Вертикальные фермы — технологический прорыв в агрономии

Уже сейчас существует несколько крупных компаний, такие как AeroFarms, Urban Crop Solutions, AgroTechFarm, Plenty, Freight Farms.

В 2017 году объем рынка вертикального сельского хозяйства достиг $2,3 млрд. А по прогнозам Research And Markets к 2023 году мировой рынок вертикальных ферм вырастет до $7,4 млрд.

Такие темпы роста объясняются тем, что данную технологию можно внедрить в почти любую сферу жизни: крупную промышленность, ресторанный и гостиничный бизнес, личное использование в жилом помещении.

Автоматизированные фермы решают две важные проблемы:

• Логистика.

Для потребителя, проживающего в небольшом шведском поселке, сложно доставить те же огурцы. В этом государстве их можно выращивать только в теплицах, объемы создаваемой продукции невелики. Обеспечить доставку огурцов сложно, они могут доехать уже испорченными. В данном случае лучшим вариантом будет установка одной небольшой автоматизированной фермы в поселке. Ферма будет производить более тонны огурцов в месяц, но можно выращивать также помидоры, свеклу и морковь.

Если использовать устройство в ресторанном бизнесе, можно предоставлять своим клиентам блюда из самых свежих продуктов. Например, салат будет приготовлен из только что взрощенного помидора, огурца, лука, что положительно повлияет на вкус.

• Качество продукции.

При выращивании овощей или фруктов с использованием грунтовой поверхности, есть риск приобретения растением каких-либо болезней или распространения патогенной флоры, что приведет к гибели культуры.

Автоматизированные фермы способны снизить процент брака до минимального значения. В умных фермах используются беспочвенные методы выращивания растений.

Принцип работы

Для того, чтобы хозяйственные культуры росли, нужно создать благоприятные условия: обеспечить подачу строительных веществ в корень растения, сделать хорошее освещение для поддержания процесса фотосинтеза и настроить вентилирование всей системы для оптимального протекания множества других процессов.

Для выращивания применяют гидропонный или аэропонный метод.

• Гидропонный метод - подача жидкости с питательными веществами в корневую систему растения. Данный метод гарантирует насыщение корневой области всеми необходимыми строительными элементами и более интенсивный рост, в сравнении с грунтовым способом.

Главной проблемой гидропонного метода является то, что раствор практически не насыщается естественным кислородом, из-за чего может развиться патогенная флора, что приводит к смерти растения.

• Аэропонный метод - процесс периодического распыления питательного раствора. Этот метод обеспечивает высокую степень оксигенации питательной среды благодаря подаче раствора под высоким давлением.

Слабость данного принципа заключается в том, что для такой системы требуется регулярное техническое обслуживание.

Специалисты из AgroTechFarm пришли к тому, что добиться наилучшей эффективности и обеспечить безопасность растениям можно, если комбинировать два метода выращивания.

Освещение - один из основных факторов для культивации растения. В теплицах устанавливают натриевые газоразрядные лампы, но они подходят лишь для крупных тепличных хозяйств и промышленных агрокомплексов, потому что имеют сильное энергопотребление и тепловыделение, что может навредить растению. Компании, которые создают автоматизированные фермы, используют для освещения светодиодные светильники, разработанные, как правило, по особой технологии (у всех разная).

Вентилирование осуществляется при помощи систем кондиционирования или контуров понижения и повышения температуры. Второй способ заключается в том, что через специальный клапан из хранилища удаляются холодные или теплые массы воздуха. Данный способ бюджетнее, чем первый, а также более надежный, он исключает процедуру сервисного обслуживания системы кондиционирования.

Сравнение ферм

Существует несколько компаний, которые производят вертикальные фермы, каждая из которых использует гидропонику и аэропонику по-своему. Каждая компания занимает определенную категорию рынка: кто-то производит фермы для промышленных масштабов, кто-то для общественных предприятий, а кто-то для обычного потребителя. Некоторые компании захватывают сразу все категории.

AeroFarms

AeroFarms появилась в 2004 году и стала одной из первых компаний на рынке.

Они уже создали четыре комплекса в Нью-Арке, в которых располагаются автоматизированные фермы. Общая площадь этих ферм - 9806 кв. метров, они построили самую крупную вертикальную ферму в мире. AeroFarm выращивает различные сельскохозяйственные культуры в своих комплексах для дальнейшей продажи.

В основе системы лежит принцип аэропоники, что позволяет производить большие объемы продукции при минимальных затратах на воду. Как и все остальные компании, она использует светодиоды для обеспечения правильного протекания фотосинтеза.

Urban Crop Solutions

Автоматизированные фермы от данного производителя используют метод гидропоники, который уступает аэропонике по количеству урожайности и трате воды, но аэропоника менее надежна, по причине износа распыляющего механизма. Компания позволяет контролировать цикл роста культуры с помощью телефона, при подключении к интернету.

Urban Crop Solutions производит как мобильные фермы (28,2 кв. метра), так и промышленные (до 5416 кв. метра).

Младшая модель представляет собой стандартный сорокафутовый контейнер, где может находиться человек и где культивируются растения. Площадь выращивания - 50 кв. метров.

Старшая модель - это настоящая роботизированная фабрика для выращивания культур. Постройка может содержать в себе 24 уровня, то есть ферма площадью 5416 кв. метров может иметь 130 000 кв. метровую площадь для выращивания.

AgroTechFarm

Компания разрабатывает фермы для ресторанного и гостиничного бизнеса, а также для мелких предприятий. AgroTеchFarm комбинирует метод гидропоники и аэропоники, что дает самую лучшую эффективность среди всех других автоматизированных ферм.

Мобильная модель составляет 50 кв. метров. Если брать в пример клубнику, такая ферма может давать урожайность от 300 килограмм в месяц.

Компания готова установить ферму площадью до 2000 кв. метров. Такое сооружение позволит получать около 20 тонн клубники ежемесячно. Ферма от AgroTechFarm позволяет увеличить урожайность в 10 раз с 1 кв. метра по сравнению с грунтовым способом выращивания.

Также в отличии от остальных производители они осуществляют вентилирование воздуха с помощью контура температуры, а не кондиционирования, что делает их продукцию надежнее.

Plenty

Фермы от этого производителя подняли шум в 2017 году, тогда они привлекли $200 млн инвестиций от крупных игроков рынка: Эрика Шмидта, Джеффа Безоса, Джеффри Хаузенболда. Это самый успешный сельскохозяйственный стартап по количеству привлеченных инвестиций.

Plenty разрабатывает городские фермы, в которых выращиваются различные травы и зелень. Для этого они используют гидропонику. Они культивируют растения на шестиметровой стене, что позволяет на небольшой площади выращивать большие объемы растений. Их ферма способна культивировать в 350 раз больше зелени, чем грунтовая ферма той же площади, тратя на это в 100 раз меньше воды. Для устранения вредителей компания использует божьих коровок.

Эти фермы выращивают быстропортящиеся травы и зелень. Свои сооружения компания построила в нескольких городах США: Сан-Франциско для торговли на местном рынке и Кенте, чтобы торговать свей продукция в Сиэтле и Ванкувере.

В ассортименте Plenty есть базилик, шнитт-лук, красный салат, щавель и сибирская капуста.

Freight Farms

В 2011 компания успешно завершила сбор средств на площадке Kickstarter, и стала разрабатывать вертикальные автоматизированные фермы, которые можно разместить внутри классического сорокафутового морского контейнера.

Их фермы покупают по всему миру. Создателей удивило то, что многие заказы идут из мелких городов и поселков, это объясняется тем, что вертикальные фермы в разы эффективнее, чем классический грунтовый метод культивации растений. Freight Farms используют гидропонику для выращивание культур. Компания не производит промышленные фермы.

Каждая вертикальная ферма имеет свои плюсы и минусы:

• AeroFarms превосходит всех по своей эффективности, потому что их фермы используют исключительно метод аэропоники, но в то же время данное решение делает систему ненадежной и требует проведения регулярного технического осмотра. Поэтому лучшим вариантом является AgroTechFarm, ведь они используют обе технологии, которые сбалансированы для обеспечения лучшей надежности.
• Вертикальные фермы превосходят классический грунтовый метод культивации растений по всем параметрам: потребление воды, сложность ухода, физическая работа. Главной статьей расходов является освещение LED-лампами.

Заключение

Автоматизированные вертикальные фермы намерены перевернуть мир сельского хозяйства и это не удивительно, ведь передовые технологии гидропоники и аэропоники обходят обычный посев во всем. Существует множество компаний, создающих фермы размером с классический морской контейнер. Такие фермы могут использовать начинающие предприниматели для ресторанного бизнеса, ведь таким образом появляется возможность сэкономить на транспортировке растений и подавать на стол только свежие продукты.

Такие фермы борются с неожиданностями, которые нам готовит природа (засухи, длительная зима, землетрясения). Теперь даже в том случае, если в радиусе сотен километров нет плодородных земель, люди могут выращивать фрукты, овощи и травы, которые по качеству будут превосходить культивированные на предназначенных для этого землях.