کشاورزی عمودی-کشت عمودی

مقدمه

از آخرین نسل کشاورزی های مدرن که در کشورهای پیشرفته در حال گسترش است ، کشاورزی عمودی یا کشت عمودی است .مولفه ی اصلی در این نوع از کشاورزی حذف تمامی عوامل محدودیت زا در زمین کشاورزی به همراه کاربرد حداکثری از علوم کامپیوتری و الکترونیک و رباتیک است.

ورتیکال فارمینگ  یا کشاورزی عمودی طیف گسترده ای از امکانات را پیش روی انسان می گذارد تا بتواند نیازهای غذایی اش را به بهترین شکل و با بهره وری بسیار بالا برطرف کند.

چالش های اقتصادی همراه جز لاینفک هرگونه ایده ی جدید در مقیاس صنعتی و بزرگ است که تا عمومی سازی و همه گیر شدن این فناوری زمان باید صرف شود.درخصوص کشاورزی عمودی یا طبقاتی نیز چنین مساله ای صدق می کند.

در این مقاله با گذراز تعریف رایج کشاورزی عمودی – طبقاتی به سایر ابعاد اقتصادی-محیط زیستی و ... در این حوزه  می پردازیم.

کشت عمودی/کشاورزی عمودی چیست:

کشاورزی عمودی( Vertical farming) یا همان کشت عمودی فعالیت یا کسب و کار پرورش محصولات یا حیوانات با استفاده از ابعاد عمودی از طریق قفسه های چند لایه یا سطوح شیبدار عمودی است. معمولاً در مناطق پرجمعیت شهری با تراکم جمعیتی بالا که عدم دسترسی یا عدم امکان بهره برداری از کشت زمینی وجود دارد استفاده می شود. کشاورزی عمودی در درجه اول در زمینه رشد گیاهان خوراکی سبزی شناخته شده است.

کشاورزی عمودی  یک روش نسبتاً جدید برای رشد مواد غذایی با استفاده از قفسه های چند لایه یا سطوح شیبدار عمودی (مانند دیوارها) است. مزارع عمودی در بسیاری از مقالات علمی پژوهشی و ژورنال های کشاورزی وجود دارند ولی هیچ اتفاق نظری در مورد اصطلاحات آن وجود ندارد. به عنوان مثال، اصطلاحات "مزرعه سرپوشیده"، "کارخانه با روشنایی مصنوعی" و "مزرعه عمودی" گاهی اوقات به جای یکدیگر استفاده می شوند.

 Dickson Despommier، در سال 2010 اصطلاح "کشاورزی عمودی" را به عنوان "کشت انبوه حیات گیاهی و جانوری برای اهداف تجاری در آسمان‌خراش‌ها" رایج کرد.

کشاورزی عمودی و راهکارهای اقتصاد

خرده فروشی: در نوع فروش سبزیجات به روش خرده فروشی ،ارزش بالا و حجم کم میکروگرین و گیاهان نقطه مزیت در خرده فروشی این محصولات است. فروش محصولات کشاورزی عمودی در نزدیکی نقطه مصرف،مناسب و اقتصادی هستند. مناطق شهری مرفه  در درجه اول هدف قرار دارند.

عمده فروشی: در نوع فروش سبزیجات به روش عمده فروشی حجم بالای فروش محصولات با ارزش متوسط  مانند سبزیجات برگ دار، گیاهان سالادی به صرفه است. صرفه جویی در مقیاس بزرگ، قابلیت اتوماسیون سازی در کنار بهبود عمر مفید برای سرمایه گذران موجب افزایش راندمان می شود.نزدیکی به نقطه توزیع مزیت دیگری در این روش فروش است.

در طول پنج سال گذشته، این صنعت عمدتاً در سه مدل مختلف تقسیم شده است: عمده فروشی، خرده فروشی و کشاورزی به عنوان خدمات. علاوه بر این، تعداد فزاینده‌ای از مزارع وجود دارد که در بخش‌های خاص مانند میکروگرین‌ها، علوفه حیوانات، گیاهان دارویی، یا محصولات ویژه فعالیت می‌کنند. با این حال، این مزارع کمتر در معرض دید عموم قرار دارند، و ارزیابی مقیاس آنها چالش برانگیز است.

مزایا و معایب کشاورزی عمودی از نظر اقتصادی

مزایای اقتصادی کشاورزی عمودی بسیار زیاد است و شامل اعتبار بازاریابی مواد غذایی با محوریت CGG ممتاز با پتانسیل فروش صادراتی و پایه هزینه کمتر به دلیل محافظت در برابر  مخاطرات طبیعی : سیل، خشکسالی و آسیب خورشید است. اساساً در این روش هیچ الزامی برای  استفاده از کود، علف کش یا آفت کش وجود ندارد. در صورت استفاده از هیدروپونیک نیازی به خاک نیست، فقط به مواد مغذی و منبع آب نیاز است.

از طرفی نیازی به حمل و نقل از راه دور به دلیل تولید بومی نیست و نیازی به ماشین آلات کشاورزی مانند تراکتور، کامیون یا دروگر نیست. هیچ مشکل فصلی وجود ندارد زیرا تولید مداوم محصول در تمام طول سال اتفاق می افتد و می توان برای مطابقت با تقاضا برنامه ریزی کرد. 

کشاورزی عمودی می تواند با ترکیب تحقیق و توسعه گسترده ،  ایجاد کلان داده، فناوری مدرن و  بهبود بهره وری، مزیت رقابتی را برای تمامی کشورها ایجاد کند.

آینده کشاورزی عمودی

یک مشکل جهانی در حال ظهور، کاهش درازمدت ذخیره سرانه زمین کشاورزی است. آمارهای رشد آتی جمعیت جهان از سوی سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو) نشان می دهد که پیش بینی می شود زمین های قابل کشت برای هر نفر تا سال 2050 به یک سوم میزان موجود در سال 1970 کاهش یابد.

 پیش بینی می شود که این کاهش به دلیل اثرات تغییرات آب و هوایی، افزایش گستره جغرافیایی زمین های خشک، کاهش عرضه آب شیرین و رشد جمعیت ادامه یابد.این روند به این معنی است که سیاره زمین با کمبود زمین کشاورزی برای تغذیه تعداد فزاینده ای از مردم مواجه است .

فهرست کامل تری از تهدیدهای مهم برای عرضه آینده زمین های قابل کشت نیز شامل موارد زیر است:

تغییرات آب و هوایی و تاثیر آن در کشاورزی عمودی

• کاهش ماهیگیری (باعث افزایش بار غذایی بر روی محصولات مستقر در زمین)
• افزایش شهرنشینی
• افزایش هزینه های کسب و کار کشاورزی (به عنوان مثال کودهای شیمیایی،سوخت، آفت کش ها)
• افزایش سریع جمعیت
• تخلیه خاک، و تخریب ناشی از کشاورزی بیش از حد و شیوه های تولید ضعیف

با توجه به مطالب بالا قابل اجراترین و منطقی ترین راه برای رهایی از مشکلات عدم امنیت غذایی دسترسی سریع تر به تولیدات کشاورزی غیر باغی است که اهمیت کشاورزی عمودی را به عنوان یک راه حل برجسته می کند.سرعت بالای کشت و قابل کنترل کردن و پیش بینی پذیری تولیدات این قطعیت را در خصوص کشاورزی عمودی به عنوان تنها راه نجات بشریت از گرسنگی مشخص می کند.

کشاورزی عمودی و محیط زیست

مزایای محیط زیستی کشاورزی عمودی شامل ارائه مواد غذایی ارگانیک سالم و بدون آلودگی از مواد شیمیایی با اجتناب از حمل و نقل از مناطق روستایی به پایگاه مشتریان شهری و عدم استفاده از سوخت های فسیلی است.سوزاندن سوخت های فسیلی را می توان با استفاده از پنل های خورشیدی، توربین های بادی سقفی و باتری های ذخیره سازی به حداقل رساند. این امر منجر به کاهش سطح کربن اکوسیستم می شود.

سطح آب شیرین با تبخیر آب سیاه و خاکستری برای حفظ منابع آب افزایش می یابد. همچنین این پتانسیل برای جوان سازی اکوسیستم ملی وجود دارد تا زمین های روستایی برای پوشش گیاهی احیا شوند. مهمتر از همه، کشاورزی عمودی از پایداری محیطی پشتیبانی می کند.

کشاورزی عمودی مشاغل جدیدی در مهندسی، بیوشیمی، بیوتکنولوژی، ساخت و ساز، تعمیر و نگهداری و فرصت های تحقیق و توسعه برای بهبود فناوری فراهم می کند. افزایش بهره وری می تواند منجر به کاهش هزینه های غذا و انرژی و بهبود درآمدهای اختیاری شود.

با استفاده از ساختمان‌های خالی برای مزارع چند طبقه نزدیک به بازار مصرف ، می‌توان آپارتمان‌های بلندمرتبه و انبارهای بلااستفاده در پایتخت‌ها را تبدیل به پلنت فکتوری کرد و محله‌های فراموش‌شده را احیا کرد. این مدل ممکن است به رفع انزوا در جوامع روستایی دوردست بیانجامد . با افزایش مهارت  کارگران می توان از آنها در این تکنولوژی استفاده کرد.

جایگاه کشاورزی عمودی - کشت عمودی در دنیا

بخش زیر به تشریح نمونه های تجاری از کشاورزی عمودی داخلی شهری می پردازد. ویژگی‌هایی مانند: محفظه‌های کنترل‌شده با آب و هوای چند قفسه‌ای با بهره‌وری بسیار بالا، امنیت غذایی، و استفاده بسیار کمتر از زمین، آب و انرژی  از مهم ترین ویژگی های آن است.یکی دیگر از ویژگی های قابل توجه، تکثیر سریع این روش  در مقیاس بین المللی است.

1.آسمان سبز (سنگاپور) 

در سنگاپور، فناوری موسوم به Sky Greens 'A-Go-Gro' بر اساس برج های A شکل با ارتفاع بیش از شش متر است که از 26 طبقه از سطوح رشد تشکیل شده است. این طبقات با سرعت یک میلی متر در ثانیه می چرخند تا تابش خورشیدی یکنواخت را همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ارائه دهند. ارتفاع این سیستم تنها شش متر مربع است که آن را برای محیط های شهری ایده آل می کند. در کرانجی، در نزدیکی منطقه تجاری مرکزی سنگاپور، 120 برج ساخته شده است و برنامه هایی برای 300برج اضافی برای حمایت از تولید روزانه دو تن سبزیجات برآورد شده است.

هدف فعلی ساخت 2000 برج دیگر و فروش آنها در خارج از کشور با قیمت هر برج 10000 دلار آمریکا است. هزینه سبزیجات تولید شده توسط این برج ها در سنگاپور حدود 10 درصد بیشتر از محصولات وارداتی است و این سیستم 10 درصد از بازار سبزیجات سنگاپور را تامین می کند. این امنیت غذایی و تولید CGG را برای شهر فراهم می کند.

2.شرکت والسنت (آمریکای شمالی)

شرکت (Valcent Products Verticrop) دارای فناوری است که مشتق شده از کشاورزی عمودی است که اکنون در حال بهره برداری است. این سیستم شامل سینی های پلاستیکی چند سطحی در یک محفظه گلخانه ای تحت کنترل آب و هوا (به جای چندین طبقه) است. قفسه ها قابل چرخش (مکانیزه) هستند و نور خورشید را فراهم می کنند.

این شرکت مستقر در ونکوور ادعا می کند که فناوری کشاورزی هیدروپونیک عمودی آن می تواند در مساحت یک قطعه مسکونی استاندارد (50 در 75 فوت) محصولی معادل یک مزرعه 16 هکتاری تولید کند. بر خلاف مزرعه سنتی، سبزیجات تنها به 8 درصد آب و 5 درصد از مساحت نیاز دارند. این محصول به صورت جهانی صادر می شود.

تاثیر نور در کشاورزی عمودی

گیاهان برای رشد و نمو مؤثر هر روز به مقدار مشخصی نور نیاز دارند. کشاورزان عمودی می توانند ساعات نور روز را برای گیاهان در مقایسه با روز طبیعی از طریق سیستم های روشنایی مصنوعی که دوره های طولانی و کنترل شده نور را فراهم می کنند، افزایش دهند و رشد و بهره وری مطلوب را ارتقا دهند

کشاورزی عمودی در ایران:

باتوجه به نوپا بودن مساله ی کشاورزی عمودی و کشت عمودی در دنیا، هنوز به صورت عمده رواج پیدا نکرده است و به همین منوال در ایران نیز  به عنوان یک پدیده کمتر شناخته شده است.

پژوهشگاه های علمی _ پژوهشی مستقر در کشور به صورت پراکنده در حد رویکرد های مطالعاتی اقداماتی را در زمینه ی احداث گلخانه های طبقاتی انجام داده اند.

در سیستم های کشت بافت و سلولی نیز از سازه های طبقاتی جهت انجام تولیدات نشا استفاده می شود، هم چنین از نورهای مخصوص  رشد گیاه با پارامترهای مورد نظر 20 تا 50 ماکرومول بهره می برند.شرکت ایران گرولایت طیف نوری مورد نظر را  در نورهای والواشر خطی خود به صورت طیف نوری طبیعی پیاده سازی کرده است که می توانیم در توان های مختلفی  برایتان تولید کنیم.

هزینه کشاورزی عمودی در ایران

مهم ترین چالش پیش رو برای سیستم کشاورزی عمودی در ایران بحث هزینه ی اولیه  است به صورتی که می توان برای حل این مشکل، تشکیل کنسرسیوم های خصوصی،وام های کلان دولتی و حتی ورود سرمایه گذار خارجی را پیشنهاد داد.

مساله ی برگشت سرمایه به صورت ویژه مرتبط با نوع کشت و تعداد طبقات مورد استفاده است.اما در مساله ی تنوع کشت و قابلیت کشت،  حدود 170 محصول در سازه های طبقاتی امکان گسترده ای را در اختیار صاحبان این صنعت قرار می دهد.

از مزایای دیگر کشت عمودی کشت انواع گیاهان دارویی است که می تواند در  مساله ی درآمد زایی و به صرفه بودن کشاورزی طبقاتی موثر واقع شود.بازار گسترده فروش محصولات گیاهی برای پایه ی تولیدات داروهای پزشکی بسیار حوزه ی درآمد زایی برای استفاده از کشت طبقاتی است.

نکته ی اساسی در زمینه ی کشاورزی عمودی بحث محدودیت های مربوط به ارتفاع نهایت گیاهان است.

هزینه ساخت گلخانه در کشت عمودی:

در بسیاری از شهرهای پایتخت های کشورها ، هزینه های راه اندازی عمدتاً مربوط به املاک و مستغلات بسیار گران قیمت در مناطق شهری در مقایسه با زمین های روستایی و همچنین هزینه های استهلاک کارخانه و ماشین آلات است. در حالی که انبارهای بلااستفاده ممکن است در دسترس باشند و احیای زمین ممکن است ،اصل این نمی تواند به عنوان یک راه حل در مقیاس بزرگ در نظر گرفته شود.

یک سوال کلیدی برای یک سرمایه گذار این است که چند سال به نقطه سربه سر می توان رسید. یکی از معایب کشاورزی در مناطق مسکونی داخلی شهر در نزدیکی منطقه تجاری مرکزی، هزینه بسیار بالای ملک در برخی شهرها است.

• هزینه های راه اندازی
• مصرف انرژی
• تعداد انواع محصول
• حجم تولید
• مسائل مربوط به افزایش مقیاس
• سرمایه گذاری خطرپذیر
• نیروی کار ماهر برای نگهداری
• اختلال در بخش روستایی
• انواع محصولات قابل کشت در کشاورزی عمودی

در اصل، هر محصولی را می توان در گلخانه کشاورزی عمودی کشت کرد. بیشتر تولیدات فعلی شامل گونه های کاهو، به علاوه گوجه فرنگی و توت فرنگی است. سایر محصولات، از جمله غلات، انگور و میوه های درختی نیز گزینه های قابل اجرا هستند. محصولات سویا می توانند جایگزین پروتئین باشند و بر صنعت گوشت تاثیر بگذارند. لازم به ذکر است که جایگزین پروتئین سویا برای مرغ در حال حاضر در سوپرمارکت ها موجود است. آبزی پروری و تولید دارو نیز ممکن است برای این نوع کشاورزی مناسب باشد.

کلام پایانی

روندهای کلان جهانی کاهش عرضه آب، افزایش جمعیت، شهرنشینی و تغییرات آب و هوایی بی وقفه به کاهش ذخایر زمین قابل کشت در سطح جهان برای هر نفر کمک کرده است. در این شرایط، پایداری مدل کشاورزی سنتی مبتنی بر مزارع بزرگ روستایی احتمالاً در دهه‌های آینده در معرض تهدید قرار خواهد گرفت. یک رویکرد برای درگیر شدن با این مشکل چالش برانگیز، عمودی است.

شرکت ایران گرولایت با تکیه بر مطالعات علمی نزدیک به یک دهه در حوزه ی کشاورزی های نوین و پلنت فکتوری با توان علمی دانشگاه های کشور توانسته است مدل تجاری شده کشت عمودی را برای اولین بار در کشور اجرا کند، و در گلخانه های متعلق به خود توانسته است روند تولید کلیه سبزیجات خانگی و میکروگرین ها را اجرایی و به بازار فروش عرضه کند.

شما می توانید از طریق راه های ارتباطی در خصوص مشاوره های تخصصی اجرا و راه اندازی کارخانه گیاهی خود متناسب با بودجه و نیازهای با ما در تماس باشید.

سئوالات متداول

1. کشاورزی عمودی چیست؟

کشاورزی عمودی، روشی برای کشت گیاهان در محیط‌های داخلی و به صورت عمودی است. این روش معمولاً در ساختمان‌ها یا سازه‌های مخصوص انجام می‌شود و از نور مصنوعی برای رشد گیاهان استفاده می‌شود.

2. مزایای کشاورزی عمودی کدامند؟

مزایای کشاورزی عمودی عبارتند از:

• افزایش راندمان تولید
• کاهش مصرف آب و کود
• کاهش آفات و بیماری‌ها
• کنترل بیشتر بر شرایط محیطی
• تولید سبزیجات تازه و سالم

3. معایب کشاورزی عمودی کدامند؟

• معایب کشاورزی عمودی عبارتند از:
• هزینه اولیه بالا
• مصرف انرژی بالا
• نیاز به تخصص و دانش فنی

4. انواع مختلف سیستم‌های کشاورزی عمودی کدامند؟

انواع مختلف سیستم‌های کشاورزی عمودی عبارتند از:

aeroponics

hydroponics

aquaponics

5. هزینه راه‌اندازی یک مزرعه کشاورزی عمودی چقدر است؟

هزینه راه‌اندازی یک مزرعه کشاورزی عمودی به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

نوع سیستم

اندازه مزرعه

موقعیت مکانی

6. چه کسانی می‌توانند از کشاورزی عمودی استفاده کنند؟

کشاورزی عمودی برای افراد و سازمان‌های مختلفی از جمله کشاورزان، رستوران‌ها، هتل‌ها، مدارس و بیمارستان‌ها مناسب است.

7. کشاورزی عمودی چه تاثیری بر محیط زیست دارد؟

کشاورزی عمودی می‌تواند تاثیرات مثبتی بر محیط زیست داشته باشد، از جمله:

• کاهش مصرف آب
• کاهش مصرف کود و سموم شیمیایی
• کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای

8. آینده کشاورزی عمودی چگونه خواهد بود؟

با توجه به مزایای متعددی که کشاورزی عمودی دارد، پیش‌بینی می‌شود که این روش در آینده به طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار گیرد.