Vào một  ngày nắng đẹp của tháng 8 năm 2020, ông Daniel Malechuk đã mở cánh cửa một trang trại khép kín rộng 0,71 ha (77.000 ft2) ở ngay ngoại vi Atlanta.

Ở bên trong, dưới ánh sáng dịu nhẹ màu thuốc nhuộm của dàn đèn chiếu sáng LED, người nông dân này trồng tổng cộng năm loại rau diếp thủy canh trên hệ thống khay xếp chồng lên nhau cao chín tầng. Đội ngũ nhân viên thì đang bận rộn thu hoạch lứa rau mới để kịp tốc độ sao cho phù hợp với dự định của ông Malechuk là sẽ trồng tiếp 10 triệu con rau diếp vào mùa xuân tới.

Nếu kế hoạch này của họ thành công, Kalera- công ty chuyên canh tác thẳng đứng sẽ chính thức bắt đầu hoạt động lâu dài tại đây từ tháng 4 năm 2021. Ngoài ra nó còn đánh dấu mốc không chỉ là trang trại thẳng đứng năng suất cao nhất vùng Đông Nam nước Mỹ mà còn là nhà sản xuất rau diếp khủng nhất bang Georgia.

Malechuk hào hứng: “Trang trại thẳng đứng này sẽ sản xuất ra số lượng rau diếp nhiều gấp 12 lần trong một năm mà toàn bộ bang có thể sản xuất trong cùng một khoảng thời gian”. Theo Bộ Nông nghiệp Georgia, bang này hiện phải nhập khẩu tới hơn 99% nhu cầu rau diếp.

Các chuyên gia cho biết, trang trại thẳng đứng không bị phụ thuộc vào các kiểu thời tiết hoặc địa hình cụ thể. Nó có thể phát triển mạnh ở hầu hết mọi nơi, lại cắt giảm được chi phí vận chuyển và lượng khí thải liên quan. Và quan trọng nhất là chúng vận hành một cách sạch hơn, khi không hề tạo ra bất kỳ dòng chảy nào từ phân bón hoặc thuốc trừ sâu.

Theo thống kê của hãng đầu tư mạo hiểm kiêm cung cấp dữ liệu PitchBook, các nhà đầu tư đã rót khoảng gần 1 tỷ USD vào các công ty khởi nghiệp nông nghiệp trong nhà trong năm 2020, con số nhiều hơn gấp đôi so với những gì họ đã đầu tư vào năm trước đó.

Vườn rau húng quế được trồng trong nhà kín được chiếu sáng bằng đèn LED ở Amsterdam (Hà Lan) có tốc độ từ khi xuống giống đến thu hoạch vỏn vẹn hai tuần.

Lợi thế là các trang trại rau quả trong nhà chỉ dựa vào ánh sáng nhân tạo của hệ thống hàng chục nghìn chiếc đèn LED. Thêm vào đó là năng lượng cần thiết để kiểm soát khí hậu, lưu thông nước và các hoạt động khác. Tuy nhiên một trang trại kiểu như của Malechuk có thể tiêu thụ một lượng năng lượng tương đối lớn.

Bà Julia Kurnik, giám đốc các công ty khởi nghiệp đổi mới sáng tạo tại World Wildlife Fund, cho biết: “Rào cản lớn nhất mà ngành này đang phải đối mặt là nó sử dụng một lượng điện rất lớn, và mô hình canh tác theo chiều thẳng đứng có liên quan đến một loạt các đánh đổi về kinh tế và môi trường”.

Tuy nhiên theo bà Julia: Mô hình canh tác này có thể không có ý nghĩa ở khắp mọi nơi, nhưng nếu bạn đang ở Trung Đông và bạn không có quá nhiều đất đai, nhưng bù lại bạn có thể sử dụng năng lượng (mặt trời) tái tạo để cung cấp cho trang trại của mình. Đây có thể là một lợi ích rất lớn và nó rất quan trọng để xác định các tác động môi trường ròng”.

Cắt giảm chi phí năng lượng của các trang trại thẳng đứng luôn là một trong những mục tiêu chính của Signify, một công ty chiếu sáng LED của Hà Lan. Udo van Slooten, một doanh nhân trong lĩnh vực làm vườn cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là tìm ra cách hiệu quả nhất để biến watt thành sinh khối”.

Nhân công thu hoạch xà lách xoăn trong trang trại thẳng đứng 

Và hệ thống đèn LED đã trở nên hiệu quả hơn nhiều kể từ khi ông bắt đầu làm việc trong lĩnh vực này cách đây 15 năm, nhưng lợi ích bổ sung sẽ phải đến từ việc cải thiện toàn bộ hệ thống trồng trọt như tối ưu hóa công thức ánh sáng, khoảng cách giữa cây trồng và chất dinh dưỡng, đồng thời xác định giống cây trồng nào cho kết quả tốt nhất.

Ông Malechuk cho biết, làm sao để sản phẩm rau của mình có giá cả phải chăng luôn là ưu tiên hàng đầu và với tư cách là một người đi tiên phong trong lĩnh vực này thì ông luôn chào mừng mọi người đến với tương lai của ngành nông nghiệp.

Stephan David, nhà khoa học thực vật tại Đại học Wageningen (Hà Lan) đứng trước hai lứa dâu tây được trồng cùng thời điểm nhưng sinh trưởng trong điều kiện ánh sáng khác nhau. 

Theo các chuyên gia, khi hành tinh ngày càng trở nên nóng hơn và khô hơn, trong khi đất canh tác cũng ngày một khan hiếm hơn, các nhà sản xuất thực phẩm sẽ buộc phải tìm kiếm những phướng cách mới để canh tác đòi hỏi ít tài nguyên hơn. Và sản xuất thực phẩm theo phương thẳng đứng đòi hỏi ít đất và nước hơn so với nông nghiệp truyền thống, và mang lại những hứa hẹn. Dự báo, dân số thế giới sẽ tăng lên gần 10 tỷ người vào giữa thế kỷ này, do đó sản lượng lương thực toàn cầu sẽ cần phải tăng gấp đôi vào thời điểm đó để theo kịp nhu cầu.