Агропромышленная газета юга России - Видео Ютуб
г. Цинциннати — Майк Зелкинд стоит возле грузового контейнера для морских перевозок и открывает дверь в будущее.
Тысячи молодых зеленых растений энергично растут под розово-фиолетовыми лампами, сцена напоминает научно-фантастический фильм или, по меньшей мере, какой-то космический эксперимент. Но Зелкинд руководит земным предприятием. Он директор растениеводческого хозяйства на 80 акров (32,37 га), на окраине города Цинциннати, где склады плотно примыкают к частным домовладениям. С момента появления растений на земле, они зависели от света солнца для питания и развивались благодаря процессу фотосинтеза.
Но Зелкинд причастен к радикальному сдвигу в сельском хозяйстве – с десятилетиями работы – когда коммерческое производство растений идет без единого солнечного луча. Ряд технологических прорывов сделали такое возможным, но решающим стала инновация в светодиодном освещении.
“Что такое солнечный свет для растения?” задается вопросом Зелкинд. “Это поток фотонов.”
Диодный свет, который пропускает ток через полупроводники, прошел долгий путь совершенствования с того момента, когда впервые появился на дисплеях калькуляторов в 70-е годы. По сравнению с другими формами электрического освещения образующие свет диоды потребляют меньше энергии, отдают мало тепла и могут использоваться для оптимизации развития растений.
Для целей сельского хозяйства светодиодный свет используется почти на грани алхимии, меняя процесс развития растений, их цветение, вкус и даже уровень витаминов и антиоксидантов. Этот свет также может продлить срок хранения растений.
“Люди еще не задумываются о реальных последствиях нашей работы,”- говорит Зелкинд, который использует разные вариации света для производства, например, двух типов базилика с одного растения: более сладкого для магазина и более пикантного для ресторанов.
Для Зелкинда, бывшего управленца продовольственной компании, его тепличное хозяйство и смена типа освещения – не просто изменение выращивания растений, но также смена системы производства продуктов питания, ценообразования и дистрибуции в стране.
Высокотехнологичные растениеводческие производства буйно развиваются по всем США и в мире. Предприниматели заняты идеей разрушения статус кво, реагируя на изменения климата и привлекая ряд высокотехнологичных системных решений, в том числе, даже светодиодное освещение. В общем и целом, закрытое тепличное производство, - это круто.
У него есть критики, которые воспринимают эту практику как сельскохозяйственную декорацию, которая вряд ли исполнит обещания прокормить растущее городское население.
Зелкинд согласен, что некоторые из ожиданий не реальны, но он предлагает энергетическую арену: он говорит, что его растения на полках – свежие, выращены без пестицидов, и поедаются на месте через день-два после съема урожая. Им нужен маленький кусочек земли, воды и удобрений, в отличие от классического сельского хозяйства. Ему не нужны сорта без вкуса, но с устойчивостью к болезням, или ГМО для ухода от полевых стрессов. Его урожай не отправляется на другой конец страны в авто-холодильниках, с сельхозпредприятий, из-за которых происходит изменение климата. “Мы считаем, что изменение климата станет огромное проблемой для хозяйств страны, во всем мире” говорит он, его окно выходит на демонстрационный зал для шефов ресторанов и других интересующихся.
Помимо создания растений, светодиодный свет обеспечивает ускоренный, круглогодичный цикл растений. Это дает возможность Зелкинду и его команде ежегодно производить 200,000 фунтов (около 91 тонны) свежей зелени, винограда, трав и микрозелени на площади теплицы 12 тыс. кв. футов (3 657 кв.м.), для такого объема продукции требуется 80 акров полей. (отсюда идет название его компании).
Зелкинд говорит, что может вырастить шпинат, например, за четверть от времени, необходимого для его развития на поле или за половину от времени в условиях теплицы. С круглогодичным производством, вне зависимости от внешней погоды, он может производить более 15 наименований культур в год. “Умножьте это на число ярусов, и вы узнаете производительность,” – говорит он.
Зелкинд и его бизнес-партнер, президент компании «80 акров» Тиша Ливингстон приобрели заброшенную теплицу, добавили 2 контейнера для морских перевозок и преобразили внутреннюю часть в несколько зон производства со сложной средой, где идет непрерывный контроль температуры, влажности, воздушного потока, углекислого газа и состояния растений. Развиваясь на гидропонике, корни растения погружены в насыщенную питательными веществами воду. Влажность и неусвоенные растениями питательные вещества используются повторно.
Но именно светодиодное освещение именило правила игры. Классические теплицы имеют натриевые лампы высокого накаливания для замены солнечного света, но такие лампы не подходят для бессолнечных теплиц, так как они потребляют намного больше энергии для поддержания такого же уровня освещения. Они также образуют слишком много тепла для новой появляющейся зелени или другой избранной агрокультуры – микрозелени. Теплицы, которые составляют основную часть растениеводства закрытого грунта, приходят к сочетанию натриевых ламп и светодиодного освещения для замены освещения, хотя аналитики полагают, что через время останется только светодиодное освещение.
За последние три года, по заявлению Зелкинда, стоимость светодиодного оборудования упала наполовину, а эффективность, световая энергия, более чем удвоились. Производство в Цинциннати началось в декабре 2016. В сентябре компания начала освоение новой точки в штате Огайо, в 30 милях от первой теплицы. Новая площадка будет иметь три полностью автоматизированные теплицы общей площадью 150 тыс. Кв. Футов, а четвертая площадью 30 кв. Футов будет для виноградных культур на модицифированной фабрике. (У компании есть также растущий бизнес тплиц в штатах Алабама, Северная Каролина, Арканзас, которые выступали испытательными площадками для данной технологии.)
Мы уверены, что сейчас самое время для нас сделать рывок, потому что эффективность освещения работает,” говорит Ливингстон.
Видимый спектр измеряется в особых волнах, продвигаясь от одного края с фиолетово-голубыми светом через зеленый до красного на другом конце. Десятилетиями ученые полагали, что фотосинтез оптимизируется в красном диапазоне, но растениями также нужны голубые световые волны, для предотвращения усыхания и усиления цвета листьев. Едва различимый диапазон за красным, известный как дальний красный, отвечает за листья более крупного размера, ветвистость и цветение. С открытиями в светодиодном освещении рецепты на свет- определение числа часов освещения, интенсивности фотонов, направленных на растения и смесь цветов – могут тонко настроить развитие каждой культуры и даже для разной стадии вегетации.
Принимая в расчет возникающий вектор развития технологий и их безразмерный коммерческий потенциал, производители светового оборудования и университеты, часто в партнерстве, активно вовлечены в исследования.
«Сейчас у нас совершенно новый этап исследований», - говорит Лео Марселис, профессор садовых культур в университете Вагенинген, Нидерланды. Моделирующие рецепты освещения позволили исследователям проводить эксперименты, невозможные до этого. В этой лаборатории хризантемы начали цвести без традиционной практики сворачивания бутонов после дневного экспонирования. Это позволит цветоводам производить цветы с большим размером бутонов. “Все это связано с подачей синего света в нужный период суток,” – говорит Марселис. “Внутренние часы реагируют различным образом, нет полного осознания, что все еще день. Цветы удивительно по-разному реагируют на освещение. Зеленый салат, например, любит 18 часов света ежедневно, а базилик предпочитает более яркий свет на протяжении 15 часов, говорит Селин Николь, исследователь компании «Сигнифай», ранее «Филипс». “У каждого растений свои собственные предпочтения», - говорит Николь, которая проводит исследования в высоко-технологичной лаборатории в городке Айндховен, Нидерланды. Она уже сделала исследования на 600 видах зеленого салата.
И хотя перестановка не завершена в опытах, солнце оказывается таким неожиданно аналоговым. “Спектр солнечного света не всегда самый лучший или желательный для растений» - говорит Эрик Ранкл, ученый ботаник университета шата Мичиган. “Я считаю, что мы можем производить растение лучшим образом” с помощью светодиодного света, - заявляет он. “Возникает вопрос: можно ли делать это экономически рационально, учитывая затраты на тепличное производство ? ”
Кажется, ответ - да. Ожидается, что отгрузки светодиодного освещения фермерам во всем мире будут расти, примерно на 32 % ежегодно до 2027, - так считают аналитики агентства «Навигант» в штате Колорадо. Отгрузки светодиодного освещения будут превосходить классическое оборудование уже в следующем году, говорит Кристал Максвелl, написавший отчет совместно с Кортни Маршаллом.
Большая часть развития коснется дополнительного освещения в теплицах, но вертикальные теплицы видятся альтернативой основному производству, которая будет развиваться наряду с теплицами, не заменяя их, говорит Марселис.
Ранкл оценивает, что сейчас в США порядка 40 и более вертикальных теплиц, а новые открываются каждый год с помощью инвесторов. Один из самых крупных проектов – тепличное хозяйство «Аэрофармс» со штаб-квартирой в штате Нью-джерси, которое объявило об инвестициях в проект в размере 40 млн долларов Другой проект хозяйства на юге Сан-Франциско собрал 200 млн долларов в 2017 году для создания глобальной сети вертикальных хозяйств.
Зелкинд отказался комментировать свои капитальные затраты, но для предпринимателей со стартапами, вертикальные теплицы на светодиодном освещении могут быть одной из самых прибыльных форм сельского хозяйства. “По итогам общения с производителями и тепличниками, можно сказать, что деньги здесь есть», - говорит Маршал.
Критики спорят, что вокруг теплиц много обмана и неподтвержденных сведений, что это направление не реализует обещания накормить увеличивающееся население планеты и повернуть вспять экологический вред от промышленного сельского хозяйства, не говоря уже о том, что такие культуры, как кукуруза, пшеница, рис не могут быть жизнеспособными в закрытом грунте.
Также, строительство в достаточном количестве закрытых теплиц для миллионов, миллиардов людей будет абсурдно дорогим.
Ранкл считает, что вертикальная теплица «не должна рассматриваться как решение всей мировой продовольственной проблемы». Но, это жизнеспособный метод устойчивого производства высококачественной, высокостоимостной зелени и других растений круглый год.
Зелкинд говорит, что его работа может быть инновационной, но это только один из компонентов, как мы можем прокормить себя в этом веке. “Нам не следует переоценивать это направление. В конечном счете, оно станет важным, но вертикальные теплицы – не панацея.”
Он добавляет, однако, что «нет причин сегодня отгружать зелень из штата в Калифорнию в штат Огайо.”
Ливингстон сравнивает пищу, выращенную при светодиодном свете с началом эры смарфонов. “Пройдет пять лет, и все будут думать о таких теплицах, как можно было обходиться без них,” - говорит она.
Автор Адриан Хиггинс, газета «Вашингтон Пост»
25 ноября 2018
