Với tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, quỹ đất nông nghiệp tại các thành phố lớn ngày càng bị thu hẹp, trong khi nhu cầu về thực phẩm sạch, an toàn và bền vững lại gia tăng mạnh mẽ. Trước thực tế đó, hệ thống canh tác không dùng đất – bao gồm thủy canh (hydroponics) và khí canh (aeroponics) – đang nổi lên như một giải pháp công nghệ đầy triển vọng, không chỉ giúp tiết kiệm tài nguyên đất, nước, mà còn hạn chế ô nhiễm môi trường và phù hợp với điều kiện sản xuất trong không gian đô thị hạn chế.

Khác với phương pháp canh tác truyền thống phụ thuộc hoàn toàn vào đất và thời tiết, mô hình thủy canh sử dụng dung dịch dinh dưỡng để nuôi cây, trong khi khí canh phun sương dưỡng chất trực tiếp vào rễ cây treo trong không khí. Hai phương pháp này đều có khả năng kiểm soát hoàn toàn môi trường sinh trưởng của cây trồng, từ nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng đến độ pH và hàm lượng dưỡng chất. Điều này không chỉ giúp cây trồng phát triển đồng đều, ít sâu bệnh mà còn tiết kiệm đáng kể nước – có thể giảm đến 90% lượng nước so với canh tác truyền thống – đồng thời không phát sinh nước thải gây ô nhiễm.

Với sự hỗ trợ từ công nghệ cảm biến và tự động hóa, các hệ thống thủy canh – khí canh hiện đại có thể vận hành liên tục và chính xác, từ việc điều tiết dinh dưỡng, kiểm soát độ pH, bơm tuần hoàn cho đến ánh sáng đèn LED chuyên dụng mô phỏng ánh sáng mặt trời. Những công nghệ này cho phép trồng rau sạch ngay cả trong không gian chật hẹp như ban công, sân thượng, nhà lưới hoặc nhà container cải tiến. Đặc biệt, tại các đô thị lớn như TP.HCM, Hà Nội hay Đà Nẵng, mô hình này đã và đang được nhân rộng tại các hộ gia đình, trường học, doanh nghiệp và cả các trang trại công nghệ cao quy mô lớn.

Không chỉ tạo ra thực phẩm an toàn, việc phát triển canh tác không đất tại đô thị còn giúp giảm áp lực lên tài nguyên đất đai vùng ven, hạn chế ô nhiễm do vận chuyển thực phẩm đường dài và góp phần cân bằng sinh thái trong đô thị. Các tòa nhà văn phòng, khách sạn, trung tâm thương mại đang ngày càng quan tâm đến việc tích hợp hệ thống trồng rau sạch trên mái hoặc trong khuôn viên nhằm tăng cường không gian xanh, giảm nhiệt độ bề mặt và thể hiện cam kết với mô hình phát triển xanh.

Tuy nhiên, để vận hành các hệ thống canh tác hiện đại này một cách hiệu quả, cần có sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và phần mềm điều khiển. Các ứng dụng quản lý trang trại thông minh hiện nay cho phép người dùng theo dõi quá trình phát triển cây trồng thông qua điện thoại di động, nhận cảnh báo sớm khi có sự cố, thậm chí điều khiển từ xa các thiết bị trong hệ thống. Dữ liệu thu thập được có thể phục vụ nghiên cứu, cải tiến quy trình trồng trọt, hướng đến việc tạo ra mô hình sản xuất có tính chuẩn hóa và truy xuất nguồn gốc cao.

Tuy nhiên, để phổ cập rộng rãi hệ thống canh tác thủy canh – khí canh tại đô thị, vẫn còn một số rào cản như chi phí đầu tư ban đầu cao, yêu cầu kỹ thuật vận hành và bảo trì nhất định, cùng với tâm lý ngại tiếp cận công nghệ mới của một bộ phận người dân. Việc kết nối giữa người sản xuất và thị trường đầu ra cũng cần được tăng cường, tránh tình trạng “trồng được nhưng không bán được” do thiếu hệ sinh thái tiêu thụ và liên kết chuỗi.

Giải pháp cho những thách thức này là cần một chính sách hỗ trợ tổng thể từ phía chính quyền đô thị và ngành nông nghiệp. Có thể áp dụng mô hình hỗ trợ tài chính một phần cho các hộ dân triển khai mô hình thủy canh tại nhà, kèm theo đó là chương trình đào tạo miễn phí kỹ năng vận hành, bảo trì hệ thống. Các doanh nghiệp khởi nghiệp nông nghiệp công nghệ cao cần được tạo điều kiện tiếp cận vốn, mặt bằng và các kênh phân phối để mở rộng quy mô và tối ưu giá thành. Bên cạnh đó, việc lồng ghép mô hình trồng rau công nghệ cao vào trường học, khu chung cư hay không gian cộng đồng còn là giải pháp hiệu quả để nâng cao nhận thức môi trường và xây dựng lối sống xanh trong cộng đồng đô thị.

Về dài hạn, hệ thống canh tác thủy canh và khí canh sẽ không chỉ là giải pháp bổ sung cho sản xuất nông nghiệp, mà sẽ trở thành một phần thiết yếu trong chiến lược phát triển thành phố thông minh, thành phố xanh – nơi con người và tự nhiên cùng tồn tại và phát triển hài hòa. Công nghệ sẽ là chiếc cầu nối giữa tiềm năng đô thị hóa và yêu cầu bảo vệ môi trường, đảm bảo an ninh lương thực trong điều kiện quỹ đất nông nghiệp ngày càng thu hẹp và áp lực khí hậu ngày càng lớn.