Вертикальное земледелие может увеличить урожайность и снизить воздействие на окружающую среду
Исследовательская группа под руководством TUMCREATE, исследовательской платформы в Сингапуре, возглавляемой Техническим университетом Мюнхена (TUM), изучила выращивание шести групп продуктов в вертикальных фермах: сельскохозяйственных культур, водорослей, грибов, насекомых, рыбы и культивируемого мяса. В исследовании, опубликованном в PNAS Nexus, показано положительное влияние вертикального земледелия как на урожайность, так и на экологический след, и подчеркнута его роль в будущей продовольственной безопасности.
«Вертикальное земледелие — это ценное дополнение: продукты можно выращивать близко к потребителям, независимо от погоды и эффективно используя пространство», — объясняет ведущий исследователь публикации доктор Ванеса Кальво-Балтанас.
В исследовании представлены теоретические оценки, подкрепленные ранее опубликованными экспериментальными данными. На их основе ученые создали количественную модель для оценки урожайности и потенциального воздействия на окружающую среду в контролируемых условиях сельского хозяйства, таких как вертикальные фермы.
Городское производство продуктов питания с Proteins4Singapore
Исследование оценивает потенциал различных групп продуктов в 10-ярусной вертикальной ферме. По сравнению с полевыми культурами, эти продукты могут увеличить выход белка с единицы площади почти в триста раз для культур и более чем в 6000 раз для грибов и насекомых.
Это увеличение урожайности дает преимущества в снижении воздействия на окружающую среду. Во всех группах контролируемое земледелие сокращает использование земли и устраняет необходимость в средствах борьбы с болезнями, таких как пестициды и антибиотики.
Исследование проведено в рамках проекта Proteins4Singapore, который изучает устойчивые и функциональные белки для снабжения городских районов, таких как Сингапур. Стратегия государства «30 на 30» направлена на производство 30% пищевых потребностей на месте к 2030 году. Результаты исследования подтверждают, что вертикальное земледелие может стать ресурсоэффективной частью этой стратегии.
Замкнутое и эффективное использование ресурсов
«Потенциал вертикального земледелия далеко не исчерпан», — подчеркивает профессор цифрового сельского хозяйства TUM и ведущий исследователь TUMCREATE Сентхольд Ассенг.
Культивирование новых групп продуктов вертикально может иметь дополнительный потенциал для оптимизации. Например, грибы и насекомые могут помочь замкнуть ресурсные циклы с комнатными культурами, перерабатывая их отходы в съедобную и питательную пищу.
Грибы и насекомые — примеры продуктов, требующих мало света. Их выращивание особенно интересно, так как оно снижает потребление энергии и связанные с этим затраты, преодолевая главный недостаток вертикального земледелия.
Принятие и продвижение
Основные проблемы для систем производства продуктов питания в контролируемых условиях — высокий спрос на энергию и социальное принятие. Некоторые продукты, такие как водоросли и насекомые, в настоящее время не принимаются многими потребителями.
«Контролируемое сельское хозяйство может революционизировать производство продуктов питания. Однако для реализации его полного потенциала необходимы технологические достижения, междисциплинарные исследования для решения энергетических проблем, политические стимулы и вовлечение общественности», — говорит доктор Кальво-Балтанас.
Она подчеркивает, что исследование предоставляет основу для лиц, определяющих политику, промышленности и исследователей, чтобы принимать обоснованные решения для устойчивого производства продуктов питания.