Nhà kính dưới biển mở ra tương lai

GD&TĐ - Cách làng Noli ở vùng Ligura của Italia 40m ngoài khơi là 6 mái vòm hay còn gọi là bầu sinh quyển có hình dạng như một bầy sứa khổng lồ dưới đáy đại dương.

Những quả dâu tây trồng dưới đại dương.
Những quả dâu tây trồng dưới đại dương.

Dự án có tên gọi “Khu vườn của Nemo” này là nhà kính dưới nước đầu tiên và duy nhất trên thế giới, có ý nghĩa quan trọng đối với tương lai của Trái đất vì nó áp dụng được ở các khu vực khó trồng trọt. 

Phát kiến từ một lời thách đố

Người đứng sau Khu vườn của Nemo là Sergio Gamberini, Chủ tịch hãng sản xuất thiết bị lặn Ocean Reef. Năm 2012, ông được một người bạn thách đố kết hợp kinh nghiệm thiết kế thiết bị lặn với niềm đam mê làm vườn.

Khi đó ông không ngờ lời thách đố này là khởi nguồn cho một công việc kinh doanh mới với tầm nhìn tạo ra nhiều thực phẩm hơn cho con người.

Ở độ sâu 12m, mạng lưới 6 mái vòm, mỗi mái có khoảng 60 luống gieo hạt nằm trên những chiếc cột neo dưới đáy đại dương. Ánh nắng mặt trời đi xuyên qua nước bên ngoài các mái vòm để tới khu vườn và làm nóng không khí bên trong.

Khi mùa đông tới, ánh sáng tự nhiên ít hơn, đèn LED được gắn vào mái vòm để cung cấp thêm ánh sáng. Nước bên ngoài duy trì nhiệt độ bên trong mái vòm ổn định cả ngày lẫn đêm, sự bốc hơi và ngưng tụ bên trong bảo đảm cung cấp nước ngọt cho cây trồng.

Theo ông Gamberini, ban đầu nhóm nghiên cứu sử dụng đất nhưng họ nhanh chóng nhận ra rằng có quá nhiều điều phức tạp liên quan. Đó là công tác hậu cần và chi phí vận chuyển đất đến các mái vòm, làm tăng nguy cơ đưa dịch bệnh, côn trùng hoặc ký sinh trùng vào đây.

Do đó, họ chuyển sang trồng thủy canh và hạt giống hiện được trồng bằng giá thể (như xơ dừa hoặc bông xốp). Các loại cây trồng được bón phân thủy canh.

Những mái vòm sinh quyển này là một kiểu nhà kính dưới nước mới độc đáo. Chúng khai thác các yếu tố môi trường tích cực của đại dương như nhiệt độ ổn định, sự hấp thụ CO2 và bảo vệ tự nhiên khỏi sâu bệnh để tạo ra một môi trường lý tưởng giúp phát triển tất cả các loại cây trồng.

Trong thập kỷ qua, ông Gamberini và nhóm của mình đã làm việc để chứng minh rằng, việc trồng rau quả dưới nước là có thể thực hiện được. Kể từ đó, Khu vườn của Nemo đã nghiên cứu ý tưởng trồng các loại cây trên cạn ở dưới biển.

Hơn 100 loại cây khác nhau đã bén rễ trong khu vườn này, từ cây dược liệu và thảo mộc đến các loại rau như xà lách, đậu và dâu tây.

Họ không chỉ thu hoạch thành công nhiều loại cây trồng từ các bầu sinh quyển dưới nước mà còn phát hiện ra rằng cây trồng trong môi trường này giàu hàm lượng dinh dưỡng hơn so với cây trồng bằng phương pháp truyền thống.

Mọi chuyện không dừng lại ở đây. Điều phối viên dự án Gianni Fontanesi tại Khu vườn của Nemo cho biết, “mỗi năm chúng tôi lại phát hiện ra những ứng dụng mới có thể thực hiện được đối với khu vườn”.

Thách thức lớn tiếp theo của họ là biến nguyên mẫu trên thành một giải pháp có thể nhân rộng toàn cầu, nhưng họ biết rằng không có 10 năm nữa để biến điều này thành hiện thực. Do vậy, họ thấy cần phải tìm cách sử dụng công nghệ mới.

Khu vườn nằm trong mái vòm dưới đại dương.
Khu vườn nằm trong mái vòm dưới đại dương.

Tăng quy mô và nhân rộng

Theo Liên Hợp Quốc, thế giới cần lương thực cho 9,3 tỷ dân toàn cầu trong bối cảnh điều kiện khí hậu ngày càng bất ổn vào năm 2050. Nhóm nghiên cứu đứng sau dự án này tin rằng các trang trại dưới biển có thể cung cấp thực phẩm cho người dân ven biển, nơi nông nghiệp phải đổi mới để tồn tại.

Khu vườn của Nemo được hãng Siemens hỗ trợ phần mềm. Với thuật toán được triển khai trên các bộ điều khiển Siemens Edge đặt trong mỗi vòm sinh quyển, nhóm có thể giám sát cây trồng từ mọi nơi và trong thời gian thực.

Sắp tới, nhờ kết hợp với trí tuệ nhân tạo, bộ điều khiển trên có thể tự điều chỉnh lưu thông không khí, độ ẩm, tưới tiêu và định lượng dinh dưỡng trong suốt cả mùa. Đây sẽ là nền tảng của dịch vụ nông nghiệp toàn cầu, được tối ưu hóa cho các hoạt động dưới biển và được điều chỉnh cho từng đại dương trên thế giới.

Mặc dù đã gieo mầm thành công với Khu vườn của Nemo nhưng nhóm nghiên cứu đang nỗ lực hướng tới mục tiêu cuối cùng là cung cấp nhiều thực phẩm hơn cho dân số thế giới và hàng trăm cơ sở lắp đặt trên toàn cầu.

Họ đang khám phá các cách để cải tiến hơn nữa nền tảng nông nghiệp dưới biển của mình với các công nghệ mới thú vị của Siemens, cho phép giới thiệu mọi thứ từ robot đến năng lượng mặt trời.

Mô hình này đã được chứng minh là hiệu quả và thành công, điều này cho phép nhóm có thể xuất khẩu công nghệ sang những nơi khác. Trên thực tế, những mái vòm sinh quyển này đã được xây dựng ở Bỉ, Mỹ và nhiều nơi nữa đang được triển khai.

Theo ông Gamberini, về mặt lý thuyết, dự án này làm tăng đáng kể tỷ lệ bề mặt mà thế giới có thể sử dụng để trồng trọt, đặc biệt là ở các quốc gia có môi trường khắc nghiệt gặp khó khăn trong việc trồng cây. Mục tiêu cuối cùng của nhóm là giảm giá thành sản phẩm càng nhiều càng tốt.

“Giá những cây húng quế của chúng tôi sẽ không bao giờ có thể so sánh với những cây húng bạn mua trong siêu thị, thế nhưng việc tạo ra chúng lại ít gây hại cho môi trường”, ông nói.

Theo IE/Modernfarmer

Tin tiêu điểm

Đừng bỏ lỡ

Hạt Kiểm lâm rừng cụm đảo Hòn Khoai phối hợp Đồn Biên phòng tuần tra bảo vệ rừng có nguy cơ cháy cao.

Cà Mau: Rừng tràm 'khát nước'

GD&TĐ - Vườn quốc gia U Minh Hạ có tổng diện tích gần 9.000ha, hiện tại toàn bộ diện tích rừng đã khô hạn hoàn toàn.
Ảnh minh họa ITN.

Cần hành lang pháp lý đồng bộ

GD&TĐ - Tự chủ là con đường tất yếu để giáo dục đại học phát huy sức mạnh thực hiện nhiệm vụ phát triển nguồn nhân lực...