مزارع عمودی و آینده گرگ‌ومیش

ترجمه: عبدالله مصطفایی:‌ اگر سری به ویکی‌پدیا بزنید، خواهید دید که نوشته شده منظور از زراعت عمودی یا کشاورزی عمودی (Vertical farming) کشت گیاهان در طبقه‌های عمودی روی هم است. این نوع کشت بیشتر شامل کشاورزی در محیط کنترل‌شده است که هدف آن بهینه‌سازی رشد گیاهان و استفاده از فنون کشاورزی بدون خاک مانند هیدروپونیک، آکواپونیک و ایروپونیک است. در آنجا ذکر شده است که در سال ۲۰۲۰، در جهان حدودا ۳۰ هکتار زمین کشاورزی عمودی مشغول به فعالیت وجود داشته است.

در سال 2016 افتتاح مزرعه جدیدی در ژاپن خبرساز شد. این یک مزرعه معمولی نبود؛ چون به جای استفاده از خاک، از سیستم هیدروپونیک و به جای استفاده از نور خورشید، از نور مصنوعی LEDها استفاده کرده بود؛ اما این مزرعه می‌تواند روزانه 12 هزار عدد کاهو را در نزدیکی مناطق شهری که این محصول تقاضای زیادی دارد، پرورش دهد. این یک مثال خاص نیست. تنها یک سال بعد، مزرعه عمودی دیگری در ایسلند برای تولید کاهو تأسیس شد و در آن انواع سبزی را نیز بدون استفاده از نور خورشید تولید می‌کرد و به رستوران‌ها و خرده‌فروشان می‌فروخت. سؤال این‌ است که آیا این نمونه‌ها خاص هستند یا اینکه کشاورزی عمودی واقعا در حال رشد است؟

کشاورزی، اما سرپوشیده

وقتی به مزارع سرپوشیده فکر می‌کنید، احتمالا چیزی شبیه گلخانه در ذهن شما ظاهر می‌شود؛ اما رشد این موضوع، کشاورزی در فضاهای سرپوشیده را متحول کرده و آن را از افقی به عمودی تغییر داده است و این دیگر فقط یک مفهوم نیست؛ یعنی در سرتاسر جهان، نمونه‌هایی از پروژه‌های کشاورزی عمودی را می‌توان دید و با اینکه در این مسیر هنوز چالش‌های درخور‌توجهی وجود دارد؛ ولی جذابیت این فناوری به سختی قابل چشم‌پوشی است. کشاورزی در فضاهای سرپوشیده یک روند جدید و به‌سرعت در حال رشد است که مزایای درخورتوجهی نسبت به روش‌های کشاورزی سنتی ازجمله افزایش کارایی و محیط زیست پایدار دارد. کشاورزی در فضای سرپوشیده همچنین می‌تواند با کاهش میزان گازهای گلخانه‌ای (دی‌اکسید کربن، متان) منتشرشده در جو و کاهش نیاز به آفت‌کش‌ها، به مبارزه با تغییرات آب‌وهوایی کمک کند. چندین روش مختلف برای انجام کشاورزی در محیط سرپوشیده وجود دارد؛ اما رایج‌ترین روش، استفاده از سیستم‌های هیدروپونیک است. این سیستم‌ها برای حمایت از رشد گیاه به جای خاک به سیستم‌های آبی متکی هستند و در آن یک محیط کنترل‌شده برای رشد مؤثر گیاهان ایجاد می‌کنند. مجموعه‌ای از حسگرها که به‌ طور خاص برای این کار طراحی شده‌اند، تضمین می‌کنند که ضایعات به حداقل رسیده و منابع در صورت امکان بازیافت شوند. هیدروپونیک همچنین به کشاورزان اجازه می‌دهد تا بدون مقابله با آفات یا شیوع بیماری‌ها، محصولات خود را پرورش دهند و در مقایسه با روش‌های کشاورزی سنتی به حداقل سطح زمین نیاز دارد. از آنجا که شما اساسا مزرعه را به صورت عمودی می‌سازید، می‌توانید از مکان‌هایی مانند کارخانه‌ها یا انبارهای قدیمی برای این هدف استفاده کنید. یکی از مزایای اصلی این فناوری در این نکته نهفته است که از آنجایی که امکان تولید در تمام طول سال را فراهم می‌کند (هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و به تضمین امنیت غذایی کمک می‌کند) و می‌تواند در مکان‌های کوچک‌تر انجام شود، برای مناطق شهری (یا نزدیک شهر) بسیار مناسب است. این امر هزینه‌ها و مشکلات زیست‌محیطی مرتبط با حمل‌ونقل را نیز کاهش می‌دهد. مشکل دیگری که مزارع عمودی به آن می‌پردازند، زباله است. مزارع معمولی زباله‌های زیادی تولید می‌کنند که اغلب به رودخانه‌ها و دیگر آبراه‌ها ختم می‌شود. مزارع سرپوشیده از منابع آب به نحو کارآمدتری استفاده می‌کنند؛ زیرا نیازی به آبیاری گیاهان با آب از خارج ندارند. آنها همچنین توانایی بازیافت پسماندها به کود یا خوراک دام را دارند و سیستم بسیار پایداری را ایجاد می‌کنند که نیازی به نظارت زیادی ندارد (بیشتر کارها خودکار هستند). جای تعجب نیست که این فناوری چشم کشورهایی مانند ژاپن یا سنگاپور را که سطح زمین یک کالای کمیاب است، به خود جلب کرده است. برای قرن‌ها، کشاورزی ژاپن برای بقای این کشور حیاتی بوده است و با توجه به مناطق ناهموار، خاک‌های اغلب صخره‌ای و مناطق شیب‌دار، کشاورزی در ژاپن آسان نیست؛ اما با وجود این ناملایمات، کشاورزان ژاپنی شرایط را تحمل کرده‌اند و تا همین اواخر موفق به ایجاد یک سیستم قابل اعتماد شده بودند. البته تغییرات آب‌وهوایی، کار کشاورزی در ژاپن را به یک تجارت پرخطر تبدیل کرده است. از رویدادهای شدید آب‌وهوایی گرفته تا خشکسالی و سیل، تغییرات آب‌وهوایی صدمات زیادی را بر کشاورزان ژاپنی وارد کرده است و انتظار می‌رود تغییرات آب‌وهوایی هم کمیت و هم کیفیت محصولات را در ژاپن کاهش دهد (مانند اکثر نقاط جهان). علاوه‌براین منابع نیروی کار در ژاپن کمیاب است و نکته دیگر آن است که ساختمان‌های زیادی در این کشور وجود دارد که می‌توانند تغییر کاربری دهند. در استان شیزوکا، تأسیساتی به مساحت حدود 20 هزار فوت مربع (0.2 هکتار) روزانه 12 هزار کاهو پرورش می‌دهد (کاهو برای این نوع مزرعه بسیار مناسب است). کشاورزان رژیم نور را برای گیاهان تنظیم می‌کنند (با استفاده از LED) و همچنین سطح دما و رطوبت را کنترل می‌کنند تا از تولید محصولات در طول سال لذت ببرند. نه‌تنها سطح مورد نیاز برای عملکرد بسیار کمتر از روش‌های معمولی است؛ بلکه مصرف آب نیز کمتر است

(10 تا 20 برابر کمتر). به‌تازگی مزرعه‌ای که در کیوتو از طریق شرکتی به نام Spread توسعه یافته است، تبدیل به یک مرکز رکوردشکنی شده است؛ چون زنبورهای عسل را برای گرده‌افشانی توت‌فرنگی‌های خود معرفی کرده است و این یعنی گرده‌افشانی پایدار در شرایط LED و مشخص می‌‌شود که هنوز فرصت‌های کشف‌نشده زیادی در مسیر رشد مزارع عمودی وجود دارد

(Spread.co.jp). سنگاپور نیز روی مزارع عمودی سرمایه‌گذاری کرده است و یک مزرعه عمودی جدید نیز در سال 2022 تأسیس کرد تا علاوه بر پروژه‌های قبلی، سالانه 500 تن سبزی تولید کند. امکان رشد مستقیم غذا در مناطق شهری به این معنی است که می‌توانید آن را به‌سرعت و ارزان به دست مصرف‌کنندگان نهایی برسانید. در همین حال، ایسلند از توانایی خود برای تولید انرژی ارزان و پایدار با استفاده از منابع زمین‌گرمایی خود برای تأمین انرژی مورد نیاز یک مزرعه عمودی بزرگ استفاده کرد. ایسلند دائما با مشکل واردات مواد غذایی مواجه بوده است و به‌همین‌دلیل یکی از گران‌ترین بازارهای مواد غذایی در جهان را دارد. آقای «گونارسون»، بنیان‌گذار و مدیرعامل VAXA، شرکتی است که مالک مزرعه عمودی است. او می‌گوید که ایسلند دارای مزایایی است که آن را برای کشاورزی عمودی واجد شرایط می‌کند. گونارسون می‌گوید: «ما برای تولید غذا برای افراد بیشتر به روش‌های هوشمندانه‌تری نسبت به آنچه درحال‌حاضر وجود دارد، نیاز داریم». او می‌گوید: «برای برداشتن اولین قدم‌ها در صنعت رو به رشدی مانند کشاورزی عمودی، بازار ایسلند از بسیاری جهات ایدئال است». او در این کشور به وجود آب سالم، نیروی کار تحصیل‌کرده و مسافت‌های نسبتا کوتاه که تدارکات را آسان‌تر می‌کند، اشاره دارد. علاوه‌براین صد درصد برق ایسلند به صورت تجدیدپذیر تولید می‌شود. همان‌طور که گونارسون می‌گوید: «اگر می‌خواهید یک مزرعه عمودی را به‌عنوان یک تجارت پایدار اداره کنید، باید برق تجدیدپذیر داشته باشید». باید به خاطر داشته باشید که کشاورزی سرپوشیده یک روند رو به رشد در مراکز شهری است که در آن تنها یک مرکز مثلا می‌تواند میلیون‌ها عدد کاهو را پرورش دهد. همان‌گونه که بیان شد، اینها نمونه‌هایی خاص نیستند. تخمین زده می‌شود که بیش از دو هزار مزرعه عمودی در ایالات متحده آمریکا وجود دارد و این بازار که در سال 2021 بالغ بر 4.21 میلیارد دلار بود، انتظار می‌رود در سال 2022 به 5.04 میلیارد دلار رشد کند. درحالی‌که این میزان در مقایسه با کشاورزی جهانی هنوز بسیار پایین است؛ ولی رشد بزرگی را نوید می‌دهد که احتمالا تا مدت‌ها ادامه خواهد داشت. برای چندین دهه درباره مزایای مزارع عمودی تبلیغ شده است؛ اما به نظر می‌رسد که نهایتا آنها اکنون قدم به خط مقدم گذاشته‌اند. توانایی رشد گیاهان در هر نقطه، نزدیکی به مناطق شهری و کاهش نیروی کار و هزینه حمل‌ونقل از مهم‌ترین مزیت‌های آن است؛ اما مزارع عمودی با وجود تمام مزایایی که دارند، یک چالش بزرگ دارند و آن چیزی نیست جز انرژی.

خوب، بد، زشت

تاکنون، مزارع سرپوشیده پتانسیل زیادی برای افزایش تولید مواد غذایی و در‌عین‌حال به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی نشان داده‌اند؛ اما این بیشتر درباره استفاده از منابعی مانند زمین، آب و کودها صدق می‌کند؛ چون انرژی مشکل متفاوتی است. آن نوآوری که رشد مزارع عمودی را ممکن می‌کند، LEDها هستند. ال‌ای‌دی‌ها نسبت به منابع نور سنتی (مانند لامپ‌های رشته‌ای و فلوئورسنت) کارآمدتر هستند، دوام بیشتری نسبت به نورهای معمولی دارند و گرما و UV کمتری تولید می‌کنند؛ اما حتی ال‌ای‌دی‌ها هم مقداری انرژی مصرف می‌کنند. مزارع عمودی واقعا اطلاعات شفافی درمورد میزان مصرف انرژی خود ارائه نمی‌دهند و از‌این‌رو منتقدان می‌گویند کشاورزی عمودی واقعا آن‌قدرها هم که ادعا می‌شود، سبز نیست. به‌عنوان مثال، گزارشی در سال 2021 تخمین زد که مثلا در آریزونا به‌ طور متوسط، تولیدکنندگان در گلخانه 15 تا 20 برابر بیشتر از کشاورزان در فضای باز انرژی مصرف کرده‌اند؛ درحالی‌که مزارع عمودی کمی بیش از صد برابر بیشتر از تولیدکنندگان کاهو در فضای باز، انرژی مصرف کرده‌اند. البته همه کارشناسان با این اعداد قانع نمی‌شوند. هنگامی که شروع به ترکیب سایر هزینه‌های پنهان انرژی می‌کنید (مانند حمل‌ونقل و استفاده از سوخت چیزهایی مانند تراکتورهای مورد استفاده در مزارع)، تفاوت شروع به فروکش می‌کند. اگر اثرات منفی کشاورزی (مانند آلودگی، کود و فرسایش خاک) را نیز در نظر بگیرید، تعادل واقعا شروع به یکنواخت‌شدن می‌کند. با این حال تقریبا تضمین شده است که مزارع عمودی انرژی بیشتری نسبت به کشاورزی سنتی مصرف می‌کنند؛ اما هنوز مشخص نیست که چقدر بیشتر است. حتی در‌این‌صورت شما با استفاده از زمین و آب کمتر در ازای مصرف انرژی بیشتر مواجه می‌شوید و این می‌تواند مبادله‌ای باشد که ارزشش را دارد؛ به‌خصوص در مناطقی که انرژی فراوان است (مانند ایسلند) یا زمین کمیاب است (مانند ژاپن یا سنگاپور). البته ماهیت انرژی تولیدشده نیز درخورتوجه است: اگر درباره انرژی‌های تجدیدپذیر صحبت می‌کنیم، رد پای کربن به‌ طور چشمگیری کاهش می‌یابد؛ اما اگر برای تولید انرژی برای یک مزرعه عمودی، مجبور به سوزاندن زغال سنگ یا گاز باشید، احتمال آن بسیار کمتر است که این مزرعه واقعا همخوان با محیط زیست پایدار باشد.

مسلم است که مزارع سرپوشیده به این زودی‌ها جایگزین کشاورزی سنتی نمی‌شوند. این یک انتخاب بین این یا آن نیست. در برخی موارد عملکرد و قابلیت اطمینان یک مزرعه عمودی، به‌ویژه برای شهرهای بزرگ با مناطق کشاورزی کم در اطراف آنها، آن را به گزینه مطلوبی تبدیل می‌کند؛ اما قابلیت اطمینان در تأمین روشنایی مصنوعی، یک مشکل اساسی (اما حل‌شدنی) ایجاد کرده است. با توجه به اینکه بخش کشاورزی تا یک‌سوم کل انتشار گازهای گلخانه‌ای ما را تشکیل می‌دهد و عامل اصلی تخریب جنگل‌ها و تخریب محیط‌ زیست است، کشاورزی عمودی در فضای بسته حداقل در برخی موارد می‌تواند راه‌حل مناسبی باشد. این در حالی‌ است که پیشرفت در انرژی‌های تجدیدپذیر و فناوری کشاورزی نیز آن را جذاب‌تر می‌کند.

www.zmescience.com