«Вертикальные фермы» помогут получать в 600 раз больше зерна — Naked Science
7 минут
Мария Азарова

«Вертикальные фермы» помогут получать в 600 раз больше зерна

3.5

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.

Поле пшеницы
Пшеница — широко распространенная зерновая культура / © Getty Images

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 12:00
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

Вчера, 18:35
4 минуты
Ольга Иванова

NASA смоделировало ситуацию, при которой нашей планете угрожает крупное небесное тело, и выяснило, как много времени понадобится землянам, чтобы предотвратить катастрофу. Спойлер: мы все умрем.

11 часов назад
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-воздушные силы США намерены сократить число типов своих истребителей до четырех. Одной из главных «жертв» может стать знаменитый Raptor.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

12 мая
6 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: