По мнению авторов новой работы, вертикальное сельское хозяйство позволит удовлетворить спрос на продукты питания, который значительно возрастет к середине-концу столетия. Благодаря вертикальным установкам можно будет повысить урожайность пшеницы в сотни раз, использовать повторно воду для полива и не зависеть от погоды.
Пшеница — одна из важнейших продовольственных культур в мире, ее культивировали еще в начале неолитической революции, а сегодня выращивают на миллионах гектаров: получаемую из этого злака муку используют, в частности, при выпекании хлеба, а также изготовлении макаронных и кондитерских изделий. На пшеницу приходится примерно одна пятая часть энергетической ценности и белка в рационе человека.

Однако урожайность ее в поле, как правило, низкая и зависит от многих факторов, в том числе от погоды, почвы и применяемых человеком методов. Группа исследователей из США (Флорида, Нью-Йорк и Нью-Джерси), работа которых опубликована в журнале PNAS, считает, что урожайность пшеницы можно повысить в сотни раз, если выращивать ее на закрытых «вертикальных фермах» и соблюдать оптимизированные условия.

По их словам, такой способ потребует меньшей площади сельхозземель, чем если бы зерновая культура росла просто в поле, к тому же исчезает зависимость от климата и вредителей, можно будет свести к минимуму использование пестицидов и гербицидов и экономить воду.

Как объясняют авторы работы, население Земли, составляющее 7,8 миллиарда человек сегодня, к 2050 году увеличится более чем до девяти миллиардов, а к концу столетия, по данным ООН, — до 11 миллиардов. Поскольку сейчас каждый девятый человек в мире сталкивается с голодом, этот прогнозируемый рост численности людей на планете и спрос на продовольствие потребуют увеличения производства зерна в мире более чем на 60 процентов.

«Вертикальная ферма» по выращиванию одновременно 10 слоев пшеницы / © Gregory Kiss, Senthold Asseng, and Paul P.G. Gauthier

Согласно прогнозам специалистов, посредством сокращения спроса на продукты питания и в то же время наращивания их производства, снижения объема пищевых отходов и других методов эту предполагаемую нехватку продовольствия к середине-концу столетия все же можно будет восполнить.

«Вертикальное сельское хозяйство видится нам возможным перспективным вариантом увеличить производство пшеницы в будущем. Мы показали, что пшеница, выращенная на одном гектаре земли в 10-слойной закрытой вертикальной установке, может производить от 700 ± 40 т / га и максимум до 1940 ± 230 т / га зерна в год при оптимизации температуры, интенсивном искусственном освещении, высоком содержании CO2 и максимально достижимом индексе урожая. Такая урожайность будет в 220-600 раз превышать среднегодовую урожайность пшеницы сегодня (3,2 т / га). Независимо от климата, времени года и региона, выращивание пшеницы на таких фермах может быть более благоприятным для окружающей среды», — пишут исследователи.

Конечно, замечают они, у описываемого подхода есть и недостатки: учитывая высокие энергетические затраты на искусственное освещение и прочие расходы, маловероятно, что «вертикальное выращивание» пшеницы будет экономически конкурентоспособным в ближайшем будущем.

Однако оно поможет обезопасить человечество от последствий изменений климата (потопы, засухи, волны жары), которые влияют на урожай, или других неожиданных сбоев в продовольственной системе. Также не стоит забывать, что меняющиеся условия, например возможность получать солнечную электроэнергию более дешевым и доступным способом или же резкое удорожание зерна, способны сделать вертикальное сельское хозяйство полезным, особенно в условиях роста численности населения Земли.

Тем не менее максимальный производственный потенциал «вертикальных ферм» для пшеницы еще предстоит подтвердить экспериментально и необходимы дальнейшие технологические решения для сокращения капитальных и энергетических затрат.

источник