برای مطالعه گلخانه ها (قسمت 2) کلیک کنید.

برای مطالعه گلخانه ها (قسمت 1) کلیک کنید.

گلخانه ها در گذشته، حال و آینده (قسمت 3)

کشاورزی عمودی اخیراً در سراسر عرصه های کشاورزی، فناوری و سرمایه گذاری به یک موضوع بسیار محبوب تبدیل شده است. هیچ شرکتی بیش از Plenty ، این علاقه اخیر به کشاورزی عمودی را به نمایش نمی گذارد، که در سال 2017 با رکورد شکستن 200 میلیون دلار در بودجه سری B، جهان را شگفت زده کرد. در ساحل شرقی، سایر شرکت‌های کشاورزی عمودی مانند AeroFarms و Bowery نیز حجم زیادی از سرمایه‌گذاری را داشته اند و از غول‌های فناوری و سرمایه‌گذاران مخاطره‌آمیز می باشند.

در حالی که کشاورزی عمودی در حال حاضر در مرکز توجه است، در طرح بزرگ کشاورزی محیط کنترل شده هنوز نسبت به صنعت غالب: گلخانه ای، نسبتاً کوچک است. در واقع، تقریباً تمام فناوری‌هایی که اکنون مزارع عمودی برای رشد محصولات در داخل خانه استفاده می‌کنند، از آبیاری هیدروپونیک گرفته تا حسگرهای هوشمند و اتوماسیون، توسط و برای صنعت گلخانه‌ها توسعه یافته و همچنان ادامه دارد. حالا فکر کردید که هلند از نظر کل صادرات مواد غذایی پس از ایالات متحده در رتبه دوم قرار دارد؟

گلخانه ها نیز برای مدت بسیار طولانی تر از مزارع عمودی وجود داشته اند. بنابراین آنها سوژه مناسبی برای این مینی سریال 3 قسمتی ذهن تو هستند که نمای کلی از صنعت گلخانه را ارائه می دهد: گذشته، حال و آینده.

در قسمت 1 این مجموعه به منشا گلخانه ها پرداختیم. در قسمت 2 وضعیت فعلی صنعت امروز را مورد بحث قرار دادیم. اکنون بیایید به پیش بینی های خود برای آینده صنعت گلخانه ای بپردازیم.

وضعیت گذشته و فعلی در مورد کشاورزی داخلی به طور کلی قبلاً دو پیام مهم را نشان داده است. اول، استدلال منطقی برای حمایت از این استدلال وجود دارد که اگروتکنولوژی تبدیل به یک هنجار می شود و نقشی حیاتی در چشم انداز غذایی فعلی ما ایفا می کند. سفر آسانی نخواهد بود، اما این صنعت با سرعتی شگفت انگیز در حال رشد و تکامل است. دوم، پیشرفت‌های فناوری نقشی کلیدی در کمک به صنعت برای ادامه رشد و رسیدن به سودآوری بیشتر ایفا می‌کند.

از آنجایی که جمعیت جهانی ما همچنان به رشد خود ادامه می دهد و منابعی مانند زمین، آب و نیروی کار محدودتر می شوند، کشاورزی در محیط های سرپوشیده به همان اندازه که تولیدات مبتنی بر زمین مهم است، سهم عمده ای در تغذیه جمعیت جهانی خواهد داشت.

آینده: سخت افزار، نرم افزار و فیزیولوژی گیاهی

در حال حاضر نوآوری توسط سه محرک اصلی هدایت می شود: توسعه داخلی در شرکت ها، ارائه دهندگان فناوری و گرده افشانی بین صنعتی. شرکت های جدید و آینده پتانسیل بالایی برای ایجاد محصولات نوآورانه دارند. یکی از این شرکت‌ها، Sundrop ، محلول‌های گلخانه‌ای آب دریا را آزمایش کرد که برای کمک به خنک کردن گلخانه‌ها استفاده شده است. وقتی شرکت‌ها نشان می‌دهند که چگونه می‌توان از فناوری نوآورانه خود استفاده کرد، شرکت‌های دیگر می‌توانند این ایده‌ها را تطبیق دهند یا بیشتر توسعه دهند. همچنین ارائه دهندگان فناوری وجود دارند که در زمینه های خاصی از اگروتکنولوژی تخصص دارند، مانند استارتاپ Iunu . Iunu یک شرکت صنعتی بینایی کامپیوتری است که گلخانه های تجاری را به تولیدکنندگان دقیق، قابل پیش بینی و مبتنی بر تقاضا تبدیل می کند. از طریق گرده افشانی بین صنعتی، می توانیم فناوری موجود را از سایر صنایع برای استفاده در کاربردهای گلخانه ای به دست آوریم.

روشنایی/مواد

هزینه های انرژی – که عمدتاً با روشنایی مرتبط است – در بهره برداری از تاسیسات گلخانه ای اهمیت زیادی دارد. روشنایی یک جزء حیاتی برای رشد گیاهان در محیط های کاملا بسته است، زیرا انرژی ورودی اولیه توسط گیاهان برای فتوسنتز استفاده می شود. دیودهای ساطع کننده نور (LED) برای اولین بار در دهه 1970 برای رشد در فضای داخلی استفاده شدند تا نور طبیعی خورشید را به طور موثرتری نسبت به لامپ های رشته ای که قبلاً استفاده می شد، تکمیل کنند. با پیشرفت تکنولوژی LED، هزینه روشنایی در 10 سال گذشته به طور قابل توجهی کاهش یافته است – به طور خاص، هزینه های روشنایی LED به نصف کاهش یافته است، در حالی که کارایی آنها ، یا انرژی نور، بیش از دو برابر شده است. ما می توانیم انتظار داشته باشیم که با توسعه فناوری و ادامه این روند، هزینه ها همچنان کاهش یابد. این دستور العمل های سبک را می توان توسط کشاورزان برای دستکاری نحوه رشد گیاهان، طعم آنها و ترکیب مواد مغذی آنها توسعه داد و استفاده کرد.

فناوری ها و مواد جدید ممکن است به زودی LED ها را برای کشاورزی داخلی منسوخ کنند. یکی از این فناوری ها یک سیستم روشنایی مبتنی بر لیزر است که توسط Oaesis توسعه یافته است. این سیستم مبتنی بر لیزر جایگزین فن‌آوری‌های سنتی فلورسنت یا LED می‌شود که انرژی زیادی دارند و برای اهداف تعمیر و نگهداری نیاز به نظارت دائمی دارند. یک منبع لیزر می تواند به طور بالقوه جایگزین صدها لوله نور فلورسنت و چراغ های LED شود. اگر نور لیزر قادر به ارائه راندمان بالا، نور با کیفیت بالا و هزینه های اولیه پایین باشد، این احتمال وجود دارد که جانشین روشنایی LED باشد.

علاوه بر روشنایی، بهبودهای مربوط به مواد نیز می تواند به کارایی بیشتر کمک کند. شرکت هایی مانند Soliculture راه را برای انقلاب جدید مواد گلخانه ای هموار می کنند. پنل خورشیدی LUMO حاوی نوارهای فتوولتائیک سیلیکونی (PV) با چگالی کم است که با فضایی در بین آنها ترتیب داده شده است تا نور بین نوارها عبور کند. لایه نازکی از مواد شب تاب به پشت شیشه چسبیده است و با تبدیل نور سبز به نور قرمز، کیفیت نور را افزایش می دهد. نور قرمز بالاترین کارایی را برای فتوسنتز در گیاهان دارد و بنابراین این طیف نوری بهینه‌شده، سرعت بلوغ را سریع‌تر افزایش می‌دهد و ثابت شده است که مقاومت بیشتری به بیماری دارد.

دیتا/هوش مصنوعی

انتظار می‌رود هوش مصنوعی در سال‌های آینده رشد قابل‌توجهی داشته باشد. ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی در چندین صنعت از جمله کشاورزی محبوبیت پیدا می کنند. در آینده، می‌توان انتظار داشت که هوش مصنوعی در کشاورزی با استفاده از اتوماسیون و برای تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده استفاده شود.

ربات‌ها به طور فزاینده‌ای جایگزین انسان‌ها می‌شوند، زیرا شاهد عملیات کشاورزی کاملاً خودکارتر هستیم. ربات ها به جایگزینی کارهای روزمره مانند بذر، وجین و برداشت کمک می کنند. استارتاپ Iron Ox در هر مرحله از بذر تا برداشت از ربات ها استفاده می کند.

این به کشاورزان اجازه می دهد تا منابع را در جای دیگری تخصیص دهند و بر تولید کلی خود تمرکز کنند. رباتیک همچنین هزینه های نیروی کار را کاهش می دهد و بازده را افزایش می دهد. در حال حاضر کشاورزی به دلایلی از سیاست مهاجرت گرفته تا عدم تمایل به کار در صنعت با کمبود نیروی کار مواجه است. ربات ها می توانند به پر کردن این شکاف ها کمک کنند.

فناوری‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای کنترل دقیق‌تر فعالیت‌های رشد کشاورزان ایجاد شده‌اند. شرکت های اگروتکنولوژی، Autogrow ، سیستم های اتوماسیون هوشمند از جمله سنسورهای pH، آبیاری و محصولات کنترل آب و هوا را ارائه می دهد. هم سخت‌افزار و هم نرم‌افزار در حال بهبود هستند تا تحلیلی‌تر شوند تا به شناسایی و حل مشکلات بسیاری از کشاورزان مانند مدیریت آفات، نگهداری محلول‌های غذایی و پیشگیری از بیماری کمک کنند.

اتوماسیون احتمالاً برای کشاورزان امکان پذیرتر خواهد شد زیرا فناوری هوش مصنوعی بهبود یافته و هزینه کمتری دارد. کاهش هزینه های نیروی کار باعث می شود قیمت محصولات کاهش یابد و تقاضا برای غذای محلی در دسترس تر شود.

توسعه بیولوژیکی

در حالی که بهبود کنترل زیست محیطی و شیوه های کشاورزی بدون شک منجر به بازده محصولات بیشتر می شود، تغییرات بیولوژیکی در محصولات می تواند به طور خاص آنها را با محیط های رشد و نیازهای مصرف کنندگانشان منطبق کند. محیط‌های رشد داخلی و امکانات پردازش نیاز به صفات گیاهی را کاهش می‌دهند که در مقابل نوسانات محیطی، آفات، عوامل بیماری‌زا و آسیب‌های پس از برداشت، پایداری می‌کنند. تکنیک‌های جدید اصلاح نباتات و فناوری‌های ویرایش ژنوم مانند CRISPR/Cas9 را می‌توان برای ترویج صفات گیاهی جدید که بر رشد سریع گیاه، عملکرد در محیط‌های کم نور، قد گیاه، تغذیه و طعم تمرکز دارند، استفاده کرد. جفت کردن کنترل شدید محیطی با کنترل بیولوژیکی همچنین دری را برای بیان ژن متغیر تحت شرایط مختلف رشد باز می کند. این می‌تواند منجر به ایجاد انواع محصولاتی شود که از همتایان خود در فضای باز برای کاربردهای جدید آشپزی متمایز هستند و بازارهای منحصر به فردی را برای محصولاتی که در داخل خانه رشد می‌کنند ایجاد می‌کند.

هم افزایی صنعتی

با ظهور ارائه دهندگان فناوری فراوان و نوآوران بین رشته ای، می توانیم انتظار داشته باشیم که همکاری و اشتراک دانش رایج تر شود. علاوه بر ارائه فن‌آوری‌های مؤثرتر رشد در فضای داخلی، همکاری ممکن است شراکت بین شرکت‌ها را نیز اثبات کند که ردپای زیست‌محیطی آنها را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، قرار دادن گلخانه‌ها با نیروگاه‌های صنعتی می‌تواند دی‌اکسید کربن و گرما (محصولات جانبی احتراق) را از جو به محصولات کشاورزی برای بهبود فتوسنتز و کنترل آب و هوا منحرف کند. علاوه بر این، ضایعات مواد غذایی کمپوست شده ممکن است از محل های دفن زباله برای بارور کردن محصولات در گلخانه های مبتنی بر خاک منحرف شوند. در جهت دیگر، صفحات خورشیدی شفاف ممکن است گلخانه‌ها را قادر سازند تا به تولیدکنندگان خالص انرژی برای تامین ساختمان‌های مجاور بدون به خطر انداختن عملکرد محصول تبدیل شوند.

فن‌آوری‌ها و ایده‌های جدید گلخانه‌ها را بهتر با دنیای اطرافشان ادغام می‌کنند و به جوامع شهری و صنعتی کمک می‌کنند تا مولدتر و پایدارتر شوند.

نوآوری در فناوری و عمل محرک های کلیدی پیشرفت های جدید در کشاورزی گلخانه ای سرپوشیده خواهد بود. در حالی که این پیشرفت‌ها متنوع و چند بعدی خواهند بود، تأثیرات آنها مطمئناً بر بهبود مقیاس بالقوه، کارایی و کیفیت غذا در کشاورزی داخلی متمرکز خواهد بود. با پیروی از مسیر تاریخی گلخانه، می‌توان فرض کرد که ارتباط آن با سیستم‌های غذایی جهانی همچنان با پیشرفت در آینده گسترش می‌یابد.

برای مطالعه گلخانه ها (قسمت 2) کلیک کنید.

برای مطالعه گلخانه ها (قسمت 1) کلیک کنید.