طرح پرورش صیفی جات به روش عمودی

صیفی‌جات (تابستانی‌ها)، به برخی از محصولات زراعتی گفته می‌شود که در بهار و اوایل تابستان کارهای مقدماتی آن انجام شده و حاصلش در تابستان یا اوایل پاییز به دست می‌آید، مانند خربزه، هندوانه و طالبی. به عبارت دیگر صیفی جات برخی از محصولات زراعتی هستند که کاشت، داشت و برداشت آنها در فصول گرم سال انجام می‌شود.[۱] تفاوت صیفی جات با سبزیجات به دلیل آن است که صیفی‌جات میوه هستند. طبق تعریف گیاه‌شناسی، میوه، قسمتی از گیاه است که از طریق گلدهی تولید می‌شود و همچنین بخشی از گیاه است که دارای دانه می‌باشد و به سایر قسمت‌های دیگر گیاه مانند ساقه، برگ، ریشه و حتی جوانه گل، سبزی می‌گویند؛ بنابراین چون صیفی‌جات از طریق گلدهی تولید می‌گردند، میوه محسوب می‌شوند.
از انواع دیگر صیفی جات، می‌توان انواع کدو، بادمجان، فلفل، کلم، ذرت، کرفس، باقلا، لوبیا سبز، گوجه‌فرنگی و خیار را نام برد. طرح پرورش صیفی جات به روش عمودی
صیفی‌جات در مقابل شتوی‌جات قرار دارند.(طرح پرورش صیفی جات به روش عمودی)

کشاورزی عمودی چه طور کار می‌کند

چهار زمینه‌ی مهم در درک نحوه‌ی کار کشاورزی عمودی
1- طرح فیزیکی
2-روشنایی
3- بستر رشد
4- ویژگی‌های پایداری
اولاً، هدف اصلی کشاورزی عمودی تولید بیشتر مواد غذایی در هر مترمربع است. برای رسیدن به این هدف، محصولات در لایه‌های انباشته‌شده در یک ساختار حیاتی برج مانند کشت می‌شوند. ثانیاً، از ترکیب کاملی از نورهای طبیعی و مصنوعی برای حفظ سطح کامل نور در اتاق استفاده می‌شود. از فناوری‌هایی مانند بستر‌های چرخان برای بهبود بهره‌وری نور استفاده می‌شود.ثالثاً، به‌جای خاک، از بسترهای رشد ایروپونیک، آکواپونیک یا هیدروپونیک استفاده می‌شود. تورب ساخته‌شده از خزه‌ی پوسیده ​​یا پوست نارگیل و بسترهای کشت مشابه غیرخاکی در کشاورزی عمودی بسیار رایج است. سرانجام، روش کشاورزی عمودی از ویژگی‌های مختلف پایداری برای جبران هزینه انرژی کشاورزی استفاده می‌کند. در حقیقت، کشاورزی عمودی ۹۵٪ کمتر آب مصرف می‌کند.

هدف اصلی از ساخت مزارع عمودی

هدف اصلی از ساخت مزارع عمودی را می توان در چهار بخش خلاصه کرد. اولین هدف تولید محصول کشاورزی بیشتر به ازای هر متر مربع از زمین کشت شده در مزرعه است. برای تحقق این هدف، محصولات کشاورزی به صورت طبقاتی روی برج های تولید محصولات کشاورزی کشت می شوند. در واقع سطح مزرعه به اندازه تعداد طبقات افزایش پیدا می کند و تاثیر زیادی در افزایش حجم تولید دارد. دومین مساله استفاده بهینه از ترکیبی از نور مصنوعی و طبیعی برای ارتقای کیفی نور دریافتی در مزرعه است. استفاده از تکنولوژی هایی از قبیل بسترهای چرخنده برای ارتقای کیفی نور رسانی نیز انجام می شود. سوم اینکه در مزارع عمودی به جای خاک از روشهای کشت ایروپونیک یا اکواپونیک یا هیدروپونیک استفاده می شود که به معنای استفاده از آب یا برگ های تجزیه شونده و مواد دیگر به جای خاک برای ریشه دواندن گیاه است. در نهایت در روش کشاورزی عمودی از روشهای مختلفی برای جبران هزینه انرژی در صنعت کشاورزی استفاده می شود. مطالعات نشان داده است کشاورزی عمودی باعث می شود تا مصرف آب تا ۹۰ درصد کاهش یابد که در دنیای امروزی مساله مهمی است ولی مصرف برق به دلیل مصنوعی بودن نور مصرفی در مزرعه افزایش پیدا می کند که البته برای جبران این هزینه راهکارهایی در نظر گرفته شده است.

مزایای کشاورزی عمودی

آمادگی برای آینده

تا سال ۲۰۵۰ انتظار می‌رود حدود ۶۸٪ از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی کنند و افزایش جمعیت منجر به افزایش تقاضا برای غذا خواهد شد. استفاده کارآمد از کشاورزی عمودی شاید نقش مهمی در آماده شدن برای چنین چالشی داشته باشد.
تولید محصول بیشتر و تولید در طول سال
کشاورزی عمودی به ما امکان می‌دهد محصولات بیشتری را در همان مساحت از مناطق رشد تولید کنیم. درواقع، یک هکتار از یک منطقه سرپوشیده تولیدی معادل حداقل ۴-۶ هکتار فضای باز را ارائه می‌دهد. طبق یک برآورد مستقل، یک ساختمان ۳۰ طبقه با مساحت پایه ۵ هکتار به‌طور بالقوه می‌تواند معادل ۲۴۰۰ هکتار کشاورزی افقی مرسوم محصول تولید کند. علاوه بر این، تولید محصول در طول سال در یک محیط داخلی کنترل‌شده که کاملاً توسط فن‌آوری‌های کشاورزی عمودی کنترل می‌شود، امکان‌پذیر است.

استفاده کمتر از آب درکشت

کشاورزی عمودی به ما امکان می‌دهد محصولاتی را با ۷۰٪ تا ۹۰٪ آب کمتر از آب موردنیاز برای کشت طبیعی تولید کنیم.
تحت تأثیر شرایط نامساعد آب و هوایی قرار نگرفتن
محصولات در یک مزرعه می‌توانند تحت تأثیر آسیب‌های طبیعی مانند باران‌های سیل‌آسا، گردباد‌ها، سیلاب یا خشک‌سالی‌های شدید قرار گیرند – رویدادهایی که در اثر گرم شدن کره زمین به‌طور فزاینده‌ای رایج می‌شوند. مزارع عمودی داخل محیط سرپوشیده کمتر تحت تأثیر شرایط نامساعد هوایی قرار می‌گیرند و این شرایط، برداشت محصول در تمام طول سال را محقق می‌سازد.(طرح پرورش صیفی جات به روش عمودی)

افزایش تولید محصولات ارگانیک

ازآنجاکه محصولات در یک محیط داخلی کنترل‌شده بدون استفاده از سموم شیمیایی تولید می‌شوند، کشاورزی عمودی به ما این امکان را می‌دهد که محصولاتی بدون آفت‌کش و محصولات ارگانیک پرورش دهیم.

انسانی و سازگاربامحیط‌زیست

کشاورزی عمودی در محیط داخلی می‌تواند خطرات شغلی مرتبط با کشاورزی سنتی را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد. کشاورزان در معرض خطراتی مربوط به تجهیزات کشاورزی سنگین، بیماری‌هایی مانند مالاریا، مواد شیمیایی سمی و غیره نیستند. ازآنجاکه مزاحم حیوانات و درختان مناطق داخلی نمی‌شود، برای تنوع زیستی نیز مفید است.

محدودیت‌های کشاورزی عمودی

کشاورزی عمودی هم جوانب منفی و هم جوانب مثبتی دارد. گاهی بر روی جوانب مثبت مزایای کشاورزی عمودی تأکید می‌شود و جوانب منفی ذکر نمی‌شوند. در زیر عمده‌ترین محدودیت‌های کشاورزی عمودی آورده شده است:

اقتصاد تثبیت نشده

امکان‌سنجی مالی این روش جدید کشاورزی همچنان نامشخص است. به‌هرحال، با بلوغ صنعت و پیشرفت فناوری، وضعیت مالی در حال تغییر است.

دشواری‌های گرده‌افشانی

کشاورزی عمودی در یک محیط کنترل‌شده و بدون حضور حشرات انجام می‌شود. به همین ترتیب، فرآیند گرده‌افشانی باید به‌صورت دستی انجام شود که این کار بسیار پرزحمت و هزینه‌بر است.

هزینه‌های کارگری

به همان اندازه‌ای که هزینه‌های انرژی در کشاورزی عمودی زیاد است، به دلیل تمرکز این روش کشاورزی در مراکز شهری که دستمزدها در آنجا بالاتر است و همچنین نیاز به نیروی کار ماهرتر، هزینه‌های کارگری می‌تواند حتی بیشتر هم باشد.
بااین‌حال ماشینی کردن مزارع عمودی ممکن است نیاز به تعداد کمتری از کارگران را به دنبال داشته باشد. گرده‌افشانی دستی ممکن است به یکی از عملیات نیازمند به نیروی کار زیاد در مزارع عمودی تبدیل شود.

وابستگی بیش‌ازحد به فناوری

توسعه فناوری‌های بهتر همیشه می‌تواند باعث افزایش کارایی و کاهش هزینه‌ها شود؛ اما كل كشاورزي عمودي براي روشنايي، حفظ دما و رطوبت به‌شدت به فناوری‌های مختلف وابسته است. رفتن برق فقط برای یک روز می‌تواند برای یک مزرعه عمودی بسیار پرهزینه باشد. بسیاری بر این باورند که فناوری‌هایی که امروزه استفاده می‌شوند برای تولید انبوه آماده نیستند.

مزارع عمودی جدید، فرصتی برای کاهش هزینه در کشت کنترل‌شده

هیدروپونیک، نوعی سیستم کشت گیاه بدون نیاز به خاک است که می‌‌تواند محصولات را در بستری غیرخاکی و تنها باکمک آب و مواد مغذی پرورش دهد. الدر در حالی که با گوشی خود روی سیستم کار می‌‌کند، می‌‌گوید اکنون می‌‌تواند تمام مزرعه را تنها با حرکات انگشتانش کنترل کند. البته کشت عمودی با این شکل و شمایل، ایده‌‌ی چندان تازه‌‌ای نیست. این اصطلاح اولین‌بار در سال ۱۹۱۵ ابداع شد ولی حدود یک قرن طول کشید تا اولین نمونه‌‌ی تجاری از این مزارع عمودی ساخته شود. حال این کسب‌‌وکار در حال رونق‌‌گرفتن است. شرکت ژاپنی سافت بانک به‌‌همراه اریک اشمیت (رئیس سابق گوگل) و جف بزوس (بنیان‌‌گذار و مدیرعامل آمازون) اقدام به یک سرمایه‌‌گذاری ۲۰۰ میلیون دلاری در یک شرکت کشاورزی عمودی با نام Plenty در سانفرانسیسکو کرده‌‌اند. در ماه ژوئن گذشته نیز یک شرکت بریتانیایی فعال در عرضه‌‌ی آنلاین خواروبار با نام Ocado یک سرمایه‌‌گذاری ۲۱.۳ میلیون دلاری را در کسب‌‌وکار کشت عمودی انجام داد تا بدین‌‌ترتیب بتواند محصولات غذایی تازه را در سیستم توزیع خودکار مخازنی عمودی کشت کند.
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. استفاده از LEDهای پیشرفته در دستگاه IGS تضمین می‌‌کند که حداکثر بهره‌‌برداری از انرژی فوتون‌‌های نور انجام خواهد شد. استفاده از سیستم هیدروپونیک به‌‌همراه بازیافت آب بدان معنی خواهد بود که تمامی آب مصرفی سیستم، تنها به مصرف خود گیاه می‌‌رسد. با کمک برج‌‌ها می‌‌توان سیستم را به‌‌صورت ماژولار پیاده‌‌سازی کرد و در نتیجه به‌‌آسانی سیستم را افزایش مقیاس داد. IGS امیدوار است که اکثر سیستم‌‌هایی که قرار است در سال آینده تحویل مشتریان خود دهد، مجهز به حداقل ۱۰ برج باشند.
با این حال، هنوز بسیاری از افراد درمورد میزان برتری مزارع عمودی نسبت‌‌به انواع رایج گلخانه‌‌های سنتی تردیدهایی دارند. مزارع عمودی به‌‌قطع یقین جمع‌‌وجورتر هستند؛ مزیتی مهم که برای مکان‌‌هایی نظیر شهرها اهمیت بسیاری خواهد داشت. البته تولید محصولات تازه داخل مناطق شهری به‌‌عنوان یکی از بزرگ‌‌ترین برتری‌‌های مزارع عمودی به‌‌شمار می‌‌آید؛ اما باید توجه داشت که یک گلخانه‌‌ی سنتی به‌‌لطف بهره‌‌گیری از انرژی خورشیدی می‌تواند نور و بخشی از حرارت موردنیاز گیاهان خود را به‌‌صورت رایگان به‌‌دست آورد. ویراجی پوری، از بنیان‌‌گذاران شرکت گاتهام گرینز است که سابقه‌‌ی فعالیت در راه‌‌اندازی گلخانه‌‌های مدرن روی پشت‌‌بام شهرهایی نظیر نیویورک و شیکاگو را در کارنامه‌ دارد. او می‌‌گوید گلخانه‌‌های مدرن می‌‌توانند از انرژی پنل‌‌های خورشیدی و انواع نورپردازی LED کمکی برای افزایش دوره‌ی رشد و نیز از سیستم هیدروپونیک برای صرفه‌‌جویی در مصرف آب بهره ببرند. یکی از این گلخانه‌‌ها روی پشت‌‌بام شرکت گاتهام گرینز پیاده‌‌سازی شده؛ در حالی که در طبقات زیرین آن، یک بازار کلی‌‌فروشی محصولات غذایی واقع شده است. این شیوه‌‌ی اجرا، به‌‌خاطر برخورداری از کمترین فاصله‌‌ی میان محل تولید و عرضه، بسیار بهینه خواهد بود.(طرح پرورش صیفی جات به روش عمودی)

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، توجیه اقتصادی خواهد داشت؛ نظیر گیاهان سالادی و گونه‌‌های دارویی. از این رو می‌‌توان گفت، کشت عمودی برای پرورش بخش بزرگی از سبد محصولات غذایی جهان بسیار پرهزینه تمام خواهد شد. در سال ۲۰۰۴، یک پروفسور بازنشسته‌‌ی مهندسی محیط‌‌زیست از دانشگاه کورنل آمریکا با نام لوئیس آلبرایت طی محاسباتی نشان داد که هزینه‌‌ی تولید تنها یک قرص نان باکمک آرد حاصل از گندم کشت‌‌شده در یک مزرعه‌‌ی عمودی حدود ۲۳ دلار تمام خواهد شد.

استفاده از رنگ آبی

یکی از راهکارهای موجود برای کاهش هزینه‌‌ی برق، استفاده از LEDهایی است که به‌‌جای تولید طیف کامل نور سفید، تنها طیف نور رنگی موردنیاز 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.
مزرعه‌‌ی عمودی واقع در روستای اینورگوری، حتی یک گام دیگر نیز به جلو برداشته است. دیوید فارکوهر، مدیر اجرایی شرکت IGS می‌‌گوید این مزرعه از LEDهایی بهره می‌‌برد که قابلیت‌ تنظیم بسیار بالایی دارند. 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. یک دوز از نور سبز در زمانی مناسب می‌‌تواند بازدهی تولید محصول را افزایش دهد. میزانی زمان‌‌بندی‌‌شده از تابش فروسرخ می‌‌تواند کیفیت شاخ‌‌وبرگ محصول را بهبود دهد. از این رو، لامپ‌‌ها به‌‌گونه‌‌ای طراحی شده‌‌اند که بتوانند ترکیبات مختلفی از نور قرمز و آبی را تولید کنند.
برای آنکه بتوان از این LEDها به‌‌شکل بهینه‌‌ای بهره‌‌برداری کرد، شرکت اقدام به توسعه‌‌ی یک سیستم ولتاژ پایین توزیع توان کرده است. فارکوهر می‌‌گوید این سازوکار می‌‌تواند هزینه‌‌ی برق مصرفی را در مزارع عمودی فعلی به نصف برساند. در نتیجه، چهار برج نصب‌‌شده می‌‌توانند سالانه ۱۵ تا ۲۵ تن گیاه دارویی، سبزی سالادی، میوه و سایر سبزیجات را تولید کنند. شرکت سازنده ادعا می‌‌کند که مقادیر یادشده بین دو تا سه برابر، ظرفیت تولید یک گلخانه‌‌ی معمولی با سطح کشت برابر و در عین حال مجهز به سیستم روشنایی و گرمایش کمکی است. جالب اینکه، سیستم فعلی می‌‌تواند با هزینه‌‌ی تمام‌‌شده‌‌ی برابر (در ازای هر کیلوگرم تولید) محصولات را به‌‌عمل آورد.

کشت عمودی به روش NFT

سیستم کشت عمودی به روش (NFT (Nutrient Film Technic یک سیستم متفاوت با زیبایی و جذابیت خاص است. این سیستم در کنار سادگی کار آیی مناسبی جهت کاشت گیاهان دارد. گیاهان در گلدانهای کوچک که در یک سازه عمودی(Vertical) نصب شده اند، نگهداری می شوند. گلدانها بدون خاک (Soil-less) هستند و در آنها تنها از نگهدارنده ریشه (مانند پوکه و پرلیت) استقاده می گردد. مواد مغذی محلول در آب از بالاترین محل وارد لوله های انتفال می گردد و پس از گذر از تمام مسیر در مخزن اصلی جمع آوری می گردد. این نوع آبیاری در اصطلاح آبیاری به روش لایه نازک مغذی (NFT) گفته می شود که یکی از روشهای کارآمد در کشت هیدروپونیک است.
این سیستم می تواند به صورت ثابت بر روی دیوار یا به صورت متحرک روی یک استند نصب گردد. در صورت نصب روی استند می توان با توجه به وزن کم، سیستم را به مکان دیگر منتقل کرد( توجه کنید که بهتر است جای گیاهان دائم تغییر نکند زیرا با تغییر نور شدت و جهت نور گیاهان آسیب می بینند). نگهداری این سیستم بسیار ساده است و با کمی علاقه می توانید از یک سیستم زیبا و کار آمد در خانه یا محیط کار لذت ببرید.

ویژگیها

– استفاده از روش NFT
– سادگی و ارزانی
– انعطاف پذیری برای نصب در محلهای مختلف
– قابلیت توسعه
– نگهداری ساده

ضوابط احداث گلخانه های کشت عمودی

۱.صدور پروانه تاسیس و بهره برداری برای کارخانه های گیاهی صرفاً در داخل بافت روستا، محدوده و حریم شهرها انجام پذیرد.
تبصره: واحدهای گلخانه ای دارای پروانه بهره برداری و فعال موجود در صورت درخواست احداث کارخانه گیاهی در همان زمین استقرار گلخانه فعلی، از شمول این بند مستثنی می باشند.
۲. صدور پروانه تاسیس و بهره برداری برای کارخانه های گیاهی مطابق دستورالعمل اجرایی گلخانه های کوچک مقیاس انجام پذیرد. در خصوص کارخانه های گیاهی با مساحت بیش از ۳۰۰ مترمربع، بررسی فنی طرح و صدور پروانه توسط سازمان نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی و در خصوص واحدهای کمتر از ۳۰۰ مترمربع بررسی فنی طرح توسط سازمان نظام مهندسی کشاورزی و صدور پروانه توسط سازمان جهاد کشاورزی استان انجام پذیرد.
۴.رعایت ضوابط زیست محیطی و مقررات و ضوابط مرتبط با احداث گلخانه های کوچک مقیاس ضروری است.
۵.احداث کارخانه های گیاهی در شهرک های کشاورزی به دلیل فراهم بودن زیرساخت های برق و آب و گاز و سایر خدمات، در اولویت می باشد.
۶.استفاده از سازه های سبک، پیش ساخته و پرتابل، در احداث کارخانه های گیاهی توصیه می گردد.

پیش بینی وضعیت سرمایه گذاری طرح پرورش صیفی جات به روش عمودی

ظرفیت : 300 تن
نرخ برابری دلار : 30000 تومان
مساحت زمین موردنیاز : 3500 مترمربع
زیربنای کل : 2500 مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : 5 نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : 12.9 میلیارد تومان (بدون احتساب هزینه زمین)
ارزش ماشين آلات و تجهيزات : 8.3 میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی در سال مبنا : 46 درصد
تعداد پایه : 1250 عدد


درصورت تمايل به اين مطلب امتياز دهيد: