المؤلف: تشانغ تشاوكين. المصدر: ديجيتيمز

من المتوقع أن تؤدي الزيادة السريعة في عدد السكان واتجاه التنمية للتحضر إلى حث وتعزيز تطوير ونمو صناعة المزرعة العمودية. تعتبر المزارع العمودية قادرة على حل بعض مشاكل إنتاج الغذاء، ولكن هل يمكن أن تكون حلاً مستدامًا لإنتاج الغذاء، يعتقد الخبراء أنه لا تزال هناك تحديات في الواقع.

وفقاً لتقارير مجلة Food Navigator و The Guardian، فضلاً عن الدراسات الاستقصائية التي أجرتها الأمم المتحدة، فإن عدد سكان العالم سوف ينمو من 7.3 مليار نسمة حالياً إلى 8.5 مليار نسمة في عام 2030، ثم إلى 9.7 مليار نسمة في عام 2050. وتشير تقديرات منظمة الأغذية والزراعة إلى أنه من أجل ولتلبية السكان وإطعامهم في عام 2050، فإن إنتاج الغذاء سوف يزيد بنسبة 70% مقارنة بعام 2007، وبحلول عام 2050 لابد أن يرتفع إنتاج الحبوب العالمي من 2.1 مليار طن إلى 3 مليارات طن. ويجب مضاعفة اللحوم لتصل إلى 470 مليون طن.

إن تعديل وإضافة المزيد من الأراضي للإنتاج الزراعي قد لا يحل المشكلة بالضرورة في بعض البلدان. استخدمت المملكة المتحدة 72% من أراضيها للإنتاج الزراعي، لكنها لا تزال بحاجة إلى استيراد الغذاء. وتحاول المملكة المتحدة أيضًا استخدام طرق أخرى للزراعة، مثل استخدام أنفاق الغارات الجوية التي خلفتها الحرب العالمية الثانية لزراعة دفيئة مماثلة. ويخطط المبادر ريتشارد بالارد أيضًا لتوسيع نطاق الزراعة في عام 2019.

ومن ناحية أخرى، يشكل استخدام المياه أيضًا عائقًا أمام إنتاج الغذاء. ووفقاً لإحصائيات منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، فإن حوالي 70% من استخدامات المياه تذهب للمزارع. كما يؤدي تغير المناخ إلى تفاقم مشاكل الإنتاج. يتطلب التحضر أيضًا أن يقوم نظام إنتاج الغذاء بإطعام سكان الحضر الذين يتزايد عددهم بسرعة مع عدد أقل من العمال الريفيين ومحدودية الأراضي وموارد المياه المحدودة. هذه القضايا هي الدافع وراء تطوير المزارع العمودية.
ستوفر خصائص الاستخدام المنخفض للمزارع العمودية فرصًا للسماح للإنتاج الزراعي بدخول المدينة، ويمكن أيضًا أن تكون أقرب إلى المستهلكين في المناطق الحضرية. يتم تقليل المسافة من المزرعة إلى المستهلك، مما يؤدي إلى تقصير سلسلة التوريد بأكملها، وسيكون المستهلكون في المناطق الحضرية أكثر اهتماما بمصادر الغذاء وسهولة الوصول إلى إنتاج التغذية الطازجة. في الماضي، لم يكن من السهل على سكان المناطق الحضرية الحصول على طعام صحي طازج. يمكن بناء المزارع العمودية مباشرة في المطبخ أو في الفناء الخلفي الخاص بها. وستكون هذه هي الرسالة الأكثر أهمية التي ينقلها تطوير المزارع العمودية.

بالإضافة إلى ذلك، سيكون لاعتماد نموذج المزرعة العمودية تأثير واسع على سلسلة التوريد الزراعية التقليدية، وسيتم تقليل استخدام الأدوية الزراعية التقليدية مثل الأسمدة الاصطناعية والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب بشكل كبير. ومن ناحية أخرى، سيزداد الطلب على أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وأنظمة التحكم للحفاظ على أفضل الظروف لإدارة المناخ ومياه الأنهار. تستخدم الزراعة العمودية عمومًا مصابيح LED خاصة لمحاكاة ضوء الشمس وغيرها من المعدات لضبط البنية الداخلية أو الخارجية.

يشمل البحث والتطوير في المزارع العمودية أيضًا "التكنولوجيا الذكية" المذكورة أعلاه لمراقبة الظروف البيئية وتحسين استخدام المياه والمعادن. وستلعب تقنية إنترنت الأشياء (IoT) أيضًا دورًا مهمًا. ويمكن استخدامه لتسجيل بيانات نمو النبات. وسيتم تتبع حصاد المحاصيل ومراقبته بواسطة أجهزة الكمبيوتر أو الهواتف المحمولة في أماكن أخرى.

يمكن للمزارع العمودية أن تنتج المزيد من الغذاء بموارد أقل من الأراضي والمياه، وتكون بعيدة عن الأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية الضارة. ومع ذلك، فإن الرفوف المكدسة في الغرفة تتطلب طاقة أكبر من الزراعة التقليدية. حتى لو كانت هناك نوافذ في الغرفة، عادة ما تكون الإضاءة الاصطناعية مطلوبة لأسباب تقييدية أخرى. يمكن لنظام التحكم في المناخ أن يوفر أفضل بيئة للنمو، ولكنه أيضًا يستهلك الكثير من الطاقة.

وفقا لإحصائيات وزارة الزراعة في المملكة المتحدة، يتم زراعة الخس في دفيئة، وتشير التقديرات إلى أن هناك حاجة إلى حوالي 250 كيلووات ساعة (كيلووات ساعة) من الطاقة لكل متر مربع من مساحة الزراعة كل عام. وفقًا للبحث التعاوني ذي الصلة الذي أجراه مركز أبحاث المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي (DLR)، تتطلب المزرعة العمودية بنفس مساحة الزراعة استهلاكًا مذهلاً للطاقة يبلغ 3500 كيلووات في الساعة سنويًا. لذلك، فإن كيفية تحسين الاستخدام المقبول للطاقة ستكون موضوعًا مهمًا للتطور التكنولوجي المستقبلي للمزارع العمودية.

وبالإضافة إلى ذلك، تواجه المزارع العمودية أيضًا مشاكل في تمويل الاستثمار. بمجرد أن يتعاون أصحاب رأس المال المغامر، ستتوقف الأعمال التجارية. على سبيل المثال، تأسست حديقة حيوان بينتون في ديفون بالمملكة المتحدة في عام 2009. وكانت واحدة من أولى الشركات الناشئة في مجال المزارع العمودية. واستخدمت نظام VertiCrop لزراعة الخضروات الورقية. وبعد خمس سنوات، وبسبب عدم كفاية الأموال اللاحقة، دخل النظام أيضًا إلى التاريخ. وكانت شركة المتابعة هي شركة Valcent، والتي أصبحت فيما بعد Alterrus، وبدأت في إنشاء طريقة زراعة الدفيئة على الأسطح في كندا، والتي انتهت في النهاية بالإفلاس.