انتظار می‌رود تا سال ۲۰۵۰ دو میلیارد نفر دیگر بر جمعیت جهان افزوده شود و تامین غذای این جمعیت چالش بزرگی خواهد بود. به دلیل پیشرفت صنایع و گسترش شهرنشینی، هرروزه مقادیر زیادی از اراضی قابل کشت از بین می‌رود. دانشمندان معتقدند تا ۴۰ سال آینده، زمین تا یک سوم اراضی قابل کشت خود را از دست خواهد داد. ما دقیقا نمی‌دانیم که تا ۴۰ سال آینده قرار است چه حجم دیگری از این اراضی را از دست دهیم. در مقابل افزایش تقاضای انسانی برای غذای بیش‌تر به دلیل رشد جمعیت، در کنار کاهش زمین‌های قابل بهره برداری، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های موجود را در برابر بشر قرار می‌دهد.
بسیاری معتقدند کشاورزی عمودی می‌تواند راه حل مناسبی برای این مشکل پیش رو باشد. آیا کشاورزی هوشمند آینده‌ی کشاورزی خواهد بود؟ با ما همراه شوید تا جواب این پرسش را بیابیم. در ادامه‌ی این مقاله از فنولوژی، همه‌ی چیزهایی که باید در مورد کشاورزی عمودی بدانید را توضیح می‌دهیم.
کشاورزی عمودی چیست ؟
به طور کلی کشاورزی عمودی تلاشی است برای تولید مواد غذایی در سطوحی با شیب عمودی؛ برخلاف کشت معمولِ سبزیجات و سایر محصولات کشاورزی که تنها در یک سطح مشخص مانند یک مزرعه و یا گلخانه انجام می‌گیرد، در این روش تولید محصولات به صورت لایه‌های عمودی که روی هم انباشته شده و عموما به هم متصل‌اند انجام می‌گیرد و شکل یکپارچه‌ای مانند یک آسمان خراش، ظرف غذا و یا انبار‌های عمودی دارند.
این ایده‌ی نوین از تکنیک‌های موجود در کشاورزی سرپوشیده از جمله فناوری محیط‌های کشاورزی کنترل شده (به اختصار CEA) استفاده می‌کند. کنترل مصنوعی دما، نور، رطوبت و گازهای موجود، تولید مواد غذایی و اصلاح و ترمیم محصولات را امکان پذیر می‌سازد. در بسیاری از موارد کشاورزی عمودی مشابه کشت در گلخانه‌ها است؛ جایی که بازتاب دهنده‌ها و نورافکن‌ها، مکمل نور طبیعی خورشید هستند. در واقع هدف اصلی کشاورزی عمودی، تولید حداکثر محصولات کشاورزی در حداقل فضای ممکن است.
کشاورزی عمودی به چه صورت عمل می‌کند؟
در مجموع چهار مبحث حیاتی در درک این که کشاورزی عمودی به چه صورت عمل می‌کند مطرح است:
۱. چیدمان محیط
۲. روشنایی
۳. روش‌های کشت (کشت خاکی ، بدون خاک یا …)
۴. شاخص‌های پایداری
اول باید اشاره کنیم هدف اصلی کشاورزی عمودی، تولید محصول بیش‌تر در هر متر مکعب است. به این منظور، محصولات در سطوحی مشابه طبقات یک آسمان خراش کشت می‌شوند. دوم این که ترکیب دقیق و بی‌نقصی از نور طبیعی و مصنوعی نیاز است تا سطح مناسبی از روشنایی در محیط حفظ شود. تکنولوژی‌هایی مانند صفحات چرخان، که به صورت خودکار با جهت تابش نور هماهنگ می‌شوند، برای افزایش بهره‌وری از روشنایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در مورد سوم به جای کشت خاکی، از هواکشت (Aeroponic)، کشت به همراه آبزی (Aquaponic) و یا آب‌کشت (Hydroponics) استفاده می‌شود. پیت ماس (peat moss)، پوسته‌ی نارگیل و روش‌های مشابه بدون خاک دیگری نیز وجود دارند که در کشاورزی عمودی بسیار رایج اند. و در نهایت، روش‌های کشاورزی هوشمند از شاخص‌های پایداری محیط زیستی متنوعی برای متعادل سازی هزینه‌های کشت استفاده می‌کنند. در واقع کشاورزی پایدار تا ۹۵ درصد، مصرف آب کم‌تری دارد.
مزایا و معایب کشاورزی عمودی
کشاورزی عمودی نوید‌های فراوانی می‌دهد و نمونه‌ای از مزرعه‌ی آینده به نظر می‌رسد. با این حال، مسائل و مشکلاتی در پیش رو وجود دارد که قبل از حرکت به سوی کشاورزی عمودی باید در نظر گرفته شوند.
| مزایا | معایب |
| طرحی را برای مقابله با آینده ی نیاز‌های غذایی پیش روی ما می‌گذارد | می‌تواند بسیار هزینه‌بر باشد و پژوهش‌های لازم برای هرچه به صرفه‌تر کردن آن هنوز تکمیل نشده است |
| امکان کشت در تمام طول سال وجود دارد | گرده‌افشانی می‌تواند بسیار دشوار و هزینه‌بر باشد |
| به مقدار قابل توجهی مصرف آب کم‌تری دارد | نیروی انسانی مورد نیاز، گران قیمت است |
| تغییرات آب و هوا تاثیری بر محصولات ندارد | این روش تکیه‌ی زیادی بر تکنولوژی دارد و حتی یک روز از قطع برق می‌تواند فاجعه بار باشد |
| محصولات زراعی اُرگانیک بیش‌تری را می‌توان پرورش داد | |
| کم‌تر در معرض مواد شیمایی و بیماری‌ها قرار دارد |
مزایای کشاورزی عمودی
محصول بیش‌تر از محیط کشت کوچک‌تر تنها مزیت کشاورزی عمودی نیست. موارد زیر از بزگ‌ترین مزایای این شیوه‌ی کشت است:
آمادگی برای رویایی با آینده
انتظار می‌رود تا سال ۲۰۵۰ هشتاد درصد جمعیت جهان شهرنشین شود؛ همچنین افزایش جمعیت به معنی نیاز بیش‌تر بشر به غذا است. استفاده موثر از کشاورزی عمودی می‌تواند نقش قابل توجهی را در رویارویی با این چالش‌ها ایفا کند.
افزایش نرخ تولید و امکان تولید در تمام طول سال
کشاورزی عمودی این امکان را به ما می‌دهد تا محصول بیش‌تری را در مساحت ثابتی از محیط کشت داشته باشیم. در واقع هر هکتار محیط سرپوشیده محصولی برابر ۴ تا ۶ هکتار محیط کشت خارجی ارائه می‌دهد. براساس یک ارزیابی مستقل، یک ساختمان ۳۰ طبقه با زیربنایی حدود ۵ هکتار، توانایی تولید محصولی برابر ۲۴۰۰ هکتار زمین‌های کشاورزی افقی مرسوم را دارد. به علاوه توان تولید در تمام طول سال، تنها در یک محیط سرپوشیده که به طور کامل تحت کنترل تکنولوژی‌های کشاورزی پایدار قرار دارد امکان پذیر است. یکی از مهم‌ترین فناور‌ی‌هایی که می‌تواند به کشاورزی کمک کند، تکنولوژی اینترنت اشیا در کشاورزی است.
مصرف آب کم‌تر در طول زمان کشت
کشاورزی عمودی این امکان را فراهم می‌کند که تولید محصول، ۷۰ تا ۹۵ درصد مصرف آب کم‌تری نسبت به کشت عادی داشته باشد.
تاثیر نگرفتن از شرایط آب و هوایی نامساعد
محصولات زراعی می‌توانند تحت تاثیر آثار منفی شرایط مختلف آب و هوایی، مانند باران‌های مخرب، گردبادها، سیل و یا خشک‌سالی‌های شدید قرار بگیرند؛ سوانحی که به دلیل گرمایش جهانی به طور گسترده‌ای در حال افزایش‌اند. احتمال اینکه مزارع عمودی تحت تاثیر آب و هوای نامساعد قرار بگیرند کم‌تر است؛ و اطمینان بیش‌تری را از برداشت محصول در طول سال فراهم می‌کند.
افزایش تولید محصولات کشاورزی اورگانیک
به این دلیل که محصولات زراعی در یک محیط سرپوشیده با مراقبت‌های مناسب و بدون استفاده از سموم و آفت کش‌های شیمایی تولید می‌شوند، کشاورزی عمودی امکان تولید محصولات کشاورزی اُرگانیک و عاری از آفت کش‌های شیمیایی را فراهم می‌کند.
انسانی و دوست‌دار محیط زیست
کشاورزی عمودی سرپوشیده می‌تواند به مقدار قابل توجهی خطرات شغلی موجود در کشاورزی مرسوم و سنتی را کاهش دهد. کشاورزان، دیگر در معرض خطرات مرتبط با آلات سنگین کشاورزی، بیماری‌هایی مانند مالاریا، سموم شیمایی و غیره نیستند؛ همچنین کشاورزی هوشمند مزاحمتی را برای حیوانات و درختان موجود در منطقه‌ی مورد نظر ایجاد نخواهد کرد؛ پس این نوع کشاورزی پایدار، برای حفظ تنوع زیستی محیط نیز مناسب خواهد بود.
محدودیت‌های کشاورزی عمودی
کشاورزی عمودی، هم جنبه‌های مثبت و هم منفی دارد. به طور معمول جنبه‌های مثبت آن است که برجسته می‌شوند و نه منفی‌ها. موارد زیر از اصلی‌ترین موانع کشاورزی عمودی‌اند:
مشکلات پیرامون گرده افشانی
کشاورزی عمودی در محیط‌های کنترل شده‌ای به دور از حشرات بنا می‌شوند؛ بنابراین فرایند گرده افشانی باید به صورت دستی انجام گیرد که نیازمند نیروی کار فراوان است و هزینه‌بر خواهد بود.
هزینه‌های نیروی انسانی
به هر اندازه که تامین انرژی در کشاورزی عمودی پرهزینه است، به دلیل تمرکز مزارع کشاورزی عمودی در مناطق شهری و بالابودن دست‌مزدها، هزینه‌های نیروی انسانی حتی می‌تواند از آن هم بیش‌تر باشد؛ و همچنین به همان میزان هم به نیروی کار ماهر نیاز است. البته فرایند خودکارسازی صورت گرفته در مزارع کشاورزی هوشمند، ممکن است نیاز به کارگر را کاهش دهد. گرده‌افشانی دستی احتمالا یکی از بیش‌ترین منابع انسانی در زمینه کشاورزی عمودی را نیازمند است. در ۱۰ سال آینده، کشاورزی پایدار احتمالا صدهزار شغل جدید در ایالات متحده ایجاد خواهد کرد.
وابستگی زیاد به تکنولوژی
همواره پیشرفت تکنولوژی‌های جدید می‌تواند بازده را افزایش داده و هزینه‌های موجود را کاهش دهد. اما کل فرایند کشاورزی عمودی به شدت به انواع تکنولوژی‌های مختلف در زمینه‌های تامین روشنایی، پایداری دما و رطوب وابسته است. قطع برق حتی برای یک روز نیز می‌تواند برای یک مزرعه‌ی کشاورزی عمودی بسیار هزینه‌بر باشد. بسیاری بر این باورند که تکنولوژی‌هایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند هنوز برای بهره‌برداری گسترده آمادگی‌های لازم را ندارند.
گرچه بقای این صنعت بسیار حیاتی به نظر می‌رسد اما نگرانی‌هایی برای حفظ بقای آن وجود دارد. زیرا بقای آن به گسترش آن وابسته است؛ و گسترش آن هزینه‌ی فراوانی را دربر خواهد داشت. مطابق همان منبع در حالی که رهبران صنایع از ارزش‌گذاری‌هایی که بهترین سوددهی‌ها را برآورد می‌کند حرف می‌زنند، بسیاری از مزارع کشاورزی عمودی در آغاز برنامه‌ریزی برای افزودن ابزار‌های تولیدی اضافی با مشکلات فراوانی دست و پنجه نرم می‌کنند.
کشاورزی عمودی در ایالات متحده
حوزه‌ی کشاورزی عمودی با سرعت فراوانی در ایالات متحده در حال گسترش است؛ طی یک برآورد، نرخ رشد سالانه ی این حوزه در سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۴ حدود ۲۴٪ خواهد بود و انتظار می‌رود ابعاد آن به سالانه سه میلیارد دلار برسد. برای مقایسه، در حال حاضر کل صنایع میوه و سبزیجات آمریکا برآوردی بیش‌تر از ۱۰۴ میلیارد دلار دارد. طبق یک برآورد، هم اکنون در ایالات متحده محصولات پرورش یافته‌ی مزارع سرپوشیده، که حدود ۲۳ مزرعه‌ی کشاورزی عمودی بزرگ تولید می‌کنند را در بیش از ۲۰ سوپرماکت زنجیره ای در هر منطقه بزرگ شهری پیدا می‌کنید.
اقتصاد ناشناخته‌ی کشاورزی هوشمند
ظرفیت‌های مالی این شیوه ی جدید کشت، زیاد مطمئن نیست. هزینه‌ی ساخت آسمان خراش‌ها برای کشت، در کنار سایر هزینه‌ها، از قبیل روشنایی، سیستم گرمایشی و نیروی انسانی به راحتی می‌تواند از سود حاصل از کشت محصولات کشاورزی پیشی بگیرد. ساخت حدود ۶۰ هکتار زمین کشاورزی عمودی می‌تواند تا ۱۰۰ میلیون دلار هزینه بر باشد. و درحالی که مزارع کشاورزی عمودی به دلیل قرار گفتن در نزدیکی شهرها جذاب خواهند بود، قیمت بالای املاک و مستغلات مانع از سکونت‌پذیری آن‌ها در مناطق شهری است. برای مثال یک استارتاپ حوزه‌ی کشت خانگی به نام Bowery ، مستقر در ایالت نیوجرسی اعلام کرده در ماه دسامبر سال ۲۰۱۸ سرمایه‌ی تازه‌ای به مبلغ ۹۰ میلیون دلار جذب کرده است. همچنین در سال ۲۰۱۷ یک مزرعه‌دار کشاورزی عمودی با نام Plenty مستقر در سواحل شرقی ایالات متحده، اعلام کرده SoftBank، مبلغ ۲۰۰ میلیون دلار در این کسب و کار سرمایه‌گذاری می‌کند.
نتیجه گیری
در حالی که بازار کشاورزی عمودی در آمریکا به کار خود ادامه می‌دهد؛ احتمالا ژاپن بیش‌تر از هر کشور دیگری در این زمینه به موفقیت رسیده است. هم اکنون ژاپن با ۲۰۰ کارخانه بزرگ تولید مواد گیاهی «farming as manufacturing»، رقبایش را به چالش می‌کشد؛ و همچنین چین نیز ۸۰ مورد دیگر را دارد.
با این وجود مطابق یک تخمین، حتی در ژاپن نیز حدود ۶۰% مزارع عمودی سوددهی ندارند. گرچه هم‌اکنون کشاورزی عمودی بخش بسیار کوچکی از بازار را تشکیل می‌دهد، صنعتی به سرعت در حال رشد است و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۲ ابعاد آن به ۵.۸ میلیارد دلار برسد که بزرگ‌ترین سهم آن در پهنه‌ی آسیا و اقیانوسیه رخ خواهد داد.
تکنولوژی‌های مربوط به حوزه‌ی کشاورزی عمودی هنوز به طور نسبی نابالغ‌اند. شرکت‌ها هنوز نتوانسته‌اند فرآورده‌های خود را در ابعاد مناسب برای کشت محصولات کشاورزی با موفقیت تولید کنند؛ و آن را برای مقابله با افزایش روز افزون نیاز به مواد غذایی، به طور کامل اقتصادی و به صرفه کنند تا به طور عمده قابل استفاده باشند. عملکرد مزارع کشاورزی عمودی مانند AeroFarms تعیین می‌کند که کشاورزی عمودی چه نقش مهمی را در آینده‌ی مقابله با چالش‌های تامین نیاز غذایی ایفا خواهد کرد. قابل ذکر است که تکنولوژی‌های توسعه یافته برای کشاورزی عمودی، برای دیگر بخش‌های بازار بزرگ ۳۰۰ میلیارد دلاری کشاورزی سرپوشیده، از قبیل گلخانه‌ها که از نور طبیعی استفاده می‌کنند نیز قابل استفاده است؛ هرچند نیازمند املاک و زمین‌های بیش‌تر و مسیر‌های طولانی‌تر برای رساندن محصول به بازار است.
منبع: THEBALANCESMB
