Hệ thống Aquaponic hoạt động dựa trên chu trình tự nhiên giữa cá, cây trồng và vi sinh vật. Chất thải của cá, tôm, mực hoặc các loài thủy sinh khác chứa amoniac, nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm nước và ảnh hưởng ngược lại tới các loài thủy sản nuôi. Trong hệ thống này, vi khuẩn nitrosomonas chuyển amoniac thành nitrit, và tiếp theo vi khuẩn nitrobacter chuyển nitrit thành nitrat – một loại dinh dưỡng quan trọng cho cây trồng. Cây trồng hấp thụ nitrat, lọc sạch nước và đưa nước sạch trở lại bể cá. Cây trồng trong hệ thống Aquaponic là các cây rau, cây ăn trái hoặc thảo mộc được trồng mà không cần đất, sử dụng nguồn dinh dưỡng từ nước.

Aquaponic là một trong những hệ thống sản xuất nông nghiệp tiết kiệm nước nhất. Ở các khu vực khô hạn, nơi nguồn nước khan hiếm, mô hình này đã trở thành một giải pháp bền vững. Ví dụ, tại Australia, Aquaponic được ứng dụng rộng rãi để tối ưu hóa lượng nước sử dụng trong nông nghiệp. Nhờ hệ thống tuần hoàn, nước trong Aquaponic được tái sử dụng nhiều lần, giúp giảm bớt áp lực lên nguồn nước ngọt và tạo ra môi trường nuôi trồng bền vững hơn. Trong các thành phố lớn, nơi không gian dành cho nông nghiệp bị hạn chế, Aquaponic trở thành giải pháp tuyệt vời để sản xuất thực phẩm. Các hệ thống Aquaponic quy mô nhỏ có thể được lắp đặt ngay trong nhà, trên mái nhà hoặc sân thượng. Tại Mỹ, các thành phố như New York và Chicago đã thấy sự phát triển của các trang trại Aquaponic quy mô đô thị, chẳng hạn như AeroFarms. Những mô hình này không chỉ tạo ra rau sạch và thủy sản mà còn giúp người dân đô thị dễ dàng tiếp cận thực phẩm tươi ngon, an toàn ngay tại chỗ. So với các phương pháp canh tác truyền thống, Aquaponic giúp tăng năng suất cây trồng và thủy sản trên cùng một diện tích đất, điều này đặc biệt hữu ích ở các quốc gia có quỹ đất hạn chế. Ví dụ, tại Singapore, một quốc gia có diện tích nhỏ và đất nông nghiệp khan hiếm, Aquaponic đã được triển khai để cung cấp thực phẩm sạch cho thị trường nội địa, giúp giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu thực phẩm. Aquaponic còn giúp giảm chi phí sản xuất vì hệ thống tuần hoàn không yêu cầu phân bón hóa học hay thuốc bảo vệ thực vật. Điều này đảm bảo rau củ và thủy sản từ mô hình Aquaponic đều an toàn cho người tiêu dùng. Không chỉ mang lại lợi nhuận cao hơn cho người sản xuất mà còn giúp giảm giá thành sản phẩm đến tay người tiêu dùng.

Aquaponic tạo ra một mô hình nông nghiệp khép kín, nơi chất thải của cá được xử lý thành dinh dưỡng cho cây trồng, giảm thiểu sự xả thải ra môi trường. Điều này đã mang lại tác động tích cực trong việc giảm ô nhiễm nguồn nước và đất. Ở Hà Lan và Thụy Điển, các trang trại Aquaponic đã góp phần giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ các hệ sinh thái tự nhiên. Trong bối cảnh dân số thế giới đang tăng nhanh, nguồn tài nguyên thiên nhiên bị giới hạn, và biến đổi khí hậu đang diễn ra, Aquaponic còn được xem như một giải pháp tiềm năng để tăng cường an ninh lương thực toàn cầu. Ở các quốc gia đang phát triển như Kenya và Nam Phi, Aquaponic được ứng dụng trong các dự án nông nghiệp bền vững nhằm cung cấp lương thực cho cộng đồng, cải thiện sinh kế của người dân và giải quyết tình trạng thiếu hụt lương thực. Aquaponic còn được coi là một mô hình canh tác thích ứng với biến đổi khí hậu vì hệ thống này ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thời tiết bất lợi như hạn hán, lũ lụt hay nhiệt độ cao. Trong các khu vực chịu ảnh hưởng mạnh bởi biến đổi khí hậu như Châu Phi và Nam Á, Aquaponic đã giúp nông dân duy trì sản xuất trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, đảm bảo nguồn cung thực phẩm ổn định.

Aquaponic không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn là một công cụ hữu hiệu trong giáo dục và nghiên cứu. Các trường học và trung tâm nghiên cứu ở Châu Âu và Bắc Mỹ đã triển khai Aquaponic trong giáo dục để dạy học sinh, sinh viên về hệ sinh thái tự nhiên, phát triển bền vững và công nghệ nông nghiệp hiện đại. Học sinh có thể học cách vận hành hệ thống, hiểu rõ về quá trình tuần hoàn tự nhiên và cách tối ưu hóa nguồn tài nguyên.

Tại Việt Nam, công nghệ này cũng đang được áp dụng và thành công

Tại Việt Nam, Aquaponic ngày càng nhận được sự quan tâm từ phía nông dân và các doanh nghiệp. Một trong những cá nhân tiên phong ứng dụng công nghệ Aquaponic tại Việt Nam là ông Nguyễn Ngọc Thạnh, Giám đốc Công ty TNHH Công nghệ Sinh học Mega, tại xã Phước Lý, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An. Là kỹ sư thủy sản với tinh thần đổi mới sáng tạo, ông Thạnh đã bắt đầu nghiên cứu và triển khai mô hình Aquaponic từ năm 2016. Ban đầu, ông áp dụng với các loài thủy sản nước ngọt như cá chình, cá lăng vàng và một số loại rau, cây ăn trái. Nhờ sự thành công của mô hình này, ông đã tạo ra một quy trình sản xuất sạch, tiết kiệm nước và không gây ô nhiễm môi trường.

Năm 2022, ông tiếp tục mở rộng mô hình sang Aquaponic nước mặn. Đây là một bước đột phá vì hầu hết các đơn vị khác vẫn chủ yếu sử dụng Aquaponic nước ngọt. Mô hình Aquaponic nước mặn của ông Thạnh đã thành công nuôi được nhiều loài thủy sản biển như mực lá, cua và tôm, không cần phụ thuộc vào nguồn nước biển tự nhiên. Điều đáng chú ý là ông Thạnh đã sáng tạo ra công thức pha nước biển nhân tạo với giá thành 250.000 đồng cho 1.000 lít, giúp giảm chi phí và mở rộng khả năng ứng dụng mô hình này tại các khu vực xa biển.

Tại trại nuôi Phước Lý, mô hình của ông Thạnh đã thu hút sự chú ý với loài mực lá được nuôi tuần hoàn theo mô hình Aquaponic. Ông thu mua trứng mực từ biển miền Trung, đưa vào bể ấp và nuôi dưỡng đến khi đạt đủ kích thước thu hoạch. Mực được nuôi bằng cách cho ăn tôm sú, tôm thẻ và cá con, đảm bảo chất lượng cao, an toàn thực phẩm và thân thiện với môi trường.

Nhờ sự tiên phong của ông Nguyễn Ngọc Thạnh, mô hình này đã được ứng dụng hiệu quả tại Long An và nhiều nơi khác. Các trang trại như Phước Lý đã thành công trong việc nuôi thủy sản và trồng rau sạch bằng hệ thống này. Ngoài ra, mô hình Aquaponic cũng đã được triển khai trong các khu vườn nhỏ tại đô thị như Hà Nội và TP.HCM. Với diện tích nhỏ, các hộ gia đình có thể tự trồng rau và nuôi cá, không chỉ cung cấp thực phẩm an toàn mà còn cải thiện không gian sống xanh.

Dù mang lại nhiều lợi ích, Aquaponic dù sao vẫn là một mô hình còn mới mẻ, với chi phí đầu tư ban đầu khá lớn khiến nhiều nông dân khó tiếp cận; bên cạnh đó, việc đầu tư ban đầu cho hệ thống này cũng yêu cầu kiến thức chuyên môn về thủy sản và sinh học, cần được đào tạo kỹ lưỡng.

Tuy nhiên, với các lợi thế vượt trội về môi trường và kinh tế, mô hình Aquaponic hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam. Theo ông Thạnh, mô hình Aquaponic là xu hướng của nông nghiệp đô thị khi không xả thải ra môi trường bên ngoài, không gây ô nhiễm. Mô hình cũng không sử dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu; thủy sản và rau bảo đảm sạch, an toàn. Người nuôi chỉ cần diện tích khoảng 5 m² là có thể triển khai mô hình. Năng suất cao cũng là một điểm cộng của mô hình. Theo tính toán, cá có thể đạt 80 kg/m³/vụ nuôi, rau có thể đạt 2,5 kg/m²/tháng. Ngoài ra, hệ thống Aquaponic không đòi hỏi người giám sát và vận hành có trình độ kỹ thuật cao, công việc chính cần phải làm là cho cá ăn, thu hoạch rau, bổ sung cây con. Ông cũng đã lên kế hoạch nhân rộng mô hình này cho các nhà đầu tư quan tâm và hỗ trợ nông dân tiếp cận công nghệ mới.

Công nghệ Aquaponic đã chứng minh được giá trị của mình không chỉ tại Việt Nam mà còn trên toàn cầu. Nó mang lại nhiều lợi ích từ việc giảm ô nhiễm, tiết kiệm tài nguyên, đến việc tăng cường an ninh lương thực và bảo vệ môi trường. Những quốc gia và doanh nghiệp tiên phong trong ứng dụng Aquaponic đang góp phần tạo ra một mô hình nông nghiệp bền vững cho tương lai. Với sự tiên phong của những người như ông Nguyễn Ngọc Thạnh, Aquaponic không chỉ mở ra cơ hội phát triển bền vững cho nông nghiệp Việt Nam mà còn góp phần bảo vệ môi trường, cung cấp thực phẩm an toàn cho người tiêu dùng.

Thúy Nga