Sałata na półkach – czy rolnictwo pionowe uratuje świat?
Jak wyżywimy świat, który wkrótce zamieszkiwać będzie 9 mld ludzi? Podstawową przeszkodą jest oczywiście ograniczona podaż ziemi uprawnej. Rolnictwo pionowe obiecuje rozwiązać ten problem, oferując dodatkowe korzyści ekonomiczne oraz ekologiczne. Przyglądamy się na czym polega wertykalnej uprawy i jakie są jego zalety oraz słabości.
Co to jest rolnictwo pionowe?
W uproszczeniu można powiedzieć, że rolnictwo pionowe jest przeciwieństwem tradycyjnej uprawy. Rośliny rosną tu nie na polu, pod gołym niebem, ale pod dachem, najczęściej ze sztucznym oświetleniem LED. Zagony zaaranżowane są, jak sama nazwa wskazuje, pionowo, w postaci półek lub tarasów rozmieszczonych jeden nad drugim. Takie konstrukcje mogą być bardzo wysokie i obsługiwane są wówczas przez specjalne windy i podnośniki. W rolnictwie pionowym nie wykorzystuje się ziemi, ale systemy takie jak hydroponika, aeroponika czy akwaponika, jak również podłoża bezglebowe typu włókno kokosowe.
Pomysł rozwinięty został w latach 90 XX w. dzięki zaangażowaniu Dicksona Donalda Despommiera, amerykańskiego ekologa i profesora mikrobiologii, który zasugerował, że jeden wieżowiec o wysokości 30 pięter mógłby zaspokoić potrzeby żywieniowe 50 tys. ludzi, włącznie z hodowlą zwierząt w celu produkcji jaj i mięsa. Idea Despommiera nie została nigdy zrealizowana, ale stała się inspiracją dla inżynierów na całym świecie.
Rolnictwo pionowe – farma akwaponiczna w Czechach, źródło: NěmecR, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Dlaczego warto inwestować w rolnictwo pionowe? Korzyści z uprawy
Pomysł uprawiania warzyw i owoców „na piętrach” to przede wszystkim ogromna oszczędność powierzchni. Im wyższa konstrukcja, tym więcej plonów można zyskać z danego metrażu. Dodatkowo, nie potrzeba wcale żyznej ziemi o dobrej lokalizacji – wertykalną uprawę można założyć nawet w centrum miasta czy na terenach poprzemysłowych. Pozwala to wydatnie skrócić łańcuch dostaw, więc wiąże się z redukcją emisji gazów cieplarnianych.
Druga ewidentna korzyść wynika z samych warunków uprawy. Cały proces, od kiełkowania po zbiór, jest precyzyjnie kontrolowany, a światło, woda i substancje odżywcze dawkowane są w ściśle określonych ilościach gwarantujących optymalny rozwój i kondycję roślin. Plony nie podlegają wpływowi zewnętrznych temperatur i opadów, więc nie ma ryzyka wystąpienia typowych klęsk rolniczych, takich jak susza, gradobicie czy ranne przymrozki.
Z powyższym wiążą się również korzyści ekologiczne. Uprawa pionowa w odizolowanym środowisku umożliwia realizację gospodarki o zamkniętym obiegu, w której woda i nawozy nie są marnotrawione. Zazwyczaj nie ma też potrzeby stosowania pestycydów i herbicydów, gdyż szkodniki i chwasty nie mają jak przedostać się do wnętrza. Tym samym nie przenikają one do środowiska naturalnego, tak jak to ma miejsce w tradycyjnym rolnictwie.
Dzięki wykorzystaniu różnych długości światła można intensywnie wpływać na rozwój roślin. Daleka podczerwień stymuluje np. wzrost, dając 30% większe plony sałaty. Z kolei niebieskie światło zwiększa trwałość produktów oraz ich wartości odżywcze, a zdaniem niektórych naukowców może wręcz stymulować rozwój związków odpowiedzialnych na przeciwdziałanie nowotworom.
Kontrolowane warunki uprawy umożliwiają oczywiście uzyskanie maksymalnych możliwych plonów z danego materiału siewnego. Tym samym zysk dla farmera z 1 m2 powierzchni rośnie wielokrotnie, w szczególności przy zwiększeniu pięter produkcji. A niektóre gatunki warzyw dają się w ciągu roku wyhodować nawet w ośmiu cyklach, co jest niemożliwe pod gołym niebem.
Tabela przedstawiająca korzyści związane z rolnictwem pionowym; opracowanie własne
Przykłady wdrożeń na świecie
Rolnictwo pionowe jest już rozwijane w wielu krajach świata. W amerykańskim mieście Buffalo w stanie Nowy Jork już od 2014 r. działa Vertical Fresh Farms, czyli werykalna farma wykorzystująca akwaponikę do produkcji rzymskiej sałaty. Póki co w akwariach pływają ozdobne karpie brokatowe (koi) przeznaczone na sprzedaż, ale firma rozważa zastąpienie ich jadalnymi gatunkami ryb. W Chesterfield w Wirginii na 3,7 tys. m2 rozmieszczonych w 9-metrowej wieży produkuje się rocznie 1,8 tys. ton truskawek dostępnych przez cały rok kalendarzowy.
Brytyjska firma JFC z ogromnym sukcesem zaopatruje supermarkety w warzywa dzięki swoim w pełni zautomatyzowanym farmom działającym przez cały okrągły rok. Przedstawiciele marki chwalą się, że są w stanie wyprodukować 100 razy więcej plonów z 1 m2, zużywając 90% wody mniej niż w tradycyjnym rolnictwie. A Brytyjczycy zyskują świeże lokalne produkty w każdym sezonie. Bardzo dobrze radzi sobie również marka Grow-Up Farms, która dostarcza sałaty różnych gatunków m.in. do Tesco i Lidla.
Pomysł cieszy się popularnością również w Japonii, gdzie ziemi uprawnej jest mało. W Kioto operuje firma Nuvege, która na 5200 m2 przestrzeni wertykalnych produkuje sałaty w warunkach hydroponicznych. Działający w Singapurze Sky Greens uprawia warzywa liściaste w specjalnych 3-piętrowych halach, a za absolutnego lidera rolnictwa pionowego uważa się Holandię, gdzie działają m.in. Fieldlab oraz PlantLab. Ten ostatni opracował już również metody pionowej uprawy sadzonek drzew oraz roślin dekoracyjnych do ogrodów i parków.
Rolnictwo pionowe nie ogranicza się wszak jedynie do produkcji wyżywienia. Amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (DARPA) wykorzystuje 18-piętrową konstrukcję do uprawy genetycznie zmodyfikowanych roślin. Pozyskane z nich proteiny służyć mają produkcji szczepionek.
Niestety, nie wszystkie przedsięwzięcia kończą się sukcesem. W latach 2023-2025 w USA i Wielkiej Brytanii zbankrutowało kilku producentów, za przyczynę podając rosnące koszty energii.
Badanie sadzonek szpinak w uprawie pionowej, źródło: Ark. Agricultural Experiment Station, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons
Ograniczenia związane z rolnictwem pionowym
Mimo całego optymizmu związanego z wertykalną uprawę, eksperci są zgodni, że nie rozwiąże ono problemu głodu czy ubóstwa na świecie. Konstrukcja pomieszczeń jest bardzo droga i wymaga dużego kapitału początkowego. Pomieszczenia trzeba wyposażyć nie tylko w sztuczne oświetlenie i konstrukcje do uprawy, ale także odpowiedni system wentylacyjny, hydraulikę, podnośniki i roboty pozwalające zautomatyzować pracę.
Nawet po poniesieniu tych wstępnych kosztów rolnictwo pionowe nie jest tanie – sporych nakładów wymaga elektryczność oraz praca ludzka związana m.in. z zapylaniem roślin wobec braku owadów zapylających. Uprawa zbóż, które zapylane są przez wiatr, jak dotąd nie przynosi spodziewanych rezultatów – ich cykl rozwoju pod dachem jest zbyt długi, aby był opłacalny. To właśnie zboża są tymczasem głównym źródłem wyżywienia społeczeństw.
Wracając do elektryczności, która jest warunkiem podstawowym upraw wertykalnych, idealnym rozwiązaniem jest korzystanie z OZE, ale najbardziej efektywne instalacje wiatrowe i fotowoltaiczne również wymagają sporych przestrzeni, co ogranicza korzyści z piętrowej hodowli. Problem ten mogłyby rozwiązać specjalne urządzenia do fermentacji resztek organicznych z uprawy w celu uzyskania biogazu.
Wydaje się, że rolnictwo pionowe posiada ogromny potencjał i będzie się intensywnie rozwijać w kolejnych latach i dekadach. Zdaniem naukowców nie ma powodu, abyśmy nie byli w stanie opracować technik uprawy zbóż czy drzew pod dachem. Wymaga to jednak jeszcze sporo czasu i kapitału, a także rozwiązania problemu dostaw taniej i zielonej energii. Od postępu technologicznego zależy więc, w jakim stopniu rolnictwo pionowe odciąży Ziemię w wykarmianiu ludzkości.
Rolnictwo pionowe – pytania i odpowiedzi
Czy rolnictwo pionowe zastąpi tradycyjną uprawę?
Na razie nic na to nie wskazuje. Według przedstawicieli USDA w przeciągu kolejnej dekady rolnictwo pionowe może pokryć zapotrzebowanie 50% amerykańskiego rynku warzyw liściastych i ok. 5% owoców uprawianych na krzewach.
Czy rolnictwo pionowe wspiera zrównoważony rozwój?
Tak, uprawy pionowe pomagają oszczędzać zasoby (ziemię, wodę) i ograniczają przenikanie niepożądanych substancji i materiału genetycznego do środowiska. Bardzo dużo zależy jednak od źródła energii – jeśli nie pochodzi ona z OZE, będzie się wiązać z wysokimi emisjami.
Jakie gatunki uprawiane są w rolnictwie pionowym?
Obecnie największe sukcesy odnosi uprawa liściastych warzyw i ziół. Prowadzone są również jednak uprawy małych krzewów owocowych, winogron, ogórków i pomidorów, a w fazie rozwoju znajdują się techniki pionowej uprawy drzew owocowych.
Opublikowany: 13 maja, 2025
- „Vertical Farming – No Longer A Futuristic Concept” USDA, https://www.ars.usda.gov/oc/utm/vertical-farming-no-longer-a-futuristic-concept/, 2/04/2025;
- “Generating Electricity: Electric Animals Let's Talk Science” William Park, https://www.bbc.com/future/article/20230106-what-if-all-our-food-was-grown-in-indoor-vertical-farms, 2/04/2025;
- “Four myths about vertical farming debunked by an expert” UKERC, https://ukerc.ac.uk/news/four-myths-about-vertical-farming-debunked-by-an-expert/, 2/04/2025;
- “Five reasons why vertical farming is still the future, despite all the recent business failures” Gail Taylor, https://theconversation.com/five-reasons-why-vertical-farming-is-still-the-future-despite-all-the-recent-business-failures-248270, 2/04/2025;
- “Environmental case for vertical farming stacks up – according to new study” University of Surrey, https://www.surrey.ac.uk/news/environmental-case-vertical-farming-stacks-according-new-study, 2/04/2025;
