Майбутнє за вертикальними фермами?

Вертикальні ферми відомі своїм підходом до економії простору. Це їхня безперечна перевага над традиційним землеробством. Сільськогосподарські культури вирощують вертикально рядами один над одним, зазвичай у спеціально організованих та автоматизованих приміщеннях. Також серед переваг вертикального землеробства — використання на 98% менше води. Проте є нюанс: поки що далеко не всі культури підходять для вирощування у вертикальних фермах. 

Майбутнє сільського господарства викликає занепокоєння в науковців та потребує змін у підходах до агровиробництва. За статистикою населення зростає приблизно на 1 відсоток на рік, а в деяких країнах навіть швидше. З часом може виникнути проблема як повноцінно забезпечити продуктами харчування зростаюче населення. 

Особливості вертикального фермерства

У вертикальних фермах рослини вирощуються в контрольованому середовищі, що дозволяє вирощувати продукцію цілий рік незалежно від зовнішніх погодних умов, що робить таке вирощування високоефективним з точки зору використання простору та ресурсів. Часто такі вертикальні ферми інтегровані в будівлі, такі як хмарочоси, розміщені на складах або в транспортних контейнерах, теплицях або розміщені в приміщеннях, за інших умов непридатні для сільського господарства.

Завдяки методам вертикального землеробства фермери можуть використовувати на 98 відсотків менше води та на 99 відсотків менше землі. Вони можуть отримувати врожайність у 240 разів більшу, ніж на традиційних фермах, завдяки цілорічному вирощуванню та постійному збору врожаю. До 2050 року близько 80 відсотків населення світу проживатиме в містах. Така структура населення означатиме вищий попит на продукти харчування в районах, де найважче знайти землю для обробітку. У цих великих міських центрах вертикальне землеробство пропонує спосіб задовольнити цей зростаючий попит на продукти харчування без потреби у величезних полях. 

Минули ті часи, коли деякі фрукти та овочі були доступні лише сезонно. Натомість вертикальні ферми можуть вирощувати всілякі культури цілий рік, майже не залежачи від погоди чи клімату. Зрештою, вертикальні ферми можуть вирішити зростаючу проблему продовольчих пустель у густонаселених районах, де відсутній доступ до свіжих продуктів, таких як фрукти та овочі.

Вертикальне землеробство зменшує потребу у великих земельних площах, зменшуючи вплив на природні екосистеми. Контрольоване середовище вертикальних ферм мінімізує появу шкідників та хвороб, суттєво зменшуючи кількість хімічних пестицидів, які можуть бути шкідливими для здоров’я людини та навколишнього середовища. 

Вертикальне землеробство зменшує потребу у великих земельних площах, зменшуючи вплив на природні екосистеми

Оскільки вертикальні ферми можна будувати з невеликою площею та навіть інтегрувати в існуючі будівлі та дахи, вертикальне землеробство вже почало створювати продовольчі оазиси там, де колись існували пустелі.Вертикальне землеробство може вирішити багато проблем сільського господарства, таких як забезпечення нас більшою кількістю їжі на меншій площі та робити це сталим способом. 

Вертикальне землеробство може допомогти у вирішенні проблеми орних земель, які все частіше потерпають через ерозію та забруднення. Оскільки багато вертикальних ферм розташовані в теплицях або інших спорудах, їх можна будувати практично будь-де — у густонаселених міських центрах, на дахах будинків та всередині складів, або навіть у виснажених районах, де традиційно вирощувані культури більше не можуть рости. 

Вертикальні ферми зазвичай майже не потребують пестицидів або навіть не використовують їх. Контролюючи середовище навколо культур, ці системи природним чином запобігають появі шкідників — немає потреби в хімічних пестицидах, які можуть спричинити інші проблеми в майбутньому.

Оскільки вертикальні ферми можна будувати в міських районах, це зменшує відстань, яку продукція переміщує між фермами та продуктовими магазинами, знижуючи їхній вуглецевий слід. Це також означає менше кілометрів, які продукти перевозяться до вашого місцевого продуктового магазину, і свіжіші продукти потрапляють до вашого місцевого продуктового магазину. Коли їжа вирощується за кілька кілометрів від місця, де споживачі її споживатимуть, вона довше залишається свіжою, створюючи менше харчових відходів і пропонуючи свіжішу та здоровішу їжу для місцевих сімей.

Вертикальне землеробство використовує менше води та місця, а також збільшує виробництво протягом року, а не прив’язане до певного сезону. Ферма може виробляти щоденні врожаї протягом усього року, з менш ніж 3 % харчових відходів та можливістю вирощувати понад 200 різновидів гідропонної продукції на одному об’єкті. 

Як працює життєвий цикл насіння у вертикальній теплиці?

Спочатку розсаду висаджують у гідропонне середовище для росту у воді, збагаченій поживними речовинами, без необхідності використання ґрунту, такого як торф, кокосове волокно тощо. Після того, як розсада дозріє, її пересаджують у гідропонні вежі, що дозволяє десяткам рослин рости на мінімальній площі. Там розвивається коріння рослин, що дозволяє їм поглинати та максимально використовувати багатий на поживні речовини водний розчин.

Все знаходиться під контролем температури та забезпечується відповідним сонячним світлом, створюючи мікроклімат, який можна регулювати за потреби.
Найбільш популярних культури для вирощування у вертикальних фермах: шпинат, салат маслянистий, капуста листкова кале, салат Ромен, м’ята, лаванда, базилік, трави. Сьогодні деякі компанії проводять дослідження щодо вирощування на вертикальних фермах полуниці, томатів, селери, огірків та багато інших культур. Однак концепція гідропоніки має обмеження. Наразі вона не дозволяє вирощувати бульби, такі як картопля, цибуля та часник. 

Найкращими культурами для вертикального землеробства зазвичай є листова зелень, трави та мікрозелень, але багато інших також можуть підійти. Деякі вертикальні ферми вирощують фрукти, квіти, зернові, такі як рис, та інші види овочів. 

Яку систему обрати

Баштові системи вертикального землеробства — це інноваційні, компактні гідропонні або аеропонні установки, які застосовуються для вирощування рослин ярусами. Зазвичай мають форму вертикальних веж або колон, часто циліндричної форми. Зелень розташовують у отворах по колу навколо колони, причому деякі моделі мають автоматичне обертання для кращого розподілу світла. Ідеально підходять для міських умов, забезпечують виробництво свіжої зелені, салатів та ягід протягом року. Для виробництва свіжої продукції використовують мінімум води, а замість ґрунту - поживні речовини. Вертикальну гідропонну/аеропонну вежу можна розмістити на міських патіо, палубах, під’їздах, балконах, терасах або в садах на дахах.

Стелажні системи вертикального землеробства — це багаторівневі конструкції (стелажі), що дозволяють вирощувати рослини шарами, максимально використовуючи простір у закритих приміщеннях. Рослини вирощуються в контейнерах або лотках на цих полицях. Такі системи використовують гідропоніку, аеропоніку або аеропонні системи. Освітлення відбувається за допомогою спеціальних LED-ламп. Конструкції відмінно підходять для вирощування зелені, салатів, трав тощо. Мобільні вертикальні стелажі для вирощування рослин перетворюють будь-яке приміщення на компактний міський город, пропонуючи зручне й кероване рішення для отримання свіжої зелені на невеликій площі.

Стелажні вертикальні ферми відрізняються від баштових лише способом організації простору. Стелажі «працюють» за принципом горизонтальних багатоярусних полиць, де рослини розташовуються рядами. Баштові ж системи — це вертикальні «колони», у яких зелень росте по колу, забезпечуючи компактність та круговий доступ. Попри різну форму, обидва підходи ґрунтуються на інтенсивному вирощуванні за допомогою гідропоніки або аеропоніки та LED-освітлення.

Чи все так ідеально у вертикальному фермерстві

Вертикальне землеробство — це чудовий варіант вирішення багатьох проблем сільського господарства сьогодні, але це не повне рішення. Деякі культури просто не будуть добре рости в такому середовищі, і завжди буде потреба в інших методах вирощування. 

Вертикальні ферми, ймовірно, також стануть більш технологічно просунутими. Це може означати роботизований моніторинг та збирання врожаю, системи CEA на базі штучного інтелекту та багато іншого. 

Найкращими культурами для вертикального землеробства зазвичай є листова зелень, трави та мікрозелень

Запускаючи вертикальну ферму, важливо переконатися, що у компанії є сучасні технології та партнерство для прибуткового підприємства. Енергія, що використовується для освітлення для вирощування рослин, є однією з найбільш суттєвих витрат вертикальних ферм. 

Особливості функціонування вертикальних ферм

Деякі вертикальні ферми все ще вирощують рослини в ґрунті, тоді як інші повністю усувають бруд. Гідропонні ферми, такі як Eden Green Technology, використовують воду замість ґрунту. 

Часто у вертикальній гідропонній фермі, поживний розчин, що додається у воду, замінює добрива та забезпечує рослини всіма поживними речовинами, необхідними для росту та процвітання.

Вертикальні ферми з технологією CEA усувають потребу в хімічних пестицидах, оскільки вони взагалі не допускають шкідників до рослин. Ретельний моніторинг та очищення допомагають виробникам виявляти проблеми до того, як вони перетворяться на зараження, а це означає, що немає потреби розпилювати отрути на їжу. 

Хоча не всі вертикальні ферми використовують сонячне світло, є компанії, які намагаються максимально використовувати природне сонячне світло щоб зменшити витрати та забруднення, пов’язані з живленням великих блоків ламп для вирощування. Таким чином використовується на 90% менше світлової енергії, ніж інші варіанти вертикального землеробства.

Юлія Наружна, j.naruzhna@univest-media.com, за інформацією зарубіжних наукових джерел