ما هي الزراعة العمودية؟
ايضا تتوفر هذه المقالة باللغات الاتية:
ايضا تتوفر هذه المقالة باللغات الاتية:
English (الإنجليزية) 
Español (الأسبانية) 
Français (الفرنسية) 
Deutsch (الألمانية) 
Nederlands (الهولندية) 
हिन्दी (الهندية) 
Türkçe (التركية) 
简体中文 (الصينية المبسطة) 
Ελληνικά (اليونانية) 
Português (البرتغالية ،البرازيل)
ما هي الزراعة الرأسية؟
مزايا وعيوب طريقة الزراعة الجديدة
متى بدأت الزراعة الرأسية؟
ولدت فكرة الزراعة الرأسية في عام ٢٠١١ في إحدى الفصول الدراسية في جامعة كولومبيا (نيويورك سيتي). خلال إحدى الدروس، قام البروفيسور ديكسون ديسبومير بتحدّي طلابه لإيجاد وسيلة لإنتاج الغذاء داخل حدود جزيرة مانهاتن. اقترح الطلاب في البداية زراعة المحاصيل على أعلى ناطحات السحاب، ولكن حتى باستخدام جميع أسطح الجزيرة، لن يتم تلبية سوى ٤% من احتياجات الغذاء للسكان. وهكذا، وُلِدَت فكرة جديدة: دعنا نُزرع داخل المباني مستغلين الفراغ العمودي. وكان هذا نقطه الانطلاق.
في ذلك الوقت، كانت جميع التكنولوجيا التي نحتاجها لتحقيق هذه الرؤية موجودة بالفعل. في جميع أنحاء العالم، كنا نمارس الزراعة بدون تربة، مثل زراعة الهيدروبونيك، لإنتاج الخضروات أو الفواكه الصغيرة في البيوت الزجاجية. كما كنا قادرين على تعديل درجات الحرارة والرطوبة الداخلية، وكانت هناك بعض الأضواء الزراعية. كل ما احتجناه كان وضع هذه التقنيات معاً.
منذ ذلك الحين، زاد عدد ما يسمى “المزارع الرأسية” في جميع أنحاء العالم، من الولايات المتحدة إلى اليابان والصين وسنغافورة وأمريكا الجنوبية وأوروبا :المصدر(AVF).
في السنوات القليلة الماضية، زادت المعرفة حول هذا الزراعة بشكل هائل، وجعلت التكنولوجيات الإنتاج أكثر كفاءة، ونُجح في زراعة العديد من المحاصيل المختلفة بنجاح.
دعنا نحاول أن نفهم كيف تعمل هذه المزارع من خلال تحليل المكونات المختلفة للزراعة الرأسية.
كيف تعمل المزارع الرأسية؟
الخلايا المناخية:
أينما أردت بناء مزرعتك الرأسية، من الضروري إنشاء بيئة معزولة للحفاظ على مستوى المعطيات المناخية المرغوبة مثل درجة الحرارة والرطوبة والتهوية. يجب أن تحجز البيئة المغلقة تمامًا الدخول أيضًا للآفات والأمراض. تُصنع الخلايا عادة من الألواح المعزولة، ولكنه يتم أيضًا استخدام الحاويات لتطوير المزارع القابلة للتجميع. يمكن تثبيت الخلايا المناخية عمليًا في أي مكان، بدءًا من المباني وصولاً إلى القوارب والمستودعات والمدارس، أو في ظهر مطعم.
نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: (HVAC)
بعد العزل، يعتبر نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء أداة المزارع الرأسية الأولى والأكثر أهمية. يجب على هذا النظام تصفية الهواء الوارد والصادر، لإنشاء أفضل بيئة ممكنة للمحاصيل. عند تطوير مزرعة عمودية، من الضروري تصميم نظام HVAC بعناية فائقة وفقًا لمساحة الزراعة. من هنا ينبع نجاح الزراعة، وإنتاجية المحاصيل، ومستوى تكاليف التشغيل المرتبطة باستهلاك الطاقة.
أساليب الزراعة:
الأساليب الأكثر شيوعًا في الزراعة العمودية هي الزراعة بدون تربة والزراعة بالرش.
الزراعة بدون تربة (الهيدروبونيك): تعود تاريخ الزراعة بدون تربة إلى حدائق بابل القديمة، وقد مارسها شعوب مختلفة. حتى اليوم في ميانمار، يزرع السكان المحليون على قوارب تطفو فوق مياه بحيرة إنلي. صناعيًا، طور المزارعون الهولنديون طرق الزراعة بدون تربة للإنتاج داخل البيوت الزجاجية، وحتى وكالة ناسا طوّرت بعض النماذج لإنتاج الغذاء في الفضاء. الفكرة بسيطة: تُعلق النباتات فوق مستوى الأرض بفضل أنظمة تثبيت مختلفة، مما يتيح تدفق الماء والعناصر الغذائية عبر الجذور وتكوين دائرة ري شبه مغلقة. تحصل النباتات على الكمية المناسبة من العناصر الغذائية التي تحتاجها ولا يتم إضاعة الماء.
نظام الزراعة بالرش (الأيروبونيك): نظام الزراعة بالرش أحدث قليلاً. المبدأ هو نفسه، ولكن الماء والعناصر الغذائية يتم رشها مباشرة على جذور النباتات المعلقة في الهواء. يُفضَّل هذا النظام أحيانًا لتجنُّب تجمُّع المياه وزيادة تهوية الجذور.
يزرع الخس في الزراعة المائية – Vertical Farming Education
كيف تعمل المزارع الرأسية؟
نظام الزراعة: في الزراعة الرأسية، رأينا بالفعل أنواعًا مختلفة من الأنظمة. لوحات سكايجرين المتحركة (واحدة من أولى المزارع الرأسية الصناعية في العالم)، نظام الزراعة النباتية N.F.T.، الأبراج وأشهر الرفوف المستخدمة في معظم المزارع. ومؤخرًا، طوِّرت شركة ناشئة إيطالية نموذجًا جديدًا يستخدم الذكاء الاصطناعي لنقل النباتات داخل “مكعب” مزرعة رأسية كبيرة لجعل عملية الزراعة فعّالة بشكل استثنائي.
الإضاءة:
نظرًا لأننا نتحدث عن الزراعة الداخلية، ستحتاج إلى أضواء زراعية لإعادة إنتاج الإشعاع الشمسي، وخاصة طول موجة اللون الأحمر والأزرق (وهكذا تبدو الأضواء باللون الوردي أو الأرجواني).
الأضواء الصمامية L.E.D.s المستخدمة في الزراعة الداخلية اليوم طاقة بكفاءة عالية ويمكن استخدامها لزراعة محاصيل مختلفة. بعض الأضواء الصمامية L.E.D.s ذات كفاءة عالية لدرجة أنها تسمح بتعديل الطيف وكثافة الضوء عند الحاجة لتبديل المحاصيل أو حتى تكرار الغروب والشروق، مما يمنح النباتات أفضل تقليد ممكن للتغيرات اليومية في الإشعاع الشمسي.
الصمام المستخدم لزراعة الخس على نظام Radix – Vertical Farming Education
برمجيات الزراعة:
يستخدم مزارعو الزراعة الرأسية نوعًا مختلفًا من البرمجيات للتحكم وإدارة ظروف المناخ وتدفقات الري والإضاءة. البرمجيات والذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الإنترنت في تطور مستمر، مما يزيد من مستوى التشغيل الآلي في جميع عمليات الزراعة.
البذور ووسط النمو:
يعتبر البدء من البذور بدلاً من النباتات الصغيرة أقل تكلفة وأكثر استراتيجية تتبعًا لمعظم المنتجين. يمكنك أيضًا التحكم في سلسلة الإنتاج بأكملها، من البذر إلى الحصاد.
النباتات التي تزرع عادة في الزراعة الرأسية هي الخضروات الورقية والنباتات الصغيرة والفواكه الصغيرة والقنب والأعشاب العطرية والزهور الصالحة للأكل.
وسط النمو الذي يتم زراعة النباتات عليه متوفر بأشكال وأنسجة مختلفة، من التربة إلى صوف الصخر. يجب اختيار وسط النمو بعناية وفقًا لنظام الزراعة والمحاصيل المختارة وتدفقات الري. عادةً، يتجه الاختيار نحو الوسط العضوي، الذي يمكن تحلله ولا يولد نفايات صلبة.
Microgreens على الركيزة العضوية – Profarms
أدوات أخرى:
اعتمادًا على المشروع، يمكن للمزارعين استخدام أدوات وآلات أخرى، من غرف الإنبات إلى الثلاجات والآلات، للتعبئة والتخزين وبذر البذور والحصاد التلقائي.
مزايا وعيوب الزراعة الرأسية:
كما قد فهمتم، توجد العديد من المزايا في الزراعة الرأسية:
- توفير التربة: في الزراعة الرأسية، يتم استخدام المساحة بكفاءة كبيرة، مما هو ضروري لإنتاج الغذاء لسكان العالم المتزايد دون استغلال مساحات زراعية إضافية. الزراعة بدون تربة تجنب أيضًا مشكلات مثل التسميد الزائد الذي يسبب التلوث المائي على نطاق عالمي (خاصة في زراعة النباتات الواحدة).
- توفير المياه: تعتبر الزراعة الرأسية مكثفة في استخدام المياه. قمنا مع طلابنا بإثبات استخدام ٩٠٪ أقل للمياه مقارنة بالزراعة التقليدية في الحقل.
مع بعض الأنظمة، يمكنك استعادة الرطوبة من البخار، وإعادة استخدامها لري النباتات.
- من المزرعة إلى المائدة: يسمح إمكانية زراعة المحاصيل في بيئة مُتحكمة بالكامل بالإنتاج في كل مكان، من المستودعات إلى المدارس، والقوارب، أو حتى على محطات الفضاء الدولية. زراعة الغذاء داخل المدن الكبيرة أو قربها هو وسيلة جيدة لتجنب انبعاثات الكربون الكبيرة وتكاليف النقل العالية. تقليل الوقت بين الحصاد والاستهلاك هو طريقة رائعة للحفاظ على الزراعات طازجة ولذيذة وغنية بالقيمة الغذائية.
- إنتاج على مدار ١٢ شهرًا: إمكانية الإنتاج على مدار العام بغض النظر عن الظروف المناخية الخارجية تسمح بالزراعة في كل جزء من العالم بتواصل استثنائي وسلامة.
- اعاده إنتاج وإنقاذ الزراعات التقليدية: تتحمل التخصيصات الزراعية والأنظمة النقديّة والكوارث المناخية مسؤولية تقليل الأنواع والأصناف المزروعة في العالم. إنهاء القدرة على تعيين ظروف مناخية مختلفة يتيح لك استعادة أصناف المحاصيل المهجورة بسبب أنها أقل إنتاجية أو غير مناسبة للاستخدام في استخدام المبيدات الحشرية.
- الطعام النظيف: يسمح زراعة المحاصيل في الداخل بالزراعة دون مخاطر الآفات أو الأمراض، لذلك لا حاجة لاستخدام الأعشاب الضارة أو المبيدات الحشرية.
- جاذبية: فقدان الاهتمام بالممارسات الزراعية منتشر على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. تجذب التكنولوجيا والميزة المستقبلية للزراعة الرأسية المزارعين الشباب، معكوسة للإحصائيات.
العيوب:
- استهلاك الطاقة: يجب أن يُنظر في السيناريو العام إلى الطاقة اللازمة لنظام التدفئة والتهوية وتكنولوجيا الإضاءة (التي تعمل على مدار الساعة). ومع ذلك، يمكن أن تقلل لوحات الطاقة الشمسية والبطاريات من استهلاك الطاقة والتكاليف.
- اختيار المحاصيل: يمكنك زراعة معظم المحاصيل في الداخل، ولكن فقط بعض الأصناف هي مربحة والأكثر مناسبة لهذا النظام في الوقت الحالي.
مراجع
اقرأ أكثر
ما هي الزراعة العمودية؟
