Nhà kính thông minh ứng phó với biến đổi khí hậu tại Nhật Bản

Để thích ứng với các loại hình điều kiện thời tiết khí hậu khắc nghiệt khác nhau, Nhật Bản đã phát triển, ứng dụng nhiều loại hình nhà kính. Trong đó đáng nói là loại hình nhà kính thông minh để sản xuất các loại rau quả trong điều kiện gió mùa cận nhiệt đới. Đó là những nơi có điều kiện thiên nhiên khắc nghiệt về lượng mưa, gió bão, đặc biệt là về các điều kiện ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ (nóng ẩm) thuận lợi cho các loại sâu bệnh phá hoại, cũng như các yếu tố thiên nhiên trực tiếp ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình sinh trưởng, phát triển các loại hoa màu, như trên đảo Ishigaki phía Tây Okinaga.

Điều kiện khí hậu tại Nhật Bản

Nhật Bản là một quốc gia hải đảo, nằm ở vùng Đông Á, châu Á trên biển Thái Bình Dương. Quốc gia này với khoảng 3/4 địa hình là đồi núi, diện tích 377.972,28 km2 (xếp hạng 62 thế giới). Nhật Bản cũng có 4 mùa rõ rệt là xuân, hạ, thu, đông như Việt Nam. Do địa hình trải dài trên nhiều vĩ tuyến từ Bắc xuống Nam, nên khí hậu các vùng phân hóa khá rõ rệt, cụ thể các vùng phía Bắc có nhiệt độ trung bình thấp hơn hẳn các vùng phía Nam. Mùa xuân ở Nhật kéo dài từ tháng 3 tới tháng 5, mùa hạ từ tháng 6 tới tháng 8, mùa thu từ tháng 9 tới tháng 11, và mùa đông từ tháng 12 tới hết tháng 2. Nhiệt độ mùa đông và mùa hạ chênh nhau lên đến 30oC, vào mùa hạ, nhiệt độ và độ ẩm tương đối cao, khiến cho những khách du lịch luôn cảm thấy khó chịu. Đặc biệt, do sự phân bố địa hình rõ rệt từ Bắc tới Nam khiến cho khí hậu Nhật Bản trở nên khắc nghiệt. Trong đó, mùa hè từ tháng 6 đến tháng 8 có nhiệt độ tăng cao, nhiệt độ trung bình của mùa hè tại Nhật Bản khoảng 28oC, thời tiết nóng, gió từ biển thổi vào đất liền khiến không khí mang độ ẩm cao, đồng thời mùa hè tại Nhật Bản thường có rất nhiều mưa. Do đó, trời đột nhiên nóng, sau đó nhiệt độ bất ngờ lại hạ thấp, cứ liên tục như thế khiến cho các loại rau quả không bắt kịp thích nghi môi trường dễ bị nhiễm bệnh trong điều kiện nóng ẩm.

Nhà kính thông minh ứng phó biến đổi khí hậu

Trong việc thực hiện các thí nghiệm, để từ đó rút ra các tiêu chuẩn môi trường tương thích cho các loại hình nhà kính phù hợp với đặc trưng thời tiết khí hậu gió mùa nóng ẩm, các nghiên cứu đã chọn cây cà chua – một loại cây trồng khó tính, nhạy cảm với các điều kiện thời tiết và môi trường, là loại cây trồng dễ nhiễm bệnh trong điều kiện nóng ẩm… để làm loại cây xác định tiêu chuẩn môi trường cho loại hình nhà kính này.

Để trồng cà chua và các loại rau màu mẫn cảm với các điều kiện môi trường, Nhật Bản đã thiết kế loại hình nhà kính thông minh kiểu “nhà máy thực vật” (The Plant Factory). Khác với “Nhà kính tiêu chuẩn Hà Lan” (loại kính có cấu trúc cao để trồng các loại cây có thời gian sinh trưởng dài, loại hình nhà kính của Nhật Bản có giá thành thấp hơn 3-4 lần, được thiết kế thấp hơn, khỏe hơn để chúng chịu gió bão cấp 180 km/h. Nhà kính được trang bị các thiết bị kiểm soát môi trường cho cây trồng sinh trưởng phát triển, như: hệ thống rèm cửa có tính năng hấp thụ ánh sáng hồng ngoại để điều chỉnh nhiệt; cảm biến kiểm soát nhiệt độ; cảm biến kiểm soát ẩm độ; cảm biến đo mức mức độ quang hợp của cây trồng; hệ thống làm mát; hệ thống phun sương; cảm biến đo tốc độ gió; hệ thống quản lý dịch hại; hệ thống chăm sóc thu hoạch…

Ưu điểm nổi bật của loại hình nhà kính này là xóa bỏ “tính thời vụ” trong sản xuất rau quả, nhờ việc tạo lập điều kiện tối ưu về môi trường cho cây trồng sinh trưởng, phát triển và quang hợp nên đã giúp cây cà chua nói riêng và các cây trồng nói chung sinh trưởng, phát triển cho thu hoạch trong thời gian ngắn hơn. Năng suất thu hoạch cao hơn so với sản xuất ngoài trời; tiết kiệm mặt bằng sản xuất; chi phí sản xuất chỉ tương đương thậm chí thấp hơn so với trồng cây ngoài trời. Sản phẩm trồng trong nhà kính dễ chiếm lĩnh thị trường và có giá bán cao hơn sản phẩm cùng loại do chất lượng sản phẩm tốt hơn, tươi hơn, sạch hơn, sản xuất ít bị hư hao, tổn thất do các yếu tố ngoại cảnh và sâu bệnh gây ra. Năng suất lao động cao, giá thành sản phẩm hạ do hầu hết các khu chăm sóc và quản lý sản xuất đều được tự động hóa và người nông dân có thể quản lý sản xuất cũng như điều chỉnh các yếu tố kỹ thuật từ cự li nghìn dặm nhờ các phần mềm điện thoại điện toán đám mây. Cũng nhờ đó, một gia đình nông dân đồng thời có thể tổ chức sản xuất rau ở nhiều nơi, nhiều địa điểm khác nhau, thậm chí ở ngay gần nhà hàng, siêu thị, hay các trung tâm tiêu thụ rau quả nào đó.

Có thể nói, nhờ ưu việt này mà thời gian thu hoạch cũng như chi phí vận chuyển được giảm thiểu, tăng độ tươi sống của rau quả và đặc biệt là không phải thực hiện quy trình kiểm dịch thực vật nghiêm ngặt trên đường lưu thông phân phối, vì thế mà cắt giảm được các khoản chi phí không nhỏ phát sinh trong quá trình lưu thông từ nơi sản xuất đến người tiêu dùng.