Вертикальные фермы

О вертикальном озеленении и выращивании растений люди задумывались очень давно: например, знаменитые Висячие сады Семирамиды, построенные вавилонянами примерно в 600-500 годах до нашей эры одно из Семи чудес света. Оно представляло собой многоуровневый каскад деревьев, кустарников, цветов, лоз винограда, весь ансамбль казался огромной зеленой горой.

Сегодня принцип вертикального озеленения используется не столько для красоты, сколько в целях экономии места, снижения материальных затрат при выращивании зелени, овощей и ягод, а также для получения экологически чистых продуктов.

Что такое вертикальные фермы и как они устроены

Устройство вертикальных ферм больше всего напоминает многоярусные теплицы: несколько уровней посадочной поверхности размещаются друг над другом. Это направление растениеводства отличает особый подход к использованию площади: многоуровневые посадки можно разместить и в подвале, и на балконе, и в заброшенной части промышленного помещения. Идея интенсивного использования ограниченного пространства в сельскохозяйственных целях принадлежит американскому экологу Диксону Диспомье, который первым предложил "массово культивировать растения в небоскребах в коммерческих целях".

Вертикальные фермы позволяют с минимального пространства собрать большой урожай. Кроме того, основные процессы функционирования системы автоматизированы, а значит, не требуют постоянного участия человека: трудовые затраты также минимальны.

Главная задача обеспечить качественным освещением каждый из уровней, а также правильно организовать принцип питания и полива растений. С последней задачей лучше всего справляется гидропоника: вместо почвы корни растений окружены питательным раствором или субстратом, полив и влажность воздуха регулируются автоматически. Кроме того, гидропонный метод выращивания растений позволяет забыть о борьбе с сорняками и вредителями.

Что такое вертикальная гидропоника

Вертикальная ферма это возможность значительно сэкономить на аренде площадей с сохранением такого же объема полученного урожая. Такие конструкции позволяют не только круглогодично снимать урожай, но и обеспечить свежими овощами, фруктами и зеленью самые отдаленные территории. Применение гидропоники - это возможность искусственно создать растениям оптимальные условия для роста и развития.

При многоярусном расположении лотков с растениями каждый плод или овощ обеспечен одинаково благоприятными условиями для созревания. Кроме того, такой принцип организации пространства обеспечивает свободный доступ к саженцам. Выбрав для разведения небольшие культуры, можно значительно увеличить количество "этажей".

Принцип работы

Рост сельскохозяйственных культур это соблюдение нескольких условий: обеспечения корневой системы питательными веществами, качественного и достаточного освещения, а также необходимый микроклимат. Гидропонная технология выращивания предполагает насыщение корней жидкостью с растворенными в ней питательными веществами. Главный недостаток гидропоники возможная нехватка кислорода, что может привести к гибели саженцев.

Аэропонный метод основан на процессе периодического орошения корней растений питательным раствором, который подается под высоким давлением. Недостаток технологии в необходимости постоянного технологического обслуживания и обеспееении безотказной работы.

Самая современная вертикальная гидропоника использует сочетание гидропонного и аэропонного методов, так как это повышает эффективность установки, как минимум, на 20%.

Еще один важный вопрос качественное освещение вертикальных ферм: натриевые газоразрядные лампы, применяемые в крупных тепличных хозяйствах, здесь не подходят. Во-первых, из-за избыточного энергопотребления, во-вторых излишков выделения тепла, которые просто сожгут растения. Автоматизированные фермы, как правило, используют светодиодные лампы, разработанные по индивидуальной технологии.

Для обеспечения вентиляции системы используются два способа:

• контуры понижения/повышения температуры;
• удаление холодных и теплых воздушных масс через каналы вентиляции.

Второй способ экономичнее и надежнее, потому как не нуждаются в сервисном обслуживании.

Преимущества и недостатки вертикальных ферм

Традиционный метод овощеводства предусматривал выращивание сельскохозяйственных культур на полях. У современных гидропонных вертикальных ферм масса преимуществ над многолетней практикой фермеров. К ним относятся:

• компактность оборудования: арендуемые земли вполне заменят небольшие площади подвалов или складских помещений;
• снижение материальных затрат: автоматизация оборудования позволяет забыть о поиске и найме рабочей силы, расходах на покупку, лизинг или ремонт агротехники;
• высокая урожайность благодаря питательному субстрату;
• экологичность и привлекательность выращенных растений независимо от климата и погодных условий;
• удобство использования: все этапы выращивания и сбора урожая более аккуратные благодаря отсутствию почвы;
• доступность: все специализированные магазины осуществляют продажу и доставку установок в любые уголки России. Клиент может выбрать подходящую ему модель, необходимые параметры и комплектацию системы;
• прибыльность: большие объемы урожая, который можно снимать до 14 раз в год.

К недостаткам вертикальных гидропонных ферм можно отнести поиск точки сбыта, максимально сократив промежуточное хранение, и необходимость первоначальных вложений в покупку дорогостоящего оборудования. Правда, при правильном использовании установки она окупается за короткое время (до 2,5 лет).

Использование вертикальных ферм в разных странах

США

Американцы пионеры в использовании компактных вертикальных ферм: крупные мегаполисы особенно нуждаются в свежих овощах и зелени. Мобильные нью-йоркские фермы это транспортные контейнеры, оборудованные самым современным оборудованием: регулируемые ярусы лотков, светодиодное освещение, системы вентиляции, обогрева и автополива растений (гидропонная или капельно-оросительная).

У самых известных американских вертикальных ферм "FreshBox Farms" и "Newark" самый большой валовый доход: каждая из них характеризуется высокой урожайностью, реализуя около 2 миллионов фунтов свежих овощей в год.

Стартап Replantable решил главную проблему вертикальных ферм необходимость приобретения дорогостоящего оборудования, сконструировав Nanofarm. Цена бюджетной установки меньше 400 долларов. Аппарат больше всего напоминает инкубатор, который вместо цыплят "высиживает" овощи и зелень. Заложив в коробку саженцы, продающиеся в комплекте, хозяин установки должен лишь задать режим роста и наполнить водой поднос. О вызревании овощей сообщит специальная загоревшаяся лампочка все, урожай можно снимать. Коробки можно поставить друг на друга, получив таким образом мини-ферму. На точки сбыта с такими мощностями выйти сложно, а вот накормить большую семью реально. Самое главное затраты материальных и трудовых ресурсов здесь минимальны.

Финляндия

Инженеры компании "Exsilio Oy" спроектировали вертикальные фермы в грузовых контейнерах, разместив многоярусные грядки в тринадцатиметровом модуле. Собирать урожай можно круглый год в любой точке города, подключившись к водопроводу и электросети.

Цена мобильного грузового контейнера 100 тысяч евро, но его можно взять в аренду. Производитель обещает начинающим фермерам быструю окупаемость установки: ежегодно на компактных мобильных грядках вырастает до 55 тысяч пучков салата.

Будущее вертикальных ферм

В 2017 году вертикальные фермы принесли своим хозяевам более 2 миллиардов долларов, и по прогнозом экспертов эта цифра будет только расти: к 2023 году объем мирового рынка этого сектора вырастет в 3,5 раза. Такой расцвет вполне объясним универсальностью вертикального сельского хозяйства: технологии можно использовать как в индивидуальных целях, так и в промышленных, выращивая овощи для ресторана, гостиницы, реализации в крупных масштабах.

Автоматизированные фермы решат сразу несколько проблем: сократятся расходы на хранение и транспортировку продукции в дальние уголки стран, качество предлагаемой продукции будет выше за счет того, что только что сорванный огурец или томат тут же попадет на стол покупателя. Кроме того, риск гибели молодых растений будет сведен практически к нулю благодаря беспочвенным технологиям и независимости от климатических и погодных условий.

Европейские инженеры и агрономы с удовольствием включились в разработку стартапов, связанных с вертикальным выращиванием продукции. Так, небольшая заброшенная ковровая фабрика в Бельгии готовится к многоярусному вертикальному овощеводству. А в Испании дизайнеры представили идею плавучей фермы, работающей на электроэнергии фотоэлементов. Нижняя часть предназначена для выращивания рыбы, верхняя овощей. По прогнозам экспертов, каждый модуль сможет ежегодно приносить своему владельцу более 8 тысяч тонн овощей и более 1700 рыбы.

Что выращивать на гидропонике в России

Вертикальная гидропоника отличный способ собирать круглогодичный урожая и поставлять его на продажу.

Перед приобретением автоматизированной фермы стоит определиться с точками сбыта, востребованными видами зелени, овощей и ягод для каждого региона они свои. Кроме того, следует учитывать такие факторы, как:

• размеры готовой продукции;
• сезонность;
• параметры содержания культур;
• температурный режим на разных этапах созревания.

Востребована и неприхотлива в выращивании зелень салат, базилик, петрушка, укроп и лук. Среди овощей беспроигрышным вариантом считаются овощи томат, огурец, сладкий перец, капуста и редис. Самые востребованные ягоды клубника, жимолость и земляника.

Сложности с выращиванием фруктов связаны с их размерами, тем не менее бананы неплохой вариант, особенно миниатюрные сорта.

Востребованность цветов зависит от сезонности и календарных праздников, летом, например, продажа такой продукции будет невысока. Для разведения лучше всего подойдут герберы, тюльпаны, нарциссы, камелии.

Кроме того, бизнес можно построить на выращивании лекарственных трав мяты, мелиссы, тысячелистника, а можно на зеленых кормах для животных. Последнее направление не менее перспективно, чем предыдущие: заготовленные силос и сено уже через 3 месяца хранения значительно теряют свои полезные свойства. Это не может не сказаться на удоях и общем здоровье животных.

Зеленый корм побеги пшеницы и других злаков, бобовые, выращенные на вертикальных ферм это всегда свежая продукция, богатая витаминами и микроэлементами, ее применение увеличит количество удоев и снизит расходы на лекарства и витамины для скота. Производительность выращивания на автоматизированном оборудовании высока: с 1 кг зерна за неделю можно получить до 11 кг зеленого корма (побеги с корневой системой).

Что не рекомендуется выращивать на гидропонике

К неудобным и нерентабельным культурам при разведении в замкнутых помещениях можно отнести:

• календулу, бархатцы, астры, другие однолетние цветы. Кроме того, стоит внимательно относиться к растениям, которые сильно осыпаются: это может засорить оборудование и привести к его выходу из строя;
• морковь, картофель, свеклу и другие растения с большими клубнями: для них характерно образование плесени даже при правильно настроенном поливе;
• слишком привередливые растения, каждый этап развития которых связан с необходимостью регуляции температуры;
• сорта с быстро растущим корневищем хлорофитум, циперус.

Идеальный вариант для гидропонной фермы культуры средних размеров, не нуждающиеся в дополнительной фиксации или опоре. Кроме того, их должна отличать высокая урожайность, плодовитость, неприхотливость.

Вертикальные гидропонные установки для домашнего использования

Возможны следующие варианты оборудования:

• пирамидальные конструкции с капельной системой полива для некрупных саженцев: зелени, салата, клубники, трав;
• цилиндрические: в центре конструкции лампы освещения, а вокруг, по цилиндру, мелкие растения. Плюс конструкции в рациональном использовании электроэнергии и быстром росте зелени;
• V-образные на основе слоя питательных веществ;
• подвесные: емкость с субстратом удерживает каркас, полив капельный;
• многоярусные системы гидропонного типа;
• фитостены: подходят для компактных растений с небольшой кроной (клубники, салата, различной зелени). Вариант не подходит для развесистых и высоких побегов например, томатов.

От промышленных установок домашние вертикальные фермы отличаются небольшим размером.

Вертикальные грядки подойдут для домашнего размещения, на них просто выращивать цветы, клубнику, зеленый лук, клубнику, мелкие овощи.

Малый и средний бизнес оценит рентабельность оборудования уже в первый год применения: обеспечивать свежей продукцией можно как торговые точки, так и животноводческие комплексы.

Гидропонное оборудование для дома

Вертикальная домашняя гидропонная установка позволяет выращивать большинство овощей и ягод, за исключением корнеплодов, плодовых и сортов в крупными клубнями. Это совсем немало: круглогодично на столе будут свежие огурцы, помидоры, фасоль, перец, зелень, шпинат, брокколи, баклажаны, ягоды и даже цветы. В отличие от покупных, они не вызовут сомнений в качестве, натуральном происхождении и пользе.

Любая установка проста в использовании, а заботиться о будущем урожае сможет даже ребенок: она рассчитана на минимальный уход и поддержание чистоты.

При желании сконструировать вертикальные фермы можно своими руками, найдя в интернете варианты конструкций. Следить будет нужно за тем, чтобы в установке не появлялась плесень и не тухла вода.

Этапы выращивания зелени на вертикальной ферме в домашних условиях

Выбрав культуру для выращивания и подходящее для этого место в квартире, можно приступать к следующим этапам:

• заказать или собрать установку;
• поместить рассаду в горшочки, предварительно извлечь саженцы из грунта, промыть корневую систему;
• добавить воды;
• настроить необходимые датчики, контролировать их работу;
• через неделю можно наливать в емкости готовый раствор. Начать лучше с него, а потом, с опытом, можно попробовать готовить их самостоятельно.
• периодически менять раствор на свежий, контролировать освещенность и температуру;
• обеспечить доступ корней к кислороду.

Поэтапное соблюдение этих пунктов приведет к желаемому результату постоянному урожаю зелени.

Промышленные вертикальные фермы

Главное отличие между типами такого оборудования заключается в способе полива. Поэтому критерию гидропонные фермы делятся на такие виды, как:

1. Фитильный самое простое оборудование без автоматизации. Орошение корней проходит через фитиль, проведенные к резервуару с жидкостью. Такие системы можно использовать в небольших теплицах с низкорастущими саженцами, не требующими интенсивного полива. К плюсам конструкции можно отнести: бюджетность, простоту, надежность. К минусам недостаток кислорода.
2. Принцип глубоководных культур еще одна экономичная установка для растений, требующих постоянного полива. Оборудование оснащено вместительным резервуаром, чтобы наполнить его достаточным количеством воды. В крышке предусмотрены отверстия, через которые жидкость подается к корням при помощи воздушного насоса. Кроме того, установка подходит для выращивания крупных сортов, которые можно закрепить фиксаторами.
3. Метод периодического затопления заключается в автоматизированном орошении и осушении корневых систем. Процессы и их чередование регулируются таймером. Плюс экономичность установки, минус зависимость установки от электросети. Сбой напряжения может привести к высыханию и гибели растений.
4. Капельная система полива: реверсивная система предполагает подачу жидкости к корням и стекание излишков обратно. Постоянная циркуляция жидкости по резервуару требует контроля за образованием плесени.
5. Бессубстратная технология предполагает орошение корней, расположенных по наклоном, питательным раствором. Излишки стекают обратно и используются вновь.
6. Аэропонный метод сложная автоматизированная установка, не связанная с омывающим раствором. Орошение происходит через специальный насос, который распыляет жидкость и насыщает саженцы кислородом. Густые смеси могут забить части конструкции, поэтому необходимо их разбавлять. Минус установки ее высокая стоимость.

Кроме того, промышленные вертикальные фермы делятся на такие типы, как:

• обеспечивающие кормами сельскохозяйственных животных;
• организованные по методу аквапоники безотходной деятельности;
• сити-фермы поставляющие горожанам всегда свежую продукцию.

Какую зелень можно вырастить на вертикальной мини-ферме

На мини-ферме удобно разводить самую разную зелень: укроп, петрушку, базилик, мяту, сельдерей, рукколу, шпинат и всевозможный салат. Кроме того, для выращивания на гидропонных вертикальных установках подходят овощи, грибы, ягоды, лекарственные травы, пшеница, зерновые кормовые и декоративные культуры.

Выращивание зелени и овощей в России с помощью вертикальных ферм

Разведение различных культур отличный выбор для любого уголка России, включая самые засушливые и отдаленные территории. Это возможно благодаря следующим факторам:

• саженцы растут и развиваются в среде, микроклимат которой задан человеком;
• компактность конструкции не требует больших площадей: ярусы грядок можно расположить вдоль стены;
• растения питаются микроэлементами раствора, а не из почвы;
• затраты воды минимальны: система работает в замкнутом цикле;
• необходимости в хранении и транспортировке продукции нет.

Бизнес модели и бренды вертикальных ферм

Как правило, вертикальные фермы ориентированы на реализацию в сетях ритейлы, поставку в рестораны, на борт суперджетов, это b2b-компаниии.

С другой стороны, тема интересна стартаперам, каждый из которых видит свою путь развития вертикальных ферм. Так, крупная компания "AeroFarms" вносит вклад в борьбу с кризисом продовольствия, "Plenty" экспериментирует с новыми сортами, а немецкая компания "Infarm" специализируется на создании мобильных модулей.

Рентабельность вертикальной гидропоники

Рынок вертикальных ферм еще развивается, но уже успешно привлекает инвестиции крупнейших корпораций. По прогнозам экспертов, к 2025 году он привлечет почти 10 млрд долларов.

Тем, кто желает заняться вертикальной гидропоникой самостоятельно, стоит рассчитывать на то, что средний период окупаемости этого бизнеса около 2,5 лет. Для того, чтобы выйти на рынок и увеличить урожайность, стоит приобрести профессиональную установку, которая тоже потребует вложений.

Сколько можно заработать на гидропонике

По оценкам специалистов, каждый квадратный метр полезной площади приносит прибыль в одну тысячу рублей ежемесячно.

Сколько нужно денег для старта бизнеса

Цены разнятся даже на саму установку: в зависимости от ее параметров, размеров, автоматизации, стоимость будет увеличиваться или уменьшаться. Назвать можно только примерные цифры: так, гидропонная установка с автоматической системой орошения и возможностью управления через смартфон обойдется минимум 550 долларов, аэропонная установка размером 2 на 1 метр стоит около 1500. Цена зависит и от страны-производителя: самые известные Китай, Россия, Украина.

Примерная смета будет такой: расходные материалы обойдутся примерно в 15 тысяч рублей, регистрация в 800 рублей, гидропоника от 5000 рублей, фильтры для воды в 8 тысяч, водоснабжение и электронэнергия около 15 тысяч рублей, сама конструкция и аренда площади около 50 тысяч рублей.

С чего начать бизнес

Начать бизнес, безусловно стоит с проведения социологического исследования: на какую продукцию есть всесезонный спрос, затем искать точки сбыта, проконсультироваться о стоимости подходящей установки, привлечь начальный капитал.

Грамотный выбор мини фермы

Чтобы купить вертикальную гидропонную ферму, нужно учитывать такие факторы, как:

• вид культуры, которую планируется разводить;
• площадь помещения;
• материальные ресурсы.

Мини-фермы могут представлять собой самые разнообразные конструкции: спирали, змеевики с горшочками внутри, цилиндры, горки и стены в виде пирамид, цилиндры, стеллажи с ярусами лотков и прочие.

Все эти установки объединяет принцип экономии ресурсов: площади, воды, электричества.

Что выращивать

Наибольшим спросом пользуется зелень, томаты, огурцы, цветы, салат, а также ягоды. Клубничные и земляничные грядки удачное решение для бизнеса, вне зависимости от сезона.

Куда сбывать продукцию

Точки сбыта нужно продумать в первую очередь: если объемы производства планируются небольшие, можно заключить договор с одиночными овощными магазинами, средние позволяют выйти на рестораны. Кроме того, можно зарегистрировать свой товарный знак (эколейбл) и сбывать продукцию через собственную точку.

Где и как выращивать

Установить оборудование можно в любом неиспользуемом помещении: подойдет подвал или заброшенный склад. Важно соблюсти следующие требования: необходимая температура, освещенность и влажность. К последнему пункту нужно подойти особенно ответственно: излишки влаги приведут к образованию плесени и гниению растений.

Какую систему налогообложения выбрать

Стоит выбрать Единый Сельскохозяйственный налог: прибыль будет облагаться налогом по ставке в 6%.
Если у вас есть желание заниматься бизнесом в этом направлении, мы проводим обучение в данном направлении, гдже все подробно рассказываем и делимся своим наработанным годами опытом.

Любые земечания, предложения пишите в комментариях.