Theo dự đoán của Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT), đến năm 2050, dân số trái đất đạt 9 tỷ người, trong đó 85% sống tại các đô thị. Vì thế phương thức sản xuất nông nghiệp truyền thống sẽ không đáp ứng được nhu cầu lương thực của con người.

Bên cạnh đó, trong 20 năm vừa qua chứng kiến sự phát triển vượt bậc của công nghệ nhưng trong xu thế đó, ngành công nghệ nông nghiệp gần như bị bỏ quên. Nghiêm trọng hơn, hầu hết thanh niên không có hứng thú với sản xuất nông nghiệp.

Từ những điều đó, Caleb Harper cùng các cộng sự tại MIT đã lên ý tưởng chuyển trồng trọt từ đồng ruộng vào phòng thí nghiệm (plantlab) kết hợp với ứng dụng các công nghệ mới và những gì họ làm được đã khiến thế giới phải kinh ngạc.

Ứng dụng tiến bộ công nghệ sinh học, tự động hóa, Internet of things... đã dẫn con người đến “vùng đất thánh” mới của nông nghiệp. Đồng ruộng đã có thể được thay thế bởi những phòng thí nghiệm khép kín với hệ thống tưới, bón phân và các yêu tố nhiệt độ, ánh sáng... hoàn toàn tự động theo từng loại cây trồng.

Mô hình plantlab của nhóm Caleb Harper tại MIT.

Sản phẩm từ mô hình plantlab.

Tất cả các cây được trồng trong plantlab của nhóm Caleb Harper đều được gắn cảm biến để phát hiện và ghi nhận những biến đổi, phát triển của cây. Nhu cầu của chúng về độ ẩm, nhiệt độ, CO2, O2 cũng như các loại dinh dưỡng khác cũng được các cảm biến này theo dõi và chuyển cho hệ thống. Những nhu cầu đó sẽ tự động được đáp ứng đầy đủ.

Nhóm nghiên cứu của Caleb Harper đã kết hợp với nhiều đối tác để xác định ra những điều kiện, cách thức chăm sóc đạt hiệu quả cao nhất cho nhiều loại cây và lưu trữ lại thành cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu đó cùng với những công nghệ được sử dụng trong chương trình plantlab được chia sẻ công khai dưới dạng mã nguồn mở.

Một số doanh nghiệp đã áp dựng thành công mô hình plantlab trong những chiếc container và tạo ra mô hình kinh doanh mới, hiệu quả. 

"Vườn rau" di động của Công ty Freight Farms (Mỹ).

Tại hội thảo “Ứng dụng IoT trong phát triển nông nghiệp công nghệ cao” được tổ chức tại TP.HCM vừa qua, mô hình “nông nghiệp container” made in Vietnam cũng trở thành đề tài nóng.

Theo các chuyên gia, mô hình này có những ưu điểm rất lớn so với phương thức truyền thống. Trong đó, ưu thế đầu tiên là việc người nông dân có thể chủ động chọn loại cây muốn trồng mà ít bị hạn chế về điều kiện tự nhiên, địa lý như trước kia.

Trong mô hình “nông nghiệp container”, khu vực cây sinh trưởng tách biệt với môi trường bên ngoài. Trong khu vực đó, tất cả các yếu tố thời tiết, dinh dưỡng đều được hệ thống điện tử tự động cung cấp phù hợp nhất với sự sinh trưởng của cây.

Nhờ vậy, việc trồng những loại cây vùng lạnh ở nơi có khí hậu nóng hay ngược lại mà vẫn đảm bảo được hương vị và chất lượng là điều hoàn toàn khả thi với công nghệ mới này.

Bảo quản và giữ được chất lượng nông sản tới khi cung cấp đến tay người tiêu dùng luôn là một bài toán khó của các doanh nghiệp. Theo Caleb Harper, thời gian trung bình một trái táo từ khi được hái đến khi lên kệ tại các cửa hàng ở Mỹ là khoảng 11 tháng và đến thời điểm đó, nhiều chất dinh dưỡng quan trọng đã bị mất đi, đó là chưa kể đến chi phí phát sinh thêm bởi vận chuyển và bảo quản.

Một ưu điểm khác mà “nông nghiệp container” đem lại là hạn chế tối đa quãng đường, thời gian vận chuyển nông sản. Do đó, người tiêu dùng được sử dụng những sản phẩm nông sản với đầy đủ hương vị và dinh dưỡng như khi vừa thu hoạch.

Môi trường sinh trưởng tách biệt với ngoại cảnh và được điều chỉnh bởi hệ thống điện tử làm giảm khả năng cây trồng bị sâu bệnh. Cùng với đó, việc tận dụng tối đa không gian để bố trí các lớp cây trồng giúp mô hình “nông nghiệp container” không chỉ cho sản lượng nông sản cao gấp nhiều lần trên cùng một diện tích mà còn đảm bảo độ “sạch” của sản phẩm.

PlantLab, một công ty Hà Lan đã đạt được năng suất gấp 40 lần sao với trồng ngoài trời. Công ty này cũng khẳng định với diện tích tương đương Hà Lan, họ có thể cung cấp lượng rau quả vượt quá nhu cầu của thể giới.

Phương pháp trồng rau năng suất cao ở Công ty PlantLab.

Với những ưu điểm kể trên, “nông nghiệp container” tỏ ra là phương án thích hợp để giải quyết những vấn đề mà nền nông nghiệp của chúng ta đang gặp phải như: thực phẩm bẩn, diện tích đất canh tác bị thu hẹp, biến đổi khí hậu và sự phát triển của các loại sâu bệnh... Nhưng vấn đề chi phí là bài toán mà chúng ta phải giải quyết nếu muốn thực sự áp dụng mô hình “nông nghiệp container” một cách rộng rãi.

Theo chia sẻ của một số chuyên gia, doanh nghiệp, chi phí để xây dựng và vận hành “container” vẫn còn cao nên chỉ thích hợp trồng một số loại nông sản có giá trị hoặc tại các khu vực đời sống tương đối khá giả nhu cầu lớn về rau sạch.

Nhưng với những tiến bộ của ngành nông nghiệp, sinh học cũng như tự động hóa, Internet of things và nhất là khai thác năng lượng mặt trời, mô hình “nông nghiệp container” sẽ thay đổi toàn bộ nền nông nghiệp của chúng ta.

Nguồn Khampha