Các startup không bỏ qua cơ hội đó, họ đã đưa mô hình nông nghiệp tiên tiên này lên một tầm cao mới, với những sáng tạo độc đáo hơn, hướng đến tự nhiên hơn, và đặc biệt là tính ứng dụng và hiệu quả cao hơn.

7. Plantscapers - Nông trại trên những tòa nhà chọc trời

Plantagon, một công ty công nghệ thực phẩm đến từ Thụy Điển đã cho ra đời một giải pháp sáng tạo kết hợp giữa kiến trúc, công nghệ và nông nghiệp có tên là Plantscapers- nông trại rau xanh ngay trong không gian của các tòa nhà chọc trời.

Để thực hiện dự án, Plantagon đã mua lại thiết kế nhà kính theo chiều dọc từ một nông dân có tên là Åke Olsson. Olsson đã xây dựng một hệ thống có thể từ từ luân chuyển các giá trồng cây từ sàn lên trần nhà theo chiều dọc, vì vậy không cần sử dụng đến ánh sáng nhân tạo.

Plantscapers ứng dụng thiết kế này trên quy mô lớn,những nhà kính trồng cây theo chiều dọc sẽ được tích hợp trực tiếp vào các tòa nhà văn phòng và rau xanh được trồng bằng hệ thống thủy canh. Theo ước tính, mô hình nông nghiệp đô thị này có thể giúp giảm thải đến 1.000 tấn khí CO2, tiết kiệm phần lớn năng lượng và 50 triệu lít nước so với một trang trại thông thường khi sản xuất cùng số lượng rau củ.

Hiện, tòa nhà kính canh tác nông nghiệp thẳng đứng của Plantagon có tên là The World Food Building (Tòa nhà Lương thực thế giới) đang được xây dựng tại Linköping, Thụy Điển. Mặt phía bắc của tòa nhà sẽ được dùng làm văn phòng, toàn bộ mặt phía nam được thiết kế theo mô hình nhà kính theo chiều dọc để tận dụng tối đa ánh sáng mặt trời cho canh tác. Dự kiến ông trình sẽ sản xuất khoảng 550 tấn rau xanh mỗi năm, cung cấp cho gần 5.000 người.

Rất nhiều hãng nông nghiệp từ nhiều nước như Singapore, Hồng Kông, Hoa Kỳ và những quốc gia khác cho biết, nếu Plantscapers thành công, họ cũng sẽ lên kế hoạch xây dựng những mô hình tương tự. Plantscapers dự kiến sẽ ra mắt vào năm 2020.

8. ZipGrow - Công nghệ canh tác cho nông dân hiện đại

ZipGrow là một phát minh trong lĩnh vực nông nghiệp thẳng đứng được cấp bằng sáng chế của Bright Agrotech. Doanh nghiệp này mong muốn có thể mang đến một giải pháp trồng trọt đơn giản nhưng hiệu quả cho những người nông dân đang có ý định mở rộng quy mô hoặc bắt đầu canh tác rau xanh.

Thay vì sử dụng những khay trồng nằm ngang, Bright Agrotech thiết kế những giá treo dài có dạng hình hộp được gọi là tháp ZipGrow. Hạt giống sẽ được gieo trên giá thể, sau khi nảy mầm thành cây con, giá thể sẽ được đưa vào trong vỏ tháp. Những giá thể này được thiết kế đặc biệt với 93% là khoảng trống giúp cây trồng hấp thu ôxi ở mức tối đa, có khả năng ổn định nhiệt tốt cho vùng rễ, độ thấm hút cao, có thể nuôi giun đất và tái sử dụng được.

ZipGrow áp dụng cả công nghệ thủy canh và nuôi trồng thủy canh. Đối với nuôi trồng thủy canh, ZipGrow đã có một sáng kiến thú vị khi đưa giun đất vào tháp canh tác, hoạt động của giun đất có thể phá vỡ cấu trúc khiến chất thải của cá được dễ dàng chuyển hóa, nhờ đó cây trồng được cung cấp nhiều chất dinh dưỡng hơn.

Với mô hình tháp canh tác theo chiều dọc ZipGrow, người nông dân có thể sản xuất rau xanh ở mật độ cao gấp 2 đến 3 lần và hiệu quả gấp 3 đến 4 lần so với phương pháp thủy canh truyền thống trên cùng một diện tích mà không làm tăng đáng kể chi phí sản xuất. Bên cạnh đó, tháp có thiết đơn giản và dễ tháp lắp, người nông dân muốn rộng canh tác chỉ cần treo thêm tháp mà không làm ảnh hưởng tới kết cấu của nông trại.

9. Modular Farms - Nông trại trong container

Modular Farm là một sáng tạo xuất sắc trong thế giới nông trại thẳng đứng được phát triển bởi công ty ModularFarms đến từ Canada. ModularFarms thiết kế hệ thống canh tác trong nhà dưới dạng môđun bao gồm các container có thể vận chuyển bằng chiếc xe tải, tàu hỏa hoặc tàu biển và dễ dàng tháo lắp. Các trang trại container có lớp cách nhiệt đặc biệt cho phép trồng rau xanh quanh năm ngay cả trong những điều kiện khí hậu khắc nghiệt nhất.

Hệ thống Modular Farm bao gồm mô-đun chính và các mô-đun bổ sung giúp nông dân có thể mở rộng hoạt động kinh doanh hoặc tích hợp thêm các chức năng cần thiết cho canh tác bền vững. Môđun chính đóng vai trò nền tảng, có đầy đủ tất cả các yêu tố cơ bản cho sản xuất và được vận hành theo một quy trình khép kín và tự động.

Các môđun bổ sung có chức năng chuyên dụng tùy theo nhu cầu của người dùng; ví dụ môđun kho dùng để bảo quản và lưu trữ thực phẩm, môđun cấp nước có thể tạo ra nước từ không khí dùng cho những nơi khô cằn, thiếu nước; mô- đun mở rộng có thể tăng hiệu suất canh tác lên đến 150%.

Modular Farm sử dụng công nghệ ZipGrow để tiết kiệm tối đa không gian mà vẫn đảm bảo số lượng cây trồng và năng suất, kết hợp với phương pháp thủy canh tiên tiến, giúp tiết kiệm đến 95% nước và 30% năng lượng so với một trang trại ngoài trời với năng suất tương tự.

Modular Farms hướng tới mở rộng quy mô trên tầm quốc tế. Công ty đã mở rộng thị trường tới Australia vào năm 2017, và hiện đang tích cực thúc đẩy quan hệ đối tác với nhiều nước khác trên thế giới.

10. Skyfarm - Nông trại sử dụng năng lượng gió

Tại triển lãm kiến rúc thế giới năm 2015, Rogers Stirk Harbor + Partners, một công ty kiến rúc  đến từ London đã giới thiệu mô hình canh tác Skyfarm. Ý tưởng của công ty này là xây dựng một toà tháp có dạng hyperboloid, kết hợp nhiều kỹ thuật canh tác để sản xuất rau xanh trong khu vực đô thị với mật độ dân cư cao hoặc ở những nơi có ít nguồn đất cho trồng trọt.

Skyfarm được thiết kế dạng tháp nhiều tầng với vật liệu chính là tre để tạo không gian và bộ khung vững chắc. Cấu trúc mở của tòa tháp đảm bảo tận dụng tối đa nguồn ánh sáng tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng. Hình dạng của tòa tháp có thể điều chỉnh tùy thuộc vào lượng ánh sáng mặt trời.

Skyfarm kết hợp trồng cây và nuôi cá thông qua một hệ thống tái lưu thông. Một bể cá lớn và trong suốt được đặt ở tầng dưới cùng của toà tháp để nuôi các loại cá nước ngọt như cá vược, cá rô phi và cá chẽm. Trên bể cá là không gian giành cho canh tác rau xanh với hệ thống thủy canh ở dưới và hệ thống khí canh bên trên. Các bồn chứa nước mưa được đặt trên đỉnh tháp cùng tua-bin để tạo năng lượng từ gió phục vụ cho quá trình vận hành tòa tháp.

Ngoài ra, một không gian gồm có chợ và nhà hàng cũng được thiết kế ở tầng một để khuyến khích người dân đến thăm quan, thưởng thức và mua sắm, giúp quá trình sản xuất và tiêu thụ thực diễn ra ở cùng một địa điểm, qua đó có thể giảm chi phí vận chuyển.

11. Sky Greens - Nông trại thủy lực đầu tiên trên thế giới

Tại Singapore, một nhà kính bốn tầng của Sky Greens đang sản xuất 1 tấn rau xanh mỗi ngày nhờ sử dụng một hệ thống quay bằng sức nước để cung cấp nước và ánh sáng mặt trời cho các khay rau xanh đang phát triển. Được thiết kế bởi kỹ sư và nhà doanh nghiệp Jack Ng, Sky Farms chính là nông trại thẳng đứng được điều khiển bằng thủy lực đầu tiên trên thế giới.

Jack Ng đã thiết kế một hệ thống gồm 38 khay trồng rau dài, đặt thành từng tầng song song và có thể xoay vòng quanh một tháp nhôm hình chữ A cao khoảng 9 mét nhờ một ròng rọc nước. Trong khi các khay rau ở phía dưới được tưới nước, những cây ở phía trên sẽ hấp thu ánh sáng mặt trời, quá trình này diễn ra luân phiên và liên tục theo một chu kỳ cố định.

Công nghệ Sky Greens cho phép cây trồng nhận được ánh sáng mặt trời, nước tưới và chất dinh dưỡng đồng đều giúp giảm thiểu việc sử dụng nước và năng lượng so với các kỹ thuật canh tác thông thường. So với các trang trại truyền thống, hệ thống canh tác của Sky Greens tạo năng suất cao gấp 10 lần trên cùng một đơn vị diện tích.

Được trang bị hệ thống dẫn nước bằng thủy lực, Sky Greens chỉ cần nguồn điện tương đương với một bóng đèn để cấp điện cho một tháp cao 9m, và cũng chỉ cần khoảng nửa lít nước để các khay trồng có thể chuyển động xung quanh tháp. Nước được chứa trong một hệ thống hồ chứa ngầm khép kín và được tái chế để sử dụng.

Với năng suất cao hơn so với các hình thức nông nghiệp truyền thống, sử dụng tài nguyên đất, nước, và năng lượng tối thiểu cùng lượng khí thải carbon thấp đáng kể, Sky Greens hiện đang là một trong những nông trại thẳng đứng cung cấp rau xanh tươi ngon và bền vững nhận được rất nhiều quan tâm từ các công ty nông nghiệp trên thế giới.

Đã có rất nhiều hoài nghi liệu mô hình nông trại thẳng đứng có thực sự là lời giải cho bài toán thiếu hụt lương thực trên toàn thế giới. Thế nhưng với những sáng tạo mang tính cách mạng, mô hình này đang dần chứng minh được sức hấp dẫn và trở thành xu thế tại nhiều nước bởi hiệu quả vượt trội, tính thân thiện với môi trường và nhất là khiến cho rau quả ở những nơi tưởng chừng như không thể canh tác được có thể xanh tươi kết trái.