نوشته دکتر محمدرضا عاطفی
مشاور استراتژی و آینده پژوه
عضو هیات علمی دانشگاه و رئیس هیات مدیره گروه ناب
آینده کشاورزی: قابلیت اقتصادی کشاورزی عمودی
مقدمه
با پیش‌بینی جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ به بیش از ۹ میلیارد نفر، سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد آمار واقعاً نگران‌کننده‌ای را ارائه می‌دهد: میزان زمین‌های قابل کشت در دسترس تنها به یک سوم مقدار موجود در سال ۱۹۷۰ کاهش می‌یابد. این شاخص در ایران به چه میزان کاهش خواهد یافت؟ شاید حتی کمتر از یک سوم باشد. این موضوع تحقیقات بعدی من خواهد بود و در آینده در مقاله‌ای دیگر آن را بررسی خواهم کرد. انتظار می‌رود تغییرات اقلیمی در چند دهه آینده به شدت افزایش یابد، ما شاهد تواتر بیشتری از تشدید تنش گرمایی، خشکسالی و آسیب به اکوسیستم خواهیم بود. اینها مانع توانایی ما برای رشد تولید محصولات کشاورزی جهت تامین پایدار مواد غذایی مورد نیاز ده‌ها میلیون نفری که در کشور زندگی می‌کنند، خواهد بود.
مهمترین چالش‌های پیشر رو که در سال‌های آینده تشدید خواهند شد موارد ذیل خواهد بود:
- افزایش جمعیت کشور،
- کاهش و پیرشدن نیروی کار روستایی،
- تنش‌های آبی،
- خشکسالی‌های مستمر،
- افزایش نیاز به سرمایه
- کاهش دسترسی به سرمایه از منابع عمومی،
- کاهش جذابیت سرمایه‌گذاری بواسطه کاهش نرخ بازده سرمایه
با چنین شرایطی به شدت نیازمند روش‌های جدید و نوآورانه‌تر برای تولید مواد غذایی خواهیم بود. کشاورزی عمودی یکی از جایگزین‌های امیدوارکننده است که شامل گیاهانی است که به صورت عمودی در محیط‌های بلند و معمولاً در محیط‌های شهری یا در حاشیه شهرها می‌تواند تولید شود. این روش کشاورزی، کمتر از یک درصد زمینی که کشاورزی سنتی به آن نیاز دارد و کمتر از یک درصد از آب مورد نیاز کشاورزی سنتی را مصرف می‌کند.
کشاورزی عمودی با کاهش استفاده از زمین، آب، مواد شیمیایی و کود به همراه افزایش کل راندمان تولید، این پتانسیل را دارد که به طور قابل توجهی تولید مواد غذایی را افزایش دهد و در عین حال اثرات زیست محیطی بخش کشاورزی مانند استفاده از سموم را کاهش دهد.
چالش اقتصادی
اما مهمترین دغدغه، امکان سنجی اقتصادی آن است. اگرچه به نظر می‌رسد سرمایه‌گذاری اولیه برای کشاورزی عمودی خیلی زیاد است، اما مزایای اقتصادی مرتبط با افزایش کارایی و کاهش استفاده از منابع مرتبط می‌تواند بخشی از هزینه‌های سرمایه‌گذاری را جبران کند. ضمن آن که بخشی از منافع آن مانند کاهش مصرف آب را شاید نتوان ارزیابی ریالی کرد. به خاطر داشته باشیم که همیشه ظهور یک فناوری نوآورانه گران تمام می‌شود ولی با توسعه نوآوری هزینه‌های تولید کاهش خواهد یافت. خودروهای برقی یک مثال بارز است که با ظهور آن قیمت سرسام آوری داشت اما با توسعه نوآوری و فناوری در طی زمان استفاده از آن را اقتصادی کرد. در عین حال، با کاهش زمین‌های قابل کشت، اساساً منابع کمیاب هستند که باید محرک رشد باشند. در این جا زمین و آب منابع کمیاب‌تری نسبت به سرمایه هستند.
موانع اقتصادی
مانع سرمایه گذاری اولیه
مانع اصلی اجرای کشاورزی عمودی، سرمایه‌گذاری اولیه بالای آن است. مخارج بالای سرمایه ناشی از ارزش بالای هر متر مربع املاک در مراکز و حاشیه‌های شهری از یک سو و مخارج بالای زیرساخت‌های مورد نیاز برای رشد گیاهان از سوی دیگر سبب می‌شوند تا هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالا باشد. به عنوان مثال، در شهرهای بزرگ، متوسط هزینه زمین در هر متر مربع چندصد برابر همین مقدار زمین در مناطق روستایی که مزارع معمولی در آنها وجود دارد، می باشد.
از آنجایی که شرکت‌های فناوری در حال توسعه فناوری‌ها و کاهش مصرف انرژی و بهبود کارایی روشنایی LED هستند، بهره وری را می‌توان به حداکثر رساند و کیفیت محصول در طول سال ثابت خواهد بود. ساده سازی کشاورزی عمودی و تحقیقات بیشتر پتانسیل کاهش هزینه را در آینده دارد. به طور کلی، افزایش سرمایه‌گذاری و بودجه باید برای مقابله با هزینه‌های اولیه کشاورزی عمودی استفاده شود.
مانع انرژی
علاوه بر این، از آنجا که گیاهان در داخل یک محیط بسته رشد می‌کنند و دسترسی محدودی به نور خورشید دارند، دسترسی ثابت به چراغ‌های LED یک ضرورت است. در این راستا یک چالش اساسی، مقدار انرژی مورد نیاز برای تولید نور کافی برای فتوسنتز گیاهان است. به طور کلی، در مقایسه با تمام روش‌های کشاورزی مدرن یک مزرعه عمودی ممکن است به میلیاردها تومان هزینه و تجهیزات زیرساختی نیاز داشته باشد.
مدل کسب و کار
یکی از مسائل اصلی در این کشاورزی طراحی یک مدل کسب‌وکار قوی است. این فناوری برای رشد طیف وسیعی از محصولات تحت شرایط کنترل شده قابل استفاده است، اما این نیاز به سطوح بالایی از مهارت فنی و سرمایه‌گذاری دارد که دسترسی به هر دو ممکن است دشوار باشد. مدل‌های کسب‌وکاری وجود دارد که در آن کشاورزی عمودی/محیط کنترل‌شده به خوبی کار می‌کند، مانند پرورش بذر و گیاهان دارویی. اما در محصولات کشاورزی عمومی‌تر و با ارزش کمتر مانند محصولات علوفه‌ای، گیاهان برگ پهن و غیره که حاشیه سود کمتری دارند این موضوع کمی دشوار است و نیازمند توسعه مدل‌های کسب‌وکار جدید است تا استفاده از آن را اقتصادی کند. برای مثال می‌توان از مدل کسب و کار «کشاورزی به عنوان خدمات» استفاده کرد.
تامین مالی
همچنین استفاده از روش‌های تامین مالی جمعی براساس یک مدل استارتاپی می‌تواند برای بعضی از محصولات کشاورزی در این روش مناسب باشد.
یکی از روش‌های تامین مالی مراجعه به صندوق‌های سرمایه‌گذاری است. همچنین تامین مالی جمعی نیز یکی از روش‌های مناسب در این حوزه می‌باشد. به جز این روش‌ها، استفاده از حمایت‌های دولتی شامل اعطای وام‌های کم بهره، خرید تضمینی برای صادرات، مشارکت‌های بلندمدت با مصرف کنندگان عمده و بالاخره تسهیلات با دوره بازپرداخت بلندمدت می‌تواند به تامین مالی این پروژه‌ها کمک کند.
در حال حاضر، بیشتر مزارع عمودی توسط سرمایه‌گذاری‌های بخش خصوصی صورت می‌گیرد. برای مثال سافت بانک یک بودجه ۲۰۰ میلیون دلاری را در شرکت پلنتی سرمایه‌گذاری کرد که یک شرکت استارتاپی است و از کشاورزی عمودی برای تولید میلیون‌ها پوند سبزی استفاده می‌کند و در حال برنامه‌ریزی برای گسترش به مناطق شهری در چین است.
صرفه‌جویی هزینه زنجیره تامین
از سوی دیگر، عناصری از هزینه در کل زنجیره تامین کشاورزی عمودی وجود دارد که به شدت کاهش خواهد یافت. به عنوان مثال، تولید محلی محصولات در نزدیکی مراکز جمعیتی با تراکم بالا تا حد زیادی هزینه‌های حمل و نقل را کاهش می‌دهد. این امر نیز به نوبه خود، نوسانات قیمت محصولات عمده فروشی به دلیل پایان فصل برداشت و یا تغییر در قیمت سوخت که بر هزینه حمل و نقل تاثیرگذار است را حذف و یا کاهش خواهد داد.
صرفه‌جویی هزینه‌های عملیاتی
مهمترین عاملی که کشاورزی عمودی را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می‌کند، شرایط کنترل شده‌ای است که تحت آن عمل می‌کند. برخلاف تولید سنتی کشاورزی، شرایط محیطی خارجی که هزینه‌های بیشتری را بر کشاورزان تحمیل می‌کند، تأثیر بسیار محدودی بر مزارع عمودی دارد. برای مثال، نیاز به کودها و آفت‌کش‌ها (و هزینه‌های متعاقب آن) تقریباً به طور کامل حذف می‌شود، زیرا محصولات در برابر عناصر محیطی بسته است و در نتیجه برای آفات غیرقابل دسترسی خواهند بود.
افزایش تولید
از آنجا که اثرات فصلی نیز به دلیل تنظیم داخلی دما، رطوبت و دسترسی به نور و آب کاهش می‌یابد، می‌توان شرایط را تا حد مطلوب تنظیم کرد. این منجر به افزایش زیادی در نرخ تولید می‌شود و گاهی اوقات محصولی با 530 برابر بیشتر از آنچه در زمین‌های کشاورزی معمولی تولید می‌شود در یک مقیاس زمین مشابه تولید می‌کند. علاوه بر این، کنترل سطوح مواد مغذی و دمای محیط، سرعت رشد گیاه را بهینه می‌کند و ارزش غذایی آن را افزایش می‌دهد. به عنوان مثال، در مزرعه عمودی وگتا در توکیو، کاهویی که حداقل 60 روز طول می‌کشد تا در مزرعه سنتی رشد کند، تنها حدود 40 روز طول می‌کشد. ترکیبی از بازده بالاتر و نرخ تولید کارآمدتر به تعادل و حتی خنثی کردن مخارج بالای سرمایه کمک می‌کند.
چشم‌انداز اقتصادی
با توجه به اینکه تغییرات آب و هوایی بیشتر و بیشتر زمین‌های قابل کشت را تهدید می‌کند، مقرون به صرفه بودن کشاورزی عمودی هر سال افزایش می‌یابد. دو روند به صورت موازی باعث خواهد شد تا نیاز به سرمایه بالا اصلاح شود. از طرفی افزایش هزینه‌ها برای حفظ بخش کشاورزی سنتی مورد نیاز خواهد بود تا بتوانیم آنها را فقط حفظ کنیم و از طرف دیگر توسعه نوآوری در حوزه کشاورزی عمودی سبب خواهد شد تا قیمت تمام شده سرمایه‌گذاری کاهش یابد.
یک مزیت اضافی از توانایی کنترل عناصر فتوسنتزی، مقدار آب و دریافت مواد مغذی محصولات خاص این است که دانشمندان را قادر می‌سازد تا طعم محصول را تنظیم کنند، که ممکن است محصولات تولید شده در مزرعه عمودی را با سلایق مصرف کنندگان سازگارتر کند.
علی‌رغم هزینه‌های سرمایه‌ای بالای مورد نیاز برای کشاورزی عمودی، این جایگزین برای کشاورزی متعارف نه تنها هزینه‌های تولید را در بلندمدت کاهش می‌دهد، بلکه برای یافتن راه‌حلی برای نیازهای غذایی رو به رشد ما حیاتی است.
مزارع سنتی در مقابل مزارع عمودی
چشم انداز جایگزینی مزارع سنتی با مزارع عمودی چقدر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است؟ این سوال مشابه وضعیتی است که برای انرژی‌های تجدیدپذیر وجود دارد، پاسخ در دست سرمایه گذاران و بودجه‌های دولتی است. هزینه‌های سرمایه‌ای بالای اجرا و نگهداری ممکن است کشاورزی عمودی را فقط در شهرها و کشورهایی که قدرت خرید بالایی دارند و قیمت زمین نیز بالا است، اقتصادی کند. بنابراین، از آنجایی که نیازمندی‌های پرهزینه املاک و مستغلات و زیرساخت‌ها ممکن است شرکت‌ها را از کشاورزی عمودی باز دارد، باید اقداماتی برای غلبه بر این هزینه‌ها و ایجاد انگیزه برای توسعه مزارع عمودی انجام شود.
سیاستگذاری
مطالعه عملکرد کشورهای دیگر شاید راهنمایی برای سیاستگذاری در کشور ما باشد. وزارت کشاورزی ایالات متحده 140 میلیارد دلار بودجه در سال مالی 2018 دریافت کرد. بیش از 20 میلیارد دلار یارانه مستقیم به کشاورزان سنتی در سال 2011 تعلق گرفت. این یارانه‌ها تضمین می‌کند که محصولات تولید شده توسط کشاورزی سنتی به قیمت کمتری از ارزش واقعی خود به فروش برسند، که تا حد زیادی مانع از موفقیت بالقوه مزارع عمودی می‌شود. از آنجایی که کشاورزی سنتی می‌تواند غذا را ارزان تامین کند، در حال حاضر مزارع عمودی معطوف به گیاهان دارویی یا با قیمت بالا مانند زعفران شوند مگر اینکه تا حدی توسط دولت‌ها یارانه دریافت کنند.
تحت برنامه کمک هزینه‌های رقابتی طرح تحقیقات کشاورزی و مواد غذایی طراحی شده توسط USDA، کشاورزی عمودی به عنوان اولویت برنامه منطقه‌ای برای مطالعه بیشتر و اجرای بالقوه فهرست شده است. کمک‌های دولتی ایالات متحده همچنین از کشاورزانی که شیوه‌های حفاظتی را اتخاذ می‌کنند، حمایت می‌کند و امکان دریافت بودجه فدرال را برای کشاورزی عمودی ارائه می‌کند. در بعضی از کشورها که با کمبود زمین کشاورزی مواجه هستند رشد این مزارع قابل مشاهده است. کشورهای ایالات متحده آمریکا، انگلستان، آلمان، ژاپن، چین، سنگاپور، اسرائیل، فرانسه، امارات متحده عربی، از جمله کشورهایی هستند که به شدت در این صنعت سرمایه‌گذاری می‌کنند.
منافع غیراقتصادی
به نظر می‌رسد ما در حال مواجه شدن با نوآوری‌های دگرگون سازی در شیوه‌های کشاورزی فعلی هستیم زیرا با کشاورزی سنتی ما قادر به تامین غذای جمعیت آینده نیستیم. بازار کنونی برای فناوری‌های پیشرفته‌ای آماده است که بر سطوح بالای انرژی و کارایی تولید تأکید دارند. در حالی که کشاورزی عمودی مستلزم غلبه بر مانع هزینه‌های اولیه است، یک سیستم کشاورزی که در سال 2011 در مجموع 5.3 میلیارد تن CO 2 تولید کرد، باید جایگزین شود تا از ثبات سیاره محافظت شود.
به گفته دیکسون دسپومیر، اگر هر شهر فقط 10 درصد از غذای خود را در داخل خانه و در تأسیسات مزرعه عمودی مانند تولید کند، بیش از 881000 کیلومتر مربع از نیاز به زمین‌های کشاورزی آزاد خواهد شد. از زمین‌های کشاورزی که می‌توان آن را به جنگل‌های چوب سخت بازگرداند، منطقه‌ای که به اندازه کافی بزرگ است تا حدود 25 سال CO2 را از جو جذب کند. در نهایت، کشاورزی عمودی یک جایگزین پایدار است که با توجه به این فرصت، می‌تواند به آینده کشاورزی در دنیایی با کمبود منابع تبدیل شود.