Вертикальні ферми майбутнього: як нові технології можуть вирішити глобальний попит на їжу
Джерело: phys.org
Щоб забезпечити якісне харчування для всіх у нашому перенаселеному світі, необхідно впроваджувати інновації. Вертикальні фермерські системи, які інтенсивно вирощують рослини в закритих приміщеннях, можуть стати частиною вирішення цієї проблеми. Однак, для масштабного використання таких систем необхідно подолати ключові виклики, особливо щодо управління енергоємним і дорогим освітленням, необхідним для росту рослин.
Нині вчені показують, що, маніпулюючи світлом відповідно до потреб конкретних культур, можна покращити їхній ріст і здоров’я, водночас знижуючи енергоспоживання.
“Найбільша перевага вертикальних ферм полягає в тому, що здорову їжу можна вирощувати набагато ближче до споживачів, навіть у місцях, де це зазвичай неможливо: у мегаполісах, пустелях або регіонах, де протягом великої частини року темно і холодно,” сказав доктор Еліас Кайзер, перший автор статті у Frontiers in Science. “Найбільший виклик — це витрати на електроенергію.”
Освітлення як ключова проблема
Багато вертикальних ферм використовують постійні умови навколишнього середовища, що вимагає значних витрат електроенергії. Втім, аналіз учених показав, що такі постійні умови не завжди є необхідними. Використання динамічного контролю середовища може зробити вертикальні ферми економічно вигіднішими та сприяти вирощуванню здоровіших рослин.
“Нас надихнули ритми, які демонструють рослини як упродовж дня, так і протягом їхнього розвитку. Це потребує регулярного налаштування середовища для оптимального росту,” сказав професор Лео Марселіс із Університету Вагенінгена, співавтор дослідження.
Оптимізація освітлення
Оскільки функції рослин значною мірою залежать від умов довкілля, таких як зміни температури, довжина хвиль світла та кількість CO2, маніпулювання цими факторами дозволяє впливати на розвиток рослин. Освітлення є критичним фактором, оскільки воно необхідне для фотосинтезу, а різні довжини хвиль мають різний вплив на різні культури.
Вчені розробили модель для тестування розумного освітлення, яке підтримує фотосинтез рослин протягом дня, водночас знижуючи витрати на електроенергію. Використання алгоритму оптимізації дозволило знизити витрати на електроенергію на 12% без втрати здатності рослин до фіксації вуглецю, просто змінюючи інтенсивність світла.
Насіння майбутнього
Однак, перед тим як вертикальне фермерство зможе вирішити глобальну проблему харчування, залишаються інші важливі питання.
“Багато з запропонованих рішень ще не були випробувані у великих масштабах, які представляють вертикальні ферми, — вони могли бути показані на рівні окремих рослин, але не на рівні цілих врожаїв,” зауважив Кайзер.
Динамічне регулювання повітряного потоку, температури та CO2 відповідно до потреб рослин може додатково знизити витрати на електроенергію. Фермерам знадобляться відповідні сенсори та моделі для моніторингу та регулювання середовища, а також нові сорти, спеціально виведені для вертикального фермерства.
У таких умовах можна сфокусуватися на покращенні поживної якості та смакових властивостей рослин, а не лише на їхній витривалості чи тривалості зберігання. Більше досліджень необхідно для того, щоб правильно налаштувати всі ці змінні й досягти балансу між високою якістю та врожайністю.
“На вертикальних фермах усі умови вирощування можна точно контролювати, що є надзвичайно важливим для оптимізації врожайності, якості та ефективності використання ресурсів,” зазначив Марселіс.
“Однак технічна можливість утримувати їх постійними не означає, що це найкраще рішення. Коли динамічний контроль середовища стане нормою, енергоспоживання та вартість використаної енергії можна буде суттєво знизити, що збільшить прибутковість і сталий розвиток вертикальних ферм.”
Notice: Undefined variable: readAlsoLabel in /home/socport/obukhiv.info/www/site/templates/blocks/BlockTypeRelated/rss.php on line 3
- Інтернет може бути токсичним, але існують онлайн-оазиси, де процвітає взаємодопомога
- Інновації у сільському господарстві: як збільшення білка в рослинах може допомогти людству
- Штучний інтелект без спотворень: нова технологія вдосконалює генерацію нестандартних зображень
- Штучний інтелект проти теорій змови: чи може розмова з чат-ботом змінити мислення?
- Штучний інтелект прискорює кліматичну кризу: причина у високих енерговитратах