Топ-100
 
Здоровая еда

Технологии устойчивого развития для обеспечения продовольственной безопасности города

Вертикальные фермы
По оценкам ООН к 2050 году население мира достигнет 10 миллиардов человек, а количество доступных пахотных земель уменьшится до одной трети от того количества, которое было доступно в 1970 году. Изменение климата приведет к росту засух и наводнений, которые будут только еще больше мешать нашей способности производить пищу, чтобы накормить миллиарды людей, живущих на Земле. Традиционные методы ведения сельского хозяйства не так эффективны и безопасны для экологии, как должны быть: сельское хозяйство потребляет 80 процентов пресной воды и производит 24 процента мировых выбросов парниковых газов, использование пестицидов и химических удобрений приводит к стоку, который загрязняет почву и водоемы.

Вертикальное земледелие может значительно увеличить производство продуктов питания при одновременном снижении воздействия сельскохозяйственного сектора на окружающую среду за счет сокращения использования земли, воды, химикатов и удобрений и повышения общей эффективности (например, сегодня до 40% фруктов и овощей пропадают до того, как попадут к потребителю - благодаря сити-фермерству этот процент можно существенно снизить). В то время как экологические преимущества хорошо известны, экономическая целесообразность вертикального земледелия по-прежнему не очевидна.

Чтобы вертикальное земледелие стало жизнеспособной альтернативой для широких масс, необходимо снизить как капитальные, так и эксплуатационные расходы. Что касается капиталовложений, то основные затраты составляют конструкции, освещение и системы автоматизации, в то время как энергия является единственным наиболее важным параметром эксплуатационных расходов.

При выборе решения для вертикального фермерства необходимо обращать внимание на использование энергоэффективных инструментов, включая подбор правильного спектра для конкретных растений (многообразие сценариев для различных сельскохозяйственных культур), особенности решений для автоматизации большинства процессов на ферме, включая посев и сбор урожая.
Преимущества "умных" ферм
Впервые в истории человечества производителям сельскохозяйственных культур во всем мире не нужно беспокоиться о своем уровне знаний: теперь они могут выращивать что угодно, поскольку датчики, которые широко используются на "умных" фермах, регулярно собирают данные о погоде, почве и растениях, сопоставляют их с сценариями получения урожая и дают конкретные советы производителям. Как правило, современные фермы могут прогнозировать биотехнологический и абиотический стресс растений, его динамически меняющиеся отношения с окружающими его микробами и состояние здоровья растений. Это стало возможно благодаря достижениям в области машинного обучения, компьютерного зрения и фитологии, которые активно используют современные вертикальные фермы.

Разработчики решений для "умных" ферм наряду с биологическим контролем пестицидов, микробов и т. д., часто занимаются другими комплексными стратегиями борьбы с болезнями - в частности, подготовкой семян для снижения риска болезней растений.

Ключевые преимущества "умных" ферм:
  • Точный прогноз. Модели данных позволяют лучше оценить урожайность, что обеспечивает среди прочего снижение издержек и отходов на всех этапах производства.
  • Повышенная урожайность за счет отслеживания точного уровня питательных веществ, уровня воды, температуры и влажности. Это повышение эффективности позволяет небольшим теплицам значительно превосходить полевые фермы.
  • Более быстрые циклы выращивания, например, за счет сокращения этапа "размножения".
Теплицы и вертикальные фермы
Теплицы способны обеспечивать впечатляющие объемы урожая на регулярной основе. Настолько, что это одна из главных причин, по которой Нидерланды вырвались на второе место в мире по экспорту продуктов питания.

Правительства во всем мире признают необходимость увеличения площади под теплицы с помощью различных субсидий и стимулов — фермеры тоже знают о повышении производительности, связанном с этой формой выращивания. Тем не менее, во многих странах фермеры воздерживаются от инвестиций в теплицы, т.к. обычно это связано с поэтапным внедрением решений: чтобы тепличное выращивание было успешным, выбор правильных семян и материалов для выращивания, контроль микроклимата, контроль питания, упреждение вредителей и борьба с ними должны быть правильными. Хотя существует множество решений для каждой из этих проблем - это по-прежнему довольно сложно, тогда как вертикальные фермы - это комплексное агрономическое решение: оно может быть настроено под конкретные задачи, постоянно обучающееся и простое в реализации решение объединяет технологии, науку о данных, агрономию, гидрологию и пр. в форме простого ежедневного списка дел для владельца фермы. Вертикальные фермы значительно упрощают и автоматизируют (там, где это возможно) операции в теплице. Это приводит к росту урожайности в среднем на 25-40% за цикл, используя гораздо меньше ресурсов, чем раньше.

Сценарии выращивания урожая
Вертикальные фермы обеспечивают оптимальные условия выращивания с помощью сценариев получения урожая.

1. Питание: интеллектуальная система предлагает план для каждого поля, позволяет таким образом оптимизировать распределение доступных питательных веществ с учетом конкретных условий.

2. Окружающая среда: идеальная среда обитания для растения, специфичная для его сорта. Вертикальная ферма может замерять и контролировать более 400 данных — pH, EC, TDS, OD, влажность, давление воды, воздуха, направление и силу ветра и другие параметры для оптимизации роста урожая.

3. Взаимодействие: растения взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой, динамически регулируя этилен, СО2, концентрацию хлорофилла, флуоресценцию хлорофилла и другие параметры. Большинство параметров могут быть зафиксированы и оценены ИИ вертикальной фермы.

4. Свет. Регулируя значения PAR, PPFD и другие параметры вертикальная ферма позволяет сельскохозяйственным культурам не испытывать визуального стресса.

Эта точность в отношении входных данных также приводит к значительно меньшему количеству отходов на каждом этапе процесса. Этот подход к точному земледелию не только использует меньше воды, энергии и выделяет меньше CO2, но и повышает качество продуктов.
Мы используем файлы cookie.
OK
Эта информация оказалась полезной?
Благодарим за отзыв