Hệ thống Nông nghiệp Đứng

Đèn LED chuyên dụng cho phép tùy chỉnh quang phổ ánh sáng để phù hợp với từng giai đoạn phát triển của cây (ví dụ, ánh sáng xanh cho giai đoạn tăng trưởng lá, ánh sáng đỏ cho giai đoạn ra hoa). Chúng cũng tiết kiệm năng lượng và tỏa nhiệt ít hơn so với các loại đèn truyền thống, rất quan trọng trong không gian kín của trang trại thẳng đứng.

Mô hình này có nhiều ưu điểm bền vững: sử dụng ít hơn tới 95% nước so với nông nghiệp truyền thống, không cần thuốc trừ sâu, và giảm quãng đường vận chuyển thực phẩm đến người tiêu dùng. Tuy nhiên, nó đòi hỏi một lượng lớn năng lượng cho việc chiếu sáng và kiểm soát khí hậu, đây là một thách thức cần được giải quyết bằng các nguồn năng lượng tái tạo.

Cả ba đều là phương pháp trồng cây không cần đất. Hydroponics: rễ cây được ngâm trong dung dịch dinh dưỡng. Aeroponics: rễ cây được treo lơ lửng trong không khí và được phun sương dinh dưỡng. Aquaponics: kết hợp nuôi cá và trồng cây; chất thải từ cá được vi khuẩn chuyển hóa thành dinh dưỡng cho cây.

Các loại cây phát triển nhanh, có giá trị cao và không chiếm nhiều không gian là phù hợp nhất, chẳng hạn như các loại rau diếp, cải bó xôi, cải xoăn, các loại thảo mộc (húng quế, bạc hà), và dâu tây.

Năng suất trên một mét vuông của vertical farming có thể cao hơn hàng chục, thậm chí hàng trăm lần so với nông nghiệp truyền thống, vì nó cho phép trồng nhiều lớp và có thể thu hoạch quanh năm, không phụ thuộc vào mùa vụ.

Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) rất quan trọng để duy trì nhiệt độ, độ ẩm và luồng không khí tối ưu cho cây trồng. Nó cũng giúp kiểm soát nồng độ CO2, một yếu tố quan trọng cho quá trình quang hợp.

Chi phí vận hành lớn nhất thường là tiền điện để chạy hệ thống chiếu sáng và kiểm soát khí hậu. Các chi phí khác bao gồm dung dịch dinh dưỡng, hạt giống và nhân công.

Về mặt kỹ thuật là có thể, nhưng không kinh tế. Các loại cây lương thực cần rất nhiều không gian và ánh sáng, và giá trị sản phẩm trên mỗi kg không đủ cao để bù đắp cho chi phí vận hành của một trang trại thẳng đứng. Mô hình này hiệu quả hơn với các loại cây trồng có giá trị cao.

Môi trường được kiểm soát chặt chẽ của trang trại thẳng đứng giúp giảm nguy cơ sâu bệnh. Tuy nhiên, các bệnh do nấm hoặc vi khuẩn lây lan qua nước vẫn có thể xảy ra. Việc khử trùng nước (ví dụ bằng tia UV) và duy trì vệ sinh hệ thống là rất quan trọng.

Tương lai của vertical farming có thể sẽ tích hợp sâu hơn với AI để tối ưu hóa mọi yếu tố, sử dụng robot để tự động hóa hoàn toàn việc gieo trồng và thu hoạch, và được cung cấp năng lượng hoàn toàn từ các nguồn tái tạo, trở thành một phần không thể thiếu của các thành phố thông minh.