Tác giả: Zhang Chaoqin. Nguồn: DIGITIMES

Sự gia tăng dân số nhanh chóng và xu hướng đô thị hóa phát triển được dự đoán sẽ thúc đẩy sự phát triển của ngành nông nghiệp thẳng đứng. Nông nghiệp thẳng đứng được cho là có thể giải quyết một số vấn đề trong sản xuất lương thực, nhưng liệu nó có thể là một giải pháp bền vững cho sản xuất lương thực hay không, các chuyên gia tin rằng trên thực tế vẫn còn nhiều thách thức.

Theo các báo cáo của Food Navigator và The Guardian, cũng như các cuộc khảo sát của Liên Hợp Quốc, dân số toàn cầu sẽ tăng từ 7,3 tỷ người hiện nay lên 8,5 tỷ người vào năm 2030 và 9,7 tỷ người vào năm 2050. FAO ước tính rằng để đáp ứng và nuôi sống dân số vào năm 2050, sản lượng lương thực sẽ tăng 70% so với năm 2007, và đến năm 2050, sản lượng ngũ cốc toàn cầu phải tăng từ 2,1 tỷ tấn lên 3 tỷ tấn. Sản lượng thịt cần phải tăng gấp đôi, lên 470 triệu tấn.

Việc điều chỉnh và bổ sung thêm đất cho sản xuất nông nghiệp có thể không nhất thiết giải quyết được vấn đề ở một số quốc gia. Vương quốc Anh đã sử dụng 72% diện tích đất cho sản xuất nông nghiệp, nhưng vẫn cần nhập khẩu lương thực. Vương quốc Anh cũng đang cố gắng sử dụng các phương pháp canh tác khác, chẳng hạn như sử dụng các đường hầm chống bom còn sót lại từ Thế chiến II để trồng trọt theo kiểu nhà kính tương tự. Người khởi xướng Richard Ballard cũng có kế hoạch mở rộng phạm vi trồng trọt vào năm 2019.

Mặt khác, việc sử dụng nước cũng là một trở ngại đối với sản xuất lương thực. Theo thống kê của OECD, khoảng 70% lượng nước sử dụng là dành cho nông nghiệp. Biến đổi khí hậu cũng làm trầm trọng thêm các vấn đề sản xuất. Đô thị hóa cũng đòi hỏi hệ thống sản xuất lương thực phải đáp ứng nhu cầu của dân số đô thị đang tăng nhanh trong bối cảnh thiếu hụt lao động nông thôn, đất đai và nguồn nước hạn chế. Những vấn đề này đang thúc đẩy sự phát triển của các trang trại thẳng đứng.
Đặc điểm sử dụng ít đất của các trang trại thẳng đứng sẽ mang lại cơ hội cho phép sản xuất nông nghiệp đi vào thành phố, đồng thời gần gũi hơn với người tiêu dùng đô thị. Khoảng cách từ trang trại đến người tiêu dùng được rút ngắn, giúp toàn bộ chuỗi cung ứng được thu hẹp, và người tiêu dùng thành thị sẽ quan tâm hơn đến nguồn thực phẩm và dễ dàng tiếp cận hơn với nguồn dinh dưỡng tươi ngon. Trước đây, người dân thành thị khó có thể tiếp cận thực phẩm tươi ngon và lành mạnh. Các trang trại thẳng đứng có thể được xây dựng ngay trong bếp hoặc sân sau nhà của họ. Đây sẽ là thông điệp quan trọng nhất mà sự phát triển của các trang trại thẳng đứng mang lại.

Ngoài ra, việc áp dụng mô hình nông trại thẳng đứng sẽ tác động rộng rãi đến chuỗi cung ứng nông nghiệp truyền thống, và việc sử dụng các loại thuốc nông nghiệp truyền thống như phân bón tổng hợp, thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ sẽ giảm đáng kể. Mặt khác, nhu cầu về hệ thống HVAC và hệ thống điều khiển sẽ tăng lên để duy trì điều kiện tốt nhất cho việc quản lý khí hậu và nguồn nước sông. Nông nghiệp thẳng đứng thường sử dụng đèn LED đặc biệt để mô phỏng ánh sáng mặt trời và các thiết bị khác để thiết lập kiến ​​trúc trong nhà hoặc ngoài trời.

Việc nghiên cứu và phát triển các trang trại thẳng đứng cũng bao gồm “công nghệ thông minh” đã đề cập ở trên để giám sát các điều kiện môi trường và tối ưu hóa việc sử dụng nước và khoáng chất. Công nghệ Internet vạn vật (IoT) cũng sẽ đóng một vai trò quan trọng. Nó có thể được sử dụng để ghi lại dữ liệu về sự phát triển của cây trồng. Việc thu hoạch cây trồng sẽ được theo dõi và giám sát bằng máy tính hoặc điện thoại di động ở những nơi khác.

Nông trại thẳng đứng có thể sản xuất nhiều lương thực hơn với ít đất và nước hơn, đồng thời tránh xa các loại phân bón và thuốc trừ sâu hóa học độc hại. Tuy nhiên, các giá đỡ xếp chồng lên nhau trong phòng đòi hỏi nhiều năng lượng hơn so với nông nghiệp truyền thống. Ngay cả khi có cửa sổ trong phòng, thường vẫn cần ánh sáng nhân tạo do những hạn chế khác. Hệ thống kiểm soát khí hậu có thể cung cấp môi trường trồng trọt tốt nhất, nhưng cũng tiêu tốn khá nhiều năng lượng.

Theo số liệu thống kê từ Bộ Nông nghiệp Anh, rau diếp được trồng trong nhà kính, và ước tính cần khoảng 250 kWh (kilowatt giờ) năng lượng mỗi mét vuông diện tích trồng mỗi năm. Theo nghiên cứu hợp tác liên quan của Trung tâm Nghiên cứu DLR của Đức, một trang trại thẳng đứng có cùng diện tích trồng cần mức tiêu thụ năng lượng đáng kinh ngạc là 3.500 kWh mỗi năm. Do đó, làm thế nào để cải thiện mức sử dụng năng lượng hợp lý sẽ là một chủ đề quan trọng cho sự phát triển công nghệ trong tương lai của các trang trại thẳng đứng.

Ngoài ra, các trang trại thẳng đứng cũng gặp vấn đề về nguồn vốn đầu tư. Một khi các nhà đầu tư mạo hiểm rút vốn, hoạt động kinh doanh sẽ ngừng lại. Ví dụ, Vườn thú Paignton ở Devon, Anh, được thành lập năm 2009. Đây là một trong những công ty khởi nghiệp trang trại thẳng đứng sớm nhất. Họ sử dụng hệ thống VertiCrop để trồng rau lá. Năm năm sau, do thiếu vốn đầu tư, hệ thống này cũng biến mất. Công ty kế nhiệm là Valcent, sau này trở thành Alterrus, và bắt đầu thiết lập phương pháp trồng trọt trong nhà kính trên mái nhà ở Canada, cuối cùng cũng kết thúc bằng phá sản.