С ростом населения планеты потребность в продуктах питания росла в геометрической прогрессии, что обнажило недостатки традиционных методов ведения сельского хозяйства. Изменение климата, деградация почвы и нехватка воды — это лишь некоторые из проблем, с которыми сегодня сталкиваются фермеры.

Это способствовало широкому внедрению закрытого земледелия, нового метода выращивания сельскохозяйственных культур в регулируемой среде, часто без почвы, с использованием передовых технологий для оптимизации роста.

Домашнее земледелие практикуется уже тысячи лет, когда ранние цивилизации, такие как вавилоняне и египтяне, внедрили гидропонные системы для выращивания сельскохозяйственных культур в воде.

Однако только в середине 20 века домашнее хозяйство начало значительно развиваться.

В 1929 году доктор Уильям Фредерик Герике, специалист по питанию растений из Калифорнийского университета, объявил о разработке гидропоники, метода выращивания растений в помещении, который включает выращивание растений в богатом питательными веществами водном растворе без почвы.

С этого момента домашнее хозяйство продолжало развиваться, а исследователи и предприниматели экспериментировали с новыми технологиями и подходами к выращиванию сельскохозяйственных культур.

Сегодня домашнее хозяйство — это быстрорастущая отрасль, в которой различные фермы работают в городах по всему миру как устойчивый и эффективный способ выращивания продуктов питания перед лицом различных экологических проблем. Согласно данным BIS Research, мировой рынок технологий для выращивания в помещении оценивался в 5,84 млрд долларов в 2022 году и, как ожидается, достигнет 17,12 млрд долларов в 2027 году после среднегодового темпа роста в 23,99% в 2022–2027 годах.

В этом сообщении в блоге рассказывается о прогрессе выращивания в закрытых помещениях, а также освещаются последние тенденции и технологии, которые изменили отрасль.

Расцвет вертикального земледелия

Вертикальное земледелие — одна из самых известных форм домашнего хозяйства, внедряемых в наше время. Он включает в себя выращивание сельскохозяйственных культур вертикально уложенными слоями с использованием искусственного освещения и контролируемой среды.

Вертикальное земледелие предлагает несколько преимуществ по сравнению с традиционными методами ведения сельского хозяйства, включая более высокую урожайность, меньшее потребление воды и возможность выращивать урожай в течение всего года.

Кроме того, этот подход позволяет получить значительно более высокую урожайность на квадратный метр земли, что делает его привлекательным вариантом для городских районов, где пространство имеет большое значение.

Во всем мире существует множество примеров процветающего вертикального земледелия в помещении, а именно:

АэроФармс — сельскохозяйственная компания, базирующаяся в Ньюарке, штат Нью-Джерси, и достигшая огромных успехов в области вертикального земледелия в закрытых помещениях благодаря полностью контролируемой среде.

Его операции включают в себя ряд передовых технологий, таких как индивидуальные системы освещения, автоматизированные системы доставки питательных веществ, а также индивидуальное проектирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и зданий.

Это позволяет AeroFarms выращивать урожай круглый год без использования пестицидов, гербицидов и фунгицидов, что обеспечивает безопасность пищевых продуктов.

AeroFarms также использует свою запатентованную аэропонную технологию для опрыскивания корней своих растений целевыми питательными веществами, водой и кислородом. Эта замкнутая система использует на 95% меньше воды для листовой зелени, чем для полевого земледелия, и еще меньше для гидропоники, а также часть удобрений.

Кроме того, в системе выращивания AeroFarms используется запатентованная тканевая среда для выращивания, которая действует как барьер между туманом и растениями, сохраняя растения чистыми и готовыми к употреблению в пищу без необходимости мытья.

Эта ткань представляет собой очень гибкую среду для выращивания, которая позволяет AeroFarms выращивать сотни различных сортов листовой зелени, что делает ее очень востребованной на рынке.

Кроме того, с интеграцией Интернета вещей (IoT) AeroFarms движется к созданию полностью подключенных вертикальных ферм.

Эдем Грин Технологии — ведущий поставщик решений для устойчивого сельского хозяйства, базирующийся в Техасе, США, и специализирующийся на вертикальном земледелии.

Eden Green внедряет сельское хозяйство с контролируемой средой (CEA) для выращивания сельскохозяйственных культур, используя методы выращивания в помещении, такие как гидропоника и аэропоника.

Кроме того, его инновационный подход включает использование передовых технологий, таких как запатентованные микроклиматы, запатентованные мобильные световые панели и сверхчувствительные механические, электрические и водопроводные (MEP) контейнеры.

Его запатентованная технология микроклимата предназначена для создания более эффективного и безотходного персонализированного инкубатора для каждого растения, выращенного в теплицах.

Корни каждого растения получают точную смесь питательных веществ через замкнутую систему водоснабжения с регулируемой температурой и фильтрацией каждые 90 секунд, что приводит к более быстрому и более качественному урожаю с меньшими потерями.

Микроклимат также позволяет оперативно регулировать воздух по кислороду и углекислому газу, температуру и влажность которого можно отрегулировать за считанные секунды.

Сосредоточив внимание на площади вокруг каждого отдельного растения, Eden Green может выращивать более 200 продуктов на одной вертикальной ферме, экономя энергию и позволяя выращивать несколько культур.

Его запатентованная технология мобильных световых балок обеспечивает качественное дополнительное освещение растений, когда и где они в этом нуждаются, что приводит к постоянному весу и более высокому качеству продукции.

Кроме того, мобильные световые панели позволили увеличить урожайность на 60%, используя на 90% меньше световой энергии, чем другие вертикальные фермы.

Контейнеры MEP позволяют выращивать тропические или холодные растения без ущерба для качества продукции или эффективности системы, обеспечивая точный контроль температуры и устраняя уязвимости, связанные с экстремальным холодом или жарой.

Множество базируется в Сан-Франциско и разработала систему вертикального земледелия, которая использует алгоритмы машинного обучения для оптимизации условий выращивания и позволяет получать в 350 раз больше продукции с акра, чем традиционные методы ведения сельского хозяйства.

В системе используются светодиодные лампы, имитирующие естественный солнечный свет, и точные системы доставки питательных веществ, чтобы каждое растение получало именно то, что ему нужно для роста.

Кроме того, Plenty может сократить количество земли, необходимой для производства продуктов питания, освобождая место для других целей, таких как места обитания диких животных или зоны отдыха.

Этот подход также помогает сократить практику монокультурного земледелия, которая может иметь негативные последствия для здоровья почвы и биоразнообразия.

Более того, устойчивые подходы, такие как описанные выше, позволяют создавать продукты питания с более высокой урожайностью по сравнению с традиционными технологиями ведения сельского хозяйства и стимулировать потребительский спрос, что приводит к росту рынка.

Появление технологий умного земледелия

Технологии умного земледелия, такие как датчики, искусственный интеллект и автоматизация, все чаще используются в закрытых помещениях для повышения урожайности, сокращения отходов и минимизации воздействия на окружающую среду.

Сельскохозяйственные датчики отслеживают различные факторы, такие как температура, влажность и уровень питательных веществ, предоставляя производителям в режиме реального времени данные о состоянии их культур. Эти данные можно использовать для настройки условий выращивания, таких как освещение или уровни питательных веществ, чтобы оптимизировать рост и максимизировать урожайность.

Кроме того, алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) анализируют огромные объемы данных от сельскохозяйственных датчиков и других источников для выявления закономерностей и оптимизации условий выращивания. Например, ИИ может помочь производителям предсказать, когда могут появиться вредители или болезни, что позволит им разработать обоснованные стратегии смягчения последствий.

Автоматизированные системы могут выполнять такие задачи, как полив, внесение удобрений и сбор урожая, что снижает потребность в ручном труде и повышает эффективность. Например, сельскохозяйственная робототехника может использоваться для сбора и упаковки урожая, что снижает потребность в человеческом труде и сводит к минимуму риск заражения.

Например, Bowery Farming, базирующаяся в Нью-Йорке, использует комбинацию датчиков и технологий искусственного интеллекта в своих крытых вертикальных фермах для улучшения роста и здоровья сельскохозяйственных культур.

Одним из самых заметных достижений Bowery Farming является выпуск вкусной и экологически чистой клубники, которая поступила в продажу в Нью-Йорке в начале 2022 года.

Эта клубника выращивается с использованием запатентованной Bowery технологии выращивания в закрытых помещениях, которая использует на 95% меньше воды, чем традиционные фермы, и дает в 100 раз больше урожая на квадратный фут.

BoweryOS действует как основная система каждой фермы, собирая информацию с датчиков и камер для создания индивидуальных рецептов урожая, которые включают такие факторы, как спектр света, световой период, влажность, температура и питательные вещества. Эти рецепты урожая постоянно совершенствуются с помощью алгоритмов машинного обучения для повышения урожайности и здоровья растений.

Более того, ИИ также помогает Bowery эффективно управлять своими ресурсами. Он работает в сочетании со своими агротехническими системами для оптимизации использования очищенной воды и повышения устойчивости за счет регулирования потребления энергии.

Производство лабораторного мяса

Домашнее хозяйство не ограничивается производством фруктов и овощей. Теперь его также можно использовать для производства мяса с использованием технологии, выращенной в лаборатории.

Выращенное в лаборатории мясо, также известное как культивированное мясо, производится с помощью клеточной культуры, а не традиционного животноводства, которое включает в себя взятие образца стволовых клеток животных и их использование для выращивания мышечной ткани в лабораторных условиях.

Полученный продукт биологически идентичен традиционному мясу, но оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду и не требует забоя животных.

Вертикальное земледелие играет важную роль в создании культивированного мяса, обеспечивая контролируемую среду для выращивания необходимых животных клеток.

Процесс включает выращивание клеток животных на каркасе в биореакторе, который можно разместить на вертикальной ферме. Биореактор обеспечивает идеальные условия для роста клеток, такие как температура, влажность и подача питательных веществ, которые можно тщательно регулировать в вертикальной ферме.

Кроме того, закрытая среда вертикальной фермы также сводит к минимуму риск заражения, что имеет решающее значение для обеспечения безопасности и качества производимого культивируемого мяса.

Вертикальные фермы также потенциально могут обеспечить более устойчивый источник питательных веществ для среды культивирования клеток, таких как водоросли или другие микроорганизмы, которые можно выращивать на ферме.

Например, Mosa Meat, голландская компания, занимающаяся производством пищевых продуктов, занимается выращиванием говядины на закрытых вертикальных фермах. Интересно, что команда Mosa Meat создала первый в мире гамбургер из культивированного мяса.

Точно так же калифорнийская компания Memphis Meats работает над выращиванием цыплят и уток и получила финансирование от таких инвесторов, как Билл Гейтс и Ричард Брэнсон.

Заключение

Ожидается, что к 2050 году население мира достигнет 9,7 миллиарда человек, и выращивание в закрытых помещениях может помочь удовлетворить растущий спрос на продукты питания, одновременно снизив воздействие традиционных методов ведения сельского хозяйства на окружающую среду.

Достижения в области технологий и методов, таких как автоматизация, вертикальное земледелие и искусственный интеллект, делают домашнее хозяйство более эффективным, рентабельным и масштабируемым.

Более того, использование технологии блокчейн в цепочке поставок продуктов питания может обеспечить большую прозрачность и подотчетность, гарантируя безопасность и качество потребляемой пищи.

По мере того, как домашнее хозяйство продолжает развиваться и становиться все более доступным, оно предлагает захватывающие возможности как для фермеров, предпринимателей, так и для потребителей.

Узнать больше

Для получения дополнительной информации об этом быстрорастущем рынке см. Рынок технологий для выращивания в помещении – глобальный и региональный анализ подробный отчет, содержащий данные и идеи, охватывающие сегментацию рынка закрытых ферм, последние изменения на рынке, рыночный спрос, движущие силы и проблемы, конкурентная среда и ключевые игроки. Этот отчет основан на обширных первичных и вторичных исследованиях, чтобы помочь игрокам отрасли разработать правильные бизнес-стратегии для этого конкурентного, постоянно меняющегося рынка.

---

Об Издателе: БМ Исследования — это глобальная рыночная аналитика, исследовательская и консалтинговая компания, которая фокусируется на новых технологических тенденциях, которые могут изменить рынок. В его команду входят ветераны отрасли, эксперты и аналитики с различным опытом работы в сфере консалтинга, инвестиционно-банковских услуг, правительства и научных кругов.