زراعت و باغبانی و منابع طبیعی
کشت ‬عمودی

کشت ‬عمودی
راهکاری ‬نوین ‬در ‬ارتقای ‬بهره‌وری ‬کشاورزی

 ‬دکتر ‬میثم ‬اویسی / ‬عضو ‬هیأت‌علمی ‬دانشگاه ‬آزاد ‬اسلامی ‬واحد ‬ورامین

مقدمه
کشاورزی ‬عمودی ‬به‎عنوان ‬یکی ‬از ‬جدیدترین ‬راهکارهای ‬کشت ‬و ‬زراعت ‬در ‬محیط‌های ‬گلخانه‌ای ‬به‎شمار ‬می‌رود ‬و ‬به‎عنوان ‬بخشی ‬از ‬کشاورزی ‬شهری ‬به ‬روش ‬کاشت ‬گیاهان ‬در ‬گلخانه، ‬آسمان ‬خراش‌ها ‬یا ‬فضاهایی ‬که ‬به ‬طور ‬عمودی ‬در ‬آنها ‬تعبیه ‬شده ‬اطلاق ‬می‌شود‭. ‬ایده ‬مدرن ‬کشاورزی ‬عمودی ‬از ‬تکنیکی ‬مشابه ‬گلخانه‌های ‬شیشه‌ای ‬بهره ‬می‌برد ‬که ‬در ‬آنها ‬می‌توان ‬با ‬نور ‬طبیعی ‬خورشید، ‬میزان ‬نور ‬مصنوعی ‬را ‬افزایش ‬داد‭. ‬
مسائل ‬و ‬مشکلات ‬مربوط ‬به ‬کشاورزی ‬در ‬کلانشهرها ‬مانند ‬کمبود ‬فضاهای ‬کشت ‬و ‬آلوده ‬بودن ‬محیط ‬کاشت ‬گیاهان، ‬هم‌اکنون ‬نیز ‬مسائل ‬منفی ‬بسیاری ‬را ‬برای ‬مردم ‬به‌وجود ‬آورده ‬است‭.‬
در ‬شهرهایی ‬که ‬شهروندان ‬طبیعت ‬را ‬به‌دلیل ‬زندگی ‬پرمشغله ‬و ‬گرانی ‬زمین، ‬مسکن ‬و ‬سکونت ‬در ‬آپارتمان‌هایی ‬کوچک، ‬فراموش ‬کرده‌اند، ‬پرداختن ‬به ‬چنین ‬موضوعی ‬و ‬گسترش ‬آن ‬در ‬تلطیف ‬روحیه ‬و ‬ایجاد ‬آرامش ‬روانی ‬آنها ‬تأثیر ‬بسزایی ‬خواهد ‬داشت‭.‬
ساخت ‬مزرعه‌های ‬کشاورزی ‬به‌صورت ‬طبقات ‬روی ‬هم ‬و ‬عمودی، ‬جایگزین ‬کشاورزی ‬متداول ‬امروزی ‬خواهد ‬بود‭. ‬کمبود ‬زمین، ‬کشاورزی ‬را ‬به‌صورت ‬آپارتمانی ‬و ‬طبقات ‬عمودی ‬درآورده ‬است‭.‬
بر ‬اساس ‬برآوردهای ‬سازمان ‬ملل، ‬انتظار ‬می‌رود ‬که ‬جمعیت ‬جهان ‬تا ‬سال ‬2050 ‬به ‬بیش ‬از ‬9 ‬میلیارد ‬نفر ‬برسد‭. ‬بر ‬اساس ‬برآوردهای ‬FAO، ‬تغذیه ‬این ‬جمعیت ‬به ‬معنای ‬افزایش ‬تولید ‬غذا ‬تا ‬70% ‬از ‬طریق ‬ترکیب ‬کشت ‬محصولات ‬پربازده ‬و ‬افزایش ‬سطح ‬زیر ‬کشت ‬باید ‬به‌دست ‬آید‭. ‬
در ‬این ‬شرایط ‬از ‬یک ‬سو ‬نیاز ‬به ‬زمین‌های ‬بیشتری ‬برای ‬کشاورزی ‬است ‬و ‬از ‬سوی ‬دیگر ‬زمین ‬قابل ‬کشت ‬در ‬کره ‬زمین ‬کم ‬است‭. ‬بنابراین ‬تنها ‬راهکار ‬موجود، ‬تبدیل ‬زمین‌های ‬کشاورزی ‬به ‬آپارتمان‌های ‬کشاورزی ‬است ‬که ‬به‌عنوان ‬کشت ‬عمودی ‬نامیده ‬می‌شوند‭.‬
ایده ‬کشاورزی ‬عمودی ‬بدین ‬صورت ‬است ‬که ‬آسمان ‬خراش‌ها ‬و ‬ساختمان‌های ‬بلند، ‬طبقه ‬روی ‬طبقه ‬و ‬شامل ‬باغستان‌ها ‬و ‬مزارع ‬باشد ‬و ‬تولید ‬محصولات ‬در ‬طول ‬سال ‬ادامه ‬خواهد ‬داشت ‬و ‬جوانه‌زنی ‬محصولات ‬در ‬شهرهای ‬سراسر ‬دنیا ‬وجود ‬خواهد ‬داشت‭. ‬
به‌علاوه ‬ایجاد ‬اراضی ‬قابل ‬کشت ‬و ‬زرع ‬بیشتر، ‬خارج ‬از ‬هوای ‬رقیق، ‬کاهش ‬هزینه‌های ‬حمل‌ونقل ‬و ‬انتشار ‬دی‌اکسید ‬کربن ‬مربوط ‬به ‬جابجایی ‬مواد ‬غذایی ‬در ‬فواصل ‬زیاد ‬اتفاق ‬خواهد ‬یافت‭.‬
نحوه ‬عملکرد، ‬مزایا ‬و ‬معایب ‬کشاورزی ‬عمودی
بدون ‬نور ‬مصنوعی، ‬در ‬رشد ‬و ‬نمو ‬گیاهان ‬ناهمگونی ‬حاصل ‬خواهد ‬شد؛ ‬زیرا ‬گیاهانی ‬که ‬نزدیک ‬پنجره‌ها ‬هستند ‬در ‬معرض ‬نور ‬خورشید ‬بیشتری ‬بوده ‬و ‬سریع‌تر ‬رشد ‬خواهند ‬کرد‭. ‬اکنون ‬این ‬امکان ‬وجود ‬دارد ‬که ‬وضعیت ‬دما، ‬رطوبت، ‬نور، ‬جریان ‬هوا ‬و ‬مواد ‬غذایی ‬برای ‬بهترین ‬شرایط ‬بهره‌وری ‬گیاهان ‬در ‬طی ‬سال، ‬تنظیم ‬شود‭. ‬
تکنولوژی ‬هیدروپونیک ‬اجازه ‬می‌دهد ‬که ‬انواع ‬گیاهان، ‬از ‬محصولات ‬ریشه‌ای ‬مانند ‬تربچه ‬و ‬سیب‌زمینی ‬تا ‬میوه‌‌ها ‬مانند ‬هندوانه ‬و ‬حتی ‬غلاتی ‬مانند ‬ذرت، ‬در ‬آب ‬غنی ‬از ‬مواد ‬غذایی ‬پرورش ‬یابد‭. ‬روش‌هایی ‬برای ‬انجام ‬این ‬کار ‬وجود ‬دارد، ‬اما ‬ضرورتاً ‬هیدروپونیک‌ها، ‬گیاهان ‬را ‬در ‬یک ‬محیط ‬کشت ‬مانند ‬پشم‌شیشه ‬که ‬به ‬نام ‬‮«‬پرلایت‮»‬ ‬نامیده ‬می‌شود، ‬قرار ‬می‌دهند ‬در ‬حالی ‬که ‬محصولات ‬ریشه‌ای ‬در ‬محلول ‬آب ‬غنی ‬از ‬مواد ‬غذایی ‬غوطه‌ور ‬می‌شوند‭.‬
آب ‬و ‬مواد ‬غذایی ‬که ‬توسط ‬ریشه‌ها ‬جذب ‬نمی‌شوند، ‬به‌جای ‬اینکه ‬در ‬خاک ‬از ‬بین ‬بروند، ‬قابل ‬بازیافت ‬هستند ‬و ‬هر ‬گیاهی ‬را ‬می‌توان ‬به ‬روش ‬هیدروپونیک ‬پرورش ‬داد‭. ‬
 ‬
در ‬حال ‬حاضر ‬برای ‬تولید ‬محصولات ‬کشاورزی ‬باارزش ‬از ‬روش‌های ‬مدرن ‬مانند ‬سیستم‌های ‬آبکشت - ‬هیدروپونیک -  ‬و ‬هواکشت - ‬ایروپونیک -  ‬استفاده ‬می‌‌کنند‭. ‬سیستم‌های ‬هواکشت ‬در ‬مکان‌‌های ‬بسته ‬یا ‬محیط‌های ‬باز ‬با ‬دوره ‬رشد ‬کوتاه ‬ولی ‬با ‬سرعتی ‬بسیار ‬بالا، ‬جزو ‬روش‌‌های ‬نوین ‬کشاورزی ‬می‌باشد‭. ‬از ‬جمله ‬گیاهان ‬باارزش، ‬کشت ‬زعفران ‬در ‬سیستم ‬کشت ‬بدون ‬خاک - ‬هیدروپونیک -  ‬است‭. ‬
یکی ‬از ‬بزرگترین ‬مزایای ‬این ‬سیستم، ‬استفاده ‬حداکثری ‬از ‬فضای ‬کشت ‬و ‬تراکم ‬بالای ‬آن ‬است‭. ‬از ‬جمله ‬دلایل ‬رویکرد ‬به ‬سیستم ‬هیدروپونیک ‬زعفران ‬می‌توان ‬به ‬بحران ‬آب ‬اشاره ‬کرد ‬که ‬در ‬این ‬سیستم ‬راندمان ‬مصرف ‬آب ‬بسیار ‬بالا ‬می‌باشد‭. ‬
دومین ‬دلیل، ‬این‌که ‬شیوع ‬بیماری‌های ‬قارچی ‬در ‬این ‬روش ‬اندک ‬است ‬و ‬شرایط ‬دمایی، ‬محیطی ‬و ‬همچنین ‬راندمان ‬و ‬بازدهی ‬محصول ‬را ‬بتوان ‬کنترل ‬کرد ‬و ‬این ‬مزایا ‬نسبت ‬به ‬روش ‬کشت ‬سنتی ‬بسیار ‬پایدارتر ‬است‭. ‬برداشت ‬کلاله ‬زعفران ‬در ‬روش ‬سنتی ‬در ‬هر ‬هکتار ‬به ‬طور ‬میانگین ‬تنها ‬7 ‬کیلوگرم ‬بوده ‬است ‬ولی ‬با ‬چنین ‬روشی ‬که ‬در ‬گلخانه ‬انجام ‬می‌گیرد ‬این ‬میزان ‬به ‬10 ‬الی ‬12 ‬کیلوگرم ‬در ‬هر ‬هکتار ‬می‌رسد ‬که ‬این ‬خود ‬نشان ‬دهنده ‬اهمیت ‬استفاده ‬از ‬گلخانه ‬برای ‬کشت ‬زعفران ‬است‭. ‬
سومین ‬دلیل ‬این‌که ‬مثلاً ‬در ‬مورد ‬گیاهی ‬مثل ‬همین ‬زعفران، ‬در ‬روش ‬سنتی ‬و ‬فضای ‬باز، ‬عطر، ‬بو ‬و ‬همچنین ‬کیفیت ‬و ‬میزان ‬رنگ ‬و ‬طعم ‬در ‬کلاله ‬بسیار ‬افت ‬پیدا ‬می‌کند ‬و ‬این ‬کاهش ‬کیفیت ‬به ‬دلیل ‬تابش ‬نور ‬آفتاب ‬و ‬همچنین ‬بادی ‬است ‬که ‬در ‬کنار ‬گیاه ‬در ‬جریان ‬می‌باشد ‬و ‬در ‬نهایت ‬چهارمین ‬دلیل ‬این ‬است ‬که ‬میزان ‬تراکم ‬کشت ‬در ‬محیط ‬گلخانه‌ای ‬و ‬عملکرد ‬افزایش ‬می‌یابد‭. ‬
عموما ‬پیاز ‬زعفران ‬در ‬سیکل ‬تقریباً ‬45 ‬روزه ‬گلدهی، ‬برداشت ‬و ‬کشت ‬می‌شود‭. ‬در ‬پایان ‬هر ‬دوره ‬نیاز ‬است ‬تا ‬از ‬پیاز‌های ‬جدیدی ‬استفاده ‬نمائید ‬و ‬یا ‬از ‬پیاز‌های ‬موجود ‬برای ‬بیداری ‬مجدد ‬و ‬گلدهی ‬به ‬کار ‬ببرید‭. ‬دوران ‬خواب ‬زعفران ‬عموما ‬9 ‬ماه ‬طول ‬می‌کشد ‬به ‬همین ‬دلیل ‬استفاده ‬از ‬پیاز‌های ‬جدید ‬می‌تواند ‬مسیر ‬کوتاه‌تری ‬را ‬برای ‬کاشت ‬محیا ‬کند‭. ‬در ‬حالی ‬که ‬یک ‬گروه ‬پیاز‌ها ‬به ‬خواب ‬می‌روند، ‬می‌توان ‬از ‬گروه ‬دیگر ‬آنها ‬استفاده ‬نمود‭. ‬پیاز‌های ‬خوابیده ‬را ‬باید ‬در ‬محیط‌های ‬خشک ‬نگهداری ‬کرد ‬و ‬سپس ‬طبق ‬زمان‌بندی ‬مناسب ‬از ‬آنها ‬مجدداً ‬بهره‌برداری ‬نمود‭.‬
از ‬جمله ‬مزایای ‬کشاورزی ‬عمودی ‬می‌توان ‬به ‬موارد ‬ذیل ‬اشاره ‬کرد‭:‬
1- ‬فضای ‬بیشتر ‬2‭- ‬امکان ‬برداشت ‬محصول ‬در ‬تمام ‬طول ‬سال ‬3‭- ‬عدم ‬خسارات ‬در ‬اثر ‬سیلاب‌ها ‬4- ‬عدم ‬تاثیر ‬خشکسالی ‬بر ‬محصولات ‬5‭- ‬مبازره ‬آسان ‬با ‬آفات ‬و ‬عدم ‬وجود ‬علف‌های ‬هرز ‬6‭- ‬کاهش ‬آلودگی ‬هوا ‬7- ‬تصفیه ‬آب
معایب ‬این ‬سیستم ‬شامل‭:‬
• ‬عدم ‬وجود ‬گرده‌افشانی ‬طبیعی
• ‬گران ‬بودن ‬زمین ‬شهری ‬نسبت ‬به ‬زمین ‬کشاورزی
• ‬نیاز ‬به ‬یک ‬اپراتور ‬تمام ‬وقت ‬برای ‬تنظیمات ‬دما، ‬رطوبت ‬و ‬نور
• ‬هزینه ‬بالای ‬برق ‬و ‬نور ‬مصنوعی
البته ‬کشت ‬عمودی ‬با ‬این ‬شکل ‬و ‬شمایل، ‬ایده‌‌ی ‬چندان ‬تازه‌‌ای ‬نیست‭. ‬این ‬اصطلاح ‬اولین‌بار ‬در ‬سال ‬1915 ‬ابداع ‬شد ‬ولی ‬حدود ‬یک ‬قرن ‬طول ‬کشید ‬تا ‬اولین ‬نمونه‌‌ی ‬تجاری ‬از ‬این ‬مزارع ‬عمودی ‬ساخته ‬شود‭. ‬هم‌زمان ‬با ‬پیشرفت ‬فناوری ‬در ‬عرصه‌‌ی ‬کشت ‬مؤثر ‬محصولات ‬در ‬مزارع ‬عمودی ‬و ‬تبدیل ‬این ‬ساختگاه‌‌ها ‬به ‬کارخانجات ‬گیاهی، ‬تمایل ‬سرمایه‌‌گذاران ‬برای ‬ورود ‬به ‬این ‬بازار ‬فزونی ‬یافته ‬است‭. ‬با ‬استفاده ‬از ‬LEDهای ‬پیشرفته، ‬حداکثر ‬بهره‌‌برداری ‬از ‬انرژی ‬فوتون‌‌های ‬نور ‬انجام ‬خواهد ‬شد ‬اما ‬احتمالا ‬بزرگ‌‌ترین ‬عیب ‬مزارع ‬عمودی، ‬هزینه‌‌‌‌ی ‬بالای ‬برق ‬مصرفی ‬برای ‬روشن ‬نگاه‌‌داشتن ‬تعداد ‬زیادی ‬LED ‬خواهد ‬بود‭. ‬لذا ‬چنین ‬سیستمی، ‬بیشتر ‬برای ‬کشت ‬گیاهان ‬پرارزش ‬و ‬با ‬سرعت ‬فسادپذیری ‬بالا ‬نظیر ‬گیاهان ‬دارویی ‬توجیه ‬اقتصادی ‬خواهد ‬داشت‭.‬
از ‬این ‬رو ‬می‌‌توان ‬گفت، ‬کشت ‬عمودی ‬برای ‬پرورش ‬بخش ‬بزرگی ‬از ‬سبد ‬محصولات ‬غذایی ‬جهان ‬بسیار ‬پرهزینه ‬خواهد ‬شد‭. ‬یکی ‬از ‬راهکارهای ‬موجود ‬برای ‬کاهش ‬هزینه‌‌ی ‬برق، ‬استفاده ‬از ‬LEDهایی ‬است ‬که ‬به‌‌جای ‬تولید ‬طیف ‬کامل ‬نور ‬سفید، ‬تنها ‬طیف ‬نور ‬رنگی ‬مورد ‬نیاز ‬گیاهان ‬را ‬تولید ‬می‌‌کنند‭. ‬
علت ‬رنگ ‬سبز ‬گیاهان ‬این ‬است ‬که ‬در ‬برگ‌‌های ‬آن‌‌ها ‬رنگ‌‌دانه‌‌ای ‬با ‬نام ‬کلروفیل ‬وجود ‬دارد؛ ‬این ‬رنگدانه ‬تنها ‬رنگ ‬سبز ‬را ‬از ‬میان ‬طیف ‬نور ‬بازتاب ‬می‌‌کند؛ ‬در ‬حالی ‬که ‬تمامی ‬رنگ‌‌های ‬منتج ‬به ‬آبی ‬و ‬قرمز ‬را  - ‬در ‬دو ‬طرف ‬طیف ‬نور ‬مرئی -  ‬جذب ‬می‌‌کند‭.‬ ‬گرچه ‬این ‬لامپ‌‌ها، ‬بیشتر ‬مواقع ‬طول ‬موج ‬آبی ‬و ‬قرمز ‬تولید ‬می‌‌کنند ‬اما ‬تجربه‌‌ی ‬پژوهشگران ‬حاکی ‬از ‬آن ‬است ‬که ‬رنگ‌‌های ‬دیگر ‬نیز ‬نقش ‬مهمی ‬در ‬مراحل ‬مختلف ‬رشد ‬گیاه ‬دارند‭. ‬دوز ‬مناسبی ‬از ‬نور ‬سبز ‬در ‬زمانی ‬مناسب ‬می‌‌تواند ‬بازدهی ‬تولید ‬محصول ‬را ‬افزایش ‬دهد‭.‬
یکی ‬از ‬اهداف ‬کشاورزی ‬عمودی ‬آن ‬است ‬که ‬بتواند ‬یک ‬رژیم ‬روشنایی ‬مخصوص ‬برای ‬پرورش ‬گیاهانی ‬خاص ‬ابداع ‬کند‭.‬
هدف ‬بعدی ‬آن ‬است ‬که ‬الگوریتم‌‌هایی ‬برای ‬کنترل ‬شرایط ‬اقلیمی ‬مورد ‬نیاز ‬گونه‌‌های ‬گیاهی ‬مختلف ‬تولید ‬کنند‭. ‬ایده‌‌ی ‬اصلی ‬این ‬است ‬که ‬نسخه‌‌های ‬آب‌‌وهوایی ‬مختص ‬به ‬گونه‌‌های ‬زراعی ‬خاص ‬طراحی ‬شود ‬تا ‬میزان ‬تولید ‬و ‬کیفیت ‬محصولات ‬مزارع ‬عمودی ‬بهبود ‬پیدا ‬کند‭. ‬
تمامی ‬فرایندهای ‬درون ‬مزارع ‬برای ‬داشتن ‬بیشترین ‬بازدهی ‬مهندسی ‬می‌‌شوند‭. ‬برای ‬مثال، ‬آبیاری ‬مجموعه ‬با ‬کمک ‬آب ‬باران ‬جمع‌‌آوری ‬شده ‬انجام ‬می‌‌گیرد‭. ‬این ‬آب ‬پس ‬از ‬پاکسازی ‬و ‬بازیافت، ‬دوباره ‬استفاده ‬می‌‌شود ‬و ‬تنها ‬5 ‬درصد ‬آن ‬طی ‬هر ‬مرحله‌‌ی ‬برداشت ‬مصرف ‬می‌‌شود‭. ‬
سیستم ‬تهویه ‬نیز ‬به‌‌شکل ‬یک ‬حلقه‌‌ی ‬بسته ‬عمل ‬می‌‌کند ‬و ‬ضمن ‬کنترل ‬سطح ‬رطوبت ‬و ‬اکسیژن، ‬حرارت ‬مازاد ‬ناشی ‬از ‬LEDها ‬را ‬دفع ‬می‌‌کند‭. ‬
با ‬کاهش ‬هزینه‌‌ها، ‬سیستم ‬خواهد ‬توانست ‬کشت ‬عمودی ‬محصولات ‬را ‬توجیه‌‌پذیر ‬کند‭. ‬همچنین ‬این ‬روش ‬در ‬تولید ‬برخی ‬از ‬سبزیجات ‬ریشه‌‌ای ‬مانند ‬تربچه ‬و ‬شلغم ‬موفق ‬عمل ‬می‌کند‭. ‬البته ‬ممکن ‬است ‬محصولاتی ‬با ‬کشت ‬بزرگ‌مقیاس ‬نظیر ‬گندم ‬و ‬برنج، ‬هرگز ‬نتوانند ‬توجیه ‬اقتصادی ‬مناسب ‬برای ‬کشت ‬عمودی ‬را ‬بیابند ‬و ‬همچنین ‬کشت ‬گیاهان ‬بزرگ‌‌تر ‬و ‬حجیم‌‌تر ‬نیز ‬در ‬این ‬نوع ‬سیستم‌‌ها ‬با ‬مشکلات ‬زیادی ‬همراه ‬خواهد ‬بود‭. ‬این ‬بدان ‬معنی ‬است ‬که ‬حداقل ‬با ‬سطح ‬فناوری ‬فعلی ‬نمی‌‌توان ‬انتظار ‬کشت ‬محصولاتی ‬نظیر ‬سیب‌‌زمینی‌‌های ‬معمولی ‬را ‬در ‬مزارع ‬عمودی ‬داشت‭. ‬
منابع ‬در ‬دفتر ‬نشریه ‬موجود ‬است

ماهنامه دام و کشت و صنعت- شماره ۲۳۶ – دی ۱۳۹۸
 

مدیر سایت
info@iranagrimagazine.com

به این مطلب امتیاز دهید:

کارشناسان ما در مورد مشکلات تولید محصولات، که نمی‌توانید برای آن جوابی پیدا کنید؛ می‌توانند به شما کمک کنند

info@iranAgriMagazine.com
arrow