Công nghệ nhà kính mới giúp cây trồng phát triển ở cả những sa mạc nóng nhất

Công nghệ của họ, được gọi là SecondSky, có thể giảm nhiệt độ bên trong nhà kính lên đến 7 độ C mà không làm mất đi ánh sáng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng.

Công nghệ hoạt động nhờ việc sử dụng các tấm nhựa polyme có chứa công nghệ nano, giúp cắt bức xạ mặt trời trong dải gần hồng ngoại, từ đó làm mát không gian trong nhà kính.

Bằng cách giảm nhiệt độ, SecondSky có thể giúp giảm lượng nước sử dụng trong nông nghiệp lên đến 30%, đồng thời giảm nhu cầu năng lượng để làm mát nhà kính.

Nhà kính ở Al Ain, UAE sử dụng công nghệ nano SecondSky để giữ cho cây trồng mát mẻ. Ảnh: iyris

Giải pháp cho sự nóng lên của toàn cầu

SecondSky được phát triển bởi Derya Baran, phó giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST).

Hiện nay, công nghệ này đã có khách hàng ở 15 quốc gia, thông qua công ty Iyris (trước đây là RedSea), một công ty đã được thành lập từ các nghiên cứu tại KAUST.

Công nghệ SecondSky đang được áp dụng ở các quốc gia có khí hậu nóng, khô và khan hiếm tài nguyên, như Ả Rập Xê Út, Ai Cập và Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE). Theo John Keppler, chủ tịch điều hành của Iyris, các quốc gia này đang tìm cách giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu nông sản tươi.

Ngoài các quốc gia Trung Đông, công nghệ này cũng đã được nông dân ở các khu vực khác như Mỹ, châu Mỹ Latinh, Mexico, các quốc gia châu Âu, Nam Phi và Morocco áp dụng.

Keppler cho biết, những quốc gia này, mặc dù có điều kiện môi trường thuận lợi trong quá khứ, nhưng hiện nay đang phải đối mặt với sự thay đổi nhanh chóng của khí hậu. Ông mô tả việc sử dụng SecondSky như một "hợp đồng bảo hiểm" giúp giảm thiểu rủi ro do biến đổi khí hậu.

Theo Dịch vụ Biến đổi Khí hậu Copernicus của châu Âu, sau một mùa hè lập kỷ lục về nhiệt độ toàn cầu, năm nay được dự đoán là năm nóng nhất trong lịch sử. Các đợt nắng nóng cực đoan xảy ra trên khắp thế giới đã trở nên thường xuyên hơn - cho thấy biến đổi khí hậu do hoạt động của con người đang ngày càng nghiêm trọng.

Những điều kiện này gây áp lực rất lớn lên ngành nông nghiệp. Nhiệt độ cao có thể làm cây trồng khô héo, thậm chí chết ngay lập tức nếu không được làm mát kịp thời, hoặc gây căng thẳng cho cây, khiến chúng dễ bị sâu bệnh. Để duy trì năng suất, nông dân thường phải tăng cường sử dụng các nguồn lực như nước, hệ thống làm mát và phân bón - những tài nguyên ngày càng khan hiếm.

“Sứ mệnh của công ty là thúc đẩy nền nông nghiệp bền vững, đặc biệt trong bối cảnh đối mặt với những thách thức môi trường ngày càng nghiêm trọng”, Keppler cho biết.

Công nghệ hoạt động như thế nào?

Iyris đã thành công trong việc kết hợp lớp phủ SecondSky vào các sản phẩm màng polyfilm linh hoạt, bao gồm cả màng dùng cho đường hầm polytunnel, tấm nhựa nhà kính cứng và lưới che chắn.

Màng polyfilm này thường được thay thế sau mỗi ba đến năm năm, và lớp phủ SecondSky có thể được hoán đổi mà không ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của nhựa. Điều này khác biệt so với một số biện pháp truyền thống như phủ phấn trắng lên màng nhựa, vốn có thể làm giảm độ bền của vật liệu.

Một trang trại mẫu ở Bada, Saudi Arabia, sử dụng SecondSky trong các tấm phủ nhà kính bằng polyethylene do SABIC sản xuất. Ảnh: SABIC

Iyris cũng đã hợp tác với các nhà sản xuất nhựa lớn như SABIC ở Ả Rập Xê Út, Hyma Plastic ở Ai Cập và Armando Alvarez ở Tây Ban Nha để sản xuất và phân phối các lớp phủ có chứa chất phụ gia giúp ngăn nhiệt. Đến nay, công ty đã bán được 4,5 triệu mét vuông vật liệu này.

Vincent Martin, Giám đốc Văn phòng Đổi mới tại Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc, cho biết rằng “Trong những năm gần đây, đã xuất hiện ngày càng nhiều các công ty khởi nghiệp nông nghiệp công nghệ cao, tập trung vào việc ứng dụng công nghệ tiên tiến để giải quyết các thách thức trong sản xuất nông nghiệp tại từng khu vực, đặc biệt là đầu tư vào các hệ thống nông nghiệp được bảo vệ”.

Các công ty đang nỗ lực thích nghi với biến đổi khí hậu bằng cách đầu tư vào các công nghệ như giống cây trồng chịu hạn, nhà kính thông minh, hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước và năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, để đảm bảo rằng tất cả nông dân, đặc biệt là hộ nông dân nhỏ, đều có cơ hội tiếp cận các công nghệ này, chúng ta cần có những chính sách hỗ trợ về tài chính và chuyển giao công nghệ phù hợp.

Ông Martin cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu, phát triển cơ sở hạ tầng, chính sách và truyền bá cho nông dân để giúp họ thích ứng.

Giải pháp tự trồng tại nhà

Dù Iyris hướng đến thị trường toàn cầu, song SecondSky đang góp phần định hình lại những khả năng trong nông nghiệp ngay tại quê nhà.

Một ví dụ là dự án do Iyris hợp tác cùng Red Sea Global, một công ty phát triển du lịch tái tạo, trong khuôn khổ Sáng kiến Sản xuất Thực phẩm Quốc gia tại Ả Rập Xê Út. Dự án này được triển khai trên một trang trại rộng 0,75 ha tại Bada, phía tây bắc của Ả Rập Xê Út. Đây là một khu vực sa mạc cận nhiệt đới, nơi nhiệt độ mùa hè thường xuyên vượt qua 40 độ C.

Dự án được công bố vào tháng 10 này là sự tích hợp của nhiều công nghệ nông nghiệp tự trồng, bao gồm SecondSky, để trồng cà chua, dưa chuột, ớt và các loại thảo mộc, cung cấp thực phẩm tươi cho các khu nghỉ dưỡng của Red Sea Global.

“Chúng tôi đang chứng minh những kết quả đáng kinh ngạc này trong môi trường khắc nghiệt nhất thế giới”, Keppler cho biết.

Giáo sư Mark Tester, Giáo sư Derya Baran và Tiến sĩ Ryan Lefers - những người đồng sáng lập iyris. Ảnh: iyris

Việc sử dụng đất không hiệu quả và sự thoái hóa đất đang trở thành một trong những vấn đề nghiêm trọng mà nhân loại cần đối mặt trong thế kỷ này. Sa mạc hóa đang trở thành một vấn đề cấp bách và sẽ được thảo luận trọng tâm tại COP16 của Công ước Liên hợp quốc về Chống sa mạc hóa, diễn ra vào tháng 12 tại Riyadh, Ả Rập Xê Út.

Theo báo cáo của Liên hợp quốc, mỗi năm trên toàn thế giới, ít nhất 100 triệu ha đất nông nghiệp và đất rừng bị mất đi, tương đương với bốn sân bóng đá đất lành bị thoái hóa mỗi giây.

Một ví dụ điển hình là tình trạng ở Ả Rập Xê Út, nơi chưa đến 1% diện tích đất có thể canh tác được, làm cho nhu cầu nước cho sản xuất nông nghiệp ở đây gấp ba lần mức trung bình toàn cầu. Điều này khiến cho các tầng chứa nước ngầm, vốn là nguồn cung cấp nước chính cho nông nghiệp tại quốc gia này, đang bị khai thác quá mức và giảm dần.

Theo Iyris, với doanh số tăng trưởng và kế hoạch mở rộng tích hợp SecondSky vào nhiều sản phẩm khác vào năm 2025, công ty hy vọng rằng sản phẩm này sẽ không chỉ giúp chống lại cái nóng trong nhà kính, mà còn hỗ trợ trong việc giảm thiểu tác động của nhiệt độ cao ngoài nhà kính, góp phần vào cuộc chiến chống lại biến đổi khí hậu toàn cầu.

Hà Trang (theo CNN)