垂直農法: 2050年までにさらに30億人をどのように養うのでしょうか。

By Fouad Sabry

垂直農法とは

2050年までに、現在よりも20億人多い人間がいると推定されています。その多くの人々を養うために、私たちは食糧生産を説明するために南アメリカの大きさの陸地を必要とします。誰にとっても残念なことに、彼らはもはや新しい大陸を作りません。土地の不足が年々心配するほど十分でない場合、地球は気候の変化、気象条件の激化、大気の質のために耕作可能な土地を失っています。など。

垂直農法は、垂直に積み重ねられた層で作物を栽培する慣行です。多くの場合、植物の成長を最適化することを目的とした管理された環境の農業と、水耕栽培、アクアポニックス、エアロポニックスなどの無土壌農業技術が組み込まれています。垂直農法システムを収容するための構造の一般的な選択肢には、建物、輸送コンテナ、トンネル、廃坑などがあります。

垂直農法を利用する主な利点は、必要な土地の単位面積が小さくなることで収穫量が増えることです。作物は成長中に同じ土地を共有しないため、一度に多種多様な作物を栽培する能力が向上することも、求められているもう1つの利点です。さらに、作物は屋内に配置されるため、天候の混乱に耐性があります。つまり、極端なまたは予期しない天候の発生によって失われる作物が少なくなります。土地の使用が限られているため、垂直農法は在来の動植物への影響が少なく、地元の動植物のさらなる保護につながります。

どのようにメリットがありますか

（I）次のトピックに関する洞察と検証：

第1章：垂直農法
第2章：考古学
第3章：開発支援農業
第4章：フォークウォール
第5章：フードスケープ
第6章：緑の壁
第7章：コンテナガーデン
第8章：テラス（土工）
第9章：テラス（庭）
第10章：テラス（建物）
第11章：都市園芸

（II）垂直農法に関する一般のトップ質問への回答。
（III）多くの分野での垂直農法の使用に関する実際の例。
（IV）簡単に説明する17の付録266垂直農法の技術を360度完全に理解するための各業界の新興技術。

この本の対象者

専門家、学部生、大学院生、愛好家、愛好家、およびあらゆる種類の垂直農法の基本的な知識や情報を超えたい人。

• Language: 日本語
• Publisher: 10億人の知識があります [Japanese]
• Release date: Nov 6, 2021

Book preview

著者によるその他の本

1 – スマートマシン

2 – 脳のコンピュータのインターフェイス

3 – 群れの知能

4 – 自律走行車

5 – 自律ドローン

6 – 自律型ロボット工学

7 – 自律兵器

8 – 農業用ロボット工学

9 – クローズドエコロジカルシステム

10 – 培養肉

11 – 垂直農業

***

著者によるシリーズ

情報技術の新技術

1 – スマートマシン

神経科学における新技術

1 – 脳のコンピュータインターフェイス

ロボット工学における新技術

1 – 群れの知能

自律的なものにおける新たな技術

1 – 自律走行車

2 – 自律ドローン

3 – 自律型ロボット工学

4 – 自律兵器

農業における新興技術

1 – 農業用ロボット工学

2 – クローズドエコロジカルシステム

3 – 培養肉

4 – 垂直農業

***

10億人の知識

垂直農業

2050年までにさらに30億人を養うにはどうすればよいでしょうか。

フアド・サブリー

著作権

垂直農業著作権 © 2021 フアド・サブリーによって.すべての権利予約。

すべての権利が予約されています。本書のいかなる部分も、著者の書面による許可なしに、情報保存および検索システムを含む電子的または機械的手段によって複製することはできません。唯一の例外は、レビューで短い抜粋を引用することができるレビュー担当者です。

フアド・サブリーがデザインしたカバー。

この本はフィクションの作品です。名前、文字、場所、およびインシデントは、著者の想像力の産物であるか、架空に使用されます。実際の人、生きているか死んでいるか、出来事、またはロケールに似ている場合は、まったく偶然です。

ボーナス

あなたは 1BKOfficial.Org+垂直農業@gmailに電子メールを送信することができます.「垂直農業:2050年までに30億人を養うにはどうすればよいか」"、または単にこのリンクをクリックして、電子メールクライアント上で送信をクリックすると、この本の最初のいくつかの章を含む電子メールが表示されます。

フアド・サブリー

1BKのウェブサイトをご覧ください。

www.1BKOfficial.org

前書き

なぜ私はこの本を書いたのですか。

この本を書く物語は、私が学生だった1989年に始まりました。

それは、現在多くの先進国で利用可能なSTEM(科学、技術、工学、数学)の学校に似ています。

STEMは、学際的かつ応用的なアプローチで、科学、技術、工学、数学の4つの分野で学生を教育するという考え方に基づくカリキュラムです。この用語は、通常、学校での教育方針やカリキュラムの選択に対処するために使用されます。これは、労働力開発、国家安全保障上の懸念、移民政策に影響を与えます。

図書館には毎週授業があり、各生徒は自由に本を選んで1時間読めます。授業の目的は、教育カリキュラム以外の科目を読むことを生徒に奨励することです。

図書館では、棚の本を見ている間に、5部で合計5,000ページの巨大な本に気づきました。本名は、私たちの周りのすべてを記述する「技術百科事典」、半導体に絶対的なゼロ、その時のほとんどすべての技術は、カラフルなイラストと簡単な言葉で説明されました。百科事典を読み始め、もちろん週1時間の授業では終えることができなかった。

だから、私は父に百科事典を買うように説得した。私の父は私の人生の初めに私のためにすべての技術ツールを買いました, 最初のコンピュータと最初の技術百科事典, そして両方とも私と私のキャリアに大きな影響を与えます.

今年の同じ夏休みに百科事典全体を終え、宇宙の仕組みや日常の問題に対する知識の応用方法を見始めました。

技術に対する私の情熱は30年前より始まり、まだ 旅は続いています。

この本は、私が高校生の時と同じ素晴らしい経験を読者に与えようとする私の試みである「新興技術百科事典」の一部ですが、20番目のエンターy技術の代わりに、私は21番目の新しい技術、アプリケーション、業界ソリューションにもっと興味を持っています。

「新興技術百科事典」は365冊の本で構成され、各書籍は 1つの新興技術に焦点を当てます。本書の最後にある「近日公開」の一部で、新興技術とその業界別の分類のリストを読むことができます。

読者に1年の期間内に毎日1つの新興技術に関する知識を増やす機会を与えるために365冊の本。

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紹介

どうやってこの本を書いたのですか。

「新興技術百科事典」のすべての本の中で、私は、新進技術についての彼らの質問に答えようと、人々の心から直接、即座に、生の検索の洞察を得ようとしています。

毎日30億件のGoogle検索があり、その20%がこれまでに見たことがありません。彼らは人々の思考への直接のラインのようなものです.

時にはそれは「紙詰まりを取り除く方法」です。他の時には、 それは彼らがGoogleと共有するだけの痛烈な恐怖と秘密のハンカチ です。

「垂直農業」に関するコンテンツアイデアの未開拓の金鉱を発見するために私の追求では、私はGoogleのような検索エンジンからのオートコンプリートデータを聞くために多くのツールを使用し、その後すぐにすべての有用なフレーズと質問をクランクアウトし、人々はキーワード「垂直農業」の周りに尋ねています。

それは人々の洞察力の金鉱であり、私は新鮮な、超有用なコンテンツ、製品やサービスを作成するために使用することができます。親切な人は、あなたのような、本当に欲しいです。

人の検索は、人間の精神で収集された最も重要なデータセットです。したがって、この本はライブ製品であり、常に「垂直農業」に関する新しい質問のためのより多くの答えによって更新され、あなたと私と同じように人々が尋ね、この新しい新しい技術についてもっと知りたいと思っています。

番目この本を書くアプローチは人々がどのように検索するかをより深いレベルで理解する垂直農業,質問やクエリを明らかにするIだろう no必ずしもの上から考える私の頭でこれらの質問に答える超簡単そして消化言葉,そして宛先操縦するザ本頃簡単な方法で。

だから、この本を書くことに関しては、私はそれが可能な限り最適化され、ターゲットにされていることを確認しました。本書の目的は、人々が「垂直農業」についての知識をさらに理解し、成長させるのを助けることを目的としている。私は人々の質問にできるだけ密接に答え、より多くのことを示そうとしています。

人々が抱える質問や問題を探求し、直接答え、本の内容に洞察力、検証、創造性を加え、ピッチや提案さえも提供する素晴らしい、そして美しい方法です。この本は、豊かで混雑が少なく、時には驚くべき再捜索需要の領域を明らかにしています。このアプローチを使って本を読んだ後、私は潜在的な読者の心の知識を信じることが期待されているのは間違いありません。

私はこの本の内容を常に新鮮にするためにユニークなアプローチを適用しました。このアプローチは、検索リスニングツールを使用して、人々の心に耳を傾けることによって異なります。このアプローチは、私が助けになりました:

読者がどこにいるか正確に知ることができるので、和音を打ち、トピックをより理解できる関連コンテンツを作成できます。

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しっかりとした意思決定を行い、リスクを減らして、人々が読みたいこと、知りたいもの(リアルタイム)に最前列の座席を取得し、検索データを使用して、どのトピックを含め、どのトピックを除外するかを大胆に決定します。

コンテンツ制作を合理化して、日々、数週間の時間を節約するために個々の意見を手動でふるいにかけずにコンテンツのアイデアを特定します。

質問に答えるだけで、人々が簡単な方法で知識を増やすのを助けるのは素晴らしいことです。

この本の書き方は、照合して、検索エンジンで読者から尋ねられている重要な質問を追跡するほどユニークだと思います。

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確認

本を書くことは想像以上に難しく、想像以上にやりがいがあります。一流の研究者による作業が完了しなければ、このことは不可能であり、この新しい技術に関する国民の知識を高めるための努力を認めたい。

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献身

啓発された人々は、物事を異なる方法で見て、世界をより良くしたいと思う人は、現状や既存の状態が好きではありません.あなたは彼らにあまりにも多くの反対をすることができますし、あなたは彼らとさらに議論することができますが、あなたはそれらを無視することはできませんし、彼らは常に物事を変えるので、それらを過小評価することはできません.彼らは人類を前進させ、狂ったものやアマチュアと見なす人もいれば、世界を変えることができると思うほど啓発されている人は、人々を啓発に導くものなので、天才やイノベーターを見る人もいます。

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エピグラフ

「私たちは、適切な媒体の下で別々にこれらの部分を成長させることによって、胸や翼を食べるために鶏肉全体を栽培するという不条理から逃れるつもりです。

- ウィンストン・チャーチル、イギリスの元首相 ***

目次

垂直農業

著者によるその他の本

著者によるシリーズ

垂直農業

著作権

ボーナス

前書き

紹介

確認

献身

エピグラフ

目次

第1章:垂直農業

第2章:考古学

第3章 開発支援農業

第4章:フォークウォール

第5章:食べ物の食べ物

第6章:緑の壁

第7章 コンテナ園

第8章 テラス(土工)

第9章 テラス(ガーデン)

第10章 テラス(建物)

第11章 都市園芸

エピローグ

著者について

もうすぐです

付録:各業界の新しい技術

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第1章:垂直農業

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屋内垂直農業システムで成長するレタス

垂直農業は、垂直に積み重ねられた層で作物を生産するプロセスです。植物開発の最適化を目的とする制御環境農業や、水耕栽培、水耕栽培、エアロポニックスなどの土壌のない農業技術が頻繁に使用されています。建物、輸送コンテナ、トンネル、放棄された鉱山シャフトは、垂直農業システムを収容するために使用される一般的な構造の一つです。2020年現在、世界は約30ヘクタール(74エーカー)の垂直農業に相当します。コロンビア大学の公共と環境保健の教授であるディクソン・デスポミエは、1999年に垂直農業の現代的な概念を確立しました。デスポムミエと彼の学生たちは、50,000人を養うことができる超高層ビル農場の計画を考案しました。デザインはまだ実現されていないにもかかわらず、垂直農業の概念をうまく普及させました。現在の垂直農業技術は、カスタマイズされたLEDライトのような他の最先端の技術と組み合わせると、伝統的な農業方法で得られた収量の10倍以上の作物収量をもたらしました。[検証に失敗した]

垂直農業技術を採用することの主な利点は、土地要件のより少ない単位面積で作物の生産量を改善することです。もう一つの求められている利点は、作物が成長している間に土地の同じプロットを共有していないので、一度に作物のより広い品種を栽培する強化された能力です。さらに、農作物は屋内で栽培されるため、天候の乱れにかかりにくく、極端な気象イベントや予期せぬ気象事象により失われる作物が少なくなります。垂直農業は、土地利用が限られているため、在来の動植物に対する破壊的な影響を受けにくく、その結果、在来の動植物のさらなる保護が行われます。

一般的な農場と比較すると、垂直農業技術は、高いスタートアップ費用のために経済的なハードルを持っています。オーストラリアのビクトリア州にある「架空の10レベルの垂直農場」は、ビクトリア州の農村部の通常の農場よりも、肥沃な土地の平方メートルあたりほぼ850倍の費用がかかります。また、垂直農場にはLEDなどの補足照明の使用に伴い、エネルギー要件も高くなります。さらに、これらのエネルギー需要を満たすために再生可能でないエネルギーを使用すると、垂直農場は通常の農場や温室よりも環境を汚染する可能性があります。

垂直農業の技術

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モルスの屋内水耕栽培

水栽培

土壌のない植物を栽培するプロセスは、水耕栽培として知られています。植物の根は、窒素、リン、硫黄、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの栄養素を含む液体溶液に、鉄、塩素、マンガン、ホウ素、亜鉛、銅、モリブデンなどの微量元素を含む液体溶液に水中に沈めます。また、根を支えるために、砂利、砂、おがくずなどの不活性(化学的に不活性)培地を土壌代替として採用しています。

水の使用量を減らしながら、面積あたりの生産を強化する能力は、水耕栽培の利点の一つです。ある研究によると、従来の農業と比較して、水耕栽培は13倍少ない水を使用しながら、面積当たりのレタス収量を約11倍に高めることができます。これらの利点のため, 水耕栽培は、垂直農業で 最も一般的に利用される 成長システム.

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ナマズのアクアポニックス

アクアポニックス

名前水耕栽培は2つの単語の組み合わせに由来します: 養殖 (魚の養殖) と水耕栽培 (土壌のない植物を栽培するプロセス).アクアポニックスは、陸上植物の開発と自然に似た閉ループシステムでの水生生物の創造を組み合わせることで、水耕栽培を拡大しています。魚のタンクからの栄養豊富な排水は、有毒なアンモニアが栄養豊富な硝酸塩に変換されるバイオフィルターに送られる前に、固体除去ユニットによって濾過されます。植物は、栄養素を吸収して排水を浄化し、魚のタンクに戻します。さらに、植物は魚によって生成された二酸化炭素を消費し、魚のタンク内の水は熱を吸収し、夜間の温度を維持する温室を支援し、電気を節約します。水耕栽培成分も含むアクアポニックスは、ほとんどの商業垂直農業システムがいくつかの急速に成長している野菜作物の生産に焦点を当てているため、現在、従来の水耕栽培ほど頻繁に採用されていません。

エアロポニックス

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好気性に成長したチャイブ

エアロポニックスは、1990年代にNASA(米国航空宇宙局)が宇宙で植物を栽培するための効果的な方法を開発することに触発されました。エアロポニックスは、従来の水耕栽培やアクアポニックスとは異なり、植物を栽培するために液体または固体培地を必要としません。代わりに、栄養豊富な液体溶液は、植物がぶら下がっている空気室に霧が入っています。エアロポニックスは、最も 効率的な従来の水耕栽培システムよりも最大90%少ない水を使用し、成長する中程度の変化を必要としない、最も持続可能な土壌のない成長アプローチです。さらに、成長する媒体の欠如は、重力が自動的に余分な液体を排出するのでエネルギーを節約するエアロポニックシステムを垂直にすることができ、標準的な水平水耕栽培システムは、多くの場合、過剰な溶液を調節するために水ポンプを必要とします。 現時点では、エアロポニックデバイスは、彼らが人気を集めているが、垂直農業で頻繁に使用されていません。

制御環境農業

制御環境農業(CEA)は、作物の生産性を高めるか、成長期を長くするために自然環境を変える習慣です。CEA システムは、温室や建物などの密閉構造に収められており、空気、温度、光、水、湿度、二酸化炭素、植物栄養などの環境要素を制御できます。CEAは、水耕栽培、アクアポニックス、エアロポニックスなどの土壌のない農業技術と組み合わせて、垂直農業システムで頻繁に使用されます。

縦型農業の種類

建物ベースのファーム

モスクワの垂直農場.

放棄された建物は、古いミートパッキング工場から変更されたシカゴの「ザ・カンパニー」農場など、垂直農業のために頻繁に転用されます。しかし、垂直農業システムに対応するために新しい建物が建設されることもあります。

出荷コンテナの垂直ファーム

リサイクルされた輸送コンテナは、垂直農業システムをホストするためのより一般的な選択肢になりつつあります。輸送コンテナは、幅広いプラントを成長させる標準化されたモジュラーチャンバーとして機能し、LED照明、垂直積み上げ水耕栽培、スマートな気候制御、監視センサーを頻繁に装備しています。さらに、輸送コンテナを積み重ねることで、農場は平方フィートあたりの生産を増やしながら、さらに多くのスペースを節約することができます。

深い農場

「深い農場」は、転用された地下トンネルや放棄された鉱山シャフトから建設された垂直農場です。地下の温度と湿度はしばしば中程度で一貫しているため、深い農場は加熱に必要なエネルギーが少なくなります。深い農場はまた、水の供給コストを削減するために隣接する地下水を使用することができます。ノッティンガム大学のサワナ・リファット(サ ファ・ リファット)氏によると、深い農場は同じ量の土地で地上の典型的な農場よりも7~9倍多くの食料を生産できます。自動収穫システムと組み合わせると、これらの地下農場は完全に自給自足する可能性があります。

歴史

初期提案

垂直農業の概念は、コロンビア大学の公共と環境保健の教授であるディクソン・デスポミエによって確立されました。1999年、彼は大学院生に対して、ニューヨークの屋上にどれだけの食料を植えることができるかを計算するよう求めました。学生たちは、約1000人しか養えることができないという結論に達しました。結果に満足していない、Despommierは代わりに垂直に多数のレベルで屋内で成長植物を提案しました。デスポムミエと彼の学生は、人工照明、高度な水耕栽培、および50,000人のための十分な食料を生産することができるエアロポニックスを備えた30階建ての垂直農場を提案しました。彼らは、より高いレベルは約100種類の果物や野菜が生息し、最下階には植物の廃棄物を食べる鶏や魚が生息すると言い続けました。 Despommierの超高層農場はまだ建設されていないという事実にもかかわらず、それは垂直農業の概念を普及させ、多くのその後のアイデアにインスピレーションを与えました。

実装

仁川(韓国)、アブダビ(アラブ首長国連邦)、ドングタン(中国)、ニューヨーク市、ポートランド、ロサンゼルス、ラスベガス、シアトル、サリー、トロント、パリ、バンガロール(インド)、ドバイ、上海、北京は、いずれも垂直農場の開発に関心を示している。2014年から2020年11月の間に、約18億ドルがこの地域のスタートアップに投資されました。

英国のペイントン動物園環境公園は、2009年に世界初の試験生産システムを設置しました。このイニシアチブは、垂直農業を実証し、持続可能な都市食糧生産に関するさらなる研究のための強固な基盤を提供しました。この製品は動物園の動物に供給され、プロジェクトはシステム評価を可能にし、世界的な生物多様性と生態系サービスに害を与える持続不可能な土地利用慣行の変化を提唱する教育資源を提供します。

2010年の第36回世界シオニスト会議で、緑のシオニスト同盟はケレン・カイメット・リイスラエル(イスラエルのユダヤ人国民基金)にイスラエルに垂直農場を設立するよう促す決議を後援しました。さらに、2010年には、アトランタに100以上の積み重ねられた「成長ポッド」で構成される垂直農場を設立しましたが、2016年5月に倒産したようです。

スカイグリーンズファームズは、2012年にシンガポールで世界初の商業垂直農場を開発しました。現在、高さ9メートル以上の建物が100棟以上あります。

イリノイ州シカゴに拠点を置くスタートアップ、工場は、2012年に放棄されたミートパッキングビルに新しく建設された垂直農業システムを立ち上げました。垂直農場やその他の持続可能な農業技術をホストするために放棄された建物を使用することは、現代社会の都市化の成長の結果です。

2013年にミュンヘンで垂直農業協会(AVF)が設立されました。(ドイツ)。2015年5月までに、AVFはヨーロッパ、アジア、米国、カナダ、英国の地域支部を含むように成長しました。このグループは、食品のセキュリティと長期的な開発を高めるために生産者と発明者を結集します。AVFは、垂直農業技術、設計、企業を進めるために、国際的な情報日、ワークショップ、サミットを開催しています。

ロンドンに拠点を置くスタートアップ、グローイング・アンダーグラウンドは、2015年に放棄された第二次世界大戦のトンネルで地下で緑豊かな野菜を生産し始めました。

Local Rootsは2016年に、人工ニューラルネットワークとリンクされたコンピュータビジョンを備えた40フィートの輸送コンテナにホストされている垂直農業システム「TerraFarm」を作成し、カリフォルニア州からリモートで監視しています。 TerraFarmシステムは「従来の屋外農業とのコスト平等を達成した」と言われ、各ユニットは「3〜5エーカーの農地」に相当する量を生成し、水の回収を使用して97%少ない水を使用し、空調を通して蒸発した水を捕獲します。2016年にテキサス州ダラスで立ち上げられた米国の食料品店で最初の垂直庭園が、それ以来シャッターを切りました。

日本のスタートアップであるMiraiは、2017年にマルチレベルの垂直農業システムの販売を開始しました。その特別な目的のLEDライトは2.5倍の成長時間を減らすことができるので、同社は毎日10,000頭のレタスを生産できると主張しています - 通常の農業方法を使用して生産できる量の100倍。さらに、このすべては、40%少ないエネルギー、80%少ない食品廃棄物、および95%少ない水で標準的な農業方法で達成することができます。アジアの複数の政府は、この技術の導入に関心を示している。

クローガーは2019年にドイツのInfarm社と協力して、シアトル地域の2つの食料品店にモジュラー垂直農場を作りました。

2019年、マルメイケア店内のレストランは、モジュラー出荷コンテナベースの屋内農場で1年間の実験でボンビオとアーバンクロップソリューションズと協力し、ショップ駐車場からレストランのキッチンに新鮮なレタスを直接持ち込みます。

垂直農業会社であり、ETHチューリッヒのスピンオフであるYASAIは、iFarm技術を搭載したチューリッヒ初の垂直農場を2021年秋にオープンする予定です。

利点

効率

伝統的な農業の耕地要件は、将来の世代のために持続可能であるには大きすぎて侵略的です。現在の人口拡大率では、1人当たりの耕地は1970年に比べて2050年までに66%減少すると予想されています。垂直農業は、いくつかの状況で伝統的な方法よりもエーカーあたりの作物生産量の10倍以上を提供することができます。屋内農業は、非熱帯の場所での伝統的な農業とは異なり、一年中作物を栽培する可能性があります。作物に応じて、オールシーズンの農業は、4〜6倍に栽培された表面の生産性を増加させます。例えば、イチゴの作物は、30倍もの高い因子を有することができる。

垂直農業はまた、離散作物セクションの利用による収穫可能な作物のより広い範囲の開発を可能にする。垂直農場は、季節ごとに1種類の作物しか収穫しない典型的な農場とは対照的に、異なる土地区画のために様々な作物を同時に生産し、収穫することを可能にする。

USDAによると、一般的な農業方法と比較すると、垂直農産物は小売業者に短い距離を移動します。

米国農務省によると、世界の人口は2050年までに90億人に近づき、 大多数の人々が 都市や町に住んでいます。垂直農業は、人口増加によって引き起こされる可能性のある食糧不足に対するUSDAの期待される解決策です。この農業アプローチは、排出量と必要な水の量を削減するため、環境にやさしいです。この種の都市農業は、ほぼ瞬時の農場から店舗への輸送を可能にし、流通を減らすだろう。

垂直農業の専門家は、USDAとエネルギー省が主催するシンポジウムで植物の繁殖、害虫管理、エンジニアリングについて議論しました。この地域は非常によく制御されているため、害虫(昆虫、鳥、げっ歯類など)は垂直農場で簡単です。化学農薬は必要ないので、有機作物の栽培は標準的な農業よりも簡単です。

天候に対する抵抗

伝統的な屋外農業で栽培された作物は好天に依存しており、雨、モンスーン、暴風雨、竜巻、洪水、山火事、干ばつなどの悪天候によって被害を受けています「最近の3つの洪水(1993年、2007年、2008年)は、米国の30億ドルの作物損失を引き起こし、表土の損失はさらに壊滅的です。降水量と気温の変化は、今世紀末までにインドの農業生産量を30%削減する可能性がある」

極端な天候の問題は、伝統的な農業がほとんど不可能であるアラスカやカナダ北部などの北極と亜寒帯地域で特に重要です。食料不安は、新鮮な農産物が長距離輸送されなければならないため、長い間、遠くの北部の集落で懸念されてきました, 高いコストと貧しい栄養をもたらします.アラスカ州チャーチル、マニトバ州、ウナラスカなどの地域で操業する一握りの農場では、コンテナベースの農場は、より南部の場所からの物資を運ぶよりも低コストで一年中新鮮な農産物を提供することができます。地元のコンテナベースの農場は、作物栽培と同様に、伝統的に栽培された製品を遠隔地の人々に持ち込むために必要な広範な供給ラインよりも中断の対象が少ない。チャーチルの食料コストは、2017年5月と6月の洪水が町とカナダの残りの部分との間の唯一の恒久的な陸上リンクとして機能する列車線の停止を余儀なくされたときに急上昇しました。

環境保全

垂直農業の生産が強化されたため、最大20ユニットの農地の外に垂直農業の各ユニットが自然の状態に復元される可能性があります。垂直農業は農地の量を減らすことによって多くの天然資源を節約するでしょう。

自然バイオームの農業侵入によって引き起こされる森林破壊や砂漠化を避けることができます。屋内で食品を生産すると、耕作、植え付け、収穫のための農機の使用を減らすか、除去し、土壌を節約し、排出量を削減します。

伝統的な農業は耕地の巨大な領域を必要とするため、自然の植物相や種にしばしば侵襲的です。ある研究によると、木のネズミの個体数は収穫後に1ヘクタール当たり25人から5ヘクタールに減少し、伝統的な農業は毎年1ヘクタール当たり10匹が死亡することを示唆している。一方、垂直農業は、限られたスペース消費のために野生動物への影響が少なくなります。

問題

経済学

垂直農場は、高い開始費用によってもたらされる財政的障壁を克服する必要があります。60ヘクタールの垂直農場は、作成に1億ドル以上の費用がかかる可能性があります。都市の占有コストは、従来の農場の農村部の設定よりも、開始コストがはるかに高く、休憩時間が長くなる可能性があります。

垂直農業の潜在的な収益性は、いくつかの質問されています。伝統的な農場は、垂直農場よりも低い価格で小麦のような低価値の商品を提供するので、垂直農場は財政的に成功するために高価値の作物を栽培する必要があります。コーネルの生物環境工学教授ルイ・オルブライトによると、垂直農場で栽培された小麦から製造されたパンのローフは27ドルの費用がかかります。しかし、米国労働統計局によると、2019年9月のパンの平均ローフは1.296米ドルで、垂直農場で栽培された食品が典型的な屋外農場で栽培された作物と比較して競争力がない方法を示しています。垂直ファームは、成功するためには、実行コストを削減する必要があります。使用済みの40フィートの輸送コンテナから作られたTerraFarmシステムは、「伝統的な屋外農業とのコスト平等を達成した」と主張しています。

1ヘクタール当たり3.2トンの小麦の世界平均と比較すると、10階建ての垂直小麦農場は1ヘクタール当たり最大1,940トン(収量600倍)の小麦を生成する可能性があります。この方法は、照明、温度、湿度制御、二酸化炭素入力、肥料に対する大量のエネルギー消費を必要とし、「現在の市場価格と経済的に競争力がある可能性は低い」ことを発見した。

フィナンシャル・タイムズによると、2020年時点でほとんどの垂直農業企業は、いくつかの日本企業を除いて不採算でした。

エネルギー利用

成長期には、太陽は垂直表面上の極端な角度で輝き、作物がレベルの高い土地で栽培されたときよりもはるかに少ない光を提供します。その結果、追加の照明が必要になります。ブルース・バグビーによると、垂直農業の電力要件は、自然光を使用したばかりの伝統的な農場と競争力を失うであろう。環境作家ジョージ・モンビオによると、パンの単一のローフのための穀物を成長させるのに十分な補足光を提供するコストは、およそ$15です。エコノミスト誌の記事によると、「ガラスの塔で栽培されている野菜が日中に自然光を受ける可能性があっても、それは十分ではない」と「人工照明に電力を供給する費用は屋内農業を非常に高価にするだろう」と述べています。さらに、垂直農場のエネルギー消費量を満たすためにソーラーパネルのみを使用する場合、「必要なソーラーパネルの面積は、マルチレベル屋内農場の耕地の20倍の倍数である必要がある」と判断した。アリゾナ州のレタス水耕栽培農場では、1キログラムのレタスが生産されるたびに15,000kJのエネルギーが必要です。対照的に、アリゾナ州の伝統的な屋外レタス農場は、1キログラムのレタスが栽培された1キログラム当たりわずか1100 kJのエネルギーしか消費しなくなっています。

ディクソン・デスポミエ博士の著書「垂直農場」によると、暖房費と冷却費は他の複数階建ての建物の支出に匹敵する。栄養素や水を供給するには、配管やエレベーターシステムが必要です。米国北部では、化石燃料の暖房費が1ヘクタール当たり20万ドルを超える可能性があります。2015年、アリゾナ州の研究者は、従来の農業方法と水耕栽培農場を使用してレタスの成長を評価しました。加熱と冷却は、水耕栽培農場で消費されるエネルギーの80%以上を占め、冷暖房は1キログラム当たり7400kJのレタスを生産する必要があります。同じ研究によると、水耕栽培農場の全体的なエネルギー使用量はレタス1キログラムあたり90,000 kJです。エネルギー使用量が対処されていない場合、垂直農場は伝統的な農業に代わる持続不可能な代替手段となる可能性があります。

垂直農業のエネルギー要件は、エネルギーを生産するためにかなりの量の土地利用を必要とします。太陽光発電を介して電力を供給するには、垂直農業によって栽培される作物のすべてのエーカーに5.4エーカーのソーラーパネルが必要です。したがって、実際には、垂直農業は、通常の農業よりも多くの面積を必要とするかもしれません。

汚染

いくつかの潜在的な解決策には、相互に関連する課題が数多くあります。

電力要件: 化石燃料を使用して電力要件を満たせば、環境への影響はマイナスになる可能性があります。発電所に電力を供給する低炭素能力を開発することさえ、単に典型的な農場を所定の位置に残すが、より少ない石炭を燃やすほど意味をなさないかもしれない。ルイ・オルブライトによると、「電気的に生成された光合成光に基づく閉鎖系都市農業」では、発電所で生産されたレタスのポンドは8ポンドの二酸化炭素を生産し、4,000ポンドのレタスが生産され、家族の車の年間排出量に相当します。彼はまた、同等の方法で栽培されたトマトのカーボンフットプリントはレタスの2倍になると主張しています。しかし、日光が作物に到達できる温室で栽培されたレタスは、一人当たりの二酸化炭素排出量を300%削減しました。垂直農場システムは、太陽光の収穫効率が高まるにつれて、汚染が少なくなります。

炭素排出量:垂直農場はCO2源を必要とし、電力会社と共存している場合は燃焼する可能性が最も高く、そうでなければ放出されるCO2を捕獲することが可能です。温室は、大気の3~4倍の二酸化炭素濃度を上げることが多い。このCO2の上昇は、可変速度で光合成を改善し、平均50%、収量の増加だけでなく、より速い植物の開発、毛穴の狭さ、および水ストレスに対する耐性の向上(あまりにも多く、少ない)に貢献します。垂直ファームは、分離したままでいらなりません。より困難な成熟した植物は、スペースを解放し、コストの柔軟性を高め、標準的な温室に移動することができます。

作物の被害:一部の温室は、二酸化硫黄やエチレンなどの汚染物質を排出する炉に使用されるようなCO2を生産するために化石燃料のみを使用しています。これらの汚染物質は植物に大きな害を及ぼす可能性があるため、ガスろ過は高生産システムの必須コンポーネントです。

換気:リサイクル装置が開発される可能性がありますが、「必要な」換気によりCO2が大気中に漏れる可能性があります。これは、湿度耐性と湿度不耐症作物の作物ポリカルチャーサイクリング(単一培養とは対照的に)に限定されません。

光汚染:温室農家は植物の光周期を利用して、植物が栄養性か生殖かを制御することが多い。このコントロールの一環として、ライトは日没後と日の出前、または夜を通して定期的に点灯したままです。平屋の温室は光害を引き起こしたことで追い詰められてきたが、通常の都市の垂直農場も光害を引き起こす可能性がある。

水質汚染:水質温室は定期的に水を交換し、肥料や農薬を含む水を捨てなければなりません。隣接する農地や湿地に排水を広めることは、都市の垂直農場にとって困難ですが、水処理ソリューション(自然または他の方法)は解決策の一部になる可能性があります。

{章 1} の終了

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References

Birkby, Jeff (January 2016). Vertical Farming. ATTRA Sustainable Agriculture Program. Retrieved October 28, 2019.

Terazono, Emiko (31 October 2020). Vertical farming: hope or hype?. Financial Times. Retrieved 7 November 2020.

"Dickson Despommier | Columbia University Mailman School of