Гидропонные фермы – будущее современного сельского хозяйства. Израильские разработки гидропонной фермы будущего

Источник фото: parnikiteplicy.ru

Вертикальные фермы - сегодня это звучит утопично. Хотя за последние 20 лет разработки в области гидропоники серьезно продвинулись вперед.

«За вертикальными фермами будущее сельского хозяйства. Ведь они стоят в противовес расточительному, нефтезависимому и истощающему ресурсы традиционному земледелию. Тем более, это отличное подспорье в продовольственной безопасности», — уверен .

На западе Англии в городе Коветри расположена вертикальная ферма компании HydroGarden. Это демоверсия полноценной системы, которая тщательно контролируется. Здесь находятся три длинные вагонетки, каждая из которых обеспечивает функционирование четырех узких лотков. В лотки стекает вода, содержащая смесь калия, азота и других питательных веществ. Этот раствор кормит десятки растений. Низкоэнергетические светодиоды, расположенные над ростками обеспечивают оптимальный фотосинтез.

Стив Фрай утверждает: за 28 дней в этих условиях он может вырастить 2 тыс. головок салата. В то время как на открытом грунте такого урожая пришлось бы ждать в 3 раза дольше.

Эксперт признается: гидропоника — не панацея. Вырастить таким способом основные сельскохозяйственные культуры — зерновые, пока невозможно. Сегодня вертикальные фермы можно применять для производства салата и зелени.

Новый метод использует намного меньше воды и энергии, чем хозяйства на открытой почве. Гидропоника не требует пестицидов или фунгицидов, но, тем не менее, в большинстве вертикальных ферм химические вещества используются для стерилизации воды, а некоторые питательные вещества синтезируются.

Английская ассоциация Soil Association, которая является одной из самых влиятельных организаций в области сертифицирования пищевых и косметических продуктов, пока отказывается признавать растения, выращенные в вертикальных фермах, органическими.

«В первую очередь сегодня мы должны поменять мышление, относительно современного сельского хозяйства. Нам придется научиться выращивать зерновые культуры в пригородных условиях. Ведь в будущем может случиться так, что сельскохозяйственные культуры будут производить на вершинах зданий, в заброшенных автостоянках или в любом другом месте, где им смогут обеспечить вентиляцию и питание», — рассуждает глава отдела гидропонных аппаратов фирмы HydroGarden Стив Фрай .

Тем не менее, гидропоника развивается и пытается выйти на промышленные объемы производства. В Южном Лондоне планируется запуск стартапа компании Growing Underground (GU), который должен показать предельные возможности вертикальных ферм сегодня. В 2012 году GU оформили в лизинг на огромные подземные помещения. Теперь здесь будут коммерческие гидропонные фермы.

Источник фото: theguardian.com

«Мы запускаем проект в этом году. Это будет самая большая многослойная гидропонная система в Европе. Когда туннели заработаю в полную мощь, мы надеемся на 80 т. продукции в год», — утверждают основатели Growing Underground Стив Дринг и Крис Нельсон .

Пока же используется только один полукруглый бункер, и выращивают там «микро-листья». Сбывают продукцию ресторанам.

Спуск в грохочущей шахте лифта в кирпичное подземелье на 100 футов ниже А3 — не то, что обычно приходит на ум при слове «ферма» И все же, растения, растущие в тоннеле, будут одними из наиболее чистых от химии в Лондоне и, благодаря минимальной транспортировке, одними из самых свежих. Первый урожай прибудет на рынок Нью-Ковент-Гарден в следующем месяце, хотя запуск планируется тихим.

«Все может сорваться; невозможно контролировать природу», — cказал Стив Дринг.

Гидропоника. Непонятное для многих слово. С этим термином я столкнулся в детстве, в одном из фантастических рассказов, которые я так любил читать. В каком именно - не помню. Но припоминаю, что сама идея гидропонных ферм показалась мне чем-то необыкновенным и далеким.

Воочию увидеть эту частичку будущего мне удалось в одной из компьютерных игр. Не сказать, что это зрелище меня впечатлило, я «тебя себе другим представлял», но помогло сформировать общий целостный образ.

И с тех пор слово «Гидропоника» у меня ассоциируется именно с космическими кораблями и длительными межпланетными путешествиями.

Будущее оказалось куда ближе. Гидропонные фермы успешно работают по всему миру. Пора и вам познакомиться с ними поближе.

Как работают «Водные сады Дорна»

Гидропоника - это метод выращивания растений в искусственно созданных средах без использования почвы. В таких условиях сельскохозяйственные культуры получают все необходимые химические вещества и элементы из особого питательного раствора.

Причем данный метод придумали не фантасты прошлого века, древние активно его использовали еще до Р.Х. Висячие сады Семирамиды - это первый образец такого «огородничества», упоминания о которых остались в истории человечества.

Позже изобретением воспользовались ацтеки, создав плавающие сады на озере Тескоко.

Принцип работы всех гидропонных ферм един, различаются лишь его формы. Растениям для роста необходим лишь свет, кислород и питательный раствор, содержащий в себе несколько различных микроэлементов: калий, сера, железо, магний, кальций, азот и фосфор. Поэтому корни культур погружаются в соответствующую среду, которая позволяет растению развиваться и плодоносить еще лучше, чем в земле.

Это может быть водная или воздушная среда, а также специальный субстрат. В качестве последнего выступают пористые, влаго-, воздухоемкие или же инертные материалы. Например, песок, щебень, керамзит, гравий, мох, опилки, верховой торф, кокосовое волокно и т.д.

Виды гидропонных ферм

Теперь разберемся непосредственно с формами гидропонного сельского хозяйства. Фермы такого рода бывают «Активными» и «Пассивными». В первых питательный раствор подается к корням под механическим воздействием (например, насосами), ко вторым - естественным путем за счет капиллярных сил.

По пространственному расположению их можно разделить на «Вертикальные» и «Горизонтальные». Несмотря на многочисленные модификации и комбинации сразу нескольких гидропонных систем, их можно поделить на 6 основных типов:

Фитильные. Относятся к системам пассивной гидропоники. В емкость с растением, заполненную субстратом, помещают фитиль. Другой его конец опущен в бак с питательным раствором. Под воздействием капиллярных сил растение снабжается всем необходимым. Это самый простой и малоэффективный метод. Подходит для выращивания маленьких растений, например, декоративных цветков в горшке.

Система глубоководных культур (метод плавающей платформы, DWC) . При таком подходе корни растения всегда находятся в воде. Последнюю непрерывно обогащают кислородом и добавляют питательные вещества. Лук, растущий в баночке с водой у бабушки на подоконнике, - это как раз пример такой системы. Правда, слегка примитивной.

Система периодического затопления. Известна также под названием «прилив-отлив». Корни растений погружены в субстрат, который периодически с помощью насосов затапливается питательным раствором. Под действием гравитации жидкость стекает на дно бака. В это время корни растения или пассивно, или под действием компрессора «дышат» кислородом. И так до следующего «прилива».

Техника питательного слоя (NFT). Корни растения помещают в трубу, в которую тонким слоем насос непрерывно подает питательный раствор. Обогащение жидкости кислородом происходит естественным путем, к тому же, большая часть корня и так висит в воздухе. По этой причине компрессор в такой установке становится не нужен.

Система капельного полива. К каждому растению в горшке с субстратом индивидуально подается питание через трубочку. Насос качает питательный раствор, а кислород растение получает естественным путем.

Аэропоника. Самый высокотехнологичный метод, не требующий использования субстратов. Корни растений висят в воздухе, а под ними расположены устройства, распыляющие питательный аэрозоль. Водяная пыль, туман или пар оседают на корнях и питают сельхозкультуру. Этакая своеобразная «парилка» для салата или укропа.

Примеры действующих ферм

Но это теория, а теперь пришла пора увидеть все на практике. Гидропонные фермы популярны в жарких странах (ОАЭ, Кувейт) с пустынями, где нет плодородных земель. Но впереди планеты всей, конечно же, Израиль, где свыше 80% всей зелени и овощей выращивается именно таким способом.

Израильская компания OrganiTech разработала необычную «конвейерную» систему, которая объединила в себе гидропонную и рыбоводческую фермы. Это так называемая аквапонная ферма (об аквапонике в отдельном материале), которая позволяет совместно выращивать растительную и рыбную продукцию. Тут, что называется, и рыбы сыты, и растения целы.

Компания Sundrop построила в Австралии несколько гидропонных ферм. Их уникальностью является то, что вся инфраструктура сооружения работает полностью на солнечной энергии. С помощью последней даже опресняют морскую соленую воду для создания питательного раствора.

Гидропонная ферма MightyVine в штате Иллинойс обеспечивает местное население высококачественными томатами. Почти 55 т помидоров каждую неделю покидают теплицу, оказываясь на полках магазинов и кухнях ресторанов.

FreshBox Farms -вертикальная ферма в США, которая выращивает свыше 10 видов различной зелени в специальных контейнерах-модулях. Ее «коллега» находится в Калифорнии. Там подобным бизнесом занимается компания Local Roots .

Редкие, плохо переносящие переезды виды зелени, в Сан-Франциско выращиваются компанией-стартапом Plenty . В Нью-Джерси тем же самым занимаются сотрудники гидропонной фермы AeroFarms . В Нью-Йорке данная ниша занята компанией BrightFarms .

Основатель проекта Growing Underground Стивен Дринг пошел еще дальше и создал гидропонную ферму в Лондоне в бомбоубежище. В 30 м под землей растет и «колосится» салат, руккола и другая зеленая продукция. Плюс такой фермы в том, что ее легче обогревать: в любое время года на такой глубине стоит постоянная температура.

В Японии, в префектуре Мияги, построена ферма Mirai , которая тоже использует принципы гидропоники для выращивания зелени. А в городе Камеока (префектура Киото) подобной деятельностью занимается компания Spread .

Одним из самых крупных гидропонных сооружений мира станет ферма, которую планируют возвести в Дубаи компании Crop One и Emirates Flight Catering.

У берегов Генуи на морском дне установлены первые в мире подводные гидропонные «огороды». Их стоимость велика, обслуживание - тоже. Но факт остается фактом: эксперимент существует и показывает возможность выращивания овощей и зелени под водой.

Существуют даже мини-гидропонные фермы, которые вы можете разместить даже у себя дома. Например, вертикальный минисад GrowWall позволяет обеспечить целую семью свежей зеленью в течение всего года.

Преимущества гидропоники

• Повышенная урожайность. Создание идеальных условий для роста позволяет растениям стать крепкими и сильными, причем в разы быстрее, чем это происходит в почве. Это приводит к тому, что появляется возможность снимать урожай по несколько раз за год.
• Независимость от внешних условий. Выращивать биомассу можно на борту космического корабля или даже в пустыне на Марсе.
• Экологичность. Растения получают только полезную подкормку, что исключает попадание в плод или зелень вредных нитратов, тяжелых металлов и прочих ядовитых органических соединений. Также на гидропонных фермах не используются пестициды и гербициды.
• Автоматизация процесса. Выращивание зелени практически полностью автоматизировано: никакой копки земли, прополки, рыхления или ежедневного полива от вас не требуется. Человеку остается лишь «пожинать плоды».
• Рациональное использование пространства. Гидропонная ферма даст больше урожая, занимая при этом площадь, в несколько раз меньшую, чем при обычном выращивании растений.
• Экономия «расходников». Вода и питательные вещества подаются лишь в том количестве, в котором они требуются. Излишки возвращаются в систему, а не уходят в землю, как при традиционных методах выращивания.
• Отсутствие сорняков и насекомых вредителей. Им просто неоткуда взяться в закрытой автономной системе.
• Отсутствие болезней растений. Большинство заболеваний сельхозкультур вызваны грибками и бактериями, находящимися в почве. Нет почвы - нет проблем.
• Простой процесс пересадки растений. Многолетние растения с мощной корневой системой невозможно без повреждения пересадить в другое место, если речь идет о традиционном земледелии. Гидропонный метод такую проблему исключает по умолчанию.
• Эстетика. Выращивание зелени и овощей на гидропонной ферме выглядит очень красиво и эстетично. Никакой грязи, только ровные горизонтально-вертикальные ряды растений или плавающие в бассейне платформы с салатом.

Недостатки гидропоники

• Высокая стоимость. Первоначальные затраты на постройку и обслуживание гидропонной фермы гораздо выше, чем выращивание культур традиционным способом.
• Зависимость от безукоризненной работы автоматики. Кратковременный сбой в работе системы, подачи питательного раствора, может привести к засыханию корня растения и гибели урожая всего за несколько часов. Засуху в обычной почве тот же самый салат выдержит гораздо дольше. Ошибка в составе раствора (например, отсутствие калия или переизбыток фосфора) тоже приведут к плачевному результату.
• Подходит не для всех растений. Зерновые, корнеплодные, клубневые растения, например, картофель или морковь слабо приспособлены к условиям гидропонного выращивания. На данный момент экономически целесообразнее выращивать их в обычной почве.

Заключение

Гидропонные фермы (наряду с морскими) - это реально действующий способ избежать проблемы голода на Земле и уменьшить загрязнение огромных площадей пестицидами. Кроме того, их повсеместное применение позволит увеличить качество выращенной продукции и снизить ее стоимость.

Когда-то ведь придет пора,

К далеким звездам мы проложим версты.

И может скоро наш корабль

Умчится к звездам.

На этом корабле и всех последующих будут находиться отсеки гидропоники. Уж поверьте мне на слово!

В последнее время мир гидропоники всколыхнулся: ученые все чаще говорят о том, что вскоре гидропоника станет самым распространенным методом выращивания не только овощей, но и рыбы. Планируются масштабные гидропонные установки прямо в городах, они смогут обеспечивать население пищей. Возможно ли это?

Почему гидропонные фермы необходимы?

На планете неуклонно растет население. По прикидкам ученых мужей уже через 10-15 лет человечество по численности достигнет восьми миллиардов. Кроме того, примерно в этот же период ожидается серьезная засуха на некоторых континентах, например, в Африке, Америке. Таким образом, перед человечеством встает серьезнейшая проблема - нехватка самых разных ресурсов, в частности воды и еды.

Поэтому ученые стараются как-то подготовиться к таким глобальным изменениям. Активно разрабатываются проекты гидропонных ферм.

Что будет представлять из себя вертикальная гидропонная ферма?

В Израиле разработали проект первой полноценной фермы, которая будет выполнять сразу две функции - выращивать растения и разводить рыбу. По мнению ученых, с помощью таких ферм удастся также сократить расход электроэнергии и значительно очистить воздух. Стекающая вода будет вырабатывать электричество по принципу водяной мельницы, а расположенные прямо в мегаполисе растения очистят воздух от углекислого газа и прочих вредных веществ.

Всем известно, что гидропонный метод выращивания предполагает использование питательного раствора с разнообразными удобрениями. В то же время рыба нуждается в чистой воде. Израильские ученые полагают, что продукты жизнедеятельности рыб смогут стать удобрением для растений, а растения, в свою очередь, помогут очистить импровизированные водоемы. Предполагается разместить гидропонную ферму на 30-ти этажном небоскребе, а ее устройство по предварительным подсчетам обойдется в 200 миллионов долларов.

Принцип будущей фермы не так уж сложен. Растения будут помещены в лотки, которые установлены в водоеме, в котором, в свою очередь, будут жить телапии. Выбор пал на этих рыб, так как продукты их жизнедеятельности чрезвычайно богаты азотом и прочими микро- и макроэлементами. Таким образом, растения будут получать из воды львиную долю необходимых органических и минеральных удобрений , а вода очистится, что необходимо рыбам.

Правда, при разработке возникла проблема: некоторым растениям все же требуется субстрат - вермикулит, кокосовое волокно и прочее. Например, цитрусовые на гидропонике должны иметь субстрат для корневой системы. Для этого в гидропонную ферму внедрят еще один механизм - вращающийся барабан, в котором будут размещены растения. Таким образом, они будут погружаться в водоем периодически, оказавшись в самом низу барабана. И субстрат напитается питательными веществами.

Также планируется подводить к таким фермам центральную городскую канализацию. Канализационные отходы будут преобразовываться в электроэнергию, за счет нее и будет работать механизм вертикальной гидропонной фермы.

Израильские ученые из фирмы OrganiTech считают, что за такими фермами - будущее городов, спасение экологической ситуации на планен в целом и огромная экономия природных ресурсов. Одна такая ферма должна будет накормить порядка 50 тысяч человек.

Привет, меня зовут Ави, мы с моими друзьями из проекта "Наследие 21" решили создать что-то полезное, экологичное и дико перспективное.

Проблема

Для получения высоких урожаев и избавления от вредителей активно используются разного рода химические вещества которые помимо ухудшения качества продукции садоводческой отрасли, а именно продуктов питания растительного происхождения, пагубно влияют на почвы и грунтовые воды, вызывая эрозию почв, опустынивание, токсификацию почв различными химическими веществами.

Решение

Для избежания подобных проблем в некоторых странах Европы используется технология домашних и коммерческих гидропонных ферм.

Однако, проанализировав этот рынок, мы поняли, что причина невостребованности этой технологии в России и странах СНГ - это ОЧЕНЬ ВЫСОКАЯ ЦЕНА!

Мы решили эту проблему и разработали модель домашней гидропонной фермы, которая не уступает по качеству Европейским конкурентам, но при этом стоит в 5 раз дешевле!

Таким образом покупая нашу гидропонную установку вы не только круглый год получаете свежие фрукты и овощи, вносите вклад в сохранение окружающей среды, но и экономите деньги, так как стоимость одной лунки примерно 300 рублей и гидропонная установка окупается уже через пол-года. Представьте - вы покупаете гидропонную ферму "AVI" из 9 ячеек за 2850 рублей и едите экологически-чистые фрукты, овощи и ягоды круглый год! Экономия очевидна!

Мы намерены популяризировать гидропонные установки в России.

Вы можете вместе с нами инвестировать в будущее нашей планеты, используя гидропонные установки и рассказывая об этой технологии своим знакомым.

16 000 лет назад люди занимались собирательством, позже они научились выращивать необходимые им культуры на пахотных землях, теперь, пришло время революции в сфере домашнего и коммерческого растениеводства. Мы - команда школьников и студентов из Красноярска создали проект - «Гидропонные установки для дома AVI"

AVI - это установки позволяющие выращивать фрукты, ягоды и овощи круглый год, у вас дома, без использования земли.

Как это работает?

Корпус установки сделан из экологичного полипропилена. Растения растут на водном растворе с удобрениями, которые были разработаны доктором Кэлом Германом, учёным из НАСА.
За счёт того что растение берёт питательные вещества из воды без таких посредников как почва, рост и развитие растение происходит быстрее
Так же в виду отсутствия земли, то-есть патогенной среды, растение меньше подвержено заболеваниям и атакам вредителей.

Мы уже запустили в производство первую пробную партию установок.

Вы уже сейчас можете сделать предзаказ и стать одним из обладателей гидропонных установок и поддержать наш стартап.