Демографы ожидают увеличения численности население Земли к 2050 году до 9 миллиардов, около 80% из которых составят жители городов. Человечество может оказаться перед дилеммой: с одной стороны, укрупнение городов отбирает все больше земель, пригодных для ведения сельского хозяйства, а, с другой стороны, для того, чтобы прокормить такое количество людей понадобится территория площадью с Бразилию. Одним из возможных путей решения продовольственной проблемы будущего могут оказаться вертикальные фермы, расположенные непосредственно в мегаполисах.
С каждым годом площадь плодородных земель сокращается. Так, если в 1950 году на каждого человека приходилось около 0,52 га, то к 2050 году эта цифра будет составлять не более 0,19 га. Решить грядущие проблемы ученые пытаются различными способами: одни предлагают выращивать растения в пустынях, а другие — перенести фермы в города, дав толчок к развитию урбанистического «сельского» хозяйства, пишет ИА «Казах-Зерно».
Вертикальные фермы-небоскребы
Пока что это всего лишь красивые футуристические идеи, поражающие воображение оригинальной компьютерной графикой: 30-этажные фермы-небоскребы в самом сердце мировых метрополий, каждая из которых способна прокормить около 50000 человек. Гуру вертикального фермерства — нью-йоркский профессор экологии и микробиологии Диксон Деспомъер. Уже не первый год он преподает в Колумбийском университете Нью-Йорка, постоянно рассказывая студентам о паразитах и экологических катастрофах. Однажды во время одного из семинаров студенты пожаловались, что им надоел неустанный поток негатива и чувство бессилия. Тогда вместе с профессором они занялись проблемой выращивания растений на крышах манхэттенских многоэтажек. Этого им оказалось недостаточно, ведь результаты проведенных исследований показали, что таким способом можно накормить всего лишь 2% населения Манхэттена. Тогда у Деспомъера и родилась идея создания многоэтажных вертикальных ферм.
Гидропонный и аэропонный методы выращивания растений
При разработке вертикальных ферм за основу собираются взять прекрасно себя зарекомендовавшие гидропонный и аэропонный методы выращивания растений.
Гидропоника (от греч. «hydro» — вода и «ponos» — работа, т.е. «рабочий раствор») — технология выращивания растений без почвы, в питательном водном растворе, содержащем в оптимальной концентрации и легкоусвояемой форме все необходимые вещества для конкретно взятого растения.
Аэропоника (воздушная культура) — технология выращивания растений без почвы и субстратов, при которой корни находятся в воздухе, а необходимые вещества поступают через капельное опрыскивание питательными растворами. Питательные смеси подаются непрерывно или через небольшие промежутки времени, чтобы корни не успели высохнуть.
Обе технологии превосходят традиционные подходы по экологичности и объему урожаев, получаемых с 1 га площади, а также значительно снижают потребление воды. Так, для аэропонного способа выращивания растений необходима всего лишь 1/10 часть воды, затрачиваемой при классических сельскохозяйственных методах.
Круглогодичные урожаи
Благодаря поддержанию определенного температурного и атмосферного микроклимата внутри фермы, выращивать необходимые культуры и собирать урожай можно будет круглогодично, исключая необходимость закупки недостающих продуктов в других регионах.
Восстановление экосистем
Вертикальные фермы помогут вернуть значительную часть сельскохозяйственных земель обратно в природу, постепенно восстановив их после агрессивного земледелия с использованием химикатов и удобрений. Этот шаг позволит увеличить количество лесов, что в свою очередь поспособствует снижению уровня СО2 в атмосфере. Согласно имеющимся на данный момент данным, 1 га закрытой гидропонной теплицы приравнивается, в зависимости от культуры, к 4-6 га открытой площади. Например, для клубники 1 га закрытой площади приравнивается к 30 га открытой.
Независимость от капризов природы
Внутри вертикальной фермы создается полностью независимая экосистема, создающая благоприятные условия для выращивания определенных сельскохозяйственных культур, исключающая не только негативное воздействие неблагоприятных природных факторов, но и проникновение вредителей и болезней.
Органические продукты
Вертикальные фермы позволят полностью отказаться от применения гербицидов, пестицидов и удобрений, обеспечив население натуральной органической продукцией. Применение гидропонной и аэропонной технологий, исключающих использование почвы, избавит растения от многих почвенных болезней и вредителей (медведки, нематоды, сциариды, гнили, грбковые заболевания, фитофтора и т.д.).
Рациональное использование воды
Проекты вертикальных ферм предполагают оборудование их системами сбора и очистки использованной воды. Более того, планируется сбор воды образующейся в результате эвапотранспирации — испарения с поверхности растений.
Энергетическая независимость
Оснащение вертикальных ферм ветровыми и солнечными установками сделает их полностью энергетически независимыми. Прозрачные внешние и внутренние стены позволят максимально использовать естественное освещение. Недостаток солнечного света компенсируют органические светодиоды. Дополнительной порцией энергии послужит переработка биомассы.
Сокращение потребления энергоресурсов
Вертикальные фермы не нуждаются в тракторах, комбайнах и другой сельскохозяйственной технике. Готовая продукция поставляется в ближайшие магазины и рестораны. Все это поможет снизить транспортные расходы и сократить потребление ресурсов планеты, необходимых для производства техники и обеспечения ее топливом.
Насколько воплотима идея вертикального фермерства?
Пока что вертикальные фермы — всего лишь впечатляющие причудливыми архитектурными формами футуристические проекты, хотя практически все необходимые технологии уже существуют. В данный момент профессор Деспомъер ищет спонсоров для запуска первого пилотного проекта. Скорее всего, для начала это будет не небоскреб, а небольшое здание в несколько этажей. Если проект окажется успешным, идею начнут воплощать в глобальном масштабе. Пока ученые ломают голову над экологической и экономической целесообразностью перехода от горизонтального к урбанистическому вертикальному фермерству, подходом Деспомъера заинтересовалась NASA, вынашивающая идею большого космического будущего человечества. В миниатюрном масштабе испытать основополагающие принципы концепции может каждый, создав у себя дома миниатюрную гидропонную или аэропонную ферму.
