Вертикалното земјоделство се шири низ Европа и се врши истражување на сите видови нови видови култури. Но, има уште предизвици кои треба да се надминат.
Празни канцелариски згради, каде што посевите можат да растат наредени еден врз друг, слој по слој. Или во контејнер во вашето соседство, вертикалното земјоделство нуди многу можности. Можете да одгледувате култури каде што сакате. Не ви требаат полиња за тоа. Одгледувањето е одржливо, ефикасно и целосно контролирано. Не ви требаат никакви пестициди, нема емисија на хранливи материи и потрошувачката на вода е само помеѓу 2 и 4 литри на килограм зеленчук. Сè уште постои голем проблем: потрошувачката на енергија. Сè уште работиме напорно на тоа.
Вертикалното земјоделство е во пораст низ цела Европа. Тој е особено погоден за одгледување на култури во урбани средини каде што просторот е на премиум. Тоа дури може да гарантира безбедност на храната во земји помалку приспособени на конвенционалното земјоделство. Но, иако првите култури се веќе на продажба во некои земји, сигурно ќе поминат неколку години пред производите од вертикалните фарми масовно да стигнат до полиците на супермаркетите.
Промена на исхрана и зголемена побарувачка
Заедно со култивираното месо, вертикалното земјоделство често се претставува како клучно решение за борба против идните кризи со храна. Но, зошто сепак ни се потребни вертикални фарми? Зошто не продолжиме да го правиме тоа на старомоден начин, како што тоа го правевме во изминатите 10,000 години?
Побарувачката за храна се зголемува секоја година. Според Обединетите нации, светската популација ќе порасне на 9.7 милијарди луѓе во 2050 година. На сите овие луѓе им е потребна храна. Но, одгледувањето на култури на традиционален начин станува сè поголем проблем. Поради климатските промени, условите за одгледување се менуваат, така што веќе не можете да одгледувате некои култури каде што можевте порано. Екстремните временски настани и силните бури уништуваат повеќе култури секоја година. И на некои места почвата е помалку хранлива отколку што беше порано.
Освен што треба да ја задоволиме идната побарувачка за свежа храна, нашите навики за јадење се исто така многу различни од пред еден век. „Веќе не јадеме сезонски. Во зима јадеме салати и бобинки што ги увезуваме“, вели извршниот директор Андерс Риман од Nordic Harvest, најголемата хидропонска фарма во Европа.
Одгледувачите во вертикална фарма носат заштитна облека за да спречат несакани бактерии да влезат во фармата. На овој начин тие можат да избегнат употреба на пестициди.
Летна жетва од Арктикот
Вертикалните фарми можат да се градат речиси насекаде. Што значи дека повеќе не мора да увезувате киви од Нов Зеланд, туку дека можете да ги одгледувате на таква фарма во вашиот регион. Ова заштедува голема количина на емитиран CO2.
Како работи?
„За мене целосната контрола е голема предност на вертикалното земјоделство. Навистина можеме да го оптимизираме процесот и да знаеме точно колку сакаме да растеме и со каков квалитет“, вели Лео Марселис, професор по хортикултура и физиологија на производи на Универзитетот и истражување во Вагенинген.
Од снабдување со вода до дневна светлина, температура и пристап до минерали и бактерии. Вертикалното одгледување се одвива под екстремно контролирани услови. Посевите се одгледуваат во затворени простории, со LED светилки наместо сончева светлина. LED светилките се мали, издржливи, исплатливи и не испуштаат топлина. Додека сонцето заоѓа на крајот од денот, овие светла можат да светат онолку долго колку што е потребно.
Фармерот може да манипулира со дневниот и ноќниот ритам на растението за да го оптимизира приносот на растот. Во текот на денот, растенијата формираат скроб во листовите, кој се разложува на шеќер и се транспортира до остатокот од растението ноќе. На некои растенија им треба повеќе од 12 часа светлина дневно за да растат, на други им треба помалку. Вертикалното одгледување им овозможува на секој тип на растение да ја добие количината на дневна светлина што му е потребна за да расте најдобро.
Раст со различни бои на светлина
Боите на овие светла се особено важни за да се оптимизира приносот на раст. Истражувачите главно се фокусираа на ефектот на црвено, сино и зелено светло врз растот на растенијата. Црвената светлина е многу ефикасна за фотосинтеза, но на растенијата им е потребна и сина светлина, што е особено корисно за производство на хлорофил. Извесно време, истражувачите се обидуваа да ја намалат употребата на зелено светло, верувајќи дека тоа не придонесува за фотосинтезата.
Сепак, студија од 2016 година од Државниот универзитет во Јута покажува дека зеленото светло може да ја поттикне фотосинтезата до долните лисја поефикасно отколку црвената или сината светлина. Фармерот може да користи различни комбинации на бои за да нагласи различни особини. Со правилна комбинација, земјоделецот може да одгледува растенија кои се многу похранливи од обичното земјоделство. Ова може да биде корисно бидејќи повеќето растенија станаа помалку хранливи во последните децении. Друга комбинација може да се користи за да се зголеми стапката на раст за да може да се произведува повеќе храна во исто време. Од економска гледна точка, тоа би можело да биде пожелно, бидејќи вертикалното земјоделство останува интензивно на трошоците.
Но, има повеќе причини зошто овој метод е толку популарен. Вертикалното земјоделство не бара пестициди. Одгледувачите можат да одгледуваат точно количество на култури што го сакаат, во одредена временска рамка и со специфичен квалитет избран од самите нив. Временските или сезонските услови веќе не влијаат на производството. Повеќе храна може да се одгледува на помала површина.
Земјоделство без ниви
Вертикалното земјоделство денес главно доаѓа во две форми: хидропонично и аеропонско. Според Лео Марселис, двете техники се одлични алтернативи. Во хидропониката, растенијата растат на полици со нивните корени во вода исполнета со хранливи материи наместо во земја. Се смета за најлесниот од двата главни системи.
Nordic Harvest има експериментална фарма во близина на Копенхаген каде што одгледува различни видови салати, кељ и спанаќ. Фармата е опкружена со други индустриски комплекси. Тоа е зграда со големина на фудбалско игралиште. Во 2023 година, компанијата сака да се прошири со фарма во Осло, а потоа и фарми во Скандинавија и Финска.
Според Риман, сегашниот производствен капацитет на Nordic Harvest е веќе забележлив: „Годишно произведуваме околу 1000 тони зеленчук. Данскиот пазар се состои од околу 20,000 тони годишно. 6,000 тони се одгледуваат конвенционално, а остатокот се увезува“. Зеленчукот е зелен лиснат. Како што се шири вертикалното земјоделство, тоа ќе сочинува поголем процент од производството на храна. Други компании кои одгледуваат култури во вертикални фарми се Jones Food Company во Велика Британија, Hydropousse во Франција и Robbes Lilla Trädgård во Финска.
Аеропониски одгледуваните култури имаат корени во воздухот. Индија Ленгли, истражувач на прехранбени системи и водач за односи со јавноста во давателот на технологија за земјоделство во затворен простор LettUs Grow, објаснува како функционира. „Имате серија млазници со многу мали отвори со кои го атомизирате хранливиот раствор. Тоа решение се применува на корените на слободно обесените култури“.
Аеропониката беше развиена во 1990-тите кога НАСА бараше начини за одгледување растенија во вселената. Според Националниот центар за соодветна технологија на САД, аеропониката е „далеку најефикасниот систем за одгледување растенија за вертикални фарми“.
Во аеропонскиот систем, корените имаат лесен пристап до кислород. Стапката на раст на растението е до двапати поголема од хидропонскиот систем, каде што растението би го апсорбирало растворениот кислород во водата. Сè уште не се користи толку многу како хидропониката, поради неговата сложеност. Млазниците што се користат во производството лесно може да се затнат или скршат. Но, LettUs Grow најде решение за проблемот.
„Целосно ги отстранивме прскалките. Маглата се создава на целосно рамна површина, така што нема што да се затне или скрши. Веруваме дека ова едноставно решение ќе ни овозможи да ја однесеме аеропониката во многу поголеми размери“, вели Ленгли.
LettUs Grow произведува системи за растење кои се вклопуваат во контејнер за испорака. Овие контејнери се мобилни и можат да се постават секаде каде што има простор.
Одгледување риби и растенија заедно
Иако хидропониката и аеропониката се две важни техники во вертикалното земјоделство, тие не се единствените. Се користат и други техники. Во Европа, неколку компании го користат методот на аквапоничко одгледување. Слично на хидропониката, аквапонските растенија се одгледуваат со своите корени во вода. Само тие корени висат во резервоар каде што пливаат и риби. Овие риби произведуваат многу хранливи отпадни производи кои растенијата можат повторно да ги користат.
Растенијата ги апсорбираат хранливите материи и на тој начин ја чистат водата за рибите. Според Марселис, аквапониката во иднина ќе сочинува само мал дел од вертикалниот земјоделски пазар. „Одлична работа е што го користите отпадот од рибите како храна за растенијата. Но, бидете внимателни и погрижете се да го одржувате системот на растенијата оптимален“, вели тој за техниката.
Нови видови на зеленчук
И Nordic Harvest и LettUs Grow најпрво започнаа да експериментираат со одгледување лиснати зеленило пред да се префрлат на билки и микрозелени. Потоа следат доматите и јагодите. Според Ленгли, повеќе вертикални фарми ги следат истите фази на развој. Од добри причини. Тие се деликатни култури со висока вредност кои се широко користени и можат да ги покријат производствените трошоци. Тие исто така растат брзо и се мали по големина што значи дека многу растенија можат да се одгледуваат одеднаш.
Како што се зголемува производството, станува возможно да се одгледува поширок спектар на култури. Марселис смета дека за неколку години можеби ќе можеме да купиме нови сорти кои се специјално развиени за вертикално одгледување. Но, развојот на нови рецепти за култури не е сигурна. Потребни се 5-10 години за да се одгледува нов вид растение кое е погодно за овој начин на одгледување.
Идеалното растение е мало со краток корен систем, брзо расте, лесно се собира и има висок принос. Покрај квалитетите на растот, мора внимателно да се состави и „растителниот рецепт“. „Најголемиот предизвик е да се следи секоја променлива што влијае на фабриката. Потребни ви се вистинските хранливи материи и мора да бидете сигурни дека растението има постојан пристап до хранливите материи за време на растот“, вели Риман.
Релативно скапо
Но, иако секоја култура теоретски може да се одгледува вертикално, тоа нема да се случи во догледна иднина. Масовните култури како пченицата и пченката може да се одгледуваат многу поевтино со користење на редовни методи. „Мислам дека вертикалното земјоделство во моментов е особено погодно за свежи производи. Технички, можеме да одгледуваме која било култура, вклучително и пченица. Но, вертикалното земјоделство е исто така релативно скапо. Мислам дека одгледувањето таков производ на големо со релативно ниска вредност не е реално во моментов. Дури и сега цените на пченицата растат поради војната во Украина“, вели Марселис.
Сепак, во места како Сингапур и земји како Обединетите Арапски Емирати, каде што се увезува околу 90 отсто од целата храна, одгледувањето на рефус производи со мала вредност на овој начин може да се исплати. Во Европа, од друга страна, вертикалното одгледување на пченицата може да биде опција на долг рок, но секако не во следните пет години.
Висока потрошувачка на енергија
Иако иднината изгледа светла за вертикалното земјоделство, постои еден голем проблем. Тоа бара многу енергија и затоа е многу скапо. Точната потрошувачка на енергија варира од фарма до фарма, од систем до систем и зависи од локацијата, сезоната и културата. На пример, една компанија во Грција користи 2.87 kWh енергија во зима за да произведе еден килограм зелена салата, но само 1.73 kWh во лето. Финскиот iFarm пресметал дека одгледувањето на нивната зелена салата за 90 дена чини 62.26 kWh по м2. За јагоди тоа е 117.10 kWh на m2.
Дополнителната потрошувачка на енергија во споредба со редовните методи е помеѓу 14 и 251 процент, во зависност од тоа каде се наоѓаат стакленикот и вертикалната фарма.
Wageningen University & Research и Delft University of Technology спроведоа студија во која ги споредија оранжериите и вертикалните фарми, наведени во студијата како фабрики за растенија. Ова се однесуваше на оранжериите и вертикалните фарми лоцирани во Холандија, Обединетите Арапски Емирати и Шведска, соодветно. За последната земја, двете оранжерии со и без вештачка светлина беа вклучени во споредбата.
„За производство на еден килограм зелена салата сува тежина е потребен влез од 247 kWhe во фабрика, во споредба со 70, 111, 182 и 211 kWhe во оранжериите во Холандија, Обединетите Арапски Емирати и Шведска, соодветно (со и без дополнителни вештачки осветлување)“, велат научниците во студијата.
Во суровата клима, разликата во потрошувачката на енергија помеѓу двата методи на одгледување се намалува. Вертикалните фарми можеби се енергетски најефикасниот избор во некои екстремни климатски услови. Но, дури и на арктичкиот север на Шведска и во пустинските услови на Обединетите Арапски Емирати, оранжериите сè уште можат да бидат најисплатливиот начин за одгледување.
Оптимизирате
Вертикалните фарми можат до одреден степен да го надминат проблемот со високата потрошувачка на електрична енергија преку оптимизирање на производството. Со оптимално прилагодување на LED осветлувањето и бојата, можете да влијаете и на времето на растење и на квалитетот на посевот. Трошоците за производство на фарма, исто така, може да се намалат бидејќи фармата станува поавтоматизирана. Роботите кои работат 24/7 за да ги применат хранливите материи во вистинско време, да го следат приносот на растот и жетвата кога растението е зрело може да биде скапа почетна инвестиција.
Но, со текот на времето, роботите ги надоместуваат трошоците преку нивната континуирана работа. И покрај големата побарувачка за енергија и моментално ограничениот опсег на култури кои се доволно евтини за одгледување, вертикалното земјоделство добива на популарност. Иако ќе потрае некое време пред да ги добиете и јагодите од садот за одгледување во вашата област.