Trong bối cảnh dân số ngày càng tăng trong khi nguồn tài nguyên là hữu hạn, việc cung cấp đầy đủ lương thực cho toàn thế giới trở thành vấn đề nan giải. Và nông nghiệp thẳng đứng (hay còn gọi là canh tác theo chiều dọc) là lời giải cho bài toán này. Nông nghiệp thẳng đứng là một kỹ thuật nông nghiệp đầy hứa hẹn , nhằm mục đích sản xuất nhiều lương thực hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của dân số trên thế giới.
Nông nghiệp thẳng đứng bao gồm việc canh tác trong các khung thẳng đứng hay trong các trang trại cao tầng, tiết kiệm không gian đất, đồng thời đưa các trang trại vào khu vực đô thị và sản xuất các loại cây trồng giàu dinh dưỡng mà không cần lớp đất mặt. Trong khi việc canh tác truyền thống thường cần nhiều không gian để chăn nuôi gia súc và đất đai màu mỡ để trồng lương thực hoặc thức ăn chăn nuôi, đồng nghĩa với việc phải phá rừng hay tàn phá môi trường sống hoang dã, nông nghiệp thẳng đứng giúp tiết kiệm nhiều không gian và mang đến một giải pháp thông minh để cung cấp thêm nhiều lương thực hơn. Liên Hợp quốc ước tính dân số thế giới sẽ đạt gần 10 tỷ người vào năm 2050, trong đó gần 70% trong số đó sẽ sống ở các thành phố và vùng lân cận, đòi hỏi nhu cầu cung ứng một lượng lương thực lớn.
Canh tác theo chiều thẳng đứng cho phép xây dựng các cơ sở sản xuất thực phẩm gần các khu dân cư thay vì ở vùng nông thôn. Việc trồng rau và trái cây trong các bồn trồng xếp chồng lên nhau trên nóc các tòa nhà hoặc thậm chí trong các cơ sở cao tầng, có nghĩa là sản xuất thực phẩm có thể mở rộng theo chiều dọc thay vì chiều ngang. Các loại cây trồng cũng được vận chuyển quãng đường ngắn hơn đến tay người tiêu dùng và có thể được trồng ngay trong môi trường đô thị. Loại hình canh tác này không sử dụng đất mà sử dụng ánh sáng nhân tạo được cung cấp bởi hệ thống đèn LED nông nghiệp chuyên dụng. Sử dụng đèn LED màu cho phép người trồng sử dụng bước sóng màu xanh lam để kích thích sự phát triển của lá và ánh sáng đỏ để khuyến khích ra hoa. Đèn LED cũng tạo ra ít nhiệt hơn so với đèn trồng cây truyền thống, giảm thiểu lãng phí năng lượng.
Bên cạnh đó, nông dân canh tác theo chiều thẳng đứng sử dụng các kỹ thuật như thủy canh (seroponics), trong đó nước giàu chất dinh dưỡng được tuần hoàn xung quanh rễ cây, nhờ đó cây có thể được trồng mà không cần đất. Các hệ thống trồng trọt khác bao gồm thủy canh kết hợp nuôi cá (aquaponics), trong đó cây được nuôi dưỡng bằng nước giàu nitrat được lọc từ bể cá (tạo ra nguồn phân bón tái chế) hoặc khí canh (aeroponics), sử dụng hệ thống phun sương nước giàu chất dinh dưỡng giúp tiết kiệm lượng nước sử dụng 90-98%.
Canh tác theo chiều thẳng đứng cũng ngày càng được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (AI) và các cảm biến Internet vạn vật (IoT) để theo dõi sức khỏe cây trồng, sự hấp thụ chất dinh dưỡng, ánh sáng và các yếu tố vi khí hậu trong thời gian thực. Công nghệ cảm biến IoT cung cấp dữ liệu nông nghiệp theo thời gian thực cho các hệ thống dựa trên điện toán đám mây, trong khi các chương trình AI phân tích dữ liệu để đưa ra các phân tích dự đoán về sức khỏe cây trồng, khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và sự tiến triển của bệnh. Phân tích dự đoán giúp phát hiện các vấn đề, tối ưu hóa mùa màng và hướng dẫn chu kỳ sinh trưởng của cây trồng. Mô hình dự đoán giúp tăng năng suất từ 15–25% và giảm lượng nước tưới và phân bón thông qua hướng dẫn thu hoạch kịp thời dựa trên phân tích cập nhật.
Singapore có chưa đến 1% diện tích đất canh tác. Do nhu cầu cấp thiết, Singapore có vị trí độc đáo để thử nghiệm các dự án nông nghiệp đô thị. Singapore đã áp dụng chương trình "30 đến 30", đặt mục tiêu sản xuất 30% lượng thực phẩm tiêu thụ trong nước vào năm 2030. Tính đến năm 2025, hơn 30% rau lá xanh được sản xuất trong các cơ sở nông nghiệp thẳng đứng.
Chính phủ thúc đẩy quá trình chuyển đổi này thông qua việc đầu tư hơn 144 triệu đô la Singapore vào nghiên cứu và phát triển công nghệ nông nghiệp, đẩy nhanh tiến độ pháp lý cho các hoạt động nông nghiệp đô thị và cấp kinh phí để chuyển đổi mái nhà và nhà kho thành không gian trồng trọt. Các công ty như Sustenir và Sky Greens sử dụng các tháp thủy canh hiện đại để trồng trọt quanh năm, tiết kiệm đến 95% lượng nước so với các trang trại truyền thống.
Hà Lan: Cường quốc công nghệ nông nghiệp
Hà Lan là cường quốc công nghệ nông nghiệp toàn cầu và là nhà xuất khẩu hàng nông sản lớn thứ hai thế giới – chủ yếu nhờ vào sự đổi mới trong công nghệ nông nghiệp và nông nghiệp thẳng đứng. Nhà kính và trang trại thẳng đứng của Hà Lan sử dụng ít hơn 90% nước so với các trang trại thông thường trên toàn thế giới.
PlantLab, Growy và Urban Crop Solutions đang cung cấp các trang trại thẳng đứng dạng mô-đun và giải pháp chiếu sáng trên khắp châu Âu, châu Á và Trung Đông. Đại học Wageningen & Viện Nghiên cứu, một đơn vị tiên phong trong đổi mới nông nghiệp trên toàn thế giới, tích cực khuyến khích các công ty khởi nghiệp về trang trại thẳng đứng thông qua nghiên cứu và hợp tác. Một trang trại thẳng đứng hoàn toàn tự động của PlantLab có thể cho năng suất gấp 20 lần so với trang trại ngoài trời trên mỗi mét vuông.
Nông nghiệp thẳng đứng ở Mỹ đã chuyển từ các dự án thí điểm sang ứng dụng thương mại quy mô lớn. Một số công ty công nghệ đang thay đổi quy trình sản xuất và phân phối thực phẩm:
Plenty sở hữu một trong những trang trại thẳng đứng hiện đại nhất thế giới tại Compton, California, sản xuất hơn 4,5 triệu pound rau xanh mỗi năm và cung cấp cho hơn 100 cửa hàng tạp hóa ở miền Nam California.
Bowery Farming, với giá trị vốn hóa thị trường hơn 2,3 tỷ đô la, sử dụng hệ điều hành độc quyền ("BoweryOS") để theo dõi và tự động hóa quá trình sản xuất tại nhiều thành phố.
AeroFarms, một công ty có trụ sở tại New Jersey, vận hành một trang trại thẳng đứng sản xuất tới 2 triệu pound rau lá xanh mỗi năm trên diện tích chỉ 70.000 feet vuông.
Một báo cáo của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) chỉ ra rằng các trang trại trong nhà ở đô thị của Mỹ có thể giảm lượng khí thải từ vận chuyển thực phẩm lên đến 80%, tùy thuộc vào vị trí và nguồn năng lượng.
Ấn Độ đang chứng kiến sự phát triển nhanh chóng của nông nghiệp thẳng đứng và thủy canh tại các trung tâm đô thị lớn như Mumbai, Bengaluru, Chennai và Hyderabad, đặc biệt là bởi các công ty khởi nghiệp và các doanh nhân trong lĩnh vực nông nghiệp.
Các xu hướng hiện tại bao gồm: Viện Nghiên cứu Rau quả Ấn Độ (ICAR-IIVR) đã phát triển một giống Kalmi Saag (Kashi Manu) phát triển tốt trong điều kiện nóng, khô, không ngập nước – lý tưởng cho canh tác thẳng đứng hoặc trên mái nhà. Thị trường canh tác thẳng đứng của Ấn Độ dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR 24,5% trong giai đoạn dự báo 2022–2030. Các công ty khởi nghiệp như Agricool, UrbanKisaan và Farmiz đang tạo ra các bộ dụng cụ tại nhà và trang trại container được thiết kế riêng cho người tiêu dùng và khí hậu Ấn Độ.
Các trang trại thủy canh trên mái nhà ở Bengaluru đã sản xuất hơn 150 kg rau xanh mỗi tháng từ các mảnh đất khoảng 600 feet vuông, sử dụng ít hơn 90% lượng nước so với canh tác truyền thống trên đất.
Tổng thống Mỹ Joe Biden thông báo sẽ miễn thuế 2 năm cho pin điện mặt trời của Campuchia, Malaysia, Thái Lan và Việt Nam.
Vệ tinh phiên bản mới có khả năng quan sát và tạo ra dữ liệu chính xác chưa từng có...
Giám sát bề mặt đường là một khâu quan trọng trong công tác duy tu, bảo dưỡng đường. Việc phát hiện sớm những vết nứt trên đường có thể giúp bảo trì trước khi chi phí trở nên quá cao. Chính quyền địa phương hay các đơn vị thi công cần đưa ra một quy trình giám sát hiệu quả và dễ dàng áp dụng trên toàn mạng lưới đường bộ. Bài báo này đề xuất một phương pháp tiếp cận thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu GIS bao gồm các tấm ảnh được gắn thẻ địa lý để các cơ quan quản lý tự động hóa quá trình ghi nhận và báo cáo lại các sự cố trên mặt đường. Hệ thống này dễ sử dụng, tiết kiệm chi phí, dễ dàng triển khai và có thể được sử dụng hiệu quả thông qua việc thu thập thông tin GPS khi ảnh được chụp, sau đó đính kèm vào bản đồ.
H.C. Starck Tungsten Powders (HCS) là Công ty thành viên của Công ty Cổ phần Masan High-Tech Materials (Masan High-Tech Materials). Với hơn 100 năm kinh nghiệm trong phát triển, sản xuất và phân phối các loại bột vonfram và vonfram hợp chất hiệu năng cao HCS là một trong những nhà cung cấp các sản phẩm vonfram hàng đầu thế giới.
Trong những năm gần đây, Việt Nam đang phải đối mặt với hiện tượng khan hiếm nguồn nước và biến đổi chất lượng nguồn nước, đặc biệt tại các đô thị lớn; xâm nhập mặn tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long gia tăng gây nên hiện tượng thiếu nguồn nước ngọt; hạn hán gia tăng tại khu vực miền Trung-Tây Nguyên,... Do vậy, yêu cầu đặt ra là cần có những nghiên cứu đổi mới công nghệ tiên tiến để quản lý, phân bổ hợp lý nguồn tài nguyên nước, sử dụng nước tiết kiệm, hiệu quả.
