Trung Quốc trồng rau bằng điện không dùng phân bón, thuốc sâu

Để tìm hiểu điện có thể đẩy mạnh năng suất cây trồng hay không, Trung Quốc tiến hành thí nghiệm lớn nhất thế giới và kết quả đang thay đổi nền sản xuất nông nghiệp ở quốc gia đông dân nhất thế giới, South China Morning Posthôm 16/9 đưa tin. Trên khắp đất nước, từ sa mạc Gobi hẻo lánh ở Tân Cương tới những vùng duyên hải phát triển ven Thái Bình Dương, các trang trại nhà kính trồng cây với tổng diện tích hơn 3.600 hecta đang tham gia vào chương trình "canh tác điện" do chính phủ Trung Quốc cấp kinh phí.

Tháng trước, Viện hàn lâm khoa học nông nghiệp Trung Quốc và nhiều viện khác của chính phủ công bố kết quả sau gần ba thập kỷ nghiên cứu tại các khu vực có khí hậu, điều kiện đất và tập quán canh tác khác nhau. Giới chuyên môn mô tả kết quả này là một bước đột phá. Kỹ thuật mới làm tăng 20 - 30% sản lượng rau củ trong khi sử dụng thuốc trừ sâu làm giảm 70 - 100% và dùng phân bón làm giảm hơn 20% sản lượng.

Rau củ trồng bên dưới dây điện bằng đồng, dựng cao khoảng ba mét bên trên mặt đất và kéo dài từ đầu này tới đầu kia bên dưới mái nhà kính. Đường dây điện có thể phát ra luồng điện cao tới 50.000 volt, cao hơn 400 lần điện áp tiêu chuẩn dùng cho dân sự ở Mỹ. Điện cao áp giết chết vi khuẩn và bệnh lan truyền qua virus trong không khí và đất. Nó cũng giúp giảm bớt sức căng bề mặt của nước trên lá, đẩy nhanh quá trình bốc hơi.

Bên trong cây trồng, việc vận chuyển các hạt tích điện tự nhiên như ion axit carbonate và canxi được tăng tốc và những hoạt động chuyển hóa như hấp thụ carbon dioxide và quang hợp cũng gia tăng. Giáo sư Liu Binjiang, nhà khoa học nông nghiệp làm việc cho chính phủ kiêm chỉ đạo dự án, cho biết dòng điện chạy qua dây điện chỉ ở mức vài phần triệu ampe, thấp hơn dòng điện chạy qua dây sạc điện thoại. "Nó hoàn toàn không gây hại cho thực vật hoặc con người ở gần đó", Liu nói.

Nhờ kết quả khả quan từ nghiên cứu, khu vực dành cho các trang trại điện ở Trung Quốc hiện nay đang phát triển với tốc độ chưa từng thấy, từ 1.000 tới 1.300 hecta mỗi năm. Điều đó có nghĩa trang trại điện có thể đạt tăng trưởng 40% trong 12 tháng tới.

"Những khoản đầu tư gần đây nhất đến từ khu vực tư nhân. Chúng tôi đang cung cấp công nghệ và thiết bị cho các nước khác bao gồm Hà Lan, Mỹ, Australia và Malaysia. Trung Quốc đang đi trước thế giới một bước", Liu cho biết.

Trên thực tế, Trung Quốc bắt tay vào canh tác trang trại điện muộn hơn thế giới 200 năm. Năm 1746, chỉ vài năm trước khi Benjamin Franklin thả diều đón sấm sét trong cơn bão, tiến sĩ Maimbray ở Edinburgh, Scotland, đã điện hóa hai cây mía. Ông quan sát cây mía mọc nhánh mới vào tháng 10, điều chưa bao giờ xảy ra trước đó.

Tin tức này lan xa. Nhiều nghiên cứu tương tự được tiến hành trên khắp châu Âu, một số xác nhận phát hiện của Maimbray, một số không đạt kết quả. Ví dụ, nghiên cứu ở Turin, Italy, nhận thấy cây trồng không ra quả và héo rũ sau thời gian dài sai quả khác thường.

Năm 1902, giáo sư vật lý S. Lemstroem ghé thăm vùng cực và phát hiện một số cây mọc nhanh hơn dưới Bắc cực quang so với các cây ở vùng khí hậu ôn hòa thuộc phương nam. Lemstroem nhận định hiện tượng do tình trạng phóng điện tự nhiên do cực quang sinh ra. Ông tiến hành hàng loạt thí nghiệm để chứng minh và thậm chí viết một cuốn sách để đề xuất giả thuyết.

Nhà vật lý học người Anh, Ngài Oliver Lodge, nhà phát minh giữ vai trò chủ chốt trong phát triển đài phát thanh, đã đọc cuốn sách và thu sản lượng hạt lúa mì tăng 24 - 39% trong thí nghiệm trên 8 hecta đất. Thí nghiệm thu hút sự quan tâm của chính phủ. Các nhà chức trách Anh và Mỹ thực hiện nghiên cứu độc lập về canh tác điện vào đầu thế kỷ 20. Kết quả của Anh rất khả quan còn của Mỹ lại kém triển vọng.

Những thí nghiệm này hầu như đều nhỏ và tiến hành trên cánh đồng ngoài trời, với điều kiện khác biệt giữa các nơi. Nhiều yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến sản lượng cuối cùng và không có tiêu chuẩn thống nhất trong thiết kế hoặc chi tiết kỹ thuật như điện áp và tần số.

Các nhà khoa học trong những nghiên cứu tiên phong cũng thiếu thiết bị tiên tiến như máy phân tích quang phổ di động để tìm hiểu phản ứng của cây trông đối với điện ở mức độ phân tử. Kết quả là lý giải cho hiện tượng quan sát được vẫn mang tính suy đoán và mối quan tâm của cộng đồng giảm dần theo sự xuất hiện của phân bón và thuốc trừ sâu hóa học cho sản xuất nông nghiệp quy mô lớn.

Canh tác điện được quan tâm trở lại với sự nổi lên của trồng trọt hữu cơ. Chính phủ Trung Quốc bắt đầu cấp kinh phí cho các thí nghiệm về kỹ thuật này năm 1990. He Feng, kỹ thuật viên cấp cao ở Yufa Jingnan Vegetable Production and Sales, một trong những nhà sản xuất rau củ lớn nhất ở Bắc Kinh, cho biết công ty đã tham gia chương trình từ năm 2014 và kết quả rất đáng hài lòng.

Chỉ trong hai năm, rau củ canh tác điện đã giúp doanh thu của công ty tăng gần 175.000 USD. "Chúng tôi vẫn đang vận hành thiết bị và tiêu tốn rất ít điện", He nói. Một hecta nhà kính chỉ cần lượng điện khoảng 15 kilowatt giờ mỗi ngày, bằng 1/2 lượng sử dụng điện trung bình của hộ gia đình Mỹ. Bên trong nhà kính, không khí có mùi như sau cơn giông bão mùa hè. Độ ẩm thấp và cây trồng hiếm khi bị bệnh.

Trở ngại lớn nhất là kinh phí lắp đặt, He cho biết. Phần cứng cần thiết để hệ thống hoạt động có chi phí hàng nghìn USD. Nếu không được chính phủ hỗ trợ, công ty có thể không đủ khả năng mắc dây điện cho tất cả nhà kính.

Liu Yongyi, chủ công ty City Luhai Xinghua Sightseeing Agriculture ở quận Đại Hưng, Bắc Kinh, cũng áp dụng canh tác điện và nhận định công nghệ sẽ cải thiện đáng kể an toàn thực phẩm ở Trung Quốc do giảm hẳn sử dụng thuốc trừ sâu. "Cặn thuốc trừ sâu là mối đe dọa lớn đối với sức khỏe cộng đồng. Điện cung cấp giải pháp tự nhiên đối với dịch bệnh và kiểm soát sâu bệnh. Nó cũng sạch hơn nhiều hóa chất. Chính phủ nên hỗ trợ cách mạng canh tác điện", Liu nhấn mạnh.

Giáo sư Guo Yalong, nhà nghiên cứu ở Viện thực vật thuộc Viện hàn lâm khoa học Bắc Kinh, cho biết tác động của điện tới cây trồng tồn tại rõ ràng. "Điện giống như là không khí và nước. Đó là một phần của môi trường tự nhiên. Nhiều hạt ion hóa hóa trong cây trồng tích điện âm hoặc dương. Chúng có thể phản ứng với sự hiện diện của trường điện nhân tạo ở gần đó", Guo chia sẻ.

Trung Quốc có số nhà kính bao phủ hơn 4 triệu hecta, sản xuất gần lượng rau củ trị giá hàng tỷ USD mỗi năm. Theo giáo sư Liu, chưa có kế hoạch ứng dụng điện cho tất cả nhà kính, bởi vốn đầu tư nằm ngoài khả năng của phần lớn nông dân. Nhóm dự án của ông đang áp dụng cách tiếp cận khác và phát triển buồng trồng rau củ nhỏ gọn tích hợp đủ chức năng, sử dụng công nghệ canh tác điện. "Mỗi gia đình sẽ có thể tự trồng hoa màu trong bếp, trên ban công hoặc sân vườn", Liu nói. 

Buồng trồng rau củ nguồn ánh sáng nhân tạo và trường điện để kích thích cây trồng phát triển và ngăn dịch bệnh. Việc vận hành sẽ hoàn toàn tự động, hầu như không cần chăm sóc và bảo dưỡng.