Vertikalusis ūkininkavimas plinta visoje Europoje ir atliekami visų rūšių naujų augalų rūšių tyrimai. Tačiau iššūkių vis dar reikia įveikti.
Tušti biurų pastatai, kuriuose augalai gali augti sukrauti vienas ant kito, sluoksnis po sluoksnio. Arba jūsų kaimynystėje esančiame konteineryje vertikalus ūkininkavimas siūlo daugybę galimybių. Galite auginti pasėlius, kur tik norite. Tam nereikia laukų. Auginimas yra tvarus, efektyvus ir visiškai kontroliuojamas. Jums nereikia jokių pesticidų, neišskiriama maistinių medžiagų, o vandens suvartojama tik nuo 2 iki 4 litrų vienam kilogramui daržovių. Vis dar yra didelė problema: energijos suvartojimas. Mes vis dar sunkiai dirbame ties tuo.
Vertikalusis ūkininkavimas auga visoje Europoje. Jis ypač tinka augalams auginti miesto vietovėse, kur trūksta vietos. Jis netgi gali garantuoti aprūpinimą maistu šalyse, kurios mažiau pritaikytos įprastiniam žemės ūkiui. Tačiau nors kai kuriose šalyse pirmieji derliai jau parduodami, tikrai praeis keleri metai, kol vertikalių ūkių produktai masiškai pasieks prekybos centrų lentynas.
Keičiasi mityba ir didėja paklausa
Greta auginamos mėsos, vertikalus ūkininkavimas dažnai pristatomas kaip pagrindinis sprendimas kovojant su būsimomis maisto krizėmis. Bet kam mums vis tiek reikalingi vertikalūs ūkiai? Kodėl mes tiesiog nedarome to senamadiškai, kaip darėme pastaruosius 10,000 XNUMX metų?
Maisto paklausa kasmet didėja. Jungtinių Tautų duomenimis, 9.7 m. pasaulio gyventojų skaičius išaugs iki 2050 milijardo. Visiems šiems žmonėms reikia maisto. Tačiau auginimas tradiciniu būdu tampa vis didesne problema. Dėl klimato kaitos keičiasi auginimo sąlygos, todėl kai kurių pasėlių nebegalite auginti ten, kur anksčiau galėdavai. Ekstremalūs oro reiškiniai ir smarkios audros kasmet sunaikina vis daugiau pasėlių. O kai kur žemė mažiau maistinga nei anksčiau.
Be to, kad turime patenkinti būsimą šviežio maisto poreikį, mūsų mitybos įpročiai taip pat labai skiriasi nuo prieš šimtmetį. „Mes nebevalgome sezoniškai. Žiemą valgome importuojamas salotas ir uogas“, – sako didžiausio Europoje hidroponinio ūkio „Nordic Harvest“ generalinis direktorius Andersas Riemannas.
Vertikalaus ūkio augintojai dėvi apsauginius drabužius, kad į ūkį nepatektų nepageidaujamos bakterijos. Tokiu būdu jie gali išvengti pesticidų naudojimo.
Vasaros derlius iš Arkties
Vertikalios fermos gali būti statomos beveik visur. O tai reiškia, kad jums nebereikia importuoti kivių iš Naujosios Zelandijos, o galite juos auginti tokiame ūkyje savo regione. Taip sutaupoma daug išmetamo CO2.
Kaip tai veikia?
„Man visiška kontrolė yra didelis vertikalaus ūkininkavimo pranašumas. Mes tikrai galime optimizuoti procesą ir tiksliai žinoti, kiek norime auginti ir kokios kokybės“, – sako Leo Marcelis, Wageningen universiteto ir tyrimų sodininkystės ir produktų fiziologijos profesorius.
Nuo vandens tiekimo iki dienos šviesos, temperatūros ir prieigos prie mineralų bei bakterijų. Vertikalus ūkininkavimas vyksta itin kontroliuojamomis sąlygomis. Pasėliai auginami patalpose, vietoj saulės šviesos su LED lemputėmis. LED lemputės yra mažos, patvarios, ekonomiškos ir neskleidžia jokios šilumos. Kai saulė leidžiasi dienos pabaigoje, šios lemputės gali šviesti tiek, kiek reikia.
Ūkininkas gali manipuliuoti augalo dienos ir nakties ritmu, kad optimizuotų augimo derlių. Dieną augalai lapuose suformuoja krakmolą, kuris suskaidomas į cukrų ir naktį transportuojamas į likusį augalą. Vieniems augalams augti reikia daugiau nei 12 valandų šviesos per dieną, kitiems – mažiau. Vertikalus ūkininkavimas leidžia bet kokio tipo augalams gauti tiek dienos šviesos, kiek reikia, kad augtų geriausiai.
Augimas su skirtingų spalvų šviesa
Šių žibintų spalvos yra ypač svarbios siekiant optimizuoti augimo derlių. Mokslininkai daugiausia dėmesio skyrė raudonos, mėlynos ir žalios šviesos poveikiui augalų augimui. Raudona šviesa yra labai efektyvi fotosintezei, tačiau augalams taip pat reikia šiek tiek mėlynos šviesos, kuri ypač naudinga chlorofilo gamybai. Kurį laiką mokslininkai siekė sumažinti žalios šviesos naudojimą, manydami, kad ji neprisideda prie fotosintezės.
Tačiau 2016 m. Jutos valstijos universiteto atliktas tyrimas rodo, kad žalia šviesa gali efektyviau paskatinti fotosintezę apatiniuose lapuose nei raudona ar mėlyna šviesa. Ūkininkas gali naudoti skirtingus spalvų derinius, kad pabrėžtų skirtingus bruožus. Tinkamai derindamas, ūkininkas gali auginti augalus, kurie yra daug maistingesni nei tradicinis ūkininkavimas. Tai gali būti naudinga, nes dauguma augalų per pastaruosius dešimtmečius tapo mažiau maistingi. Kitas derinys gali būti naudojamas augimo greičiui padidinti, kad vienu metu būtų galima pagaminti daugiau maisto. Ekonominiu požiūriu tai būtų pageidautina, nes vertikalus ūkininkavimas išlieka daug išlaidų reikalaujantis.
Tačiau yra ir daugiau priežasčių, kodėl šis metodas toks populiarus. Vertikaliam ūkininkavimui pesticidų nereikia. Augintojai gali užsiauginti tiksliai tiek, kiek nori, per nustatytą laiką ir jų pačių pasirinktos konkrečios kokybės. Oro ar sezoninės sąlygos gamybai įtakos nebeturi. Mažesniame paviršiaus plote galima užauginti daugiau maisto.
Žemės ūkis be laukų
Vertikalusis ūkininkavimas šiandien dažniausiai būna dviejų formų: hidroponinis ir aeroponinis. Anot Leo Marcelio, abu būdai yra puikios alternatyvos. Hidroponikoje augalai auga lentynose, kurių šaknys yra maistinių medžiagų pripildytame vandenyje, o ne dirvoje. Tai laikoma lengviausia iš dviejų pagrindinių sistemų.
„Nordic Harvest“ netoli Kopenhagos turi eksperimentinį ūkį, kuriame augina įvairių rūšių salotas, lapinius kopūstus ir špinatus. Ūkį supa kiti pramoniniai kompleksai. Tai futbolo aikštės dydžio pastatas. 2023 metais įmonė nori plėstis ūkiu Osle, po to seka ūkiai Skandinavijoje ir Suomijoje.
Anot Riemann, dabartiniai „Nordic Harvest“ gamybos pajėgumai jau pastebimi: „Kasmet pagaminame apie 1000 tonų daržovių. Danijos rinką sudaro apie 20,000 6,000 tonų per metus. XNUMX tonų užauginama įprastiniu būdu, o likusi dalis – importuojama. Daržovės yra lapinės žalumynai. Plečiantis vertikaliam ūkininkavimui, jis sudarys didesnę maisto produkcijos dalį. Kitos įmonės, auginančios augalus vertikaliuose ūkiuose, yra Jones Food Company Didžiojoje Britanijoje, Hydropousse Prancūzijoje ir Robbes Lilla Trädgård Suomijoje.
Aeroponiškai auginamų augalų šaknys yra ore. Indija Langley, maisto sistemų tyrinėtoja ir patalpų ūkininkavimo technologijų tiekėjo „LettUs Grow“ viešųjų ryšių vadovė, paaiškina, kaip tai veikia. „Turite daugybę purkštukų su labai mažomis skylutėmis, kuriomis purškiate maistinį tirpalą. Tas tirpalas tepamas ant laisvai kabančių pasėlių šaknų.
Aeroponika buvo sukurta 1990-aisiais, kai NASA ieškojo būdų, kaip auginti augalus kosmose. Pasak JAV nacionalinio tinkamų technologijų centro, aeroponika yra „neabejotinai efektyviausia augalų veisimo sistema vertikaliems ūkiams“.
Aeroponinėje sistemoje šaknys lengvai pasiekia deguonį. Augalo augimo greitis yra du kartus didesnis nei hidroponinėje sistemoje, kur augalas absorbuotų vandenyje ištirpusį deguonį. Dėl savo sudėtingumo jis vis dar nenaudojamas tiek daug, kiek hidroponika. Gamyboje naudojami purkštukai gali lengvai užsikimšti ar sulūžti. Tačiau „LettUs Grow“ rado problemos sprendimą.
„Visiškai pašalinome purkštukus. Rūkas susidaro ant visiškai lygaus paviršiaus, todėl nėra ko užsikimšti ar sulaužyti. Manome, kad šis paprastas sprendimas leis mums aeroponiką panaudoti daug didesniu mastu“, – sako Langley.
LettUs Grow gamina auginimo sistemas, kurios telpa į gabenimo konteinerį. Šie konteineriai yra mobilūs ir gali būti dedami bet kur, kur yra vietos.
Kartu auginame žuvis ir augalus
Nors hidroponika ir aeroponika yra du svarbūs vertikaliojo ūkininkavimo būdai, jie nėra vieninteliai. Taip pat naudojamos kitos technikos. Europoje kelios įmonės taiko akvaponinį veisimo metodą. Panašiai kaip hidroponika, akvaponiniai augalai auginami su šaknimis vandenyje. Tik tos šaknys kabo talpoje, kurioje plaukioja ir žuvys. Šios žuvys gamina labai maistingus atliekų produktus, kuriuos augalai gali vėl panaudoti.
Augalai pasisavina maistines medžiagas ir taip išvalo vandenį žuvims. Anot Marcelio, akvaponika ateityje sudarys tik nedidelę vertikalios žemdirbystės rinkos dalį. „Puiku, kad žuvų atliekas naudojate kaip maistą augalams. Tačiau būkite atsargūs ir įsitikinkite, kad augalų sistema yra optimali“, – sako jis apie techniką.
Naujos daržovių rūšys
Ir „Nordic Harvest“, ir „LettUs Grow“ pirmiausia pradėjo eksperimentuoti su lapinių žalumynų auginimu, prieš pereidami prie žolelių ir mikrožalumynų. Tada sekite pomidorus ir braškes. Pasak Langley, keli vertikalūs ūkiai vystosi tais pačiais etapais. Dėl gerų priežasčių. Tai subtilūs, labai vertingi augalai, plačiai naudojami ir galintys padengti gamybos išlaidas. Jie taip pat greitai auga ir yra mažo dydžio, todėl vienu metu galima auginti daug augalų.
Didėjant gamybai, atsiranda galimybė auginti įvairesnes kultūras. Marcelis mano, kad po kelerių metų galbūt pavyks įsigyti naujų veislių, specialiai sukurtų vertikaliam auginimui. Tačiau kurti naujus pasėlių receptus nėra saugu. Užauginti naujos rūšies augalą, tinkamą šiam auginimo būdui, reikia 5-10 metų.
Idealus augalas yra mažas, trumpa šaknų sistema, greitai auga, lengvai nuimamas derlius ir didelis derlius. Be augimo savybių, „augalo receptas“ taip pat turi būti kruopščiai sudarytas. „Didžiausias iššūkis yra sekti kiekvieną kintamąjį, kuris veikia augalą. Jums reikia tinkamų maistinių medžiagų ir jūs turite užtikrinti, kad augalas augdamas turėtų nuolatinę prieigą prie maistinių medžiagų“, – sako Riemann.
Santykinai brangus
Tačiau nors teoriškai bet kokį derlių galima auginti vertikaliai, artimiausioje ateityje to nenutiks. Masinius augalus, tokius kaip kviečiai ir kukurūzai, galima auginti daug pigiau naudojant įprastus metodus. „Manau, kad vertikalus ūkininkavimas šiuo metu ypač tinka šviežiai produkcijai. Techniškai galime auginti bet kokį derlių, įskaitant kviečius. Tačiau vertikalus ūkininkavimas taip pat yra gana brangus. Manau, kad auginti tokį birų produktą, kurio vertė palyginti maža, šiuo metu nėra realu. Dar ir dabar kviečių kainos kyla dėl karo Ukrainoje“, – sako Marcelis.
Visgi tokiose vietose kaip Singapūras ir tokiose šalyse kaip Jungtiniai Arabų Emyratai, kur importuojama apie 90 procentų viso maisto, tokiu būdu auginti menkaverčius birius produktus gali pasiteisinti. Kita vertus, Europoje kviečių auginimas vertikaliai gali būti tinkamas ilgalaikėje perspektyvoje, bet tikrai ne per ateinančius penkerius metus.
Didelis energijos suvartojimas
Nors vertikaliojo ūkininkavimo ateitis atrodo šviesi, yra viena didelė problema. Jis reikalauja daug energijos, todėl yra labai brangus. Tikslus energijos suvartojimas skiriasi kiekviename ūkyje, sistemoje ir priklauso nuo vietos, sezono ir pasėlių. Pavyzdžiui, Graikijos įmonė vienam kilogramui salotų pagaminti žiemą sunaudoja 2.87 kWh energijos, o vasarą – tik 1.73 kWh. Suomijos „iFarm“ suskaičiavo, kad jų salotų auginimas 90 dienų kainuoja 62.26 kWh už m2. Braškėms tai yra 117.10 kWh/m2.
Papildomos energijos sąnaudos, palyginti su įprastais metodais, yra nuo 14 iki 251 proc., priklausomai nuo to, kur yra šiltnamis ir vertikalus ūkis.
Wageningen University & Research ir Delfto technologijos universitetas atliko tyrimą, kuriame palygino šiltnamius ir vertikalius ūkius, tyrime vadinamus augalų gamyklomis. Tai buvo susiję su šiltnamiais ir vertikaliais ūkiais atitinkamai Nyderlanduose, Jungtiniuose Arabų Emyratuose ir Švedijoje. Pastarajai šaliai į palyginimą buvo įtraukti ir šiltnamiai su dirbtiniu apšvietimu ir be jo.
„Pagaminti vieną kilogramą sausų salotų augalų gamykloje reikia 247 kWhe, palyginti su atitinkamai 70, 111, 182 ir 211 kWhe šiltnamiuose Nyderlanduose, Jungtiniuose Arabų Emyratuose ir Švedijoje (su papildomu dirbtiniu ir be jo). apšvietimas),“ – teigia tyrime dalyvavę mokslininkai.
Atšiauraus klimato sąlygomis energijos suvartojimo skirtumas tarp dviejų auginimo būdų mažėja. Vertikalūs ūkiai gali būti efektyviausias pasirinkimas kai kuriais ekstremaliais klimatais. Tačiau net arktinėje Švedijos šiaurėje ir JAE dykumose šiltnamiai vis dar gali būti ekonomiškiausias auginimo būdas.
Optimizuoti
Vertikalūs ūkiai gali tam tikru mastu įveikti didelio elektros suvartojimo problemą optimizuodami gamybą. Optimaliai sureguliavę LED apšvietimą ir spalvą, galite turėti įtakos ir auginimo laikui, ir derliaus kokybei. Ūkio gamybos sąnaudos taip pat gali būti sumažintos, nes ūkis tampa labiau automatizuotas. Robotai, dirbantys 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, reikiamu laiku panaudoti maistines medžiagas, stebėti augimo derlių ir nuimti derlių, kai augalas subrendęs, gali būti brangi pradinė investicija.
Tačiau laikui bėgant robotai kompensuoja išlaidas nuolatiniu darbu. Nepaisant didelio energijos poreikio ir šiuo metu riboto auginimo pakankamai pigių augalų asortimento, vertikalus ūkininkavimas populiarėja. Nors užtruks šiek tiek laiko, kol braškes taip pat gausite iš auginimo konteinerio jūsų vietovėje.
Šaltinis: https://innovationorigins.com