نجحت إنفارم في تجربة زراعة القمح داخل المباني، محققة اختراقاً كبيراً في الزراعة العمودية

نجحت شركة الزراعة العمودية إنفارم في تجربة زراعة القمح في الأماكن المغلقة في بيئة خالية من التربة بنهاية عام 2022.

تُظهر النتائج الأولية للتجارب أن على نطاق واسع، تنتج الزراعة العمودية 117 طنًا للهكتار سنويًا، وهو ما يعادل 26 ضعف إنتاج الزراعة المفتوحة. وتذكر إنفارم أيضًا أنه مع تطور المزيد من التقنيات، يمكن زيادة الإنتاج الداخلي بنسبة إضافية تصل إلى 50%.

لا تتأثر الزراعة العمودية بالمناخ أو الموسم أو الموقع أو الظروف الجغرافية، ولا تتطلب استخدام الأراضي الزراعية، وتتميز بكفاءة عالية في استغلال المساحة، ويمكنها إنتاج الخضروات والفواكه بشكل مستمر على مدار 365 يومًا في السنة. تُعتبر حلاً متكاملاً مهماً لضمان إمدادات الزراعة المستقبلية.

相对于传统的大田农业，垂直农业作物品类比较有限，在当前的模式下，多数情况下只适合于种植矮生、短周期的叶菜类，药用植物等高附加值经济作物，高附加值的蔬菜等。也有一些垂直农业企业积极作物上品类上作突破，从叶菜类延生到浆果等更多品类。

ومع ذلك، فإن المحاصيل الأساسية مثل الأرز والقمح والدخن وفول الصويا يصعب زراعتها بكميات كبيرة داخل المزارع العمودية. إن نجاح شركة infarm في تحقيق زراعة القمح في الداخل دون تربة هو بلا شك إنجاز كبير في تطور الزراعة العمودية.

ومع ذلك، فإن تكاليف البناء والتكنولوجيا والتشغيل للزراعة العمودية مرتفعة. كم تبقى من المسافة بين خروج زراعة الحبوب الأساسية في الأماكن المغلقة من المختبر إلى الترويج التجاري الناجح والتطبيق على نطاق واسع؟

يتوقع تقرير الاتجاهات السكانية العالمية الصادر عن الأمم المتحدة أن يصل عدد سكان العالم إلى 9,8 مليار نسمة بحلول عام 2050. تقدر منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة أنه لمواكبة نمو السكان، يجب مضاعفة إنتاج الغذاء بحلول عام 2050.

ومع ذلك، ظلت كمية الأراضي الزراعية ثابتة خلال الـ50 عامًا الماضية، حيث تمثل حوالي 37% من إجمالي الأراضي المتاحة، ولا يُتوقع أن يحدث تغيير كبير في هذه النسبة خلال الفترة الزمنية القادمة.

此外，受气候变化、自然灾害和环境污染的影响，农作物产量和质量受到严重影响，增加了农业损失。比如，长期持续的拉尼娜现象导致美国频繁出现干旱，干旱会导致小麦产量和品质严重下滑。而美国是世界上最大的小麦出口国之一，2021年，美国小麦产量占全球的5.8％，出口占到全球小麦总出口量的10.9％。

俄乌冲突的持续发酵，也加剧了全球粮食危机。中信期货研究所报告指出，俄罗斯和乌克兰在全球粮食生产供应中发挥着重要作用，2021年俄罗斯和乌克兰小麦产量总计1.08亿吨，占全球5.7％，出口量5300万吨，占全球26.1％。另外，俄乌还承担着全球18.7％的玉米进口量，因此俄乌局势变化对全球粮食供需影响较大。

في هذا السياق، هل يمكن للأراضي الزراعية المحدودة تلبية إمدادات الغذاء هو قضية ملحة وهامة؛ فقد وضعت العديد من الدول الأمن الغذائي في موقع مستقر.

تعد الزراعة العمودية، بفضل ميزتها الكبيرة في عدم تأثرها بالمناخ والطقس والفصول والجغرافيا، مما يتيح زراعة المحاصيل بشكل مستمر على مدار 365 يومًا في السنة وعلى مدار 24 ساعة يوميًا، طريقة مهمة للابتكار في حل المشكلات.

يُعدّ القمح أحد المحاصيل الأساسية، وفي ظل ظروف نمو مُحسَّنة في المزارع العمودية الداخلية، سيكون إنتاجه أعلى من الإنتاج الحقلي، مع حصادات متعددة سنويًا، واستخدام أقل للأراضي، وإعادة استخدام الموارد المائية، واستبعاد الآفات والأمراض، دون التسبب في فقدان المغذيات للبيئة.

因此Infarm的这一成功试验，是解决全球粮食安全问题的重大突破。作为一家垂直农业领域颇具代表性的创业公司，Infarm在2021年12月完成2亿美元的D轮融资，由卡塔尔投资局（Qatar Investment Authority）领投，成立以来公司的融资总额达到6亿美元，估值超过10亿美元，是欧洲首家“独角兽”级的垂直农业初创。

بعد تحقيق اختراق في زراعة القمح في الأماكن المغلقة، قال جاي غالونسكا، المؤسس المشارك والمدير التقني لشركة إنفارم، في بيان أن القدرة على زراعة القمح في الأماكن المغلقة تمثل علامة فارقة لشركة إنفارم ولها أهمية كبيرة للأمن الغذائي العالمي.

كما صرح قائلاً: "لمواصلة إطعام السكان المتزايدين في العالم، نحتاج إلى تحقيق غلات محاصيل أعلى. لقد أثبتنا الآن أن الزراعة العمودية للقمح ممكنة. نحن نؤمن بأنه كخيار بديل للتكيف مع تغير المناخ، يمكن زراعة القمح بنجاح على نطاق واسع في الداخل".

قبل إنفارم، كانت هناك بالفعل حالات ناجحة لزراعة الأرز في المزارع الرأسية الداخلية في بلدنا.

في عام 2021، حقق فريق الابتكار في مصانع النباتات التابع لمعهد الزراعة الحضرية بالأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية، بالتعاون مع فريق تشيان تشيان من المعهد الوطني لأبحاث الأرز في الصين، إنجازًا كبيرًا من خلال زراعة الأرز بنجاح وحصاده في غضون حوالي 60 يومًا تحت ظروف مصانع النباتات، مما قلص دورة نمو الأرز التقليدية التي تستغرق أكثر من 120 يومًا في البيئات المفتوحة إلى النصف.

وفقًا ليانغ تشيتشانغ، العالم الرئيسي للفريق والباحث في معهد الزراعة الحضرية، فإن الأرز المستخدم في هذه التجربة هو صنف قزم قدمته فريق تشيان تشيان. يتميز ببنية نباتية مضغوطة توفر كفاءة عالية في استخدام المساحة، مما يجعله مناسبًا للزراعة الرأسية متعددة الطبقات في بيئات مصانع النباتات.

植物工厂不仅能缩短水稻生长周期、增加产量，还是绝佳的作物育种加速器。它不受土地、空间和气候条件的约束，一年四季均可进行加代育种，将大大节省育种工作者的时间。杨其长对外介绍，未来这座植物工厂水稻育种加速器有望实现每年6茬以上的“快速育种”，栽培层数甚至可以达到10层以上。

علاوة على ذلك، أعلنت شركة لونغبينغ هايتك أيضًا في منصة التفاعل مع المستثمرين في مارس 2022 أن الشركة تقوم بإجراء أبحاث استكشافية حول تقصير دورة نمو الأرز وتسريع كفاءة تطوير أصناف جديدة من خلال المزارع النباتية.

في سنغافورة، وهي دولة جزرية محاطة بالبحر وتتميز بأرض محدودة وموارد مياه عذبة شحيحة للغاية، تُعد الزراعة العمودية أحد طرق الزراعة الرئيسية. بذلت سنغافورة جهودًا كبيرة لتطبيق نماذج الزراعة العمودية على الزراعة الحضرية؛ ومعتمدًا على المزارع العمودية داخل ناطحات السحاب، أصبحت "مدينة الحدائق" ذات تغطية خضراء تبلغ 50%.

في فبراير 2022، نجحت سنغافورة أيضًا في تجربة زراعة الأرز في المزارع العمودية، مما كسر القيود التي تمنع المزارع العمودية من زراعة المحاصيل الأساسية. يُعد هذا المشروع مشروعًا تجريبيًا بعنوان "زراعة الأرز في المباني"، تم تنفيذه بالتعاون بين مؤسسة تيماسيك ومختبر علوم الحياة تيماسيك.

قام الباحثون أولاً بتربية شتلات "أرز تيماسيك" في دفيئة. بعد إنبات الشتلات، تم نقلها إلى مزرعة عمودية في منطقة سكنية من نوع هبي دي (HDB) في تامبينس لاستمرار زراعتها. تتكون المزرعة العمودية من ستة طوابق، وتم زراعة أرز تيماسيك في حوالي مترين مربعين من التربة في الطابق العلوي. خلال مرحلة النمو، تم استخدام نظام ري بالتنقيط دقيق لضبط إمدادات المياه والعناصر الغذائية بدقة، وتوصيلها مباشرة إلى جذور نبات الأرز. يقلل هذا النظام استهلاك المياه بنسبة 70% مقارنة بأساليب الغمر التقليدية المستخدمة في حقول الأرز التقليدية.

بعد حصاد أرز تيماسيك، يُنقل إلى المختبر لإجراء الاختبارات. يركز البحث اللاحق على تحسين طعم أرز تيماسيك ومحتواه من الألياف ومؤشره الجلايسيمي لمطابقة جودة الأرز المزروع في المزارع التقليدية.

من المعروف أن شتلات أرز "أرز تيماسيك" التي تُزرع في البيوت المحمية تكون أقصر من الأصناف الشائعة، مما يجعلها مناسبة للنمو في بيئات مزدحمة. كما أنها تمتلك مقاومة للآفات وتحملًا جيدًا للجفاف، مما يسمح لها بالاستمرار في النمو حتى بدون ري لمدة أسبوعين؛ لذا فإن الزراعة العمودية هي سيناريو مثالي. بالإضافة إلى ذلك، مع دورة نمو تبلغ أربعة أشهر فقط وثلاث حصادات سنويًا، يزداد إنتاج الأرز بشكل كبير.

يمكنها زراعة القمح والأرز في المزارع العمودية، مما يوفر بلا شك مساحة تخيلية جديدة لحل مشكلة الغذاء العالمية في المستقبل.

ومع ذلك، لا يزال هناك فجوة هائلة بين المثالية والواقع؛ حاليًا، توجد جميع الاختراقات فقط في المختبرات. لتوسيع نطاق إنجازات المختبر للترويج التجاري على نطاق واسع والتجارية، فإن التكلفة وحماية البيئة هما جبلان كبيران يعبران الطريق.

حاليًا، فإن تطبيق الزراعة العمودية في السوق محدود، ومعدل انتشاره منخفض. والسبب في ذلك هو أن نشر الزراعة العمودية ليس صعبًا من الناحية التقنية، بل يكمن التحدي في كيفية خفض تكاليف البناء والتكاليف التشغيلية.

تمثل المصانع النباتية المغلقة بالكامل ذات الإضاءة الاصطناعية حاليًا أعلى أشكال التكنولوجيا في الزراعة العمودية؛ وقد وُلد الأرز الذي زرعه فريق يانغ تشيتشانغ داخل مصنع نباتي.

تقوم مصانع النباتات بإنتاج المحاصيل في بيئات مغلقة، مما يتطلب بناء هندسة ومعدات دعم ذات صلة تشمل الهياكل الخارجية للصيانة، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، وأجهزة الإضاءة الاصطناعية، وأرفف الزراعة متعددة الطبقات، وأنظمة تدوير وحلول المغذيات والتحكم فيها، وأنظمة التنظيم والتحكم القائمة على الحاسوب.

أظهر تحليل معهد أبحاث الصناعة "تشانزان" أن بناء مصنع نباتي يقل عن 1000 متر مربع (بما في ذلك الديكور الداخلي والمعدات والمرافق) يكلف بين 15000 و20000 يوان لكل متر مربع؛ وبناء مصنع نباتي يتراوح حجمه بين 5000 و10000 متر مربع يكلف بين 8000 و10000 يوان لكل متر مربع؛ أما بالنسبة للمصانع النباتية الكبيرة التي تزيد مساحتها عن 10000 متر مربع، فإن تكاليف البناء تنخفض إلى أقل من 8000 يوان لكل متر مربع.

يشير كتاب "أنظمة وممارسات المصانع النباتية" إلى أن معدات الإضاءة الاصطناعية تشكل النسبة الأكبر من جميع تكاليف المعدات في مصانع النباتات ذات الإضاءة الاصطناعية. وعلى وجه الخصوص، في مصانع النباتات التي تعتمد بالكامل على مصادر إضاءة LED، غالبًا ما تمثل تكاليف LED حوالي نصف التكلفة الإجمالية للمعدات.

هذا ليس سوى التكلفة الأولية المرتفعة للبناء؛ فإن تكاليف الصيانة والتشغيل اللاحقة للإنتاج لا تقل أهمية.

حاليًا، تشمل تكاليف الإنتاج والتشغيل بشكل رئيسي رسوم الكهرباء، ورسوم المواد المختلفة (المحلول المغذي، البذور، سماد غاز ثاني أكسيد الكربون)، ورسوم العمالة للعمال، ورسوم النقل اللوجستي، ورسوم إدارة الموظفين، وغيرها.

كشف لي بينغ، نائب المدير العام لشركة سانان أوبتوالكترونيكس، مرةً أن تكاليف الكهرباء تمثل حاليًا حوالي 25% من تكاليف الإنتاج والتشغيل للمصانع النباتية. "مبنى صناعي بمساحة 10,000 متر مربع وارتفاع يتراوح بين أربعة إلى خمسة أمتار، عند تحويله إلى مصنع نباتي بإضاءة اصطناعية، يستهلك أكثر من 13 مليون كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويًا."

في الصين، يأتي 75% من الكهرباء من توليد الطاقة بالفحم. إن عملية إنتاج الفحم تسبب التلوث، وبالتالي لا يمكن تجاهل تكاليف الاستعادة البيئية المرتبطة باستهلاك الطاقة.

البيانات أعلاه مستندة جميعها إلى حسابات لنباتات قزمة شائعة في المصانع النباتية، مثل الخس والمحاصيل الاقتصادية. في المقابل، تشغل المحاصيل الأساسية مثل الأرز والقمح مساحة أكبر وتترتب عليها تكاليف أعلى.

إذا تم مراعاة القيمة التجارية للترويج، فإن القيمة السوقية للمحاصيل الأساسية أقل بكثير من المحاصيل النقدية والفواكه والخضروات. إنتاج محاصيل أساسية بتكاليف أعلى وأسعار بيع نسبية منخفضة يصعب قبولها في السوق حالياً.

ومع ذلك، فإن طريقة إنتاج تمثل الزراعة المستقبلية تقف أمامنا؛ فلا ينبغي لنا أن نحسب فقط 'الحساب الاقتصادي' ونقيس 'نسبة العائد على الاستثمار'، بل يجب أن نأخذ في الاعتبار أيضًا أهميتها الاستراتيجية.

تواجهنا العديد من القضايا العاجلة: النمو السكاني السريع، والطلب المتزايد بشكل حاد على الأمن الغذائي، والانخفاض الحاد في الأراضي الزراعية، وانخفاض مستمر في القوى العاملة الزراعية... تحتاج البشرية إلى طرق جديدة لإنتاج المنتجات الزراعية؛ الزراعة العمودية هي إحدى الطرق الفعالة. تكمن أهميتها الأكبر في كونها مشروعًا مهمًا لإنقاذ البشرية من الانقراض.

لذلك، تقوم العديد من المختبرات والشركات بالبحث بنشاط في الزراعة العمودية لتقليل التكاليف، وتحسين الكفاءة، وتوسيع قنوات البيع. نحن أيضًا نرى بتفاؤل أن هذا ليس مشكلة لا حل لها؛ سواء في تقليل استهلاك الطاقة، أو خفض تكاليف الإدارة، أو توسيع قنوات السوق، هناك الآن العديد من الأفكار. للمزيد من التفاصيل، يرجى الرجوع إلى المقال "المصانع النباتية: محاصرة بالتكاليف".

حتى بالنسبة لأكثر مصانع النباتات تكلفةً في الوقت الحالي، فقد توقع تشان تشو زو، المدير العام لشركة تشونغكو سانان، أنه مع تحسن تكنولوجيا النظام بأكمله وتقدم كفاءة الإضاءة المضيئة لتقنية LED، بينما ترتفع تكاليف الزراعة التقليدية تدريجيًا من حيث العمالة وأراضي الاستخدام والنقل والتكاليف البيئية، بحلول عام 2025، ستقترب تكاليف إنتاج مصانع النباتات من التكافؤ مع تكاليف الإنتاج الزراعي التقليدي .