الزراعة العمودية الداخلية: الإيجابيات والسلبيات

تتزايد الحاجة إلى نظام زراعي أفضل يوماً بعد يوم. فعدد سكان العالم في ازدياد مستمر، ومن المتوقع أن يستمر هذا التزايد في المستقبل؛ بينما يتراجع تدريجياً النظام الزراعي الذي يلبي احتياجات العالم الغذائية حالياً.

هذا نتيجة لعدة عوامل، أهمها الأرض. فالزيادة المتوقعة في عدد السكان تتطلب أيضاً توفير أراضٍ لإسكانهم. ونظراً لرغبة معظم الناس في السكن بالمدينة، قد لا تكفي الأراضي الزراعية المتاحة لتلبية احتياجاتهم.

لذا، يتطلب هذا الأمر إيجاد وسيلة بديلة لزيادة الإنتاج الزراعي لتلبية الاستهلاك العالمي. في ظل محدودية مساحة الأراضي، قد تُسهم أنظمة زراعية محددة، لا تُزرع فيها المحاصيل في التربة بل على طبقات رأسية في بيئة مُتحكَّم بها، في حل المشكلة المذكورة أعلاه.

يُعرف هذا النظام الزراعي بالزراعة الرأسية الداخلية. وسنتناول في المستقبل الزراعة الرأسية الداخلية كوسيلة محتملة للاستهلاك العالمي.

هل تساءلت يوماً عن سبب ترتيب الكتب عمودياً في المكتبات؟ يضمن ذلك استغلال المساحات المحدودة المتاحة لأكبر عدد ممكن من القراء. وتعتمد الزراعة الداخلية على هذا النمط لضمان زراعة محاصيل وفيرة في مساحات صغيرة من الأرض.

الزراعة الرأسية هي أسلوب زراعي تُزرع فيه النباتات وتُكدس عموديًا في بيئة مُتحكم بها، مما يُتيح زيادة الإنتاجية لكل وحدة مساحة. يُطبق هذا النظام الزراعي في الأماكن المغلقة، مثل أسطح المباني والمستودعات والمتاجر الكبرى وناطحات السحاب، وغيرها. وهذا يضمن عدم تعرض النباتات لظروف الطقس القاسية.

ما هي الزراعة في بيئة خاضعة للتحكم (CEA)؟

يُتيح نظام الزراعة المُتحكم فيه زراعة المحاصيل في بيئة مُصممة لزيادة نمو الإنتاج إلى أقصى حد. ويتم زراعة كل محصول في المزرعة لضمان حصوله على العناصر الغذائية ودرجة الحرارة والرطوبة المناسبة لتحقيق أقصى إنتاجية.

تُزرع المحاصيل فوق بعضها البعض لزيادة الإنتاجية لكل فدان. ينتج عن زراعة المحاصيل بهذه الطريقة على قطعة أرض ما يقارب عشرة أضعاف ما يمكن الحصول عليه في الزراعة التقليدية، حيث تُزرع النباتات أفقياً في صفوف.

توجد ثلاثة أنواع من بيئات التحكم، وهي الزراعة المائية، والزراعة المائية السمكية، والزراعة الهوائية. في بيئة الزراعة المائية، تُزرع النباتات في محلول غني بالعناصر الغذائية لدعم نموها. وقد استُخدمت هذه التقنية الزراعية لأول مرة منذ قرون.

الحاجة إلى الزراعة العمودية الداخلية

1. الأراضي الخصبة المفقودة

بصرف النظر عن فقدان مساحة كبيرة من الأراضي لصالح بناء المساكن لسكان العالم المتزايدين باستمرار، فإن نظام الزراعة، فضلاً عن الزراعة المستمرة باستخدام نفس الأرض المتاحة، قد جعلها غير خصبة، مما يجعلها غير مناسبة للزراعة.

بما أن الزراعة الرأسية هي طريقة زراعة بدون تربة، فإن خصوبة التربة تربة لا يؤثر ذلك على إنتاجية النظام.

كما أن الأرض شديدة الانحدار والمنحدرة التي تؤثر على زراعة النباتات في الزراعة التقليدية لا تشكل مشكلة في الزراعة الرأسية لأن المحاصيل لا تُزرع أفقياً على التربة ولكن بترتيب تصاعدي.

2. إدارة استخدام المياه

بما أن النباتات تُزرع في بيئة مُتحكَّم بها، فإن الحاجة إلى الماء تقل إلى أدنى حد. توفر الزراعة الرأسية الداخلية حوالي 951 تيرابايت من المياه اللازمة لأنظمة الزراعة التقليدية، وذلك بفضل إعادة تدوير المياه داخل النظام. وهذا بدوره يقلل من كمية المياه المستخدمة في المزرعة والتكلفة الإجمالية للإنتاج.

3. تجنب الأحوال الجوية القاسية

تتم حماية النباتات التي تزرع في بيئة خاضعة للتحكم من الظروف الجوية القاسية مثل الجفاف والتآكل والفيضانات وما إلى ذلك. وتتم زراعة النباتات في بيئة مصممة خصيصًا لنمو النبات.

لا تتأثر النباتات في هذا النظام بتقلبات الطقس مثل الشمس أو الماء لأنها تزرع في الداخل وقد تم إعدادها بشكل كافٍ لضمان زيادة الإنتاجية.

4. حفظ الطعام

تُزرع المحاصيل وتُنقل إلى المتاجر الكبرى عبر مسافات طويلة، إما جواً أو براً. تُحفظ هذه المحاصيل في الثلاجة للحفاظ عليها. وتؤثر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن هذه العملية على القيمة الغذائية للمحصول ومذاقه.

يضمن ذلك توفر المنتجات الزراعية الطازجة التي يتم الحصول عليها في غضون دقائق من الحصاد للشراء والاستهلاك؛ وهي غنية بالعناصر الغذائية وذات نكهة رائعة.

5. المبيدات الحشرية

تُزرع المحاصيل باستخدام الزراعة العمودية اقتصاص يهدف هذا النهج إلى الاستغناء عن المبيدات في المزرعة. فبما أن النباتات تُزرع داخل البيوت المحمية في بيئة مُحكمة، حيث لا مكان للآفات والقوارض، فلا حاجة لاستخدام المبيدات، مما يقلل من الإنفاق عليها ويمنع تلوث المياه الناتج عن المبيدات أثناء التعرية.

كما أن المحاصيل المنتجة خالية من المبيدات الحشرية والمواد الكيميائية التي تؤثر على المحصول أثناء الحصاد. وهذا يضمن أن المحاصيل المحصودة آمنة للاستهلاك دون أي تأثير للمبيدات.

6. توافر المحاصيل على مدار العام

بفضل نظام الزراعة الرأسية، تُتاح المحاصيل للمستهلكين على مدار العام، حيث تُزرع النباتات في بيئة مُلائمة للمناخ بهدف زيادة الإنتاج. وبالتالي، لا تقتصر المحاصيل على موسم مُحدد، بل يُمكن زراعتها طوال العام.

وبذلك، يضمن ذلك توفر جميع المحاصيل للاستهلاك على مدار السنة. ويصبح انتظار فترة معينة للحصول على نوع معين من المحاصيل أمراً مستحيلاً.

عيوب الزراعة العمودية الداخلية

لا تخلو المزايا العديدة الممتازة للزراعة العمودية من نصيبها العادل من العيوب التي تشمل ما يلي:

1. الزراعة الرأسية مكلفة

إن تكلفة إنشاء بيئة خاضعة للتحكم لزراعة المحاصيل باهظة مقارنة بالزراعة التقليدية، التي لا تتطلب سوى القليل من المال.

يتطلب إنشاء مزرعة عمودية مبلغًا كبيرًا من المال لتأسيس النظام، على عكس الزراعة التقليدية، حيث يكفي الحصول على البذور والمساحة اللازمة للزراعة لبدء رحلتك في هذا المجال. يتطلب بدء الزراعة العمودية مبلغًا كبيرًا لتنفيذ الخطة.

2. يتطلب ذلك تقنيات تشغيل خاصة

بما أن النباتات تُزرع في بيئة خاضعة للتحكم دون التعرض لأشعة الشمس والمطر، فإن إدارة النبات باستخدام مصدر اصطناعي للضوء والماء والمغذيات المصممة خصيصًا لكل نبات تتطلب الاستعانة بخبير لضمان نجاح العملية.

يُمارس نظام الزراعة التقليدي من قِبل الجميع، حتى في الحدائق المنزلية. يمكنك البدء بالزراعة حتى مع معرفة قليلة أو معدومة. أما في الزراعة الرأسية، فمن الضروري امتلاك المعرفة اللازمة لإدارة المزرعة بنجاح.

3. يصبح التلقيح صعباً

تُقلل الزراعة الرأسية الداخلية من فرص تلقيح الأزهار الضرورية لإنتاج الثمار في النباتات. ونظرًا لاضطراب البيئة الطبيعية، يتأثر تلقيح النباتات بواسطة الحشرات بسبب زراعتها داخل البيوت المحمية.

بدون التلقيح، يصبح إنتاج الثمار في النباتات مستحيلاً. ولحدوث التلقيح، يلزم توفير دعم اصطناعي للنظام.

4. الاعتماد المفرط على التكنولوجيا

يعتمد النظام بشكل كبير على التكنولوجيا لتوفير ضوء الشمس والرطوبة والماء والمغذيات اللازمة للنمو. ويُعزى انخفاض الحاجة إلى العمالة في هذا النظام إلى اعتماده على التكنولوجيا.

أي عائق يعترض هذا النظام، مثل انقطاع التيار الكهربائي أو عطل ما، قد يؤثر على سلاسة تشغيله، مما قد يؤدي إلى تعطل جزئي أو كلي للنظام.

هل يمكن للزراعة الرأسية أن تحل احتياجات العالم من المنتجات الزراعية؟ إن زراعة المحاصيل في طبقات فوق بعضها البعض في بيئة مُتحكم بها تضمن زراعة أعداد كبيرة من النباتات في مساحات صغيرة.

مع الأخذ في الاعتبار المزايا والعيوب المذكورة أعلاه، قد يكون الجمع بين نظامي الزراعة ضرورياً لإطعام سكان العالم المتزايد عددهم.

الزراعة الرأسية مكلفة، لكنها تساعد في إدارة الأراضي المتاحة لتحقيق إنتاجية عالية، بينما الزراعة التقليدية أو الزراعة الأفقية ميسورة التكلفة. ويمكن الجمع بينهما لتلبية احتياجات سكان العالم من الغذاء.

بدأت بعض المزارع، مثل مصانع الجعة، بالفعل في استخدام نظام الزراعة الرأسية والاستمتاع بمزايا الإنتاجية والفواكه الطازجة التي تأتي مع زراعة النباتات في بيئة خاضعة للتحكم.

الأسئلة الشائعة

1. هل تمثل المزارع العمودية الداخلية مستقبل الزراعة؟ وما المشكلة التي تحلها؟

تتمتع المزارع العمودية الداخلية بإمكانية لعب دور هام في مستقبل الزراعة. فبفضل استخدامها الفعال للمساحة، وبيئتها المُتحكم بها، وقدرتها على الإنتاج على مدار العام، يمكنها مواجهة تحديات مثل محدودية الأراضي الصالحة للزراعة وتأثيرات تغير المناخ.

توفر المزارع العمودية مزايا مثل تقليل استهلاك المياه، وتقليل استخدام المبيدات، وتقصير سلاسل التوريد. ومع ذلك، لا تزال قابلية التوسع، والجدوى الاقتصادية، ومتطلبات الطاقة للزراعة العمودية الداخلية بحاجة إلى مزيد من التطوير والتحسين.

على الرغم من أنها تحمل في طياتها وعوداً، إلا أن مزيجاً من أساليب الزراعة المختلفة من المرجح أن يشكل مستقبل الزراعة المستدامة.

2. هل تستخدم المزارع العمودية التربة؟

لا، لا تستخدم المزارع العمودية عادةً التربة لزراعة النباتات. بل تستخدم طرقًا بديلة مثل الزراعة المائية، والزراعة الهوائية، والزراعة المائية المتكاملة. تعتمد الزراعة المائية على زراعة النباتات في محلول مائي غني بالعناصر الغذائية، بينما تعتمد الزراعة الهوائية على تعليق جذور النباتات في الهواء ورشها برذاذ من الماء الغني بالعناصر الغذائية.

تجمع الزراعة المائية المتكاملة بين الزراعة المائية وتربية الأحياء المائية، حيث تنمو النباتات في مياه غنية بمخلفات الأسماك. تتيح هذه التقنيات الخالية من التربة تحكمًا دقيقًا في توصيل العناصر الغذائية، واستخدام المياه، ونمو النباتات، مما يجعلها فعالة وموفرة للمساحة.

3. ما هي الزراعة الأفقية؟

لا يُعدّ مصطلح الزراعة الأفقية شائع الاستخدام في مجال الزراعة. ومع ذلك، إذا نظرنا إليه في سياق ممارسات الزراعة التقليدية، فإنه يشير عمومًا إلى الطريقة التقليدية للزراعة حيث تُزرع المحاصيل في حقول أو قطع أرض أفقية.

وهي تتضمن استخدام التربة، وأشعة الشمس الطبيعية، وتقنيات الزراعة التقليدية مثل الحراثة والزراعة والحصاد.

الزراعة الأفقية هي النهج التقليدي الذي تم ممارسته لقرون ولا يزال يستخدم على نطاق واسع حتى اليوم، على الرغم من أن الأساليب الأحدث مثل الزراعة الرأسية تكتسب شعبية متزايدة.