Vertikalno kmetijstvo se širi po Evropi in potekajo raziskave vseh vrst novih poljščin. Toda še vedno obstajajo izzivi, ki jih je treba premagati.
Prazne poslovne stavbe, kjer lahko pridelki rastejo naloženi drug na drugem, plast za plastjo. Ali v zabojniku v vaši soseščini, vertikalno kmetovanje ponuja veliko možnosti. Pridelke lahko gojite kjerkoli želite. Za to ne potrebujete polj. Gojenje je trajnostno, učinkovito in popolnoma nadzorovano. Ne potrebujete nobenih pesticidov, ni emisij hranil, poraba vode je le med 2 in 4 litri na kilogram zelenjave. Še vedno obstaja velik problem: poraba energije. Še vedno trdo delamo na tem.
Vertikalno kmetovanje je v porastu po vsej Evropi. Še posebej je primeren za gojenje poljščin v mestnih območjih, kjer je prostor omejen. Lahko celo zagotovi prehransko varnost v državah, ki so manj prilagojene konvencionalnemu kmetijstvu. A čeprav so prvi pridelki v nekaterih državah že naprodaj, bo gotovo minilo še nekaj let, preden bodo izdelki z vertikalnih kmetij množično dosegli police supermarketov.
Spreminjanje prehrane in povečano povpraševanje
Poleg gojenega mesa se vertikalno kmetovanje pogosto predstavlja kot ključna rešitev za boj proti prihodnjim prehranskim krizam. Toda zakaj sploh potrebujemo vertikalne kmetije? Zakaj ne nadaljujemo s tem na staromoden način, kot smo to počeli zadnjih 10,000 let?
Povpraševanje po hrani se vsako leto povečuje. Po podatkih Združenih narodov bo svetovno prebivalstvo leta 9.7 naraslo na 2050 milijarde ljudi. Vsi ti ljudje potrebujejo hrano. A pridelava poljščin na tradicionalen način postaja vse večji problem. Zaradi podnebnih sprememb se spreminjajo rastne razmere, tako da nekaterih poljščin ne morete več gojiti tam, kjer ste jih včasih lahko. Ekstremni vremenski pojavi in huda neurja vsako leto uničijo več pridelka. In ponekod je zemlja manj hranljiva kot nekoč.
Poleg tega, da moramo zadostiti prihodnjemu povpraševanju po sveži hrani, so tudi naše prehranjevalne navade zelo drugačne kot pred stoletjem. »Ne jemo več sezonsko. Pozimi jemo solate in jagode, ki jih uvažamo,« pravi izvršni direktor Anders Riemann Nordic Harvest, največje hidroponske farme v Evropi.
Pridelovalci na vertikalni farmi nosijo zaščitna oblačila, da preprečijo nezaželenim bakterijam vstop na farmo. Na ta način se lahko izognejo uporabi pesticidov.
Poletna letina iz Arktike
Vertikalne kmetije je mogoče zgraditi skoraj povsod. Kar pomeni, da vam kivijev ni več treba uvažati iz Nove Zelandije, ampak jih lahko gojite na taki kmetiji v svoji regiji. To prihrani veliko količino izpuščenega CO2.
Kako deluje?
»Zame je popoln nadzor velika prednost vertikalnega kmetovanja. Resnično lahko optimiziramo proces in natančno vemo, koliko želimo pridelati in kakšne kakovosti,« pravi Leo Marcelis, profesor vrtnarstva in fiziologije proizvodov na Wageningen University & Research.
Od oskrbe z vodo do dnevne svetlobe, temperature in dostopa do mineralov in bakterij. Vertikalno kmetovanje poteka pod izjemno nadzorovanimi pogoji. Pridelki se gojijo v zaprtih prostorih, z LED lučmi namesto sončne svetlobe. LED žarnice so majhne, trpežne, cenovno ugodne in ne oddajajo nobene toplote. Ko sonce ob koncu dneva zaide, lahko te luči svetijo tako dolgo, kot je potrebno.
Kmet lahko manipulira z dnevnim in nočnim ritmom rastline, da optimizira donos rasti. Čez dan rastline tvorijo škrob v listih, ki se razgradi v sladkor in se ponoči prenese v preostanek rastline. Nekatere rastline za rast potrebujejo več kot 12 ur svetlobe na dan, druge manj. Vertikalno kmetovanje omogoča kateri koli vrsti rastlin, da dobi toliko dnevne svetlobe, ki jo potrebuje za najboljšo rast.
Rast z različnimi barvami svetlobe
Barve teh luči so še posebej pomembne za optimizacijo donosa rasti. Raziskovalci so se osredotočili predvsem na vpliv rdeče, modre in zelene svetlobe na rast rastlin. Rdeča svetloba je zelo učinkovita za fotosintezo, vendar rastline potrebujejo tudi nekaj modre svetlobe, ki je še posebej uporabna za proizvodnjo klorofila. Nekaj časa so si raziskovalci prizadevali zmanjšati uporabo zelene svetlobe, saj so verjeli, da ne prispeva k fotosintezi.
Vendar študija iz leta 2016 z univerze Utah State kaže, da lahko zelena svetloba učinkoviteje vodi fotosintezo v spodnje liste kot rdeča ali modra svetloba. Kmet lahko uporabi različne barvne kombinacije, da poudari različne lastnosti. S pravo kombinacijo lahko kmet vzgoji rastline, ki so veliko bolj hranljive od klasičnega kmetovanja. To je lahko koristno, saj je večina rastlin v zadnjih desetletjih postala manj hranljiva. Za povečanje stopnje rasti je mogoče uporabiti drugo kombinacijo, tako da je mogoče proizvesti več hrane naenkrat. Z gospodarskega vidika je to lahko zaželeno, saj je vertikalno kmetovanje še vedno stroškovno intenzivno.
Vendar obstaja več razlogov, zakaj je ta metoda tako priljubljena. Vertikalno kmetovanje ne potrebuje pesticidov. Pridelovalci lahko pridelajo točno toliko pridelkov, kot jih želijo, v določenem časovnem okviru in določene kakovosti, ki jo izberejo sami. Vreme ali sezonske razmere ne vplivajo več na proizvodnjo. Na manjši površini lahko pridelamo več hrane.
Kmetijstvo brez njiv
Vertikalno kmetovanje je danes večinoma v dveh oblikah: hidroponi in aeroponiki. Leo Marcelis pravi, da sta obe tehniki odlični alternativi. V hidroponiki rastline rastejo na policah s koreninami v vodi, napolnjeni s hranili, namesto v zemlji. Velja za najlažjega od dveh glavnih sistemov.
Nordic Harvest ima v bližini Kopenhagna eksperimentalno kmetijo, kjer prideluje različne vrste solat, ohrovta in špinače. Kmetija je obdana z drugimi industrijskimi kompleksi. Gre za zgradbo v velikosti nogometnega igrišča. Leta 2023 se želi podjetje razširiti s kmetijo v Oslu, sledile pa bodo kmetije v Skandinaviji in na Finskem.
Po Riemannu so trenutne proizvodne zmogljivosti Nordic Harvest že opazne: »Letno pridelamo okoli 1000 ton zelenjave. Danski trg obsega približno 20,000 ton na leto. 6,000 ton jih pridelamo konvencionalno, ostalo pa uvozimo.« Zelenjava je listnata zelenjava. Ko se bo vertikalno kmetijstvo širilo, bo predstavljalo večji odstotek proizvodnje hrane. Druga podjetja, ki pridelujejo pridelke na vertikalnih kmetijah, so Jones Food Company v Veliki Britaniji, Hydropousse v Franciji in Robbes Lilla Trädgård na Finskem.
Aeroponično pridelani pridelki imajo svoje korenine v zraku. India Langley, raziskovalka prehranskih sistemov in vodja odnosov z javnostmi pri ponudniku tehnologije za kmetovanje v zaprtih prostorih LettUs Grow, pojasnjuje, kako deluje. »Imate vrsto šob z zelo majhnimi luknjami, s katerimi razpršite hranilno raztopino. Ta rešitev se uporablja za korenine prosto visečih pridelkov.
Aeroponika se je razvila v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je NASA iskala načine za gojenje rastlin v vesolju. Po podatkih ameriškega nacionalnega centra za ustrezno tehnologijo je aeroponika »daleč najučinkovitejši sistem gojenja rastlin za vertikalne kmetije«.
V aeroponskem sistemu imajo korenine enostaven dostop do kisika. Hitrost rasti rastline je do dvakrat večja kot v hidroponskem sistemu, kjer bi rastlina absorbirala raztopljeni kisik v vodi. Zaradi svoje kompleksnosti se še vedno ne uporablja toliko kot hidroponika. Šobe, ki se uporabljajo v proizvodnji, se lahko zlahka zamašijo ali zlomijo. Toda LettUs Grow je našel rešitev za težavo.
»Popolnoma smo odstranili škropilnice. Meglica nastane na povsem ravni površini, tako da se nič ne zamaši ali zlomi. Verjamemo, da nam bo ta preprosta rešitev omogočila, da aeroponiko popeljemo v veliko večji obseg,« pravi Langley.
LettUs Grow proizvaja sisteme za gojenje, ki se prilegajo v ladijski zabojnik. Te posode so mobilne in jih lahko postavite kjerkoli je prostor.
Skupno gojenje rib in rastlin
Čeprav sta hidroponika in aeroponika dve pomembni tehniki v vertikalnem kmetovanju, nista edini. Uporabljajo se tudi druge tehnike. V Evropi več podjetij uporablja akvaponično metodo vzreje. Podobno kot pri hidroponiki se tudi pri akvaponiki rastline gojijo s koreninami v vodi. Samo te korenine visijo v akvariju, kjer plavajo tudi ribe. Te ribe proizvajajo zelo hranljive odpadne produkte, ki jih lahko rastline ponovno uporabijo.
Rastline absorbirajo hranila in s tem tudi čistijo vodo za ribe. Po Marcelisu bo akvaponika v prihodnosti predstavljala le majhen del trga vertikalnega kmetovanja. »Super stvar je, da odpadke rib uporabljate kot hrano za rastline. Toda bodite previdni in poskrbite, da bo sistem rastlin optimalen,« pravi o tehniki.
Nove vrste zelenjave
Tako Nordic Harvest kot LettUs Grow sta najprej začela eksperimentirati z gojenjem listnate zelenjave, preden sta prešla na zelišča in mikrozelenje. Nato sledijo paradižniki in jagode. Langley pravi, da več vertikalnih kmetij sledi istim stopnjam razvoja. Iz dobrih razlogov. To so občutljivi pridelki visoke vrednosti, ki se pogosto uporabljajo in lahko pokrijejo proizvodne stroške. Prav tako hitro rastejo in so majhne, kar pomeni, da lahko gojite več rastlin hkrati.
Ko se proizvodnja povečuje, je mogoče gojiti več vrst poljščin. Marcelis meni, da bomo čez nekaj let morda lahko kupili nove sorte, ki so bile posebej razvite za vertikalno gojenje. Toda razvijanje receptov za nove pridelke ni nobena sinekura. Da zraste nova vrsta rastline, ki je primerna za ta način gojenja, traja 5-10 let.
Idealna rastlina je majhna s kratkim koreninskim sistemom, hitro raste, jo je enostavno obirati in ima visok donos. Poleg rastnih lastnosti mora biti skrbno sestavljen tudi 'rastlinski recept'. »Največji izziv je sledenje vsaki spremenljivki, ki vpliva na rastlino. Potrebujete prava hranila in poskrbeti morate, da ima rastlina med rastjo stalen dostop do hranil,« pravi Riemann.
Sorazmerno drago
A čeprav je teoretično mogoče kateri koli pridelek gojiti navpično, se to v bližnji prihodnosti ne bo zgodilo. Pridelke v razsutem stanju, kot sta pšenica in koruza, je mogoče gojiti veliko ceneje z običajnimi metodami. »Mislim, da je vertikalno kmetovanje trenutno še posebej primerno za sveže pridelke. Tehnično lahko pridelamo kateri koli pridelek, tudi pšenico. Toda vertikalno kmetovanje je tudi relativno drago. Mislim, da gojenje tovrstnih masovnih izdelkov z relativno nizko vrednostjo trenutno ni realno. Tudi zdaj cene pšenice rastejo zaradi vojne v Ukrajini,« pravi Marcelis.
Kljub temu se v krajih, kot je Singapur, in državah, kot so Združeni arabski emirati, kjer je približno 90 odstotkov vse hrane uvožene, pridelava izdelkov nizke vrednosti v razsutem stanju na ta način lahko izplača. Po drugi strani pa je v Evropi navpična pridelava pšenice dolgoročno morda možnost, a zagotovo ne v naslednjih petih letih.
Visoka poraba energije
Čeprav je prihodnost za vertikalno kmetovanje videti svetla, obstaja en velik problem. Zahteva veliko energije in je zato zelo draga. Natančna poraba energije se razlikuje od kmetije do kmetije, od sistema do sistema in je odvisna od lokacije, sezone in pridelka. Na primer, podjetje v Grčiji pozimi porabi 2.87 kWh energije za pridelavo enega kilograma solate, poleti pa samo 1.73 kWh. Finski iFarm je izračunal, da pridelava njihove solate za 90 dni stane 62.26 kWh na m2. Za jagode je to 117.10 kWh na m2.
Dodatna poraba energije v primerjavi z običajnimi metodami je med 14 in 251 odstotki, odvisno od tega, kje sta rastlinjak in vertikalna farma.
Wageningen University & Research in Delft University of Technology sta izvedli študijo, v kateri sta primerjali rastlinjake in vertikalne farme, ki jih v študiji imenujemo rastlinske tovarne. To je zadevalo rastlinjake in vertikalne kmetije na Nizozemskem, v Združenih arabskih emiratih oziroma na Švedskem. Za slednjo državo so bili v primerjavo vključeni rastlinjaki z in brez umetne svetlobe.
»Proizvodnja enega kilograma suhe solate zahteva vložek 247 kWhe v rastlinski tovarni, v primerjavi s 70, 111, 182 in 211 kWhe v rastlinjakih na Nizozemskem, v Združenih arabskih emiratih in na Švedskem (z in brez dodatnih umetnih osvetlitev),« pravijo znanstveniki v študiji.
V ostrih podnebjih se razlika v porabi energije med obema načinoma gojenja zmanjša. Vertikalne kmetije so morda najbolj energetsko učinkovita izbira v nekaterih ekstremnih podnebjih. Toda tudi na arktičnem severu Švedske in v puščavskih razmerah ZAE so lahko rastlinjaki še vedno najbolj stroškovno učinkovit način gojenja.
Optimizirajte
Vertikalne kmetije lahko problem visoke porabe električne energije do neke mere premagajo z optimizacijo proizvodnje. Z optimalno nastavitvijo LED osvetlitve in barve lahko vplivate tako na čas rasti kot na kakovost pridelka. Stroški kmetijske proizvodnje se lahko zmanjšajo, saj postane kmetija bolj avtomatizirana. Roboti, ki delajo 24 ur na dan in 7 dni v tednu, uporabljajo hranila ob pravem času, spremljajo donos rasti in žejo, ko je rastlina zrela, so lahko draga začetna naložba.
Toda sčasoma roboti s svojim nenehnim delom nadomestijo stroške. Kljub velikemu povpraševanju po energiji in trenutno omejeni ponudbi pridelkov, ki so dovolj poceni za pridelavo, postaja vertikalno kmetovanje vse bolj priljubljeno. Čeprav bo trajalo nekaj časa, preden boste svoje jagode dobili tudi iz posode za gojenje na vašem območju.