Η κάθετη γεωργία εξαπλώνεται σε όλη την Ευρώπη και διεξάγεται έρευνα για όλα τα είδη νέων τύπων καλλιεργειών. Αλλά υπάρχουν ακόμα προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν.
Άδεια κτίρια γραφείων, όπου οι καλλιέργειες μπορούν να αναπτυχθούν στοιβαγμένες το ένα πάνω στο άλλο, στρώμα μετά από στρώμα. Ή σε ένα κοντέινερ στη γειτονιά σας, η κάθετη γεωργία προσφέρει πολλές δυνατότητες. Μπορείτε να καλλιεργήσετε όπου θέλετε. Δεν χρειάζεστε πεδία για αυτό. Η καλλιέργεια είναι βιώσιμη, αποτελεσματική και πλήρως ελεγχόμενη. Δεν χρειάζεστε φυτοφάρμακα, δεν υπάρχουν εκπομπές θρεπτικών ουσιών και η κατανάλωση νερού είναι μόνο μεταξύ 2 και 4 λίτρων ανά κιλό λαχανικών. Υπάρχει ακόμα ένα μεγάλο πρόβλημα: η κατανάλωση ενέργειας. Εξακολουθούμε να εργαζόμαστε σκληρά σε αυτό.
Η κάθετη γεωργία βρίσκεται σε άνοδο σε όλη την Ευρώπη. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για καλλιέργειες σε αστικές περιοχές όπου ο χώρος είναι υψηλότερος. Μπορεί ακόμη και να εγγυηθεί την επισιτιστική ασφάλεια σε χώρες λιγότερο προσαρμοσμένες στη συμβατική γεωργία. Όμως, παρόλο που οι πρώτες καλλιέργειες πωλούνται ήδη σε ορισμένες χώρες, σίγουρα θα περάσουν αρκετά χρόνια μέχρι να φτάσουν μαζικά στα ράφια των σούπερ μάρκετ προϊόντα από κάθετες φάρμες.
Αλλαγή διατροφής και αυξημένη ζήτηση
Μαζί με το καλλιεργημένο κρέας, η κάθετη καλλιέργεια παρουσιάζεται συχνά ως η βασική λύση για την καταπολέμηση των μελλοντικών επισιτιστικών κρίσεων. Αλλά γιατί χρειαζόμαστε ούτως ή άλλως κάθετες φάρμες; Γιατί δεν συνεχίζουμε να το κάνουμε με τον παλιό τρόπο, όπως το κάνουμε τα τελευταία 10,000 χρόνια;
Η ζήτηση για τρόφιμα αυξάνεται κάθε χρόνο. Σύμφωνα με τα Ηνωμένα Έθνη, ο παγκόσμιος πληθυσμός θα αυξηθεί σε 9.7 δισεκατομμύρια ανθρώπους το 2050. Όλοι αυτοί οι άνθρωποι χρειάζονται φαγητό. Όμως η καλλιέργεια των καλλιεργειών με τον παραδοσιακό τρόπο γίνεται όλο και μεγαλύτερο πρόβλημα. Λόγω της κλιματικής αλλαγής, οι συνθήκες καλλιέργειας αλλάζουν, με αποτέλεσμα να μην μπορείτε πλέον να καλλιεργείτε κάποιες καλλιέργειες εκεί που μπορούσατε να καλλιεργήσετε. Τα ακραία καιρικά φαινόμενα και οι σφοδρές καταιγίδες καταστρέφουν περισσότερες καλλιέργειες κάθε χρόνο. Και σε ορισμένα σημεία το έδαφος είναι λιγότερο θρεπτικό από ό,τι ήταν παλιά.
Εκτός από το ότι πρέπει να ανταποκριθούμε στη μελλοντική ζήτηση για φρέσκα τρόφιμα, οι διατροφικές μας συνήθειες είναι επίσης πολύ διαφορετικές από έναν αιώνα πριν. «Δεν τρώμε πλέον εποχιακά. Το χειμώνα τρώμε σαλάτες και μούρα που εισάγουμε», λέει ο CEO Anders Riemann της Nordic Harvest, της μεγαλύτερης υδροπονικής φάρμας της Ευρώπης.
Οι καλλιεργητές σε μια κάθετη φάρμα φορούν προστατευτικό ρουχισμό για να αποτρέψουν την είσοδο ανεπιθύμητων βακτηρίων στο αγρόκτημα. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να αποφύγουν τη χρήση φυτοφαρμάκων.
Καλοκαιρινή συγκομιδή από την Αρκτική
Κάθετες φάρμες μπορούν να κατασκευαστούν σχεδόν οπουδήποτε. Που σημαίνει ότι δεν χρειάζεται πλέον να εισάγετε ακτινίδια από τη Νέα Ζηλανδία, αλλά ότι μπορείτε να τα καλλιεργήσετε σε μια τέτοια φάρμα στην περιοχή σας. Αυτό εξοικονομεί μεγάλη ποσότητα CO2 που εκπέμπεται.
Πώς λειτουργεί;
«Για μένα, ο πλήρης έλεγχος είναι το μεγάλο πλεονέκτημα της κάθετης γεωργίας. Μπορούμε πραγματικά να βελτιστοποιήσουμε τη διαδικασία και να γνωρίζουμε ακριβώς πόσο πολύ θέλουμε να αναπτυχθούμε και ποιας ποιότητας», λέει ο Leo Marcelis, καθηγητής Οπωροκηπευτικής και Φυσιολογίας Προϊόντων στο Πανεπιστήμιο & Έρευνα Wageningen.
Από την παροχή νερού στο φως της ημέρας, τη θερμοκρασία και την πρόσβαση σε μέταλλα και βακτήρια. Η κάθετη καλλιέργεια γίνεται κάτω από εξαιρετικά ελεγχόμενες συνθήκες. Οι καλλιέργειες καλλιεργούνται σε εσωτερικούς χώρους, με φώτα LED αντί για ηλιακό φως. Οι λαμπτήρες LED είναι μικροί, ανθεκτικοί, οικονομικά αποδοτικοί και δεν εκπέμπουν θερμότητα. Καθώς ο ήλιος δύει στο τέλος της ημέρας, αυτά τα φώτα μπορούν να λάμπουν για όσο χρειαστεί.
Ο αγρότης μπορεί να χειριστεί τον ρυθμό ημέρας και νύχτας του φυτού για να βελτιστοποιήσει την απόδοση ανάπτυξης. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα φυτά σχηματίζουν άμυλο στα φύλλα, το οποίο διασπάται σε ζάχαρη και μεταφέρεται στο υπόλοιπο φυτό τη νύχτα. Ορισμένα φυτά χρειάζονται περισσότερες από 12 ώρες φωτός την ημέρα για να αναπτυχθούν, άλλα χρειάζονται λιγότερο. Η κατακόρυφη καλλιέργεια επιτρέπει σε κάθε είδος φυτού να έχει την ποσότητα του φωτός της ημέρας που χρειάζεται για να αναπτυχθεί στα καλύτερά του.
Ανάπτυξη με διαφορετικά χρώματα φωτός
Τα χρώματα αυτών των φώτων είναι ιδιαίτερα σημαντικά για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης ανάπτυξης. Οι ερευνητές έχουν επικεντρωθεί κυρίως στην επίδραση του κόκκινου, μπλε και πράσινου φωτός στην ανάπτυξη των φυτών. Το κόκκινο φως είναι πολύ αποτελεσματικό για τη φωτοσύνθεση, αλλά τα φυτά χρειάζονται και λίγο μπλε φως, το οποίο είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την παραγωγή χλωροφύλλης. Για κάποιο διάστημα, οι ερευνητές προσπάθησαν να μειώσουν τη χρήση του πράσινου φωτός, πιστεύοντας ότι δεν συνέβαλε στη φωτοσύνθεση.
Ωστόσο, μια μελέτη του 2016 από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Γιούτα δείχνει ότι το πράσινο φως μπορεί να οδηγήσει τη φωτοσύνθεση στα χαμηλότερα φύλλα πιο αποτελεσματικά από το κόκκινο ή το μπλε φως. Ο αγρότης μπορεί να χρησιμοποιήσει διαφορετικούς χρωματικούς συνδυασμούς για να τονίσει διαφορετικά χαρακτηριστικά. Με τον σωστό συνδυασμό, ο αγρότης μπορεί να καλλιεργήσει φυτά που είναι πολύ πιο θρεπτικά από τη συμβατική καλλιέργεια. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο καθώς τα περισσότερα φυτά έχουν γίνει λιγότερο θρεπτικά τις τελευταίες δεκαετίες. Ένας άλλος συνδυασμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση του ρυθμού ανάπτυξης, ώστε να μπορούν να παραχθούν περισσότερα τρόφιμα ταυτόχρονα. Από οικονομική άποψη, αυτό θα μπορούσε να είναι επιθυμητό, καθώς η κάθετη γεωργία παραμένει εντάσεως κόστους.
Υπάρχουν όμως περισσότεροι λόγοι για τους οποίους αυτή η μέθοδος είναι τόσο δημοφιλής. Η κάθετη καλλιέργεια δεν απαιτεί φυτοφάρμακα. Οι καλλιεργητές μπορούν να καλλιεργήσουν ακριβώς την ποσότητα των καλλιεργειών που θέλουν, εντός καθορισμένου χρονικού πλαισίου και μιας συγκεκριμένης ποιότητας που επιλέγουν οι ίδιοι. Οι καιρικές ή εποχικές συνθήκες δεν επηρεάζουν πλέον την παραγωγή. Περισσότερα τρόφιμα μπορούν να καλλιεργηθούν σε μικρότερη επιφάνεια.
Γεωργία χωρίς χωράφια
Η κάθετη γεωργία σήμερα έρχεται κυρίως σε δύο μορφές: υδροπονική και αεροπονική. Σύμφωνα με τον Leo Marcelis, και οι δύο τεχνικές είναι εξαιρετικές εναλλακτικές. Στην υδροπονία, τα φυτά αναπτύσσονται σε ράφια με τις ρίζες τους σε νερό γεμάτο θρεπτικά συστατικά αντί για χώμα. Θεωρείται το πιο εύκολο από τα δύο κύρια συστήματα.
Η Nordic Harvest έχει μια πειραματική φάρμα κοντά στην Κοπεγχάγη όπου καλλιεργεί διαφορετικούς τύπους σαλάτας, λάχανο και σπανάκι. Το αγρόκτημα περιβάλλεται από άλλα βιομηχανικά συγκροτήματα. Είναι ένα κτίριο στο μέγεθος ενός γηπέδου ποδοσφαίρου. Το 2023, η εταιρεία θέλει να επεκταθεί με μια φάρμα στο Όσλο, ακολουθούμενη από φάρμες στη Σκανδιναβία και τη Φινλανδία.
Σύμφωνα με τον Riemann, η τρέχουσα παραγωγική ικανότητα της Nordic Harvest είναι ήδη αισθητή: «Παράγουμε περίπου 1000 τόνους λαχανικών ετησίως. Η αγορά της Δανίας αποτελείται από περίπου 20,000 τόνους ετησίως. 6,000 τόνοι καλλιεργούνται συμβατικά και οι υπόλοιποι εισάγονται». Τα λαχανικά είναι φυλλώδη πράσινα. Καθώς η κάθετη γεωργία επεκτείνεται, θα αποτελεί μεγαλύτερο ποσοστό της παραγωγής τροφίμων. Άλλες εταιρείες που καλλιεργούν καλλιέργειες σε κάθετες φάρμες είναι η Jones Food Company στη Μεγάλη Βρετανία, η Hydropousse στη Γαλλία και η Robbes Lilla Trädgård στη Φινλανδία.
Οι καλλιέργειες αεροπονικής καλλιέργειας έχουν τις ρίζες τους στον αέρα. Η India Langley, ερευνήτρια συστημάτων τροφίμων και επικεφαλής δημοσίων σχέσεων στον πάροχο τεχνολογίας γεωργίας εσωτερικού χώρου LettUs Grow, εξηγεί πώς λειτουργεί. «Έχετε μια σειρά από ακροφύσια με πολύ μικρές τρύπες με τις οποίες ψεκάζετε το θρεπτικό διάλυμα. Αυτή η λύση εφαρμόζεται στις ρίζες των ελεύθερων καλλιεργειών».
Η αεροπονική αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1990 όταν η NASA έψαχνε τρόπους για να καλλιεργήσει φυτά στο διάστημα. Σύμφωνα με το Εθνικό Κέντρο για την Κατάλληλη Τεχνολογία των ΗΠΑ, η αεροπονική είναι «μακράν το πιο αποτελεσματικό σύστημα αναπαραγωγής φυτών για κάθετες φάρμες».
Σε ένα αεροπονικό σύστημα, οι ρίζες έχουν εύκολη πρόσβαση στο οξυγόνο. Ο ρυθμός ανάπτυξης του φυτού είναι έως και διπλάσιος από εκείνον ενός υδροπονικού συστήματος, όπου το φυτό απορροφά το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό. Εξακολουθεί να μην χρησιμοποιείται τόσο πολύ όσο η υδροπονία, λόγω της πολυπλοκότητάς του. Τα ακροφύσια που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή μπορούν εύκολα να φράξουν ή να σπάσουν. Αλλά το LettUs Grow βρήκε μια λύση στο πρόβλημα.
«Έχουμε αφαιρέσει εντελώς τους ψεκαστήρες. Η ομίχλη δημιουργείται σε μια εντελώς επίπεδη επιφάνεια, επομένως δεν υπάρχει τίποτα να βουλώσει ή να σπάσει. Πιστεύουμε ότι αυτή η απλή λύση θα μας επιτρέψει να μεταφέρουμε την αεροπονία σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα», λέει ο Langley.
Η LettUs Grow παράγει συστήματα καλλιέργειας που χωρούν σε κοντέινερ αποστολής. Αυτά τα δοχεία είναι κινητά και μπορούν να τοποθετηθούν οπουδήποτε υπάρχει χώρος.
Καλλιέργεια ψαριών και φυτών μαζί
Αν και η υδροπονία και η αεροπονία είναι δύο σημαντικές τεχνικές στην κάθετη γεωργία, δεν είναι οι μόνες. Χρησιμοποιούνται επίσης άλλες τεχνικές. Στην Ευρώπη, αρκετές εταιρείες χρησιμοποιούν τη μέθοδο της aquaponic εκτροφής. Παρόμοια με την υδροπονία, τα υδροπονικά φυτά καλλιεργούνται με τις ρίζες τους στο νερό. Μόνο αυτές οι ρίζες κρέμονται σε μια δεξαμενή όπου κολυμπούν και ψάρια. Αυτά τα ψάρια παράγουν πολύ θρεπτικά απόβλητα που τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιήσουν ξανά.
Τα φυτά απορροφούν τα θρεπτικά συστατικά και έτσι καθαρίζουν και το νερό για τα ψάρια. Σύμφωνα με τον Marcelis, τα aquaponics θα αποτελούν μόνο ένα μικρό μέρος της αγοράς κάθετης γεωργίας στο μέλλον. «Το σπουδαίο είναι ότι χρησιμοποιείτε τα απόβλητα από τα ψάρια ως τροφή για τα φυτά. Αλλά να είστε προσεκτικοί και βεβαιωθείτε ότι διατηρείτε το φυτικό σύστημα βέλτιστο», λέει για την τεχνική.
Νέα είδη λαχανικών
Τόσο η Nordic Harvest όσο και η LettUs Grow άρχισαν αρχικά να πειραματίζονται με την καλλιέργεια φυλλωδών χόρτων πριν στραφούν σε βότανα και μικροπράσινα. Στη συνέχεια ακολουθούν οι ντομάτες και οι φράουλες. Σύμφωνα με τον Langley, πολλαπλές κάθετες φάρμες ακολουθούν τα ίδια στάδια ανάπτυξης. Για καλούς λόγους. Είναι ευαίσθητες καλλιέργειες υψηλής αξίας που χρησιμοποιούνται ευρέως και μπορούν να καλύψουν το κόστος παραγωγής. Αναπτύσσονται επίσης γρήγορα και είναι μικρού μεγέθους που σημαίνει ότι πολλά φυτά μπορούν να αναπτυχθούν ταυτόχρονα.
Καθώς η παραγωγή κλιμακώνεται, καθίσταται δυνατή η καλλιέργεια μεγαλύτερης ποικιλίας καλλιεργειών. Ο Μαρσέλης πιστεύει ότι σε λίγα χρόνια ίσως μπορέσουμε να αγοράσουμε νέες ποικιλίες που έχουν αναπτυχθεί ειδικά για κάθετη καλλιέργεια. Αλλά η ανάπτυξη νέων συνταγών καλλιέργειας δεν είναι ασφαλής. Χρειάζονται 5-10 χρόνια για να αναπτυχθεί ένα νέο είδος φυτού που είναι κατάλληλο για αυτή τη μέθοδο καλλιέργειας.
Ένα ιδανικό φυτό είναι μικρό με κοντό ριζικό σύστημα, αναπτύσσεται γρήγορα, συγκομίζεται εύκολα και έχει υψηλή απόδοση. Εκτός από τις ιδιότητες ανάπτυξης, η «συνταγή φυτών» πρέπει επίσης να συντεθεί προσεκτικά. «Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι η παρακολούθηση κάθε μεταβλητής που επηρεάζει το εργοστάσιο. Χρειάζεστε τα σωστά θρεπτικά συστατικά και πρέπει να βεβαιωθείτε ότι το φυτό έχει συνεχή πρόσβαση στα θρεπτικά συστατικά κατά την ανάπτυξη», λέει ο Riemann.
Σχετικά δαπανηρή
Όμως, ενώ οποιαδήποτε καλλιέργεια μπορεί θεωρητικά να καλλιεργηθεί κάθετα, αυτό δεν θα συμβεί στο άμεσο μέλλον. Οι μαζικές καλλιέργειες όπως το σιτάρι και ο αραβόσιτος μπορούν να καλλιεργηθούν πολύ πιο φθηνά χρησιμοποιώντας τακτικές μεθόδους. «Νομίζω ότι η κάθετη γεωργία είναι αυτή τη στιγμή ιδιαίτερα κατάλληλη για φρέσκα προϊόντα. Τεχνικά, μπορούμε να καλλιεργήσουμε οποιαδήποτε καλλιέργεια, συμπεριλαμβανομένου του σιταριού. Αλλά η κάθετη γεωργία είναι επίσης σχετικά ακριβή. Νομίζω ότι η καλλιέργεια αυτού του είδους χύμα προϊόντος με σχετικά χαμηλή αξία δεν είναι ρεαλιστική αυτή τη στιγμή. Ακόμη και τώρα οι τιμές του σιταριού αυξάνονται λόγω του πολέμου στην Ουκρανία», λέει ο Marcelis.
Ωστόσο, σε μέρη όπως η Σιγκαπούρη και χώρες όπως τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, όπου περίπου το 90 τοις εκατό όλων των τροφίμων εισάγεται, η καλλιέργεια χύδην προϊόντων χαμηλής αξίας με αυτόν τον τρόπο μπορεί να αποδώσει καρπούς. Στην Ευρώπη, από την άλλη πλευρά, η κάθετη καλλιέργεια σιταριού μπορεί να είναι μια επιλογή μακροπρόθεσμα, αλλά σίγουρα όχι την επόμενη πενταετία.
Υψηλή κατανάλωση ενέργειας
Αν και το μέλλον φαίνεται λαμπρό για την κάθετη γεωργία, υπάρχει ένα μεγάλο πρόβλημα. Απαιτεί πολλή ενέργεια και ως εκ τούτου είναι πολύ ακριβό. Η ακριβής κατανάλωση ενέργειας διαφέρει από αγρόκτημα σε αγρόκτημα, από σύστημα σε σύστημα και εξαρτάται από την τοποθεσία, την εποχή και την καλλιέργεια. Για παράδειγμα, μια εταιρεία στην Ελλάδα χρησιμοποιεί 2.87 kWh ενέργειας το χειμώνα για να παράγει ένα κιλό μαρούλι, αλλά μόνο 1.73 kWh το καλοκαίρι. Το φινλανδικό iFarm υπολόγισε ότι η καλλιέργεια του μαρουλιού τους για 90 ημέρες κοστίζει 62.26 kWh ανά m2. Για τις φράουλες, δηλαδή 117.10 kWh ανά m2.
Η πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με τις κανονικές μεθόδους είναι μεταξύ 14 και 251 τοις εκατό, ανάλογα με το πού βρίσκονται το θερμοκήπιο και το κάθετο αγρόκτημα.
Το Wageningen University & Research και το Delft University of Technology διεξήγαγαν μια μελέτη στην οποία συνέκριναν θερμοκήπια και κάθετες φάρμες, που αναφέρονται στη μελέτη ως εργοστάσια φυτών. Αυτό αφορούσε θερμοκήπια και κάθετες φάρμες που βρίσκονται στην Ολλανδία, στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και στη Σουηδία αντίστοιχα. Για την τελευταία χώρα, στη σύγκριση συμπεριλήφθηκαν και τα δύο θερμοκήπια με και χωρίς τεχνητό φως.
«Η παραγωγή ενός κιλού μαρουλιού ξηρού βάρους απαιτεί εισροή 247 kWhe σε εργοστάσιο, σε σύγκριση με 70, 111, 182 και 211 kWhe σε θερμοκήπια στην Ολλανδία, στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και στη Σουηδία αντίστοιχα (με και χωρίς πρόσθετο τεχνητό φωτισμός), λένε οι επιστήμονες στη μελέτη.
Σε σκληρά κλίματα, η διαφορά στην κατανάλωση ενέργειας μεταξύ των δύο μεθόδων καλλιέργειας μειώνεται. Οι κάθετες φάρμες μπορεί να είναι η πιο ενεργειακά αποδοτική επιλογή σε ορισμένα ακραία κλίματα. Αλλά ακόμη και στο αρκτικό βόρειο τμήμα της Σουηδίας και στις συνθήκες της ερήμου των ΗΑΕ, τα θερμοκήπια μπορεί να εξακολουθούν να είναι ο πιο οικονομικός τρόπος ανάπτυξης.
Βελτιστοποίηση
Οι κάθετες φάρμες μπορούν να ξεπεράσουν το πρόβλημα της υψηλής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας σε κάποιο βαθμό βελτιστοποιώντας την παραγωγή. Προσαρμόζοντας βέλτιστα τον φωτισμό LED και το χρώμα, μπορείτε να επηρεάσετε τόσο τον χρόνο καλλιέργειας όσο και την ποιότητα της καλλιέργειας. Το κόστος παραγωγής της εκμετάλλευσης μπορεί επίσης να μειωθεί καθώς η εκμετάλλευση γίνεται πιο αυτοματοποιημένη. Τα ρομπότ που εργάζονται 24 ώρες το 7ωρο για να εφαρμόσουν θρεπτικά συστατικά τη σωστή στιγμή, να παρακολουθούν την απόδοση ανάπτυξης και τη συγκομιδή όταν το φυτό είναι ώριμο μπορεί να είναι μια δαπανηρή αρχική επένδυση.
Όμως με την πάροδο του χρόνου, τα ρομπότ αναπληρώνουν το κόστος μέσω της συνεχούς εργασίας τους. Παρά την υψηλή ζήτηση για ενέργεια και το περιορισμένο επί του παρόντος φάσμα καλλιεργειών που είναι αρκετά φθηνές για να αναπτυχθούν, η κάθετη γεωργία κερδίζει δημοτικότητα. Αν και θα χρειαστεί λίγος χρόνος για να πάρετε και τις φράουλες σας από το δοχείο καλλιέργειας στην περιοχή σας.
Μια πηγή: https://innovationorigins.com