Наука и Техника

Наука И Техника
9 апреля 2017

Вертикальные фермы: в будущем каждый сможет выращивать пищу дома

Вместо того, чтобы выращивать урожай на залитых солнцем полях или в теплицах, некоторые компании складируют и выращивают его в темных, старых кладовых под ультрафиолетовым светом — что позволяет им экономить воду и быстрее пожинать плоды. На старой ковровой фабрике на окраине бельгийского города Кортрейк, готовится сельскохозяйственный переворот: выращивать урожай в здании, а не на ферме, собирая его слой за слоем под цветными лампочками в области размером с небольшую квартиру.

Это называется вертикальная ферма или вертикальное сельское хозяйство, и несколько компаний занимаются этим уже около десяти лет, арендуя старые склады и неиспользуемые фабрики и выстраивая на них структуры, которые выращивают овощи и зерновые в тесных, искусственно освещаемых помещениях с теплым солнечным светом.

Одной из таких является фирма Urban Crops. У нее есть большая рама, предназначенная для удерживания подносов с медленно движущимися конвейерными лентами молодых растений под мягко светящимися синими и красными светодиодами, на этой бывшей ковровой фабрике.

Но их система, в основном автоматизированная, все еще находится в стадии разработки. Главный исполнительный директор Мартен Вандекрюс объясняет, что их оборудование позволяет растениям питаться светом и полезными веществами в течение всего их цикла роста. Затем их можно будет собрать, когда настанет время.

Каждый вид культур имеет план роста, адаптированный под его потребности, например, в питательных веществах и свете. Кроме того, здесь растения растут быстрее, чем на открытой ферме.

Urban Crops говорит, что вертикальное сельское хозяйство дает больше урожая на квадратный метр, чем традиционное сельское хозяйство или теплицы. Вертикальное сельское хозяйство также потребляет меньше воды, растения растут быстрее и круглый год — а не только в определенные времена года. Объекты также можно строить, теоретически, в любых местах.

В Urban Crops восемь слоев растений можно сложить в области всего на 30 квадратных метрах. Пока это не полномасштабный коммерческий проект, а проверка, которая должна показать жизнеспособность концепции.

«В принципе, внутри системы, каждый день — это летний день без облачка в небе», говорит Вандекрюс.

Но можно ли вырастить что угодно, если под рукой будут нужные технологии?

Вандекрюс говорит, что внутри можно вырастить практически все, что угодно — но это не всегда хорошая идея. Он объясняет, что экономически выгоднее придерживаться более быстрорастущих культур, которые имеют высокую рыночную стоимость. Травы, зелень для салата и съедобные цвета, например, приносят намного больше за килограмм, чем некоторые корнеплоды, которые, скорее всего, будут выращиваться на открытом воздухе по старинке еще какое-то время.

Выращивая растения в закрытом помещении, вы получаете точный контроль над ресурсами, в которых нуждается ваш урожай. Это позволяет растениям расти предсказуемым и тщательно контролируемым образом. Светодиоды, например, можно включать и выключать по желанию, потому что они не излучают много тепла, как «лампочки Ильича» и их можно приближать к растениям для оптимального потребления света.

Конечно, можно производить то же самое количество овощей и на «свободе», но на это уйдет больше земли и ресурсов.

Итак, как это работает на самом деле? Есть несколько основных моделей закрытого сельского хозяйства, из которых может выбирать вертикальный фермер: гидропоника — когда растения выращиваются в богатом питательными веществами бассейне с водой — и аэропоника — когда корни растений периодически сбрызгиваются туманом, содержащим воду и вещества. В последнем случае используется меньше воды, но возникает больше технических проблем. Есть еще аквапоника, которая немного отличается, потому что включает разведение рыбы, которая помогает культивировать бактерии, которые затем используются для питания растений.

Urban Crops выбрала гидропонику. Вандекрюс отмечает, что они перерабатывают воду несколько раз после того, как она испаряется с растений, и вытягивают ее из влажного воздуха. Ее также обрабатывают ультрафиолетовым светом, чтобы предупредить распространение болезней.

Возможно, ключевым преимуществом вертикального земледелия является то, что в нем используется гораздо меньше воды. «Мы сделали оценку с листьями салата и поняли, что снижаем потребление воды на 5%, по сравнению с традиционным выращиванием на полях», объясняет Вандекрюс.

Но Urban Crops не планирует зарабатывать на продаже сельскохозяйственных культур. Он планирует зарабатывать деньги на продаже своих вертикальных ферм.

Он разработал системы роста как продукт сам по себе — люди смогут их купить, чтобы выращивать пищу в относительно ограниченных пространствах — и, возможно, это позволит перенести ферму в городские районы или комплексы, такие как университетские городки. Эту установку также можно поставить рядом с существующими производственными линиями на тепличных фермах.

Одно из крупнейших имен в области вертикальных ферм, однако, имеет другую бизнес-модель. AeroFarms расположены в Нью-Джерси, США, и открыли, по их словам, самую большую в мире крытую вертикальную ферму общей площадью в 7000 кв.м. Компания надеется производить вкусную зелень в больших количествах.

Эд Харвуд — изобретатель и эксперт по сельскому хозяйству, который придумал технологию, которая сделала это возможным. К такой идее он пришел несколько лет назад во время работы в Корнельском университете, где аэропонные системы использовались для выращивания растений в лабораторных условиях. Почему этот подход не используется в более широких масштабах, спросил тогда себя он?

«Я спрашивал: как так получилось? Люди говорили: о, на этом не сделать денег, солнце бесплатно, свет делать дорого и все такое», вспоминает Харвуд.

Такое положение дел его не устраивало. После долгих экспериментов он придумал систему и конструкцию сопла для распыления аэропонного тумана на корни его растений. В AeroFarms корни растут сквозь тонкую ткань, а не почву. Но детали того, как он решил ключевую проблему — как сохранить сопла чистыми с течением времени — остаются коммерческой тайной.

«У каждого сопла, купленного с полки, были существенные проблемы», говорит Харвуд. «Я должен был что-то сделать и пришел к решению интуитивно». Но о нем он никому не рассказывает.

Как и Urban Crops, AeroFarms уделяет первостепенное внимание выращиванию быстрорастущих овощных салатов и зелени. Харвуд считает, что спрос на такую продукцию, выращенную на местном рынке на крупных предприятиях, может однажды стать особенностью городских окраин. И еще он гарантирует хрусткость и свежесть, которую хотят потребители.

Харвуд твердо уверен в том, что бизнес, который затеяли он и его коллеги, может быть прибыльным. Но есть много скептиков.

Майкл Хамм, профессор устойчивого сельского хозяйства в Университете штата Мичиган, один из таких. Он отмечает, что вертикальные фермы зависимы от постоянных поставок электричества, большая часть которого поступает от источников на ископаемом топливе.

«Зачем тратить эту энергию, чтобы произвести салат, если можно получать свет от солнца?», говорит он.

Он говорит, что просто нет экономического смысла выращивать некоторые культуры таким образом. «При 10 центах за киловатт-час количество энергии, которое потребуется для производства пшеницы, выйдет примерно в 11 долларов за буханку хлеба».

Когда-то был подъем домашнего пивоварения — будет ли подъем домашнего фермерства?

Хамм признает некоторые преимущества такого подхода. Если закрытые системы хорошо поддерживатьб, эта технология должна теоретически давать воспроизводимые результаты с каждым урожаем — вы, скорее всего, всякий раз будете получать культуры одного качества. Кроме того, хотя вертикальная ферма стоит довольно дорого, это более привлекательный вариант для людей, впервые попавших в сельскохозяйственный бизнес — им не придется тратить годы, чтобы выяснить, как бороться с капризами солнца и времен года. Замены этому опыту пока не придумали.

С развитием технологий вертикального земледелия и вероятным снижением стоимости, некоторые делают ставку на то, что люди захотят выращивать собственную зелень дома.

Neofarms — это немецко-итальянский стартап, который предвосхищает это. Его основатели Хенрик Йобчик и Максимилиан Рихтер разработали прототип вертикальной фермы размером с бытовой холодильник с морозилкой.

«Мы разработали ее в стандартных размерах кухонного шкафа», объясняет Йобчик, добавляя, что их план заключается в том, чтобы сделать устройство доступным в интегрированном или отдельно стоящем дизайне, как кому понравится. Людям, которые купят себе этот агрегат, придется платить за электроэнергию, содержать Neofarms в чистоте и постоянно наполнять водой. Но взамен они получат самые свежие продукты.

«С растениями, растущими в системе, вы знаете об условиях, в которых они выросли», говорит Йобчик. «И получаете свежесть, а это одна из крупнейших проблем со свежими овощами, особенно зелени».

В супермаркетах будущего могут быть собственные миниатюрные вертикальные фермы.

Если вы сами выбираете растения и сразу их едите, вы получаете больше витаминов и других питательных веществ, которые можно потерять при упаковке и транспортировке. Многие потребители уже выращивают травы на оконной раме, но это недорогое и малоэффективное мероприятие. Возможно, в будущем это станет эффективным и повсеместным способом накормить себя хрустящим салатом.

Источник: hi-news