Ánh sáng mặt trời và quản lý dinh dưỡng chính xác – chìa khóa thành công trong nông nghiệp đô thị

Các yếu tố như ánh sáng mặt trời và việc cung cấp dinh dưỡng phù hợp với từng giai đoạn phát triển quyết định sự thành công của cây trồng trong nông nghiệp đô thị, chứ không chỉ dựa vào những công thức cố định hay các giải pháp "thần kỳ".

Điều này được chứng minh qua một nghiên cứu kéo dài 08 năm do ICTA-UAB thực hiện tại nhà kính trên sân thượng được tích hợp vào tòa nhà - vốn có sự kết nối về mặt nhiệt với chính tòa nhà đó và nằm trong khuôn viên trường đại học.

Nghiên cứu này – vốn đánh giá 11 chu kỳ trồng cà chua trong giai đoạn từ năm 2015 đến 2023 – phân tích các phương thức tối ưu hóa hoạt động sản xuất thực phẩm tại đô thị theo hướng bền vững và giảm thiểu tác động đến môi trường. Kết quả phân tích nhấn mạnh rằng việc thực hiện các biện pháp như định kỳ thay thế lớp phủ mái bằng nhựa và sử dụng các giải pháp thay thế (chẳng hạn như phân bón thu hồi từ nước thải) sẽ giúp tối đa hóa năng suất cây trồng cũng như ngăn ngừa ô nhiễm.

Về khía cạnh bức xạ mặt trời, nghiên cứu xác định rằng lượng ánh sáng sẵn có là yếu tố quyết định hàng đầu đối với năng suất. Tuy nhiên, sự xuống cấp tự nhiên và theo thời gian của các tấm lợp nhựa nhà kính đã khiến sản lượng sụt giảm 31% trong suốt giai đoạn 8 năm. Khi các tấm lợp bị hỏng được thay thế vào năm 2023, năng suất đã tăng vọt hơn 56% so với năm trước đó. Các nhà nghiên cứu khuyến nghị nên thay thế các tấm lợp này sau mỗi 4 đến 6 năm – thay vì chu kỳ 10 năm thường được nhà sản xuất đề xuất – nhằm duy trì năng suất cao và giảm tổng lượng khí thải carbon từ 6,7-7,7%.

Xét về khía cạnh dinh dưỡng cho cây trồng, nhóm nghiên cứu đã đánh giá việc sử dụng struvite – một loại muối phân bón giàu phốt pho được thu hồi trực tiếp từ các nhà máy xử lý nước thải đô thị. Ông Guido Evangelista, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Khi được bón với liều lượng tối ưu là 100 g mỗi cây, struvite đã cho sản lượng cà chua cao nhất trong toàn bộ nghiên cứu; nó đạt hiệu quả tương đương với phân bón khoáng thông thường nhưng lại mang lại lợi thế vượt trội về môi trường: Giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm nguồn nước do dòng chảy mang theo phân bón dư thừa”.

Ngoài ra, nghiên cứu còn so sánh mô hình nhà kính trên sân thượng với mô hình trồng cà chua trong nhà sử dụng hệ thống chiếu sáng LED nhân tạo. Mặc dù đạt hiệu quả cao trong việc sử dụng nước, hệ thống trồng trong nhà lại có dấu chân môi trường lớn nhất: 7,06 kg CO₂ tương đương cho mỗi kg cà chua (với mức tiêu thụ điện năng chiếm hơn 93% tác động này), trong khi con số này ở các mô hình nhà kính sân thượng đạt hiệu quả cao nhất chỉ dao động từ 0,54 đến 0,94 kg CO₂. Nghiên cứu tính toán rằng nếu sử dụng hoàn toàn điện năng từ năng lượng mặt trời, dấu chân môi trường của mô hình trồng trong nhà sẽ giảm 87% xuống còn 0,93 kg CO₂; điều này cho thấy canh tác trong nhà không mặc nhiên là lựa chọn bền vững nhất trừ khi được kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo.

Nhìn chung, nghiên cứu khẳng định rằng nền nông nghiệp đô thị bền vững không đạt được nhờ một giải pháp đột phá duy nhất, mà là kết quả của quá trình điều chỉnh nhỏ và chính xác diễn ra trong nhiều năm - một phương pháp "học qua thực hành" mang lại những bài học thiết thực cho các trang trại đô thị và nhà kính trên sân thượng trên toàn thế giới.

Đỗ Thị Thanh Trúc theo UAB (Đại học Tự trị Barcelona).