У своєму виступі на онлайн конференції “Вертикальні ферми: стратегії розвитку, робочі бізнес-моделі та ризики” Катерина Побережна, міжнародний консультант ФАО, зазначила, що “Викликами також є дуже дорогі технології та недостатній рівень знань, тим більше, що це не лише агрономія. , А й інженерія». Попри зростання інвестицій у вертикальні ферми в усьому світі, значна частина стартапів розоряється і це пов’язано не лише з недостатнім вивченням ринку та зростанням витрат на енергоресурси. Творці вертикальних ферм найчастіше роблять одні й самі помилки й головні з них:
- недооцінка вимог рослини,
- недооцінка фактичних трудовитрат,
- ігнорування (незнання?) досвіду сучасних високотехнологічних теплиць, печериць та підприємств з вигонки салатного цикорію вітлуф.
Зазвичай продуктивність вертикальних ферм (урожайність, витрата води та добрив тощо) порівнюється з вирощуванням рослин у відкритому ґрунті, але це некоректне порівняння. Слід порівнювати вертикальні ферми з сучасними гідропонними теплицями, де й урожайність вища, і витрати води, добрив, енергії на одиницю продукції значно нижчі, ніж у відкритому ґрунті. Рівень інвестицій у сучасних гідропонних теплицях на квадратний метр значно нижчий, ніж у вертикальних ферм. Це не означає, що вертикальні ферми не мають майбутнього. Воно є, але лише за правильної оцінки всіх ризиків і грамотного проєктування та експлуатації самих ферм.
Зазвичай творці вертикальних ферм спочатку створюють установку, а потім починають випробовувати, а що в ній можна виростити. У гідропоніці можна виростити все, у ній вирощують навіть банани, а деякі любителі примудряються вирощувати навіть яблуньки. Правда не всі ці рослини годяться для багатоярусного розміщення і часто воно не потрібно.
При проєктуванні сучасної високотехнологічної теплиці спочатку треба визначити, яку культуру в ній планується вирощувати. Теплиця для огірка або томату відрізняється від теплиці для перцю та баклажану, а теплиця для троянд відрізняється від теплиці для суниці або шпинату.
Рослини живі, і кожен з них має свої вимоги до параметрів навколишнього середовища. Не можна розглядати окремо температуру або інтенсивність освітлення та спектр світла, адже не менш важливими є такі параметри, як відносна вологість повітря, а точніше дефіцит водяної пари, концентрація CO2, швидкість повітрообміну в приміщенні, температура живильного розчину, його склад або режим поливу. Не можна забувати про рівномірність температурного поля по горизонталі та вертикалі, про рівномірність вологості повітря, рівномірність розподілу світла по поверхні листя, динаміку температури та освітлення, тривалість світлого та темного періоду доби тощо. І, звичайно, не можна забувати про генетичні особливості окремих сортів та гібридів навіть одного виду рослин.
Рослини протягом світлого часу доби транспірують воду від коріння до листя і плодів, а також цілодобово дихають. В результаті обох процесів пари води виділяються у повітря.Як знижена вологість повітря, і підвищена порушують процес транспирации. В результаті, рослини не здатні використовувати елементи живлення та CO2, починаються проблеми зі зростанням та розвитком рослин, знижується якість продукції. У сучасних теплицях до 30% енерговитрат пов’язані з керуванням вологістю повітря, тому що в деякі періоди доби вона буває недостатньо високою або надмірно високою.
У сучасних теплицях використовують поняття «індекс листової поверхні», тобто відношення сумарної площі листя до площі підлоги теплиці, але сучасні теплиці значною мірою однотипні за розмірами секцій та висотою колон. Кількість води, що виділяється рослинами, залежить від сумарної площі листової поверхні в приміщенні, а абсолютна вологість повітря в повністю закритому приміщенні залежить від співвідношення площі листової поверхні до обсягу всього приміщення. Саме тому по-справжньому масштабуються лише контейнери-рослини. У них стандартні розміри, та й список культур, що вирощуються в них, не дуже різноманітний.
Як тільки мова заходить про розміщення багатоярусних систем у різноманітних порожніх приміщеннях, з’ясовується, що недостатньо просто збільшити кількість стелажів або ярусів. Всю систему управління мікрокліматом доводиться проєктувати заново з урахуванням розмірів та конфігурації приміщення та кількості вирощуваних рослин того чи іншого ботанічного вигляду. На жаль, на практиці нерідко все це перепроєктування доводиться робити після запуску об’єкта в експлуатацію, що часто призводить до значних додаткових витрат.
Відстань між ярусами має залежати від висоти рослин за 2-3 дні до збирання та висоти підвісу світильників. Як би мало тепла не виділяли світлодіоди, вони все ж таки його виділяють. Для суниці, салату або руколи 26°C – вже спекотно, їм набагато комфортніше за 22-23°C. Крім того, важливо, щоб усі рослини отримували однакову кількість світла.
Нерідко можна спостерігати, що розподіл світла рівномірно, поки рослини маленькі, але варто їм досягти висоти 15-20 см, як та частина з них, що розташована не безпосередньо під світильником, а між ними, опиняється в темряві. Якщо це відбувається безпосередньо перед збиранням, то ще не так страшно, але якщо частина рослин недоотримує світла протягом декількох днів або навіть тижня, то не дивно, що якість готової продукції виявляється неоднорідною.
Чим вища багатоярусна установка, тим вища різниця температури повітря на нижньому та верхньому ярусі. За інших однакових умов температура повітря впливає на транспірацію і поглинання рослиною елементів живлення.Звичайно, технічно можливо організувати систему поливу так, щоб кожен ярус отримував свою дозу живильного розчину з певною періодичністю в залежності від фактичної температури повітря в цьому ярусі, але мені досі такі системи не траплялися.
У сучасному сільському господарстві та особливо у плодоовочевій галузі головна проблема – дефіцит робочих рук. Нині творці вертикальних ферм захоплюються дронами та IT-технологіями, але це проблему не вирішує. Агроном і так знає, коли, скільки та якого сорту було посіяно чи посаджено та коли планується збирання врожаю. Від камери дрона або стаціонарних камер спостереження потрібно вчасно помітити рослини, що відрізняються від загальної маси. А тоді вже агроном сам розбереться, що спричинило ці відхилення – технічні неполадки чи появу інфекції.
Найбільш трудомісткі процеси – підготовка субстрату, посів насіння і висадка розсади на постійне місце, збирання врожаю – проводяться вручну. Особливо низька продуктивність при збиранні врожаю з використанням драбин, та й гідравлічні витяги трохи кращі. У сучасних печерицях вже півстоліття використовуються візки-підйомники, розташовані безпосередньо на конструкції стелажів. Так, це вимагає набагато більш масивної конструкції та підвищує витрату металу, ніж у багатоярусних установках для вирощування салату або пряних трав. Але є й інше рішення – вирощування грибів проводиться в одному приміщенні, а збирання врожаю (ручне або механізоване) в іншому.
Так само роблять і при вигонці вітлуфу, гідропонні контейнери з коренеплодами знаходяться в одному приміщенні, а для збирання врожаю контейнери переміщують в інше. Та й при гідропонному вирощуванні салату на плотах у деяких господарствах у Бельгії застосовують механізоване прибирання, просто скошують. Механізація посіву та роботизована висадка розсади теж вже давно вирішені та застосовуються у тепличних комплексах, що спеціалізуються на комерційному виробництві розсади та декоративних рослин. Не обов’язково самим винаходити велосипед, дуже багато технічних рішень давно існують.
