A vertikális gazdálkodás elterjed Európa-szerte, és mindenféle új növényfajtát kutatnak. De vannak még leküzdendő kihívások.
Üres irodaházak, ahol a termények egymásra rakva nőhetnek, rétegről rétegre. Vagy egy konténerben a szomszédságában a vertikális gazdálkodás számos lehetőséget kínál. Ott termeszthetsz növényeket, ahol csak akarsz. Nem kell hozzá mező. A termesztés fenntartható, hatékony és teljesen ellenőrzött. Nincs szükség semmiféle növényvédő szerre, nincs tápanyag-kibocsátás és a vízfogyasztás is csak 2-4 liter/kg zöldség. Még mindig van egy nagy probléma: az energiafogyasztás. Még mindig keményen dolgozunk ezen.
A vertikális gazdálkodás növekszik Európa-szerte. Különösen alkalmas növénytermesztésre olyan városi területeken, ahol a hely szűkös. Még az élelmezésbiztonságot is garantálhatja a hagyományos mezőgazdasághoz kevésbé alkalmazkodott országokban. Ám bár az első terményeket egyes országokban már árulják, minden bizonnyal még több évnek kell eltelnie, mire a vertikális gazdaságokból származó termékek tömegesen eljutnak a szupermarketek polcaira.
Változó étrend és megnövekedett kereslet
A tenyésztett hús mellett a vertikális gazdálkodást gyakran a jövőbeli élelmiszerválságok leküzdésének kulcsfontosságú megoldásaként mutatják be. De miért van szükségünk függőleges farmokra? Miért nem csináljuk továbbra is a régi módon, ahogy az elmúlt 10,000 XNUMX évben tesszük?
Az élelmiszerek iránti kereslet évről évre nő. Az Egyesült Nemzetek Szervezete szerint a világ népessége 9.7-re 2050 milliárd főre fog növekedni. Ezeknek az embereknek élelmiszerre van szükségük. A hagyományos módon történő termesztés azonban egyre nagyobb problémát jelent. A klímaváltozás miatt megváltoznak a termesztési feltételek, így egyes növényeket már nem lehet ott termeszteni, ahol korábban lehetett. A szélsőséges időjárási események és a heves viharok minden évben több termést pusztítanak el. És egyes helyeken a talaj kevésbé tápláló, mint korábban.
Amellett, hogy a friss élelmiszerek iránti jövőbeni keresletet kell kielégítenünk, étkezési szokásaink is nagyon eltérnek az egy évszázaddal ezelőttitől. „Már nem szezonálisan eszünk. Télen importált salátákat és bogyókat eszünk” – mondja Anders Riemann, a Nordic Harvest, Európa legnagyobb hidroponikus farmjának vezérigazgatója.
A függőleges farmon élő termelők védőruházatot viselnek, hogy megakadályozzák a nem kívánt baktériumok bejutását a gazdaságba. Így elkerülhetik a peszticidek használatát.
Nyári betakarítás az Északi-sarkvidékről
Függőleges farmok szinte bárhol építhetők. Ami azt jelenti, hogy többé nem kell kivit importálni Új-Zélandról, hanem a saját régiódban egy ilyen farmon termesztheted. Ezzel nagy mennyiségű CO2-t takaríthatunk meg.
Hogyan működik?
„Számomra a teljes kontroll a vertikális gazdálkodás nagy előnye. Valóban optimalizálhatjuk a folyamatot, és pontosan tudjuk, hogy mennyit és milyen minőségben szeretnénk növekedni” – mondja Leo Marcelis, a Wageningeni Egyetem és Kutatási Egyetem Kertészeti és Termékélettani professzora.
A vízellátástól a nappali fényig, a hőmérsékletig, valamint az ásványi anyagokhoz és baktériumokhoz való hozzáférésig. A vertikális gazdálkodás rendkívül ellenőrzött körülmények között történik. A növényeket zárt térben termesztik, napfény helyett LED-lámpákkal. A LED izzók kicsik, tartósak, költséghatékonyak, és nem bocsátanak ki hőt. Ahogy a nap lenyugszik a nap végén, ezek a fények addig világítanak, ameddig szükséges.
A gazda manipulálhatja a növény nappali és éjszakai ritmusát, hogy optimalizálja a növekedési hozamot. Napközben a növények keményítőt képeznek a levelekben, amely cukorrá bomlik, és éjszaka a növény többi részébe kerül. Egyes növényeknek napi 12 óránál több fényre van szükségük a növekedéshez, másoknak kevesebbre. A függőleges gazdálkodás lehetővé teszi bármely növény számára, hogy megkapja a szükséges mennyiségű nappali fényt a legjobb növekedéséhez.
Növekedés különböző színű fénnyel
Ezeknek a lámpáknak a színei különösen fontosak a növekedési hozam optimalizálása szempontjából. A kutatók elsősorban a vörös, kék és zöld fény hatására összpontosítottak a növények növekedésére. A vörös fény nagyon hatékony a fotoszintézisben, de a növényeknek kék fényre is szükségük van, ami különösen hasznos a klorofilltermeléshez. A kutatók egy ideig igyekeztek csökkenteni a zöld fény használatát, mivel úgy vélték, hogy ez nem járul hozzá a fotoszintézishez.
A Utah Állami Egyetem 2016-os tanulmánya azonban azt mutatja, hogy a zöld fény hatékonyabban képes az alsó levelek fotoszintézisére, mint a vörös vagy kék fény. A gazda különböző színkombinációkat használhat a különböző tulajdonságok kiemelésére. A megfelelő kombinációval a gazda olyan növényeket termeszthet, amelyek sokkal táplálóbbak, mint a hagyományos gazdálkodás. Ez hasznos lehet, mivel a legtöbb növény kevésbé tápláló az elmúlt évtizedekben. Egy másik kombinációval növelhető a növekedési ütem, így egyszerre több élelmiszert lehet előállítani. Gazdasági szempontból ez kívánatos lehet, mivel a vertikális gazdálkodás továbbra is költségigényes.
De több oka is van annak, hogy miért olyan népszerű ez a módszer. A vertikális gazdálkodáshoz nincs szükség peszticidekre. A termelők pontosan annyi termést termeszthetnek, amennyit akarnak, meghatározott időkereten belül, és saját maguk által választott minőségben. Az időjárási vagy szezonális viszonyok már nem befolyásolják a termelést. Kisebb felületen több élelmiszer termeszthető.
Mezőgazdaság szántóföldek nélkül
A vertikális gazdálkodásnak manapság két formája van: hidroponikus és aeroponikus. Leo Marcelis szerint mindkét technika kiváló alternatíva. A hidroponikában a növények polcokon nőnek úgy, hogy a gyökereik talaj helyett tápanyaggal teli vízben vannak. A két fő rendszer közül a legegyszerűbbnek tekinthető.
A Nordic Harvestnek van egy kísérleti farmja Koppenhága közelében, ahol különféle salátákat, kelkáposztát és spenótot termesztenek. A gazdaságot más ipari komplexumok veszik körül. Ez egy futballpálya méretű épület. 2023-ban a cég egy oslói farmgal kíván terjeszkedni, majd Skandináviában és Finnországban.
Riemann szerint a Nordic Harvest jelenlegi termelési kapacitása már érezhető: „Évente körülbelül 1000 tonna zöldséget termelünk. A dán piac évente körülbelül 20,000 6,000 tonnából áll. XNUMX tonnát hagyományosan termesztenek, a többit importból. A zöldségek leveles zöldek. Ahogy a vertikális gazdálkodás terjeszkedik, az élelmiszertermelés nagyobb százalékát teszi ki. A vertikális gazdaságokban növényeket termesztő további cégek a Jones Food Company Nagy-Britanniában, a Hydropousse Franciaországban és a Robbes Lilla Trädgård Finnországban.
Az aeroponikusan termesztett növények gyökerei a levegőben vannak. India Langley, a beltéri gazdálkodási technológiai szolgáltató LettUs Grow élelmiszerrendszer-kutatója és PR-vezetője elmagyarázza, hogyan működik. „Van egy sor fúvóka nagyon kis lyukakkal, amelyekkel porlasztja a tápoldatot. Ezt a megoldást a szabadon lógó növények gyökereire alkalmazzák."
Az aeroponikát az 1990-es években fejlesztették ki, amikor a NASA a növények űrben történő termesztésének módjait kereste. Az Egyesült Államok Nemzeti Megfelelő Technológiai Központja szerint az aeroponika „messze a leghatékonyabb növénynemesítési rendszer a vertikális gazdaságokban”.
Az aeroponikus rendszerben a gyökerek könnyen hozzáférnek az oxigénhez. A növény növekedési üteme akár kétszerese a hidroponikus rendszerének, ahol a növény felszívja a vízben lévő oldott oxigént. Bonyolultsága miatt még mindig nem használják annyira, mint a hidroponikát. A gyártás során használt fúvókák könnyen eltömődhetnek vagy eltörhetnek. A LettUs Grow azonban megoldást talált a problémára.
„Teljesen eltávolítottuk a sprinklereket. A köd teljesen sík felületen keletkezik, így nincs semmi, ami eltömítené vagy eltörhetné. Úgy gondoljuk, hogy ez az egyszerű megoldás lehetővé teszi számunkra, hogy az aeroponikát sokkal nagyobb léptékűvé tegyük” – mondja Langley.
A LettUs Grow olyan termesztő rendszereket gyárt, amelyek elférnek egy szállítókonténerben. Ezek a konténerek mobilak és bárhol elhelyezhetők, ahol van hely.
Halak és növények közös tenyésztése
Bár a hidroponika és az aeroponika két fontos technika a vertikális gazdálkodásban, nem ezek az egyetlenek. Más technikákat is alkalmaznak. Európában több cég alkalmazza az akvaponikus tenyésztési módszert. A hidroponikához hasonlóan az akvaponikus növényeket is úgy termesztik, hogy gyökerei vízben vannak. Csak azok a gyökerek lógnak akváriumban, ahol halak is úsznak. Ezek a halak nagyon tápláló salakanyagokat termelnek, amelyeket a növények újra felhasználhatnak.
A növények felszívják a tápanyagokat, és így a halak számára is megtisztítják a vizet. Marcelis szerint az akvaponika a jövőben a vertikális mezőgazdasági piacnak csak kis részét teszi ki. „A nagyszerű dolog az, hogy a halakból származó hulladékot a növények táplálékaként használod fel. De legyen óvatos, és ügyeljen arra, hogy az üzemrendszer optimális legyen” – mondja a technikáról.
Új típusú zöldségek
Mind a Nordic Harvest, mind a LettUs Grow először kezdett kísérletezni a leveles zöldségek termesztésével, mielőtt gyógynövényekre és mikrozöldekre váltottak volna. Ezután következzen a paradicsom és az eper. Langley szerint több vertikális gazdaság ugyanazokat a fejlődési szakaszokat követi. Jó okokból. Kényes, nagy értékű terményekről van szó, amelyeket széles körben használnak, és fedezni tudják a termelési költségeket. Gyorsan nőnek és kis méretűek, ami azt jelenti, hogy sok növényt lehet egyszerre nevelni.
A termelés növekedésével egyre szélesebb körű növények termesztése válik lehetővé. Marcelis úgy gondolja, hogy néhány éven belül új fajtákat vásárolhatunk, amelyeket kifejezetten vertikális termesztésre fejlesztettek ki. Az új terményreceptek kidolgozása azonban nem biztos, hogy biztonságos. 5-10 év kell ahhoz, hogy egy újfajta, erre a termesztési módra alkalmas növényt neveljünk.
Ideális növény kicsi, rövid gyökérrendszerrel, gyorsan növekszik, könnyen betakarítható és magas hozamú. A növekedési tulajdonságok mellett a „növényreceptet” is gondosan kell összeállítani. „A legnagyobb kihívás minden olyan változó nyomon követése, amely hatással van az üzemre. Szüksége van a megfelelő tápanyagokra, és gondoskodnia kell arról, hogy a növény folyamatosan hozzáférjen a tápanyagokhoz a növekedés során” – mondja Riemann.
Viszonylag drága
De bár elméletileg bármilyen növényt meg lehet termeszteni függőlegesen, ez a belátható jövőben nem fog megtörténni. Az ömlesztett növények, mint a búza és a kukorica, hagyományos módszerekkel sokkal olcsóbban termeszthetők. „Úgy gondolom, hogy a vertikális gazdálkodás jelenleg különösen alkalmas a friss termékekre. Technikailag bármilyen növényt termeszthetünk, beleértve a búzát is. De a vertikális gazdálkodás is viszonylag drága. Szerintem ilyen ömlesztett, viszonylag alacsony értékű termék termesztése jelenleg nem reális. Még most is emelkedik a búza ára az ukrajnai háború miatt” – mondja Marcelis.
Mégis, olyan helyeken, mint Szingapúr és olyan országok, mint az Egyesült Arab Emírségek, ahol az összes élelmiszer körülbelül 90 százalékát importálják, az alacsony értékű ömlesztett termékek ilyen módon történő termesztése megtérülhet. Ezzel szemben Európában a búza vertikális termesztése hosszú távon szóba jöhet, de a következő öt évben biztosan nem.
Magas energiafogyasztás
Bár a vertikális gazdálkodás jövője fényesnek tűnik, van egy nagy probléma. Sok energiát igényel, ezért nagyon drága. A pontos energiafogyasztás gazdaságonként, rendszerenként változik, és függ a helytől, az évszaktól és a terméstől. Például egy görögországi vállalat télen 2.87 kWh energiát használ fel egy kilogramm saláta előállítására, nyáron azonban csak 1.73 kWh-t. A finn iFarm számításai szerint a saláta 90 napos termesztése 62.26 kWh-ba kerül négyzetméterenként. Eper esetében ez 2 kWh/m117.10.
A többlet energiafelhasználás a hagyományos módszerekhez képest 14 és 251 százalék között van, attól függően, hogy hol található az üvegház és a függőleges gazdaság.
A Wageningen University & Research és a Delft University of Technology tanulmányt végzett, amelyben üvegházakat és vertikális gazdaságokat hasonlítottak össze, amelyeket a tanulmányban növénygyárként emlegetnek. Ez a Hollandiában, az Egyesült Arab Emírségekben és Svédországban található üvegházakat és vertikális gazdaságokat érintette. Utóbbi ország esetében a mesterséges fénnyel és anélkül működő üvegházak is szerepeltek az összehasonlításban.
„Egy kilogramm száraz saláta előállításához egy növénygyárban 247 kWhe energia szükséges, szemben a Hollandiában, az Egyesült Arab Emírségekben és Svédországban található 70, 111, 182 és 211 kWhe üvegházakban (kiegészítő mesterséges anyagokkal és anélkül). világítás)” – állítják a tanulmány tudósai.
Kíméletlen éghajlaton a két termesztési mód közötti energiafogyasztási különbség csökken. A vertikális farmok lehetnek a legenergiahatékonyabb választás bizonyos szélsőséges éghajlati viszonyok között. De még Svédország északi sarkvidékén és az Egyesült Arab Emírségek sivatagi körülményei között is az üvegházak lehetnek a legköltséghatékonyabb termesztési módok.
Optimalizálja
A vertikális gazdaságok a termelés optimalizálásával bizonyos mértékig leküzdhetik a magas villamosenergia-fogyasztás problémáját. A LED világítás és a szín optimális beállításával mind a tenyészidőt, mind a termés minőségét befolyásolhatja. A mezőgazdasági üzemek termelési költségei is csökkenthetők, ahogy a gazdaság automatizáltabbá válik. Azok a robotok, amelyek éjjel-nappal dolgoznak a tápanyag megfelelő időben történő kijuttatásán, figyelemmel kísérik a növekedési hozamot és a betakarítást, amikor a növény érett, költséges kezdeti befektetést jelenthetnek.
De idővel a robotok folyamatos munkájukkal pótolják a költségeket. A nagy energiaigény és a termesztéshez elég olcsó növények jelenleg korlátozott választéka ellenére a vertikális gazdálkodás egyre népszerűbb. Bár eltart egy ideig, amíg a szamócát is megkapja a területeden lévő termesztőtartályból.
Egy forrás: https://innovationorigins.com