Rolnictwo wertykalne umożliwia wielopoziomową uprawę roślin. Wraz z zastosowaniem odpowiedniej technologii pozwala osiągnąć zdrowe i bujne plony przez cały rok, nawet w środku zimy. Na czym polega ta metoda produkcji żywności i jak wygląda farma wertykalna?
Koncepcja rolnictwa wertykalnego została rozpropagowana dopiero na początku XXI w. za sprawą dr. Dicksona Despommier’a z Uniwersytetu Columbia w Stanach Zjednoczonych. Pomysł, który narodził się w murach amerykańskiego uniwersytetu, dzisiaj rewolucjonizuje rolnictwo na całym świecie.
Obecny sposób uprawiania różni się diametralnie od oryginalnej koncepcji. Zastosowanie lamp LED oraz zaawansowanej automatyki sterującej warunkami atmosfery jest teraz standardem w branży.
| Globalny wzrost ludności Na świecie żyje obecnie według szacunków Organizacji Narodów Zjednoczonych ok. 8 miliardów ludzi. Do 2050 roku liczba ludzi ma wzrosnąć do 9,7 miliarda osób[1]. Farmy wertykalne są przyjazne dla środowiska i dają nadzieję na zapewnienie bezpieczeństwa żywnościowego dla przyszłych pokoleń. |
Podstawową zasadą przy uprawach wertykalnych jest pionowe, a nie poziome ułożenie roślin. Pozwala to oszczędzić dużo przestrzeni, bez zmniejszania wydajności. Wertykalna produkcja roślinna najczęściej odbywa się w zamkniętych pomieszczeniach. W celu wytworzenia odpowiedniej atmosfery dla uprawianych roślin, stosuje się system kontroli warunków, wraz z odpowiednią technologią naświetlania.
Uprawy wertykalne nie wymagają użycia gleby. W zależności od wybranej metody uprawiania roślin, woda jest dostarczana prosto do korzeni, co pozwala na dużą oszczędność wody. Rolę podłoża najczęściej pełnią keramzyt, włókna kokosowe, konopne czy wełnę mineralną. Uprawy odbywają się w zamkniętych kubaturach, jeszcze dokładniej odciętych od warunków zewnętrznych przez specjalne śluzy higieniczne, dzięki czemu są dodatkowo zabezpieczone przed ewentualnymi zagrożeniami.
Wiele rozwiązań z obszaru rolnictwa wertykalnego jest kompatybilne z OZE. Zwiększają one energooszczędność rozwiązania oraz pozwalają na szybsze zwroty inwestycji, przy równoczesnym zmniejszaniu śladu węglowego.
Obecnie najpopularniejszymi rozwiązaniami w rolnictwie wertykalnym są albo uprawa odbywająca się w kontenerze morskim albo system upraw wewnątrz pomieszczeń. Niezależnie od rodzaju upraw pewne elementy są niezmienne dla każdego z tych rozwiązań.
Uprawianie roślin w pionowym ułożeniu, na specjalnie zaprojektowanych konstrukcjach (np. kolumnach, półkach uprawowych). Rodzaj zabudowy wybierany jest w zależności od wysokości kubatury budynku oraz gatunku uprawianej rośliny. W technologii Hydropolis są to wielopiętrowe stelaże, wózki uprawowe lub rynny uprawowe.
Wykorzystanie sztucznego oświetlenia, które kontroluje tempo wzrostu, wygląd i okres kwitnienia roślin. Światło to różni się jednak od zwykłych świetlówek, które używamy w domach. Jego unikalność polega na tym, że parametry lamp dobierane są w zależności od rośliny. Długości fali światła, natężenie – to wszystko ma wpływ na wzrost rośliny. Najpopularniejszym typem światła w uprawach wertykalnych jest oświetlenie LED.
Kontrolowanie warunków pozwala na wytworzenie optymalnego otoczenia dla wzrostu rośliny w zamkniętym pomieszczeniu. Dzieje się tak dzięki kontroli temperatury, wilgotności, koncentracji gazów, parametrów pożywki, nawodnienia oraz natężenia światła. Kluczowym aspektem jest zapewnienie równomiernych, optymalnych parametrów w każdym miejscu na uprawie. Gwarantujemy tym, że roślina dostanie idealne warunki dla zdrowego i szybkiego wzrostu.
Miejsce inkubacji i dojrzewania młodych sadzonek, przed przeniesieniem do pionowej uprawy. Ten etap produkcji odbywa się w dwóch formach: w szafach uprawowych lub w specjalnie odseparowanych pomieszczeniach w przypadku większych upraw. Roślina spędza tam następne dni/tygodnie aż do czasu, gdy osiągnie odpowiednią gramaturę oraz wysokość, która pozwala na przeniesienie jej do głównego systemu.
Bezglebowe metody nawadniania roślin (hydroponiczny, aeroponiczny, akwaponiczny) dostarczają wodę wraz z substancjami odżywczymi prosto do korzenia rośliny. Systemy te projektowane są w obiegu zamkniętym ograniczając tym samym marnotrawstwo wody oraz użycie szkodliwych chemikaliów. Częścią systemu jest zbiornik wodny, pompa oraz precyzyjne dozowanie pożywki (wody z nawozami).
Proces nawodnienia na uprawie wertykalnej w oferowanych przez nas dwóch systemach: SMART CROP i Plantainer jest w pełni zautomatyzowany. Automatyka czuwa nad tym, aby zachować dla każdej rośliny odpowiedni stan nawodnienia, ilość i natlenienie pożywki, temperaturę, PH oraz EC. Ilość wody w obiegu zamkniętym utrzymywana jest na stałym poziomie. Zmienia się natomiast jej skład: ilość miko i –makro elementów zależny jest od etapu wzrostu rośliny.
Uprawy są zazwyczaj zaopatrzone w systemy sterujące całym procesem upraw. Często wykorzystuje się sztuczną inteligencję lub robotykę, która pomaga automatyzować uprawę i zbiory.
W uprawach wertykalnych firmy Hydropolis, automatyka uprawowa czuwa nad tym, aby wszystkie parametry były ustawione na odpowiednim poziomie, zapewniającym najlepsze warunki do wzrostu roślin.
Automatyka znajdująca się na uprawie połączona jest z oprogramowaniem służącym do zdalnego zarządzania farmą. Program Grow Wizard pozwala na:
• Stały nadzór nad warunkami panującymi na uprawie
• Zarządzanie kolejnymi etapami produkcji
• Planowanie następnych upraw
Rolnictwo kontrolowane łączy zrównoważone wykorzystanie zasobów z maksymalizacją produkcji. Ogranicza czynnik ludzki do minimum. Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom pozwala dostarczyć w szybszym czasie zdrową żywność.
Uprawa w kontrolowanym środowisku (ang. Controlled Environment Agriculture) jest nieodłącznym elementem rolnictwa wertykalnego. Łączy w sobie różne technologie, które pozwalają osiągnąć optymalne warunki do wzrostu.
Temperatura jest automatycznie dostosowywana w zależności od uprawianego gatunku roślin. Pozwala to wytworzyć dobre warunki do wzrostu. Przepływ powietrza w systemach pionowych kieruje powietrze przez systemy filtracji, redukuje wilgotność, usuwa ciepło i cyrkuluje CO2.
Ważnym elementem kontrolowanej uprawy jest koncentracja CO2. Jest to niezbędny związek do fotosyntezy roślin. Z tego powodu nawet najmniejsze zaburzenia w ilości dostarczanego pierwiastka mogą niekorzystnie wpłynąć na cały cykl rozwoju roślin.
W uprawach wertykalnych światło naturalne zastępuje się oświetleniem sztucznym. Jest to jedyne źródło oświetlenia dla roślin. Kolor, intensywność i czas trwania światła mają wpływ na wzrost roślin i plony. W rolnictwie wertykalnym bardzo ważny jest wybór odpowiedniego źródła światła, ponieważ każdy etap rozwoju roślin ma inne wymagania oświetleniowe.
Dla większości roślin poziom wilgotności powinien utrzymywać się pomiędzy 40 a 50%. Technologie kontrolowanych upraw pozwalają osiągnąć idealne parametry dla uprawianych gatunków. W momencie, w którym poziomy wzrastają lub spadają, system automatycznie przywraca je na docelowe poziomy.
Prawidłowe odżywianie jest kluczowym elementem rozwoju roślin. Zautomatyzowany system dozowania pożywki monitoruje poziom stężenia składników odżywczych w zbiorniku: poziom pH, EC oraz temperaturę wody. W większości przypadków system dozowania jest połączony ze źródłem składników odżywczych za pomocą pomp perystaltycznych, które pobierają wymaganą dawkę składników odżywczych i transportują je do zbiornika.
| Uprawa roślin bez pestycydów Rolnictwo wertykalne to produkcja zdrowej żywności z niskim śladem wodnym. W uprawach wertykalnych nie ma konieczności stosowania środków ochrony roślin (pestycydów, herbicydów, fungicydów). |
W farmach wertykalnych z powodzeniem uprawia się sałaty, zioła, pomidory, truskawki, kwiaty, grzyby i algi. Firmy zajmujące się tego rodzajem upraw na świecie testują uprawę zbóż, ryżu a nawet pasz dla zwierząt. Analizując możliwości uprawy warto zastanowić się nad potencjalnym rynkiem zbytu. Sprawdzić, które produkty są najbardziej pożądane, ich ceny, dostępność w ciągu roku itp.
Obecne rozwiązania firmy Hydropolis pozwalają na uprawę roślin niskich zielonych liściastych tzn.:
• Sałat: masłowa, karbowana, batawska, rzymska, rukola
• Ziół: bazylia, mięta, tymianek
• Mikroliści
Trwają pracę nad opracowaniem algorytmów uprawowych dla roślin owocujących truskawek.
• Wspierają zrównoważony rozwój – to maksymalizacja produkcji żywności przy ograniczeniu wykorzystania zasobów naturalnych
• Brak sezonowości – dzięki systemowi kontrolowanych warunków sezon na sałatę i inne rośliny trwa 365 dni w roku. Farma działa niezależnie od warunków panujących na zewnątrz.
• Zmniejszenie śladu wodnego – rolnictwo jest odpowiedzialne aż za 70% zużycia zasobów wodnych[2]. W rolnictwie wertykalnym w rozwiązaniach Hydropolis zużywa się do 95% mniej wody w porównaniu do konwencjonalnych metod uprawy.
• Zminimalizowanie zanieczyszczeń powietrza – sektor rolnictwa odpowiada za 23% antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych[3].
Dużo powodów przemawia na korzyść rolnictwa wertykalnego. Jeżeli jesteś zainteresowany technologią i masz pytania dotyczące rozpoczęcia uprawy wertykalnej, skontaktuj się z nami. Nasi specjaliści doradzą Ci najlepsze rozwiązanie i pomogą zacząć własną przygodę z uprawą hydroponiczną.
[1] United Nations, Global Issue, Population, https://www.un.org/en/global-issues/population, [Dostęp: 11.07.2023]
[2] Distribution of the environmental impacts of food production worldwide, https://www.statista.com/statistics/1176527/environmental-impacts-of-food-production-worldwide/ [dostęp: 06.07.2023]
[3] Anaïs Marechal, How much greenhouse gases are emitted by agriculture?, https://www.polytechnique-insights.com/en/braincamps/planet/agriculture-can-we-lower-emissions-whilst-feeding-the-world/how-to-reduce-greenhouse-gas-emissions-from-agriculture/ [dostęp: 06.07.2023]
