Вертикална пољопривреда се шири широм Европе и истражује се све врсте нових врста усева. Али још увек има изазова које треба превазићи.
Празне пословне зграде, у којима усеви могу расти наслагани један на други, слој за слојем. Или у контејнеру у вашем комшилуку, вертикална пољопривреда нуди многе могућности. Можете узгајати усеве где год желите. За то вам нису потребна поља. Узгој је одржив, ефикасан и потпуно контролисан. Нису вам потребни никакви пестициди, нема емисије хранљивих материја, а потрошња воде је само између 2 и 4 литра по килограму поврћа. Још увек постоји велики проблем: потрошња енергије. Још увек вредно радимо на томе.
Вертикална пољопривреда је у порасту широм Европе. Посебно је погодан за узгој усева у урбаним срединама где је простор на првом месту. Може чак да гарантује сигурност хране у земљама мање прилагођеним конвенционалној пољопривреди. Али иако су први усеви у неким земљама већ у продаји, сигурно ће проћи неколико година пре него што производи са вертикалних фарми масовно стигну на полице супермаркета.
Промена исхране и повећана потражња
Уз култивисано месо, вертикална пољопривреда се често представља као кључно решење за борбу против будућих прехрамбених криза. Али зашто су нам уопште потребне вертикалне фарме? Зашто једноставно не наставимо да радимо на старински начин, као што смо радили последњих 10,000 година?
Потражња за храном расте сваке године. Према Уједињеним нацијама, светска популација ће порасти на 9.7 милијарди људи 2050. Свим тим људима је потребна храна. Али узгој усева на традиционалан начин постаје све већи проблем. Због климатских промена мењају се услови гајења, тако да више не можете узгајати неке усеве тамо где сте некада могли. Екстремни временски догађаји и јаке олује уништавају више усева сваке године. А на неким местима земља је мање хранљива него што је била.
Осим што морамо да задовољимо будућу потражњу за свежом храном, наше навике у исхрани су такође веома различите од пре једног века. „Више не једемо сезонски. Зими једемо салате и бобице које увозимо“, каже извршни директор Андерс Риеманн из Нордиц Харвест-а, највеће хидропонске фарме у Европи.
Узгајивачи на вертикалној фарми носе заштитну одећу како би спречили да нежељене бактерије уђу на фарму. На овај начин могу да избегну употребу пестицида.
Летња жетва са Арктика
Вертикалне фарме се могу градити скоро свуда. Што значи да више не морате да увозите киви са Новог Зеланда, већ да их можете узгајати на таквој фарми у свом региону. Ово штеди велику количину емитованог ЦО2.
Како то функционише?
„За мене је потпуна контрола велика предност вертикалне пољопривреде. Заиста можемо да оптимизујемо процес и знамо тачно колико желимо да растемо и каквог квалитета“, каже Лео Марцелис, професор хортикултуре и физиологије производа на Универзитету и истраживању Вагенинген.
Од снабдевања водом до дневне светлости, температуре и приступа минералима и бактеријама. Вертикална пољопривреда се одвија у изузетно контролисаним условима. Усеви се узгајају у затвореном простору, са ЛЕД светлима уместо сунчеве светлости. ЛЕД сијалице су мале, издржљиве, исплативе и не емитују топлоту. Како сунце залази на крају дана, ова светла могу да сијају колико год је потребно.
Пољопривредник може да манипулише дневним и ноћним ритмом биљке да би оптимизовао принос раста. Током дана, биљке формирају скроб у листовима, који се разграђује у шећер и ноћу се преноси у остатак биљке. Неким биљкама је потребно више од 12 сати светлости дневно да би расле, другима мање. Вертикална пољопривреда омогућава било којој врсти биљке да добије количину дневне светлости која јој је потребна за најбољи раст.
Раст са различитим бојама светлости
Боје ових светала су посебно важне за оптимизацију приноса раста. Истраживачи су се углавном фокусирали на ефекат црвене, плаве и зелене светлости на раст биљака. Црвена светлост је веома ефикасна за фотосинтезу, али биљкама је потребно и мало плаве светлости, што је посебно корисно за производњу хлорофила. Неко време су истраживачи покушавали да смање употребу зеленог светла, верујући да оно не доприноси фотосинтези.
Међутим, студија из 2016. са Државног универзитета Утах показује да зелено светло може да покрене фотосинтезу доњег лишћа ефикасније него црвено или плаво светло. Фармер може да користи различите комбинације боја како би нагласио различите особине. Уз праву комбинацију, пољопривредник може узгајати биљке које су много хранљивије од конвенционалног узгоја. Ово може бити корисно јер је већина биљака последњих деценија постала мање хранљива. Друга комбинација се може користити за повећање стопе раста тако да се истовремено може произвести више хране. Са економске тачке гледишта, то би могло бити пожељно, јер вертикална пољопривреда остаје интензивна.
Али постоји више разлога зашто је ова метода толико популарна. Вертикална пољопривреда не захтева пестициде. Узгајивачи могу узгајати тачно ону количину усева коју желе, у одређеном временском оквиру и специфичног квалитета који сами бирају. Временски или сезонски услови више не утичу на производњу. Више хране се може узгајати на мањој површини.
Пољопривреда без њива
Вертикална пољопривреда данас углавном долази у два облика: хидропонска и аеропонска. Према Леу Марцелису, обе технике су одличне алтернативе. У хидропоници, биљке расту на полицама са својим коренима у води испуњеној хранљивим материјама уместо у земљишту. Сматра се најлакшим од два главна система.
Нордиц Харвест има експерименталну фарму у близини Копенхагена где узгаја различите врсте салата, кеља и спанаћа. Фарма је окружена другим индустријским комплексима. То је зграда величине фудбалског терена. У 2023. компанија жели да се прошири фармом у Ослу, а затим фармама у Скандинавији и Финској.
Према Риману, садашњи производни капацитет Нордиц Харвест-а је већ приметан: „Ми производимо око 1000 тона поврћа годишње. Данско тржиште се састоји од око 20,000 тона годишње. 6,000 тона се узгаја конвенционално, а остало се увози. Поврће је лиснато зеленило. Како се вертикална пољопривреда шири, она ће чинити већи проценат производње хране. Друге компаније које узгајају усеве на вертикалним фармама су Јонес Фоод Цомпани у Великој Британији, Хидропоуссе у Француској и Роббес Лилла Традгард у Финској.
Аеропонски узгојени усеви имају своје корене у ваздуху. Индија Ленгли, истраживач прехрамбених система и ПР водитељ у компанији ЛеттУс Гров, која пружа технологију за пољопривреду у затвореном простору, објашњава како то функционише. „Имате низ млазница са веома малим рупама помоћу којих атомизујете хранљиви раствор. То решење се примењује на корење слободно висећих усева."
Аеропоника је развијена 1990-их када је НАСА тражила начине да узгаја биљке у свемиру. Према америчком Националном центру за одговарајућу технологију, аеропоника је „далеко најефикаснији систем за узгој биљака за вертикалне фарме“.
У аеропонском систему, корење има лак приступ кисеонику. Брзина раста биљке је до два пута већа од хидропонског система, где би биљка апсорбовала растворени кисеоник у води. Још увек се не користи толико као хидропоника, због своје сложености. Млазнице које се користе у производњи могу се лако зачепити или покварити. Али ЛеттУс Гров је пронашао решење за проблем.
„У потпуности смо уклонили прскалице. Магла се ствара на потпуно равној површини, тако да нема шта да се запуши или поквари. Верујемо да ће нам ово једноставно решење омогућити да аеропонику проширимо на много веће размере“, каже Ленгли.
ЛеттУс Гров производи системе за узгој који се уклапају у транспортни контејнер. Ови контејнери су мобилни и могу се поставити свуда где има простора.
Узгајање рибе и биљака заједно
Иако су хидропоника и аеропоника две важне технике у вертикалној пољопривреди, оне нису једине. Користе се и друге технике. У Европи неколико компанија користи аквапонски метод узгоја. Слично хидропоници, аквапонске биљке се узгајају са својим коренима у води. Само ти корени виси у резервоару у коме пливају и рибе. Ове рибе производе веома хранљиве отпадне производе које биљке могу поново да користе.
Биљке апсорбују хранљиве материје и тако чисте воду за рибе. Према Марцелису, аквапоника ће у будућности чинити само мали део тржишта вертикалне пољопривреде. „Сјајна ствар је што отпад од рибе користите као храну за биљке. Али будите опрезни и побрините се да систем биљака буде оптималан“, каже он о техници.
Нове врсте поврћа
И Нордиц Харвест и ЛеттУс Гров су прво почели да експериментишу са узгојем лиснатог зеленила пре него што су прешли на биље и микрозелено. Затим следите парадајз и јагоде. Према Ленглију, више вертикалних фарми прати исте фазе развоја. Из добрих разлога. То су деликатни усеви високе вредности који се широко користе и могу да покрију трошкове производње. Такође брзо расту и мале су величине што значи да се многе биљке могу узгајати одједном.
Како се производња повећава, постаје могуће узгајати шири спектар усева. Марселис сматра да бисмо за неколико година могли да купимо нове сорте које су посебно развијене за вертикално гајење. Али развој нових рецепата за усеве није синекур. За узгој нове врсте биљке која је погодна за овај начин узгоја потребно је 5-10 година.
Идеална биљка је мала са кратким кореновим системом, брзо расте, лако се бере и има висок принос. Поред квалитета раста, 'рецепт за биљке' такође мора бити пажљиво састављен. „Највећи изазов је праћење сваке променљиве која утиче на биљку. Потребне су вам праве хранљиве материје и морате да се уверите да биљка има непрекидан приступ хранљивим материјама током раста“, каже Риман.
Релативно скупо
Али док се било која култура теоретски може узгајати вертикално, то се неће догодити у догледној будућности. Расути усеви као што су пшеница и кукуруз могу се узгајати много јефтиније коришћењем редовних метода. „Мислим да је вертикална пољопривреда тренутно посебно погодна за свеже производе. Технички, можемо узгајати било коју културу, укључујући пшеницу. Али вертикална пољопривреда је такође релативно скупа. Мислим да узгајање те врсте расутих производа са релативно ниском вредношћу у овом тренутку није реално. Чак и сада цене пшенице расту због рата у Украјини“, каже Марселис.
Ипак, у местима попут Сингапура и земаља попут Уједињених Арапских Емирата, где се увози око 90 одсто све хране, узгајање ниско вредних расутих производа на овај начин може да се исплати. У Европи, с друге стране, вертикално гајење пшенице може бити опција на дужи рок, али свакако не у наредних пет година.
Висока потрошња енергије
Иако будућност изгледа светла за вертикалну пољопривреду, постоји један велики проблем. Захтева много енергије и стога је веома скуп. Тачна потрошња енергије варира од фарме до фарме, од система до система и зависи од локације, сезоне и усева. На пример, компанија у Грчкој користи 2.87 кВх енергије зими за производњу једног килограма зелене салате, али само 1.73 кВх лети. Фински иФарм израчунао је да узгој њихове салате у трајању од 90 дана кошта 62.26 кВх по м2. За јагоде то је 117.10 кВх по м2.
Додатна потрошња енергије у односу на редовне методе је између 14 и 251 одсто, у зависности од тога где се пластеник и вертикална фарма налазе.
Универзитет и истраживање Вагенинген и Технолошки универзитет у Делфту спровели су студију у којој су упоређивали стакленике и вертикалне фарме, које се у студији називају фабрике биљака. Ово се односило на стакленике и вертикалне фарме које се налазе у Холандији, Уједињеним Арапским Емиратима и Шведској. За ову другу земљу, оба стакленика са и без вештачког светла су укључени у поређење.
„Производња једног килограма суве зелене салате захтева унос од 247 кВхе у фабрици биљака, у поређењу са 70, 111, 182 и 211 кВхе у пластеницима у Холандији, Уједињеним Арапским Емиратима и Шведској (са и без додатних вештачких осветљење)“, кажу научници у студији.
У оштрим климатским условима, разлика у потрошњи енергије између две методе гајења се смањује. Вертикалне фарме могу бити енергетски најефикаснији избор у неким екстремним климатским условима. Али чак и на арктичком северу Шведске иу пустињским условима УАЕ, стакленици и даље могу бити најисплативији начин раста.
Оптимизујте
Вертикалне фарме могу донекле превазићи проблем високе потрошње електричне енергије оптимизацијом производње. Оптималним подешавањем ЛЕД осветљења и боје, можете утицати и на време раста и на квалитет усева. Трошкови производње на фарми се такође могу смањити како фарма постаје аутоматизованија. Роботи који раде 24/7 да би применили хранљиве материје у право време, надгледали принос раста и жетву када је биљка зрела могу бити скупа почетна инвестиција.
Али временом, роботи надокнађују трошкове својим континуираним радом. Упркос великој потражњи за енергијом и тренутно ограниченом спектру усева који су довољно јефтини за узгој, вертикална пољопривреда постаје све популарнија. Иако ће проћи неко време пре него што и ви добијете своје јагоде из контејнера за узгој у вашем крају.