Da bismo bili sigurni da svi dobro jedu u našem prepunom svetu, moramo da uvedemo inovacije. Vertikalni poljoprivredni sistemi, koji intenzivno uzgajaju biljke u zatvorenom prostoru, mogli bi biti deo odgovora – ali da bismo ih koristili u velikim razmerama, moramo da prevaziđemo ključne probleme, posebno upravljanje energetski intenzivnim, skupim svetlom koje biljke treba da rasti.
Sada naučnici pokazuju kako bi manipulisanje svetlom u skladu sa potrebama određenih useva moglo da ih učini jačim i zdravijim, a istovremeno smanji potrošnju energije.
„Najveća prednost vertikalnih poljoprivrednih sistema je da se zdrava hrana može uzgajati mnogo bliže potrošačima na mestima gde je to inače nemoguće: u megagradovima, u pustinjama i na mestima koja su hladna i mračna tokom većeg dela godine“, rekao je dr Elias Kajzer, prvi autor članka u Frontiers in Science. „Najveći izazov su troškovi povezani sa korišćenjem električne energije.“
Mnogi vertikalni poljoprivredni sistemi se pokreću koristeći stalne uslove okoline, koji zahtevaju mnogo skupe električne energije za održavanje. Analiza naučnika pokazuje da su ovi zahtevni uslovi nepotrebni: primenom dinamičke kontrole životne sredine, sugerišu oni, možemo postići vertikalnu poljoprivredu koja je isplativija i koja uzgaja zdravije biljke.
„Bili smo motivisani ritmovima koje biljke pokazuju u dnevnim i razvojnim vremenskim razmacima, koji zahtevaju da se njihovo okruženje za uzgoj redovno prilagođava kako bi savršeno usmeravali njihov rast“, rekao je profesor Leo Marselis sa Univerziteta Vageningen, viši autor.
„Mi navodimo strategiju koja koristi znanje o fiziologiji biljaka, nove tehnike sensinga i modeliranja, i nove sorte posebno uzgajane za vertikalne sisteme poljoprivrede.
Pošto su biološke funkcije biljaka pod velikim uticajem uslova okoline kao što su promene temperature, talasne dužine svetlosti i količina CO 2 u atmosferi, manipulisanje okolinom omogućava vertikalnom sistemu poljoprivrede da manipuliše razvojem biljaka.
Osvetljenje je kritična varijabla; svim biljkama je potreban za fotosintezu, a različite talasne dužine svetlosti imaju različite efekte na različite biljke. Ova varijabla je takođe posebno osetljiva na cene električne energije, pa nudi mogućnosti za povećanje efikasnosti.
„Fluktuacije u cenama električne energije mogu se iskoristiti u korist vertikalnih poljoprivrednih sistema, korišćenjem više električne energije kada je jeftinija“, objasnio je Marselis.
Autori su kreirali model za testiranje pametnog osvetljenja koji ima za cilj da zadrži sposobnost biljaka da fotosintezuju stabilnom tokom jednog dana, uz istovremeno smanjenje troškova električne energije. Otkrili su da bi algoritam optimizacije mogao smanjiti troškove električne energije za 12% bez ugrožavanja fiksacije ugljenika u biljkama, samo variranjem intenziteta svetlosti.
Zatim su testirali da li različit intenzitet svetlosti utiče na rast lisnatog bilja poput spanaća koji se često uzgaja na vertikalnim farmama i otkrili da nema negativnog efekta. Ovo je ostalo tačno čak i kada su biljke bile podložne nepravilnim promenama intenziteta svetlosti, a ne predvidljivom, redovnom obrascu.
Ostalo je da se reše druga kritična pitanja pre nego što vertikalna poljoprivreda može da pomogne da se prehrani svet.
„Mnoga od predloženih rešenja nisu testirana u većim razmerama koje predstavljaju vertikalne farme – možda su prikazana na nivou jedne biljke, ali još uvek ne na nivou cele useve“, upozorio je Kajzer.
Dinamičko prilagođavanje protoka vazduha, temperature i CO 2 prema potrebama postrojenja bi potencijalno moglo da ponudi mogućnosti za minimiziranje troškova električne energije. Poljoprivrednicima će biti potrebni odgovarajući senzori i modeli koji će im pomoći da prate i prilagođavaju životnu sredinu, kao i nove sorte uzgajane za vertikalnu poljoprivredu.
Ove sorte bi mogle da iskoriste potencijal lokalne proizvodnje u zaštićenim uslovima kako bi se fokusirale na bolju ishranu i senzorne kvalitete, a ne na robusnost ili rok trajanja. Potrebno je više istraživanja da bi se kalibrisale sve ove varijable i postigla prava ravnoteža između visokokvalitetnih useva i useva visokog prinosa.
„U vertikalnoj farmi, svi uslovi rasta se mogu tačno kontrolisati, što je veoma važno za optimizaciju prinosa, kvaliteta i efikasnosti korišćenja resursa“, rekao je Marselis.
„Međutim, tehnička mogućnost njihovog održavanja konstantnim ne znači da je njihovo održavanje konstantnim najbolje rešenje. Kada se uspostavi dinamička kontrola životne sredine, i upotreba energije i troškovi korišćene energije mogu se značajno smanjiti, povećavajući profitabilnost i održivost. vertikalnih farmi“.
