Беларусь – сельскохозяйственная страна. Но даже мы в значительной степени зависим от импорта овощей и фруктов. Будь то из сельской местности или других стран, расположенных за сотни и даже тысячи километров от нас.
В последнем случае требуется упаковка, хранение и транспортировка свежих продуктов таким образом, чтобы они прибывали к нам почти такими же свежими, как в момент сбора. Огромных, и даже порой безумных затрат труда, денег и энергии можно было бы избежать, если бы продукты выращивались прямо в городе. Но где взять столько места, да и климат у нас не под всё подходит?
На помощь приходит система под названием вертикальное земледелие.
Что такое вертикальное земледелие?
Эта новаторская форма сельского хозяйства пока находится в довольно зачаточном состоянии, но её потенциал звучит действительно впечатляюще.
На самом деле всё довольно просто: вертикальное земледелие – это своего рода многоуровневые грядки, которые разработаны для производства продуктов внутри зданий.
Сильно упрощая: ваши кустики помидорок-черри и базилик на подоконнике – это тоже вид вертикального земледелия, но очень крошечного.
А в промышленных масштабах такой огород может состоять из огромного ряда вертикально расположенных грядок, которые обычно, хотя и не всегда, интегрированы в существующие здания. Они также могут быть созданы внутри переоборудованных складов, использованных морских контейнеров, или других зданий, обычно не подходящих для крупномасштабного сельского хозяйства.
Поэтому вертикальное земледелие можно интегрировать в те места, где традиционно не хватает свободной площади, необходимой для выращивания культур – например, в мегаполисах.
Какие есть виды вертикального земледелия?
Примеры вертикального земледелия, как мы уже упоминали, варьируются от ваших помидорок на подоконнике – до огромных систем, находящихся внутри небоскрёбов, с собственным климат-контролем.
Экспериментов с типами и формами грядок проводят много – выращивают овощи и фрукты без земли, с малым количеством воды, или вовсе вместе с рыбой. Да-да, без земли и ещё и с рыбой!
Давайте с этого места подробней.
Гидропоника – выращивание растений без почвы
Гидропоника – это система выращивания растений, используемая в большинстве форм вертикального земледелия. Она медленно, но уверенно приобретает всё большую популярность и значение. Этот метод предполагает выращивание растений в растворах питательных веществ, а не в почве. Для этого корни растений погружаются в богатый питательными веществами раствор, который циркулирует по грядкам и строго контролируется.
Аэропоника – выращивание растений без почвы и с малым количеством воды
Аэропоника – ещё один метод, используемый в вертикальном земледелии. Впервые предложенный в начале 20-го века, этот метод был усовершенствован НАСА в 1990-х годах, когда оно искало эффективные методы выращивания растений в космосе.
Аэропоника предполагает выращивание растений во влажной среде, без почвы и с очень небольшим количеством воды. В аэропонике семена или рассаду сажают в крошечные горшочки с дренажем, которые встроены в пенопласт.
Аэропоника считается одним из наиболее эффективных методов вертикального земледелия, поскольку она использует на 90 % меньше воды, чем даже самые эффективные системы гидропоники. А поскольку питательные вещества удерживаются в воде, они также перерабатываются. Также было замечено, что растения, выращенные таким образом, обычно поглощают больше витаминов и минералов, что может сделать растения более здоровыми и питательными.
Аквапоника – выращивание рыбы и растений вместе в одном месте
Ещё один метод, используемый в вертикальных фермах, – аквапоника. В этой системе рыба растёт в закрытых прудах и производит богатые питательными веществами отходы, которые являются источником питания для растений, выращиваемых на вертикальных фермах.
Установки, в свою очередь, очищают и фильтруют воду которая возвращается обратно в рыбные пруды, от растений. Наряду с рыбой и растениями важную роль в преобразовании продуктов рыбных отходов в полезные питательные вещества для растений играют микробы.
VertiCrop – конвейер растений практически без воды
В целом, это основные виды вертикального земледелия, а дальнейшие инновации уже базируются на этих системах. Например VertiCrop – это запатентованная сельскохозяйственная технология, которая была названа журналом TIME одним из «величайших изобретений в мире» в 2009 году.
Этот метод вертикального земледелия обеспечивает до двадцати раз больший урожай стандартных полевых культур при использовании только 8 % воды, которая обычно необходима для обработки почвы.
Технология основана на особой конфигурации подвесных лотков и их перемещении по конвейерной системе. VertiCrop обеспечивает оптимальное воздействие как искусственного, так и естественного света, а также питательные вещества, которые точно дозируются для каждого растения.
А сейчас посмотрим кто в мире развивает технологии вертикального фермерства и чего они добились.
Примеры вертикального фермерства
Пожалуй, самая технологически сложная коммерческая крытая ферма в мире – это Bowery из Нью-Йорка. По словам компании, их решение для вертикального расположения грядок позволяет производить в 100 раз больше на той же площади, если бы использовались традиционные методы ведения сельского хозяйства.
А вот самая необычная, мы считаем, Skyfarm – вертикальная башня, работающая на энергии ветра. Пока это только проект, но идея состоит в том, чтобы построить гиперболоидную башню, используя различные методы ведения сельского хозяйства, включая аквапонику и традиционные методы посадки.
Многоэтажное здание будет частично построено из бамбука, чтобы создать жесткий круглый каркас и максимально увеличить количество солнечного света на ферме. В нижней части будут располагаться рынки и рестораны, где можно будет сразу продегустировать плоды проекта. На следующем уровне находится большой прозрачный резервуар с пресной водой для выращивания таких рыб, как окунь, тилапия и баррамунди. Помимо этого, растения будут выращиваться с использованием системы гидропоники.
Выше уровня гидропоники – аэропоника, где будет использоваться только водяной туман. И наконец, на вершине башни будут резервуары для воды и турбины, обеспечивающие питание всей этой конструкции. Звучит крайне амбициозно, будем следить за этим проектом!
Интересна ещё работа компании AeroFarms из США, основанной в 2004 году. Это пока самый крупный игрок на рынке вертикального земледелия.
Надо отметить, что, как и во многих новаторских делах, первопроходцы совершали ошибки и просчёты. Поэтому в 2023 пришли к…банкротству. Но по последним данным, уже успешно восстанавливаются.
Они используют модифицированную форму аэропоники, объединили генетику, инженерию, безопасность пищевых продуктов, науку о данных и питании в единое целое.
Как говорится на их сайте: «Наши коммерческие фермы оптимизированы для круглогодичного производства независимо от сезона и погоды. Мы выращиваем более 550 различных сортов растений, включая листовую зелень, ягоды, помидоры и многое другое».
Ещё одна компания Plantagon из Швеции предложила креативное решение, которое позволяет офисным помещениям и другим высотным зданиям выращивать продукты питания, чтобы накормить своих обитателей. Их система частично основана на концепции вертикальных теплиц, разработанной Оке Олссоном, у которого они купили права интеллектуальной собственности в 2008 году.
Олссон разработал стеллажную систему транспортировки, которая постепенно перемещает посадочные ящики с пола на потолок вертикальной теплицы, не требуя, таким образом, искусственного освещения. Данная система может быть установлена в новых зданиях или внедрена в существующие.
В настоящее время компания пытается продемонстрировать свою систему вертикального земледелия в специально построенном здании в Линчёпинге, Швеция.
Есть надежда, что там можно будет произвести достаточно продовольствия, чтобы накормить почти 5 000 человек. Также в здании разработана высокоуровневая автоматизация, которая будет использоваться для ухода за растениями и сбора урожая, чтобы максимально снизить затраты. Всё: от солнечного света, температуры и питания – до качества воздуха, будет измеряться с помощью автономных и контролируемых систем.
Если концепция окажется успешной, другие страны, такие как Сингапур, Гонконг, США и другие, также планируют внедрить её.
Компания из Австралии ModularFarms предложила полностью закрытую модульную систему, способную производить свежие растения практически в любом климате и в любой точке мира.
В их системе используются специально построенные стальные контейнеры. Каждый из них фактически самодостаточен и включает в себя всё необходимое: от освещения, водоснабжения и очистки – до контроля окружающей среды. Нужно просто подключить его к электропитанию и воде.
Ещё одно интересное решение в области вертикального земледелия предлагает компания ZipGrow. Они объединили использование теплиц с принципами вертикального земледелия и гидропоники. Они используют специально разработанную стеллажную систему с искусственным освещением и рециркуляцией воды, которая экономит от 90 до 95 % потребления по сравнению с традиционными методами ведения сельского хозяйства.
Sky Greens – первая в мире вертикальная ферма с гидравлическим приводом. Сингапурская компания разработала систему вертикального земледелия, где овощи высаживаются в специально разработанные лотки для выращивания растений, закреплённые на алюминиевых рамах А-образной формы, которые вращаются в течение дня.
Эти рамы достигают 9 метров в высоту, каждая из которых имеет 38 ярусов-желобов для выращивания. Растения внизу получают воду, а растения вверху – солнечный свет, при этом все растения постоянно циркулируют в течение дня. Хотя в настоящее время система используется для выращивания различных азиатских овощей, её вполне можно использовать для выращивания всех видов фруктов и овощей.
