Продовольственная безопасность будет актуальной проблемой в ближайшие десятилетия, поэтому людям необходимо переосмыслить методы выращивания сельскохозяйственных культур в соответствии с потребностями нашего общества и окружающей среды. Именно по этой причине в последнее время тема вертикальных ферм становится всё более популярной.
Потребность в сельском хозяйстве в закрытых помещениях сейчас активно растёт, поскольку Организация Объединённых Наций (ООН) прогнозирует, что к 2050 году население Земли превысит отметку в 10 миллиардов человек. Это особенно вызывает тревогу, так как большая часть нового населения будет проживать в городских районах, где вокруг нет сельскохозяйственных угодий, и прокормить такую огромную толпу будет невозможно с помощью обычного сельского хозяйства.
Для многих идея вертикальной городской фермы всё ещё абстрактна или даже неизвестна. Тем не менее вертикальная ферма делает то же самое, что и обычная ферма — на ней выращивают продукты питания, но занимает она намного меньше места из–за многоярусных зон выращивания, потребляет меньше воды, сокращает количество пищевых отходов, является энергоэффективной в сочетании с возобновляемыми источниками энергии и исключает использование химических веществ, то есть не требует пестицидов или фунгицидов, а также может производить культуры непрерывно в течение всего года с более стабильным качеством и более длительным сроком хранения. Поскольку вертикальные фермы находятся внутри помещений и не подвержены воздействию непогоды, их можно использовать в любой части мира, даже под землей!
Без использования почвы сельскохозяйственные культуры выращиваются в искусственно контролируемой и закрытой среде с использованием питательных растворов и светодиодных ламп вместо солнечного света. Сторонники вертикальных ферм утверждают, что благодаря своему круглогодичному надежному производству урожая, такой метод выращивания сельскохозяйственных культур устраняет неблагоприятное воздействие, вызванное постоянно меняющимися климатическими условиями. Кроме того, вертикальные фермы отказываются от использования пестицидов и решают проблемы эрозии и деградации почвы.
Поскольку в таких фермах используются вертикальные зоны выращивания, можно полагать, что сельское хозяйство в закрытых помещениях может повысить эффективность землепользования. Удобное расположение крытых ферм (могут находиться прямо в городе) также помогает снизить транспортные расходы и повысить свежесть урожая в точке продажи.
Однако, несмотря на все преимущества, необходимо разрабатывать эту сферу, чтобы она действительно соответствовала своим высоким ожиданиям.
Во-первых, для создания и поддержания контролируемой среды требуются передовые технологии и высокий уровень энергопотребления. Из-за высоких первоначальных инвестиций и затрат на электроэнергию существуют опасения по поводу финансовой жизнеспособности крытых ферм. Более высокие производственные затраты также означают, что продукция с закрытых ферм обходится дороже, чем традиционно выращиваемые культуры.
Во-вторых, более высокое потребление энергии означает большое количество выброса углерода. Помимо всего, минеральные питательные вещества, используемые на крытых фермах, производятся промышленным способом в высоких концентрациях. Производственный процесс включает добычу полезных ископаемых, химический синтез и транспортировку, что может привести к различным видам экологических проблем. Богатая питательными веществами вода, производимая на крытых фермах, если ее неправильно утилизировать, может усугубить проблему красных приливов.
В-третьих, пока что на закрытых фермах выращивается только ограниченное количество видов сельскохозяйственных культур, включая травы, листовые овощи, ягоды и съедобные цветы. Культуры, которые нуждаются в большом количестве солнечного света или почвы, такие как пшеница, кукуруза, соевые бобы и корнеплоды, всё ещё не подходят для крытых ферм.
Тут стоит сказать, что поскольку электроэнергия, как правило, составляет около 80 % от общей стоимости эксплуатации вертикальной фермы, близость к возобновляемому источнику энергии имеет ключевое значение,так как она снижает себестоимость производства. Хотя вертикальное производство пшеницы, риса и сои всё ещё не освоено, можно ожидать, что производство этих культур начнется в более солнечных районах с большим потенциалом для дешевой солнечной энергии, таких как Испания и Северная Африка.
Технология вертикальных ферм уже существует и в России. Например, iFarm Сколково является одним из российских лидеров в этой области и строит вертикальные фермы как внутри страны, так и за рубежом с целью локализации производства продуктов питания. На данный момент компания поставляет салат, зелень и съедобные цветы ресторанам и розничным торговцам, но в ближайшем будущем она также намерена поставлять клубнику. Вертикальные фермы, основанные на технологии iFarm, снабжают крупные российские и зарубежные сети супермаркетов.
Очевидно, что индустрия сельского хозяйства с контролируемой окружающей средой это будущее. Развитие технологий внутреннего земледелия также имеет значение, поскольку астронавты в космосе тоже нуждаются в питании во время длительных космических исследований, что может быть сделано только путем выращивания растений с использованием меньшего количества воды, энергии и без почвы.
Но всё же важно отметить, что вертикальное земледелие будет дополнять традиционное сельское хозяйство, а не заменять его — и то, и другое необходимо с учетом глобального роста населения.
Таким образом, вертикальные фермы являются приятным дополнением к уже существующим системам выращивания продуктов питания. Однако многое еще предстоит сделать, чтобы этот зарождающийся сектор смог стать экономически жизнеспособным и экологически устойчивым.
Источники:
Автор: Романенко Полина, Журфак МГУ