تغطية شاملة

مستقبل الزراعة

إن الزراعة تمر بأزمة: فسكان العالم يتزايدون، والأساليب الزراعية التقليدية تستهلك قدرا كبيرا من الطاقة ولا تنتج سوى القليل من الغذاء. الحل: ناطحات السحاب مع مزارع المحاصيل المائية، والعمال الآليين، ومختبرات زراعة اللحوم

برج زراعي في وسط المدينة. الرسم التوضيحي: العلوم الشعبية
برج زراعي في وسط المدينة. الرسم التوضيحي: العلوم الشعبية

الزراعة في السماء

وبحلول عام 2025، سيزيد عدد سكان العالم من 6.6 مليار نسمة إلى 8 مليارات نسمة. ويتوقع العلماء حدوث جفاف طويل الأمد في الجزء الأوسط من الغرب الأمريكي وفيضانات واسعة النطاق في المناطق الزراعية في أفريقيا وآسيا. فهل كان عالم الرياضيات توماس مالتوس على حق، عندما تنبأ قبل مائتي عام بأن الزراعة لن تكون قادرة على توفير ما يكفي من الغذاء لسكان العالم؟ وحتى الآن، ساعدت الابتكارات في مجال الزراعة في التغلب على المشاكل، ولكن الموارد لا تزال محدودة.

ليس هناك شك في أنه بدون إعادة التفكير في طريقة زراعة الغذاء، قد يموت الكثير من الناس في العالم جوعا. يقدم عالم البيئة ديكسون ديسبوميا من جامعة كولومبيا، بالإضافة إلى علماء آخرين، حلاً ثوريًا: إنشاء مزارع زراعية في ناطحات السحاب في مراكز المدن. ومن أجل تقليل استهلاك الطاقة وزيادة إنتاج الغذاء، سيتم تطبيق طريقة الزراعة المائية في الأبراج، دون أوساخ [وسيتم استخدام مياه الصرف الصحي التي ستتدفق من البيئة كمصدر للطاقة]. ومن شأن تحويل المزارع الزراعية إلى أبراج أن يتيح إخلاء المناطق الزراعية لزراعة الأشجار، بهدف تقليل نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو. علاوة على ذلك - تتيح المزارع العمودية زراعة الأغذية بالقرب من المكان الذي يتم تناولها فيه، بالإضافة إلى توفير النفقات، وهذا يقلل أيضًا من كمية الملوثات المنبعثة أثناء النقل: وهذا له توفير كبير، لأنه إذا أضفت إلى انبعاث الملوثات أثناء تجهيز ونقل المحاصيل والماشية، كما يضاف غاز الميثان الذي تنبعث منه حيوانات المزرعة، والزراعة مسؤولة عن 14 بالمائة من غازات الدفيئة المنبعثة في العالم.

لا يزال من غير الممكن شراء المنتجات الغذائية المزروعة في المزارع العمودية. حتى الآن، اقتصرت مشاريع الزراعة الحضرية على تجارب صغيرة يتم تنفيذها في حدائق الأحياء. وتذهب رؤية ديسبوميا إلى ما هو أبعد من ذلك بكثير: برج مكون من 30 طابقاً بتكلفة 200 مليون دولار يغطي مبنى كاملاً من المباني ويوفر ما يكفي من الفاكهة والخضراوات والدواجن لنحو 50,000 ألف شخص. ويقول: "مع دخول مياه الصرف الصحي وخروج الطعام، قد تعمل المزرعة العمودية كنوع من الآلة في حركة مستمرة لإطعام الكثير من الناس". معظم التكنولوجيا موجودة بالفعل، بحسب قوله، ومع بعض التحسينات، قد يبدأ المشروع في العمل قريبًا - بميزانية تبلغ حوالي 0.25 بالمائة من الدعم المدفوع للمزارعين الأمريكيين في العقد الماضي، أي حوالي 500 مليون دولار.

تقدم شركة Despomia المشورة للمستثمرين من أبوظبي وكوريا الجنوبية الذين يفكرون في إنشاء مزارع رأسية في مدن بيئية جديدة. وفي سياتل ولاس فيجاس يستثمرون في مشاريع مماثلة ولكن على نطاق أصغر. اقلب الصفحة واكتشف مزارع المستقبل - التي رسمناها مستوحاة من الأبحاث المتقدمة التي أجرتها الشركات الزراعية والعلماء. وإذا نجحت هذه المبادرة فقد يتم تأجيل رؤية مالتوس القاتمة إلى الوراء مائتي عام أخرى.

حمامات "أكوابونيك".
من الممكن الحصول على إنتاجية عالية في كل من المحاصيل المائية وبرك الأسماك، ولكن من الضروري إجراء الكثير من أعمال الصيانة. تتطلب أنظمة الزراعة المائية بدون تربة إضافة متكررة للعناصر الغذائية، وتتطلب أحواض الأسماك تنظيفًا مستمرًا للمياه. ومع ذلك، عندما يتم الجمع بين الاثنين في نظام "أكوابونيكس" واحد، تصبح العيوب مزايا: فنفايات الأسماك تغذي النباتات، بينما تقوم النباتات بتنظيف المياه.

نظام "الحزام الناقل الأوتوماتيكي" الذي اخترعته شركة "أورجاني تك" الإسرائيلية المتخصصة في الأنظمة الزراعية الآلية، يعزز الزراعة "الأكوابونيك" بخطوة أخرى. في التيار البطيء للبركة، يتم حمل صواني النباتات العائمة، وتمر عبر آليات التغذية وفي نهاية دورة مدتها عدة أسابيع تصبح جاهزة للحصاد. تسبح أسماك البلطي الغنية بالبروتين في البركة، وتغرق النفايات الغنية بالأمونيا التي تنبعث منها في طبقة من الحصى تحتوي على بكتيريا تحولها إلى نيتروجين.

يتم ضخ المياه الغنية بالنيتروجين إلى النباتات التي تستهلك النيتروجين ويتم إرجاع المياه النظيفة إلى الأسماك.

الروبوتات تعتني بالنباتات
وتمنح أساليب الزراعة المائية المزارعين بالفعل عائدًا أعلى بمقدار 30 مرة لكل فدان من الطرق الزراعية التقليدية. وفي الزراعة العمودية، من الممكن تحقيق إنتاجية أعلى - عدة مرات - بمساعدة آليات التغذية الخاصة والإضاءة على مدار 24 ساعة في اليوم.

ومع ذلك، لا تستجيب جميع المحاصيل بشكل جيد لطرق الزراعة المائية. وبعضها - مثل البطاطس أو الحمضيات - يجب أن يتم تجذيرها في مادة شبه صلبة، مثل التراب أو ألياف جوز الهند. والتصميم الذي يظهر هنا - من قبل شركة أوميغا جاردن الكندية - يجعل هذا ممكنا. في نظام النمو الذي يشبه مروحة العبارة، تتم زراعة النباتات في صواني مسامية مملوءة بأحجار الفيرميكيولايت ويتم ترتيبها في جهاز أسطواني يتحرك أحيانًا بحركة دورانية لغمر كل صف من النباتات في قناة من العناصر الغذائية.

كان لدى ديفيد موشيه معطف المختبر

وبما أن النباتات لن تكون قادرة على التكيف لملايين السنين مع دورات النمو في بيئة مائية داخلية، فسيقوم علماء النبات باكتشاف ومضاعفة الأصناف التي تنتج أفضل النتائج. وسيعمل علماء آخرون على تطوير أسمدة خاصة تضمن احتواء النباتات على عناصر غذائية مهمة للنظام الغذائي للإنسان، مثل السيلينيوم والزنك.

خوفًا من نجاح الحشرات أو عوامل الأمراض المختلفة في اختراق البيئة المحمية، سيُطلب من المزارعين الذين يدخلون المبنى ارتداء بدلات خاصة والمرور عبر الأبواب المغلقة. سيقوم العلماء بتغطية النباتات ببكتيريا معدلة وراثيا تتوهج عند اكتشاف أمراض خطيرة أو ضارة، وذلك لتحذير المزارعين من تفشي المرض.

إن تربية الماشية أمر لا يستحق العناء، إذ أن 3% فقط من الطاقة المستثمرة في تربية البقرة تنتهي كبروتين على الطبق. ويفضل العلماء زراعة الخلايا الجذعية للدجاج أو الخنازير أو البقر في المختبر، اعتمادا على نظام غذائي يتكون من الماء والسكريات والبروتينات الطبيعية. ولتحسين قوام اللحم، يتم تنشيط العضلات بمساعدة الإشارات الكهربائية. من الصعب إعادة تكوين الملمس الغني للأومزا الجيد، لكن النقانق المزروعة في المختبر أو وجبات الدجاج الخفيفة ستصبح شائعة خلال عقد من الزمن.

الطاقة من المجاري

المزرعة العمودية ليست مصنعًا ولا شيء غير ذلك. كما أنه يجعل من الممكن إعادة تصميم البنى التحتية الحضرية بطريقة تحاكي دورة الموارد في الطبيعة. ويتجلى هذا بشكل خاص في أقبية البرج، حيث تساعد مياه الصرف الصحي على توفير أهم موارد المزرعة: الطاقة والمياه. سيتم توجيه نظام الصرف الصحي البلدي من محيط البرج إلى المزرعة، وسيمر حوالي نصف الكمية عبر آلة SlurryCarb التي طورتها شركة EnerTech الناشئة من أتلانتا. تقوم الآلة بتسخين مياه الصرف الصحي تحت الضغط، وتقسيمها إلى مكوناتها الأساسية - الكربون والماء. يتم بعد ذلك فصل الماء وحرق المعلق الصلب لتشغيل توربينات البخار لتوليد الكهرباء.

تتم معالجة مياه الصرف الصحي المتبقية بمبيدات الجراثيم وتحويلها إلى تربة سطحية في عملية تسخين وتجفيف طورتها شركة N-Viro، وهي شركة مقرها أوهايو متخصصة في إعادة تدوير المواد البيولوجية الصلبة. ويتم تصفية المياه التي يتم فصلها في كلتا العمليتين باستخدام وسائل بيولوجية طبيعية، مثل حلزون الحمار الوحشي أو القصب الأحمر، حتى تصبح نظيفة بدرجة كافية لتلبية الاحتياجات الزراعية - أو إلى مستوى مياه الشرب. يتم تحويل جميع النفايات الناتجة عن المزرعة إلى أسمدة أو غاز ميثان يمكن حرقه لإنتاج الطاقة.

يقوم سكان المنطقة بشراء المنتجات الغذائية التي يتم إنتاجها في المزرعة العمودية في السوبر ماركت في الطابق الأرضي من البرج، وتقوم الشاحنات الكهربائية بنقل البضائع إلى أسواق أبعد.

المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم

تعليقات 16

  1. هههه... بيلدربيرغ لمجموعة ناديه الحصرية، لا يمكن إلا أن أحلم بحياتي التي تتسم بالبساطة والأساسية!
    بالمناسبة، مع مرور الوقت وزيادة الكثافة، اتضح أن نفس الأشياء التي حدثت دائمًا في الطبيعة (تسونامي، الزلازل، البراكين، الفيضانات، إلخ)، تقتل ببساطة المزيد من الناس. أضف إلى ذلك الأسباب البشرية التي لا تعد ولا تحصى للإبادة الجماعية (العدوى، السرطان، السباق لتطوير اللقاحات/ الطفرات في البكتيريا، حوادث السيارات، الحروب، وما إلى ذلك) - وسوف تحصل على احتمال أن ينخفض ​​عدد سكان العالم إلى أقل من مليار نسمة. إنه ليس شيئًا خياليًا على الإطلاق. في بعض الأحيان نمتلئ بالثقة بواقعنا، وننسى أنه يرتكز على مثل هذه الأسس المهتزة..

  2. لا أعرف ما الذي يصدمني أكثر؛ الحالة المادية للزراعة، أو حالة التفكير والمسؤولية الذاتية للإنسان.
    وبأبسط عملية حسابية يمكن تلخيص المساحات الزراعية التي تزرع عليها الخضار والفواكه والتي تعتبر العناصر الغذائية، بنسبة ضئيلة مقارنة بالمساحات التي تزرع فيها الحبوب لصناعة اللحوم العالمية. إن ما يتجاوز النظام الغذائي الكامل والصحي، حتى قبل التوفير في المشاكل الصحية والأمراض، سيعطي صورة مختلفة تمامًا فيما يتعلق بمساحات الأراضي الشاغرة.
    وبدلا من الاستمرار في الاتجاه الذي تطورت فيه الزراعة في اتجاهاتها الصناعية/المفسدة، فمن الأفضل العودة إلى الماضي وإعادتها إلى سببها الأصلي، وهو إنتاج غذاء مغذ وليس غذاء يغني بالضرورة العاملين فيه.
    مع الدعم المناسب وتقليد الاهتمام، يمكن أن يوجد وسيظل موجودًا لسنوات عديدة أخرى!

  3. ماذا تفعل إسرائيل في هذا الصدد للزراعة في المستقبل لمنع النقص والجوع. ومن خلال التخطيط السليم، يمكن إطعام ما يصل إلى 25 مليار شخص. علاوة على ذلك، سيكون من الضروري تطوير حبوب توفر جميع العناصر الغذائية في وجبة واحدة.

  4. منذ حوالي عشرين عاما تم بناء منشأة مثل هذه في مديرية البحوث الزراعية معهد فولكاني، وتم زرع الشتلات في فتحات في ألواح الستايروفوم، وكل بضع دقائق تم رش الجذور بمحلول غذائي،
    كان هناك سيطرة على الضوء ودرجة الحرارة وفي مثل هذه المنشأة، بدون تربة، يمكن زراعة الطماطم والخضروات الأخرى، ويمكن أيضًا زراعة القمح هناك. كل هذا منذ حوالي عشرين عامًا،
    ولماذا لا يذكرنا حبركة الآن بهذا الماضي الإسرائيلي الجميل؟

  5. إنها مفارقة، أن التحسينات في الزراعة في الـ 200 عام الماضية قفزت بشكل إعجازي، وكفاءة المحاصيل زادت بشكل إعجازي، ولا يزال هناك الملايين من الجياع في العالم.
    سيكون هناك دائما، إذا ظل معدل النمو السكاني البشري على حاله.

    لماذا يردد غدالوف وأصدقاؤه دائما في أغانيهم المديح لأفريقيا "أعطهم الطعام"؟
    هل فكر أحد في إرسال الواقي الذكري لهم؟

    لقد تمت كتابة كل شيء بالفعل في "إسماعيل" بقلم دانييل كوين. أنتم مدعوون لقراءة الاقتباس التالي من ويكيبيديا ومواصلة قراءة الكتاب:

    "...الإنسانية أسيرة لافتراض ثقافي خاطئ، يدفعها إلى غزو العالم وتدميره، وإيذاء الكائنات الأخرى التي تشاركها العالم.

    يقول إسماعيل إن على وجه الأرض ثقافتين إنسانيتين لهما قيم مختلفة ومتعارضة. الآخذون - الثقافة الإنسانية "المتحضرة" التي ظهرت بعد الثورة الزراعية (99% من مجموع البشر)، والتركيون - الثقافة الإنسانية البدائية التي تؤمن بأن الإنسان جزء من الطبيعة بأكملها ولم يخلق للسيطرة عليها. إنهم يأخذون فقط ما يحتاجون إليه للعيش، ويتركون الباقي.

    تتجاهل الثقافة المفترسة القانون الذي تطبقه جميع الحيوانات، وهو قانون المنافسة المحدودة، وتعمل بثلاث طرق لإنقاذ نفسها: 1. إنها تدمر منافسيها. 2. تقوم بتدمير مصادر الغذاء الخاصة بمنافسيها لإفساح المجال لغذائها. 3. تحرم منافسيها من الحصول على الطعام..."

    http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%99%D7%A9%D7%9E%D7%A2%D7%90%D7%9C_(%D7%A1%D7%A4%D7%A8)

  6. يد. كلامك صحيح ولكن عليك الحذر:

    من المؤكد أن القراء هنا سيخمنون أن لدي أسبابًا أخرى تجعلني أؤيد بشدة إلغاء المنح المشجعة على الولادة، ولكن هنا أريد أن أشير إلى جانب آخر من هذا النوع من الإجراء - إذا تم اتخاذه بلا مبالاة.

    أحد أسباب الاضطرابات التي يمر بها اقتصاد الولايات المتحدة هو حقيقة أن جيل طفرة المواليد يتقدم في السن ويتقاعد، ولا توجد قوة اقتصادية (إنتاجية واستهلاكية) مماثلة تحته.

    وتعاني الدول الأوروبية أيضاً من مشكلة مماثلة، ولكي لا تنهار خففت كثيراً من قيود الهجرة، وهو ما يؤدي - تدريجياً - إلى أسلمتها.

    ولذلك، ينبغي للمرء أن يكون حذرا للغاية عند محاولة التدخل في مجرى الأمور بشأن هذه المسألة.

  7. عساف على حق، وهو لا يخالف ما يقوله مايكل.
    ما يزعجني هو أنه لا يوجد أي نقاش تقريبًا (بالمناسبة في إسرائيل بشكل رئيسي) حول مسألة الولادة.
    من الأسهل بكثير أن يكون لديك طفلان بدلاً من ثلاثة بدلاً من تقليل انبعاثات النيتروجين/إنتاج النفايات بمقدار الثلث... الناس يفهمون هذا، لكنهم يرفضون الاستيعاب والتطبيق. في رأيي أن تحديد معدل المواليد (ليس حدًا كما هو الحال في الصين، ولكن التشجيع على عدم إنجاب طفل من خلال فرض ضرائب على المكان والمخصصات) يعد خطوة مهمة في الاتجاه الصحيح - وهو كما ذكرنا لا يتعارض مع التقدم التكنولوجي في في مختلف المجالات، بالمناسبة المقال مثير جدًا للاهتمام.

  8. سيكون جيدًا ولا يستهلك الكثير من الكهرباء إذا كانت جميع الجدران الخارجية مغطاة بألواح الطاقة الشمسية

  9. عساف:
    كلامك بالطبع صحيح ولكنه لا يتعارض مع بقية ما ورد هنا.
    وبشكل عام، يجب علينا أن نستمر في العمل على توسيع القدرة الاستيعابية للأرض (وهي محدودة بالفعل، ولكن حجم الحد هو دالة على جهودنا لزيادتها).

  10. لن يكون أي تطوير مفيدًا دون الفهم الأساسي بأن: كرتنا محدودة في قدرتها
    لدعم التجمعات الحية والنباتية، الفهم الذي سيؤدي إلى القرار اللازم:
    الحد من حجم السكان البشريين:
    لقد قيل بالفعل:
    انه الوقت ل:
    وبدلاً من السيطرة على البيئة من أجل البشر،
    ستكون هناك سيطرة على السكان من أجل البيئة!

  11. أعتقد أن التطوير سيتم بطريقة مختلفة تمامًا، وأرخص بكثير!.
    سيتم تطوير أصناف وراثية يمكنها استخدام المياه المالحة، على سبيل المثال مزيج من الطماطم والأعشاب البحرية.
    والفواكه التي تنمو على أشجار المانغروف.
    جاهز حقًا لسلطة أحفاد المستجيبين للعلوم،
    وخاصة الخضار.
    كيف أنا بالنسبة لك مايكل؟

    بالصحه والعافيه!
    سابدارمش يهودا

  12. لكن النباتات لن ترى ضوء الشمس.
    البرج بأكمله سوف يستهلك الكثير من الكهرباء ثم ما فائدة الحكماء؟

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.