С ростом населения и изменением климата традиционное сельское хозяйство сталкивается со множеством вызовов: нехватка земли, воды, зависимость от погоды. На этом фоне всё большую популярность набирают вертикальные фермы — многоуровневые установки, в которых растения выращиваются в контролируемой среде. Стеллажи с салатом, шпинатом, клубникой или базиликом находятся один над другим, а свет заменяют светодиодные лампы, настроенные под нужный спектр. Питательные вещества подаются через гидропонику или аэропонику — корни растений находятся не в почве, а в растворе.
Главное преимущество вертикального земледелия — эффективность. На площади одного стандартного поля можно разместить десятки вертикальных этажей, что увеличивает урожайность в разы. Закрытая среда позволяет использовать на 90 % меньше воды, чем на открытом поле: раствор циркулирует, и потери минимальны. Отсутствие пестицидов делает продукцию чистой, а отсутствие насекомых и сорняков — снижает потери. Более того, такие фермы можно размещать в городах, сокращая логистику: салат, выращенный на крыше супермаркета, попадает на прилавок в тот же день.
Однако вертикальные фермы требуют больших затрат энергии на освещение и климат‑контроль. Светодиоды, кондиционеры, насосы — всё это потребляет электричество. Решение — использование возобновляемых источников энергии и оптимизация света. Учёные подбирают спектр ламп так, чтобы растения получали именно те фотоны, которые им нужны. Некоторые фермы используют остаточное тепло от других предприятий, а другие экспериментируют с солнечными трубами, которые пропускают дневной свет внутрь здания. Роботизация помогает обслуживать ферму: передвижные платформы автоматически собирают урожай и пересаживают рассаду.
Не все культуры одинаково хорошо подходят для вертикального земледелия. Пока наиболее выгодны листья, зелень и мелкие ягоды. Помидоры, огурцы и перец растут медленнее и требуют больше пространства. Учёные работают над селекцией сортов, адаптированных к вертикальным фермам. В будущем, возможно, на такие фермы перейдут даже зерновые культуры, если удастся усовершенствовать методы. Вертикальные фермы — не панацея, но важная часть диверсифицированной системы питания, которая поможет обеспечить горожан свежими продуктами в любое время года.