Площадь пола в городских помещениях всегда дорога: за используемую квадратуру помещения платится либо аренда, либо налог, а вот площадь стен (вертикаль пространства) практически ничего не стоит и, более того, пустует. О том, чем её заполнить, часто думают архитекторы и пользующиеся помещениями люди.
Авторы: Дмитрий Госсе, Анна Горбачёва
В последние годы активно ведутся поиски новых форм аграрного производства, которое могло бы вписываться в урбанизированную среду. Разрабатываются эффективные экономические и социокультурные модели, а также инженерные и архитектурные решения. Главная задача устройства вертикальных ферм – это оптимизация и увеличение посадочной площади при её дефиците.Несмотря на значительные земельные ресурсы, Россия и другие страны с высокой стоимостью труда, большим процентом городского населения и ограниченным временем вегетации растений, весьма заинтересованы в подобных проектах.
Как городское фермерство используется в разных странах
Эффективность внедрения производственных теплиц на территории города и пристройки их к зданиям или промышленным объектам известна с конца XX в. Они используются преимущественно в коммерческих проектах, нацеленных на интенсивное производство и получение прибыли, поэтому в них применяются современные технологии закрытого грунта: гидропоника, аквапоника, аэропоника, климат-контроль, отлично зарекомендовавшие себя во внегородских тепличных хозяйствах крупных аграрных производителей в Голландии и Израиле.
Ещё более актуальны эти технологии в странах с большой плотностью населения. Так, в Японии, где земля и рабочая сила в дефиците, ведётся наиболее высокотехнологичное производство. Например, компания Spread строит фермы в густонаселённых городах, чтобы сократить время транспортировки и поставлять самые свежие продукты. По данным компании, она расходует на 99 % меньше воды, чем расходуется при ведении сельского хозяйства традиционными методами. Уровень потерь продукции также ниже обычного и составляет 10% по сравнению с 40 % в среднем.
Количество овощных вертикальных ферм в Японии выросло с 93 в 2011 году до 390 в феврале 2021 года. Триггером стало начало запущенной японским правительством в 2008 году кампании по продвижению сельского хозяйства в закрытых помещениях. Субсидиями и кредитами воспользовалось более половины фермерских хозяйств в стране. В том числе и компания Spread. Однако прибыльной их ферма стала только в 2013 году, через шесть лет после основания.
В 2022 году в Объединенных Арабских Эмиратах, в одном из самых жарких и сухих мест на Земле, открылась самая крупная вертикальная ферма в мире. Гидропонная ферма ECO 1 площадью 30600 м2 планирует производить около 907000 кг листовой зелени в год, требуя при этом на 95 % меньше воды, чем традиционное сельское хозяйство. По словам компании, эта уникальная инициатива отражает приверженность страны продовольственной безопасности путём содействия развитию устойчивых систем производства продовольствия и устойчивых методов ведения сельского хозяйства.
Устройство вертикальных ферм
Предприниматель Jack Ng, при содействии Agri-Food и Veterinary Authority, был первым, кто вышел на рынок с идеей коммерческой вертикальной теплицы. Это произошло в 2012 году. Его вертикальная тепличная система выращивает овощи на А-образных установках. Каждая по шесть метров высотой. Модульные А-образные рамы состоят из 22-26 уровней с желобами для выращивания растений, которые вращаются вокруг алюминиевой рамы башни со скоростью 1 мм в секунду, обеспечивая равномерное распределение солнечного света, хорошее движение воздуха и ирригацию для всех растений. Система вращения приводится в действие уникальной гравитационной системой водяных колёс, которая использует всего один литр дождевой воды, собираемой в резервуаре. Вся система занимает площадь средней ванной комнаты. Проект полностью экологичен. В настоящее время недалеко от Сингапура возведено около 120 таких теплиц.
Ферма AeroFarms в Ньюарке штата Нью Джерси, разместившаяся на базе заброшенного сталелитейного завода, – пионер в сфере вертикальных ферм с многоуровневым способом выращивания продовольственных растений. В настоящее время тепличное хозяйство компании Aerofarms занимается не только производством зелёной продукции, но и разработкой технологий. Например, в 2021 году Aerofarms заключила договор с компанией Cargill, целью которого являются повышение урожайности какао-бобов и разработка более устойчивых к климатическим изменениям методов ведения сельского хозяйства. Вместе две организации будут экспериментировать с различными технологиями выращивания в закрытом грунте, включая аэропонику и гидропонику, используя разные методы освещения, орошения, питания, ухода и формата посадок растений, чтобы определить оптимальные условия для роста какао-деревьев.
Предложение на рынке вертикальных ферм
Выращивать зеленные и овощные культуры можно и в условиях компактных гидропонных домашних установок. Так, компания GSky Plant Systems, Inc. (США) и другие крупные компании предлагают автономные домашние системы выращивания растений во взаимосвязанных подвесных контейнерах FlatWall, которые могут быть заполнены гидропонным субстратом и снабжены системой циркуляции питательного раствора. Компания Williams sonoma (Калифорния) предлагает автономную модульную конструкцию с косыми полками и ячейками для выращивания в них овощей и зелени в торфяном или кокосовом субстратах с единой для всего модуля системой полива при помощи капиллярного мата. Компания «Вертикальные лечебные сады» (Москва) предлагает сборные конструкции из самостоятельных гроубэг-модулей, заполняемых различными субстратами на основе торфа, коковолокна, цеолита, ионита, глинистых гранулятов.
Российская компания Lafasad предлагает масштабируемую автономную гидропонную установку, интегрированную в монолитный единый модуль с системой циркуляции питательного раствора. Эти системы не сложны в монтаже и эксплуатации и уже полноценно используются в качестве экспериментально-показательных и производственных объектов в образовательных учреждениях, кафе и частных помещениях в различных городах России (например, в атриуме экономического факультета Московского государственного университета на Воробьевых горах). Но не только вертикальные фермы экономят дефицитную городскую площадь. Компактные, аккуратно спроектированные стеллажи дают возможность выращивать десятки разных растений на каждой полке.
Выращивание микрозелени
С технологичными системами в таких фермах можно без особого труда выращивать растения в помещениях с искусственной подсветкой. Они могут быть расположены даже в подвалах. Требуются лишь субстрат хорошего качества, содержащий необходимые питательные вещества, экологически чистая подкормка, правильная система освещения и вода хорошего качества. В таких условиях хорошо выращивать микрозелень. Микрозелень представляет собой зеленные культуры, злаковые и бобовые и другие, которые собирают на стадии окрепших проростков, ещё не рассады, но уже с настоящими листьями, обычно размер этих растений составляет от 2,5 до 6−7 см. Микрозелень содержит рекордные количества питательных и минеральных веществ. В ресторанах её часто подают как вкусные и питательные салатные миксы и гарниры.
Наиболее перспективные культуры для сити-фермерства
- Для вертикальных грядок в войлочных карманах – клубника (сорт «Mieze Schindler»), земляника, салатные зелени (кресс-салат, салат латук, шпинат, горчица сарептская, рукола, портулак овощной, полевой салат, кервель, бораго, петрушка, укроп), чеснок на зелень, горох, мелкие перцы чили.
- Для гидропонных установок – зелень (салат латук, капуста кейл, базилик), помидоры, перец, различные ягоды, включая клубнику, и широкий спектр трав.
- Для выращивания микрозелени на стеллажах и в гроубоксах – пшеница, ячмень, овёс, бобы мунг, люцерна, чечевица, клевер, киноа, кунжут, листовой редис, лук, брокколи, красный и зеленый базилик, рукола, горох, краснокачанная капуста, листовая петрушка, мангольд, свёкла, кресс-салат, кинза, дижонская горчица, пажитник, подсолнечник, лук порей, нут, тыква.
- Для неглубокой контейнерной балконной культуры – томаты черри, огурцы, салаты, перцы, клубника, лук, салат, редис, салат, базилик, кориандр и другая зелень, чеснок на зелень, кольраби, лук на зелень, азиатская зелень, горох, мята, тимьян.
- Для гроубоксов с полным циклом выращивания – хорошо удаётся базилик и прочие вышеперечисленные культуры микрозелени.
