«Вертикальные фермы» помогут получать в 600 раз больше зерна — Naked Science
Мария Азарова
1

«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.
Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

6 часов назад
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

22 июля
Илья Ведмеденко

По информации СМИ, модуль «Наука» столкнулся с техническими проблемами. Они могут существенно осложнить стыковку с Международной космической станцией.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
Нижние слои будут полутемными, там будет темно, затхло и душно, выращивать там можно будет разве что плесень какую-нибудь, грибы подвальные. А искусственно освещать будет дорого. Также что-то не понял, как автор идеи собирается повторно использовать воду для полива? Часть воды впитывается пшеницей и землей верхних слоев, часть испаряется, в любом случае подпитка водой нужна извне дополнительная.
Подтвердить?
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: