình ăn mỗi ngày đến từ đâu và được đưa lên bàn ăn bằng cách nào chưa?

Trong bối cảnh đô thị hóa ngày càng mạnh mẽ và biến đổi khí hậu gây áp lực lớn lên các phương thức canh tác truyền thống, nông nghiệp thẳng đứng đang nổi lên như một giải pháp đầy hứa hẹn.

Hãy tưởng tượng việc trồng rau xanh ngay trong các tòa nhà cao tầng giữa thành phố hoặc trong những nhà kho được cải tạo, với diện tích đất ít hơn và tiêu tốn ít tài nguyên hơn. Nghe như khoa học viễn tưởng? Thực tế, điều đó đang dần trở thành hiện thực. Hãy cùng tìm hiểu cách nông nghiệp thẳng đứng đang định hình tương lai của sản xuất thực phẩm bền vững.

1. Nông nghiệp thẳng đứng là gì?

Về bản chất, nông nghiệp thẳng đứng là phương pháp trồng cây theo các tầng xếp chồng lên nhau, thường diễn ra trong không gian kín như tòa nhà hoặc nhà kho, nhằm tối đa hóa diện tích sử dụng. Cách tiếp cận này khai thác cả không gian theo chiều ngang lẫn chiều cao — thay vì trồng cây trên những cánh đồng rộng lớn, cây trồng được nuôi dưỡng trong môi trường kiểm soát, sử dụng các hệ thống trồng trong dung dịch dinh dưỡng hoặc phun sương dưỡng chất, có hoặc không cần đất.

Nhờ áp dụng những kỹ thuật này, nông nghiệp thẳng đứng giảm đáng kể diện tích đất cần thiết để sản xuất một lượng lớn thực phẩm. Kết quả là dấu chân sinh thái nhỏ hơn rất nhiều so với canh tác truyền thống.

2. Lợi ích của nông nghiệp thẳng đứng

Sức hấp dẫn của nông nghiệp thẳng đứng nằm ở hàng loạt lợi ích mà nó mang lại, không chỉ cho môi trường mà còn cho cộng đồng và doanh nghiệp. Dưới đây là những lý do khiến phương thức này có thể thay đổi cách chúng ta nghĩ về sản xuất thực phẩm:

- Sử dụng không gian hiệu quả: Khi đô thị hóa gia tăng, quỹ đất dành cho nông nghiệp ngày càng thu hẹp. Nông nghiệp thẳng đứng cho phép trồng cây trong các tòa nhà hoặc nhà kho, rất phù hợp với đô thị nơi không gian hạn chế. Đây là cách tận dụng hiệu quả những khu vực vốn không thể canh tác.

- Giảm lượng nước tiêu thụ: Nông nghiệp truyền thống nổi tiếng với việc sử dụng lượng nước lớn, đặc biệt ở những khu vực dễ hạn hán. Trong khi đó, các hệ thống trồng bằng dung dịch dinh dưỡng hoặc phun sương trong nông nghiệp thẳng đứng có thể giảm tới 90% lượng nước so với phương pháp truyền thống, trở thành lựa chọn bền vững hơn ở những nơi khan hiếm nước.

- Giảm phát thải gây hiệu ứng nhà kính: Theo nhiều nhà nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực này, việc sản xuất thực phẩm ngay trong đô thị giúp rút ngắn quãng đường vận chuyển từ nơi trồng đến người tiêu dùng. Khi chuỗi cung ứng ngắn lại và nhu cầu vận chuyển đường dài giảm xuống, lượng nhiên liệu hóa thạch tiêu thụ và khí thải từ giao thông cũng giảm theo.

- Thu hoạch quanh năm: Do phần lớn các trang trại thẳng đứng hoạt động trong nhà, chúng không bị ảnh hưởng bởi thời tiết hay mùa vụ. Điều này cho phép trồng và thu hoạch liên tục suốt cả năm, đảm bảo nguồn cung thực phẩm ổn định, không còn lo mất mùa vì thời tiết thất thường hay thiên tai do khí hậu.

- Hạn chế hóa chất bảo vệ thực vật: Trong canh tác truyền thống, thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ thường được sử dụng để bảo vệ cây trồng, nhưng chúng có thể gây hại cho môi trường. Với môi trường khép kín và được kiểm soát, nông nghiệp thẳng đứng giảm đáng kể nhu cầu sử dụng các hóa chất này.

3. Cách nông nghiệp thẳng đứng vận hành: công nghệ phía sau

Nông nghiệp thẳng đứng có vẻ rất hiện đại, nhưng thực chất dựa trên những nguyên lý khá đơn giản, với công nghệ đóng vai trò then chốt. Dưới đây là cách các trang trại này hoạt động:

- Hệ thống dung dịch dinh dưỡng và phun sương: Cây trồng thường không cần đất mà phát triển trong môi trường nước giàu dưỡng chất hoặc được phun sương dinh dưỡng trực tiếp vào rễ. Hai phương pháp này giúp cây sinh trưởng nhanh hơn và tiết kiệm nước hơn so với trồng trong đất.

- Hệ thống chiếu sáng tiết kiệm năng lượng: Vì trồng trong nhà, cây cần ánh sáng nhân tạo để quang hợp. Các hệ thống chiếu sáng chuyên dụng được sử dụng để cung cấp phổ ánh sáng phù hợp, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các loại đèn truyền thống. Ánh sáng cũng có thể điều chỉnh để mô phỏng chu kỳ tự nhiên của mặt trời theo từng mùa.

- Tự động hóa và phân tích dữ liệu: Nhiều trang trại thẳng đứng được tự động hóa ở mức cao. Máy móc đảm nhiệm việc gieo trồng, thu hoạch và theo dõi sức khỏe cây. Các hệ thống phân tích dữ liệu liên tục kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng, tối ưu điều kiện sinh trưởng cho từng loại cây, giúp mô hình này vừa hiệu quả vừa dễ mở rộng.

4. Những thách thức của nông nghiệp thẳng đứng

Dù rất triển vọng, nông nghiệp thẳng đứng vẫn đối mặt với không ít thách thức cần được giải quyết để phát huy tối đa tiềm năng:

- Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc xây dựng một trang trại thẳng đứng đòi hỏi nguồn vốn lớn cho cơ sở hạ tầng, thiết bị và công nghệ. Dù chi phí vận hành có thể thấp, rào cản ban đầu vẫn khiến nhiều đơn vị e dè. Tuy nhiên, khi công nghệ tiếp tục phát triển, chi phí này được kỳ vọng sẽ giảm dần.

- Tiêu thụ năng lượng: Mặc dù tiết kiệm đất và nước, các trang trại thẳng đứng có thể tiêu tốn nhiều năng lượng cho chiếu sáng và kiểm soát khí hậu. Việc kết hợp các nguồn năng lượng tái tạo và hệ thống hiệu quả hơn sẽ là chìa khóa trong tương lai.

- Khả năng mở rộng quy mô: Hiện nay, nhiều mô hình nhỏ đã vận hành hiệu quả, nhưng để cung cấp thực phẩm cho dân số lớn hơn vẫn là bài toán khó. Công nghệ cần được điều chỉnh và các mô hình kinh doanh mới cần xuất hiện để đảm bảo tính khả thi về kinh tế ở quy mô lớn.

5. Tương lai của nông nghiệp thẳng đứng

Bất chấp những thách thức, nông nghiệp thẳng đứng được kỳ vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai của ngành thực phẩm. Khi công nghệ tiếp tục hoàn thiện và nhu cầu về các giải pháp bền vững ngày càng tăng, nhiều thành phố và cộng đồng có khả năng sẽ đón nhận mô hình này như một lựa chọn khả thi. Từ sản xuất thực phẩm tại chỗ trong đô thị đến việc tích hợp vào các hệ thống nông nghiệp quy mô lớn, tiềm năng phát triển là rất rộng mở.

Nông nghiệp thẳng đứng không còn là ý tưởng viễn tưởng mà nó đã hiện diện và đang tạo ra tác động thực tế. Bằng cách áp dụng phương thức sản xuất sáng tạo này, chúng ta có thể giảm tác động lên môi trường, tăng cường an ninh lương thực và xây dựng những cách thức bền vững hơn để nuôi sống dân số toàn cầu đang tăng nhanh. Dù là những trang trại đô thị nhỏ hay các hệ thống quy mô lớn, tương lai của thực phẩm đang vươn lên theo chiều thẳng đứng và ngày càng xanh hơn.