Khi dân số toàn cầu dự kiến sẽ đạt 10 tỷ người vào năm 2050, những thách thức về cung cấp lương thực và an ninh lương thực đang trở nên cấp bách hơn. Tình trạng khan hiếm đất nông nghiệp và thiếu nước ngày càng tăng đang gây áp lực lên các phương pháp canh tác truyền thống. Canh tác trong nhà, còn được gọi là canh tác thẳng đứng, đưa ra một giải pháp đầy hứa hẹn cho những thách thức này.
Canh tác trong nhà bao gồm sản xuất lương thực trong không gian kín, nơi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, hàm lượng CO2 trong không khí và hàm lượng dinh dưỡng trong đất có thể được kiểm soát chính xác để thúc đẩy sự phát triển tối ưu của cây trồng. Siemens, công ty hàng đầu thế giới về công nghệ tự động hóa và số hóa, đang cung cấp các giải pháp giúp canh tác trong nhà an toàn hơn và hiệu quả hơn.
Chẳng hạn, Siemens đã hợp tác với 80 Acres Farms, một công ty nông nghiệp trong nhà sử dụng 100% năng lượng tái tạo để vận hành các trang trại của mình, mang lại năng suất cao gấp 300 lần so với đất nông nghiệp thông thường và sử dụng ít nước hơn 95%. Với các công nghệ của Siemens, 80 Acres Farms có thể theo dõi và điều chỉnh các điều kiện sinh trưởng của cây trồng suốt ngày đêm, đảm bảo cây trồng phát triển hoàn hảo.
Canh tác trong nhà cũng mang lại lợi ích bảo tồn tài nguyên. Bằng cách trồng cây trong thủy canh, nghĩa là trồng cây trong dung dịch giàu chất dinh dưỡng thay vì đất, có thể sản xuất cùng một lượng lương thực trên một diện tích nhỏ hơn nhiều so với nông nghiệp truyền thống. Ngoài ra, năng suất cao hơn đáng kể, làm cho canh tác trong nhà trở thành một cách hiệu quả và bền vững để sản xuất lương thực.
Tương lai của nông nghiệp nằm ở những khái niệm mới như canh tác trong nhà, giúp đáp ứng những thách thức ngày càng tăng về nguồn cung cấp lương thực và an ninh lương thực. Với các công nghệ số hóa và tự động hóa, có thể đảm bảo sự phát triển tối ưu của cây trồng, biến canh tác trong nhà trở thành một giải pháp thay thế an toàn và hiệu quả cho nông nghiệp truyền thống.
Canh tác thẳng đứng: Giải pháp bền vững cho biến đổi khí hậu và mất an ninh lương thực
Tác động của biến đổi khí hậu ngày càng trở nên rõ ràng, trong đó sản xuất nông nghiệp là một trong những ngành chịu tác động nặng nề nhất. Để giải quyết thách thức này, nông dân, nhà nông học, kỹ sư nông nghiệp và nhà khoa học đang chuyển sang các giải pháp sáng tạo như canh tác thẳng đứng. Phương pháp này liên quan đến việc trồng trọt theo các lớp xếp chồng lên nhau theo chiều dọc, sử dụng ánh sáng nhân tạo và môi trường được kiểm soát chính xác. Canh tác thẳng đứng mang lại nhiều lợi ích, bao gồm sản xuất quanh năm, giảm lượng nước sử dụng và năng suất cây trồng cao hơn.
Một lợi thế đáng kể của canh tác thẳng đứng là khả năng vượt qua các thách thức liên quan đến khí hậu. Với nền nông nghiệp truyền thống, cây trồng dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của thời tiết như hạn hán, lũ lụt, nhiệt độ khắc nghiệt dẫn đến năng suất giảm, mất mùa. Tuy nhiên, canh tác trong nhà có thể hoạt động độc lập với điều kiện thời tiết, đảm bảo nguồn cung cấp thực phẩm ổn định và đáng tin cậy. Ngoài ra, bằng cách giảm khoảng cách vận chuyển, canh tác trong nhà cũng có thể giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính, góp phần làm sạch môi trường.
Một ưu điểm khác của canh tác thẳng đứng là tính linh hoạt về vị trí. Không giống như nông nghiệp truyền thống, đòi hỏi đất đai màu mỡ, điều kiện khí hậu thuận lợi và đủ không gian, canh tác thẳng đứng có thể được thiết lập hầu như ở mọi nơi, bao gồm cả sa mạc, vùng cực và khu vực đô thị. Bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến như tự động hóa và số hóa, canh tác trong nhà có thể đạt được tốc độ tăng trưởng cây trồng tối ưu ở bất kỳ địa điểm nào, mang đến giải pháp bền vững cho tình trạng mất an ninh lương thực.
Theo dữ liệu mới nhất, canh tác trong nhà đang có mức tăng trưởng thị trường đáng kể, với mức tăng hàng năm là 25%. Các chuyên gia ước tính rằng tiềm năng thị trường cho các giải pháp canh tác trong nhà là khoảng 3 tỷ euro, cho thấy mối quan tâm ngày càng tăng đối với nông nghiệp bền vững. Bằng cách sử dụng công nghệ chuỗi khối và các giải pháp sáng tạo khác, canh tác trong nhà cũng có thể đảm bảo tính minh bạch và truy xuất nguồn gốc trong toàn bộ chuỗi cung ứng, tạo dựng niềm tin giữa người tiêu dùng và các bên liên quan.
Mở rộng quy mô canh tác theo chiều dọc: Cách Siemens và các trang trại 80 mẫu Anh đang số hóa nông nghiệp trong nhà
Canh tác thẳng đứng đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây như một cách bền vững để sản xuất lương thực ở các khu vực đô thị với không gian hạn chế. Một dự án gần đây được thực hiện bởi Siemens và 80 Acres Farms, một công ty hàng đầu về nông nghiệp trong nhà có trụ sở tại Ohio (Mỹ), cho thấy những lợi ích của canh tác thẳng đứng được số hóa. Theo dữ liệu từ dự án, canh tác trong nhà có thể sản xuất lương thực trên một mét vuông gấp 300 lần so với các phương pháp canh tác truyền thống, trong khi sử dụng ít nước hơn 95%.
Siemens đang giúp 80 Acres Farms mở rộng quy mô trang trại trong nhà của họ bằng cách số hóa hoạt động của họ thông qua nền tảng vòng lặp được phát triển bởi công ty con Infinite Acres. Dự án tập trung vào cách tiếp cận toàn diện bao gồm thiết bị phân phối điện, công nghệ quản lý tòa nhà và năng lượng, giải pháp tự động hóa và số hóa, cũng như rô-bốt và tự động hóa để tối ưu hóa sản xuất. Nền tảng này cho phép giám sát hệ thống chữa cháy, an ninh và phân phối điện thông qua một giao diện duy nhất. Các thiết bị cạnh và giao diện người-máy cũng giám sát việc quản lý cây trồng và kiểm soát các điều kiện môi trường.
Mặc dù canh tác trong nhà tiêu thụ nhiều năng lượng hơn đáng kể so với nông nghiệp ngoài trời, 80 Acres Farms sử dụng 100% năng lượng tái tạo để vận hành trang trại của họ. Dự án được hỗ trợ bằng vốn cổ phần từ Siemens Financial Services (SFS), đảm bảo một cách tiếp cận bền vững để mở rộng quy mô canh tác trong nhà.
Tóm lại, canh tác theo chiều dọc được số hóa mang lại một cách bền vững và hiệu quả để sản xuất lương thực. Dự án Siemens và 80 Acres Farms nêu bật những lợi ích của việc mở rộng quy mô canh tác trong nhà thông qua cách tiếp cận toàn diện bao gồm tự động hóa, số hóa và các nguồn năng lượng tái tạo. Khi nhu cầu sản xuất lương thực bền vững tăng lên, canh tác trong nhà mang đến một giải pháp đầy hứa hẹn để nuôi sống dân số ngày càng tăng của chúng ta.