Vertikaalne põllumajandus levib üle Euroopa ja uuritakse kõikvõimalikke uusi põllukultuure. Kuid väljakutseid tuleb veel ületada.
Tühjad kontorihooned, kus saak saab kasvada üksteise otsa laotuna, kiht kihi järel. Või teie naabruses asuvas konteineris pakub vertikaalne põllumajandus palju võimalusi. Saate kasvatada põllukultuure kõikjal, kus soovite. Selleks pole vaja välju. Kasvatamine on jätkusuutlik, tõhus ja täielikult kontrollitud. Pestitsiide pole vaja, toitaineid ei eraldu ja vett kulub vaid 2–4 liitrit ühe kilo köögivilja kohta. Endiselt on suur probleem: energiatarbimine. Töötame selle nimel ikka kõvasti.
Vertikaalne põllumajandus on tõusuteel kogu Euroopas. See sobib eriti hästi põllukultuuride kasvatamiseks linnapiirkondades, kus ruumi on vähe. See võib isegi tagada toiduga kindlustatuse tavapõllumajandusega vähem kohanenud riikides. Kuid kuigi mõnes riigis on esimesed saagid juba müügil, läheb kindlasti veel mitu aastat, enne kui vertikaalsete farmide tooted massiliselt supermarketite lettidele jõuavad.
Dieedi muutmine ja suurenenud nõudlus
Kultuurliha kõrval esitatakse vertikaalset põllumajandust sageli tulevaste toidukriiside peamise lahendusena. Aga milleks meil ikkagi vertikaalseid farme vaja on? Miks me ei jätka seda vanamoodsalt, nagu oleme teinud viimased 10,000 XNUMX aastat?
Nõudlus toidu järele kasvab igal aastal. ÜRO andmetel kasvab maailma rahvaarv 9.7. aastal 2050 miljardi inimeseni. Kõik need inimesed vajavad toitu. Kuid põllukultuuride kasvatamine traditsioonilisel viisil on muutumas üha suuremaks probleemiks. Seoses kliimamuutustega on kasvutingimused muutumas, nii et osa põllukultuure ei saa enam kasvatada seal, kus varem sai. Äärmuslikud ilmastikunähtused ja tugevad tormid hävitavad igal aastal rohkem saaki. Ja kohati on muld vähem toitev kui varem.
Lisaks sellele, et peame katma tulevast nõudlust värske toidu järele, on meie toitumisharjumused väga erinevad kui sajandi eest. "Me ei söö enam hooajaliselt. Talvel sööme salateid ja marju, mida impordime,” ütleb Euroopa suurima hüdropoonikafarmi Nordic Harvesti tegevjuht Anders Riemann.
Vertikaalse farmi kasvatajad kannavad kaitseriietust, et vältida soovimatute bakterite sattumist farmi. Nii saavad nad vältida pestitsiidide kasutamist.
Suvine saak Arktikast
Vertikaalseid farme saab ehitada peaaegu kõikjal. Mis tähendab, et te ei pea enam Uus-Meremaalt kiivisid importima, vaid saate neid kasvatada oma piirkonna sellises farmis. See säästab suurel hulgal CO2 eraldumist.
Kuidas see toimib?
“Minu jaoks on vertikaalse põllumajanduse suur eelis täielik kontroll. Saame protsessi tõesti optimeerida ja teame täpselt, kui palju ja millise kvaliteediga tahame kasvada,“ ütleb Wageningeni ülikooli ja teadusuuringute aianduse ja tootefüsioloogia professor Leo Marcelis.
Alates veevarustusest kuni päevavalguse, temperatuurini ja juurdepääsuni mineraalidele ja bakteritele. Vertikaalne põlluharimine toimub äärmiselt kontrollitud tingimustes. Põllukultuure kasvatatakse siseruumides, päikesevalguse asemel LED-valgustitega. LED-pirnid on väikesed, vastupidavad, kulutõhusad ja ei eralda soojust. Kui päike päeva lõpus loojub, võivad need tuled paista nii kaua, kui vaja.
Põllumees saab kasvu saagikuse optimeerimiseks manipuleerida taime päeva- ja öörütmiga. Päeval moodustavad taimed lehtedesse tärklise, mis laguneb suhkruks ja transporditakse öösel ülejäänud taimele. Mõned taimed vajavad kasvamiseks rohkem kui 12 tundi valgust päevas, teised vähem. Vertikaalne põlluharimine võimaldab igat tüüpi taimedel saada nii palju päevavalgust, mida ta parimal moel kasvamiseks vajab.
Kasvamine erinevat värvi valgusega
Nende tulede värvid on kasvusaagi optimeerimiseks eriti olulised. Teadlased on keskendunud peamiselt punase, sinise ja rohelise valguse mõjule taimede kasvule. Punane valgus on fotosünteesi jaoks väga tõhus, kuid taimed vajavad ka sinist valgust, mis on eriti kasulik klorofülli tootmiseks. Mõnda aega püüdsid teadlased rohelise valguse kasutamist vähendada, uskudes, et see ei aita kaasa fotosünteesile.
Utah' osariigi ülikooli 2016. aasta uuring näitab aga, et roheline tuli võib juhtida fotosünteesi alumiste lehtedeni tõhusamalt kui punane või sinine tuli. Põllumees saab erinevate omaduste rõhutamiseks kasutada erinevaid värvikombinatsioone. Õige kombinatsiooniga saab põllumees kasvatada taimi, mis on palju toitvamad kui tavapõllumajandus. See võib olla kasulik, kuna enamik taimi on viimastel aastakümnetel muutunud vähem toitainerikkaks. Kasvukiiruse suurendamiseks saab kasutada teist kombinatsiooni, et saaks korraga toota rohkem toitu. Majanduslikust seisukohast võiks see olla soovitav, kuna vertikaalne põllumajandus on endiselt kulumahukas.
Kuid põhjuseid, miks see meetod on nii populaarne, on veelgi. Vertikaalne põllumajandus ei vaja pestitsiide. Kasvatajad saavad kasvatada täpselt sellises koguses saaki, mida nad soovivad, kindlaksmääratud aja jooksul ja enda valitud kindla kvaliteediga. Ilmastiku- ega hooajatingimused ei mõjuta enam tootmist. Väiksemal pinnal saab kasvatada rohkem toitu.
Põllumajandus ilma põldudeta
Vertikaalne põllumajandus on tänapäeval peamiselt kahes vormis: hüdropooniline ja aeropooniline. Leo Marcelise sõnul on mõlemad tehnikad suurepärased alternatiivid. Hüdropoonikas kasvavad taimed riiulitel, mille juured on mulla asemel toitainetega täidetud vees. Seda peetakse kahest peamisest süsteemist kõige lihtsamaks.
Nordic Harvestil on Kopenhaageni lähedal katsetalu, kus kasvatatakse erinevat tüüpi salateid, lehtkapsast ja spinatit. Talu on ümbritsetud teiste tööstuskompleksidega. Tegemist on jalgpalliväljaku suuruse hoonega. 2023. aastal soovib ettevõte laieneda taluga Oslos, millele järgnevad farmid Skandinaavias ja Soomes.
Riemanni sõnul on Nordic Harvesti praegune tootmisvõimsus juba märgatav: „Toodame aastas umbes 1000 tonni köögivilja. Taani turg koosneb umbes 20,000 6,000 tonnist aastas. XNUMX tonni kasvatatakse tavapäraselt ja ülejäänu imporditakse. Köögiviljad on lehtköögiviljad. Vertikaalse põllumajanduse laienedes moodustab see toidutoodangust suurema protsendi. Teised vertikaalfarmides põllukultuure kasvatavad ettevõtted on Jones Food Company Suurbritannias, Hydropousse Prantsusmaal ja Robbes Lilla Trädgård Soomes.
Aeropooniliselt kasvatatud põllukultuuride juured on õhus. India Langley, toidusüsteemide uurija ja sisekasvatustehnoloogia pakkuja LettUs Grow suhtekorraldaja, selgitab, kuidas see toimib. „Teil on rida väga väikeste aukudega otsikuid, millega toitelahust pihustate. Seda lahendust rakendatakse vabalt rippuvate põllukultuuride juurtele.
Aeropoonika töötati välja 1990. aastatel, kui NASA otsis võimalusi taimede kasvatamiseks kosmoses. USA riikliku asjakohase tehnoloogia keskuse andmetel on aeropoonika "vertikaalsete farmide jaoks kõige tõhusam sordiaretussüsteem".
Aeropoonilises süsteemis on juurtel lihtne juurdepääs hapnikule. Taime kasvukiirus on kuni kaks korda kiirem kui hüdropoonilises süsteemis, kus taim absorbeeriks vees lahustunud hapnikku. Seda ei kasutata selle keerukuse tõttu ikka veel nii palju kui hüdropoonikat. Tootmises kasutatavad otsikud võivad kergesti ummistuda või puruneda. Kuid LettUs Grow on leidnud probleemile lahenduse.
«Oleme vihmutid täielikult eemaldanud. Udu tekib täiesti tasasel pinnal, seega pole midagi ummistuda või puruneda. Usume, et see lihtne lahendus võimaldab meil viia aeropoonika palju suuremasse ulatusse, ”ütleb Langley.
LettUs Grow toodab kasvatussüsteeme, mis mahuvad transpordikonteinerisse. Need konteinerid on mobiilsed ja neid saab paigutada kõikjal, kus on ruumi.
Kalade ja taimede kasvatamine koos
Kuigi hüdropoonika ja aeropoonika on vertikaalse põllumajanduse kaks olulist tehnikat, pole need ainsad. Kasutatakse ka muid tehnikaid. Euroopas kasutavad mitmed ettevõtted akvapoonilist aretusmeetodit. Sarnaselt hüdropoonikale kasvatatakse akvapoonilisi taimi juurtega vees. Ainult need juured ripuvad paagis, kus ka kalad ujuvad. Need kalad toodavad väga toitvaid jääkaineid, mida taimed saavad uuesti kasutada.
Taimed omastavad toitaineid ja puhastavad seeläbi ka kaladele vett. Marcelise sõnul moodustab akvapoonika vertikaalse põllumajanduse turust tulevikus vaid väikese osa. "Tore on see, et kasutate kalade jäätmeid taimede toiduna. Kuid olge ettevaatlik ja veenduge, et taimesüsteem oleks optimaalne," räägib ta tehnikast.
Uut tüüpi köögiviljad
Nii Nordic Harvest kui ka LettUs Grow alustasid esmalt lehtköögiviljade kasvatamisega katsetamist, enne kui läksid üle ürtidele ja mikrorohelistele. Seejärel järgi tomatid ja maasikad. Langley sõnul järgivad mitmed vertikaalsed talud samu arenguetappe. Mõjuvatel põhjustel. Need on õrnad, kõrge väärtusega põllukultuurid, mida kasutatakse laialdaselt ja mis suudavad katta tootmiskulud. Samuti kasvavad nad kiiresti ja on väikese suurusega, mis tähendab, et korraga saab kasvatada palju taimi.
Tootmise suurenedes on võimalik kasvatada laiemat sorti põllukultuure. Marcelis arvab, et mõne aasta pärast saame ehk osta uusi sorte, mis on spetsiaalselt vertikaalseks kasvatamiseks välja töötatud. Kuid uute põllukultuuride retseptide väljatöötamine pole kindel. Selle kasvatusviisi jaoks sobiva uut tüüpi taime kasvatamiseks kulub 5-10 aastat.
Ideaalne taim on väike, lühikese juurestikuga, kiiresti kasvav, kergesti koristatav ja kõrge saagikusega. Lisaks kasvuomadustele tuleb hoolikalt koostada ka "taimeretsept". "Suurim väljakutse on jälgida kõiki muutujaid, mis taime mõjutavad. Vaja on õigeid toitaineid ja tuleb jälgida, et taimel oleks kasvu ajal pidev juurdepääs toitainetele,” räägib Riemann.
Suhteliselt kallis
Kuid kuigi teoreetiliselt saab vertikaalselt kasvatada mis tahes saaki, ei juhtu seda lähitulevikus. Puistekultuure, nagu nisu ja mais, saab tavalisi meetodeid kasutades kasvatada palju odavamalt. "Ma arvan, et vertikaalne põllumajandus on praegu eriti sobiv värskete toodete jaoks. Tehniliselt saame kasvatada mis tahes saaki, sealhulgas nisu. Kuid vertikaalne põlluharimine on ka suhteliselt kallis. Ma arvan, et sellise suhteliselt madala väärtusega hulgitoote kasvatamine ei ole praegu realistlik. Ka praegu tõusevad nisu hinnad Ukraina sõja tõttu,” räägib Marcelis.
Siiski võib sellistes kohtades nagu Singapur ja Araabia Ühendemiraadid, kuhu imporditakse umbes 90 protsenti kogu toidust, väheväärtuslike puistetoodete kasvatamine end ära tasuda. Euroopas seevastu võib nisu vertikaalne kasvatamine olla valikuvõimalus pikemas perspektiivis, kuid kindlasti mitte järgmise viie aasta jooksul.
Kõrge energiakulu
Kuigi vertikaalse põllumajanduse tulevik paistab helge, on üks suur probleem. See nõuab palju energiat ja on seetõttu väga kallis. Täpne energiatarbimine on põllumajandusettevõtteti, süsteemiti erinev ning oleneb asukohast, aastaajast ja põllukultuurist. Näiteks Kreekas asuv ettevõte kasutab ühe kilogrammi salati tootmiseks talvel 2.87 kWh energiat, kuid suvel vaid 1.73 kWh. Soome iFarm arvutas välja, et nende salati kasvatamine 90 päeva jooksul maksab 62.26 kWh m2 kohta. Maasikate puhul on see 117.10 kWh/m2.
Täiendav energiakulu võrreldes tavameetoditega jääb vahemikku 14–251 protsenti, olenevalt kasvuhoone ja vertikaalfarmi asukohast.
Wageningeni Ülikool & Research ja Delfti Tehnikaülikool viisid läbi uuringu, milles võrreldi kasvuhooneid ja vertikaalseid farme, mida uuringus nimetatakse taimevabrikuteks. See puudutas vastavalt Madalmaades, Araabia Ühendemiraatides ja Rootsis asuvaid kasvuhooneid ja vertikaalseid farme. Viimase riigi puhul võeti võrdlusesse nii tehisvalgustusega kui ka ilma kasvuhooned.
„Ühe kilogrammi kuivmassiga salati tootmine nõuab tehases 247 kWh sisendit, võrreldes Hollandi, Araabia Ühendemiraatide ja Rootsi kasvuhoonetes vastavalt 70, 111, 182 ja 211 kWh (koos ja ilma täiendava kunstliku materjalita). valgustus),“ ütlevad teadlased uuringus.
Karmis kliimas väheneb kahe kasvatusmeetodi energiatarbimise erinevus. Vertikaalsed talud võivad mõnes äärmuslikus kliimas olla kõige energiatõhusamaks valikuks. Kuid isegi Rootsi arktilises põhjaosas ja AÜE kõrbetingimustes võivad kasvuhooned siiski olla kõige kuluefektiivsem viis kasvatamiseks.
optimeerima
Vertikaalsed farmid saavad suure elektritarbimise probleemist mingil määral üle, optimeerides tootmist. LED-valgustuse ja värvi optimaalse reguleerimisega saate mõjutada nii kasvuaega kui ka saagi kvaliteeti. Farmi tootmiskulusid saab ka vähendada, kuna farm muutub automatiseeritumaks. Robotid, mis töötavad 24/7, et anda toitaineid õigel ajal, jälgida kasvusaaki ja koristada, kui taim on küps, võib olla kallis alginvesteering.
Kuid aja jooksul korvavad robotid oma pideva tööga kulud. Vaatamata suurele energianõudlusele ja praegu piiratud põllukultuuride valikule, mis on kasvatamiseks piisavalt odavad, on vertikaalne põllumajandus üha populaarsemaks muutumas. Kuigi võtab aega, enne kui maasikad ka oma piirkonna kultiveerimismahutist kätte saad.
Allikas: https://innovationorigins.com