آینده کشاورزی: کارخانه تولید گیاه از طریق مزارع عمودی

 

با تغییرات اقلیمی و کمبود دسترسی به آب و خاک قابل کشاورزی، باید به دنبال نوآوری‌های بدیع و بهره وری بالا از خاک و آب باشیم

 

مقدمه

جمعیت کشور ما همانند سیاره زمین سریعتر از توانایی ما برای تغذیه آن در حال افزایش است. در 30 سال آینده و در بحبوحه تغییرات آب و هوایی، باید  بیش از ۹۰ میلیون نفر را با آب کمتر و زمین های قابل کشت کمتر در کشور تغذیه کنیم. در مواجهه با منابع کمتر، نیازمند تکنولوژی کشاورزی نوآورانه و قابل اعتماد برای رشد مواد غذایی ایمن هستیم. خوشبختانه، کشاورزی قدیمی‌ترین و سازگارترین صنعت جهان است. اگر نگاهی به برخی از اولین شیوه‌های کشت بشر بیندازیم، ممکن است ایده‌هایی برای چگونگی تغییر شکل آینده سیستم غذایی خود به دست آوریم.

کشاورزی در حال حاضر مسئول انتشار حدود 30 درصد از کل دی اکسید کربن، متان و سایر گازهای گرمایش سیاره است. محققان می گویند کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از تولید مواد غذایی حتی از کند کردن بحران آب و هوا هم مهمتر است.

کشاورزی عمودی می‌تواند به افزایش تولید غذا و گسترش عملیات کشاورزی در مناطق خشک و کم آب کمک کند زیرا پیش بینی می‌شود تا سال 2050 جمعیت کشور از ۹۰ میلیون نفر و در جهان بین ۹ تا ۱۰ میلیارد نفر فراتر رود. تا همان سال، انتظار می رود بیش از ۷۵ درصد از مردم در مناطق شهری زندگی کنند که در کشور ما نیز در حدود همین نسبت خواهد بود. تولید بعضی از محصولات کشاورزی تازه نزدیک به این جمعیت در حال رشد شهری می‌تواند به برآورده کردن نیازهای غذایی رو به رشد جهانی به روشی مسئولانه و پایدار از نظر زیست‌محیطی کمک کند. همراه با این رشد جمعیت، افزایش تقاضا برای مواد غذایی، آب و انرژی که از قبل هم تحت فشار قرار گرفته‌اند، برای حفظ این رشد مورد نیاز خواهد بود. بنابراین، سیستم‌های کشاورزی جدید که تولید مواد غذایی پایدار را ارائه می‌دهند برای برآورده کردن این نیازها ضروری خواهند بود.

در این روش شما می توانید محصولات کشاورزی مورد نیاز خود مانند کاهوی تازه برداشت شده، ریحان معطر، توت فرنگی آبدار شیرین و گوجه فرنگی رسیده قرمز را که همه آنها فقط چند ساعت قبل از رسیدن شما در یک مزرعه محلی برداشت شده اند را در دسترس داشته باشید. این محصولات تازه از مزارع عمودی تامین می شوند که در آن کشاورزان می توانند در تمام طول سال در داخل فضای بسته با کنترل نور، دما، آب و اغلب سطوح دی اکسید کربن رشد کنند. به طور کلی، محصولات تازه ای که در مزارع عمودی رشد می کنند، در مقایسه با محصولات معمولی که می توانند صدها کیلومتر را با کامیون یا هواپیما طی کنند، تنها چند کیلومتر را طی می کنند تا به قفسه‌های فروشگاه‌های مواد غذایی برسند.

دولت و بخش خصوصی باید با تمرکز بر کشاورزی عمودی اقدام به توسعه اکوسیستم‌های پایدار شهری کنند. موضوعات زیادی وجود دارد که در مورد آنها باید تصمیم گیری شود. از جمله تغییر سیاست گذاری ها در مزارع عمودی،‌ اصلاح نباتات، مدیریت آفات و امور مهندسی، تامین فضای بسته در مناطق نزدیک شهر و غیره.

 

 کشاورزی عمودی چیست؟

کشاورزی عمودی یک فرآیند کشاورزی است که در آن محصولات نه در ردیف‌های افقی سنتی بلکه بر روی هم و به شکل عمودی رشد می‌کنند. رشد عمودی امکان حفاظت در فضا را فراهم می کند و در نتیجه راندمان تولید محصول به ازای هر مترمربع زمین بالاتر می‌رود. مزارع عمودی عمدتا در داخل یک فضای بسته قرار دارند، مانند یک انبار، جایی که آنها توانایی کنترل شرایط محیطی برای رشد گیاهان را دارند.

مزارع عمودی به جای نور خورشید و باران از نورپردازی LED و سیستم‌های رشد و تغذیه کنترل شده استفاده می‌کنند. گیاهان به صورت عمودی در قفسه‌ها چیده شده‌اند، بنابراین بسیاری از مزارع شبیه انبارهایی هستند که پر از قفسه‌های بزرگ هستند.

 

پیشینه تاریخی مزرعه عمودی سرپوشیده مدرن

مردم حدود 12000 سال است که کشاورزی می‌کنند، و اگرچه از زمانی که اجداد ما شروع به کاشت بذر کرده‌اند، چیزهای زیادی تغییر کرده است، اما ساختار کشاورزی تغییر نکرده‌ است: بیشتر کشاورزی هنوز در فضای باز انجام می‌شود و گیاهان در خاک رشد می‌کنند و به نور خورشید متکی هستند.

بابلی‌ها مبتکران شناخته شده‌ترین نمونه از سیستم های کشاورزی پیشرفته اولیه هستند. تصور می‌شود که باغ‌های معلق آنها که نزدیک به 2500 سال پیش ساخته شده‌اند، اولین نمونه اولیه یک مزرعه عمودی باشد (عمودی به رشد گیاهان به سمت بالا برای به حداکثر رساندن فضای رشد اشاره دارد).

فراتر از این عجایب باستانی، نمونه‌های بی‌شماری وجود دارد که نشان می‌دهد چگونه تمدن‌ها برای دستکاری محیط‌هایشان جهت آسان‌تر کردن و/یا بهره‌وری بیشتر کشاورزی کار کرده‌اند. هزار سال پیش، جامعه آزتک‌های مزو آمریکایی پیشگام نوعی از هیدروپونیک بود (هیدروپونیک علم رشد گیاهان بدون خاک در محلول های غنی از مواد مغذی است). آزتک ها گیاهان را روی «کلک‌های» باتلاقی معلق در رودخانه‌ها و بستر دریاچه‌های کم عمق پرورش دادند. بقایای این مناطق کوچک مستطیل شکل از زمین‌های حاصلخیز و قابل کشت، که به چینامپا معروف است، هنوز در مکزیکو سیتی دیده می‌شود.

اخیراً، در اوایل 1600، فرانسوی‌ها و هلندی‌ها میوه‌های مدیترانه‌ای را در آب و هوای سرد اروپای شمالی خود با استفاده از «دیوارهای میوه» سنگی پیچیده‌ای که در طول روز گرما را جذب می‌کردند و در شب‌های سرد آزاد می‌کردند، پرورش دادند و از میوه محافظت می‌کردند.

حدود 20 سال پیش، یک استاد دانشگاه کلمبیا ایده کشت محصولات کشاورزی در داخل آسمان خراش‌ها را با استفاده از نور مصنوعی و سیستم‌های بسته آب ارائه کرد.

 

 

مزایای کشاورزی عمودی چیست؟

هدف از‌این مزارع پاسخگویی به تقاضای جهانی برای غذای تازه و محلی است.‌این مزارع می‌توانند به چالش‌های زنجیره تامین و مسائل امنیت غذایی پاسخ دهند و در عین حال میلیون‌ها مصرف کننده جدید را به “مزایای محصولات کشاورزی عمودی” جذب می‌کند. با این اوصاف کشاورزی عمودی دقیقاً چیست و چگونه می‌تواند کشاورزی سنتی را تغییر دهد؟

کشاورزی عمودی روشی بسیار کارآمد و پایدار برای تولید غذا است. به عنوان مثال، به گزارش نوردیک‌هاروست کشاورزی عمودی، 250 برابر کمتر از نیاز یک مزرعه سنتی آب مصرف می‌کند.

اتوماسیون کلید‌ این کارایی است. نرم افزار، رباتیک و علم داده برخی از فناوری‌هایی هستند که در مزارع عمودی برای نظارت بر محصولات و‌ایجاد شرایط بهینه رشد استفاده می‌شوند. این شامل کنترل دما، رطوبت، CO2 و نور است. کشاورزی محیط کنترل شده به کاهش اثرات زیست محیطی مزرعه عمودی کمک می‌کند و برای مثال نیاز به آفت کش‌ها و کودها را از بین می‌برد.

مزارع عمودی به آب و هوا وابسته نیستند، بنابراین محصولات تازه را می‌توان در تمام طول سال کشت کرد. کشاورزی عمودی شامل رشد گیاهان در داخل فضای بسته به صورت لایه‌ای با استفاده از نور LED و سیستم‌های رشد و تغذیه کنترل شده است. از مزایای‌این نوع کشاورزی می‌توان به رشد بیشتر مواد غذایی در فضای کمتر و دوری از آفت کش‌ها اشاره کرد. در‌این روش آب کمتری استفاده می‌شود زیرا در کشاورزی سنتی مقدار زیادی آب بواسطه تبخیر یا خارج شدن قبل از جذب گیاهان هدر می‌رود. در نهایت مزایای کشاورزی عمودی را می‌توان به شکل زیر خلاصه کرد:

• افزایش بازده که تا ۱۵۰ درصد نیز گزارش شده است
• آفت‌کش‌ها و سموم می‌تواند به صفر برسد..
• مزرعه به شکل مادولار توسعه می‌بیابد بنابراین گسترش آن راحت‌تر و به شکلی متحرک خواهد بود
• موجودی در حین تولید از بین خواهد رفت.
• ماندگاری محصولات تولیدی بیشتر خواهد بود
• محصولات تازه‌تر به دست مشتریان می‌رسد.
• تولید بدون محدودیت فصلی و در تمام طول سال صورت خواهد گرفت
•  کاهش شدید مصرف آب و رواناب نسبت به کشاروزی سنتی به دلیل استفاده از فناوری را فراهم می‌کند.
• هزینه‌های توزیع و حمل و نقل به دلیل نزدیکی به محل‌های مصرف کاهش خواهد یافت
•  با کاهش زنجیره‌های توزیع، انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتر شود.
• امکان استفاده در مناطق با کمبود زمین کشاورزی و آب وجود دارد و در نتیجه امنیت غذایی میسر خواهد شد.
•  تولید محصولات با مواد مغذی بالاتر فراهم می‌شود.

 

کشاورزی عمودی چگونه کشاورزی را تغییر خواهد داد؟

کشاورزی عمودی می‌تواند به جای کشت میوه و سبزیجات در مزارع بزرگ و سپس حمل و نقل آن در مسافت‌های طولانی با کامیون و هواپیما، محصولات غذایی را از درون محله یا محله‌های همجوار تامین کند.‌ این بدان معناست که سوخت کمتری مصرف می‌شود و غذا تازه‌تر است.

مزارع عمودی قادر به تولید بیشتر از مزارع معمولی هستند. نوردیک‌هاروست اعلام کرده که گیاهان را می‌توان 15 بار در سال برداشت کرد در حالی که در یک مزرعه معمولی، برداشت محصول دو بار در سال است. با کنترل دقیق محیط رشد، محصولات می‌توانند 13 تا 14 روز دوام بیاورند، در مقابل سه تا چهار روز برای محصولات مشابه از کشاورزی معمولی است.

این پروژه‌های کشاورزی عمودی برای اولین بار در دهه 2010 در آسیا ظهور کردند، جایی که شهرنشینی پررونق نیازمند راه‌های جدیدی برای تغذیه مردم به صورت محلی بود. آنها سپس به‌ایالات متحده صادر شدند و اکنون به آرامی راه خود را به اروپا باز می‌کنند. راه اندازی چنین طرح کشاورزی مستلزم سرمایه زیاد برای انجام سرمایه گذاری‌های اولیه است. به همین دلیل است که کارآفرینان معمولاً به صندوق‌های سرمایه گذاری روی می‌آورند. یکی از پروژه‌های مهم اروپایی در سال گذشته استارتاپی به نام جانگل بود که 42 میلیون یورو از طریق ۷ میلیون سهام جذب کرد.‌ این شرکت بر اساس مدل FAAS (“کشاورزی به عنوان خدمات”) عمل می‌کند و مزارعی را اداره می‌کند که هنوز به مشتریان خود تعلق دارند. امروز، آنها در حال حاضر یک مزرعه 5500 متر مربعی را در منطقه آسن فرانسه مدیریت می‌کنند و قصد دارند اندازه خود را برای تولید ده میلیون گیاه در اروپا دو برابر کنند.

 

دوستداران طبیعت، خیالتان راحت باشد.‌این ابتکارات جایگزین کشاورزی متعارف نخواهند شد زیرا برای انواع میوه‌ها و سبزیجات سودآور نیستند، بلکه تنها مکمل آن خواهند بود. با وجود حدود 9.7 میلیارد نفر در سال 2050 روی زمین، به نظر می‌رسد مزارع عمودی راه امیدوارکننده‌ای باشد که در سال‌های‌اینده باید درباره آن چیزهای زیادی بشنویم.