Agricultura verticală se răspândește în toată Europa și se fac cercetări pentru tot felul de noi tipuri de culturi. Dar mai sunt provocări de depășit.
Clădiri de birouri goale, unde culturile pot crește stivuite una peste alta, strat după strat. Sau într-un container din vecinătatea dvs., agricultura verticală oferă multe posibilități. Puteți cultiva culturi oriunde doriți. Nu aveți nevoie de câmpuri pentru asta. Cultivarea este durabilă, eficientă și pe deplin controlată. Nu aveți nevoie de pesticide, nu există emisii de nutrienți și consumul de apă este de doar între 2 și 4 litri per kilogram de legume. Mai există o mare problemă: consumul de energie. Încă lucrăm din greu la asta.
Agricultura verticală este în creștere în toată Europa. Este deosebit de potrivit pentru cultivarea culturilor în zonele urbane unde spațiul este limitat. Poate garanta chiar și securitatea alimentară în țările mai puțin adaptate la agricultura convențională. Dar, deși primele culturi sunt deja în vânzare în unele țări, cu siguranță vor trece câțiva ani până când produsele din fermele verticale vor ajunge în masă pe rafturile supermarketurilor.
Schimbarea dietei și creșterea cererii
Alături de carnea de cultură, agricultura verticală este adesea prezentată ca soluție cheie pentru combaterea viitoarelor crize alimentare. Dar de ce avem nevoie oricum de ferme verticale? De ce nu continuăm să o facem în mod veche, așa cum am făcut-o în ultimii 10,000 de ani?
Cererea de alimente crește în fiecare an. Potrivit Națiunilor Unite, populația lumii va crește la 9.7 miliarde de oameni în 2050. Toți acești oameni au nevoie de hrană. Dar cultivarea culturilor în mod tradițional devine o problemă din ce în ce mai mare. Din cauza schimbărilor climatice, condițiile de creștere se schimbă, astfel încât să nu mai poți cultiva unele culturi acolo unde puteai înainte. Evenimentele meteorologice extreme și furtunile severe distrug mai multe recolte în fiecare an. Și în unele locuri solul este mai puțin hrănitor decât înainte.
Pe lângă faptul că trebuie să satisfacă cererea viitoare de alimente proaspete, obiceiurile noastre alimentare sunt, de asemenea, foarte diferite față de acum un secol. „Nu mai mâncăm sezonier. Iarna mâncăm salate și fructe de pădure pe care le importăm”, spune CEO-ul Anders Riemann de la Nordic Harvest, cea mai mare fermă hidroponică din Europa.
Cultivatorii dintr-o fermă verticală poartă îmbrăcăminte de protecție pentru a preveni intrarea bacteriilor nedorite în fermă. În acest fel pot evita utilizarea pesticidelor.
Recolta de vară din Arctica
Fermele verticale pot fi construite aproape oriunde. Ceea ce înseamnă că nu mai trebuie să importați kiwi din Noua Zeelandă, ci că le puteți crește într-o astfel de fermă din propria regiune. Acest lucru economisește o cantitate mare de CO2 emis.
Cum functioneaza?
„Pentru mine, controlul complet este marele avantaj al agriculturii verticale. Putem optimiza cu adevărat procesul și știm exact cât dorim să creștem și de ce calitate”, spune Leo Marcelis, profesor de horticultură și fiziologie a produselor la Wageningen University & Research.
De la alimentarea cu apă la lumina zilei, temperatură și acces la minerale și bacterii. Agricultura verticală se desfășoară în condiții extrem de controlate. Culturile sunt cultivate în interior, cu lumini LED în loc de lumina soarelui. Becurile LED sunt mici, durabile, rentabile și nu emit căldură. Pe măsură ce soarele apune la sfârșitul zilei, aceste lumini pot străluci atât timp cât este necesar.
Fermierul poate manipula ritmul de zi și de noapte al plantei pentru a optimiza randamentul de creștere. În timpul zilei, plantele formează amidon în frunze, care este descompus în zahăr și transportat în restul plantei noaptea. Unele plante au nevoie de mai mult de 12 ore de lumină pe zi pentru a crește, altele au nevoie de mai puțin. Agricultura verticală permite oricărui tip de plantă să obțină cantitatea de lumină naturală de care are nevoie pentru a crește la maximum.
Creștere cu diferite culori de lumină
Culorile acestor lumini sunt deosebit de importante pentru optimizarea randamentului de creștere. Cercetătorii s-au concentrat în principal asupra efectului luminii roșii, albastre și verzi asupra creșterii plantelor. Lumina roșie este foarte eficientă pentru fotosinteză, dar plantele au nevoie și de puțină lumină albastră, care este utilă în special pentru producerea de clorofilă. De ceva timp, cercetătorii au căutat să reducă utilizarea luminii verzi, crezând că nu contribuie la fotosinteză.
Cu toate acestea, un studiu din 2016 de la Universitatea de Stat din Utah arată că lumina verde poate conduce fotosinteza la coborârea frunzelor mai eficient decât lumina roșie sau albastră. Fermierul poate folosi diferite combinații de culori pentru a sublinia diferite trăsături. Cu combinația potrivită, fermierul poate cultiva plante care sunt mult mai hrănitoare decât agricultura convențională. Acest lucru poate fi util, deoarece majoritatea plantelor au devenit mai puțin hrănitoare în ultimele decenii. O altă combinație poate fi folosită pentru a crește rata de creștere, astfel încât să poată fi produse mai multe alimente simultan. Din punct de vedere economic, acest lucru ar putea fi de dorit, deoarece agricultura verticală rămâne costisitoare.
Dar există mai multe motive pentru care această metodă este atât de populară. Agricultura verticală nu necesită pesticide. Cultivatorii pot cultiva exact cantitatea de culturi pe care o doresc, într-un interval de timp stabilit și de o anumită calitate aleasă de ei înșiși. Condițiile meteo sau sezoniere nu mai afectează producția. Se pot cultiva mai multe alimente pe o suprafață mai mică.
Agricultura fără câmpuri
Agricultura verticală astăzi vine în principal în două forme: hidroponică și aeroponică. Potrivit lui Leo Marcelis, ambele tehnici sunt alternative excelente. În hidroponie, plantele cresc pe rafturi cu rădăcinile în apă plină de nutrienți în loc de sol. Este considerat cel mai simplu dintre cele două sisteme principale.
Nordic Harvest are o fermă experimentală lângă Copenhaga unde cultivă diferite tipuri de salate, kale și spanac. Ferma este inconjurata de alte complexe industriale. Este o clădire de mărimea unui teren de fotbal. În 2023, compania vrea să se extindă cu o fermă în Oslo, urmată de ferme în Scandinavia și Finlanda.
Potrivit lui Riemann, capacitatea de producție actuală a Nordic Harvest este deja remarcabilă: „Producem aproximativ 1000 de tone de legume anual. Piața daneză este formată din aproximativ 20,000 de tone pe an. 6,000 de tone sunt cultivate convențional, iar restul este importat.” Legumele sunt verdeață cu frunze. Pe măsură ce agricultura verticală se extinde, aceasta va reprezenta un procent mai mare din producția de alimente. Alte companii care cultivă culturi în ferme verticale sunt Jones Food Company în Marea Britanie, Hydropousse în Franța și Robbes Lilla Trädgård în Finlanda.
Culturile cultivate aeroponic își au rădăcinile în aer. India Langley, cercetător în sistemele alimentare și conducător de relații publice la furnizorul de tehnologie pentru agricultură interioară LettUs Grow, explică cum funcționează. „Ai o serie de duze cu orificii foarte mici cu care atomizezi soluția nutritivă. Această soluție se aplică la rădăcinile culturilor libere.”
Aeroponia a fost dezvoltată în anii 1990, când NASA căuta modalități de a cultiva plante în spațiu. Potrivit Centrului Național pentru Tehnologie Adecvată din SUA, aeroponia este „de departe cel mai eficient sistem de ameliorare a plantelor pentru fermele verticale”.
Într-un sistem aeroponic, rădăcinile au acces ușor la oxigen. Rata de creștere a plantei este de până la două ori mai mare decât a unui sistem hidroponic, în care planta ar absorbi oxigenul dizolvat în apă. Încă nu este folosit la fel de mult ca hidroponia, datorită complexității sale. Duzele utilizate în producție se pot înfunda sau rupe cu ușurință. Dar LettUs Grow a găsit o soluție la problemă.
„Am scos complet aspersoarele. Ceața este generată pe o suprafață complet plană, astfel încât nu există nimic de înfundat sau spart. Credem că această soluție simplă ne va permite să ducem aeroponia la o scară mult mai mare”, spune Langley.
LettUs Grow produce sisteme de creștere care se potrivesc într-un container de transport. Aceste containere sunt mobile și pot fi amplasate oriunde există spațiu.
Creșterea peștilor și a plantelor împreună
Deși hidroponia și aeroponia sunt două tehnici importante în agricultura verticală, nu sunt singurele. Se folosesc și alte tehnici. În Europa, mai multe companii folosesc metoda de reproducere acvaponică. Similar cu hidroponia, plantele acvaponice sunt cultivate cu rădăcinile în apă. Doar acele rădăcini atârnă într-un rezervor în care înoată și peștii. Acești pești produc deșeuri foarte hrănitoare pe care plantele le pot folosi din nou.
Plantele absorb nutrienții și astfel curăță și apa pentru pești. Potrivit lui Marcelis, acvaponia va constitui doar o mică parte a pieței agricole verticale în viitor. „Lucru grozav este că folosești deșeurile de pește ca hrană pentru plante. Dar fii atent și asigură-te că păstrezi sistemul de plante optim”, spune el despre tehnică.
Noi tipuri de legume
Atât Nordic Harvest, cât și LettUs Grow au început să experimenteze cu cultivarea verdețurilor cu frunze înainte de a trece la ierburi și microverzi. Apoi urmează roșiile și căpșunile. Potrivit lui Langley, mai multe ferme verticale urmează aceleași etape de dezvoltare. Din motive întemeiate. Sunt culturi delicate, de mare valoare, care sunt utilizate pe scară largă și pot acoperi costurile de producție. De asemenea, cresc rapid și au dimensiuni mici, ceea ce înseamnă că multe plante pot fi cultivate simultan.
Pe măsură ce producția crește, devine posibilă creșterea unei varietăți mai mari de culturi. Marcelis crede că în câțiva ani vom putea cumpăra noi soiuri care au fost special dezvoltate pentru cultivarea verticală. Dar dezvoltarea de noi rețete de culturi nu este o sinecura. Este nevoie de 5-10 ani pentru a crește un nou tip de plantă care este potrivit pentru această metodă de cultivare.
O plantă ideală este mică, cu un sistem de rădăcină scurtă, crește rapid, este ușor de recoltat și are un randament ridicat. Pe langa calitatile de crestere, si 'reteta de plante' trebuie alcatuita cu grija. „Cea mai mare provocare este urmărirea fiecărei variabile care afectează planta. Aveți nevoie de nutrienții potriviți și trebuie să vă asigurați că planta are acces continuu la nutrienți în timpul creșterii”, spune Riemann.
Relativ scump
Dar, în timp ce orice cultură poate fi cultivată teoretic pe verticală, acest lucru nu se va întâmpla în viitorul apropiat. Culturile vrac, cum ar fi grâul și porumbul, pot fi cultivate mult mai ieftin folosind metode obișnuite. „Cred că agricultura verticală este în prezent deosebit de potrivită pentru produse proaspete. Din punct de vedere tehnic, putem cultiva orice cultură, inclusiv grâu. Dar agricultura verticală este, de asemenea, relativ costisitoare. Cred că creșterea acestui tip de produs în vrac cu o valoare relativ scăzută nu este realistă în acest moment. Chiar și acum prețurile grâului cresc din cauza războiului din Ucraina”, spune Marcelis.
Totuși, în locuri precum Singapore și țări precum Emiratele Arabe Unite, unde aproximativ 90% din toate alimentele sunt importate, creșterea produselor vrac de valoare scăzută în acest mod poate da roade. În Europa, pe de altă parte, cultivarea grâului pe verticală poate fi o opțiune pe termen lung, dar cu siguranță nu în următorii cinci ani.
Consum mare de energie
Deși viitorul pare luminos pentru agricultura verticală, există o mare problemă. Necesită multă energie și, prin urmare, este foarte scump. Consumul exact de energie variază de la fermă la fermă, de la sistem la sistem și depinde de locație, sezon și cultură. De exemplu, o companie din Grecia folosește 2.87 kWh de energie iarna pentru a produce un kilogram de salată verde, dar doar 1.73 kWh vara. Finlandezul iFarm a calculat că creșterea salatei lor timp de 90 de zile costă 62.26 kWh pe m2. Pentru căpșuni, adică 117.10 kWh pe m2.
Consumul suplimentar de energie față de metodele obișnuite este între 14 și 251 la sută, în funcție de locul în care se află sera și ferma verticală.
Wageningen University & Research și Delft University of Technology au efectuat un studiu în care au comparat serele și fermele verticale, denumite în studiu fabrici de plante. Aceasta a vizat sere și ferme verticale situate în Țările de Jos, Emiratele Arabe Unite și, respectiv, Suedia. Pentru această din urmă țară, în comparație au fost incluse atât serele cu și fără lumină artificială.
„Producția unui kilogram de salată uscată necesită un aport de 247 kWhe într-o fabrică de plante, față de 70, 111, 182 și 211 kWhe în sere din Țările de Jos, Emiratele Arabe Unite și respectiv Suedia (cu și fără artificială suplimentară). iluminat),” spun oamenii de știință din studiu.
În climatele aspre, diferența de consum de energie între cele două metode de creștere scade. Fermele verticale pot fi cea mai eficientă alegere din punct de vedere energetic în unele climate extreme. Dar chiar și în nordul arctic al Suediei și în condițiile deșertului din Emiratele Arabe Unite, serele pot fi încă cel mai rentabil mod de a crește.
Optimizați
Fermele verticale pot depăși problema consumului ridicat de energie electrică într-o oarecare măsură prin optimizarea producției. Prin reglarea optimă a luminii LED și a culorii, puteți influența atât timpul de creștere, cât și calitatea recoltei. Costurile de producție ale fermei pot fi, de asemenea, reduse pe măsură ce ferma devine mai automatizată. Roboții care lucrează 24/7 pentru a aplica nutrienți la momentul potrivit, monitorizează randamentul de creștere și recolta atunci când planta este matură poate fi o investiție inițială costisitoare.
Dar, în timp, roboții compensează costurile prin munca lor continuă. În ciuda cererii mari de energie și a gamei limitate în prezent de culturi care sunt suficient de ieftine pentru a fi cultivate, agricultura verticală câștigă popularitate. Deși va dura ceva timp până să-ți iei și căpșunile din recipientul de cultivare din zona ta.
O sursă: https://innovationorigins.com