Függőleges farm

A vertikális farm  egy olyan nagymértékben automatizált agráripari komplexum általános elnevezése, ahol hidroponikus vagy aeroponikus módszerekkel termesztenek kultúrnövényeket , beltéri, kifejezetten erre a célra tervezett vagy átalakított épületben. A vertikális gazdálkodás és a hagyományos üvegházi gazdálkodás közötti fő különbség a többszintű telepítés és a teljesen szabályozott beltéri klíma. A kifejezés és az ötlet Dixon Despommier [1] nevéhez fűződik .

2020-tól körülbelül 30 hektár aktív vertikális termőföldnek felel meg a világon [2] . A többszintes állványok modern alkalmazása LED - alapú fitovilágítással , az öntözés és a műtrágyaellátás automatizálásával kombinálva lehetővé teszi a területegységenkénti hozam 5-szörösére vagy többszörös növelését függőleges gazdaságokban a hagyományos gazdálkodási módokhoz képest [3 ] . Az Európai Bizottság [4] és a Természetvédelmi Világalap [5] jelentései elismerik a vertikális gazdaságok nagyobb környezeti biztonságát az üvegházhatású mezőgazdasági termeléshez képest.

A függőleges farmtervek a következő jellemzőkkel rendelkeznek:

• termésstabilitás, amely nem függ a természetes körülményektől;
• információs technológiák, különösen a dolgok internete és a gépi látás használata a termésnövekedés szabályozására és optimalizálására;
• olyan vízgyűjtő és -tisztító rendszerek alkalmazása, amelyek a hagyományos mezőgazdasági termeléshez képest 95%-kal csökkentik a vízfogyasztást;
• fokozott szén-dioxid-fogyasztás;
• zárt ciklusú szellőztetés, a levegő tisztítása és ionizálása a termesztőhelyiségekben, amely lehetővé teszi a kártevők és fitopatológiák előfordulásának kizárását, a peszticidek , gyomirtó szerek és rovarirtó szerek használatát ;
• rugalmas kialakítás a gyártás egyszerű bővítésének lehetőségével;
• a városon belüli elhelyezés lehetősége, újrahasznosított ipari infrastruktúra létesítményekben;
• energiafüggetlenség (nap- és szélenergia használatakor).

Történelem

A vertikális gazdaság fogalmát a Columbia Egyetem professzora, Dixon Despommier [6] fogalmazta meg . 1999-ben tanulmányt végzett annak kiszámítására, hogy mennyi növényi táplálékot lehet előállítani üvegházhatású módszerrel, New York-i felhőkarcolók tetejének vetésterületén. A munkát végző posztgraduális hallgatók arra a következtetésre jutottak, hogy az ilyen gazdaságok csak körülbelül 1000 embert tudnak táplálni [7] . Az eredményekkel elégedetlen Despommier feltételezte a növények beltéri termesztésének lehetőségét több függőleges szinten [7] , és egy 30 emeletes függőleges farmot javasolt mesterséges világítással, hidroponikus és aeroponikus állványokkal [8] , amely képes lenne elegendő táplálékot termelni a takarmányozáshoz. 50 000 fő [7] . Az általa tervezett felhőkarcoló felső emeletein mintegy 100 féle gyümölcs és zöldség termesztését, az alsóbb szinteken pedig baromfitelep és ipari haltermelésre alkalmas akváriumok elhelyezését tervezték, amelyek a növényi hulladékot élelmiszerként használnák fel. halak és madarak. A Despommiers felhőkarcoló farm a mai napig nem épült meg, de népszerűsítette a vertikális gazdálkodás gondolatát, és számos későbbi projektet inspirált [7] .

Az ipar növekedését 2000-2010-ben hátráltatta a vertikális farmok fitovilágításának magas energiaköltsége, a kereskedelmi projektek nem értek el jövedelmezőséget [9] . A következő évtizedben azonban a LED-es világítás hatékonyságának emelkedése [10] és a megújuló forrásból előállított villamos energia árának csökkenése lehetővé tette a salátafüvek, zöldségek és bogyók kereskedelmi "vertikális" előállítását, valamint a megjelenést. technológiai fejlesztők és berendezésgyártók az ipar számára.

2014 és 2020 között összesen mintegy 1,8 milliárd dollárt fektettek be az induló iparágakba [11] . Számos szakosodott iparági hírkiadvány [12] született és létezik jelenleg is , valamint egy nemzetközi Vertical Farming Association , amelynek székhelye Münchenben, Németországban található.

A vertikális farmok teljes globális piaca a Globe Newswire szerint 2020-ban elérte a 3 milliárd dollárt, amelyből az USA, Kína, Japán és Németország piaca a legjelentősebb [13] . 2021-ben a Despommier [14] szerint a vertikális farmok bevezetésében a vezető országok Japán (több százra becsülik a számot), Tajvan (kb. 150) és az USA (100-150). Az elkövetkező években az elemzők a beruházások és a forgalom jelentős növekedését jósolják [13] [15] az iparágban.

A vertikális gazdaságok fő típusai

• Zöldek, saláták, zöldségek, bogyók termesztésére szakosodott hidroponikus (ritkábban aeroponikus ) mezőgazdasági termelés, általában újraprofilozott kereskedelmi, raktári, könnyűipari helyiségekben;
• Az akvakultúrát (halak vagy vízi állatok) és hidroponikus növénytermesztést kombináló akvaponikus rendszerek ;
• Csíráztató helyiségek, amelyek lehetővé teszik a vetőmag csírázásának magas százalékát a palánták előzetes előkészítéséhez nagy üvegházi komplexumokban;
• Teherautókkal mozgatott konténeres gazdaságok;
• Kis térfogatú termesztő tömbök, ún. "növénytermesztők", amelyek az érés utolsó szakaszában lévő zöldek termesztésének kirakatai, az értékesítési pontokon elhelyezve.

Környezeti előnyök

Az ökológusok megjegyzik a vertikális gazdaságok potenciális hosszú távú pozitív környezeti hatását tömeges bevezetésükkel [16] . Meg kell jegyezni, hogy a vertikális gazdaságok nem szennyezik a szennyvizet és nem igényelnek peszticideket, nem vezetnek talajerózióhoz, és lényegesen alacsonyabbak az üvegházhatást okozó gázok, például a metán, a nitrogén és a szén-dioxid kibocsátása [16] . A gyártási folyamat teljes ellenőrzése, beleértve higiénikus ellenőrzés, minimálisra csökkenti a termék patogén szennyeződésének valószínűségét, és javítja a termék egyenletességét, tápértékét, ízét és eltarthatóságát [17] .

Egy vertikális gazdaságban a szabályozott mikroklímának és a zárt öntözési ciklus alkalmazásának köszönhetően a vízfogyasztás jelentősen csökken [16] , ami ezt a termelési módot előnyösebbé teszi a vízhiányos régiókban.

Sir David Attenborough környezetvédő és tévéműsorvezető szerint az Élet a bolygónkon című filmben kifejezve, a növényi élelmiszerek termelését városokon belüli telephelyekre kell áthelyezni a biológiai sokféleség megőrzése és a fenntartható fejlődéshez való hozzájárulás érdekében , a világ növekedésének hátterében. népesség.

Új körülmények között, városhatáron belüli helyiségekben tudunk élelmiszert előállítani. A gazdasághoz való hozzáállásunk megváltoztatásával visszavehetjük azokat a területeket, amelyeket a mezőgazdaság számára lefoglaltunk. Ez pedig fontos, mert minél több szabad földre van szükségünk.Attenborough, David

Dixon Despommier szerint egy vertikális gazdaság minden egyes művelési területe 10-20 egységnyi földterületet szabadít fel a jelenleg mezőgazdaság által elfoglalt területről [18] .

A termékek kulináris érettsége

A függőleges farmokat általában városokban vagy azok közelében építik, hogy minimalizálják a betakarítás és az értékesítés közötti időt. A vertikális gazdaságok termékeit így a tömegfogyasztó az érési csúcson szerezheti be [19] , és szükségtelenné válik az érlelés , etilénes vagy egyéb vegyszeres kezelés, ahogy az általában a tömeges növénytermesztésnél [20] történik . Feltételezhető, hogy ez a megközelítés megoldhatja az ipari növénytermesztés „íztelen” termékeinek problémáját, amely a tömegfogyasztót teljesen érett zöldséggel látja el, nem pedig a „kivehető”, „műszaki” vagy „fogyasztói” érettségi szakaszban [21]. .

Gazdasági megvalósíthatóság

A hihetetlenül hatékony helykihasználás, mint fő előny, szemben a magas energiafogyasztással, mint a vertikális gazdaságok fő hátrányával. Megjegyzendő, hogy a vertikális gazdaságban a termelés körülbelül tízszer hatékonyabb, mint az üvegházakban, és százszor hatékonyabb, mint a szabadföldön [22] , de a vertikális gazdálkodás magas energiaköltségei [23] [24] bonyolítják a versenyt . hagyományos gazdálkodással [25] [26] .

A vertikális farmok hívei a Heights- törvényre hivatkoznak , amely szerint a LED - lumen költségének csökkenése arányos annak hatékonyságának növekedésével. A modern fitolámpák fotoszintetikusan aktív sugárzásának mennyisége a 2008 és 2018 közötti tízéves időszakban több mint háromszorosára nőtt [27] . Ugyanakkor a LED-es világítóberendezések árai tovább csökkennek. Az Európai Bizottság jelentése [28] szerint a fito-világítás piaca jelentősen növekedni fog a következő években az „üvegházak korszakából” a „vertikális gazdaságok korszakába” való átmenet hátterében [28] .

Más kutatók úgy vélik, hogy a vertikális gazdaságok relatív gazdasági jövedelmezősége közvetlenül függ attól az éghajlati viszonyoktól, amelyek között az összehasonlított mezőgazdasági termelés található, és megpróbálják azonosítani azokat a földrajzi régiókat, ahol indokolt az üvegházi termelés vertikális gazdasággal való felváltása [29]. . Azonban a költségek részletes összehasonlítása, amely magában foglalja az üzemeltetési és szállítási költségeket, a fűtési és világítási költségeket, a műtrágyák és a növény- és talajvédelmi kezelések költségeit, a fogyóeszközök karbantartását, ártalmatlanítását és újrahasznosítását, figyelembe véve mind a megújuló, mind a megújuló energiaforrásokból származó energia felhasználását. a nem megújuló erőforrások és azok visszanyerésének lehetősége jelenleg nem valósult meg [9] [22] .

Jegyzetek

1. ↑ Despommier, Dickson. The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century  (angol) . - New York: Macmillan, 2010. - P. 320. - ISBN 1429946040 .
2. ↑ Terazono, Emiko . Vertikális gazdálkodás: remény vagy hype? , Financial Times  (2020. október 31.). Archiválva az eredetiből 2021. március 28-án. Letöltve: 2021. április 2.
3. ↑ Benke, Kurt; Tomkins, Bruce (2017-01-01). „Jövő élelmiszer-előállító rendszerei: vertikális gazdálkodás és szabályozott környezetű mezőgazdaság”. Fenntarthatóság: Tudomány, gyakorlat és politika . 13 (1): 13-26. DOI : 10.1080/15487733.2017.1394054 .
4. ↑ James McEldowney. A városi mezőgazdaság  Európában . Európai Parlament (2017. december). doi : 10.2861/413185 . Letöltve: 2021. május 15. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 21.
5. ↑ Talajmentes beltéri gazdálkodás: I. fázis: A szabályozott környezetű mezőgazdaság iparágának és hatásainak vizsgálata | Publikációk | W.W.F. _ Letöltve: 2021. május 15. Az eredetiből archiválva : 2021. június 14. (határozatlan)
6. ↑ Dickson Despommier | Columbia közegészségügy . www.publichealth.columbia.edu . Letöltve: 2021. november 3. Az eredetiből archiválva : 2021. november 15. (határozatlan)
7. ↑ 1 2 3 4 Arnie Cooper. megy fel? A vertikális gazdálkodás a magasházakban  reményeket ébreszt . Pacific Standard . Letöltve: 2021. november 3. Az eredetiből archiválva : 2019. augusztus 8..
8. ↑ Felnőttség : Felhőkarcoló farmok, amelyek a helyi élelmiszer-előállítás és az üvegházhatást okozó kibocsátások csökkentésének egyik módja  . Tudományos amerikai . Letöltve: 2021. november 3. Az eredetiből archiválva : 2016. július 14.
9. ↑ 1 2 Allegaert, Simon D. Vertikális mezőgazdasági ipar : egy gonosz helyzet feltáró kutatása  . Waeningeni Egyetem (2020). Letöltve: 2021. május 15. Az eredetiből archiválva : 2022. március 7.
10. ↑ Zissis, G., Bertoldi, P., Serrenho, T. Frissítés a LED-Lighting világpiaci állapotáról 2018 óta  . Az Európai Unió Kiadóhivatala (2018). doi : 10.2760/759859 . Letöltve: 2021. május 15. Az eredetiből archiválva : 2021. január 15.
11. ↑ Terazono, Emiko . Vertikális gazdálkodás: remény vagy hype? , Financial Times  (2020. október 31.). Archiválva : 2021. november 18. Letöltve: 2021. november 3.
12. ↑ Eric W. Stein. A nagyszabású beltéri gazdálkodás átalakító környezeti hatásai a levegőre, a vízre és a talajra  //  Levegő-, talaj- és vízkutatás. — 2021-01-01. — Vol. 14 . — P. 1178622121995819 . — ISSN 1178-6221 . - doi : 10.1177/1178622121995819 .
13. ↑ 1 2 Globális vertikális mezőgazdasági ipar/ . » Videó » Letöltés Kutató Intrado GlobeNewswire Letöltve: 2021. május 24. Az eredetiből archiválva : 2021. május 24. (határozatlan)
14. ↑ FI JELENTÉS ELŐNÉZET : A VERTIKÁLIS MEZŐGAZDASÁGI FOGALOM HATALMAS NÖVEKEDÉSBEN  . Élelmiszerintézet (2021. július 19.). Letöltve: 2021. július 22. Az eredetiből archiválva : 2021. július 22.
15. ↑ Tervezett vertikális mezőgazdasági piac világszerte 2019-ben és 2025-ben/ . Statista . Letöltve: 2021. május 24. Az eredetiből archiválva : 2021. augusztus 19. (határozatlan)
16. ↑ 1 2 3 Stein, Eric W. A nagyszabású beltéri gazdálkodás átalakító környezeti hatásai a levegőre , a vízre és a talajra  . Zsálya . A Pennsylvania Állami Egyetem (2021. január 27.). doi : 10.1177/1178622121995819 . Letöltve: 2021. május 26. Az eredetiből archiválva : 2022. január 23.
17. ↑ SH van Delden, M. SharathKumar, M. Butturini, LJA Graamans, E. Heuvelink. A vertikális gazdálkodási rendszerek megvalósításának és felskálázásának jelenlegi helyzete és jövőbeli kihívásai  (angol)  // Nature Food. – 2021-12. — Vol. 2 , iss. 12 . — P. 944–956 . — ISSN 2662-1355 . - doi : 10.1038/s43016-021-00402-w . Archiválva az eredetiből 2022. április 22-én.
18. ↑ A Farm on Every Floor archiválva 2021. július 5-én a Wayback Machine -nél , The New York Times, 2009. augusztus 23.
19. ↑ Taylor, Justin. Tőke növekedés: precíziós mezőgazdaság és vertikális gazdálkodás a vállalati élelmiszerrendszerben  . CUNY Academic Works . City University of New York (2018. május 1.). Letöltve: 2021. május 26.
20. ↑ https://www.longdom.org/abstract/strategies-used-to-prolong-the-shelf-life-of-fresh-commodities-17293.html Archivált 2021. június 2-án a Wayback Machine Strategiesnél Friss áruk eltarthatósága
21. ↑ http://agrolib.ru/rastenievodstvo/item/f00/s01/e0001946/index.shtml Archiválva : 2019. szeptember 10. a Wayback Machine Ripeness-ben. Mezőgazdasági Enciklopédia
22. ↑ 1 2 Eero Hallikainen. Életciklus-értékelés a vertikális  gazdálkodásról . — 2019-01-28. Archiválva az eredetiből 2021. február 25-én.
23. ↑ Severson, Kim . Nincs talaj. Nincsenek növekedési időszakok. Csak adjon hozzá vizet és technológiát. , The New York Times  (2021. július 6.). Archiválva az eredetiből 2021. július 28-án. Letöltve: 2021. július 29.
24. ↑ Alicia Cohn. Egyensúly/Fenntarthatóság – Bemutatja a NextEra Energy – Száraz, forró amerikai nyár: A változó éghajlat megterheli az  alvástáborokat . The Hill (2021. július 6.). Letöltve: 2021. július 29. Az eredetiből archiválva : 2021. július 29.
25. ↑ https://www.nbcnews.com/id/wbna21154137 Archiválva : 2021. május 11. a Wayback Machine -nél Lehetséges, hogy a vertikális mezőgazdaság a jövő?
26. ↑ https://www.aier.org/article/its-not-the-end-of-agriculture-as-we-know-it/ Archivált 2021. január 24-én a Wayback Machine -nél . Nem a mezőgazdaság vége, mint mi tudd
27. ↑ Morgan Pattison, Paul; Hansen, Monica. LED világítás hatékonysága: Állapot és irányok (EN) // Comptes Rendus Physique. — 2018. Archiválva : 2021. június 2.
28. ↑ 1 2 Frissítés a LED-Lighting világpiac helyzetéről 2018 óta . Archiválva az eredetiből 2021. június 2-án.
29. ↑ Graamans, Luuk; Baeza, Esteban. Növénygyárak versus üvegházak: Az erőforrás-felhasználás  hatékonyságának összehasonlítása . kutatókapu . Agricultural Systems (2017. november 2.). doi : 10.1016/j.agsy.2017.11.003 . Letöltve: 2021. május 26. Az eredetiből archiválva : 2021. június 2.