Xanh hoá sa mạc nhờ siêu công nghệ chế tạo nước và canh tác khô

  • 3.265

Các nhà khoa học đã biến các đụn cát khô cằn thành những đồi cỏ nhiều màu lấp lánh. Công cuộc xanh hoá sa mạc này nhờ siêu công nghệ khai thác nước ngầm hoá thạch nhiều triệu năm.

Nhà địa chất học Randolf Rausch (Đức) hào hứng giới thiệu với khách thăm sa mạc, họ đang mải mê xem công nghệ làm nước ở nơi khô hạn nhất thế giới tại Saudia Arabia, nơi tưởng như sự sống đã chết từ nhiều năm nay. Khu hoang mạc Ad Dahna đầy nắng và gió với nhiệt độ trung bình cả năm là 32 độ C, khô, không có mùi.

Randolf Rausch đã biến các đụn cát khô cằn thành những đụn cỏ nhiều màu lấp lánh trông như những dải lụa. Đây là một dấu ấn đậm chất Swabian, một giấc mơ tuyệt vời của các nhà địa chất.

Khai thác nước ngầm hoá thạch nhiều triệu năm

Nước đã xuất hiện trên vùng đất chết.
Nước đã xuất hiện trên vùng đất chết.

Rausch làm cho tổ chức GTZ quốc tế có trụ sở ở Đức, được vua Arab Saudi thuê tới tìm kiếm nguồn nước ngầm từ nhiều năm trước. Bằng việc đào sâu tới 2000m với các biện pháp kỹ thuật hiện đại, cuối cùng anh và đồng nghiệp đã tìm thấy nguồn nước nằm sâu trong lớp đá ngầm ở bán đảo Arab.

Trung tâm Nghiên cứu môi trường có trụ sở ở thành phố Leipzig (Đức) cũng đã thực hiện các dự án trên phạm vi rộng lớn, theo Rausch, anh và các đồng nghiệp đã phải sử dụng các phương pháp máy tính cực kỳ hiện đại để tìm kiếm nguồn nước, trữ lượng nguồn nước ngầm từ kỷ Băng hà tới nay.

Hai đồng nghiệp của anh là Christoph Schüth, 50 tuổi và Andreas Kallioras, 38 tuổi, cũng đã làm việc, tính toán đắc lực. Họ cũng đã đo được độ ẩm trong đất, cũng như tuổi của nguồn nước nơi gần sân bay đã bị bỏ hoang Darmstadt. Trước khi thực hiện công trình tưởng như bi quan này, không ít người cảm thấy đây là điều vô vọng, nhưng bằng nhiều nỗ lực mà giờ đây anh có thể xanh hoá được vùng đất chết.

Hiện nay, theo tính toán của các nhà khoa học, trong 30 năm nữa, nguồn nước tại thủ đô Riyadh với dân số 4,5 triệu người có khả năng cạn kiệt. Các thánh địa nổi tiếng như Mecca và Medina tình hình cũng không khá hơn. Quốc gia giàu có hàng đầu thế giới này đang nỗ lực tìm kiếm nước bằng mọi giá, và nơi đây đã mọc lên như nấm các phòng thí nghiệm chống hạn. Quốc gia vùng Vịnh chiếm tới 40% vùng đất chết của thế giới.

Nơi đây vốn không ưa khách du lịch Tây phương nhưng đã rất hoan nghênh đón chào các nhà khoa học Đức tới. Họ đã mời vợ con Rausch và các nhà khoa học khác sang hẳn đất nước họ sinh sống. Sau 6 năm miệt mài với công việc, giờ thành quả đã được ghi nhận, công nghệ hiện đại này sẽ được nhân rộng tới nhiều nơi khác.

Nguồn nước đặc biệt

Nước hoá thạch là nguồn nước tự nhiên do mưa lắng đọng lâu trong đất, không có ở sông hay hồ. Sau kỷ Băng hà kéo dài, khí hậu vùng bán đảo Arab thay đổi và tình trạng hoang mạc kéo dài tới ngày nay. Nước đã thấm sâu trong đất, thậm chí nó đọng lại ở các địa tầng trũng trong các lớp đá trầm tích.

Tại vùng phía Tây Arab Saudi, hầu hết là trữ lượng dầu trong đất, tuy nhiên cũng thi thoảng phát hiện thấy chút nước. Cũng như dầu, nguồn nước lắng đọng từ kỷ Băng hà là hiếm và chỉ có hạn. Để có chúng, phải đào giếng rất sâu, tại các vùng đất ven biển nguồn nước ngầm xuất hiện, nhưng là nước mặn.

Tại khu vực Wasia, cách thủ đô Riyadh 100km, các nhà khoa học đã làm việc liên tục với sự trợ giúp của công ty bản địa Hajjan Drilling với 1 ca làm việc là 12 tiếng và một lần đào sâu là 17m trong thời tiết 50 độ C, trong khi đang đào thì các nhà khoa học bất ngờ phát hiện nước trào lên trên cát, nguồn nước sạch, ấm và tồn tại ở nơi không có sự sống ngoài một vài người du canh du cư và mấy con lạc đà.

Nguồn nước lắng đọng sạch này đủ để uống và không có gì ngạc nhiên khi tuổi của nó là 25.000 năm. Nguồn nước này quả là rất quan trọng để thời gian tới Mỹ và Israel cũng nhau xanh hoá vùng đất sa mạc.

Giống như Bắc Phi, Australia, Tây nước Mỹ, Israel, Arab Saudi rất đau đầu đi tìm kiếm nguồn nước ngầm, trong khoảng 19 tỷ m3 nước tiêu thụ mỗi năm, 85% được sử dụng trong nông nghiệp, nguồn nước ngầm không có hoặc không thể tái tạo, quốc gia này đã phải dùng 8% nguồn nước chắt lọc từ biển.

Đây là quốc gia đi đầu ở Trung Đông khi nhận thấy tầm quan trọng của nông nghiệp, vì thế họ đã có ý tưởng xanh hoá các vùng sa mạc. Bộ trưởng Nông nghiệp Saudia Arabica rất hăng say với các dự án về nước cũng như cách sử dụng nước. Hai năm trước, chính phủ đã huỷ trợ giúp các nông trang lúa mì và chấm dứt chương trình sản xuất lúa mì trong nước vào năm 2016.

Thứ trưởng Nguồn tài nguyên Nước Mohammed Al-Saud, cho rằng, luôn có mâu thuẫn giữa nước và người sử dụng nông nghiệp, không thể phát triển nông nghiệp trong điều kiện chi phí nước quá cao. Quốc gia vùng Vịnh này đã trợ giúp ngành trồng lúa mì từ những năm 1970 dựa trên sự nhận biết của chiến lược an ninh lương thực, nhưng vì cần nước mà chi phí sản phẩm quá cao nên đành phải đi hướng khác.

Trồng và nhập khẩu lương thực ở nước ngoài, phát triển cây trồng ít nước

Trước thực trạng sản xuất lương thực đắt đỏ vì giá nước, Arab Saudi đã khuyến khích nhập khẩu hoặc thuê đất sản xuất lương thực ở nước ngoài rồi đưa về nước. Các quốc gia châu Á có vấn đề về nước khác như Qatar, Tiểu vương quốc Arab Thống nhất, Trung Quốc, Hàn Quốc cũng có kế hoạch tương tự. Các doanh nhân đã ký hợp đồng nhập khẩu với nhiều quốc gia xuất khẩu lương thực như Ethiopia, Sudan, Pakistan và Ukraine. Phía Pakistan đôi khi còn cam kết xuất khẩu 100% lương thực tới quốc gia Trung Đông này dù trong hoàn cảnh thiếu lương thực cho đất nước.

Do sản xuất lương thực tiêu tốn nước nên chính phủ khuyến khích nông nghiệp nội địa chỉ phát triển các cây truyền thống nhiều giá trị, như cọ, rau trong nhà kính, trồng các loại cây này chỉ cần nguồn nước chưng cất từ biển bằng cách khử muối là đủ. Hệ thống tươi tiêu sẽ hiệu quả hơn, mục tiêu lâu dài là tái chế lại nguồn nước đã sử dụng từ ngành nông nghiệp này.

Hiện tại, nhờ nguồn nước mới, nông trang Al- Faisaliah ở phía Tây thủ đô Ridyath sẽ biến thành nông trang nông nghiệp kiểu mẫu, con đường dẫn tới nông trang sẽ đi qua một hoang mạc, vượt qua một cánh đồng lúa mì khổng lồ với hệ thống phun nước liên tục. Chủ nhân của nông trang là Hamad Abdulaziz Alkhaldi, người được biết tới như người nổi tiếng Sheikh Abu Naif, đã chấm dứt trồng lúa mì nhiều năm trước, và chuyên môn hoá nông nghiệp cập nhật theo yêu cầu thị trường. Nó là một nông trang kiểu mẫu đòi hỏi sự kiên nhẫn theo thị trường và sự thay đổi khí hậu. Giờ ông ta làm chủ 26.000 cây cọ, so với các nông trang ở các nước khu vực thì nông trang này tốt hơn.

Canh tác khô - hướng đi mới cho nông nghiệp trước biến đổi khí hậu

Canh tác khô là một phương pháp không cần tưới tiêu. Cây được kích thích để rễ mọc sâu vào đất và hút nước dự trữ tự nhiên trong đất. Lối canh tác này là tối ưu trong một số địa hình nhất định có nước ngầm tích lũy tự nhiên.

Một số bằng chứng cho thấy người Inca ở Nam Mỹ đã canh tác trong điều kiện tương tự. Phần lớn ngành công nghiệp rượu vang của Châu Âu là dùng canh tác khô.

Nên trân trọng từng giọt nước

Giảm thiểu lượng nước tưới tiêu trong nông nghiệp sẽ góp phần bảo vệ nguồn nước sạch đang ngày càng khan hiếm trên thế giới.

Hiện nay, chúng ta sử dụng hơn 2/3 lượng nước cho nông nghiệp. Vấn đề sử dụng nước sạch tiết kiệm và hợp lý càng cấp thiết hơn khi Liên Hợp Quốc dự đoán đến năm 2025, khoảng hơn 65% dân số thế giới sẽ phải sống trong tình trạng khan hiếm nước. Thực tế, nước sạch chỉ chiếm 3% nguồn nước của hành tinh với khoảng 75% được lưu trữ trong các sông băng.

Vì vậy, chúng ta nên trân trọng từng giọt nước, quan tâm đến cách giảm lượng nước sử dụng ở mọi lĩnh vực, không chỉ riêng nông nghiệp. Tuy nhiên, nông nghiệp là ngành nuôi sống thế giới. Vậy chúng ta có thể trồng trọt, chăn nuôi như thế nào để tiết kiệm nước?

Ngày nay, có những trang trại không cần đất, hệ rễ của cây được phun sương (khí canh), tiết kiệm tới 95% lượng nước so với trồng trong đất và tưới tiêu thông thường. Liên Hợp Quốc ước tính dân số sẽ đạt gần 10 tỷ người vào năm 2050, trong đó đa số sống ở khu vực đô thị. Để cung cấp đủ lương thực cho số dân đó, chúng ta đang tăng cường tìm kiếm các giải pháp công nghệ.

"Ở Pháp, thủy lợi bị cấm, bạn không thể tưới cho vườn nho", Tod Mostero – một người trồng nho tại Dominus Estate ở thung lũng Napa, California, Mỹ cho biết. Dominus đã tiến hành canh tác khô trong nhiều năm, và lượng nước tiết kiệm được rất đáng kinh ngạc. Không sử dụng nước tưới cho 100.000 cây nho, mỗi tháng họ tiết kiệm được một triệu gallon nước, tức là khoảng 3.785.411 lít nước.

Tại California, nơi sử dụng 80% lượng nước cho nông nghiệp, những cách tiết kiệm nước như vậy cần được chú ý. Đối với các loại cây trồng cần rất nhiều nước như hạnh nhân, canh tác khô có thể là một lựa chọn cho người nông dân. Khoai tây và cà chua cũng đã được trồng theo cách này tại đây.

Tiết kiệm một nửa lượng nước so với tưới truyền thống

Tất nhiên, đối với các nhà sản xuất rượu, hương vị là quan trọng nhất. May mắn cho Mostero, nho Dominus được canh tác khô thậm chí còn mọng nước hơn nho trồng thông thường. Do các yêu cầu về địa lý, không phải ai cũng có thể thực hiện canh tác khô. Một nhược điểm khác của canh tác khô là sản lượng có thể thấp hơn bình thường. Người nông dân có thể tiết kiệm nước với kỹ thuật khác có tên: làm khô một phần rễ (partial root drying).


Nhờ nguồn nước mới, sự sống trên hoang mạc nhiều nơi được hồi sinh.


Ruộng nho sử dụng kỹ thuật canh tác khô.


Làm đất phục vụ canh tác khô.

Được tiên phong bởi giáo sư, nhà khoa học cây trồng Bill Davies (Đại học Lancaster), kỹ thuật này chia hệ thống rễ của cây thành hai nửa, tưới nước vào một nửa và bỏ mặc nửa còn lại. Sau đó tiến trình được đảo ngược lại. Kỹ thuật này chỉ sử dụng khoảng một nửa lượng nước so với tưới truyền thống.Làm khô một phần rễ đã được thử nghiệm thành công trên một số cây trồng, trong đó có cây lúa. "Lúa sử dụng một lượng nước khủng khiếp. Chúng tôi đã khuyên nông dân Trung Quốc rằng nếu đi vào ruộng lúa và thấy dấu chân mình trên đất, không cần phải tưới nước", ông Davies cho biết.

Đa số các hệ thống thủy lợi hoạt động khá chính xác. Nhưng biến đổi khí hậu đang ngày càng ảnh hưởng mạnh mẽ đến các khu vực sản xuất lương thực. Hệ thống của chúng ta cần phải thay đổi. Kỹ thuật canh tác cần phải ứng phó ngay bây giờ.

Cập nhật: 21/10/2017 Theo Tiền Phong
  • 3.265

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook