Мережі підземного сільського господарства: розвиток сталості під поверхнею

Оскільки населення планети продовжує зростати, а зміна клімату посилюється, потреба в інноваційних та сталих методах виробництва їжі ніколи не була такою гострою. Традиційне сільське господарство стикається з численними проблемами, серед яких дефіцит землі, нестача води та вплив екстремальних погодних явищ. У відповідь на цей тиск дослідники та підприємці дедалі частіше звертаються до мереж підземного сільського господарства як до перспективного рішення.

Що таке мережі підземного сільського господарства?

Мережі підземного сільського господарства, також відомі як підземне фермерство, передбачають вирощування культур у підземних просторах, таких як покинуті шахти, печери, тунелі та переобладнані підвали. Ці контрольовані середовища мають кілька переваг над традиційним землеробством, зокрема:

• Захист від стихій: Підземні простори забезпечують стабільне та захищене середовище, оберігаючи врожай від екстремальних температур, сильних дощів, потужних вітрів та шкідників.
• Зменшене споживання води: Контрольовані середовища дозволяють точно регулювати зрошення та переробку води, мінімізуючи її втрати та уможливлюючи вирощування культур у посушливих або схильних до посухи регіонах.
• Цілорічне виробництво: Підземні ферми можуть працювати цілий рік, незалежно від зовнішнього клімату, забезпечуючи постійне постачання свіжої продукції.
• Близькість до споживачів: Підземні ферми можна розміщувати в міських районах, що зменшує транспортні витрати та викиди вуглецю, пов'язані з дистрибуцією продуктів.
• Збереження землі: Підземне сільське господарство використовує простори, які часто непридатні для інших цілей, звільняючи цінну поверхневу землю для інших потреб, таких як житлове будівництво, відпочинок чи охорона природи.

Ключові техніки, що використовуються в підземному сільському господарстві

У мережах підземного сільського господарства зазвичай використовують кілька передових технологій та технік для оптимізації виробництва врожаю:

Гідропоніка

Гідропоніка — це метод вирощування рослин без ґрунту, з використанням поживних водних розчинів. Ця техніка особливо добре підходить для підземного фермерства, оскільки вона усуває потребу у великих обсягах ґрунту та дозволяє точно контролювати доставку поживних речовин.

Аеропоніка

Аеропоніка — це ще одна безґрунтова техніка ведення сільського господарства, де коріння рослин підвішене в повітрі та періодично обприскується поживними розчинами. Аеропоніка забезпечує ще більшу ефективність використання води, ніж гідропоніка, і може додатково посилити ріст рослин.

Світлодіодне освітлення

Оскільки природне сонячне світло в підземних умовах обмежене або відсутнє, штучне освітлення є важливим для фотосинтезу. Світлодіодне (LED) освітлення є найкращим вибором для підземного сільського господарства завдяки його енергоефективності, довгому терміну служби та можливості налаштування під конкретні потреби рослин. Різні спектри світла можуть використовуватися для стимулювання різних стадій росту рослин, таких як вегетативний ріст або цвітіння.

Сільське господарство в контрольованому середовищі (CEA)

CEA передбачає використання технологій для створення та підтримки оптимальних умов для росту, включаючи температуру, вологість, світло та рівень вуглекислого газу. CEA має вирішальне значення для максимізації врожайності та забезпечення стабільної якості продукції в підземних умовах.

Вертикальне фермерство

Вертикальне фермерство передбачає вирощування культур у ярусах, що максимізує використання простору в підземних умовах. Ця техніка особливо ефективна для листової зелені, трав та інших культур, які можна вирощувати в безпосередній близькості одна до одної.

Переваги підземного сільського господарства

Мережі підземного сільського господарства пропонують безліч переваг, які вирішують критичні проблеми глобальної продовольчої системи:

Посилення продовольчої безпеки

Забезпечуючи стабільне та передбачуване постачання продовольства, підземне сільське господарство може сприяти посиленню продовольчої безпеки, особливо в міських районах та регіонах, схильних до кліматичних збоїв. Локалізоване виробництво зменшує залежність від далеких перевезень, мінімізуючи ризик збоїв у ланцюгах постачання.

Стале управління ресурсами

Підземні ферми є високоефективними у використанні води, енергії та земельних ресурсів. Системи переробки води, світлодіодне освітлення та оптимізовані умови вирощування мінімізують вплив на довкілля та сприяють сталому управлінню ресурсами.

Зменшення екологічного сліду

Зменшуючи потребу в пестицидах, гербіцидах та добривах, підземне сільське господарство може значно скоротити екологічний слід виробництва продуктів харчування. Локалізоване виробництво також мінімізує викиди, пов'язані з транспортуванням.

Створення робочих місць та економічний розвиток

Розробка та експлуатація мереж підземного сільського господарства може створювати нові робочі місця в міських районах та стимулювати економічний розвиток у громадах. Це включає робочі місця у сферах фермерства, технологій, інженерії та логістики.

Покращення якості та поживності продуктів

Підземні ферми можуть виробляти високоякісні, багаті на поживні речовини культури в контрольованих умовах. Це може призвести до покращення якості продуктів харчування та їх поживності, що сприятиме кращим показникам здоров'я споживачів.

Виклики підземного сільського господарства

Незважаючи на численні переваги, підземне сільське господарство також стикається з кількома викликами, які необхідно вирішити:

Високі початкові інвестиційні витрати

Початкові інвестиційні витрати на створення підземних ферм можуть бути значними, включаючи витрати на розробку інфраструктури, системи освітлення, обладнання для контролю клімату та спеціалізовані фермерські технології. Залучення фінансування може стати бар'єром для багатьох підприємців.

Споживання енергії

Підземні ферми значною мірою залежать від систем штучного освітлення та клімат-контролю, що може призводити до високого споживання енергії. Однак використання відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова, може допомогти пом'якшити цю проблему та зменшити вуглецевий слід підземного сільського господарства.

Технічна експертиза

Експлуатація підземних ферм вимагає спеціалізованих технічних знань у таких сферах, як гідропоніка, аеропоніка, світлодіодне освітлення та клімат-контроль. Для розвитку кваліфікованої робочої сили для цієї нової галузі потрібні навчальні та освітні програми.

Суспільне сприйняття

Деякі споживачі можуть скептично ставитися до безпеки та якості продуктів, вирощених у підземних умовах. Інформування громадськості про переваги підземного сільського господарства та розв'язання будь-яких проблем, пов'язаних з безпекою харчових продуктів, є вирішальним для побудови довіри споживачів.

Нормативно-правова база

Розвиток підземного сільського господарства часто ускладнюється відсутністю чіткої нормативно-правової бази. Урядам необхідно встановити керівні принципи та стандарти для підземного фермерства, щоб забезпечити безпеку харчових продуктів, охорону довкілля та безпеку праці.

Світові приклади мереж підземного сільського господарства

Хоча підземне сільське господарство все ще перебуває на ранніх стадіях, воно набирає обертів у різних частинах світу. Ось кілька помітних прикладів:

Growing Underground (Лондон, Велика Британія)

Growing Underground — це піонерська підземна ферма, розташована під вулицями Лондона. Ферма використовує покинуті бомбосховища часів Другої світової війни для вирощування різноманітної листової зелені та трав за допомогою гідропоніки та світлодіодного освітлення. Ферма постачає свіжу продукцію місцевим ресторанам та роздрібним торговцям, скорочуючи "продовольчі милі" та сприяючи сталому виробництву продуктів у центрі міста.

The Plant Chicago (Чикаго, США)

The Plant Chicago — це міська ферма замкнутого циклу, яка об'єднує різні сталі технології, включаючи систему аквапоніки, пивоварню та пекарню. Об'єкт використовує покинутий м'ясокомбінат і включає підземні приміщення для вирощування грибів та інших видів фермерської діяльності. The Plant Chicago прагне створити циркулярну економіку, де відходи мінімізуються, а ресурси використовуються ефективно.

Deep Rooted (Монреаль, Канада)

Deep Rooted розробляє підземну ферму в покинутих тунелях метро Монреаля. Проєкт використовуватиме гідропоніку та світлодіодне освітлення для вирощування різноманітних культур, включаючи листову зелень, трави та овочі. Ферма забезпечуватиме свіжою продукцією місцеві громади та створюватиме робочі місця в центрі міста.

Проєкти в покинутих шахтах (різні локації)

Кілька проєктів досліджують потенціал використання покинутих шахт для підземного сільського господарства. Ці проєкти спрямовані на перепрофілювання цих промислових об'єктів для сталого виробництва продуктів харчування, одночасно вирішуючи питання екологічної рекультивації та економічного розвитку в шахтарських громадах. Наприклад, дослідники в Польщі експериментують з вирощуванням грибів у покинутих вугільних шахтах, тоді як проєкти в Китаї вивчають використання геотермальної енергії з шахт для обігріву теплиць для вирощування врожаю.

Майбутнє підземного сільського господарства

Мережі підземного сільського господарства мають величезний потенціал для трансформації глобальної продовольчої системи та вирішення критичних проблем, пов’язаних із продовольчою безпекою, сталістю та зміною клімату. З розвитком технологій та збільшенням інвестицій можна очікувати більш широкого впровадження практик підземного фермерства в містах та за їх межами. Ключові тенденції, на які варто звернути увагу:

• Автоматизація та робототехніка: Використання автоматизації та робототехніки підвищить ефективність та зменшить витрати на робочу силу в підземних фермах. Роботи можуть використовуватися для таких завдань, як посадка, збір врожаю та моніторинг стану рослин.
• Аналітика даних та ШІ: Аналітика даних та штучний інтелект будуть використовуватися для оптимізації умов вирощування та прогнозування врожайності. Датчики та системи моніторингу збиратимуть дані про температуру, вологість, світло та рівень поживних речовин, дозволяючи фермерам приймати обґрунтовані рішення та підвищувати продуктивність.
• Інтеграція відновлюваної енергії: Підземні ферми все більше покладатимуться на відновлювані джерела енергії, такі як сонячна та вітрова, щоб зменшити свій вуглецевий слід та покращити екологічну стійкість.
• Залучення громадськості: Підземні ферми відіграватимуть більшу роль у залученні громадськості та освіті, просуваючи сталі практики харчування та забезпечуючи доступ до свіжої, місцевої продукції.
• Політична підтримка: Урядам потрібно буде розробити сприятливу політику та нормативні акти для заохочення розвитку підземного сільського господарства та забезпечення його довгострокової життєздатності.

Практичні поради

Ось кілька практичних кроків, які можуть зробити окремі особи, бізнеси та уряди для підтримки зростання мереж підземного сільського господарства:

Для приватних осіб:

• Підтримуйте місцеві підземні ферми: Купуйте продукцію місцевих підземних ферм та рекламуйте її своїм друзям та родині.
• Навчайтеся: Дізнавайтеся більше про переваги підземного сільського господарства та діліться своїми знаннями з іншими.
• Виступайте за сталу продовольчу політику: Підтримуйте політику, що сприяє сталому виробництву продуктів харчування та заохочує розвиток підземного сільського господарства.

Для бізнесу:

• Інвестуйте в підземне сільське господарство: Надавайте фінансування та ресурси для розвитку підземних ферм та пов'язаних технологій.
• Співпрацюйте з підземними фермами: Співпрацюйте з підземними фермами, щоб отримувати свіжу, місцеву продукцію для ваших ресторанів, роздрібних магазинів або підприємств харчової промисловості.
• Розробляйте інноваційні технології: Розробляйте нові технології та рішення, які можуть покращити ефективність та сталість підземного сільського господарства.

Для урядів:

• Надавайте стимули та субсидії: Пропонуйте стимули та субсидії для заохочення розвитку підземних ферм та відповідної інфраструктури.
• Створюйте чіткі нормативні рамки: Розробляйте чіткі нормативні рамки для підземного сільського господарства для забезпечення безпеки харчових продуктів, охорони довкілля та безпеки праці.
• Підтримуйте дослідження та розробки: Фінансуйте науково-дослідні проєкти, які можуть сприяти розвитку науки й технологій підземного сільського господарства.
• Сприяйте освіті та навчанню: Підтримуйте освітні та навчальні програми, які можуть розвинути кваліфіковану робочу силу для галузі підземного сільського господарства.

Висновок

Мережі підземного сільського господарства є перспективним рішенням для вирішення проблем продовольчої безпеки, сталості та зміни клімату. Використовуючи інноваційні технології та перепрофілюючи недостатньо використовувані простори, підземні ферми можуть забезпечити стабільне та передбачуване постачання свіжої, місцевої продукції, одночасно мінімізуючи вплив на довкілля та створюючи нові економічні можливості. Оскільки населення планети продовжує зростати, а зміна клімату посилюється, роль підземного сільського господарства в майбутньому виробництві продуктів харчування ставатиме лише важливішою.