Các nhà khoa học Italy đang thí nghiệm trồng rau trong nhà kính dưới đáy biển, nơi có nhiệt độ và độ ẩm lý tưởng, lại không có sâu hại và không tốn diện tích đất.
Trồng rau dưới đáy biển
Dự án có tên Vườn Nemo là nhà kính dưới nước đầu tiên và duy nhất trên thế giới. Vườn Nemo tận dụng chất lượng môi trường thuận lợi dưới biển như nhiệt độ ổn định, hấp thụ CO2, kiểm soát sâu bệnh tự nhiên để tạo ra môi trường phù hợp nhằm sản xuất hàng loạt rau sạch, theo Euronews Green.
Các khối cầu sinh quyển dùng để trồng cây trong vườn Nemo. (Ảnh: Vườn Nemo)
Vườn Nemo có ý nghĩa quan trọng đối với tương lai của Trái đất bởi khu vườn được thiết kế đặc biệt dành cho những khu vực nơi yếu tố môi trường, kinh tế hoặc hình thái khiến việc trồng cây trở nên khó khăn. Thế giới sẽ cần cung cấp lương thực cho dân số 9,3 tỷ người giữa tình hình khí hậu ngày càng bất ổn vào năm 2050, theo Liên Hợp Quốc. Nhóm nghiên cứu phía sau dự án cho rằng trang trại dưới nước có thể mang lại nguồn thức ăn cho dân cư ven biển.
Nhà kính dưới đáy biển giống như một chiếc lồng, được gắn chặt xuống đáy ở độ sâu khoảng 6 m so với mặt biển. Ở đây các chuyên gia sẽ bơm không khí vào bên trong nhà kính và lắp các khay đất để gieo trồng cây.
Không như nhà kính trên đất liền phải tốn rất nhiều năng lượng để có thể duy trì điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cho cây, nhà kính dưới đáy biển luôn duy trì điều kiện tốt nhất một cách tự nhiên. Nước biển bao bọc xung quanh giúp cho nhiệt độ luôn được duy trì ổn định bất kể ngày đêm. Nước biển bay hơi, ngưng tụ trên đỉnh lồng rồi chảy xuống các khay cung cấp nước đầy đủ và độ ẩm lý tưởng luôn ở mức 83%.
Vườn Nemo trồng cây dưới biển. (Ảnh: CNN).
Dưới đáy biển, không một sự thay đổi khí hậu nào như hạn hán, ngập lụt hay băng giá có thể ảnh hưởng đến quá trình cây trồng phát triển. Ngoài ra, xung quanh những loại này cũng hoàn toàn không có các loại côn trùng gây hại. Điều này có nghĩa là hoàn toàn không dùng đến thuốc trừ sâu.
Người ta đang trồng trong những ngôi nhà kính một ít rau húng quế, vài loại đậu, một ít dâu tây và chờ thu hoạch.
Vườn Nemo sử dụng thủy canh, kỹ thuật dùng dưỡng chất trong nước thay vì đất. Phương pháp tương tự cũng được ứng dụng trong phần lớn trang trại thẳng đứng trong nhà. Ánh sáng Mặt Trời chiếu đến cây trồng, nhưng đèn kích thích tăng trưởng cũng được bật khi cần. Mọi thứ được theo dõi trên đất liền thông qua camera và cảm biến. Các cài đặt có thể điều chỉnh từ xa từ mọi nơi trên thế giới.
Đến thời điểm thu hoạch, thợ lặn sẽ cắt rau củ, đặt vào túi và đưa lên mặt nước. Do chỉ có đường kính hai mét, sinh quyển không thể trồng hoa màu lớn hơn như ngô hoặc lúa mỳ. Nhưng cấu trúc có thể chứa 70 – 100 cây nhỏ.
Về mặt kỹ thuật, mỗi khối cầu chứa khoảng 20.000 lít không khí bên trên mặt nước. Ánh sáng Mặt trời chảy qua nước bên ngoài khối cầu sẽ làm ấm không khí bên trong. Khi có ít ánh sáng tự nhiên dưới nước, đèn LED gắn trên bề mặt khối cầu sẽ cung cấp thêm nguồn sáng. Nước bên ngoài giúp nhiệt độ bên trong khối cấu duy trì ổn định cả ngày và đêm trong khi quá trình bốc hơi và ngưng tụ giúp cung cấp nước ngọt liên tục cho cây trồng.
Những nghiên cứu tự nhiên từ dược phẩm tới ẩm thực đã được tiến hành ở vườn Nemo. Một nghiên cứu năm 2020 của Đại học Pisa kết luận cây húng tây ở vườn có mật độ tinh dầu cao và chứa nhiều chất chống oxy hóa hơn. Nhà đồng sáng lập Luca Gamberini cho biết, trang trại dưới nước cũng thu hút nhiều sinh vật biển như cá.
Trang trại dưới nước cũng thu hút nhiều sinh vật biển như cá. (Ảnh: CNN).
Dự án thử nghiệm cũng gặp nhiều thách thức, đặc biệt là thời tiết. Năm 2019, một cơn bão mạnh phá vỡ vài sinh quyển. Ngoài thiên tai, xây dựng trang trại trong môi trường khắc nghiệt không phải điều dễ dàng.
Các nhân viên của vườn Nemo đang lên kế hoạch xây sinh quyển lớn hơn trong tương lai và đặt thêm trang trại ở nơi khác. Để kiểm tra tính khả thi trong các môi trường khác nhau, họ dự định lập một phiên bản cỡ nhỏ trong mỏ đá chứa nước lạnh ở bang Ohio của Mỹ trong năm nay. Gamberini cho rằng công nghệ có thể điều chỉnh cho hầu hết mọi môi trường.
Vườn Nemo được hỗ trợ bởi Siemens Digital Industries Software, cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi khối cầu sinh quyển từ xa và thúc đẩy chu kỳ sản xuất và mở rộng quy mô. Sau khi chứng minh hiệu quả của thiết kế, nhóm nghiên cứu đang bắt tay vào xuất khẩu công nghệ sang các nước khác. Trên thực tế, những khối cầu sinh quyển đã được xây dựng ở Bỉ và Florida Keys, Mỹ. Mục tiêu cuối cùng của nhóm nghiên cứu là hạ thấp chi phí sản phẩm hết mức có thể.