Củng cố an ninh lương thực với hệ thống trang trại tự động cao nhất thế giới

Quyết tâm đưa tự động hóa nông nghiệp lên hàng đầu thế giới

Trang trại cao 20 tầng, được xây dựng do Viện Nông nghiệp Đô thị (IUA) thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc ở trung tâm thành phố Thành Đô, thủ phủ tỉnh Tứ Xuyên. Theo Đài truyền hình Trung Quốc CCTV, trang trại này là dự án cho thấy quyết tâm tự động hóa nông nghiệp hàng đầu thế giới của nước này.

Dự án cũng đánh dấu nỗ lực mới nhất trong việc tận dụng đổi mới công nghệ nhằm đảm bảo có đủ lương thực để nuôi sống 1,4 tỷ dân Trung Quốc, trong bối cảnh Bắc Kinh đang quyết tâm nâng cao khả năng tự lực nông nghiệp do lo ngại căng thẳng địa chính trị có thể ảnh hưởng đến nhập khẩu và chuỗi cung ứng.

Trang trại thẳng đứng trồng rau tự động cao nhất thế giới ở thành phố Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc. Ảnh: SCMP.

Các trang trại thẳng đứng đang là xu hướng nông nghiệp ở những nước như Nhật Bản, Singapore và Hoa Kỳ. Đây là các hệ thống canh tác hiệu quả cho phép sản xuất lương thực liên tục quanh năm trong các thùng đất được xếp thành tầng. Các trang trại này cho phép sản xuất nông nghiệp ở mọi môi trường từ đô thị đến sa mạc, mang lại lợi thế đáng kể trong việc cung cấp thực phẩm ổn định cho các khu vực không thể canh tác truyền thống.

Tại phiên họp Ủy ban Tài chính và Kinh tế Trung ương hồi tháng 7/2023, Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình đã cảnh báo các vấn đề đe dọa an ninh lương thực của đất nước, bao gồm việc bỏ hoang đất nông nghiệp, sự xói mòn, suy thoái đất và tình trạng khai thác quá mức nước ngầm.

Ông Tập Cận Bình đặc biệt nhấn mạnh sự cần thiết phải trồng rau ở các đô thị và khu vực khô cằn, đồng thời ca ngợi những thành quả nông nghiệp nổi bật ở tỉnh Cam Túc và khu tự trị Duy Ngô Nhĩ Tân Cương, nơi có khí hậu khắc nghiệt.

“Thông qua hàng loạt các giải pháp nâng cấp công nghệ và xây dựng cơ sở vật chất, nhiều vùng đất trước đây không phù hợp cho sản xuất nông nghiệp giờ đây có thể được tận dụng”, ông Tập Cận Bình cho biết tại cuộc họp.

Đài CCTV cho biết, trang trại thực vật thẳng đứng của Thành Đô sử dụng hàng loạt các công nghệ tiên tiến, bao gồm các giống cây có thể trồng tự động, hệ thống canh tác ba chiều thẳng đứng, hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng tự động, hệ thống chiếu sáng mô phỏng điều kiện tự nhiên tiết kiệm năng lượng và hệ thống điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo (AI), giúp đảm bảo sản xuất ổn định trong không gian thẳng đứng.

Bắc Kinh tuyên bố sẽ đảm bảo rằng nông dân có đủ nguồn lực canh tác nông nghiệp, và các nhà hoạch định chính sách nước này khuyến khích áp dụng thâm canh và công nghiệp hóa trong nông nghiệp trong “Nghị quyết Trung ương số 1”, được công bố hồi tháng 2/2023 với trọng tâm là đẩy mạnh phát triển nông thôn.

Các nhà khoa học tại trang trại trồng rau thẳng đứng cao nhất thế giới ở thành phố Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc. Ảnh: ECNS.

Lợi thế vượt trội

Theo Gan Bingcheng, Phó Giám đốc viện nghiên cứu xây dựng trang trại, dự án này của Trung Quốc là trang trại thẳng đứng có 20 tầng, cao nhất thế giới tính đến nay và sử dụng công nghệ tự động hàng đầu trong ngành. Tương tự các mô hình thông thường, trang trại của Trung Quốc được xây trong nhà với các dãy kệ lớn và hàng trăm bộ đèn LED. Cây trồng được sinh trưởng trong một không gian được ví như “tòa nhà chung cư 20 tầng” với những khu vực được thiết kế riêng theo nhu cầu.

Nhóm nghiên cứu của Viện Nông nghiệp Đô thị đã sử dụng công nghệ tiên tiến gồm nhiều hệ thống canh tác tự động do AI quản lý để đảm bảo sản xuất ổn định, như hệ thống canh tác ba chiều thẳng đứng, hệ thống cung cấp giải pháp dinh dưỡng tự động, nguồn sáng tiết kiệm năng lượng mô phỏng nhân tạo cũng như quản lý và điều khiển thông minh dựa trên AI.

Ông Li Zonggeng, trợ lý nghiên cứu viên tại Viện Nông nghiệp Đô thị, chia sẻ: “Xưởng có diện tích 200m2 một tầng, cao khoảng 10m, tổng cộng có 20 tầng. Nói cách khác, chúng tôi chỉ sử dụng chưa đến 1/3 mẫu đất để đạt được hiệu quả sản xuất của 6 mẫu đất”.

Công nghệ sử dụng trong trang trại tự động này không bị hạn chế bởi điều kiện đất đai, không gian và khí hậu, đồng thời có khả năng tự kiểm soát chính xác lượng ánh sáng và chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng, giúp thúc đẩy tăng trưởng và rút ngắn đáng kể chu kỳ sinh trưởng.

Tại đây, một vụ rau xà lách có thể được thu hoạch trong 35 ngày trong điều kiện môi trường được kiểm soát mà không chịu ảnh hưởng bởi khí hậu và đất đai. Ngoài rau xà lách, các loại rau lá, rau quả và nấm ăn cũng được sản xuất trên quy mô lớn trong trang trại trồng cây thẳng đứng này. Theo nhóm nghiên cứu, thời gian sinh trưởng của các loại cây trồng ở đây, như lúa mì, ngô, rau cải, bông, đậu tương... đã được rút ngắn hơn 50% thông qua máy gia tốc nuôi trồng.

Wang Sen, nhà nghiên cứu ở IUA, cho biết: “Chúng tôi có thể kết hợp nhiều loại ánh sáng đỏ, xanh, vàng, cận cực tím và cận hồng ngoại cho những giai đoạn khác nhau của vòng đời phát triển thực vật. Chúng tôi đã xây dựng cơ sở dữ liệu 1.300 cách kết hợp cho 72 loại cây trồng”.

Theo Wang Sen, kết quả nghiên cứu ban đầu của cả đội không tìm ra khác biệt đáng kể nào giữa cây trồng trong phòng thí nghiệm và cây từ trang trại truyền thống. Trang trại trong nhà này có thể sản xuất rau củ nhanh hơn nhiều bất kể môi trường xung quanh, giúp chúng trở thành mô hình lý tưởng đối với khu vực thành thị, đất hoang và sa mạc. Li Zonggeng, trợ lý nghiên cứu ở IUA nói rằng, họ có thể thu hoạch hơn 10 vụ mùa rau mỗi năm, rất hiệu quả.

Thương mại hóa mô hình

IUA thông báo trên trang web chính thức rằng, họ đang đàm phán với Công ty công nghệ Foshan NationStar Optoelectronics để thương mại hóa mô hình nói trên.

Với công nghệ liên tục được cải tiến, Trung Quốc đang ngày càng thực hiện các hoạt động nông nghiệp trên các tài nguyên đất canh tác phi truyền thống. Trung Quốc cũng đã xây dựng các trang trại lợn cao tầng ở những nơi như tỉnh Hồ Bắc và trồng lúa trên sa mạc muối ở Tân Cương, với sự hỗ trợ của các công nghệ tiên tiến.

Hồi tháng 8/2023, Tân Cương cũng công bố một bước đột phá công nghệ trong nuôi trồng thủy - hải sản, khi thành công nuôi cá nước ngọt, bào ngư, tôm sú và tôm hùm tại một ngư trường ở rìa sa mạc.