Pionowe rolnictwo (wertykalne) w pomieszczeniach zamkniętych umożliwia uprawę roślin przez cały rok. Wymaga mniej przestrzeni. Można sobie po nim obiecywać ograniczenie zużycia wody, nawozów i pestycydów, co pozwoli chronić zarówno klimat, jak i glebę. Musi to jednak stanowić część szerszej transformacji systemów żywnościowych.
Wraz z szybko postępującą urbanizacją koncepcja uprawy roślin bez użycia gleby cieszy się coraz większym zainteresowaniem. Pionowe rolnictwo w pomieszczeniach zamkniętych, popularne podejście w ramach tzw. rolnictwa kontrolowanego środowiska (controlled environment agriculture, CEA), umożliwia efektywną uprawę sałaty, zielonych warzyw liściastych i ziół w zamkniętych budynkach. W magazynach lub specjalnie zaprojektowanych do tego budynkach stawia się wielopoziomowe konstrukcje, które przypominają półki czy regały. Te pionowe, wielowarstwowe struktury, rozciągające się czasami od samej podłogi do samego sufitu, wykłada się rzędami roślin rosnących w starannie kontrolowanym środowisku. Zakorzeniają się nie w glebie, lecz w bogatych w składniki odżywcze roztworach wodnych, które krążą w tym systemie, zaopatrując rośliny w niezbędne minerały i nawodnienie, których potrzebują do wzrostu. Alternatywnie korzenie mogą być też zawieszone w powietrzu lub umieszczone w podłożu do upraw takim jak włókno kokosowe czy perlit, a roztwór ze składnikami odżywczymi dostarcza się bezpośrednio do korzeni.
Dzięki zamkniętym systemom żadne zanieczyszczenia takie jak spływające pozostałości nawozów czy resztki pestycydów nie przedostają się z upraw pod dachem do gleby czy wód gruntowych, a nawet jeśli jakieś się przedostają, to są to minimalne ilości. Ponieważ rośliny są narażone na działanie mniejszej liczby patogenów, można także znacznie ograniczyć ilość stosowanych pestycydów. Komputery kontrolują oświetlenie LED, wodę, temperaturę i ilość składników odżywczych, pozwalając roślinom rosnąć szybko i przynosić plony nawet dziesięciokrotnie większe niż te osiągane przy użyciu konwencjonalnych metod produkcji. Oszczędza się także wodę. W Nordic Harvest – największym w Europie gospodarstwie z uprawami pionowymi, położonym w Danii – rośliny potrzebują 95% mniej wody dzięki systemowi recyklingu. Tak małe zapotrzebowanie na wodę to ogromna zaleta w kontekście kryzysu klimatycznego. Mniejsze zapotrzebowanie na przestrzeń również stanowi odciążenie w odniesieniu do ziemi i gleby. W ostatnich latach nastąpił boom w obszarze pionowych hodowli roślin w pomieszczeniach zamkniętych – sieci supermarketów takie jak Walmart w Stanach Zjednoczonych czy Lidl i Rewe w Niemczech inwestują w ten obszar miliardy.
Pionowe rolnictwo w pomieszczeniach zamkniętych zużywa jednak znaczne ilości energii, której wysokie ceny sprawiają, że przestaje być opłacalne. Od 2022 r. szereg start-upów z Ameryki Północnej i Europy wycofało się z rynku ze względu na wysokie koszty energii elektrycznej i gazu. Na Globalnej Północy zaawansowany technologicznie system, który stwarza idealne warunki wzrostu – od oświetlenia poprzez temperaturę aż po zaopatrzenie w wodę – generuje koszty na poziomie przynajmniej 300 USD na metr kwadratowy. Badanie przeprowadzone w Arizonie wykazało, że hydroponiczna uprawa sałaty wymaga 82-krotnie więcej energii niż uprawa konwencjonalna, chociaż łagodniejszy klimat zmniejsza to zapotrzebowanie.
Ponadto, jeśli energia ta wytwarzana jest z paliw kopalnych, uprawy w pomieszczeniach zamkniętych przyczyniają się do większych emisji dwutlenku węgla. W badaniu z 2022 r. porównano uprawy na świeżym powietrzu z pionowymi uprawami w pomieszczeniach zamkniętych w Holandii. Okazało się, że uprawy pionowe powodowały 16-krotnie większe emisje niż polowe. Większe koszty energii i pracy windowały koszty produkcji, co skutkowało wyższymi cenami wytwarzanej w ten sposób żywności. Mimo wszystko uprawy pionowe mogą się opłacać w gęsto zaludnionych miastach takich jak Hong Kong czy Nowy Jork, gdzie ceny ziemi są bardzo wysokie. Ich zwolennicy argumentują, że krótszy transport i wyeliminowanie pośredników mogą zaoszczędzić nawet do 60% łącznych kosztów. Nawet jeśli istnieje opłacalny model takiej działalności, wymaga on niezmiennie wiedzy technicznej oraz stałej dostępności wody i energii.
Wystarczy spojrzeć na to, jakie gatunki roślin uprawia się w taki sposób, aby zrozumieć, że rolnictwo bezglebowe może wnieść istotny wkład w dostarczanie mikroelementów oraz pomóc pozbyć się szkodliwych pozostałości po pestycydach, ale nie jest w stanie zastąpić polowej uprawy ziemniaków, ryżu i innych zbóż – gatunków, które wymagają dużego nakładu energii i potrzebują więcej makroelementów niż sałata. Teoretycznie w optymalnych warunkach pionowa uprawa pszenicy byłaby możliwa. W jednym z badań oszacowano, że 10-piętrowa pionowa uprawa na obszarze 1 ha mogłaby przynosić plony na poziomie od 700 do 1940 ton pszenicy rocznie. To od 220- do 600-krotnie więcej niż średnie globalne plony pszenicy wynoszące 3,2 tony na hektar. Koszty produkcji mogą jednak okazać się ogromne. W 2020 r. w ramach instalacji artystycznej wyliczono, że cena pszenicy uprawianej w zamkniętej przestrzeni o powierzchni 1 m2 przy zapewnieniu sztucznego oświetlenia, wody, ogrzewania i składników odżywczych wynosiłaby 200 euro za kilogram.
Systemy hydroponiczne w kontrolowanym środowisku testowano także na nielegalnych osiedlach miejskich na Globalnym Południu, aby sprawdzić, jak mogą przyczyniać się do bezpieczeństwa żywnościowego poprzez lokalną produkcję wybranych warzyw. Kilka projektów realizowanych w kenijskiej stolicy Nairobi osiągnęło bardzo dobre wyniki w obszarze lokalnej partycypacji, co przełożyło się na istotny transfer wiedzy. Projekty te uwypukliły specyficzne funkcje rolnictwa kontrolowanego środowiska takie jak adaptacja do zmiany klimatu oraz doskonalenie produkcji pożywnego jedzenia dla społeczności miejskich w trudnych warunkach i przy ograniczonych zasobach.
Osoby krytycznie nastawione do idei rolnictwa kontrolowanego środowiska podnoszą, że metody takie jak pionowe rolnictwo w pomieszczeniach zamkniętych, choć ciekawe, nie są w stanie sprostać globalnym wyzwaniom w obszarze rolnictwa. Wydaje się, że do pionowej uprawy jak na razie nadają się jedynie bogate w wodę owoce i warzywa liściaste, które, choć są ważne dla zrównoważonej diety, mają niską kaloryczność. Aby ograniczyć wykorzystanie gruntów na cele produkcji rolnej, rolnictwo musi zostać poddane restrukturyzacji z myślą o bardziej sprawiedliwym i zrównoważonym systemie żywnościowym. W Europie ponad 63% gruntów ornych wykorzystuje się obecnie pod uprawę roślin przeznaczonych na paszę dla zwierząt, co uwydatnia potrzebę wprowadzenia zmian, aby ziemia była wykorzystywana bardziej efektywnie do produkcji zdrowej żywności dla ludzi w sposób, który chroni zasoby naturalne. W dłuższej perspektywie może się jednak okazać, że uprawa bezglebowa stanie się niezbędna ze względu na kryzys klimatyczny i zły stan gleb.
Ten artykuł pojawił się pierwotnie na stronie: eu.boell.org