المؤلف: تشانغ تشاوكين. المصدر: ديجيتيمز

من المتوقع أن يؤدي النمو السكاني المتسارع والتوسع الحضري إلى تحفيز وتطوير صناعة الزراعة العمودية. وتُعتبر هذه المزارع قادرة على حل بعض مشكلات إنتاج الغذاء، إلا أن الخبراء يرون أن هناك تحديات لا تزال قائمة حول مدى استدامتها في هذا المجال.

بحسب تقارير موقع "فود نافيغيتور" وصحيفة "ذا غارديان"، بالإضافة إلى استطلاعات أجرتها الأمم المتحدة، سيرتفع عدد سكان العالم من 7.3 مليار نسمة حالياً إلى 8.5 مليار نسمة عام 2030، ثم إلى 9.7 مليار نسمة عام 2050. وتشير تقديرات منظمة الأغذية والزراعة (الفاو) إلى أنه لتلبية احتياجات السكان وتوفير الغذاء لهم عام 2050، سيزداد إنتاج الغذاء بنسبة 70% مقارنةً بعام 2007، كما يجب أن يرتفع إنتاج الحبوب العالمي من 2.1 مليار طن إلى 3 مليارات طن بحلول عام 2050. ويتطلب الأمر مضاعفة إنتاج اللحوم ليصل إلى 470 مليون طن.

قد لا يُؤدي تعديل الأراضي وزيادة مساحات الإنتاج الزراعي بالضرورة إلى حل المشكلة في بعض البلدان. ​​ففي المملكة المتحدة، على سبيل المثال، تم تخصيص 72% من أراضيها للإنتاج الزراعي، ومع ذلك لا تزال بحاجة إلى استيراد الغذاء. كما تسعى المملكة المتحدة إلى استخدام أساليب زراعية أخرى، مثل استغلال أنفاق الغارات الجوية المتبقية من الحرب العالمية الثانية لزراعة المحاصيل في البيوت الزجاجية. ويخطط ريتشارد بالارد، صاحب المبادرة، لتوسيع نطاق الزراعة في عام 2019.

من جهة أخرى، يُعدّ استهلاك المياه عائقاً أمام إنتاج الغذاء. فبحسب إحصاءات منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، يُستهلك نحو 70% من المياه في المزارع. كما يُفاقم تغيّر المناخ مشاكل الإنتاج. ويُحتّم التوسع الحضري على نظام إنتاج الغذاء تلبية احتياجات سكان المدن المتزايدين بسرعة، في ظلّ نقص العمالة الريفية، ومحدودية الأراضي، وموارد المياه. هذه القضايا هي التي تدفع نحو تطوير المزارع الرأسية.
ستتيح خصائص المزارع العمودية منخفضة الاستخدام فرصًا لدخول الإنتاج الزراعي إلى المدن، مما يُقرّب المستهلكين الحضريين منه. يُقلّص هذا المسافة بين المزرعة والمستهلك، مما يُقصّر سلسلة التوريد بأكملها، وسيزيد اهتمام المستهلكين الحضريين بمصادر الغذاء وسهولة الوصول إلى المنتجات الغذائية الطازجة. في الماضي، لم يكن من السهل على سكان المدن الحصول على غذاء صحي طازج. يمكن بناء المزارع العمودية مباشرةً في المطبخ أو الفناء الخلفي للمنزل. ستكون هذه الرسالة الأهم التي يُقدّمها تطوير المزارع العمودية.

بالإضافة إلى ذلك، سيؤثر تبني نموذج الزراعة العمودية بشكل كبير على سلسلة التوريد الزراعية التقليدية، وسيقل استخدام المبيدات الزراعية التقليدية، مثل الأسمدة الكيميائية والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب، بشكل ملحوظ. من جهة أخرى، سيزداد الطلب على أنظمة التكييف والتحكم للحفاظ على أفضل الظروف المناخية وإدارة مياه الأنهار. وتستخدم الزراعة العمودية عادةً مصابيح LED خاصة لمحاكاة ضوء الشمس، بالإضافة إلى معدات أخرى لتجهيز المساحات الداخلية والخارجية.

يشمل البحث والتطوير في مجال المزارع العمودية أيضاً "التكنولوجيا الذكية" المذكورة آنفاً لرصد الظروف البيئية وترشيد استخدام المياه والمعادن. كما ستلعب تقنية إنترنت الأشياء دوراً هاماً، إذ يمكن استخدامها لتسجيل بيانات نمو النباتات، ما يتيح تتبع ومراقبة حصاد المحاصيل عبر أجهزة الكمبيوتر أو الهواتف المحمولة من أي مكان.

تُنتج المزارع العمودية كميات أكبر من الغذاء باستخدام موارد أقل من الأرض والمياه، وهي بعيدة كل البعد عن الأسمدة الكيميائية والمبيدات الضارة. مع ذلك، تتطلب الرفوف المُكدسة في الغرفة طاقةً أكبر من الزراعة التقليدية. وحتى في حال وجود نوافذ، غالباً ما يكون استخدام الإضاءة الاصطناعية ضرورياً لأسباب أخرى. يوفر نظام التحكم في المناخ بيئة مثالية للنمو، ولكنه يستهلك أيضاً قدراً كبيراً من الطاقة.

بحسب إحصاءات وزارة الزراعة البريطانية، يُزرع الخس في البيوت الزجاجية، ويُقدّر استهلاك الطاقة بحوالي 250 كيلوواط ساعة لكل متر مربع من مساحة الزراعة سنويًا. ووفقًا لبحث تعاوني ذي صلة أجراه مركز الأبحاث الألماني (DLR)، فإن مزرعة رأسية بنفس مساحة الزراعة تستهلك كمية هائلة من الطاقة تصل إلى 3500 كيلوواط ساعة سنويًا. لذا، يُعدّ تحسين كفاءة استهلاك الطاقة موضوعًا بالغ الأهمية في التطوير التكنولوجي المستقبلي للمزارع الرأسية.

إضافةً إلى ذلك، تواجه المزارع العمودية مشاكل في تمويل الاستثمار. فبمجرد انسحاب المستثمرين، يتوقف النشاط التجاري. على سبيل المثال، تأسست حديقة حيوانات بايجنتون في ديفون، المملكة المتحدة، عام ٢٠٠٩، وكانت من أوائل الشركات الناشئة في مجال المزارع العمودية. استخدمت نظام VertiCrop لزراعة الخضراوات الورقية. بعد خمس سنوات، وبسبب نقص التمويل، انتهى المطاف بهذا النظام إلى الفشل. أما الشركة اللاحقة، فالسنت، التي أصبحت فيما بعد ألتيروس، فقد بدأت في تطبيق أسلوب زراعة البيوت الزجاجية على أسطح المنازل في كندا، لكنها انتهت بالإفلاس في نهاية المطاف.