Дури и меѓу нивните прилично необични колеги – креативни генијалци и малку луди научници од Медиумската лабораторија на Технолошкиот институт во Масачусетс (МИТ), која се наоѓа во близина на Бостон (САД), каде џиновските ајкули на надувување висат од таванот, масите често се украсени со глави на роботи. , и слаби, кратки коси научници во хавајски кошули кои восхитено разговараат за мистериозните формули нацртани со креда на табла - Салеб Харпер се чини дека е многу необична личност. Додека неговите колеги во научното истражување создаваат : вештачка интелигенција, паметни протези, машини за виткање од следната генерација и медицински уреди кои го прикажуваат човечкиот нервен систем во 3Д, Харпер работи на – Одгледува зелки. Во текот на изминатата година, тој го трансформира малото лоби на институтот на петтиот кат (зад вратите на неговата лабораторија) во супертехнолошка градина која изгледа како да е оживеана од научно-фантастичен филм. Овде растат неколку сорти на брокула, домати и босилек, навидум во воздухот, капени во сини и црвени неонски LED светла; а нивните бели корени прават да изгледаат како медуза. Растенијата се обвиткани околу стаклениот ѕид, долг 7 метри и висок 2.5 метри, така што изгледа како да се обвиткани околу деловна зграда. Не е тешко да се погоди дека ако им дадете слобода на Харпер и неговите колеги, во блиска иднина тие можат да ја претворат целата метропола во таква жива и јадлива градина.
„Верувам дека имаме моќ да го промениме светот и глобалниот систем на храна“, вели Харпер, висок, крупен 34-годишен маж во сина кошула и каубојски чизми. „Потенцијалот за урбано земјоделство е огромен. И тоа не се празни зборови. „Урбаното земјоделство“ во последниве години ја надмина фазата „изгледајте, навистина е можно“ (за време на која беа направени експерименти за одгледување зелена салата и зеленчук на градските покриви и на празни градски простори) и стана вистински бран на иновации, лансиран од мислители цврсто стојат на нозе, како Харпер. Тој го основаше проектот CityFARM пред една година, а Харпер сега истражува како високата технологија може да помогне да се оптимизираат приносите на зеленчукот. Во исто време, се користат сензорски системи кои ја следат потребата на растенијата за вода и ѓубрива и ги хранат садниците со светлина од оптималната бранова фреквенција: диодите, како одговор на потребите на растението, испраќаат светлина што не само што му дава живот на растенија, но и го одредува нивниот вкус. Харпер сонува дека таквите насади во иднина ќе го заземат своето место на покривите на зградите - во вистински градови каде што живеат и работат многу луѓе.
Иновациите што Харпер предлага да ги воведе може да ги намалат трошоците за земјоделството и да го намалат неговото влијание врз животната средина. Тој тврди дека со мерење и контрола на светлината, наводнување и ѓубрење според неговиот метод, можно е да се намали потрошувачката на вода за 98%, да се забрза растот на зеленчукот за 4 пати, целосно да се елиминира употребата на хемиски ѓубрива и пестициди, двојно да се храни вредноста на зеленчукот и подобрување на нивниот вкус.
Производството на храна е сериозен еколошки проблем. Пред да биде на нашата маса, обично патува илјадници километри. Кевин Фредијани, раководител на органско земјоделство на колеџот Биктон, земјоделско училиште во Девон, ОК, процени дека ОК увезува 90% од своето овошје и зеленчук од 24 земји (од кои 23% доаѓаат од Англија). Излегува дека испораката на главица зелка одгледувана во Шпанија и испорачана со камион во ОК ќе доведе до емисија на околу 1.5 кг штетни емисии на јаглерод. Ако ја одгледувате оваа глава во ОК, во стаклена градина, бројката ќе биде уште поголема: околу 1.8 кг емисии. „Едноставно немаме доволно светлина, а стаклото не ја задржува топлината многу добро“, забележува Фредијани. Но, ако користите специјална изолирана зграда со вештачко осветлување, можете да ги намалите емисиите на 0.25 кг. Фредијани знае за што зборува: тој претходно управувал со овоштарници и насади со зеленчук во зоолошката градина Паингтон, каде во 2008 година предложил метод на вертикално садење за поефикасно одгледување на добиточна храна. Ако можеме да ги ставиме во употреба таквите методи, ќе добиеме поевтина, посвежа и похранлива храна, ќе можеме да ги намалиме емисиите на стакленички гасови за милиони тони годишно, вклучително и во делот на производството што се однесува на пакувањето, транспортот и сортирањето на земјоделски производи, кои вкупно произведуваат 4 пати повеќе штетни емисии од самото одгледување. Ова може значително да го одложи пристапот на претстојната глобална криза со храна.
Експертите на ОН пресметале дека до 2050 година светското население ќе порасне за 4.5 милијарди, а 80% од жителите на светот ќе живеат во градовите. Веќе денес се користи 80% од земјиштето погодно за земјоделство, а цените на производите растат поради зголемените суши и поплави. Во такви услови, земјоделските иноватори ги насочија погледите кон градовите како можно решение за проблемот. На крајот на краиштата, зеленчукот може да се одгледува насекаде, дури и на облакодери или во напуштени засолништа за бомби.
Бројот на корпорации кои почнуваат да користат иновативни технологии за стаклена градина за одгледување зеленчук и нивно хранење со LED диоди вклучува, на пример, таков гигант како Philips Electronics, кој има свој оддел за земјоделски LED диоди. Научниците кои работат таму создаваат нови типови линии за пакување и системи за управување, ги истражуваат можностите за технологии за микроклима, аеропоника*, аквапоника**, хидропоника***, системи за собирање дождовница, па дури и микротурбини кои овозможуваат користење на енергијата од бура. Но, досега никој не успеа да направи таквите иновации да се исплатат. Најтешкиот дел е потрошувачката на енергија. Хидропонскиот систем VertiCorp (Ванкувер), кој направи многу врева во научната заедница, кој беше прогласен за откритие на годината за 2012 година од страна на магазинот TIME, се урна затоа што. потрошил премногу електрична енергија. „Има многу лаги и празни ветувања во оваа област“, вели Харпер, син на пекар кој пораснал на фарма во Тексас. „Ова доведе до многу потрошени инвестиции и колапс на многу големи и мали компании“.
Харпер тврди дека благодарение на користењето на неговите случувања, ќе биде можно да се намали потрошувачката на електрична енергија за 80%. За разлика од индустриските земјоделски технологии заштитени со патенти, неговиот проект е отворен и секој може да ги користи неговите иновации. Веќе постои преседан за ова, како што беше случајот со ласерските секачи дизајнирани од МИТ и печатачите XNUMXD, кои Институтот ги произведува и донира на лабораториите ширум светот. „Тие создадоа производствена мрежа што ја гледам како модел за нашето движење за одгледување зеленчук“, вели Харпер.
… Во убаво јунско попладне, Харпер ја тестира својата нова поставка. Тој држи парче картон извадено од комплет за детски играчки. Пред него има кутија со зелена салата осветлена со сини и црвени LED диоди. Слетувањата се „набљудуваат“ со видео камера за следење движење, позајмена од Харпер од PlayStation. Ја покрива комората со картонски лист - диодите стануваат посветли. „Можеме да ги земеме предвид временските податоци и да создадеме алгоритам за компензација на осветлувањето на диодите“, вели научникот, „Но системот нема да може да предвиди дождливо или облачно време. Ни треба малку поинтерактивна средина“.
Харпер склопи таков модел од алуминиумски летви и плексиглас панели - еден вид стерилна операциона сала. Внатре во овој стаклен блок, повисок од човек, живеат 50 растенија, некои со корени кои висат надолу и автоматски се наводнуваат со хранливи материи.
Сами по себе, таквите методи не се единствени: малите фарми за стакленички ги користат веќе неколку години. Иновацијата лежи токму во употребата на диоди на сина и црвена светлина, кои создаваат фотосинтеза, како и нивото на контрола што Харпер го постигнала. Стаклена градина е буквално исполнета со разни сензори кои ги читаат атмосферските услови и испраќаат податоци на компјутер. „Со текот на времето, оваа стаклена градина ќе стане уште поинтелигентна“, уверува Харпер.
Користи систем на етикети дадени на секое растение за да го следи растот на секое растение. „До денес, никој не го направил ова“, вели Харпер. „Имаше многу лажни извештаи за такви експерименти, но ниту еден од нив не го помина тестот. Сега има многу информации во научната заедница за ваквите студии, но никој не знае со сигурност дали тие биле успешни, и воопшто дали навистина биле спроведени.
Неговата цел е да создаде линија за производство на зеленчук на барање, испорачана како Amazon.com. Наместо да го берете зеленчукот зелен (на пример, како зелените домати се берат во Холандија во лето или во Шпанија во зима – сиромашни со хранливи материи и без вкус), потоа испратете им стотици километри, гасете го за да дадете изглед на зрелост – можете да нарачате вашите домати и овде, но стануваат навистина зрели и свежи, од градината и речиси на следната улица. „Испораката ќе биде брза“, вели Харпер. „Нема губење на вкус или хранливи материи во процесот!
До денес, најголемиот нерешен проблем на Харпер е со изворите на светлина. Користи и сончева светлина од прозорец и LED диоди контролирани преку Интернет, направени од швајцарскиот стартап Heliospectra. Ако поставите насади со зеленчук на деловни згради, како што предлага Харпер, тогаш ќе има доволно енергија од Сонцето. „Моите насади користат само 10% од светлосниот спектар, остатокот само ја загрева просторијата - тоа е како ефект на стаклена градина“, објаснува Харпер. – Значи морам намерно да ја ладам стаклена градина, што бара многу енергија и ја уништува самодоволноста. Но, еве едно реторичко прашање: колку чини сончевата светлина?
Во традиционалните „соларни“ оранжерии, вратите треба да се отворат за да се излади просторијата и да се намали акумулираната влажност - вака непоканети гости - инсекти и габи - влегуваат внатре. Научните тимови во корпорациите како Хелиоспектра и Филипс веруваат дека користењето на Сонцето е застарен пристап. Всушност, најголемиот научен пробив во областа на земјоделството сега го прават компаниите за осветлување. Heliospectra не само што снабдува светилки за оранжерии, туку спроведува и академски истражувања во областа на методите за забрзување на растот на биомасата, забрзување на цветањето и подобрување на вкусот на зеленчукот. НАСА користи светилки што тие ги прават во нивниот експеримент за модулирање на „марсовската вселенска база“ на Хаваи. Осветлувањето овде го создаваат панели со диоди, кои имаат сопствен вграден компјутер. „Можете да испратите сигнал до растението прашувајќи го како се чувствува, а за возврат испраќа информации за тоа колку од спектарот користи и како јаде“, вели ко-водачот на Heliosphere, Кристофер Стил, од Гетеборг. „На пример, сината светлина не е оптимална за растот на босилекот и негативно влијае на неговиот вкус“. Исто така, Сонцето не може совршено рамномерно да го осветли зеленчукот - тоа се должи на појавата на облаци и ротацијата на Земјата. „Можеме да одгледуваме зеленчук без темни буриња и дамки кои изгледаат одлично и имаат добар вкус“, додава извршниот директор Стефан Хилберг.
Ваквите системи за осветлување се продаваат по цена од 4400 фунти, што воопшто не е евтино, но побарувачката на пазарот е многу голема. Денес во оранжериите ширум светот има околу 55 милиони светилки. „Светилките треба да се менуваат на секои 1-5 години“, вели Хилберг. „Тоа се многу пари“.
Растенијата претпочитаат диоди наместо сончева светлина. Бидејќи диодите може да се постават директно над растението, тоа не мора да троши дополнителна енергија за создавање стебла, расте јасно нагоре, а лиснатиот дел е подебел. Во GreenSenseFarms, најголемата затворена вертикална фарма во светот, која се наоѓа на 50 километри од Чикаго, дури 7000 светилки се сместени во две простории за осветлување. „Марулата што се одгледува овде е повкусна и покрцкава“, вели извршниот директор Роберт Коланџело. – Секој кревет го осветлуваме со 10 светилки, имаме 840 кревети. Добиваме 150 грла зелена салата од градината на секои 30 дена“.
Креветите се наредени вертикално на фармата и достигнуваат 7.6 m во висина. Фармата Green Sense ја користи технологијата на таканаречениот „хидро-хранлив филм“. Во пракса, тоа значи дека водата богата со хранливи материи се пробива низ „почвата“ – смачканите лушпи од кокос, кои овде се користат наместо тресет, бидејќи е обновлив ресурс. „Бидејќи креветите се распоредени вертикално, зеленчукот расте најмалку десет пати подебел и дава 25 до 30 пати повеќе отколку во нормални, хоризонтални услови“, вели Коланџело. „Тоа е добро за Земјата бидејќи нема ослободување пестициди, плус користиме рециклирана вода и рециклирано ѓубриво“. „Тој троши многу помалку енергија (од конвенционалната)“, вели Коланџело, зборувајќи за неговата фабрика за зеленчук, создадена во соработка со Philips, која е најголема на планетата.
Коланџело верува дека наскоро земјоделската индустрија ќе се развие во само две насоки: прво, големи, отворени простори засадени со житарки како пченица и пченка, кои можат да се складираат со месеци и полека да се транспортираат низ светот - овие фарми се наоѓаат далеку од градовите. Второ, вертикални фарми кои ќе одгледуваат скап, расиплив зеленчук како домати, краставици и зелена боја. Неговата фарма, која беше отворена во април оваа година, се очекува да оствари годишен обрт од 2-3 милиони долари. Коланџело веќе ги продава своите препознатливи производи на ресторани и на дистрибутивниот центар WholeFood (кој се наоѓа на само 30 минути), кој доставува свеж зеленчук во 48 продавници во 8 американски држави.
„Следниот чекор е автоматизација“, вели Коланџело. Бидејќи креветите се распоредени вертикално, директорот на фабриката верува дека ќе биде можно да се користи роботика и сензори за да се утврди кој зеленчук е зрел, да се соберат и да се заменат со нови садници. „Ќе биде како Детроит со неговите автоматизирани фабрики каде роботите склопуваат автомобили. Автомобилите и камионите се склопуваат од делови нарачани од дилери, а не од масовно производство. Ова ќе го наречеме „расте по нарачка“. Ќе береме зеленчук кога ќе и треба на продавницата“.
Уште поневеројатна иновација во областа на земјоделството се „фарми за транспорт на контејнери“. Тие се вертикални кутии за растење опремени со систем за греење, наводнување и осветлување со диодни светилки. Овие контејнери, лесни за транспорт и складирање, може да се наредат четири еден врз друг и да се стават надвор од продавниците и рестораните за да им се обезбеди свеж зеленчук.
Неколку компании веќе ја пополнија оваа ниша. Growtainer со седиште во Флорида е компанија која произведува цели фарми и решенија на лице место за ресторани и училишта (каде што се користат како визуелни помагала во биологијата). „Вложив милион долари за ова“, вели извршниот директор на Grotainer, Глен Берман, кој ги предводеше одгледувачите на орхидеи во Флорида, Тајланд и Виетнам веќе 40 години и сега е најголемиот дистрибутер на живи растенија во САД и Европа. „Ги усовршивме системите за наводнување и осветлување“, вели тој. „Растеме подобро од самата природа“.
Тој веќе има десетици дистрибутивни центри, од кои многу работат според системот „сопственик-потрошувач“: тие ви продаваат контејнер, а вие сами одгледувате зеленчук. Веб-страницата на Берман дури тврди дека овие контејнери се одлично „рекламирање во живо“ на кое може да се постават логоа и други информации. Други компании работат на поинаков принцип – продаваат контејнери со свое лого, во кои веќе расте зеленчукот. За жал, додека и двете шеми се скапи за потрошувачот.
„Микро фармите имаат обратен рентабилност по површина“, вели Пол Лајтфут, извршен директор на Bright Farms. Bright Farms произведува мали оранжерии кои можат да се постават веднаш до супермаркетот, а со тоа се намалуваат времето и трошоците за испорака. „Ако треба да загреете соба, поевтино е да загреете десет квадратни километри од сто метри“.
Некои земјоделски иноватори не се од академска заедница туку од бизнис. Така е и Bright Farms, кој беше заснован на непрофитниот проект ScienceBarge од 2007 година, прототип на иновативна урбана фарма која беше закотвена во реката Хадсон (Њу Јорк). Тогаш супермаркетите ширум светот забележаа зголемена побарувачка за свеж, локално одгледан зеленчук.
Поради фактот што 98% од зелената салата што се продава во супермаркетите во САД се одгледува во Калифорнија во лето и во Аризона во зима, нејзината цена (која ја вклучува цената на водата, која е скапа на западот од земјата) е релативно висока. . Во Пенсилванија, Bright Farms потпиша договор со локален супермаркет, доби даночен кредит за создавање работни места во регионот и купи фарма од 120 хектари. Фармата, која користи систем за дождовница на покривот и вертикални конфигурации како Салеб Харпер, продава сопствен брендиран зеленчук во вредност од 2 милиони долари годишно на супермаркетите во Њујорк и блиската Филаделфија.
„Ние нудиме алтернатива на поскапите, не толку свежи зеленило од Западниот брег“, вели Лајтфут. – Расипливиот зеленчук е многу скап за транспорт низ земјата. Така, ова е нашата можност да претставиме подобар, посвеж производ. Не мора да трошиме пари за превоз на долги растојанија. Нашите основни вредности лежат надвор од доменот на технологијата. Нашата иновација е самиот бизнис модел. Подготвени сме да имплементираме секаква технологија што ќе ни овозможи да постигнеме резултати“.
Лајтфут верува дека фармите за контејнери никогаш нема да можат да се зацврстат во големите супермаркети поради недостатокот на созревање. „Има некои вистински ниши, како скапи зеленило за одредени ресторани“, вели Лајтфут. „Но, нема да работи со брзините со кои работам. Иако таквите контејнери можат, на пример, да се фрлат во воената база на маринците во Авганистан“.
Сепак, иновациите во земјоделството носат слава и приходи. Ова станува очигледно кога ќе ја погледнете фармата, која се наоѓа на 33 метри под улиците на Норт Капам (Лондон област). Овде, во некогашното засолниште за воздушни напади од Првата светска војна, претприемачот Стивен Дринг и партнерите собраа 1 милион фунти за да го претворат непобараниот урбан простор за да создадат врвно земјоделство кое е одржливо и профитабилно и успешно одгледува зелена салата и други зеленило.
Неговата компанија, ZeroCarbonFood (ZCF, Храна со нулта емисија), одгледува зеленило во вертикални лавици користејќи систем „плима“: водата ги мие растечките зеленило и потоа се собира (зајакнува со хранливи материи) за повторно да се користи. Зеленилото е засадено во вештачка почва направена од рециклирани теписи од Олимпиското село во Стратфорд. Електричната енергија што се користи за осветлување доаѓа од мали микро-хидроелектрични турбини. „Имаме многу дождови во Лондон“, вели Дринг. „Значи, ставаме турбини во системот за истекување на дождовницата и тие нè хранат со енергија“. Дринг работи и на решавање на еден од најголемите проблеми со вертикалното одгледување: складирањето на топлина. „Истражуваме како топлината може да се отстрани и да се претвори во електрична енергија и како може да се користи јаглерод диоксидот - тој делува како стероиди на растенијата.
Во источна Јапонија, која беше тешко погодена од земјотресот и цунамито во 2001 година, познат специјалист за растенија ја претвори поранешната фабрика за полупроводници на Sony во втората по големина затворена фарма во светот. Со површина од 2300 м2, фармата е осветлена со 17500 ниско-енергетски електроди (произведени од Џенерал Електрик) и произведува 10000 грла зелена дневно. Компанијата која стои зад фармата – Mirai („Mirai“ значи „иднина“ на јапонски) – веќе работи со инженерите на GE за да основа „растечка фабрика“ во Хонг Конг и Русија. Шигеру Шимамура, кој стои зад создавањето на овој проект, ги формулираше своите планови за иднината на овој начин: „Конечно, подготвени сме да започнеме со индустријализација на земјоделството“.
Во моментов нема недостиг од пари во земјоделскиот сектор на науката, а тоа може да се види во зголемениот број иновации, кои се движат од оние наменети за домашна употреба (има многу интересни проекти на Kickstarter, на пример, Niwa, што ви овозможува да одгледувате домати дома во хидропонска фабрика контролирана од паметен телефон), до глобално. Економскиот гигант од Силиконската долина SVGPartners, на пример, ги здружи силите со Форбс за да биде домаќин на меѓународна конференција за земјоделски иновации следната година. Но, вистината е дека ќе биде потребно долго време - една деценија или повеќе - за иновативното земјоделство да освои значаен дел од глобалниот колач за прехранбената индустрија.
„Она што е навистина важно е дека немаме транспортни трошоци, нема емисии и минимална потрошувачка на ресурси“, вели Харпер. Друга интересна точка што ја забележа научникот: еден ден ќе можеме да ги надминеме регионалните карактеристики на одгледување растителни производи. Рестораните ќе одгледуваат зеленчук по нивниот вкус, веднаш надвор, во посебни контејнери. Со промена на светлината, киселинско-базната рамнотежа, минералниот состав на водата или конкретно ограничување на наводнувањето, тие можат да го контролираат вкусот на зеленчукот - да речеме, да ја направат салатата послатка. Постепено, на овој начин можете да креирате сопствен брендиран зеленчук. „Нема да има повеќе „најдоброто грозје расте овде и таму“, вели Харпер. – „Will be“ најдоброто грозје се одгледува на оваа фарма во Бруклин. А најдобрата блитва доаѓа од таа фарма во Бруклин. Ова е неверојатно".
Google ќе ги имплементира наодите на Харпер и неговиот дизајн на микрофарма во кафетеријата на нивното седиште во Mountain View за да ги нахрани вработените со свежа, здрава храна. Тој, исто така, беше контактиран од компанија за памук прашувајќи дали е можно да се одгледува памук во таква иновативна стаклена градина (Харпер не е сигурен - можеби е можно). Проектот на Харпер, OpenAgProject, привлече забележително внимание кај академиците и јавните компании во Кина, Индија, Централна Америка и Обединетите Арапски Емирати. И уште еден партнер поблиску до дома, Државниот универзитет во Мичиген, ќе го претвори поранешниот авто-магацин од 4600 квадратни метри на периферијата на Детроит во она што ќе стане најголемата „фабрика за вертикална зеленчук“ во светот. „Каде е најдоброто место за разбирање на автоматизацијата, ако не во Детроит? Прашува Харпер. – А некои сè уште прашуваат „што е новата индустриска револуција“? Таква е таа!“
* Аеропониката е процес на одгледување растенија во воздухот без употреба на почва, при што хранливите материи се доставуваат до корените на растенијата во форма на аеросол.
** Аквапоника – висока технологијалогичен начин на земјоделство кој комбинира аквакултура – одгледување водни животни и хидропоника – одгледување растенија без почва.
***Хидропониката е безземен начин на одгледување растенија. Растението го има својот корен систем не во земја, туку во влажен воздух (вода, добро газирана; цврста, но интензивна на влага и воздух и прилично порозна) средина, добро заситена со минерали, поради посебни раствори. Таквата средина придонесува за добра оксигенација на ризомите на растението.