Вертикальные фермы:
из городов на Луну
Вертикальное фермерство — это эффективный способ выращивания свежих овощей, фруктов, ягод и зелени на территории городов. Разными способами. По оценке агентства Allied Market Research, в 2017 году мировой рынок вертикального фермерства составил $1,8 млрд, а к 2025 году вырастет до $10,24 млрд. Это связано с ростом городского населения, увеличением спроса на локальные продукты и сокращением природных ресурсов.

По данным ООН, в мире ежегодно деградирует 12 млн га сельскохозяйственных земель, что приводит к снижению урожайности растений. В настоящее время на почве невозможно вырастить необходимое человечеству количество продуктов без использования химии: на ослабленном грунте вырастают растения, неспособные самостоятельно бороться с насекомыми и болезнями, считает директор «ГринКонсалт», эксперт Илья Иванов.

Тем не менее, у большинства людей выращивание на почве по-прежнему ассоциируется с природной естественностью и надежностью, и идея классического земледелия продолжает быть доминирующей во всем мире. В 2017 году компания iFarm Project проводила первые эксперименты, именно выращивая растения с использованием почвы — предприниматели построили в Новосибирске энергоэффективные теплицы, где посадили в грунт томаты, огурцы, редис, клубнику и зелень.

«За полтора года экспериментов мы поняли, что главное — вырастить вкусный и полезный продукт без использования ядов и пестицидов, для чего как нельзя лучше подходят технологии вертикального фермерства, то есть выращивание растений в стеллажах», — прокомментировал генеральный директор iFarm Александр Лысковский.
В настоящее время в теплицах iFarm проводится эксперимент по выращиванию овощей методом малообъёмной гидропоники.
Если говорить о развитии вертикального фермерства, то оно началось с гидропоники — это замена почвы чистым питательным раствором в производственных условиях. Её изобрел профессор Калифорнийского университета Уильям Герике. В 1929 году он успешно переоборудовал свою лабораторию в коммерческое предприятие по выращиванию растений — газеты печатали портреты доктора Герике на лестнице, собирающего урожай десятикилограммовых помидоров.

В декабре 1937 года выпускник факультета сельского хозяйства Калифорнийского университета Ламори Лаумейстер, работавший в тесном сотрудничестве с Герике, отправился на Остров Уэйк размером 6,5 кв. м, где находилась заправочная станция Pan American Airways, чтобы организовать там сельскохозяйственный эксперимент с использованием гидропонных технологий.

К февралю 1938 году Лаумейстер произвёл свой первый урожай редиски. С другими культурами у него поначалу было больше трудностей, многие из них росли пышной растительностью под тропическим солнцем, но не приносили плодов. Но незначительные изменения в питательном растворе и установка теневых конструкций решили проблемы, и через месяц Ламори обеспечил жителей острова салатом, огурцами и морковью. Еженедельная урожайность составляла 30 фунтов томатов, 20 фунтов стручковой фасоли, 40 фунтов сладкой кукурузы и 20 головок салата.
Уильям Герике собирал урожай один и вместе с супругой. Фотографии: http://hydroponicgardening.com
Аэропоника похожа на гидропонику, но при этом методе выращивания растения подвешивают в стеллаже без субстрата, и вместо того чтобы подавать удобрения в виде раствора, орошают только их корни. В общем-то, все это создано самой природой. Так, в тропических лесах Южной Америки высоко над землей живут красивые орхидеи, которые «сидят» на сучьях больших деревьев и свешивают в воздух густые пряди своих белых корней. Они не сосут сок деревьев, а питаются самостоятельно — питательными солями, которые содержатся в пыли и накапливаются в неровностях коры их гостеприимных хозяев. А воду орхидеи поглощают прямо из воздуха.

Разработчиком метода аэропоники считается русский ученый, физиолог растений и магистр ботаники Владимир Арциховский. Он сконструировал первые аэропонные установки и доказал их эффективность в культивировании растений, рассказав в 1911 году о том, как эффективно корневые системы развиваются при разбрызгивании различных веществ в окружающем корни воздухе. Арциховский называл аэропонику «водной культурой наоборот»: в водной культуре корни растений находятся в питательном растворе, через который время от времени пропускают воздух, а в воздушной — корни находятся в воздухе, через который время от времени проходит питательный раствор. Причем, в ходе экспериментов Арциховский открыл, что выращенные методом аэропоники растения отлично переносят огромные концентрации не только питательных, но и вредных солей.

В последние тридцать лет с аэропоникой активно экспериментируют в Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Так как в условиях невесомости растения поглощают питательные вещества активнее, чем на Земле, а в космических кораблях недостаточно пространства для их хранения, и именно аэропоника может обеспечить выращивание здоровых и свежих овощей на борту. Предположительно, этот способ выращивания астронавты будут использовать в городе, который НАСА планирует возвести на поверхности Луны.
Так представляют будущее в НАСА. Фотография: http://renewablesolutionsgroup.com
Аквапоника, в свою очередь, сочетает в себе традиционную аквакультуру — разведение рыб (чаще всего тилапии, баррамунди и серебряного окуня) в водных резервуарах и гидропонику — выращивание растений без грунта. Это создает естественную экологическую систему, в которой отходы жизнедеятельности пресноводных используются в качестве питательной среды для растений, а растения очищают воду для жизни рыб.

Данный способ выращивания активно используют в Америке. В том числе в 2016 году на крыше фабрики Pfizer построили аквапоническую ферму Verticulture, где живут 160 тилапий, которые позволяют фермерам еженедельно выращивать до 18 килограммов базилика «Дженовезе» и тайского базилика и поставлять его в местные магазины.
Майлз Кретьен, один из основателей Verticulture, на ферме и зелень, которая там растёт. Фотографии: https://12stepstofarming.net и https://www.ediblebrooklyn.com
Биопонику часто называют органической гидропоникой. Ее изобрел Уильям Тексье — один из профессионалов в гидропонном выращивании растений. По его мнению, для получения качественных урожаев, необходимо поддерживать субстрат здоровым и, используя процесс разложения органических веществ, получать новые источники питания растений.

В биопонике растения подвешиваются в стеллаже вместе с искусственным субстратом, но, при этом, их корням подаются питательные вещества, созданные на основе сертифицированных органических удобрений. И по словам Тексье, именно это позволяет собирать органические урожаи.
Вертикальная ферма Saturn Bioponics в Англии. Фото: http://www.adamgasson.com
В настоящее время под словом «гидропоника» часто подразумевают все вышеперечисленные методы. Но люди постоянно совершенствуют эту технологию, чтобы получать более вкусные урожаи, в том числе — овощей, говорит Илья Иванов. «Очень хорошо развивается малообъемная гидропоника — метод выращивания, при котором используют новый, дружественный растениям, субстрат: торф, кокосовую стружку и минеральную вату», — пояснил эксперт.

Данный вид гидропоники назвали малообъемной, так как для полноценного развития томатов или огурцов требуется от двух до четырех литров субстрата на весь цикл роста растений, плюс подкармливание небольшим количеством удобрений (они подаются под горшочки снизу, как в классической гидропонике). И сейчас именно этот способ выращивания становится все более востребованным в России и в мире. Команда iFarm уже проводит свой эксперимент по выращиванию огурцов.

2/04/2019