Как выращивать зелень, овощи и фрукты в современном городе, где нет земли под сельское хозяйство? Это вопрос, ответ на который обогатит и изменит облик городов навсегда. А ответ напрашивается сам собой – строить вверх. Этот способ строительства домов и офисных зданий давно применялся в густонаселенных городах. Но человечество сталкивается с этой проблемой уже в глобальном масштабе.
По данным ООН, население планеты к 2050 году увеличится до 9.1 млрд. человек. Это приведет к увеличению спроса на продукты питания приблизительно на 70%. Повышение урожайности можно достичь только при увеличении посевной площади. Но дополнительные земли под сельское хозяйство распределяются неравномерно. И многие из них подходят для выращивания не всех культур. Так почему же не создать больше площади сельскохозяйственного назначения путем роста вверх? Будущее стоит за вертикальным сельским хозяйством. Идея состоит в том, чтобы построить небоскребы с садами и полями, производя культуры круглый год в городах по всему миру.
Вертикальные гидропонные фермы
Создание вертикальных гидропонных «пахотных земель» сократит транспортные расходы. А также выбросы углекислого газа, связанные с перемещением продуктов питания на большие расстояния. Кроме того, это уменьшило бы порчу продукции, которая неизбежно возникает при транспортировке. Такого мнение профессор Колумбийского университета в Нью-Йорке Диксон Деспоммьера. Который по праву считается прародителем вертикального сельского хозяйства и чья книга «Вертикальная ферма» является манифестом этой идеи. По сведениям ООН в 2050 году около 70% населения будет проживать в городах. Так что имеет смысл, по его словам, перенести фермы туда, где будет жить большинство.
Еще одним преимуществом вертикальных гидропонных ферм, является сведение использования пестицидов, гербицидов и фунгицидов к минимуму. Истощение почвы перестанет быть проблемой. Гидропоника использует минералы и питательные вещества для полива, которые сразу будут поглощаться растениями. В результате использования меньшего количества воды и питательных веществ, в гидропонике не должно возникнуть проблем с утилизацией сельскохозяйственных стоков. Возникает вопрос, будет ли это действительно работать? Необходимые технологии уже существуют.
Промышленные теплицы
Промышленные теплицы имеют более чем вековой опыт выращивания сельскохозяйственных культур в закрытом помещении в больших количествах. Говорит Джин Джакомелли, директор центра по контролю за сельскохозяйственной средой Аризонского университета в Тусоне. Теперь есть возможность регулировать температуру, влажность, освещение, поток воздуха и питательных условий.
Гидропонные технологии позволяют выращивать в богатой питательной среде практически любой вид растений, от зелени и корнеплодов до фруктов и даже зерновых. Но в основном гидропоника предполагает выращивание карликовых форм растений. Вместо почвы, растения помещаются в лотки с керамзитом, гравием или перлитом, а корни всегда получают питательные вещества из воды. Излишки воды стекают обратно в систему, где перерабатываются и снова идут на полив, а не теряются в земле. Он и его коллеги, на южном полюсе создали теплицу для выращивания гидропоники и ввели ее в эксплуатацию в 2004 году. Этот полуавтоматический гидропонный объект используется для обеспечения 65 сотрудников южной полярной станции Амундсен-Скотт. По крайней мере, свежими овощами и салатом в зимние месяцы, когда полеты на станцию ограничены.
Искусственное освещение
Теплица имеет площадь в 22 кв. метра и производит широкий спектр фруктов и овощей, которые поливают водой с добавление витаминов и минералов. Теплица искусственно освещается, т.к. в зимние месяцы остается без естественного света. «Искусственное освещение может стать камнем преткновения для вертикального сельского хозяйства. Так как будет обходиться слишком дорого и повлечет за собой удорожание продукции. Даже стеклянные небоскребы не решат эту проблем, потому что растения будут получать естественный свет неравномерно. Растения у окна будут получать больше света, чем те, которые находятся в глубине. Это приведет к неравномерному росту» — говорит Питер Хед, руководитель инженерной компании Arup, мирового лидера в области планирования и устойчивого развития.
Действительно, даже одноэтажным теплицам требуется искусственное освещение, для получения урожая круглый год. Так, Thanet Earth, крупнейший сельскохозяйственный комплекс в Великобритании, площадью 90 гектаров. Он обеспечивает 15% населения салатными культурами. Использует собственные мини электростанции для освещения своих растений в течение 15 часов в день. «Это скорее подрывает понятие о том, что вертикальная гидропонная теплица будет экономичной. Ей понадобятся более дешевые и возобновляемые источники энергии» — говорит Питер.
Исследования в области выращивания продуктов питания в центре города
«Мы провели исследования в области выращивания продуктов питания в самом центре города с минимальными затратами и максимальным использованием ресурсов». Говорит доктор Каплоу. По его словам теплица на воде израсходовала одну десятую часть воды потребляемой обычной фермой. Там не было никаких сельскохозяйственных стоков, химические средства защиты были заменены естественными – божьими коровками. Теплица работала круглогодично, и там выросло в 20 раз больше урожая, чем получили бы на обычной ферме. Панели солнечных батарей и ветряные турбины на барже позволили производить продукты почти с нулевыми выбросами углерода в воздух. Но на барже была одноэтажная теплица, и не было потребности в использовании большого количества электричества.
Если попытаться надстроить дополнительные уровни, то солнечных батарей уже не будет хватать. Сразу начнутся проблемы с освещением, которое необходимо для растений. Вертикальное хозяйство будет работать, только если там используется естественный свет, заключил доктор Каплоу. Еще одна разработка компании Valcent в области вертикального фермерского хозяйства была внедрена в Техасе, Ванкувере и Корноулле. Она заключается в использовании вертикально уложенных гидропонных лотках, которые перемещаются по рельсам. Для того чтобы растения гарантировано получали достаточное количество солнечного света. Эта компания производит овощные культуры и салаты для животных зоопарка в Денвере.
