Nông trại trong nhà: Năng suất gấp 100 lần

Đáng nói là so với việc trồng trọt trên các cánh đồng ngoài trời, nông trại trong nhà này tốn ít hơn 40% năng lượng, lượng rau bị hư hại cũng ít hơn 80% và ít hơn 99% lượng nước sử dụng.

Tổng giám đốc Shigeharu Shimamura của Mirai, công ty trồng trọt trong nhà của Nhật, chính là người đã xây dựng nên nông trại này. Nông trại được trang bị hệ thống gồm 17.500 đèn LED, do hãng GE Japan phát triển, trong một môi trường không vi khuẩn, không thuốc trừ sâu, nhờ đó giúp cây trồng tăng trưởng nhanh hơn gấp 2,5 lần. Điều thú vị là nông trại trong nhà bằng phân nửa kích cỡ của một sân bóng đá này, trước đây là một xưởng sản xuất chất bán dẫn, nhưng đã được ông Shimamura tận dụng làm nơi canh tác.

Ý tưởng lột xác xưởng sản xuất thành nông trại lớn nhất thế giới đến từ một trận thảm họa. Đó là trận động đất và sóng thần năm 2011, vốn đã làm rung chuyển cả nước Nhật, khiến cho lương thực bị thiếu hụt nghiêm trọng, còn tòa nhà này thì bị bỏ hoang. Vì thế, ông Shimamura đã nảy ra ý tưởng biến nhà máy này trở thành một nông trại, vừa mang lại mục đích sử dụng mới cho tòa nhà, vừa giúp được người dân có được nguồn rau quả tươi, sạch.

Ông Shimamura đã rút ngắn được chu kỳ ngày và đêm trong môi trường canh tác nhân tạo, giúp cây lớn nhanh hơn trong khi tối ưu hóa được nhiệt độ, ánh sáng và độ ẩm. Ông cũng tận dụng tối đa diện tích trồng với hình thức trồng theo chiều dọc.

Theo phương pháp canh tác truyền thống, một lượng nước lớn bị lãng phí chảy qua đất cũng như bốc hơi vào không khí. Nhưng trong môi trường khép kín của một nhà xưởng, Mirai đã không làm cho nước thất thoát vào đất. Công ty cũng có thể thu gom độ ẩm mà cây trồng thải ra vào trong không khí. Nước được thu gom sẽ được tái sử dụng, tương tự như hệ thống tuần hoàn trên Trái đất. Tức là sau khi được giải phóng từ các cây cỏ trên mặt đất, độ ẩm được thu gom lại, tạo thành những đám mây rồi ngưng tụ thành các hạt nước, rớt xuống đất thành mưa. Cách vận hành nông trại trong nhà của Mirai cũng tương tự như thế.

Hiện tại, quy trình này “chỉ mới là bán tự động. Máy móc làm một số công việc, nhưng khâu hái rau thì làm bằng tay. Tuy nhiên, trong tương lai, tôi hy vọng sẽ có được những con robot chuyên thu hoạch. Chẳng hạn, robot có thể gieo giống, hoặc cắt rau và thu hoạch rau, hoặc vận chuyển những phần rau đã thu hoạch xong để đi đóng gói”, ông Shimamura cho biết.

Niềm đam mê làm nông trong ông Shimamura đã có từ hồi còn nhỏ. Ông đã hình thành ý tưởng thực hiện một nông trại trong nhà từ khi là một cậu thiếu niên khi ông đến thăm một “nhà máy rau quả” tại Triển lãm Khoa học Công nghệ Quốc tế năm 1985 ở Tsukuba, Nhật. Với sự đam mê thích thú, ông đã theo học ngành sinh lý học cây trồng tại Đại học Nông nghiệp Tokyo và vào năm 2004, ông đã thành lập công ty Mirai, trong tiếng Nhật có nghĩa là “tương lai”.

Ông Shimamura không ngừng nghĩ về những ứng dụng trong tương lai, về những công nghệ mới trong ngành trồng trọt và bành trướng rộng hơn. “Tôi nghĩ rằng ít nhất về mặt kỹ thuật, chúng tôi có thể sản xuất bất kỳ một loại cây trồng nào trong một nhà máy. Nhưng điều có ý nghĩa nhất về tính kinh tế là làm sao sản xuất ra các loại rau tăng trưởng nhanh. Điều đó có nghĩa là hiện tại, chúng ta chỉ có thể trồng rau ăn lá, nhưng trong tương lai, chúng ta có thể mở rộng sang hàng loạt loại rau củ khác.

Hiện tại, chúng tôi không chỉ nghĩ đến trồng rau quả mà nhà máy còn có thể sản xuất ra cây trồng để làm dược liệu. Tôi tin rằng trong tương lai gần, chúng tôi có thể sản xuất ra nhiều loại sản phẩm khác nhau”, ông nói.

Một điểm đặc biệt của mô hình canh tác này là trồng theo chiều dọc, giúp tiết kiệm không gian. Chính vì ưu điểm này mà các nông trại trồng theo chiều dọc trong nhà có thể dễ dàng được áp dụng để sản xuất lương thực tại chỗ ở những khu đô thị đông đúc, có chi phí đắt đỏ trên khắp thế giới. Và quan trọng hơn, với công nghệ mà Mirai đã phát triển, mô hình nông trại trong nhà có thể được nhân rộng ở những nơi các nguồn tài nguyên như nước bị khan hiếm, hoặc diện tích quá chật hẹp, hoặc những nơi thời tiết không thuận lợi.

“Hiện dân số thế giới vào khoảng 7 tỷ người. Trong số đó, khoảng 800-900 triệu người đang rơi vào cảnh đói. Mọi người khắp nơi trên thế giới đang tự hỏi không biết liệu chúng ta có thể sản xuất nhiều lương thực hơn để hóa giải tình huống gay go này. Chúng tôi biết nước đóng vai trò lớn trong chuyện này và công nghệ mà Mirai phát triển đã sử dụng lượng nước thường để trồng rau chưa tới 1%”, ông nói.

Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết cuộc khủng hoảng lương thực đang diễn ra trên toàn cầu. Theo Ngân hàng Thế giới và Liên hiệp Quốc, sẽ không có đủ lương thực để nuôi sống dân số thế giới vào năm 2050, trong khi tổ chức Global Harvest Initiative, thì dự báo cuộc khủng hoảng sẽ diễn ra sớm hơn - vào năm 2030, nếu tốc độ sản xuất lương thực vẫn giữ ở mức hiện tại.

Một tin vui là một nông trại trong nhà tương tự của ông Shimamura đang được xây dựng tại Hồng Kông - nơi có mật độ dân số đông đúc trong khi giá đất cực kỳ đắt đỏ, thực phẩm sản xuất tại chỗ thì rất hiếm. Nông trại này dự kiến sẽ sản xuất ra khoảng 5.000 búp xà lách mỗi ngày. “Lý do Mirai đặt chân đến Hồng Kông là vì hầu hết rau tại đây đều nhập khẩu từ bên ngoài và mọi người rất quan ngại về mức độ an toàn thực phẩm”, ông cho biết.

Trong khi đó, tại Mông Cổ, Mirai cũng có 2 nhà máy nhỏ hơn: một ở sa mạc Gobi và một ở Ulaanbaatar. Mirai đang đặt một nhà máy tại Nga cũng vì lý do tương tự như tại Mông Cổ. Đó là tại đây, khí hậu cũng khắc nghiệt đến nỗi người dân không trồng được bất kỳ loại rau nào ngoài trời trong suốt mùa đông. Vì thế, hầu hết đều nhập nhẩu từ châu Âu - một khoảng cách rất xa, đặc biệt đối với những ai sống ở rìa Đông của đất nước. Nhà máy của Mirai ở Nga dự kiến sẽ sản xuất 10.000 bó rau diếp vào mùa xuân tới một khi bắt đầu khởi động.

Dẫu vậy, để phát triển mô hình canh tác theo công nghệ của Mirai, có 2 thách thức lớn. Để xây dựng một nhà máy cây trồng, cần có cơ sở hạ tầng nhất định như hệ thống điện và nguồn cung nước ổn định. “Khi xây dựng nông trại trong nhà, Mirai đã phải tư vấn với hãng GE Japan. Chúng tôi đã nói về việc xây một nhà máy có máy phát điện sẵn sàng đâu vào đó”, ông Shimamura nói. Một yếu tố khác là phải có sẵn cơ sở hạ tầng viễn thông. “Tại Nhật, chúng tôi thực hiện rất nhiều khâu đào tạo, huấn luyện cũng như giám sát hệ thống trực tuyến từ xa, vì thế mạng internet ổn định và các cơ sở hạ tầng viễn thông khác cũng rất quan trọng”, ông cho biết thêm.