А-поника

А-ПОНИКА
Вертикальные фермы и бессубстратная
культивация

ВЫЗОВЫ
локальные

Почти 2,5 миллиона наших сограждан живут в условиях Крайнего Севера. В их
потребительской корзине очень мало овощей и зелени. Всего 63% от общероссийской или
67,5 кг/чел. Потребляемые овощи в основном привозные и замороженные, что обусловлено
сложностью их доставки и хранения.
01 мая 2014 г. А-поника: Вертикальные фермы и бессубстратная культивация3
Неадекватной выглядит и цена: в Магадане килограмм помидоров стоит от 300 до 650
рублей. А в Билибино 150 грамм листового салата обходится в 200 рублей.
Крайний Север
0 50 100 150 200 250
США
Италия
Россия
Крайний Север
Потребление овощной продукции (кг/чел)
Реальное потребление Медицинская норма

На ближайшие несколько лет запланировано
значительное расширение присутствия нашей
страны в Арктике.
Уже сегодня на Новосибирских островах несут
службу до батальона военнослужащих. В планах на
ближайшие 3-4 года – восстановление 7 северных
аэродромов. В Певеке планируется размещение
ПАТЭС. Не за горами и освоение арктического
шельфа. В связи с таянием арктических льдов
особую роль приобретет СМП, что потребует
развития северных портов.
За всеми этими проектами будут стоять люди,
которые хотят кушать. И с «материка» им будут
доставлять продовольствие. Но какой смысл возить
в северные районы овощи, зелень и корнеплоды,
которые на 90% состоят из воды? Фактически в ж/д
составе из 50 вагонов 45 будут заняты «водой». Не
дешевле ли привозить на Север минеральные соли,
а овощи выращивать на месте круглогодично?
Освоение Арктики

Общий уровень потребления овощей в России составляет 100-110 кг, что существенно ниже
рекомендуемых норм в 145 кг. При этом большая часть потребления приходится на овощи,
выращенные в открытом грунте в теплое время года.
Но погодно-климатические условия и качество почвы не гарантируют стабильного урожая.
Неожиданные заморозки, проливные дожди, позднее начало весны приводят к тому, что
урожайность в разные годы может существенно отличаться. Неизбежны и сезонные
провалы, восполняемые импортом.
Важной проблемой является и обеспечение сохранности плодов. Ведь на пути от
производителя к покупателю теряется от 20% до 40% урожая овощей.
Зона рискованного земледелия
2.9
14.67
Объем овощей (2013), млн.тонн
Импорт
Произведено в
России

Производство и импорт овощей, в млн.тонн
2.46
3.42
2.71 2.9
13.4
12.1
14.62 14.67
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2009 2010 2012 2013
Импорт Производство

Цены на сельскохозяйственную продукцию в нашей стране завышены. И завышает их не
производитель, а розничный продавец. В итоге, на пути от грядки до нашего стола,
килограмм астраханских помидоров дорожает с 15-20 до 120-300 рублей (Москва).
Причина – наличие нескольких «прокладок» между производителем и конечным сбытом и
монополизация конечного сбыта. В результате мы вынуждены платить за продукцию
втридорога, а производители – недополучают доходы и теряют интерес к развитию.
Завышенные цены
Более того, большинство производителей для покрытия убытков получают от государства
субсидии – то есть наши налоги. Решить данную проблему можно, если мы перенесем
производство непосредственно к потребителю. Т.е., все необходимые нам овощи будут в
«шаговой» доступности.
Наименование Цена производителя (1 кг) Розничная цена на
московских рынках (1 кг)
Свекла (МО) 12-15 руб 35-50 руб
Картофель (МО) 12-15 руб 40-65 руб
Морковь (МО) 15-17 руб 45-70 руб
Помидоры (Астраханская
область)
15-20 руб 120-300 руб
Перец (Астраханская
область)
20-30 руб 100-180 руб

ВЫЗОВЫ
глобальные

Сегодня на нашей планете живет 7,163 млрд. человек. Через 35 лет нас будет почти 9,2
млрд. Из них в городах - около 80%. И всем будет нужна пища. При росте населения вопрос
продовольственной безопасности решают самым простым способом – увеличивают
пахотную площадь. Для этого вырубают леса, что приводит к выветриванию и эрозии почв,
а также к полному нарушению экосистемы региона.
В результате, кратковременное повышение урожайности приводит к катастрофическим
результатам. Очевидно, что переход к более богатой урбанистической экономике требует
новых методов интенсификации и повышения производительности сельского хозяйства.
Растущая урбанизация
3,4113,752
Урбанизация, млн. (2011)
Сельское население Городское население
1,840
7,360
Урбанизация, млн. (2050)
Сельское население Городское население

Экстенсивное сельское хозяйство, рост числа городов и использование агрохимикатов ведут не
только к нарушению сложившейся экосистемы, но и к выветриванию, вымыванию и эрозии почв.
Особо опасно чрезмерное использование пестицидов, т.к. это яды, пагубно влияющие на живые
организмы. Эрозию почв также вызывает нерациональное использование минеральных
удобрений. Кроме того минеральные удобрения вместе с подземными водами попадают в
водоемы и вызывают их заболачивание.
Эрозия почв
А воздействие крупных животноводческих комплексов на окружающую среду соизмеримо с
влиянием промышленных объектов.

Выбытие сельскохозяйственных земель (2009)
32.1%
30.1%
26.4%
11.4%
Азия
370.3 млн.га
Чрезмерный
выпас
Обезлесение
Отравление
удобрениями
Чрезмерная
эксплуатация
57,8%
5,8%
19,5%
16,9%
Африка
319.4 млн.га
41.5
%
39.1
%
18.4
%
12.4
%
Европа
99.4 млн.га
89,7
%
4,8%
5,5%
Австралия
87.5 млн.га
33.1%
40.7%
14.7%
11.5%
Ю.Америка
79.1 млн.га
34.8
%
5.4%
52.1
%
7.7%
С.Америка
79.5 млн.га
Общий земельный фонд – 13,4 млрд. га. Фонд сельскохозяйственных земель – 4,5 млрд.га.
Выбытие – 1,035 млрд.га (23%).

Сельское хозяйство - основной потребитель пресной воды. В настоящий момент для его
нужд используется 70% имеющейся воды. Чтобы вырастить достаточное количество
продуктов питания для одного человека, в день необходимо израсходовать от 2 до 5 тысяч
литров.
Проблема пресной воды
9 3.5 7
19
70 88.5 79
33
21
8 14
48
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Мир Африка Азия Европа
Использование водных ресурсов, в %
Бытовые нужды С/Х Промышленность
Но в связи с ростом населения, использованием её для получения гидроэлектроэнергии, а
также процессами, связанными с засухами и загрязнениями источников воды, запасов воды
становится все меньше и меньше.

В длинном списке потенциальных проблем, связанных с глобальным потеплением, риски
для мирового сельского хозяйства выделяются в числе наиболее значимых. Ведь никакая
другая деятельность человека не связана столь сильно с погодой. Возможно, в северных
районах повышение температуры и приведет к увеличению вегетационного периода.
Однако рост средней температуры будет чреват продолжительными засухами, ростом
эвапотранспирации и гибелью урожаев.
В глобальном масштабе общее влияние глобального потепления к 2080 году выразится в
снижении производительности сельского хозяйства на 16 процентов. Основной удар
придется на развивающиеся страны. Если в промышленно развитых странах ожидается
снижение от 6 до 8%, то регионы развивающихся стран понесут потери в размере от 10 до
25%.
В некоторых из беднейших стран потери могут достичь катастрофических уровней (более
50 процентов в Сенегале и Судане).
Глобальное потепление

Процентное изменение производительности с/х

В ближайшие 10-15 лет перед человечеством будет поставлен целый ряд вопросов, на
которые ему необходимо будет дать ответы.Часть вопросов будет звучать так:
• Как повысить производительность сельского хозяйства?
• Как сделать современное сельское хозяйство независимым от погодных условий?
• Как культивировать растения в любой климатической зоне?
• Как снизить ресурсоемкость сельского хозяйства?
Возможным ответом будет выращивание бессубстратным методом овощей и зелени в
вертикальных модульных фермах.
Основной вопрос

АЭРОПОНИКА
выращивание в воздухе

Аэропоника — метод беспочвенного выращивания растений. Суть его в том, что корни растения
висят в воздухе и периодически орошаются питательным раствором с помощью специальных
форсунок.
Суть метода
Сверху над растениями располагаются источники искусственного света. Сами растения
закреплены в отверстиях щита, закрывающего объемную ванну. Их корни висят прямо в воздухе.
А из дна резервуара рядами торчат мелкодисперсные форсунки. Под давлением они распыляют
питательный раствор. Форсунки работают всего несколько секунд, а затем диафрагменный насос
выключается и смоченные корни остаются во влажном воздухе.

Преимущества
Традиционное
выращивание в
открытом грунте
Стандартное
Тепличное
хозяйство
Теплицы на
гидропонике
Вертикальные фермы
на аэропонике
Ресурсопотребление
Вода 100% 100% 20% 5%
Удобрения 100% 100% 20% 10%
Почва Да Да Нет Нет
Химикаты Да Да Нет Нет
Энергопотребление Среднее Среднее Низкое Низкое
Рентабельность
Цикл вегетации (салат) 50-70 суток 50-55 суток 30-35 суток 30-35 суток
Вегетационный период 3-4 месяца Круглый год Круглый год Круглый год
Урожай (кг/м.кв) 2-3 кг 14-15 кг 24-25 кг 24-25 кг
Риск неурожаев Высокий Средний Низкий Очень низкий
Ограничения по растениям Нет Нет Да Нет
Качество урожая
Свежесть 2-3 суток 2-3 суток Не лимитирована Не лимитирована
Срок хранения 1 неделя 1-1,5 недели 2 -3 недели 2 -3 недели
Экологичность Средняя Средняя Высокая Высокая
Вероятность болезней Средняя Средняя Низкая Очень низкая
Пестициды Да Да Нет Нет

Природным аналогом, который и натолкнул
ученых на исследования воздушных методов
выращивания, является орхидея.
Некоторые виды орхидей сидят верхом на
сучьях больших деревьев и в развилках
ветвей, свешивая в воздух свои корни. Но они
не паразиты, сосущие соки деревьев. Орхидеи
питаются самостоятельно. Им достаточно
питательных солей из разлагающихся
органических остатков, которые
накапливаются в неровностях коры. А воду
они поглощают прямо из воздуха — во время
дождей. Воздушным корням этих растений не
грозит опасность пересохнуть — ведь воздух в
тропических лесах всегда очень влажный.
Орхидеи

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ФЕРМЫ
интенсификация культивации

Вертикальная модульная ферма - это
принципиально новый тип производства
растительного сырья.
В вертикальных фермах выращивание
переносится из горизонтальной плоскости в
вертикальную, что кратно повышает
урожайность с метра квадратного.
Типовая вертикальная ферма включает в себя
системы водоснабжения, канализации,
вентиляции и отопления. Ядром фермы
являются многоярусные аэропонные
установки, подключенные к сети и системам
фертигации.
Дизайн фермы всецело зависит от
климатической зоны. Для нашего Крайнего
Севера логичнее всего использовать морские
контейнеры, соединённые друг с другом.
Вертикальная ферма

Ферма абсолютно не зависит от местности.
Вертикальные аэропонные фермы можно
размещать в труднодоступных горных районах,
пустынях, на Крайнем Севере. Они потребляют
минимум воды, им не нужна почва и они не
требуют много места.
Ничто не мешает использовать их в системах
обеспечения жизнедеятельности орбитальных
или планетарных станций.
Локализация позволяет размещать фермы прямо
в городах в непосредственной близости к
потребителям овощей и зелени. А это
существенно снижает транспортные издержки.
Кроме того, на нашем столе будет только свежая
продукция.
Локализация

В вертикальных фермах выращивание переносится из горизонтальной плоскости в вертикальную, что
кратно повышает урожайность с метра квадратного. Согласно подсчетам, 30-ти этажная ферма
площадью в 20 га способна производить такое же количество урожая, как и обычная ферма в 970 га.
Интенсификация
Помимо этого растет и сама урожайность культур. В природе растения никогда не обеспечены всем
необходимым. В аэропонике - наоборот. Отсутствие конкуренции за питание и свет, создание
идеальных условий для роста позволяют загущать посадки, значительно уменьшают цикл вегетации
и увеличивают вегетационный период.
Открытый грунт
Аэропоника
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Картофель Помидоры Салат Редис
Кол-во урожаев в год

Вертикальная ферма способна
функционировать в любой климатической зоне.
Никакая другая деятельность человека не
связана столь сильно с погодой.
Сельскохозяйственные культуры чувствительны к
температуре и количеству осадков. Они уязвимы
по отношению к вредителям и болезням.
Колебания температуры, засухи, проливные
дожди, пожары, выветривание почвы – все эти
факторы могут существенно повлиять на урожай.
Вертикальные фермы представляют собой
полностью закрытую и контролируемую
экосистему внутри модуля-контейнера, не
зависящую от климата конкретного региона и
дающую стабильный урожай.
Климатостойкость

Вертикальная ферма использует лишь 1/15 часть воды и 1/10 часть удобрений по сравнению
с обычным сельским хозяйством. Такой ферме не нужна почва, что предохраняет урожай от
почвенных болезней и вредителей. А это значит, что при культивации не используются
вредные химикаты.
Энергопотребление - всего 200 кВт на цикл вегетации (40-45 дней) 500 листовых салатов
весом в 140-150 гр (среднее потребление около 180 Вт в час). Более того, у подобного рода
ферм есть перспективы стать энергонезависимыми за счет использования альтернативных
источников энергии. Прежде всего, речь идет о ветрогенераторах и малых формах
гидрогенерирующих электростанций
Экономичность и экологичность

А-поника

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (19)

Similar to А-поника

Similar to А-поника (20)

А-поника