Крымские ученые развивают сити-фермерство, об этом сообщает «Крым Onlineсити»
Журналисты отмечают, что ученые КФУ (Крымский Федеральный Университет – ред.) исследуют возможности для выращивания растений в искусственной среде без почв, сообщили в пресс-службе университета. Сейчас разрабатывают установки с Wi-Fi–управлением, которые будут автоматически поливать растения, подавать питательные вещества, освещать и вентилировать зону посадок. По мнению специалистов, такой подход позволит выращивать экологически чистые продукты.
Идея создания сити-ферм обыгрывалась еще в фантастических романах Жуль Верна. Практические опыты по созданию сити-ферм стали массово производиться в 1960-х годах. В 21 веке производство сити-ферм приобрело форму бизнеса и с успехом развивается в Европе, США и Японии. К 2028 году объём рынка сити-фермерства ожидается на уровне двадцати млрд долларов. В России это направление тоже стало развиваться. Сити-фермы появились в Москве, в Новосибирске, Брянске и вот теперь в Крыму.
Чаще всего сити-ферма - это многоярусная теплица, которую можно разместить в любом закрытом помещении. Например, на территории старой фабрики, складе, в подвале и даже офисе. Микроклимат внутри теплицы можно создавать и контролировать самостоятельно, подбирая условия для выращивания определённого типа растений.
Термин сити-ферма принадлежат Диксону Деспанье — профессору микробиологии и общественного здравоохранения Колумбийского университета. В 1999 году он решил подсчитать, какое количество пищи можно вырастить традиционным тепличным методом на крышах нью-йоркских небоскребов. Результаты не были прорывными — оказалось, что такие фермы, чья общая площадь превышала бы 50 тысяч кв. метров, смогли бы прокормить только около 1000 человек.
Тогда Деспанье спроектировал 30-этажную вертикальную ферму с искусственным освещением, гидропонными и аэропонными стеллажами, которая смогла бы прокормить 50 тысяч человек. Ферма-небоскреб Деспанье осталась только в проекте, но она дала толчок развитию идеи вертикального земледелия.
Преимущества вертикальных ферм:
- занимают меньше места — каждая единица площади выращивания на вертикальной ферме позволяет освободить 10–20 единиц земли той же площади, занятой под сельское хозяйство;
- закрытый микроклимат, который можно регулировать. Внутрь не попадают вредители, поэтому не нужно использовать пестициды;
- требуют на 95% меньше воды, чем «традиционные» фермы;
- урожаи бывают круглый год;
- большинство сити-ферм автоматизированы (полив, контроль освещения и температуры), поэтому для их обслуживания нужно меньше работников;
- сити-фермы решают проблему логистики — для людей, живущих в отдалённых местах с плохим для земледелия климатом, сложно доставить овощи и ягоды. Те, что доезжают до места назначения, либо подпорчены, либо продаются втридорога.
Вертикальные фермы различают по видам:
Гидропонные — в таких фермах растения выращивают на минеральном растворе. Понятие «гидропоника» в 1930-х ввёл американский биолог Уильям Герике. Первые такие плантации появились ещё во время Второй мировой войны. Гидропоника позволяет создать оптимальные для выращивания условия: питание, освещенность, температуру и влажность. В 2020 году гидропонные вертикальные фермы занимали более 54% на рынке. Ожидается, что как минимум ближайшие семь лет этот метод продолжит доминировать. Гидропоника популярна благодаря низким затратам на установку и простоте использования.
Аквапонные — это «смесь» гидропоники и аквакультуры. Вода, используемая в системах аквапоники, содержит рыбные отходы — они богаты питательными веществами и создают устойчивую природную среду, поэтому фермерам не приходится дополнительно использовать «химию». С помощью аквапоники в основном выращивают салат, зеленый лук, перец, капуста, мята, огурцы и горох.
Фермы контейнерного типа — транспортные контейнеры, внутри которых устанавливаются датчики мониторинга воздуха и воды, светодиодное освещение, гидропонные или капельно-оросительные системы полива. Такие фермы мобильны (их можно перевозить грузовым транспортом), то есть выращивать необходимую пищу можно в любом месте.
Блоки доращивания — витрины для выращивания зелени на последней стадии созревания. Обычно они устанавливаются прямо в местах продаж, например, в супермаркетах.
Теплицы на крышах — они популярны в крупных мегаполисах: Нью-Йорке, Роттердаме, Гонконге. Например, нью-йоркский отель McKittrick оборудовал на крыше бар-теплицу — в нём выращивают салат для блюд из меню. Нью-йоркская компания BrightFarms с 2011 года строит гидропонные фермы на крышах крупных супермаркетов за свой счёт, взамен магазины подписывают долгосрочные контракты и покупают всё, что вырастет на ферме. То есть примерно 200 тонн овощей в год. В России в 2020 году разрешили использовать крыши жилых домов для озеленения. Теоретически там могут появиться и вертикальные фермы.
На вертикальных фермах можно выращивать широкий ассортимент культур.
Современные технологи позволяет выращивать зелень, перец чили, травы, клубнику, баклажаны. Среди ягод популярны также жимолость и земляника. Также можно культивировать цветы, например, тюльпаны, нарциссы, герберы, зелёный корм для животных.
На гидропонике и аэропонике выгоднее выращивать культуры с быстрым циклом созревания: салаты и пряные травы.
Некоторые растения сложнее культивировать на вертикальных фермах из-за ограничения по высоте потолков. Например, огурцы и томаты растут как лианы и достигают 6–8 метров — не всегда стеллажи в вертикальных фермах имеют такую высоту.
Увы, для сити-ферм подходят далеко не все растения. Например, календула, бархатцы, астры, другие однолетние цветы сильно осыпаются, то есть могут засорить и вывести из строя оборудование. Для моркови, картофеля, свеклы и других культур с большими клубнями характерно образование плесени.
При этом на сити-фермах можно выращивать экзотические фрукты, однако выгоднее всего — быстрорастущие растения с высокой рыночной стоимостью, например, травы (от мяты до базилика) и салат (руккола, айсберг, другие популярные виды).
Исследовательская компания Grand View Research, Inc. определила, что максимальной прибыли на вертикальных фермах можно добиться, выращивая помидоры, салат, перец чили, болгарский перец, клубнику, огурцы, листовые травы и зелень.
Качество овощей зависит не от способа культивации, а от того, в каких условиях они росли. При этом не важно — в искусственной или естественной среде. Все элементы корневого питания растения усваивают в форме ионов, которые поглощают из почвы, либо из смеси водорастворимых удобрений.
Выращивание в почве сильно зависит от изменчивых природных условий: температура воздуха может «скакать» в течение суток, а количество солнечных дней не всегда подходит для хорошего роста. Поэтому часто овощи собирают недозревшими.
Чтобы рост был активнее, а урожай — больше, «традиционные» фермеры применяют минеральные или органические удобрения. При этом удобрения, стимуляторы роста и средства химической защиты могут придавать овощам «пластиковый» вкус.
Владельцам вертикальной фермы не нужно переживать о погодных условиях: микроклимат внутри стабилен. К тому же, в гидропонике можно контролировать поступление питательных веществ и получать плоды с заданными вкусовыми характеристиками, управляя содержанием важных для здоровья человека компонентов.
Сити-фермеры настаивают, что качество и вкус их овощей не хуже, а может даже лучше выращенных на традиционных фермах. Но у гидропонной системы всё же есть минус: в долгосрочной перспективе естественная питательная среда более пригодна для выращивания продуктов питания. В выращенных на гидропонике растениях значительно меньше микро- и макроэлементов, чем у овощей с «традиционных» ферм. Что точно не отличается по качеству — это зелень.
Плюсы вертикальной фермы (на чём можно сэкономить):
- экономия воды до 95%;
- урожай — 3–4 раза в год;
- экономия на зарплатах;
- не требуется строительство масштабных теплиц;
- низкие риски потери урожая.
Минусы вертикальной фермы (на что придётся потратиться):
- дорогостоящее оборудование;
- сбыт — нужно найти постоянных покупателей, чтобы своевременно убирать урожай;
- большие расходы на освещение.
Окупаемость вертикальной фермы зависит от:
- арендной ставки помещения;
- высоты потолков;
- стоимости электроэнергии;
- размера коммунальных платежей;
- первоначальных инвестиций в оборудование и строительно-монтажные работы.
По подсчётам московской школы для сити-фермеров UrbaniEco, для создания такого бизнеса нужны вложения от 1 до 10 млн рублей и помещение 100 кв. м. По данным компании «Агрорус», производящей салат на сити-ферме, один квадратный метр такой фермы обойдётся в 65 тысяч рублей. То есть один гектар — 650 миллионов рублей. Окупится такая ферма (в зависимости от выбранной культуры) — за 2–8 лет.
Например, сити-ферма, выращивающая микрозелень в Екатеринбурге, зарабатывает на подсолнечнике, кресс-салате и рукколе. Себестоимость одного лотка с такой зеленью вместе с затратами на все материалы, аренду и коммунальными платежами — от 25 до 40 рублей. А продаётся — за 100–120 рублей. В месяц ферма продаёт около 600 лотков с зеленью — и зарабатывает около 45 тысяч рублей.
Что касается «традиционного» фермерства — стоимость одного гектара теплицы иностранного производства составляет в среднем 85–90 миллионов рублей, отечественного производства — 65 миллионов за гектар. Если использовать системы дополнительного освещения — эта стоимость повышается до 80 миллионов. Но даже с учётом строительства энергетической и прочей инфраструктуры, вложения в «традиционное» земледелие — как минимум в два раза ниже, чем при строительстве вертикальных ферм.
Для большинства компаний в России фермерство — не основной вид бизнеса. Они делают ставку на продажу технологий для сити-ферм. Страны-лидеры по внедрению вертикальных ферм в 2021 году — Япония, Тайвань и США.
Прежде, чем открыть вертикальную ферму, нужно понять, на какую продукцию есть постоянный спрос, определиться с востребованными видами зелени, овощей и ягод — для каждого региона они свои. Затем выбрать подходящее оборудование и привлечь начальный капитал. Очень важно правильно спроектировать ферму, чтобы рационально использовать каждый кубический сантиметр пространства — для этого может понадобиться консультация архитектора или привлечение компании, которая строит сити-фермы «под ключ».
Установить оборудование можно в любом помещении. Для домашнего выращивания достаточно балкона, чердака, подвала или свободной стены в комнате. Крупному бизнесу нужно позаботиться о производственном помещении — это может быть здание бывшей фабрики или заброшенный склад. Чем больше помещение — тем проще автоматически контролировать содержание углерода и кислорода, влажность, освещение и микроклимат.
Как и любой бизнес, сити-фермерство нужно регистрировать и получать необходимые разрешения — у санитарной службы, пожарных органов, экологов. Если ферма находится в подвале жилого дома, потребуется разрешение жилищных служб.
Если объёмы производства небольшие, можно заключить договор с овощными магазинами, продавать урожай на местных фермерских рынках или поставлять продукты в рестораны и кафе.
Если производство более масштабное, стоит найти продавцов покрупнее — супермаркеты, сети питания. В этом случае придётся также потратиться на упаковку и детальнее продумать логистику.
Стоимость складывается из цены на:
- Оборудование — цены разнятся в зависимости от параметров, размеров, автоматизации, страны-производителя. Например, установку для домашнего выращивания можно купить за 37 тысяч рублей. А оборудование посерьёзней — на 24 посадочных места, где можно выращивать до 72 кг ягод в год, уже обойдётся в 430 тысяч рублей;
- лампы для освещения — нужное количество светильников зависит от площади фермы и потребностей растений;
- программное обеспечение, которое поможет контролировать рост и качество урожая, включать систему полива;
- из постоянных расходов самая крупная статья — электроэнергия. Например, //vk.com/@rbc_trends-smogut-li-vertikalnye-fermy-zamenit-obychnye" target="_blank">ферма компании Agritecture площадью около 2,8 тысячи кв.м в пригороде Нью-Йорка ежегодно расходуют не менее $216 тысяч на освещение и электричество;
- водоснабжение — здесь экономия до 95% по сравнению с традиционным фермерством.
