Вертикальні ферми підвищать врожайність пшениці в 600 разів
Вирощуючи пшеницю на вертикальних фермах в строго контрольованих умовах можна підвищити її врожайність в кілька сотень разів в порівнянні з традиційним землеробством. Якщо розмістити контейнери з цим злаком в десять шарів, то вихід зерна збільшиться в 600 разів, а якщо в сто — то вже в шість тисяч.
Як відзначають автори в статті для журналу Proceedings of the National Academy of Sciences, через свою дорожнечу такий підхід навряд чи зможе на рівних конкурувати з вирощуванням пшениці у відкритому ґрунті. Однак він відмінно підійде для регіонів, де клімат погано підходить для цієї культури.
Пшениця (Triticum spp.) відноситься до числа найважливіших сільськогосподарських культур. За деякими оцінками, цей злак забезпечує до 20 відсотків білків і калорій в людському раціоні. Щоб прогодувати зростаюче населення Землі, виробництво пшениці необхідно збільшувати-однак зробити це непросто. Багато територій в оптимальних для неї кліматичних умовах сильно деградували, а використання все більших обсягів добрив і пестицидів загрожує навколишньому середовищу. Глобальні кліматичні зміни лише посилюють проблему.
Рішенням може стати вирощування пшениці в контрольованих умовах теплиць. Експерименти продемонстрували, що ця культура непогано себе почуває при штучному освітленні й постійному рівні температури у 23 градуси за Цельсієм. Опинившись в буквальному сенсі в тепличних умовах, пшениця проходить шлях від посадки до дозрівання всього за 70 днів.
Команда дослідників на чолі з Полом Готьє (Paul P. G. Gauthier) з Прінстонського університету вирішила оцінити максимальні врожаї пшениці при вирощуванні в закритих приміщеннях. Для цього вони скористалися двома комп'ютерними моделями, DSSAT-NWheat і простішою SIMPLE. Вони вже успішно використовувалися для прогнозування врожаїв пшениці на полях у Китаї, Австралії та Нідерландах.
Автори задали для своєї моделі цілодобове інтенсивне освітлення, а також високу концентрацію вуглекислого газу (1200 проміле) і безперебійну передачу поживних речовин. Враховуючи, що при таких параметрах середовища пшениця може дати п'ять врожаїв на рік, її врожайність складе 114 тонн на гектар. Додаткові зусилля, наприклад, створення сортів, пристосованих для закритих приміщень, теоретично можуть підвищити цю цифру до 194 тонн. Це набагато перевищує відомі показники збору пшениці в будь-якому регіоні світу.
При вирощуванні рослин в теплицях часто вдаються до Методики вертикальних ферм, тобто розміщують лотки один над одним для більш ефективного використання площ. Якщо застосувати цей підхід до пшениці, то конструкція з десяти шарів (кожен товщиною в метр) дозволить щорічно отримувати 1940 тонн пшениці з гектара. Це в 600 разів більше середніх показників по світу. Така система досить легко масштабується: наприклад, 100 шарів забезпечать вже 19400 тонн врожаю з гектара на рік.
Автори, втім, з обережністю оцінюють перспективи вертикального вирощування пшениці. Вони вказують на високу вартість такого підходу і той факт, що реальні врожаї можуть виявитися помітно нижче теоретичних розрахунків. Однак, вертикальні пшеничні ферми могли б отримати широке поширення в регіонах, де масове вирощування цієї культури на полях неможливо через обмежені водних і ґрунтових ресурсів. До них відносяться, наприклад, пустельні області Близького Сходу.
Одна з головних загроз виробництву пшениці-комахи-шкідники. У міру кліматичних змін вони стають все більш численними й ненажерливими. За деякими розрахунками, навіть при безпечному сценарії щорічні втрати врожаю пшениці досягнуть 59 мільйонів тонн при нинішньому обсязі виробництва в 749,4 мільйона тонн.
Також читайте: