Viễn cảnh nhà máy thực vật trong tương lai (kỳ 1)

STNN - Thiên tai và thời tiết khắc nghiệt không ngừng ảnh hưởng đến sản xuất lương thực toàn cầu. Làm thế nào chúng ta có thể đảm bảo lương thực cho người dân trên toàn thế giới trong tương lai? Sự xuất hiện của các nhà máy thực vật đã mở ra một giải pháp đáng mong đợi.

• Ai đang lấy đi lương thực của chúng ta?
• Hội thảo quốc tế “Biến đổi khí hậu và An ninh lương thực tại các quốc gia đang phát triển”

"Nhà máy thực vật là gì?"

Với phương thức sản xuất nông nghiệp truyền thống, trông chờ vào “ân huệ” của ông trời, thì một khi gặp thiên tai, lũ lụt, hạn hán khó có thể đảm bảo lương thực cho nhiều người. Vậy, có cách nào để sản xuất lương thực ổn định và liên tục?

Nhà máy thực vật trông như thế nào? Mới đây, Dương Kì Trưởng nhà nghiên cứu tại Viện Nông nghiệp Đô thị thuộc Học viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc và là nhà khoa học hàng đầu của nhà máy thực vật thông minh, đã giới thiệu chi tiết về tình hình hiện tại và tương lai của nhà máy thực vật trong chương trình “Giảng đường kinh tế Trung Quốc" trên kênh Tài chính CCTV.

Cái gọi là nhà máy thực vật - chính là không cần canh tác trên đất, không phun thuốc bảo vệ thực vật, không chịu ảnh hưởng của môi trường tự nhiên; các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ, dinh dưỡng… mà thực vật cần đều được đáp ứng trong điều kiện công xưởng hóa hoàn toàn. Các nhà máy này được coi là sự “lật đổ” phương thức canh tác truyền thống và đại diện cho hướng phát triển của nông nghiệp trong tương lai.

Nhà máy thực vật cần ba yếu tố cốt lõi: Thứ nhất, thay thế ánh sáng mặt trời bằng nguồn sáng nhân tạo và thay thế đất bằng dung dịch dinh dưỡng; Thứ hai, cần nhiệt độ, độ ẩm, carbon dioxide và các môi trường khác có thể kiểm soát được; Thứ ba, cần một số thiết bị thông minh. Với ba yếu tố cốt lõi này, việc sản xuất lương thực có thể được thực hiện trong điều kiện công xưởng hóa.

Xà lách có sản xuất được trong môi trường nhà máy thực vật không? Đầu tiên, hạt được gieo trên khay có lỗ, sau hai hoặc ba ngày nảy mầm, hạt trở thành mầm nhỏ, sau đó được gửi đến xưởng ươm cây giống. Sau 12-14 ngày, sau khi cây mọc mầm, cây con được trồng lên khay canh tác và gửi đến xưởng trồng trọt. Sau 20 - 22 ngày trồng, khi xà lách phát triển đạt trọng lượng từ 100 - 120 gam thì có thể thu hoạch, đóng gói và cuối cùng đưa ra thị trường tiêu thụ.

Do chi phí xây dựng và chi phí vận hành cao nên các giống cây trồng trong nhà máy chủ yếu là các loại cây thân lùn, có giá trị gia tăng cao, như: rau ăn lá, rau ăn quả, cây ăn quả, cây thuốc… Một số loại cây có tính thời vụ cao, chẳng hạn như dâu tây và việt quất, có thể được sản xuất quanh năm trong môi trường nhà máy thực vật.

Nhìn chung, với tư cách là một giai đoạn tiên tiến của nông nghiệp cơ sở, các nhà máy thực vật không chỉ có thể cung cấp các chất bổ sung hữu hiệu để đảm bảo giỏ rau của người dân, mà còn trở thành yếu tố quan trọng để nông dân làm giàu và chấn hưng sản xuất.

"Năng suất tăng hơn 40 lần"

Kể từ đầu thế kỷ 21, nhân loại đã phải đối mặt với nhiều thách thức khác nhau. Thứ nhất, dân số không ngừng gia tăng. Theo dự báo, đến năm 2050, dân số toàn cầu sẽ đạt 9,5 tỷ người, tương ứng tốc độ tăng lương thực phải đạt hơn 70%. Thứ hai, đất canh tác tiếp tục giảm. Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc, mỗi năm thế giới giảm từ 5 - 7 triệu ha đất canh tác. Thứ ba, tình trạng già hóa dân số của lực lượng lao động nông nghiệp rất nghiêm trọng.

Những thay đổi này đặt ra nhiều thách thức đối với an ninh lương thực trên toàn thế giới. Sự xuất hiện của các nhà máy thực vật, có thể là một cách hiệu quả để giải quyết những vấn đề này.

So với phương thức canh tác ngoài ruộng, năng suất trên một đơn vị diện tích của các nhà máy thực vật có thể đạt hơn 40 lần so với phương thức canh tác ngoài ruộng. Tại sao có thể làm được? Thứ nhất, trồng trọt trên cánh đồng giống như ở trong một ngôi nhà gỗ, và sản xuất của các nhà máy thực vật giống như ở trong một tòa nhà. Trên cùng một diện tích, ruộng canh tác trên một lớp, nhà máy thực vật có thể canh tác lên tới hơn 10 lớp, như vậy năng lực sản xuất trồng trọt có thể đạt hơn 10 lần. Thứ hai, chu kỳ sinh trưởng của cây trồng ngoài đồng ruộng dài hơn, ví dụ như rau ăn lá mất khoảng 70 ngày, nhưng trong môi trường nhà máy thực vật chỉ còn 34 ngày, rút ngắn một nửa chu kỳ. Thứ ba, nhà máy có thể sản xuất quanh năm trong khi ngoài đồng ruộng chỉ trồng được một hoặc hai vụ nên năng lực sản xuất của nhà máy đã tăng hơn gấp đôi.

Ngoài ra, xét ở góc độ hiệu quả sử dụng tài nguyên, các nhà máy thực vật có tỷ lệ sử dụng nguồn nước và phân bón cao, so với canh tác trên cánh đồng, có thể tiết kiệm tương ứng 90% lượng nước và phân bón.

Trong tương lai, các nhà máy thực vật có thể được xây dựng ở sa mạc, hải đảo, đất mặn kiềm, các tòa nhà chọc trời, tầng hầm ở các thành phố và một số địa điểm đặc biệt, chẳng hạn như tiền đồn trên cao nguyên, trạm vũ trụ ngoài không gian, thậm chí trên Mặt Trăng và Sao Hỏa. Thực vật có thể được sản xuất thông qua các nhà máy thực vật.

Hiện nay, mọi người đều rất quan tâm đến chất lượng nông sản. Tại nhà máy thực vật, cây trồng được sinh trưởng và phát triển trong môi trường rất sạch, không khí và nước đã được lọc sạch, cây trồng cơ bản không bị sâu bệnh và ô nhiễm kim loại nặng. Rau được sản xuất là an toàn, sạch và không ô nhiễm, có thể ăn trực tiếp mà không cần rửa. Do một số biện pháp khoa học được thực hiện trong quá trình thu hoạch của nhà máy thực vật, thời hạn sử dụng của rau sản xuất có thể lên đến một tuần. Hơn nữa, hương vị của rau rất ngon, có thêm độ ẩm và một chút vị ngọt.

Tựu trung lại, các nhà máy thực vật là rất cần thiết trong tương lai. Một mặt, nó có thể làm tăng đáng kể khả năng sản xuất lương thực và giải quyết một số vấn đề lớn như sự thiếu hụt lao động, tài nguyên… trong tương lai. Mặt khác, nó có thể cung cấp cho chúng ta các sản phẩm nông nghiệp chất lượng cao và cung cấp các giải pháp cung cấp lương thực ở những nơi đặc biệt.

"Ba hình thức nhà máy thực vật"

Nhà máy sản xuất – Nguồn: Visual ChinaĐầu tiên, chúng ta hãy cùng xem những nhà máy sản xuất thực vật đặc biệt nào hiện đang tồn tại ở Trung Quốc và điều gì đặc biệt về những loại cây trồng mà họ sản xuất.

Trung tâm phóng vệ tinh Tửu Tuyền của Trung Quốc nằm sâu trong sa mạc Badain Jaran (trải dài qua các tỉnh Cam Túc, Ninh Hạ và Nội Mông, có diện tích 49.000km2; là sa mạc lớn thứ ba ở Trung Quốc). Nhiệt độ vào mùa đông xuống tới âm 43 độ C, vào mùa hè lên tới 42 độ C và nhiệt độ bề mặt có thể lên tới 80 độ C. Để đảm bảo tốt hơn bữa ăn hàng ngày của các phi hành gia trong loạt sứ mệnh Thần Châu, Trung tâm Phóng vệ tinh Tửu Tuyền năm 2021 đã xây dựng một nhà máy sản xuất rau ánh sáng nhân tạo có diện tích 782m2. Trước các chuyến du hành không gian, các phi hành gia đều ăn trái cây và rau củ được cung cấp từ nhà máy này. Những nhà máy kiểu container cũng đã được xây dựng ở biên giới Tây Bắc Trung Quốc nằm trong sa mạc Gobi, nơi bị gió và cát tàn phá quanh năm.

Các loại cây trồng ban đầu của các nhà máy thực vật chủ yếu là rau, hoa, quả và các loại cây chức năng khác. Viện sĩ Tiền Tiền của Học viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc có một số giống lúa đặc biệt lùn và ông hy vọng sẽ sử dụng những giống lúa này để canh tác ba chiều nhiều lớp. Sau khi thăm dò, chúng tôi bất ngờ có được một vụ thu hoạch, đó là chu kỳ sinh trưởng của cây lúa đã được rút ngắn đi rất nhiều. Hóa ra các nhà khoa học chọn tạo giống phải đến Hải Nam hàng năm để thêm các thế hệ cây trồng, và họ chỉ có thể thêm các thế hệ một hoặc hai lần một năm, nhưng sau khi nhà máy sản xuất cây trồng rút ngắn chu kỳ sinh trưởng của cây lúa, các nhà khoa học chọn giống có thể thêm các thế hệ vào cây lúa 5 đến 6 lần một năm. Tức là hiệu quả gấp hơn 3 lần so với ban đầu. Bằng cách này, nhà máy thực vật có thể “nhấn nút tua nhanh” cho sự phát triển của lúa, lúa mì, ngô, đậu nành và các cây trồng khác trong tương lai, hỗ trợ quan trọng cho việc chọn tạo giống và sản xuất hiệu quả.

Hiện nay, nhà máy thực vật có ba hình thức chính: Hình thức thứ nhất được gọi là nhà máy sản xuất hàng loạt. Quy mô của nhà máy nhìn chung từ vài trăm mét vuông đến hàng chục nghìn mét vuông, có thể sử dụng để sản xuất rau quy mô lớn. Loại thứ hai được gọi là nhà máy thực vật kiểu di động, có kích thước bằng một container và chủ yếu được sử dụng ở một số nơi đặc biệt, chẳng hạn như đảo và đá ngầm, tiền đồn cao nguyên, tàu và một số không gian đô thị…

Loại thứ ba là nhà máy thực vật loại cực nhỏ tại nhà. Những thiết bị trồng cây nhỏ trong nhà này, nhỏ như một chiếc đèn bàn và lớn như một chiếc tủ lạnh, rất thích hợp để sử dụng trong không gian nhỏ. Các thành viên trong gia đình có thể cùng nhau tham gia và trải nghiệm việc trồng cây, trẻ em còn được quan sát quá trình sinh trưởng của cây hàng ngày rất thú vị. Nói chung, cây có thể thu hoạch trong khoảng 20 ngày, về cơ bản có thể đáp ứng nhu cầu rau sạch của người dân. Nếu có hai thiết bị trồng rau hẹ ở nhà, thì không có vấn đề gì nếu bạn muốn ăn bánh bao nhân rau hẹ hai lần một tuần vào mùa đông.

Mời độc giả theo dõi Kỳ 2 tại đây.

Chử Cường (theo Thượng Quan)