Подземные аграрные сети: развитие устойчивости под поверхностью

По мере того как население планеты продолжает расти, а изменение климата усиливается, потребность в инновационных и устойчивых методах производства продуктов питания становится как никогда острой. Традиционное сельское хозяйство сталкивается с многочисленными проблемами, включая нехватку земли, дефицит воды и воздействие экстремальных погодных явлений. В ответ на эти вызовы исследователи и предприниматели все чаще обращаются к подземным аграрным сетям как к многообещающему решению.

Что такое подземные аграрные сети?

Подземные аграрные сети, также известные как подземное фермерство, предполагают выращивание сельскохозяйственных культур в подземных пространствах, таких как заброшенные шахты, пещеры, туннели и переоборудованные подвалы. Эти контролируемые среды предлагают ряд преимуществ по сравнению с традиционным сельским хозяйством, в том числе:

• Защита от стихии: Подземные пространства обеспечивают стабильную и защищенную среду, оберегая урожай от экстремальных температур, сильных дождей, ураганных ветров и вредителей.
• Сниженное потребление воды: Контролируемые среды позволяют осуществлять точный полив и рециркуляцию воды, минимизируя ее потери и делая возможным выращивание культур в засушливых или подверженных засухе регионах.
• Круглогодичное производство: Подземные фермы могут работать круглый год, независимо от внешнего климата, обеспечивая постоянные поставки свежей продукции.
• Близость к потребителям: Подземные фермы могут располагаться в городских районах, что снижает транспортные расходы и выбросы углерода, связанные с дистрибуцией продуктов питания.
• Сохранение земель: Подземное сельское хозяйство использует пространства, часто непригодные для других целей, освобождая ценные наземные участки для других нужд, таких как жилье, рекреация или охрана природы.

Ключевые технологии, используемые в подземном сельском хозяйстве

В подземных аграрных сетях для оптимизации урожайности обычно используется несколько передовых технологий и методик:

Гидропоника

Гидропоника — это метод выращивания растений без почвы с использованием питательных водных растворов. Эта технология особенно хорошо подходит для подземного фермерства, так как устраняет необходимость в больших объемах почвы и позволяет точно контролировать доставку питательных веществ.

Аэропоника

Аэропоника — это еще одна беспочвенная технология ведения сельского хозяйства, при которой корни растений подвешены в воздухе и периодически опрыскиваются питательными растворами. Аэропоника обеспечивает еще большую эффективность использования воды, чем гидропоника, и может способствовать дальнейшему ускорению роста растений.

Светодиодное (LED) освещение

Поскольку естественный солнечный свет в подземных условиях ограничен или отсутствует, искусственное освещение необходимо для фотосинтеза. Светодиодное (LED) освещение является предпочтительным выбором для подземного сельского хозяйства благодаря его энергоэффективности, длительному сроку службы и возможности настройки под конкретные потребности растений. Различные спектры света могут использоваться для стимулирования различных стадий роста растений, таких как вегетативный рост или цветение.

Сельское хозяйство в контролируемой среде (CEA)

CEA предполагает использование технологий для создания и поддержания оптимальных условий для роста, включая температуру, влажность, свет и уровень углекислого газа. CEA имеет решающее значение для максимизации урожайности и обеспечения стабильного качества продукции в подземных условиях.

Вертикальное фермерство

Вертикальное фермерство предполагает выращивание культур в многоярусных системах, что позволяет максимально эффективно использовать пространство в подземных условиях. Эта технология особенно эффективна для листовой зелени, трав и других культур, которые можно выращивать в непосредственной близости друг от друга.

Преимущества подземного сельского хозяйства

Подземные аграрные сети предлагают множество преимуществ, которые решают критические проблемы глобальной продовольственной системы:

Повышение продовольственной безопасности

Обеспечивая стабильные и предсказуемые поставки продовольствия, подземное сельское хозяйство может способствовать повышению продовольственной безопасности, особенно в городских районах и регионах, подверженных сбоям, связанным с климатом. Локализованное производство снижает зависимость от дальних перевозок, минимизируя риск сбоев в цепочках поставок.

Устойчивое управление ресурсами

Подземные фермы отличаются высокой эффективностью использования водных, энергетических и земельных ресурсов. Системы рециркуляции воды, светодиодное освещение и оптимизированные условия выращивания минимизируют воздействие на окружающую среду и способствуют устойчивому управлению ресурсами.

Снижение воздействия на окружающую среду

Сокращая потребность в пестицидах, гербицидах и удобрениях, подземное сельское хозяйство может значительно уменьшить экологический след производства продуктов питания. Локализованное производство также минимизирует выбросы, связанные с транспортировкой.

Создание рабочих мест и экономическое развитие

Развитие и эксплуатация подземных аграрных сетей могут создавать новые рабочие места в городских районах и стимулировать экономическое развитие в сообществах. Это включает рабочие места в сферах фермерства, технологий, инженерии и логистики.

Улучшение качества и питательности продуктов питания

Подземные фермы могут производить высококачественные, богатые питательными веществами культуры в контролируемых условиях. Это может привести к улучшению качества и питательности продуктов, способствуя улучшению здоровья потребителей.

Проблемы подземного сельского хозяйства

Несмотря на множество преимуществ, подземное сельское хозяйство также сталкивается с рядом проблем, которые необходимо решить:

Высокие первоначальные инвестиционные затраты

Первоначальные затраты на создание подземных ферм могут быть значительными, включая расходы на развитие инфраструктуры, системы освещения, оборудование для климат-контроля и специализированные сельскохозяйственные технологии. Обеспечение финансирования может стать барьером для входа многих предпринимателей.

Энергопотребление

Подземные фермы в значительной степени зависят от систем искусственного освещения и климат-контроля, что может приводить к высокому энергопотреблению. Однако использование возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая, может помочь смягчить эту проблему и уменьшить углеродный след подземного сельского хозяйства.

Техническая экспертиза

Эксплуатация подземных ферм требует специализированных технических знаний в таких областях, как гидропоника, аэропоника, светодиодное освещение и климат-контроль. Необходимы программы обучения и образования для подготовки квалифицированной рабочей силы для этой развивающейся отрасли.

Общественное восприятие

Некоторые потребители могут скептически относиться к безопасности и качеству продуктов, произведенных в подземных условиях. Информирование общественности о преимуществах подземного сельского хозяйства и решение любых проблем, связанных с безопасностью пищевых продуктов, имеет решающее значение для формирования доверия потребителей.

Нормативно-правовая база

Развитие подземного сельского хозяйства часто затрудняется отсутствием четкой нормативно-правовой базы. Правительствам необходимо установить руководящие принципы и стандарты для подземного фермерства, чтобы обеспечить безопасность пищевых продуктов, охрану окружающей среды и безопасность труда.

Мировые примеры подземных аграрных сетей

Хотя подземное сельское хозяйство все еще находится на ранней стадии развития, оно набирает популярность в различных частях мира. Вот несколько примечательных примеров:

Growing Underground (Лондон, Великобритания)

Growing Underground — это новаторская подземная ферма, расположенная под улицами Лондона. Ферма использует заброшенные бомбоубежища времен Второй мировой войны для выращивания разнообразной листовой зелени и трав с помощью гидропоники и светодиодного освещения. Ферма поставляет свежую продукцию в местные рестораны и розничные магазины, сокращая "продовольственные мили" и способствуя устойчивому производству продуктов питания в самом центре города.

The Plant Chicago (Чикаго, США)

The Plant Chicago — это городская ферма замкнутого цикла, которая объединяет различные устойчивые технологии, включая систему аквапоники, пивоварню и пекарню. Объект использует заброшенный мясокомбинат и включает подземные помещения для выращивания грибов и других видов сельскохозяйственной деятельности. The Plant Chicago стремится создать циркулярную экономику, в которой отходы минимизированы, а ресурсы используются эффективно.

Deep Rooted (Монреаль, Канада)

Deep Rooted разрабатывает подземную ферму в заброшенных туннелях метро Монреаля. В проекте будут использоваться гидропоника и светодиодное освещение для выращивания различных культур, включая листовую зелень, травы и овощи. Ферма будет обеспечивать свежей продукцией местные сообщества и создавать рабочие места в центре города.

Проекты в заброшенных шахтах (разные локации)

Несколько проектов исследуют потенциал использования заброшенных шахт для подземного сельского хозяйства. Эти проекты направлены на перепрофилирование этих промышленных объектов для устойчивого производства продуктов питания, а также на решение вопросов рекультивации окружающей среды и экономического развития в шахтерских сообществах. Например, исследователи в Польше экспериментируют с выращиванием грибов в заброшенных угольных шахтах, а проекты в Китае изучают использование геотермальной энергии из шахт для обогрева теплиц для выращивания сельскохозяйственных культур.

Будущее подземного сельского хозяйства

Подземные аграрные сети обладают огромным потенциалом для трансформации глобальной продовольственной системы и решения критических проблем, связанных с продовольственной безопасностью, устойчивостью и изменением климата. По мере развития технологий и увеличения инвестиций можно ожидать более широкого внедрения практик подземного фермерства в городских районах и за их пределами. Ключевые тенденции, за которыми стоит следить:

• Автоматизация и робототехника: Использование автоматизации и робототехники повысит эффективность и снизит затраты на рабочую силу на подземных фермах. Роботы могут использоваться для таких задач, как посадка, сбор урожая и мониторинг состояния растений.
• Аналитика данных и искусственный интеллект: Аналитика данных и искусственный интеллект будут использоваться для оптимизации условий выращивания и прогнозирования урожайности. Датчики и системы мониторинга будут собирать данные о температуре, влажности, свете и уровне питательных веществ, позволяя фермерам принимать обоснованные решения и повышать производительность.
• Интеграция возобновляемых источников энергии: Подземные фермы будут все больше полагаться на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая, чтобы уменьшить свой углеродный след и улучшить экологическую устойчивость.
• Вовлечение сообщества: Подземные фермы будут играть более значительную роль в вовлечении и просвещении сообщества, продвигая устойчивые методы питания и обеспечивая доступ к свежей, местной продукции.
• Поддержка на уровне политики: Правительствам необходимо будет разрабатывать поддерживающие политики и нормативные акты для поощрения развития подземного сельского хозяйства и обеспечения его долгосрочной жизнеспособности.

Практические шаги

Вот несколько практических шагов, которые могут предпринять отдельные лица, компании и правительства для поддержки роста подземных аграрных сетей:

Для частных лиц:

• Поддерживайте местные подземные фермы: Покупайте продукцию у местных подземных ферм и рекомендуйте их товары своим друзьям и семье.
• Занимайтесь самообразованием: Узнайте больше о преимуществах подземного сельского хозяйства и делитесь своими знаниями с другими.
• Выступайте за устойчивую продовольственную политику: Поддерживайте политику, способствующую устойчивому производству продуктов питания и поощряющую развитие подземного сельского хозяйства.

Для бизнеса:

• Инвестируйте в подземное сельское хозяйство: Предоставляйте финансирование и ресурсы для развития подземных ферм и сопутствующих технологий.
• Сотрудничайте с подземными фермами: Сотрудничайте с подземными фермами для закупки свежей, местной продукции для ваших ресторанов, розничных магазинов или предприятий пищевой промышленности.
• Разрабатывайте инновационные технологии: Разрабатывайте новые технологии и решения, которые могут повысить эффективность и устойчивость подземного сельского хозяйства.

Для правительств:

• Предоставляйте стимулы и субсидии: Предлагайте стимулы и субсидии для поощрения развития подземных ферм и сопутствующей инфраструктуры.
• Создайте четкую нормативно-правовую базу: Разработайте четкие нормативные рамки для подземного сельского хозяйства для обеспечения безопасности пищевых продуктов, охраны окружающей среды и безопасности труда.
• Поддерживайте исследования и разработки: Финансируйте научно-исследовательские проекты, которые могут способствовать развитию науки и технологий в области подземного сельского хозяйства.
• Способствуйте образованию и обучению: Поддерживайте образовательные и учебные программы, которые могут подготовить квалифицированную рабочую силу для индустрии подземного сельского хозяйства.

Заключение

Подземные аграрные сети представляют собой многообещающее решение для решения проблем продовольственной безопасности, устойчивости и изменения климата. Используя инновационные технологии и перепрофилируя неиспользуемые пространства, подземные фермы могут обеспечить стабильные и предсказуемые поставки свежей, местной продукции, одновременно минимизируя воздействие на окружающую среду и создавая новые экономические возможности. По мере того как население планеты продолжает расти, а изменение климата усиливается, роль подземного сельского хозяйства в будущем производства продуктов питания будет только возрастать.