Canh tác theo chiều đứng – một giải pháp mới?

Mô hình nông nghiệp công nghệ cao có thể cho ra đời một phương cách giải quyết sản lượng nông sản và an ninh lương thực trong những năm sắp tới.

Vườn cà chua trong nhà trồng theo chiều đứng.

Giá bình quân lương thực trên thế giới đã tăng 2,6% hàng năm trong vòng hai thập kỷ vừa qua. Nếu xu hướng đó tiếp tục, không chỉ chất lượng cơ bản của đời sống bị đe dọa mà an ninh lương thực cũng bị đe dọa.

Vấn đề đói và suy dinh dưỡng kéo dài, nhất là ở các nước đang phát triển. Sự khan hiếm thực phẩm cũng liên quan đến bất ổn chính trị và bạo lực. Theo chương trình lương thực thế giới của LHQ, giá lương thực cao nhất vào năm 2008 đã khiến  bạo loạn nổ ra tại 48 quốc gia, trong đó có cả các quốc gia bất ổn như Somalia và Yemen. Chi phí lương thực tăng phản ánh các xu hướng thất bại lâu nay của nông nghiệp truyền thống. Canh tác theo chiều đứng, một mô hình nông nghiệp công nghệ cao có thể cho ra đời một phương thức ứng phó với sản lượng nông sản và an ninh lương thực trong những năm tới, thậm chí điều đó có thể không tác động lên giá cả lương thực trong nhiều tháng tới.

Tại sao canh tác truyền thống gây nhiều phiền phức?

Canh tác trên các cánh đồng đòi hỏi lao động, các điều kiện thời tiết phù hợp, nắng trời đầy đủ cho quang hợp, thủy lợi và thường phải sử dụng thuốc diệt sâu bệnh để bảo vệ cây trồng. Phân tích chung, các xu hướng lớn có thể cho thấy nguyên nhân sâu xa đằng sau việc chuyển đổi trong nông nghiệp truyền thống.

* Những thay đổi dân số và xã hội

Nguồn cung lương thực toàn cầu không thể bắt kịp sự gia tăng dân số thế giới. Theo FAO, việc sản xuất lương thực phải tăng 70% trước năm 2050 mới đáp ứng các nhu cầu lương thực của thế giới. Việc tăng sản lượng lại gặp phải một lực cản lớn – sự đô thị hóa lấy mất đất canh tác đồng thời đẩy người dân phải bỏ nghề nông.

* Sự khan hiếm tài nguyên

Nông nghiệp hút hết 70% lượng nước của số nước tiêu thụ toàn cầu, làm tăng chi phí. Theo ước tính, một nửa dân số thế giới sẽ gặp phải nạn khan hiếm nước vào năm 2030, các phương pháp sản xuất nông nghiệp không bền vững. Sự không hiệu quả của chuỗi cung ứng góp phần vào hệ quả khan hiếm. Sự thất thoát trong khi thu hoạch, đóng gói, chế biến và phân phối  theo báo cáo của Natural Resources Defense Council lên đến 40%.

* Sự bất bình đẳng

Ngoài những vấn đề trầm kha như suy dinh dưỡng và đói nghèo lan rộng ở các nước đang phát triển, bất bình đẳng liên quan đến giá lương thực cũng tăng lên ở các nước công nghiệp hóa. Ở những nơi như Mỹ, chi phí thực phẩm tươi sống khiến người dân bị tổn thương khi chọn các loại thực phẩm công nghiệp nhiều béo và đường nhưng ít giá trị dinh dưỡng. Hậu quả của sự chọn lựa đó là dịch béo phì cùng với các bệnh liên quan đến thực phẩm như đái tháo đường trên cả nước. Ngược lại, những hộ thu nhập cao đang tăng nhu cầu về các “siêu thực phẩm” bổ dưỡng như cải xoăn giàu chất chống oxy hóa và diêm mạch nhiều protein. Vì các đòi hỏi về lương thực toàn cầu và chi phí trong nông nghiệp tiếp tục tăng, viễn cảnh cải thiện sức khỏe và điều kiện dinh dưỡng là bi đát cho các gia đình thu nhập thấp ở các nước.

* Sự biến động

Nông nghiệp vẫn là một trong những ngành dễ tổn thương khi thiên tai diễn ra. Biến đổi khí hậu tạo ra các biến cố thời tiết cực đoan thường xuyên hơn, có thể làm thiệt hại toàn bộ vụ mùa. Nhiệt độ cao cũng khiến cho dịch bệnh cây trồng nhiều hơn. Ngoài ra, chính sách nhà nước cũng có thể ảnh hưởng đến giá cả và sản lượng lương thực. Chẳng hạn, việc chuyển đổi từ cây bắp lương thực sang cây bắp nhiên liệu ở Mỹ đã đẩy giá từ 2 hoặc 3USD mỗi 36 lít lên 7USD.

Một vườn rau canh tác theo chiều đứng. Ảnh: TL

Canh tác theo chiều đứng thoát khỏi các thách thức

Một câu trả lời cho các vấn đề cung ứng lương thực đang nổi lên từ các cấu trúc công nghệ cao đối với bàn ăn của chúng ta. Canh tác theo chiều đứng, một thuật ngữ được gọi bởi Dickson Despommier, là cách làm nông với những lớp cây trồng chồng lên nhau theo chiều dọc. Các “nông trại” có cấu trúc khép kín giống như nhà kho và các container vận chuyển để cung cấp một môi trường trồng cây được kiểm soát trong một hệ thủy canh hoặc khí canh. Các bộ cảm biến điện tử bảo đảm rằng các loại cây trồng nhận được lượng ánh sáng đầy đủ từ nguồn đèn LED, các dưỡng chất, và nhiệt. Lợi ích từ cách làm này bao gồm sự độc lập với đất canh tác, các khả năng trồng quanh năm, ít tiêu thụ nước, và sự dự báo về cây trồng được cải thiện.

Chẳng hạn, AeroFarms, một nông trại theo chiều dọc rộng 6.500m2 trong một nhà máy thép được cải tạo lại ở New Jersey, tuyên bố sử dụng tiết giảm 95% nước và năng suất cao hơn 390 lần so với năng suất của một nông trại thương mại có diện tích tương đương. Công ty Growtainer bán các container vận chuyển hàng 20 hoặc 40 foot dễ thao tác để dùng làm nông trại thủy canh biệt lập. Mục tiêu là giúp cho các cộng đồng rau lá tăng trưởng ở cùng một nơi chúng sẽ được tiêu thụ, như ở các trường học, ngân hàng thực phẩm, nhà hàng, và các trại lính.

Các trang trại theo chiều dọc có thể đáp ứng nhu cầu do dân số tăng bằng phương pháp sản xuất lương thực không phải chịu sự biến động và rủi ro như là nông nghiệp truyền thống. Trong khi các trang trại theo chiều dọc cần ít nước và đất canh tác hơn trang trại truyền thống, và hoàn toàn trung tính về carbon. Footprint (đơn vị tiêu tốn) môi trường của các trang trại này tùy thuộc rất nhiều vào nguồn điện để thắp sáng và kiểm soát môi trường trong nhà. Khi các nguồn năng lượng tái tạo trở nên phổ biến hơn, chi phí carbon của canh tác theo chiều đứng sẽ giảm liên tục. Từ góc độ thị trường, nó có thể kéo giá xuống, nhưng ở cấp độ xã hội, hy vọng rằng canh tác theo chiều đứng có thể giải quyết những khoảng cách về nhu cầu mà canh tác truyền thống thất bại.

Có vẻ hứa hẹn nhưng chưa lường hết mọi chuyện

Sự hứa hẹn về xã hội, sinh thái và kinh tế của canh tác theo chiều dọc đã được chấp nhận nhưng chưa được đánh giá đủ. Do nhiều yếu tố khác nhau liên quan đến vị trí địa lý, khác biệt văn hóa, chính sách hỗ trợ, động cơ của nhà đầu tư, và các điều kiện thị trường nông nghiệp địa phương, điều phù hợp với các công ty được mô tả ở trên có thể không phù hợp với các công ty khác tham gia canh tác theo chiều đứng. Hơn nữa, còn có những hạn chế đối với các loại cây trồng có thể trồng ở môi trường trong nhà. Chẳng hạn, trái cây và rau, phần không ăn được, như lá, thân và rễ sẽ không có lợi cho không gian canh tác theo chiều đứng hoặc các nguồn lợi. Đối với các nông dân kinh doanh quan tâm đến phát triển canh tác theo chiều đứng và các doanh nghiệp xã hội nhìn thấy tiềm năng trong ngành canh tác này để giải quyết lương thực địa phương và các vấn đề đói kém, có nhiều cách để làm cho giá cả thấp đi và cải thiện cơ hội thành công cho họ.