Вертикальні ферми відрізняються своїм підходом до заощадження місця. Це їхня головна перевага в порівнянні з традиційним сільським господарством. С/г культури культивують вертикально рядами один над одним, як правило, у спеціально обладнаних і автоматизованих просторах. Ще одна з переваг вертикального землеробства — застосування на 98% менше води. Однак є один момент: ще не всі культури годяться для культивування у вертикальних фермах.
Майбутнє агросектору викликає заклопотаність у науковців і потребує перегляду підходів до сільгоспвиробництва. Згідно зі статистикою, чисельність населення зростає приблизно на 1 відсоток щорічно, а в деяких державах навіть швидше. Згодом може виникнути питання, як повноцінно забезпечити продуктами харчування зростаюче населення.
Специфіка вертикального фермерства
У вертикальних фермах рослини вирощують в контрольованому оточенні, що надає можливість вирощувати продукцію цілий рік незалежно від зовнішніх погодних умов, що робить таке вирощування високоефективним з погляду застосування простору і ресурсів. Найчастіше такі вертикальні ферми інтегровані в споруди, наприклад, хмарочоси, розташовані на складах або в транспортних контейнерах, парниках або розташовані в приміщеннях, за інших умов непридатні для агрономії.
Завдяки методам вертикального землеробства аграрії можуть використовувати на 98 відсотків менше води і на 99 відсотків менше землі. Вони можуть отримувати урожайність у 240 разів більшу, ніж на звичайних фермах, завдяки цілорічному культивуванню і безперервному збору врожаю. До 2050 року приблизно 80 відсотків населення світу проживатиме в містах. Така структура населення означатиме підвищений попит на продукти харчування в регіонах, де найскладніше знайти землю для обробітку. У цих великих міських центрах вертикальне землеробство пропонує метод задовольнити цей збільшений попит на продукти харчування без потреби у великих полях.
Минули ті часи, коли окремі фрукти та овочі були доступні тільки сезонно. Натомість вертикальні ферми можуть вирощувати різноманітні культури цілий рік, майже не залежно від погоди або 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 ділянках, зменшуючи вплив на природні екосистеми. Контрольоване середовище вертикальних ферм мінімізує появу шкідників та хвороб, істотно скорочуючи кількість хімічних пестицидів, які можуть бути шкідливими для людського здоров’я та навколишнього середовища.
Вертикальне землеробство зменшує потребу у великих земельних площах, зменшуючи вплив на природні екосистеми
Оскільки вертикальні ферми можна будувати з невеликою площею і навіть інтегрувати в наявні споруди та дахи, вертикальне землеробство вже почало створювати продовольчі оазиси там, де раніше були пустелі. Вертикальне землеробство може вирішити безліч проблем сільського господарства, таких як забезпечення нас більшою кількістю їжі на меншій площі і робити це стійким способом.
Вертикальне землеробство може допомогти у розв’язанні проблеми ріллі, які все частіше страждають через ерозію та забруднення. Оскільки багато вертикальних ферм розташовані в теплицях або інших будівлях, їх можна будувати практично будь-де — у густонаселених міських центрах, на дахах будинків і всередині складів, або навіть у виснажених районах, де традиційно вирощувані культури більше не можуть рости.
Вертикальні ферми зазвичай майже не потребують пестицидів або зовсім не використовують їх. Контролюючи середовище навколо культур, ці системи природним чином запобігають виникненню шкідників — немає необхідності в хімічних пестицидах, які можуть спричинити інші проблеми в майбутньому.
Оскільки вертикальні ферми можна будувати в міських районах, це скорочує 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 і місця, а також збільшує виробництво протягом року, а не прив’язане до конкретного сезону. Ферма може виробляти щоденні врожаї протягом усього року, з менш ніж 3 % харчових відходів і можливістю вирощувати понад 200 різновидів гідропонної продукції на одному об’єкті.
Як функціонує життєвий цикл насіння у вертикальній теплиці?
Спочатку розсаду висаджують у гідропонне середовище для росту у воді, збагаченій поживними речовинами, без потреби у використанні ґрунту, такого як торф, кокосове волокно тощо. Після того, як розсада дозріє, її пересаджують у гідропонні вежі, що надає можливість 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 і забезпечується відповідним сонячним світлом, створюючи мікроклімат, який можна регулювати за потреби.
Найбільш популярних культури для культивування у вертикальних фермах: шпинат, салат маслянистий, капуста листкова кале, салат Ромен, м’ята, лаванда, базилік, трави. Сьогодні деякі компанії проводять дослідження щодо культивування на вертикальних фермах полуниці, томатів, селери, огірків та багатьох 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 і мікрозелень, але багато інших також можуть підійти. Деякі вертикальні ферми вирощують фрукти, квіти, зернові, такі як рис, та інші види овочів.
Яку систему вибрати
Баштові системи вертикального землеробства — це інноваційні, компактні гідропонні або аеропонні установки, які використовуються 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 дають змогу 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 чудово 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.
Чи можуть вертикальні ферми вирощувати рис?
Деякі типи вертикальних ферм намагаються вирощувати рис. Наприклад в Сінгапурі науковці проводять дослідження з вирощування культури у вертикальних фермах.
Як пояснюють науковці, культивування рису традиційним способом на рисових полях вимагає багато води та землі, а також залежить від погодних умов. Тому для багатьох стало приємним сюрпризом дізнатися, що рис насправді можна буде вирощувати в Сінгапурі на вертикальних фермах. Це перша культура, яку вирощували на вертикальній фермі. Для експерименту обрали сорт рису Темасек. Рис Темасек – це напівкарликовий сорт, який краще переносить посуху, ніж інші види рису. Він може рости два тижні без води. Сорт також стійкий до хвороб і має відносно високу врожайність.
Рис Temasek було вирощено на багатоповерховій фермі, розташованій безпосередньо в житловому будинку. Цей проєкт реалізовано у співпраці з компанією Netatech та Лабораторією природничих наук Temasek. Протягом чотирьох місяців рисові стебла вирощувалися на вертикальній фермі, що поєднує сучасні технології та ефективне використання міського простору.
Шестиповерхова вертикальна ферма перебуває під управлінням місцевої компанії Netatech, яка спеціалізується на використанні технології мікрокрапельного поливу та збору дощової води для зменшення ресурсів, необхідних для вирощування продовольчих культур. На верхньому поверсі ферми вирощують рис, а інші поверхи зайняті овочами, такими як найбай та гонконгський кай лан.
Компанія Netatech використовує точне крапельне зрошення для поливу рису, і цей метод значно зменшує кількість води, необхідної для вирощування рису. Вирощування 1 кг рису на рисовому полі вимагає 2500 літрів води порівняно з 750 літрами води для такої ж кількості рису, якщо використовувати метод точного крапельного зрошення, сказав Деніел Вонг, директор з технологій Netatech. Рис поки що використовується лише для дослідницьких та розробницьких цілей.
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 чудово у вертикальному фермерстві
Вертикальне землеробство — це чудовий варіант вирішення багатьох проблем сільського господарства сьогодні, але це не єдине рішення. Деякі культури просто не будуть добре рости в такому середовищі, і завжди буде потреба в інших способах 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 і 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 значних витрат вертикальних ферм.
Специфіка функціонування вертикальних ферм
Деякі вертикальні ферми все ще вирощують рослини в ґрунті, тоді як інші повністю прибирають землю. Гідропонні ферми, такі як Eden Green Technology, використовують воду замість ґрунту.
Найчастіше 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, [email protected], за інформацією іноземних наукових джерел