Вертикальное земледелие

Ожидается, что к 2050 году население мира вырастет еще на 2 миллиарда человек, и прокормить его будет огромной проблемой. Из-за промышленного развития и урбанизации мы каждый день теряем пахотные земли. Ученые говорят, что Земля потеряла треть своих пахотных земель за последние 40 лет.

Мы не знаем, сколько еще мы потеряем в следующие 40 лет. Растущий спрос на продукты питания из-за роста населения наряду с постоянно сокращающимся объемом пахотных земель представляет собой одну из самых серьезных проблем, стоящих перед нами. Многие считают, что вертикальное земледелие может стать ответом на этот вызов. Вертикальное сельское хозяйство - будущее сельского хозяйства? Давайте узнаем!

Что такое вертикальное земледелие?

Вертикальное земледелие - это практика производства продуктов питания на вертикально наклонных поверхностях. Вместо выращивания овощей и других продуктов питания на одном уровне, например в поле или теплице, этот метод производит продукты в виде вертикально уложенных слоев, обычно интегрированных в другие конструкции, такие как небоскреб, транспортный контейнер или перепрофилированный склад.

В этой современной идее с использованием технологии сельского хозяйства с контролируемой средой (CEA) используются методы домашнего земледелия. Искусственный контроль температуры, света, влажности и газов делает возможным производство продуктов питания и лекарств в помещении. Во многих отношениях вертикальное земледелие похоже на теплицы, где металлические отражатели и искусственное освещение усиливают естественный солнечный свет. Основная цель вертикального земледелия - максимизировать урожайность на ограниченном пространстве.

Как работает вертикальное земледелие

В понимании того, как работает вертикальное земледелие, есть четыре важных области: 1. Физическая планировка, 2. Освещение, 3. Среда для выращивания и 4. Характеристики устойчивости.

Во-первых, основная цель вертикального земледелия - производить больше продуктов на квадратный метр. Для достижения этой цели зерновые культуры выращивают в штабелях в строении башни. Во-вторых, используется идеальное сочетание естественного и искусственного освещения для поддержания идеального уровня освещенности в комнате. Такие технологии, как вращающиеся кровати, используются для повышения эффективности освещения.

В-третьих, вместо почвы используются аэропонные, аквапонические или гидропонные питательные среды. В вертикальном земледелии очень часто используются торфяной мох, кокосовая шелуха и аналогичные непочвенные среды. Наконец, метод вертикального земледелия использует различные функции устойчивости, чтобы компенсировать затраты на энергию для сельского хозяйства. Фактически, вертикальное земледелие использует на 95 процентов меньше воды.

Преимущества и недостатки вертикального земледелия

Вертикальное земледелие многообещающе и похоже на ферму будущего. Тем не менее, есть несколько камней преткновения, которые следует учитывать, прежде чем броситься на полную скорость в вертикальное сельское хозяйство.

Преимущества

• план удовлетворения будущих потребностей в продуктах питания
• позволяет урожаю расти круглый год
• потребляет значительно меньше воды
• погода не влияет на урожай
• можно выращивать больше органических культур
• менее подвержен воздействию химикатов и болезней

Недостатки

• Строительство может быть очень дорогостоящим, а технико-экономическое обоснование еще не завершено.
• Опыление будет очень сложным и дорогостоящим
• Это повлечет за собой более высокие затраты на рабочую силу
• Слишком полагается на технологии, и один день потери энергии будет разрушительным.

Преимущества вертикального земледелия

Большая производительность на небольшой площади возделывания - не единственное преимущество вертикального земледелия. Ниже приведены некоторые из основных преимуществ вертикального земледелия:

1. Подготовка к будущему. Ожидается, что к 2050 году около 80 процентов населения мира будет проживать в городских районах, а рост населения приведет к увеличению спроса на продукты питания. Эффективное использование вертикального земледелия, возможно, может сыграть значительную роль в подготовке к такой проблеме.
2. Увеличение и круглогодичное производство сельскохозяйственных культур: Вертикальное земледелие позволяет нам производить больше сельскохозяйственных культур с тех же квадратных футов площади выращивания. Фактически, 1 акр закрытой площади эквивалентен производительности не менее 4-6 акров наружной площади. Согласно независимой оценке, 30-этажное здание с базовой площадью в 5 акров потенциально может дать эквивалент 2400 акров обычного горизонтального земледелия. Кроме того, круглогодичное растениеводство возможно в контролируемой внутренней среде, полностью контролируемой технологиями вертикального земледелия.
3. Меньшее использование воды при выращивании: Вертикальное земледелие позволяет нам производить культуры, используя на 70-95 процентов меньше воды, чем требуется для нормального выращивания.
4. Не подвержены неблагоприятным погодным условиям: сельскохозяйственные культуры на полях могут пострадать от стихийных бедствий, таких как проливные дожди, циклоны, наводнения или сильные засухи - явления, которые становятся все более частыми в результате глобального потепления. Внутренние вертикальные фермы с меньшей вероятностью испытают на себе неблагоприятную погоду, что обеспечивает большую уверенность в урожае в течение всего года.
5. Увеличение производства органических культур: поскольку культуры выращиваются в хорошо контролируемых помещениях без использования химических пестицидов, вертикальное земледелие позволяет нам выращивать органические и не содержащие пестицидов культуры.
6. Безвредность для человека и окружающей среды: домашнее вертикальное земледелие может значительно снизить профессиональные риски, связанные с традиционным сельским хозяйством. Фермеры не подвергаются опасностям, связанным с тяжелым сельскохозяйственным оборудованием, такими болезнями, как малярия, ядовитые химикаты и так далее. Поскольку он не беспокоит животных и деревья на суше, он также полезен для биоразнообразия.

Ограничения вертикального земледелия

Вертикальное земледелие имеет как плюсы, так и минусы. Иногда подчеркиваются плюсы вертикального земледелия, а не минусы. Ниже приведены основные ограничения вертикального земледелия:

1. Нет установленной экономики: финансовая осуществимость этого нового метода ведения сельского хозяйства остается неопределенной. Стоимость строительства небоскребов для сельского хозяйства в сочетании с другими затратами, такими как освещение, отопление и рабочая сила, могут легко перевесить выгоды, которые мы можем получить от продукции вертикального земледелия. Для вертикальной фермы площадью 60 га стоимость строительства может превысить 100 миллионов долларов. И хотя вертикальные фермы будет привлекательно размещать недалеко от городов, высокая цена на недвижимость будет препятствовать финансовой жизнеспособности городских районов. Однако финансовая ситуация меняется по мере развития отрасли и совершенствования технологий. Например, стартап Bowery из Нью-Джерси объявил в декабре 2018 года о привлечении 90 миллионов долларов нового финансирования. В 2017 году компания Plenty, вертикальный производитель с Западного побережья, объявила об инвестициях в размере 200 миллионов долларов от Softbank.
2. Трудности с опылением: вертикальное земледелие проводится в контролируемой среде без насекомых. Таким образом, процесс опыления необходимо проводить вручную, что будет трудоемким и дорогостоящим.
3. Затраты на рабочую силу. Какими бы высокими ни были затраты на энергию в вертикальном сельском хозяйстве, затраты на рабочую силу могут быть еще выше из-за их концентрации в городских центрах с более высокой заработной платой, а также из-за потребности в более квалифицированной рабочей силе. Однако автоматизация вертикальных ферм может привести к необходимости в меньшем количестве рабочих. Ручное опыление может стать одной из наиболее трудоемких функций в вертикальных фермах. В течение следующих 10 лет вертикальное сельское хозяйство может создать в США 100 000 рабочих мест.
4. Слишком большая зависимость от технологий: разработка лучших технологий всегда может повысить эффективность и снизить затраты. Но все вертикальное земледелие чрезвычайно зависит от различных технологий освещения, поддержания температуры и влажности. Потеря мощности всего на один день может оказаться очень дорогостоящей для вертикальной фермы. Многие считают, что используемые сегодня технологии не готовы к массовому внедрению.

Вывод

В то время как рынок вертикального земледелия продолжает набирать обороты в США, Япония, пожалуй, добилась наибольшего успеха из всех стран. Япония уже может похвастаться 200 крупными заводами по производству сельскохозяйственных растений, а в Китае - еще 80.

Однако даже в Японии около 60% вертикальных операций являются убыточными. И хотя вертикальное земледелие - очень небольшой сегмент рынка, он быстро растет и, как ожидается, к 2022 году достигнет 5,8 млрд долларов, причем наибольший прирост будет в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Технологии вертикального земледелия все еще относительно новы. Компаниям еще предстоит успешно выращивать зерновые в больших масштабах и обеспечивать экономически целесообразное удовлетворение растущего спроса на продукты питания. Эффективность таких ферм, как AeroFarms, определит, насколько важную роль вертикальное сельское хозяйство будет играть в будущем в решении проблемы растущего спроса на продукты питания.

Однако стоит отметить, что технологии, разработанные для вертикальных ферм, также внедряются другими сегментами сектора домашнего сельского хозяйства стоимостью 300 миллиардов долларов, такими как теплицы, которые могут использовать естественный солнечный свет, хотя для этого требуется гораздо больше недвижимости и более длинные пути выхода на рынок.

Ресурсы

Чтобы «углубиться» в домашнее и вертикальное земледелие, доступно несколько онлайн-ресурсов. К ним относятся Upstart University, AgTech Innovation Center, Vertical Farming Summit и некоторые другие. Также ознакомьтесь со статьей Криса Пауэрса: 10 онлайн-платформ, помогающих будущим фермерам в закрытых помещениях.