Phát triển mô hình trang trại thông minh, thân thiện với môi trường - Giải pháp hữu hiệu cho nền nông nghiệp xanh

Phát triển nền nông nghiệp theo hướng hiện đại, thông minh, thân thiện với môi trường là xu hướng tất yếu của thế giới trong bối cảnh quỹ đất nông nghiệp ngày càng hạn hẹp, cùng với ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng. Một trong những giải pháp bền vững trong sản xuất nông nghiệp là xây dựng trang trại thông minh, tiết kiệm diện tích, tiêu tốn ít nước. Hiện nay, mô hình trang trại thông minh đã được triển khai tại nhiều quốc gia trên thế giới như Singapo, Nhật Bản, Mỹ… và đã đem lại nhiều kết quả tích cực.

Trang trại Sky Green Farm (Singapo)

Với một quốc gia có diện tích chỉ khoảng 710 km2 và hơn 5 triệu dân thì lương thực là vấn đề lớn (nhập khẩu thực phẩm chiếm 93%) đối với Singapo. Để đáp ứng yêu cầu của cuộc sống, người dân Sigapo đã tìm cách tăng cường sản lượng bằng những phương pháp canh tác hiện đại và Sky Green Farm là một thành công khi áp dụng mô hình trang trại công nghệ cao, thân thiện với môi trường.

Trang trại Sky Green Farm chủ yếu trồng các lại rau quả nhiệt đới

Sky Green Farm do Công ty Sky Green hợp tác với Cơ quan Thực phẩm Nông nghiệp Singapo thực hiện, trên một hệ thống canh tác theo chiều thẳng đứng, với tên gọi A Go-Grow. Cụ thể, các luống rau được bố trí trên một chiếc kệ gồm nhiều tầng, hình chữ A. Tùy vào loại rau mà khoảng cách giữa các tầng sẽ khác nhau để tương ứng với nhu cầu sinh trưởng của chúng. Mỗi tầng có 38 bậc thang, với nhiều máng trồng rau liền nhau tạo thành một máng lớn. Các máng rau di chuyển từ dưới lên và từ trên xuống dưới, thông qua một chiếc ròng rọc. Các con quay nước được trọng lực hỗ trợ, tiêu thụ rất ít điện năng. Khi lên cao, những máng rau sẽ thu nhận ánh sáng mặt trời, khi xuống thấp, chúng được tưới nước. Nguồn nước tưới chủ yếu được dự trữ từ nước mưa. Một hệ thống tưới tiêu tuần hoàn sẽ được bố trí dọc theo phần khung của kệ nhằm đảm bảo lượng nước cần thiết cho mỗi luống rau, tiết kiệm nước tưới tiêu ở mức thấp nhất. Lượng nước tưới dư sẽ được bơm trở lại khu vực dự trữ để tái sử dụng. Tất cả các chất thải hữu cơ sẽ được ủ và tái sử dụng. Với chi phí xây dựng không quá đắt, chỉ khoảng 10.000 USD, Sky Green Farm có thể trồng được các loại rau quả nhiệt đới như cải thảo, rau muống...

Trang trại Sky Green Farm bắt đầu hoạt động từ tháng 10/2012 và hiện nay là nguồn cung cấp rau xanh chính cho người dân Singapo.

Trang trại Green Spirit (Mỹ)

Trang trại Green Spirit được xây dựng tại tiểu bang Michigan và bắt đầu hoạt động từ tháng 6/2013. Với tổng kinh phí dự án lên tới 27 triệu USD, trang trại có diện tích 220.000 m2 và trồng được 17 triệu cây rau quả các loại.

Các loại rau, củ, quả được trồng trong những chiếc lồng hình trụ tròn đặt ngang tại trang trại Green Spirit

Thay vì bố trí dạng kệ giống như trang trại Sky Green Farm ở Singapo, Green Spirit tiến hành canh tác ở mặt trong những ống trụ tròn đặt ngang, trong đó có chứa các bông sợi khoáng, còn gọi là bông len đá. Trang trại được vận hành tự động, sử dụng nguồn ánh sáng nhân tạo nhằm bổ sung cho ánh sáng tự nhiên để giúp cây phát triển. Cường độ ánh sáng được điều chỉnh phù hợp với từng loại thực vật và giai đoạn sinh trưởng. Dưới sự tác động của trọng lực, tốc độ sinh trưởng của thực vật xảy ra nhanh hơn so với thông thường, rút ngắn 30% thời gian từ lúc gieo trồng tới khi thu hoạch. Đồng thời, cắt giảm 98% lượng nước cần thiết so với phương pháp truyền thống, tiết kiệm 96% diện tích canh tác và sử dụng ít hơn 40% năng lượng so với các trang trại khác. Đặc biệt, chất lượng cũng như độ an toàn thực phẩm của các loại rau, củ, quả được đảm bảo do không sử dụng phân bón hóa chất, thuốc tăng trưởng và thuốc trừ sâu.

Sản phẩm rau, củ, quả của trang trại Green Spirit được bán cho các nhà phân phối và siêu thị trong toàn TP. New Buffalo, tiểu bang Michigan.

Trang trại Nuvege (Nhật Bản)

Nuvege là một trang trại dạng thẳng đứng trồng cây trong nước (thủy canh) rất độc đáo tại Nhật Bản, với kiểu trồng rau sạch kết hợp cả nông nghiệp và công nghiệp, đảm bảo được cả số lượng, chất lượng sản phẩm. Bằng cách sử dụng mạng lưới chiếu sáng để cung cấp cho quá trình quang hợp, người nông dân có thể tăng cường sản lượng của hoa màu, nhưng vẫn đảm bảo tối thiểu lượng khí thải CO2.

Mô hình trang trại Nuvege giúp cây phát triển tốt, độ đồng đều cao, thời gian thu hoạch nhanh (giảm 10 - 15 ngày so với trồng theo cách thông thường). Sau 5 tuần gieo giống, rau cho thu hoạch mà không phải phun bất cứ loại thuốc bảo vệ thực vật nào. Tại trang trại, công nhân viên làm việc được mặc áo bảo hộ lao động vô trùng, đảm bảo rau sạch, không bị sâu bệnh. Đặc biệt, rau, củ của trang trại Nuvege thuận tiện khi thu hoạch, bởi rễ cây sạch, không dính chất bẩn hay đất, chỉ cần rút cây khỏi hộp nhựa, cắt gốc, sau đó mang bán.

Hiện tại, các loại sản phẩm chính của trang trại Nuvege bao gồm rau diếp, cải bắp, cải xoăn… Mô hình này đang được áp dụng rộng rãi tại Nhật Bản để cung cấp rau sạch cho người dân.

Nguyễn Văn Lãm

Tạp chí Môi trường