3 Cara Memaksimumkan Ladang Vertikal

3 Cara Memaksimumkan Ladang Vertikal / Kebun Vertikal

3 Cara Memaksimumkan Ladang Vertikal

Perkembangan dan pertumbuhan penduduk memaksa pengeluaran makanan global ke persimpangan jalan. Secara keseluruhan, penghijrahan ke kawasan berkepadatan tinggi meningkatkan akses ke penjagaan kesihatan, pekerjaan bergaji tinggi, pendidikan dan peluang sosial-ekonomi lain. Tetapi ini juga memberi tekanan lebih besar pada infrastruktur yang ada dan permintaan sumber daya, yang menyebabkan kekurangan air, penggunaan tenaga, sisa dan, mungkin yang paling penting, ancaman terhadap bekalan makanan, harga dan kualiti.

Orang yang kurang beruntung dari segi ekonomi akan menjadi yang pertama membayar harga peningkatan urbanisasi. Apabila harga meningkat dan akses ke sumber makanan berkualiti menurun, kesihatan pemakanan penduduk miskin akan menurun. Selama beberapa tahun akan datang, tanggungjawab untuk merapatkan jurang antara penawaran dan permintaan makanan yang diproyeksikan di kawasan bandar sebahagian besarnya akan jatuh pada ladang menegak, industri yang dijangka hampir empat kali lipat menjelang 2025 hingga sekitar $ 16 bilion. Pandemik covid dapat mempercepat kadar pertumbuhan itu lebih jauh.

Industri pertanian menegak masih mempunyai cabaran untuk diatasi. Kos pengeluaran tetap tinggi dan, sebagai pasaran muda, jurang pengetahuan dalam amalan terbaik operasi di kawasan kritikal seperti reka bentuk kemudahan dan keadaan persekitaran mengancam kemampanan dan keuntungan jangka panjang. Dinamika ekonomi yang berkembang dengan pasar raya memaksa ladang menegak untuk skala dengan cepat ketika mereka berusaha untuk menanam dan membekalkan pelbagai jenis tanaman sambil mengekalkan standard pembeli mengenai ukuran, kualiti dan nilai pemakanan. Dan, ketika kita melihat ke masa depan, inovasi baru dalam strategi pencahayaan, reka bentuk kemudahan, amalan terbaik penanaman dan automasi bermaksud bahawa operasi pertanian menegak harus selalu menyesuaikan diri dan mencari kelebihan operasi baru. Hal ini sama berlaku bagi pendatang baru dan pemain yang mapan, dan masing-masing akan menjadi penting untuk tidak hanya mengekalkan keuntungan, tetapi memastikan bahawa pengeluaran makanan di kawasan bandar dapat meningkat dengan permintaan.

Oleh itu, berikut adalah tiga faktor kritikal yang perlu dipertimbangkan oleh petani kebun vertikal untuk memenuhi jangkaan pasaran, meningkatkan kecekapan dan akhirnya menanam, mengolah dan mengedarkan sejumlah besar makanan berkualiti kepada lebih banyak orang di kawasan yang lebih kecil.

Berikut adalah 3 cara untuk memaksimalkan kebun vertikal atau ladang vertikal :

1. Reka bentuk kemudahan sebagai fungsi permintaan pasaran

Sejarah dan pertumbuhan pasaran pertanian menegak sebahagian besarnya didorong oleh dua aliran di peringkat pengguna dan pembeli. Satu dekad yang lalu, pengguna bertanya mengenai bagaimana, di mana dan kapan makanan mereka ditanam hampir tidak pernah didengar. Perkara berbeza hari ini. Orang ingin mengetahui asal-usul makanan yang mereka beli dan memastikan ia bebas bahan kimia dan selamat dimakan. Setiap produk telah menjadi lebih daripada sekadar label, ia menjadi cerita yang ingin didengar oleh pengguna, dan produk yang mempunyai kesan yang sama pentingnya di tempat mereka membeli-belah dan apa yang mereka beli.

Pasar raya telah mengambil perhatian. Namun, di luar itu, operasi pertanian menegak telah memberi pasar raya satu pilihan lain selain rantaian bekalan yang ada di mana mereka bergantung untuk pengeluaran dan pengedaran makanan. Ladang menegak memainkan peranan yang lebih penting semasa kejadian gangguan besar-besaran seperti pandemi covid atau penarikan balik secara besar-besaran. Akibatnya, pasar raya - yang menghargai bekalan produk yang konsisten di atas segalanya - beralih ke operasi pertanian menegak tempatan mereka dan, dalam beberapa kes, bahkan melabur di dalamnya secara langsung. Perhatian yang meningkat, bagaimanapun, dikenakan biaya (secara harfiah dan kiasan). Pasar raya menuntut agar ladang menegak yang membekalkannya menanam pelbagai jenis tanaman seperti tomat, mentimun, selada, sayuran hijau, herba - secara lebih konsisten sambil juga memenuhi spesifikasi unik mengenai berat badan, estetika, nilai pemakanan dan pelbagai faktor lain yang akhirnya ditentukan oleh persekitaran ladang menegak dan kepakaran penanam.

Petani menegak dengan cepat menyedari bahawa mereka perlu mengembangkan portfolio mereka dari berpotensi segelintir tanaman hingga beberapa lusin atau lebih, menimbulkan pelbagai persoalan mengenai bagaimana merancang atau memperbaiki semula kemudahan mereka dan menyesuaikan keadaan persekitaran yang memihak kepada tanaman tertentu.

Keputusan pertama yang sering dihadapi oleh para petani kebun vertikal adalah teknik berkembang yang paling sesuai dan dapat dilaksanakan semasa operasi mereka. Hidroponik, aeroponik dan akuaponik semuanya muncul sebagai pilihan yang layak dengan tahap kejayaan yang berbeza-beza, tetapi jauh dari pertukaran.

Pada akhirnya, tidak ada penyelesaian universal untuk setiap ladang menegak. Pembudidaya harus mempertimbangkan dengan teliti jangkaan pembeli mereka, dan bagaimana jangkaan itu mungkin berubah dari masa ke masa. Kemudian, penanam mesti menilai keseluruhan keperluan tanaman mereka dan bagaimana masing-masing dapat bertindak balas secara berbeza terhadap pelbagai faktor persekitaran dan strategi pencahayaan.

2. Menjalin keseimbangan antara faktor persekitaran

Kumpulan faktor seterusnya yang mengatur reka bentuk kemudahan, pelaburan dan operasi sehari-hari harus selalu menjadi keadaan persekitaran itu sendiri.

Bagaimana udara mengalir ke dan melintasi setiap rak ladang menegak adalah salah satu cabaran paling unik dan penting yang harus diselesaikan oleh ladang menegak. Mengabaikan atau gagal memantau aliran udara dengan teliti seringkali merupakan tamparan maut bagi seluruh bahagian tanaman dan hasilnya, keuntungan dan hasil yang konsisten. Pergerakan udara membantu mengekalkan suhu, kelembapan dan transpirasi di setiap rak, dan kekurangannya menimbulkan perubahan suhu yang luas atau jurang besar antara tanaman di bahagian bawah dan tanaman di bahagian atas. Ini adalah keseimbangan yang sangat rapuh untuk menyerang. Segala-galanya dari jumlah titik masuk ke gudang - hanya boleh ada satu titik akses - hingga HVAC dan sistem peredaran mempengaruhi pergerakan udara. Sebagai amalan terbaik, perbezaan maksimum antara suhu di rak paling atas dan rak paling bawah tidak boleh lebih dari dua darjah Fahrenheit. Dalam senario praktikal, penanam yang menghadapi turun naik suhu yang besar juga dapat mempertimbangkan untuk meletakkan tanaman yang lebih suka suhu yang lebih panas - seperti kemangi, oregano, kucai, sage atau thyme - di bahagian atas dan membiarkan undang-undang termodinamik melakukan yang lain.

Pengayaan karbon dioksida adalah keadaan yang lebih mudah dikendalikan tetapi tidak kurang pentingnya dan perubahan berdasarkan suhu dan strategi pencahayaan. Pengayaan karbon dioksida juga boleh berubah-ubah berdasarkan jumlah titik masuk ke gudang (sekali lagi, hanya ada satu). Memperkaya persekitaran penanaman dengan karbon dioksida merangsang fotosintesis dan pertumbuhan tanaman, kadarnya sangat bergantung pada perbezaan antara kepekatan karbon dioksida di udara dan di sel daun.

Undang-undang pengurangan pulangan meletakkan had jumlah karbon dioksida yang harus diperkenalkan oleh penanam. karbon dioksida bukanlah satu-satunya faktor yang mengawal pertumbuhan tanaman, tetapi ladang menegak mempunyai kelebihan kerana dapat memantau dan mengawal tahap karbon dioksida dengan teliti. Namun, untuk melakukannya dengan betul, mereka tidak boleh menjauhkan diri dari pelaburan yang signifikan pada kedua-dua alat genggam itu - yang membolehkan penanam mengukur tahap karbon dioksida di setiap rak, setiap tanaman dan setiap daun - tetapi juga sistem kawalan berskala besar yang dapat mengukur dan menjejaki karbon dioksida ke seluruh gudang.

Tahap kelembapan mengatur kadar transpirasi tumbuhan dan ukuran apertur stomatanya, akhirnya mempengaruhi berapa banyak air yang bergerak dari zon akarnya untuk melepaskan kembali ke gudang. Apabila stomata tumbuhan terbuka, mereka melepaskan air sambil juga mengumpulkan karbon dioksida, menjadikan keseimbangan kelembapan, suhu dan karbon dioksida menjadi lebih penting. Jenis tanaman yang berlainan dalam peringkat pertumbuhan yang berbeza mempunyai kadar transpirasi yang berbeza, menambah kerumitan bagaimana ladang menegak dirancang dan dikendalikan. Cara yang paling umum untuk menyatakan kelembapan adalah kelembapan relatif, peratusan wap air di udara pada suhu tertentu berbanding dengan jumlah air yang dapat ditampung oleh udara pada suhu tersebut. Dalam pertanian menegak, bagaimanapun, defisit tekanan wap "VPD" adalah cara yang lebih tepat untuk mengukur kesan kelembapan terhadap pertumbuhan tanaman. VPD tetap menjadi perbincangan yang menarik di kalangan penyelidik kerana industri berusaha memahami perbezaan antara VPD untuk udara dan daun serta pengiraan VPD yang tepat.

Setiap faktor persekitaran di ladang menegak mempengaruhi yang lain hingga tahap tertentu. Hampir semuanya dapat dikawal; ini adalah kelebihan dan cabaran yang terdapat di pasaran. Walau bagaimanapun, tidak ada faktor yang lebih penting untuk fotosintesis daripada pemacu utamanya: cahaya. Setiap faktor seperti karbon dioksida, suhu, aliran udara, kelembapan, baja, pengairan, VPD perlu diselaraskan dengan perubahan kuantiti dan kualiti cahaya untuk mengoptimumkan prestasi dan tindak balas kilang.

3. Merancang strategi pencahayaan yang berkesan

Reka bentuk dan pelaksanaan strategi pencahayaan yang berkesan adalah dan akan selalu menjadi pemacu utama kejayaan ladang menegak anda. Di persekitaran yang kompleks seperti ladang menegak, mengenal pasti intensiti cahaya, spektrum, masa operasi dan konfigurasi yang betul akan menentukan bagaimana faktor persekitaran lain bekerjasama untuk mengoptimumkan kemudahan untuk hasil dan kualiti tanaman.

Yang pertama, lekapan itu sendiri, membawa lebih banyak implikasi kepada ladang menegak daripada tempat penanaman lain; di ladang menegak, tanaman tidak mendapat sumber cahaya lain. Matahari bukanlah selimut keselamatan untuk rumah hijau. Fakta mudah dan jelas ini bermaksud bahawa petani kebun vertikal harus mencari kecekapan dengan cara yang tidak dilakukan oleh orang lain, yang dapat ditunjukkan dalam pelbagai metrik operasi. Keberkesanan ringan, misalnya, menjadi lebih penting. Sebilangan besar ladang menegak terletak di kawasan bandar dan kemungkinan membayar premium untuk elektrik. Memaksimumkan mikromol per watt dan mengurangkan sisa tenaga menjadi lebih daripada inisiatif keberlanjutan, sangat penting untuk keuntungan keseluruhan.

Begitu juga, ladang menegak yang mengendalikan gudang berukuran puluhan ribu kaki persegi memerlukan lekapan dengan faktor bentuk yang baik tanpa mengorbankan intensiti cahaya. Konfigurasi yang betul bermaksud ladang menegak dapat memasukkan lebih banyak rak ke kemudahan mereka sambil meletakkan lampu lebih dekat dengan tanaman untuk hasil yang lebih baik.

Di luar spesifikasi perkakasan, reka bentuk dan strategi pencahayaan terdiri daripada beberapa faktor utama: intensiti cahaya, kualiti cahaya (atau spektrum) dan konfigurasi bar cahaya. Masing-masing harus berakar pada tujuan menyeluruh kemudahan  biasanya ditentukan oleh pengguna atau pembeli. Strategi pencahayaan dapat disesuaikan dengan tanaman, menghasilkan kimia tanaman tertentu atau perubahan dalam biomas. Perbezaan spektrum dan intensiti cahaya dapat mempengaruhi warna tanaman, jangka hayat, rasa dan bau. Ciri-ciri tanaman yang diinginkan harus ditentukan terlebih dahulu bersama dengan calon pembeli, oleh itu membimbing perancang lampu untuk mengenal pasti strategi yang optimum untuk mencapai tujuan kemudahan.

Kuantiti ringan adalah aspek pertama dan terpenting ketika mengoptimumkan produktiviti tanaman. Penting untuk mensasarkan mol / hari yang betul untuk setiap tanaman. Kualiti cahaya (atau spektrum) ditentukan dengan mengukur panjang gelombang cahaya dalam nanometer. Panjang gelombang cahaya yang mendorong fotosintesis terutamanya dijumpai dalam jarak 400 hingga 700 nanometer - julat yang dikenal pasti sebagai sinaran aktif fotosintesis (PAR). Dalam persekitaran pertanian menegak, cahaya putih yang luas telah terbukti berkesan untuk kultur tisu, pembiakan dan pertumbuhan vegetatif - sementara juga berfungsi fungsi yang lebih praktikal untuk mempermudah mata manusia untuk mendiagnosis dan mengamati tanaman dari hari ke hari. Oleh kerana badan penyelidikan aplikasi LED telah berkembang, menjadi jelas bahawa strategi pencahayaan perlu beralih berdasarkan tahap pertumbuhan. Hari-hari mengebom tanaman dengan intensiti dan spektrum yang sama cepat pudar. Semakin banyak penyelidikan menunjukkan bahawa kultivar yang berbeza bertindak balas terhadap strategi pencahayaan yang berbeza pada tahap pematangan yang berbeza. Strategi pencahayaan yang lebih bernuansa dan disesuaikan semakin membawa kepada hasil perniagaan yang nyata bagi penanam: jangka hayat yang lebih lama, peningkatan estetika, peningkatan nilai pemakanan, masa kitaran yang lebih cepat dan hasil yang lebih tinggi.

Peningkatan LED akan terus menurunkan kos, sementara penyelidikan yang lebih mendalam akan menemui dan mengesahkan satu set strategi pencahayaan baru dan amalan terbaik operasi untuk membantu petani kebun vertikal memenuhi permintaan pasaran masa depan untuk peningkatan pengeluaran makanan dan juga meningkatkan keuntungan. Secara keseluruhan, masa depan untuk ladang menegak cerah dan matang untuk inovasi yang lebih luas. Automasi - sempadan akhir pengeluaran makanan - akan bererti kawalan yang lebih besar terhadap persekitaran pertanian. Masa depan itu berada di kaki langit. Namun, buat masa ini, ladang menegak hanya perlu mengikuti apa yang dapat mereka kendalikan, yang hampir semuanya lain.