Những công nghệ chống hạn hán trong nông nghiệp đáng chú ý

Tưới nhỏ giọt, khử mặn nguồn nước, hay lấy nước từ không khí là những công nghệ chống hạn hán đang được áp dụng trên thế giới.

Theo định nghĩa, hạn hán xảy ra khi lượng mưa ở một khu vực thấp hơn mức trung bình. Tuy đơn giản là vậy, thế nhưng ảnh hưởng của hạn hán đến nông nghiệp và đời sống là rất lớn. Đây được xem là thảm họa thiên nhiên có thể phá hủy cả hệ sinh thái. Theo thống kê, hạn hán là thiên tai ảnh hưởng nhất đến con người trong 40 năm qua.

Trước tình hình ấy, rất nhiều giải pháp chống hạn cải tiến đã ra đời. Và dưới đây là 7 biện pháp đáng lưu ý:

Khử mặn nguồn nước

Mặc dù hơn 70% diện tích bề mặt trái đất là nước, tuy nhiên chỉ có 0.003% là nước ngọt. Ở rất nhiều khu vực trên thế giới, mưa chính là nguồn cung ứng nước ngọt duy nhất. Vì vậy, nếu có phương pháp khử mặn nước, chúng ta sẽ có những nguồn nước ngọt khổng lồ từ các đại dương.

Tuy nhiên, việc này không dễ vì phải cần nhiều năng lượng. Cụ thể hơn, để khử mặn, đầu tiên phải đun sôi nước thành thể khí, sau đó mới tiến hành ngưng tụ lại thành nước ngọt. Muốn đun sôi, chúng ta phải sử dụng một lượng lớn nhiên liệu hóa thạch. 

Mặc dù vậy, phương án này có lẽ sẽ khả thi hơn khi các chuyên gia đang cố gắng phát triển máy lọc từ graphene (vật liệu từ carbon nguyên chất có độ dày chỉ tương đương 1 nguyên tử). Khi ấy, việc khử mặn sẽ chỉ đơn giản là dựa vào áp suất thủy tĩnh.

Tưới nhỏ giọt

Tưới nhỏ giọt tối ưu hóa việc cung cấp nước cho cây trồng và độ ẩm cho đất. Đây là phương pháp giúp tránh lãng phí nước. Dựa theo nhu cầu, hiện nay trên thị trường có rất nhiều hệ thống tưới nhỏ giọt dễ sử dụng và giá cả phù hợp.

Không chỉ dừng lại ở đó, các nhà nghiên cứu còn phát triển hệ thống tưới nhỏ giọt sử dụng công nghệ IoT và hoạt động không cần sự can thiệp của con người. Mục tiêu cuối cùng của những phát minh này là nhằm đảm bảo mỗi cây trồng sẽ nhận được đúng lượng nước cần thiết, và lượng nước ấy được tưới ngay đúng vị trí rễ của cây.

Lấy nước từ không khí

Như chúng ta đã biết, không khí chứa rất nhiều thành phần, và một trong số ấy là hơi nước. Nếu có thể thiết kế thiết bị nào đó để lấy hơi nước từ không khí và ngưng tụ lại, thì chúng ta có thể dễ dàng “khai thác” nước từ không khí.

Nghe có vẻ kỳ diệu, thế nhưng đó chính là nghiên cứu đã được Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) thực hiện thành công.

Theo đó, một thiết bị có khung kim loại - hữu cơ (MOFs - Metal-Organic Frameworks), chạy bằng năng lượng mặt trời, khi hoạt động, thiết bị lấy hơi nước từ không khí và chuyển qua hai vùng nhiệt độ khác nhau để ngưng tụ lượng khí này. 

Không chỉ dừng lại trên lý thuyết, thiết bị này đã chạy thử thành công trong cuộc kiểm tra ở Arizona. Giờ đây, đội nghiên cứu hi vọng phát triển quy mô hệ thống để có thể tạo ra lượng nước lớn trong thời gian ngắn.

Điểm mạnh của giải pháp này là không sử dụng điện và có thể tạo nước ở những vùng sa mạc.

Cải thiện giống cây trồng

Thay vì xây dựng những hệ thống tưới tiêu bên ngoài để đảm bảo cây trồng luôn được cung cấp đủ nước, vì sao chúng ta không cải tiến gene của những giống cây trồng này để chúng vừa tăng sản lượng vừa tăng sức chịu đựng trong thời kỳ hạn hán?

Ý tưởng này đã được thực hiện ở rất nhiều nơi khác nhau trên thế giới. Một ví dụ tiêu biểu là nghiên cứu của tổ chức Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE). Họ đã cải tiến được giống cây trồng với hiệu quả sử dụng nước tăng 25%.

Máy bơm năng lượng mặt trời

Cách phổ thông nhất để cung cấp nước cho cây trồng hoặc vật nuôi là bơm nước từ mặt đất. Tuy nhiên các máy bơm này thường chạy bằng điện, hay nói cách khác, sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Hiện nay, các máy bơm mặt trời đang ngày càng phổ biến hơn vì không phải sử dụng nguồn điện. Chính phủ một số quốc gia đã nhận ra tiềm năng của loại máy bơm này và tiến hành các gói trợ cấp để nông dân có thể lắp đặt với giá cả phải chăng.

Tái chế rác thải hữu cơ

Một trong những cách hữu hiệu nhất để làm tăng khả năng giữ nước của đất là thêm các thành phần hữu cơ vào đất. Vì vậy hiện nay, rất nhiều nông dân sử dụng rác thải hữu cơ từ các siêu thị để bón cho đất. Khi ấy cây trồng sẽ phát triển mạnh mà không cần cung cấp nước thường xuyên.

Đây là một giải pháp rất có lợi khi vừa cải thiện sản lượng mùa vụ, vừa giảm thiểu lượng rác hữu cơ từ các cửa hàng và siêu thị.  

Trồng nhiều cây hơn

Giải pháp này nghe có vẻ “lỗi thời”, thế nhưng trồng cây luôn là cách tốt nhất để giảm thiểu ảnh hưởng của hạn hán. Cây xanh sẽ cải thiện chất lượng môi trường, làm tăng lượng mưa. Rất nhiều quốc gia đã ý thức được vấn đề này và triển khai các dự án biến đồi trọc thành rừng xanh. 

Bằng cách áp dụng các ý tưởng và giải pháp chống hạn cải tiến, chúng ta có thể vừa giảm thiểu tác hại của hạn hán, vừa đưa ra được các biện pháp để hoàn toàn ngăn chặn thiên tai này.