Первая в мире гидропонная солнечная ферма: морская вода + солнечный свет = помидоры

• Энергия и элементы питания

Теплицы с томатами, зеркала и солнечный концентратор на ферме Sundrop. Фото: Sundrop

Что нужно для озеленения пустыни? Как собрать богатый урожай на высохшей почве, где почти ничего не растёт? Возможно ли ведение сельского хозяйства, если пресная вода заканчивается, почва засоляется, а вокруг - только солёное море, как в Крыму? Оказывается, такое возможно, если использовать интеллект и науку.

Австралийская ферма Sundrop - первая в мире ферма, которая выращивает овощи в пустыне, не используя никакого ископаемого топлива. Только солнечный свет и морская вода (и удобрения).

Футуристическая ферма в Южной Австралии производит 17 000 тонн томатов в год, что приносит доход около $16,9 млн, учитывая среднюю стоимость томатов на оптовом рынке Австралии . В отличие от обычных ферм, здесь не используются ни подземные водные источники, ни ископаемое топливо типа бензина. Ничего. Даже местный песчаный грунт не используется - растения помещаются в сосуды, как в гидропонике. Вместе с водой в сосуды подаются необходимые питательные вещества, удобрения.

Из природных ресурсов берётся только солнечный свет и морская вода. Такая модель фермерского хозяйства может найти широкое распространение в будущем, пишет журнал New Scientist . Запасы пресной воды на Земле постепенно иссякают, население в Азии и Африке быстро растёт, а температура на поверхности Земли увеличивается из-за парникового эффекта. Таким образом, складываются практически идеальные условия для фермерского тепличного хозяйства.

Даже пестициды здесь не нужны, потому что в пустыне вредители практически не выживают. А те, кто выживают, - не могут проникнуть в изолированную теплицу.

К 2050 году из-за роста населения людям понадобится на 50% больше еды, чем сейчас. А ведь все сельскохозяйственные земли уже заняты. Так что остаётся два варианта - или повышать урожайность на существующих площадях, используя более урожайные культуры, или осваивать новые территории - те же пустыни - по ходу решая проблему пресной воды.

Получается, что переход на инновационные технологии в сельском хозяйстве с получением солнечной энергии и опреснением морской воды - это не только наиболее предпочтительный вариант развития человечества. Это единственный возможный вариант. «Обычное» сельское хозяйство больше не работает, пришло время для серьёзных изменений.

Конструкцию уникальной фермы Sundrop разрабатывала и доводила до ума международная группа учёных в течение шести лет. Первая экспериментальная теплица была построена в 2010 году. Спустя четыре года начали возведение полномасштабного сооружения с теплицами на площади в 20 гектаров. В теплицах высажены 180 000 кустов томатов. Официальное открытие фермы состоялось в 2016 году.

Центральным элементом конструкции фермы является 127-метровая башня солнечного концентратора, на которую отражают лучи света 23 000 зеркал, расположенных на земле. Концентратор даёт пар, электричество и пресную воду для фермы.

Вода закачивается из залива Спенсер, который является частью открытого Большого Австралийского залива, омывающего южное побережье Австралии. Как и весь остальной Индийский океан, этот залив содержит солёную морскую воду.

На ферме осуществляется термическое опреснение солёной воды (дистилляция). Вода нагревается, а пар собирают и конденсируют. Образуется дистиллят - это совершенно чистая пресная вода. Таким же способом воду опресняют на морских судах, например. Ничего необычного.

В хороший день солнечная электростанция генерирует 39 МВт электроэнергии. Это достаточно для опреснения примерно цистерны воды. Дистилляция обычно требует около 700 ккал на 1 литр воды. Но это из опыта обычных дистилляторов. Нам неизвестен КПД энергоустановки Sundrop. Возможно, инженеры как-то повысили КПД, поигравшись с осмотическим давлением, например.

Пруд с морской водой на ферме Sundrop

Для упрощения общей конструкции во время предварительных испытаний решено отказаться от прямого нагрева воды солнечным светом. Сейчас установка вырабатывает электроэнергию, а та используется для нагрева и дистилляции воды в отдельной ёмкости.

В любом случае, тепла в концентраторе хватает для опреснения необходимого объёма воды и получения остального электричества, необходимого ферме.

Сухой и жаркий климат Южной Австралии делает землю непригодной для обычного сельского хозяйства. Но используя современные технологии и альтернативную энергетику люди вполне могут разворачивать фермы даже на пустынных территориях, где климат ненамного лучше марсианского.

Компания Sundrop считает, что модель солнечных ферм с концентраторами можно применять во многих тёплых странах, где почва не слишком пригодна для сельского хозяйства, зато много солнечных дней в году. Сейчас фирма открывает ещё одну такую ферму в районе Одемира (Португалия), а также в штате Теннесси (США). Планируется открыть и вторую австралийскую ферму. Сооружение инфраструктуры для солнечной фермы подобного масштаба обошлось в $200 млн. С ежегодным урожаем на $16,9 млн ROI доходит до 8,45%. Получается, что в идеале ферма должна вернуть вложенные инвестиции примерно через 12 лет. Отличный результат.

Руководство компании Sundrop считает, что это очень выгодная долгосрочная инвестиция, а правительства могут поддерживать частные инициативы по созданию экологически чистых ферм, озеленению пустынь, опреснению морской воды. Например, освобождать такие предприятия от налогов. Хотя бы на территории Крыма подобная инициатива могла бы спасти сельское хозяйство, которое грозит исчезнуть из-за нехватки пресной воды.

Томаты, собранные на ферме Sundrop, уже поступили в продажу в супермаркеты Австралии.

Упаковка урожая на ферме Sundrop

Выращивать зелень, овощи и фрукты в современном городе, где пространство максимально задействовано и нет возможности отвести земли под сельское хозяйство, это вопрос, ответ на который обогатит и изменит облик городов навсегда. А ответ напрашивается сам собой – строить вверх. Этот способ строительства домов и офисных зданий давно применялся в таких густонаселенных городах как Гонконг, Манхэттен и Лондон. Но человечество сталкивается с этой проблемой уже в глобальном масштабе. По данным ООН, население планеты к 2050 году увеличится до 9.1 млрд. человек. Это приведет к увеличению спроса на продукты питания приблизительно на 70%. Повышение урожайности можно достичь только при увеличении посевной площади. Но дополнительные земли под сельское хозяйство распределяются неравномерно и многие из них подходят для выращивания не всех культур. Так почему же не создать больше площади сельскохозяйственного назначения путем роста вверх?
Будущее стоит за вертикальным сельским хозяйством. Идея состоит в том, чтобы построить небоскребы с садами и полями, производя культуры круглый год в городах по всему миру. Создание вертикальных гидропонных «пахотных земель» сократит транспортные расходы и выбросы углекислого газа, связанные с перемещением продуктов питания на большие расстояния. Кроме того, это уменьшило бы порчу продукции, которая неизбежно возникает при транспортировке. Такого мнение профессор Колумбийского университета в Нью-Йорке Диксон Деспоммьера, который по праву считается прародителем вертикального сельского хозяйства и чья книга «Вертикальная ферма» является манифестом этой идеи. По сведениям ООН в 2050 году около 70% населения будет проживать в городах, так что имеет смысл, по его словам, перенести фермы туда, где будет жить большинство. Еще одним преимуществом вертикальных гидропонных ферм, является сведение использования пестицидов, гербицидов и фунгицидов к минимуму. Истощение почвы перестанет быть проблемой, т.к. гидропоника использует минералы и питательные вещества для полива, которые сразу будут поглощаться растениями. В результате использования меньшего количества воды и питательных веществ в гидропонике по сравнению с обычным сельским хозяйством, не должно возникнуть проблем с утилизацией сельскохозяйственных стоков.
Возникает вопрос, будет ли это действительно работать? Необходимые технологии уже существуют. Промышленные теплицы имеют более чем вековой опыт выращивания сельскохозяйственных культур в закрытом помещении в больших количествах, говорит Джин Джакомелли, директор центра по контролю за сельскохозяйственной средой Аризонского университета в Тусоне. Теперь есть возможность регулировать температуру, влажность, освещение, поток воздуха и питательных условий, для повышения производительности растений круглый год, в любой точке мира, говорит он. Гидропонные технологии позволяют выращивать в богатой питательной среде практически любой вид растений, от зелени и корнеплодов до фруктов и даже зерновых. Но в основном гидропоника предполагает выращивание карликовых форм растений. Вместо почвы, растения помещаются в лотки с керамзитом, гравием или перлитом, а корни всегда получают питательные вещества из воды. Излишки воды стекают обратно в систему, где перерабатываются и снова идут на полив, а не теряются в земле. Он и его коллеги, на южном полюсе создали теплицу для выращивания гидропоники и ввели ее в эксплуатацию в 2004 году. Этот полуавтоматический гидропонный объект используется для обеспечения 65 сотрудников южной полярной станции Амундсен-Скотт, по крайней мере, свежими овощами и салатом в зимние месяцы, когда полеты на станцию ограничены. Теплица имеет площадь в 22 кв. метра и производит широкий спектр фруктов и овощей, которые поливают водой с добавление витаминов и минералов. Теплица искусственно освещается, т.к. в зимние месяцы остается без естественного света. «Искусственное освещение может стать камнем преткновения для вертикального сельского хозяйства, т.к. будет обходиться слишком дорого и повлечет за собой удорожание продукции. Даже стеклянные небоскребы не решат эту проблем, потому что растения будут получать естественный свет неравномерно (растения у окна будут получать больше света, чем те, которые находятся в глубине), что приведет к неравномерному росту» - говорит Питер Хед, руководитель инженерной компании Arup, мирового лидера в области планирования и устойчивого развития. Действительно, даже одноэтажным теплицам требуется искусственное освещение, для получения урожая круглый год. Так, Thanet Earth, крупнейший сельскохозяйственный комплекс в Великобритании, площадью 90 гектаров, обеспечивающий 15% населения салатными культурами, использует собственные мини электростанции для освещения своих растений в течение 15 часов в день. «Это скорее подрывает понятие о том, что вертикальная гидропонная теплица будет экономичной. Ей понадобятся более дешевые и возобновляемые источники энергии» - говорит Питер.
Некоторые исследователи, такие как Тед Каплоу, инженер-эколог, основатель некоммерческой группы New York Sun Works, утверждают, что даже при использовании возобновляемых источников энергии цифры не радуют. С 2006 года по 2009 год доктор Каплоу с коллегами проводили исследования на барже, пришвартованной в Манхэттене, на которой была построена гидропонная теплица. «Мы провели исследования в области выращивания продуктов питания в самом центре города с минимальными затратами и максимальным использованием ресурсов», - говорит доктор Каплоу. По его словам теплица на воде израсходовала одну десятую часть воды потребляемой обычной фермой. Там не было никаких сельскохозяйственных стоков, химические средства защиты были заменены естественными – божьими коровками. Теплица работала круглогодично, и там выросло в 20 раз больше урожая, чем получили бы на обычной ферме. Панели солнечных батарей и ветряные турбины на барже позволили производить продукты почти с нулевыми выбросами углерода в воздух. Но на барже была одноэтажная теплица, и не было потребности в использовании большого количества электричества. Если попытаться надстроить дополнительные уровни, то солнечных батарей уже не будет хватать, сразу начнутся проблемы с освещением, которое необходимо для растений. Вертикальное хозяйство будет работать, только если там используется естественный свет, заключил доктор Каплоу.
Еще одна разработка компании Valcent в области вертикального фермерского хозяйства была внедрена в Техасе, Ванкувере и Корноулле. Она заключается в использовании вертикально уложенных гидропонных лотках, которые перемещаются по рельсам, чтобы растения гарантировано получали достаточное количество солнечного света. Эта компания производит овощные культуры и салаты для животных зоопарка в Денвере.

Автоматическая установка по производству гидропонного зеленого корма и витграсса АГ-МК 0,06. Цена - 91 000 руб.

Автоматическая установка АГ-М 0,06 по производству гидропонного зеленого корма и витграсса. Цена - 71 000 руб .

Цена - 54 000 руб.

Автоматическая установка по производству гидропонного зеленого корма и витграсса АГ-МК 0,02. Цена - 37 000 руб.

Модель АЗK-4 (С универсальным комплектом полива. 4 лотка - два лотка в два яруса, полезная площадь выращивания 1,75 м2. БЕЗ СВЕТА )
Цена - 36 000 руб.

Модель АЗK-6 (С универсальным комплектом полива. 6 лотков - два лотка в два яруса, полезная площадь выращивания 2,62 м2. БЕЗ СВЕТА )
Цена - 42 000 руб.

Светодиодный агросветильник АГРОЛАЙТ разработан специально для многоярусных гидропонных установок АГРОКОНТЕК серии ДГ и АЗК.
Характеристики:
Необходимо подключение к источнику питания 24 Вольта.
Потребление 2 А.
Мощность 50 Вт.
Длина 1,5 м
Алюминиевый корпус
Сечение 40Х40 мм
Расстояние между крепежом 1 м.
Способ крепления - подвес.
Цена - 6 800 руб .

Комплект специализированного освещения АГРОЛАЙТ 1К;
Цена - 12 800 руб .

Комплект специализированного освещения АГРОЛАЙТ 2К;
Цена - 18 800 руб .

Комплект специализированного освещения АГРОЛАЙТ 3К;
Цена - 26 200 руб .

Домашняя гидропонная установка ДГ-1 - это уникальное и универсальное предложение на рынке гидропонных установок. На установке ДГ-1 можно одновременно выращивать в 125 горшочках диаметром 5 мм или в 60 горшочках диаметром 7-8 мм или 6 горшков диаметром до 250 мм. Выращивать рассаду, выгонять лук на перо, микрозелень, зеленые овощные культуры, томаты, огурцы, перцы, декоративные цветы и многое другое теперь станет простым и приятным делом. Доступные способы полива: прилив-отлив; "подпор"; капельный полив, техника питательного слоя (NFT). Цена - 9 200 руб.

Домашняя гидропонная установка ДГ-2 - это уникальное и универсальное предложение на рынке гидропонных установок. На установке ДГ-2 можно одновременно выращивать растения в 250 горшочках диаметром 5 мм или в 120 горшочках диаметром 7-8 мм или 12 горшков диаметром до 250 мм. Выращивать рассаду, выгонять лук на перо, микрозелень, зеленые овощные культуры, томаты, огурцы, перцы, декоративные цветы и многое другое теперь станет простым и приятным делом. Доступные способы полива: прилив-отлив; "подпор"; капельный полив, техника питательного слоя (NFT). Цена - 14 800 руб.

Автоматизированный комплекс промышленной гидропоники по производству гидропонного зеленого корма.

Комплект крышек для выгонки лука на перо КЛ-1.
252 посадочных места под лук-репку диам. 30-40 мм.
Цена - 1 600 руб.

Комплект крышек для выгонки лука на перо КЛ-2.
504 посадочных места под лук-репку диам. 30-40 мм.
Цена - 3 200 руб.

Помидоры черри отличаются от своих крупных собратьев не только маленьким размером ягодок. Для многих сортов черри характерен неповторимый сладкий вкус, который очень отличается от классического томатного. Тот, кто никогда не пробовал подобных помидоров черри, с закрытыми глазами вполне может решить, что дегустирует какие-то необычные экзотические фрукты. В этой статье я расскажу о пяти разных томатах черри, которые имеют самые сладкие плоды необычной расцветки.

Салат с пряной курицей, грибами, сыром и виноградом - ароматный и сытный. Это блюдо можно подавать как основное, если готовите холодный ужин. Сыр, орешки, майонез - продукты калорийные, в сочетании с пряной жареной курочкой и грибами получается очень питательная закуска, которую освежают кисло-сладкие ягоды винограда. Куриное филе в этом рецепте маринуется в пряной смеси из молотой корицы, куркумы и порошка чили. Если любите еду с огоньком, используйте жгучий чили.

Вопросом, как вырастить здоровую рассаду, озабочены все дачники ранней весной. Вроде бы, и секретов тут нет никаких - главное для быстрых и крепких всходов обеспечить им тепло, влагу и свет. Но на практике в условиях городской квартиры или частного дома это сделать не так уж и просто. Безусловно, у каждого опытного огородника есть свой проверенный способ выращивания рассады. Но сегодня мы поговорим об относительно новом помощнике в этом деле - пропагаторе.

Задача комнатных растений в доме - своим видом украшать жилье, создавать особенную атмосферу уюта. Ради этого мы готовы за ними регулярно ухаживать. Уход – это не только вовремя полить, хотя и это важно. Необходимо создать и другие условия: подходящее освещение, влажность и температуру воздуха, сделать правильную и своевременную пересадку. Для опытных цветоводов ничего сверхъестественного в этом нет. А вот новички часто сталкиваются с определёнными трудностями.

Нежные котлеты из куриной грудки с шампиньонами приготовить просто по этому рецепту с пошаговыми фото. Бытует мнение, что из куриной грудки трудно приготовить сочные и нежные котлеты, это не так! Мясо курицы практически не содержит жир, именно поэтому оно суховато. Но, если добавить к куриному филе сливки, белый хлеб и грибы с луком, получатся обалденно вкусные котлеты, которые понравятся и детям, и взрослым. В грибной сезон попробуйте добавить в фарш лесные грибы.

Красивый сад, цветущий на протяжении всего сезона, невозможно представить без многолетников. Эти цветы не требуют к себе такого внимания, как однолетники, отличаются морозостойкостью, и лишь иногда нуждаются в небольшом укрытии на зиму. Разные виды многолетников расцветают не одновременно, а продолжительность их цветения может варьировать от одной недели до 1,5–2 месяцев. В этой статье предлагаем вспомнить самые красивые и неприхотливые многолетние цветы.

Получать с огорода свежие, экологически чистые и ароматные овощи стремятся все огородники. Родные с радостью принимают блюда домашней кухни из своей картошечки, помидорчиков и салатов. Но есть способ продемонстрировать свое кулинарное мастерство с еще большим эффектом. Для этого стоит попробовать вырастить несколько ароматных растений, которые придадут вашим блюдам новые вкусы и ароматы. Какую зелень на огороде можно считать лучшей с точки зрения кулинара?

Салат из редьки с яйцом и майонезом, который я приготовила из китайской редьки. Эту редьку в наших магазинах часто называют редька Лоба. Снаружи овощ покрыт светло-зелёной кожурой, а в разрезе оказалась розовая мякоть, выглядящая экзотично. Решено было при приготовлении ориентироваться на запах и вкус овоща, и сделать традиционный салат. Получилось очень вкусно, никаких «ореховых» ноток, мы не уловили, однако приятно было съесть зимой легкий весенний салатик.

Грациозное совершенство сияющих белых цветков на высоких цветоножках и огромные блестящие темные листья эухариса придают ему внешность классической звезды. В комнатной культуре это одно из наиболее именитых луковичных. Мало какое растение вызывает столько споров. У одних эухарисы цветут и радуют совершенно без усилий, у других долгие годы не выпускают более двух листьев и кажутся чахлыми. Амазонскую лилию очень сложно причислить к неприхотливым растениям.

Оладьи-пицца на кефире - вкусные оладьи с грибами, оливками и мортаделлой, которые легко приготовить меньше, чем за полчаса. Не всегда есть время готовить дрожжевое тесто и включать духовку, а, бывает, захочется съесть кусочек пиццы, не выходя из дома. Чтобы не отправляться в ближайшую пиццерию, мудрые хозяйки придумали этот рецепт. Оладьи, как пицца - отличная идея для быстрого ужина или завтрака. Как начинку используем колбасу, сыр, оливки, томаты, грибы.

Выращивание овощей в домашних условиях вполне посильная задача. Главное - желание и немного терпения. Большинство зелени и овощей можно успешно вырастить на городском балконе или кухонном подоконнике. Здесь есть плюсы по сравнению с выращиванием в открытом грунте: в таких условиях ваши растения защищены от низких температур, многих болезней и вредителей. А если у вас лоджия или балкон застеклены и утеплены, то выращивать овощи можно практически круглый год

Многие овощные и цветочные культуры мы выращиваем рассадным способом, что позволяет получить более ранний урожай. Но создать идеальные условия очень сложно: нехватка растениям солнечного света, сухость воздуха, сквозняки, несвоевременный полив, грунт и семена могут изначально содержать патогенные микроорганизмы. Эти и другие причины нередко приводят к истощению, а иногда и к гибели молодой рассады, ведь она наиболее чувствительна к неблагоприятным факторам

Благодаря усилиям селекционеров в последнее время ассортимент хвойных многолетников пополнился рядом необычных сортов с жёлтой хвоей. Кажется, что самые оригинальные идеи, которые ландшафтным дизайнерам до сих пор не удавалось воплотить в жизнь, только и ждали своего часа. И из всего этого разнообразия жёлто-хвойных растений всегда можно выбрать виды и сорта, которые наилучшим образом подойдут для участка. О самых интересных из них расскажем в статье.

Шоколадные трюфели с виски - домашние трюфели из тёмного шоколада. На мой взгляд, это один из самых простых и вкусных домашних десертов для взрослых, к сожалению, младшее поколение может только облизываться в сторонке, эти конфеты не для малышей. Трюфели делают с разными наполнителями, с начинкой из орешков, цукатов или сухофруктов. Обваливают в бисквитных, песочных или ореховых крошках. Можно приготовить на основе этого рецепта целую коробку домашних конфет ассорти!

В последнее время мир гидропоники всколыхнулся: ученые все чаще говорят о том, что вскоре гидропоника станет самым распространенным методом выращивания не только овощей, но и рыбы. Планируются масштабные гидропонные установки прямо в городах, они смогут обеспечивать население пищей. Возможно ли это?

Почему гидропонные фермы необходимы?

На планете неуклонно растет население. По прикидкам ученых мужей уже через 10-15 лет человечество по численности достигнет восьми миллиардов. Кроме того, примерно в этот же период ожидается серьезная засуха на некоторых континентах, например, в Африке, Америке. Таким образом, перед человечеством встает серьезнейшая проблема - нехватка самых разных ресурсов, в частности воды и еды.

Поэтому ученые стараются как-то подготовиться к таким глобальным изменениям. Активно разрабатываются проекты гидропонных ферм.

Что будет представлять из себя вертикальная гидропонная ферма?

В Израиле разработали проект первой полноценной фермы, которая будет выполнять сразу две функции - выращивать растения и разводить рыбу. По мнению ученых, с помощью таких ферм удастся также сократить расход электроэнергии и значительно очистить воздух. Стекающая вода будет вырабатывать электричество по принципу водяной мельницы, а расположенные прямо в мегаполисе растения очистят воздух от углекислого газа и прочих вредных веществ.

Всем известно, что гидропонный метод выращивания предполагает использование питательного раствора с разнообразными удобрениями. В то же время рыба нуждается в чистой воде. Израильские ученые полагают, что продукты жизнедеятельности рыб смогут стать удобрением для растений, а растения, в свою очередь, помогут очистить импровизированные водоемы. Предполагается разместить гидропонную ферму на 30-ти этажном небоскребе, а ее устройство по предварительным подсчетам обойдется в 200 миллионов долларов.

Принцип будущей фермы не так уж сложен. Растения будут помещены в лотки, которые установлены в водоеме, в котором, в свою очередь, будут жить телапии. Выбор пал на этих рыб, так как продукты их жизнедеятельности чрезвычайно богаты азотом и прочими микро- и макроэлементами. Таким образом, растения будут получать из воды львиную долю необходимых органических и минеральных удобрений , а вода очистится, что необходимо рыбам.

Правда, при разработке возникла проблема: некоторым растениям все же требуется субстрат - вермикулит, кокосовое волокно и прочее. Например, цитрусовые на гидропонике должны иметь субстрат для корневой системы. Для этого в гидропонную ферму внедрят еще один механизм - вращающийся барабан, в котором будут размещены растения. Таким образом, они будут погружаться в водоем периодически, оказавшись в самом низу барабана. И субстрат напитается питательными веществами.

Также планируется подводить к таким фермам центральную городскую канализацию. Канализационные отходы будут преобразовываться в электроэнергию, за счет нее и будет работать механизм вертикальной гидропонной фермы.

Израильские ученые из фирмы OrganiTech считают, что за такими фермами - будущее городов, спасение экологической ситуации на планен в целом и огромная экономия природных ресурсов. Одна такая ферма должна будет накормить порядка 50 тысяч человек.