Pionowe uprawy coraz popularniejsze. Jak działają farmy wertykalne?
Autor: Dr inż. Jacek Skudlarski, SGGW w Warszawie
W obecnych czasach rolnicy, a szczególnie producenci warzyw i owoców borykają się z problemami, jakie powodują zmiany klimatyczne. Długookresowe niedobory wody, gwałtowne i obfite opady deszczu, gradobicia, przymrozki itp. stają się zmorą producentów rolnych. Czy możliwa jest uprawa roślin nie uzależniona od warunków pogodowych? Okazuje się że tak.
Farmy wertykalne, czyli alternatywny pomysł na rolnictwo
Takie możliwości oferują farmy wertykalne reprezentujące nowy rodzaj produkcji rolnej określany mianem rolnictwa pionowego. Tego typu „gospodarstwa rolne” mogą funkcjonować nie tylko na obszarach wiejskich, ale przede wszystkim na przedmieściach lub nawet w centrach aglomeracji miejskich skracając tym samym łańcuch dostaw żywności do konsumentów.
Farmy wertykalne – co to jest?
Rolnictwo pionowe (farmy wertykalne) to rodzaj produkcji rolnej w którym rośliny są uprawiane w zamkniętych pomieszczeniach z regulowanym klimatem, oświetleniem i systemem odżywiania i umieszczone jedna nad drugą, a nie wysiewane (wysadzane) w poziomych rzędach jak to ma miejsce w tradycyjnych systemach rolniczych. Pionowe umieszczanie roślin pozwala na bardzo dobre wykorzystanie przestrzeni w wyniku czego z niewielkiej powierzchni mogą być uzyskiwane znaczne plony. Farmy pionowe mogą pozyskiwać jedną tonę sałaty wykorzystując zaledwie około 17% powierzchni jaka jest potrzebna w tradycyjnej uprawie w gospodarstwie rolnym.
Uprawa w wertykalnych farmach staje się tym samym niezależna od strefy klimatycznej i pogody. Zapewniając odpowiednie warunki klimatyczne w pomieszczeniach praktycznie do zera redukuje się ryzyko występowania chorób oraz szkodników. Dzięki temu zużycie pestycydów ogranicza się do niezbędnego minimum. W farmach wertykalnych możliwe jest realizowanie certyfikowanej produkcji ekologicznej. W zamkniętych i sterylnych pomieszczeniach rośliny nie muszą walczyć z przeciwieństwami natury dzięki czemu szybciej rosną a ich okres wegetacji jest przyspieszony. Stąd też niektóre warzywa mogą być zbierane już po 2-3 tygodniach od wysiania nasion.
Uprawa roślin bez „grzebania” w glebie
Uprawa roślin w wertykalnych farmach odbywa się bez użycia gleby, z wykorzystaniem technologii „bezglebowych”. W uprawie pionowej stosuje się techniki hydroponiczne, aeroponiczne i aquaponiczne, które zastępują glebę. W uprawie aeroponicznej rośliny są umieszczone w płytach wykonanych ze sztucznych tworzyw, a ich korzenie znajdują się w powietrzu. Ten system uprawy roślin polega na rozpylaniu wody i soli mineralnych w postaci mgły pod wysokim ciśnieniem bezpośrednio na korzenie roślin. Taki sposób uprawy zapobiega podawaniu zbyt dużej ilości wody i przesuszeniu roślin.
Hydroponika to rodzaj uprawy roślin w kulturze wodnej. Rośliny pobierają sole mineralne rozpuszczone w wodze. Roztwór wodny (pożywka) jest dostarczany bezpośrednio do środowiska korzeni w trybie automatycznym, który można zaprogramować według potrzeb użytkownika. W systemie hydroponicznym rośliny sadzone są w specjalnym granulacie o luźnej strukturze, który służy jedynie do ustabilizowania roślin.
Zarówno w aeroponice, jak i w hydroponice rośliny rosną i dojrzewają o wiele szybciej od roślin uprawianych w ziemi. Dzieje się to tak ponieważ roztwór wodny jest dostarczany bezpośrednio do środowiska korzeni. W wyniku rezygnacji z gleby rośliny są wolne od szkodników i chorób doglebowych. Dzięki sterylności podłoża unika się rozwoju grzybów i szkodliwych bakterii.
Aquaponica (akwaponika) to metoda hodowli ryb (jak również ślimaków, krewetek, raków), jak i uprawy roślin w obrębie tego samego systemu, który ideą przypomina życie w stawie gdzie rośliny jak ryby żyją w jednym środowisku. W systemie akwaponicznym niezjedzone przez ryby pasze oraz odchody są wykorzystywane jako źródło składników odżywczych dla roślin. Jednocześnie w ten sposób w pewnej części oczyszczana jest woda dla ryb.
Akwaponika jest korzystniejsza od hydroponiki, w której woda jest cyklicznie w całości wymieniana. Ponadto ten rodzaj uprawy roślin jest wolny od dodatków chemicznych, takich jak nawozy sztuczne czy pestycydy. Akwaponikę wyróżnia bardzo niskie zużycie wody (90% mniej wody niż tradycyjne uprawy glebowe), brak konieczności stosowania pestycydów i chorób przenoszonych przez glebę.
Zależnie od wielkości i specyfiki w pionowych farmach może być stosowany jeden ze wspomnianych rodzajów upraw jak również mogą być stosowane na różnych kondygnacjach budynku trzy wspomniane systemy.
Sterylne warunki uprawy roślin
W celu realizacji upraw wolnych od pestycydów przez cały rok, rolnictwo pionowe stosuje rygorystyczne strategie sterylizacji i dezynfekcji. Sterylizację można przeprowadzić kilkoma metodami. Najczęściej stosowane metody to dezynfekcja chemiczna, sterylizacja UV-C i odkażanie ozonem.
Stosowane w dezynfekcji chemicznej takie substancje podchloryn i nadtlenek wodoru, pomagają sterylizować powierzchnie, w tym podłogi, sprzęt transportowy i narzędzia, które, jeśli nie są czyszczone, mogą łatwo przenosić choroby z rośliny na roślinę. Sterylizacja za pomocą światła emitującego promieniowanie UV to bezchemiczna technika niszczenia różnego rodzaju mikroorganizmów, w tym bakterii, grzybów i wirusów. Metoda ozonowa jest wykorzystywana do oczyszczania powietrza pomieszczeniach. Ozon skutecznie zabija grzyby i mikroorganizmy.