Сельское хозяйство с контролируемой средой - Controlled-environment agriculture

Сельское хозяйство с контролируемой средой (CEA) - это технологический подход к производству продуктов питания. Целью CEA является обеспечение защиты и поддержание оптимальных условий выращивания на протяжении всего развития культуры. Производство происходит в закрытой растущей структуре, такой как теплица или здание. Растения часто выращивают с использованием гидропоника методы, чтобы обеспечить необходимое количество воды и питательных веществ корень зона. CEA оптимизирует использование таких ресурсов, как вода, энергия, пространство, капитал и рабочая сила. Технологии CEA включают гидропоника, аэропоника, аквакультура, и аквапоника.[1]Существуют различные методы выращивания продуктов питания в сельском хозяйстве с контролируемой средой. Более жизнеспособный вариант - вертикальное земледелие. Вертикальное земледелие позволяет выращивать урожай круглый год в контролируемой среде с возможностью повышения урожайности за счет регулирования количества углерода и питательных веществ, которые получают растения (Benke et al).[2]Принимая во внимание городское сельское хозяйство, CEA может существовать внутри уже существующих зданий, таких как заброшенные здания перепрофилирования.

Техническая реализация

Управляемые переменные:

Производственные мощности CEA могут варьироваться от полностью закрытых замкнутых систем, полностью контролируемых окружающей средой, до полностью автоматизированных теплиц с компьютерным управлением для полива, освещения и вентиляции, до низкотехнологичных решений, таких как колпаки или пластиковая пленка для выращиваемых на полях культур и туннели с пластиковым покрытием.[3]

Методы РЭА можно использовать для выращивания буквально любой культуры, хотя в действительности культура должна быть экономически жизнеспособной, и это будет значительно варьироваться в зависимости от цен на местном рынке и стоимости ресурсов.

Мотивация

Посевы можно выращивать для пищевых, фармацевтических и нутрицевтический Приложения. Его также можно использовать для выращивания водорослей в пищу или для производства биотоплива.

Использование методов CEA повышает безопасность пищевых продуктов за счет устранения источников загрязнения и повышает надежность поставок, поскольку на них не влияют внешние условия окружающей среды, а также за счет устранения сезонности создает стабильные рыночные цены, выгодные как для фермера, так и для потребителей.

РЭА используется в исследованиях, чтобы можно было выделить конкретный аспект производства, в то время как все остальные переменные остались прежними. Таким образом, при исследовании фотосинтеза тонированное стекло можно было сравнить с простым стеклом.[4] Другой возможностью было бы исследование использования дополнительного освещения для выращивания салата в гидропонной системе.[5]

Статья в журнале за февраль 2011 г. Science Illustrated гласит: «В коммерческом сельском хозяйстве CEA может повысить эффективность, сократить количество вредителей и болезней и сэкономить ресурсы. ... Воспроизведение обычной фермы с компьютерами и светодиодными лампами стоит дорого, но в долгосрочной перспективе оказывается рентабельным, производя до 20 раз больше. столько же высококачественной продукции, не содержащей пестицидов, сколько на участке почвы аналогичного размера. Четырнадцать тысяч квадратных футов тщательно контролируемых растений производят 15 миллионов саженцев ежегодно на фабрике, работающей от солнечной энергии. Такие фабрики будут необходимы для удовлетворения растущего спроса городских районов Китая для качественных фруктов и овощей ".[6]

Промышленность

По состоянию на 2018 год в Соединенных Штатах существует около 40 закрытых вертикальных ферм, некоторые из которых производят коммерчески продаваемую продукцию, а другие еще не продаются потребителям.[7] Другой источник оценивает более 100 стартапов за 2018 год.[8] В Азии внедрение домашнего сельского хозяйства было обусловлено потребительским спросом на качество.[9] Коалиция рециркуляционных ферм - это США. торговая организация для гидропонных фермеров.[10]

AeroFarms, основанная в 2011 году, привлекла 40 миллионов долларов в 2017 году и, как сообщается, открыла самую большую крытую ферму в мире в Ньюарке, штат Нью-Джерси, в 2015 году;[11] к 2018 году построила 10-ю крытую ферму.[11]

Компания Plenty, Inc., базирующаяся в Южном Сан-Франциско, в 2017 году привлекла более 200 миллионов долларов.[7][12]

Экономика

Экономика комнатного земледелия была сложной, особенно цена на электроэнергию, в результате чего несколько стартапов закрылись.[13] Достижения в области светодиодного освещения стали одним из самых важных достижений в повышении экономической жизнеспособности.[7]

Органическое сельское хозяйство

Основная статья: Органическая гидропоника

В 2017 году США Национальный совет по органическим стандартам проголосовали за то, чтобы продукты, выращенные на гидропонике, маркировались как сертифицированный органический.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Центр сельского хозяйства с контролируемой средой». Университет Аризоны. Получено 2015-08-16.
  2. ^ Бенке, Курт и Брюс Томкинсы. 2017. «Будущие системы производства продуктов питания: вертикальное земледелие и сельское хозяйство с контролируемой средой». Устойчивое развитие: наука, практика и политика 13 (1): 13-26.
  3. ^ "Корнельское сельское хозяйство с контролируемой средой". Корнелл Университет. Получено 2015-08-16.
  4. ^ «Центр сельского хозяйства с контролируемой средой». Биодинамика Гидропоника. Получено 2015-08-18.
  5. ^ А.Дж. Обе; Л.Д. Олбрайт; Р. В. Лангханс; Р.А. Райзер; Б.Г. Винзант (1997). «Производство гидропонного салата под влиянием интегрированных дополнительных уровней света в сельскохозяйственном предприятии с контролируемой средой: экспериментальные результаты». Acta Horticulturae. 418 (418): 45–52. Дои:10.17660 / ActaHortic.1997.418.5.
  6. ^ {{{мертвая ссылка} цитировать веб | url =http://www.ceacapitalholdings.com/education/sub-page/ | title = CEA | date = 2011-02-01 | work = Science Illustrated | accessdate = 2015-08-16}}
  7. ^ а б c Чарльз, Дэн. «Передовые технологии, которые изменят сельское хозяйство». Agweek. Архивировано из оригинал на 2018-11-17. Получено 2018-11-23.
  8. ^ Клэй, Джейсон (2018-04-06). "Является ли будущее сельского хозяйства вертикальным?". GreenBiz. Получено 2018-11-23.
  9. ^ «Потребительский спрос на« чистую пищу »движет азиатским рынком домашнего сельского хозяйства - последний отчет - AgFunderNews». AgFunderNews. 2016-01-18. Получено 2018-11-24.
  10. ^ а б «Гидропонные овощи заменяют органические, и меры по их запрету терпят неудачу». NPR.org. Получено 2018-11-24.
  11. ^ а б «Растущая компания: AeroFarms привлекает внимание, расширяет свои фермы и, возможно, меняет мир - ROI-NJ». ROI-NJ. 2018-06-11. Архивировано из оригинал на 2018-11-23. Получено 2018-11-23.
  12. ^ Биткер, Джанель (23 июня 2019 г.). «Благодаря новой огромной вертикальной ферме продукция Plenty может попасть на большее количество полок». Хроники Сан-Франциско.
  13. ^ Ассошиэйтед Пресс (2018-05-14). «Люди, затраты на электроэнергию сводят домашнее хозяйство к земле». Финансы и коммерция. Получено 2018-11-23.