Nông nghiệp tương lai

 

TS Tôn Thất Trình

Nông nghiệp tương lai

Nông nghiệp cao ốc

 

 Ở Việt Nam, nông nghiệp cao ốc chỉ mới khởi sự trồng thử cây mầm (các lọai giá) trên sân thượng và nuôi trồng trong nước thủy sinh  hydroponics) ở ngành hoa kiểng. Theo Cliff Kuang trong số tháng 9 Nguyệt san Khoa học phổ thông Hoa Kỳ, thì nông nghiệp hiện tại đang tan vỡ. Những kỹ thuật truyền thống sử dụng quá nhiều năng lượng, nhưng sản xuất thực phẩm cho dân số đang tăng thì rất ít.

 Cải thiện như thế nào đây cho đúng theo tiến bộ thế kỷ thứ 21 : nhà chọc trời nuôi trồng mùa màng trong nước và nuôi cấy thịt  trong la bô , chạy bằng rôbô ?

 Đến năm 2025, dân số thế giới sẽ phồng lên, từ 6.6 tỉ đến 8 tỉ người. Tiên đóan hạn hán của khí hậu kéo dài dai dẳng ở Trung Tây Hoa Kỳ và những vạt nông trang  rộng lớn ở Phi Châu và Á Châu. Tiên đóan đã 200 năm trước của nhà tóan học Thomas Malthus là dân số con người tăng gia và ngày nào đó sẽ vượt mặt nông nghiệp, cuối cùng đã xảy ra rồi chăng?  Tiến bộ kỷ thuật nông nghiệp còn nuôi sống chúng ta đến nay, nhưng tài nguyên của hành tinh Trái đất đã gần khai thác hết?

Lựa chọn đã rõ ràng, chúng ta cần suy nghĩ lại cách nào chúng ta sản xuất thực phẩm hay chúng ta sẽ chết đói đó. Nhà khoa học môi sinh Dickson Despommier, viện đại học Columbia và những nhà khoa học khác đề nghị một giải pháp cơ bản: chuyển nuôi, cấy, trồng  nông trang vào các nhà chọc trời, cao ốc. Những tháp cao tầng này sẽ làm nông nghiệp không đất (không thổ nhưỡng), nuôi trồng trong nước thủy sinh để cắt xén yêu cầu năng lượng. Chúng sẽ họat động bằng một tiến trình chuyển hóa nước thải ống cống thành điện.Trong khi đó vẫn sản xuất thực phẩm nhiều hơn nữa. Nông nghiệp trên trời cao sẽ giải tỏa đất nông nghiệp để trồng cây cây gỗ, giúp lấy bớt carbon dioxide từ khí quyễn. Tốt hơn nữa, nông nghiệp cao ốc chọc trời gần nơi  thực phẩm  được ăn uống, như vậy không những giảm bớt  phí tốn, mà còn giảm phát thải chuyên chở nữa (bao gồm luôn cả phát thải đốt cháy dầu trồng trọt và chuyên chở mùa màng, thú vật nuôi cọng thêm khí methane hơi dạ dày động vật nông trang - nông nghiệp chiếm gần 14% phát thải khí nhà kiếng  thế giới).

Bạn chưa có thể mua hàng tại tiệm tạp hóa nông trang thẳng đứng, Chỉ mới có những cố gắng làm nông trang thẳng đứng đô thị, ở những thí nghiệm bé nhỏ, kế cận các công viên  thị trấn. Despommier có dự kiến lớn lao hơn nhiều: một  tháp cao 30 tầng , tốn 200 triệu đô la Mỹ,  bao phủ cả một phố xá  đô thị, nhét đầy trái cây, rau đậu và gà , đủ nuôi sống 50 000 người. Ông nói:  phế thải cho và, thực phẩm tuôn ra; cho nên một nông trại thẳng đứng  sẽ là một  máy luôn luôn chuyển động, nuôi  sống được rất nhiều người. Theo ông, mọi kỷ thuật đều đã có sẳn rồi,  chỉ cần  lọc sàng hòan chỉnh thêm đôi chút, dự án có thể thực thi mau chóng, dù chỉ được cấp  khỏang  0.25 %  tiền trợ cấp cho nông phẩm như Hoa Kỳ  đã thưc hiện thập niên vừa qua. Con số không đáng kể, khoảng chừng 500 triệu đô la mà thôi.  

Despommier hiện đang cố vấn các nhà đầu tư ở Abu Dhabi và Hàn Quốc, hai nước đang xem xét xây dựng nông trại thẳng đứng cho các đô thị sinh thái. Hai thành phố Hoa Kỳ Seattle và Las Vegas  cũng đang khảo sát những ý niệm tương tự, nhưng nhỏ bé hơn . Dưới đây là thám hiểm nông trại tương lai, khảo cứu mũi nhọn cảm hứng các công ty nông nghiệp và các nhà khoa học cho những quốc gia tương đối ít đất nông nghiệp. Việt Nam đang muốn làm tháp cao ốc 60 tầng, có lẽ nên theo dõi, khảo nghiệm các kỹ thuật khoa học nông nghiệp thế kỷ 21 này chăng?  Nếu may mắn thành công, thế giới  sẽ có cơ đẩy lui tai họa Malthus  200 năm nữa.

 

Từ mặt đất lên cao

 

Làm nông nghiệp ở cao ốc, nhà chọc trời, không phải chỉ cần có chút ít hột giống, chút ít đất là đủ.  Sau đây là bản chỉ dẫn làm nông nghiệp kỹ thuật tự động, làm các lọai thịt  tăng trưởng trong la bô,  dùng vi khuẩn rực sáng,  và máy chuyển hóa nước ống cống thành điện, giúp nông nghiệp thẳng đứng mau chồm dậy .

 

1.   Vòng ngựa quay gỗ, trồng thủy sinh

 

              Dù cho phương pháp trồng trọt trong nước và các nông trang nuôi cá đã sản xuất cao năng, chúng cần nhiều chăm sóc.  Canh tác thủy sinh không đất đai, đòi hỏi phải  tái cấp dưỡng liệu thường xuyên. Các thùng, bể cạn nuôi cá, cần tháo nước dơ bẩn liên tục. Nhưng cặp đôi hai cách này thành một hệ thống, những khuyết điểm sẽ thành ưu điểm.

            Hệ thống đai chuyển vận (belt conveyor) do hảng Organitech ở nước Israel quan niệm ra,  xây dựng một hệ thống tự động, đưa công tác trồng trong nước, tiến  thêm một bước  xa hơn nữa. Dòng chảy chậm ở thùng (bể cạn), mang theo những khay cây cỏ,  thực vật trôi nổi qua các bộ phận phân phối. Cuối cùng sau cuộc di lưu kéo dài một tuần lễ này, thì mùa màng có thể thu họach.  Bên dưới chúng, cá rô phi nhiều protêin bơi lội, trong khi đó các chất phế thải đầy ammonia rơi xuống đáy trải sạn. Vi khuẩn sẽ biến chất phế thải thành  phân đạm- nitrogen . Hệ thống bơm nuớc chứa nitrogen này đến thực vật, cây cỏ. Thực vật sẽ tiêu thụ nitrogen và  chuyển lại nước sạch cho cá .

            Lưu ý là tuabin gió trục thẳng đứng sẽ hửu hiệu thêm 50% ở điều kiện gió nhẹ  so với tuabin truyền thống . Nông dân chất cây cỏ vào một thang máy trung ương, đem bán ở tiệm tạp hóa phía dưới. Những hệ thống lắp trên trần, theo dõi và kiểmsóat ẩm độ, nhiệt độ và phân phối dưỡng liệu.

 

2.    Những vòng tròn cây cỏ, mùa màng do rôbô nuôi nấng         

 

            Nông dân các nước tân tiến đã đạt năng xuất mỗi ha 30 lần hơn ở trang trại trồng nước so với nông nghiệp truyền thống.  Ở nông trại thẳng đứng, máy móc chuyển vận dưỡng liệu và cách phơi bày ánh sáng 24 tiếng đồng hồ ngày đêm, sẽ còn cải thiện năng xuất nhiều lần hơn nữa đó .                       

Thế nhưng không phải lọai cây cỏ nào cũng phản ứng tốt đẹp với cây trồng trong nước trồng thủy sinh đâu nhé! Rễ vài lòai cây, tỉ như khoai tây và cây có múi, cam quít, cần có  môi trường hơi đặc đặc, chẳng hạn đất hay sợi dừa.  Mô hình ở bài này, do hảng Canada Omega Garden họa kiểu, cho thấy đã phải làm như vậy.  Ở hệ thống tăng trưởng bánh xe Ferris, cây mọc trong những khay trải đầy đá xếp theo kiểu xe đẩy hình trụ, quay tròn định kỳ, nhận chìm mỗi hàng cây  vào trong máng dưỡng liệu.

Lưu ý  là các bóng đèn LED  tiết kiệm năng lượng,  được làm ăn khớp với các làn sóng  đặc thù cho mỗi loài cây thích hợp tỉ như chỉ có làn sóng đỏ cho cải xà lách.  Những cánh tay rô bôt trang bị những mũi cơ học hửi cây và thu họach chúng căn cứ trên sự hiện diện những alcohols đặc thù, một tiêu chuẩn đo lường chính xác độ chín cây  hơn là màu sắc .

 

3.  Ông già MacDonald  đã khóat áo la bô

 

 Thực vật, cây cỏ không có hàng triệu năm, hầu thích nghi với chu kỳ tăng trưởng trong nước, mọc thủy sinh bên trong nhà.  Do đó các nhà thực vật học phải truyển chọn, lai truyển những dòng mọc tốt nhất.  Các nhà khoa học sẽ  pha trộn các phân bón hóa học  đặc biệt cho cây cỏ, khiến chúng phải chứa những dưỡng chất vi tiểu (bần tố) cần thiết cho chế độ ăn uống của con người , như selenium và kẻm chẳng hạn

 Vì chỉ vài  sâu bọ hay mầm bệnh cây  là có thể phá tan mùa màng đóng kín trong nhà, cho nên nông dân vào nông trang nội ốc  phải mặc những bộ áo quần ngừa phòng và phải đi qua những nút không khí. Các nhà khoa học phải bọc cây cỏ bằng những vi khuẩn sửa đổi công nghệ di truyền , rực sáng lên khi  hiện diện sự đe dọa của bệnh hay dịch bệnh , báo trước cho nông dân biết những bùng nổ  tai họa .

Nuôi súc vật hiện nay rất thiếu hửu hiệu. Chỉ 3 % năng lượng được sử dụng nuôi bò cái  à biến thành protêin  ở đĩa ăn bạn. Thay vào đó, các nhà khoa học sẽ nuôi trồng những miếng thịt trong labô, từ tế bào gốc gà, heo hay bò cái, cấy nuôi trong một môi trường gồm nước, glucose và protein thiên nhiên.  Hầu làm cho gần đúng cơ cấu của thịt, họ sẽ bắt  cơ bắp tập “ thể dục” theo những nhịp điện. Cơ cấu của thịt bíttết ngon lành còn quá phức tạp để sao chép, nhưng giò chả hay cục thịt gà nho nhỏ, sẽ làm được dễ dàng, một chục năm tới. 

            

4. Mọi chuyện đều chạy bằng nước thải ống cống

 

Nông trang thẳng đứng không chỉ là một nhà máy sản xuất. Đây cũng là một dự kiến tái vấn lại dây  dợ cho hạ tầng cơ sở  thành phố, đô thị,  bắt chước những chu trình  tài nguyên thiên nhiên. Không đâu rõ rệt cho bằng tầng hầm tháp cao ốc. Nơi đây các phế thải ống cống cung cấp cho nông trang những tài nguyên thiết yếu nhất :  năng lượng và nước.  Hệ thống bao quanh phế thải ống cống thành phố, sẽ được đưa về nông trang. Một nữa sẽ đi vào máy  Tinh bột đặc sệt ( SlurryCarb) do hảng  Enertech, một công ty năng lượng xanh mới thành lập ở thành phố Atlanta, bang Georgia, Hoa Kỳ. Linh kiện hâm nóng và ép áp lực chất sệt, đánh vỡ tan nó ra thành những thành phần cơ bản của chất sệt là carbon và nước. Máy sẽ chiết trích nước và phần đặc, chất đặc sệt như than đá  được đốt  cháy,  hầu chạy các nhà máy điện tuabin hơi nước và tạo ra điện.  Phần còn lại sẽ được trị bằng các hóa chất giết vi khuẩn và làm thành những đất mặt (top soil) qua một tiến trình hâm nóng và sấy kh , do hảng  N-Viro phát triễn. N- Viro là một hảng tái sinh chất đặc sinh học tọa lạc tại bang Ohio, Hoa Kỳ.  Nước trích chiết từ cả hai tiến trình được lọc qua những tái trung gian sinh học thiên nhiên, tỉ  như vỏ nghêu, cỏ nến, hay cỏ cưa, làm sạch nước , cho đến khi  nước dùng được trong nông nghiệp  hay lọc sạch thêm làm nước uống. Bất cứ một phế thải nông trang nào cũng được làm cho mục, chế tạo phân bón hóa học và khí methane. Khí methane có thể đốt cháy thành năng lượng.

 Lưu ý thêm là nông trang thẳng đứng có thể chuyển hóa 100 tấn phế thải ống cống, thành 19 megawatts điện.

 Gà ít tốn chỗ và sản xuất một cân Anh  thịt sử dụng 2 cân Anh đồ ăn cho gà. Nuôi gà rất hiệu quả trên phương diện tiêu chuẩn sản xuất nông nghiệp đó!. Các láng giềng mua hàng hóa nông trang thẳng đứng ở tiệm tạp hóa, tầng sát mặt đất  và các xe vận tải chạy điện, sẽ phân phối  thực phẩm đến các chợ địa phương..