مزارع یا کشتزارهای عمودی
مقدمه
با توجه به افزایش جمعیت در شهرها و کاهش دسترسی آسان شهروندان به مواد غذایی سالم و طبیعی، آلودگی محیط زیست، کاهش تعاملات اجتماعی باید به فکر راهکاری تازه و مناسب برای حل این مشکلات گشت. در شهرها علاوه بر زندگی ماشینی و کمبود زمین برای کشاورزی افقی، دسترسی به سبزیجات و صیفی جات تازه از تولید به مصرف کمی مشکل شده است که برای حل این مساله کشتزارهای عمودی پیشنهاد گردیده است. در بسیاری از کشورهای دنیا استفاده از این روش پاسخ مثبت داده و علاوه بر تامین نیاز مردم باعث اشتغال زایی و آموزش و حتی ارتقاء سطح کشاورزی شهری نیز شده است.
تاریخچه مزارع یا کشتزارهای عمودی
در سال 1999، پروفسور دیکنسون دمپیر استاد و محقق علوم بهداشت محیطی و میکروبیولوژی در دانشگاه کلمبیا برای نخستین بار ایده کشتزارهای طبیعی را مطرح کرد و در سال 2010 با انتشار کتاب خود با نام « کشتزارهای عمودی راهی برای تامین منابع غذایی جهان در قرن بیست و یکم» نام خود را به عنوان سردمدار این رویکرد در جهان به ثبت رسانید. در این کتاب، به اعتقاد او پرورش محصولات غذایی ساکنین شهرها در داخل برج هایی عمودی و در درون فضاهای شهری پاسخی است برای رفع مشکلات مربوط به بحران منابع غذایی در جهان که تکنولوژی کشاورزی بدون خاک را به کار گرفته و با استفاده از ایجاد شرایط کنترل دما و رطوبت و کلیه عوامل تاثیرگذار در رشد محصول در داخل ساختمان سبب پرورش محصولات در داخل شهر، تامین امنیت غذایی شهرها و کاهش هزینه ها و خسارت های ناشی از حمل و نقل این محصولات از خار شهرها می شود.
تعریف مزارع یا کشتزار عمودی
بر طبق تعریف کلی، کشاورزی عمودی، به پرورش گیاهان و حتی حیوانات در داخل آسمان خراش ها و برج های بلند مرتبه و یا در سطوح مرتفع شیبدار اتلاق می شود که در آن از سیستم کشاورزی هیدروپونیک در جهت ایجاد هم افزایی بین محیط درون ساختمان و عملیات کشاورزی که در شکل های مختلفی مانند کشتزارهای متعدد در طبقات و یا فضای شیشه ای در جلوی ساختمان ها وجود دارند عمل می شود.
کشاورزی عمودی می تواند به عنوان سیستمی تعریف شود که در آن گیاهان، حیوانات، قارچ ها و موجودات زنده دیگر در تهیه مواد غذایی با همدیگر مشارکت می کنند و تولید غذا، سوخت، فیبر یا دیگر محصولات می نمایند و در حالت عمودی و روی یکدیگر به کار خود ادامه می دهند.
مزایای اجرای مزارع عمودی:
1-زیبا سازی شهر و ساختمان مورد نظر
2-تلطیف هوا و کمک به رفع آلودگی شهر (به طور مثال یک متر مربع چمن چیده نشده قادر است معادل نیم کیلو گرم آلودگی هوا در سال رااز بین ببرد، همچنین توجه با به کاشت گیاهان مناسب برای رفع آلودگی می توان از هوایی با آلودگی کمتر بهره برد )
3-بهبود وضع آب و هوا در مقیاس مسکونی و شهری
4- تاثیربر روح و روان و کاهش تنش های روانی افراد
5- کاهش هزینه نگه داری از سقف بام (باغ بام)
6- گسترش فرهنگ استفاده و نگه داری فضای سبز
7- ایجاد فضای تفرج شخصی جهت ساکنان هر آپارتمان(باغ بام)
8- عایق صوتی – حرارتی و تشعشات ماورای بنفش برای ساختمان
9-در صورت برنامه ریزی دقیق آب حاصل از سیستم آبیاری و زهکشی باغ بام درباره به چرخه برمی گردد و هدر نخواهد رفت (باغ بام)
انواع روش های کشت عمودی
سیستم کشت عمودی به روشNFT:
یک سیستم متفاوت با زیبایی و جذابیت خاص است. این سیستم در کنار سادگی کار آیی مناسبی جهت کاشت گیاهان دارد. گیاهان در گلدانهای کوچک که در یک سازه عمودی نصب شده اند، نگهداری می شوند. گلدانها بدون خاک هستند و در آنها تنها از نگهدارنده ریشه (مانند پوکه و پرلیت) استقاده می گردد. مواد مغذی محلول در آب از بالاترین محل وارد لوله های انتفال می گردد و پس از گذر از تمام مسیر در مخزن اصلی جمع آوری می گردد. این نوع آبیاری در اصطلاح آبیاری به روش لایه نازک مغذیNFT گفته می شود که یکی از روشهای کارآمد در کشت هیدروپونیک است. این سیستم می تواند به صورت ثابت بر روی دیواریا به صورت متحرک روی یک استند نصب گردد. در صورت نصب روی استند می توان با توجه به وزن کم، سیستم را به مکان دیگر منتقل کرد.
مزایای استفاده از روش NFT:
– سادگی و ارزانی
– انعطاف پذیری برای نصب در محلهای مختلف
– قابلیت توسعه
نگهداری ساده
سیستم کشت عمودی به روش دیوار سبز(باغچه عمودی):
دیوار سبز یا باغچه عمودی به معنی سطح دیواری پوشیده از گیاه است. گیاهان در این حالت به جای زندگی معمولی خود روی سطح زمین، زندگی جدیدی را در سطح عمودی تجربه می کنند. در هر منطقه جغرافیایی با توجه به شرایط آب و هوایی و گیاهان مخصوص آن منطقه می توان منظره ای زیبا و زنده در طول سال به معرض نمایش گذاشت. همانطور که می دانید گیاهان نقش بسزایی در پاکسازی هوا ایفا می کنند، از این رو طراحی و اجرای دیوار سبز یکی از بهترین راهکارهای کاهش آلودگی هوا در شهرها می باشد. علاوه بر آن گل ها و گیاهان بر روحیه افراد نیز تاثیرگذار هستند و حسی از آرامش و رهایی از دغدغه های روزمره به آن ها منتقل می کنند.
مزایای استفاده از سیستم دیوار سبز (Green Wall):
تصفیه هوا
ایجاد آرامش
کاهش دمای هوا
عایق صوتی
محافظت از ساختمان در برابر
عوامل مختلف
قابلیت اجرا در فضاهای کوچک
و بزرگ
سیستم کشت عمودی به روش تراس گاردن: ( Terrace Garden )
تراس گاردن تشکیل شده از دو لغت انگلیسی(Terrace Garden) می باشد که در معنای آن باغ تراس یا برگردان پارسی آن تراس سبز می شود. استفاده از تراس سبز در طبقات آپارتمان ها و حتی ساختمان های بلندمرتبه می تواند یکی دیگر از روش های کشت طبقاتی باشد. با این روش می توان از فضای ترای برای کاشت سبزی های معطر و گل های بهاری استفاده کرد.
مزایای استفاده از سیستم تراس گاردن:
استفاده از این فضا برای کاشت گیاهان و سبزیجات
استفاده از این فضا برای استراحت و تماشای محیط اطراف
ایجاد فضایی دلنشین در جلوی ساختمان
سیستم کشت هیدروپونیک (آب کشت)عمودی:
سیستم کشت هیدروپونیک عمودی در حقیقت یک روش بسترساز برای کشت هیدروپونیک است که با افزایش تراکم کشت گیاه سبب افزایش بهره وری از یک مساحت ثابت تحت کشت می شود.
با استفاده از این روش کشت و با توجه به هزینه اولیه آن که معادل سایر روش های بسترسازی معمول است، می توان راندمان تولید محصول در گلخانه یا زمین مورد نظر را تا ۳۰ درصد افزایش داد و با توجه به ثابت ماندن هزینه های مربوط به گرمایش و سرمایش و همچنین هزینه های بسترسازی، میزان تولید خالص نیز افزایش می یابد.
کشت هیدروپونیک برای میوه هایی با محصولات مقاوم از قبیل گوجه – خیار – فلفل – گیاهان برگی مثل کاهو – سبزی و گیاهانی که رشد سریعی دارند ایده آل است.
مزایای سیستم هیدروپونیک(آب کشت):
عملکرد بیشتر به دلیل امکان کنترلی که روی موادغذایی داریم
تولید محصول در جایی که خاک مناسبی نداریم
راندمان بهتر در استفاده از آب و مواد غذایی
سازگاری بیشتر با مکانیزه کردن کارها و در نتیجه نیاز به نیروی کار کمتر
جداکردن محصول از خاک و کنترل بیماری های خاکزاد همچنین دوری از شوری خاک و عدم زهکشی مناسب
نداشتن هزینه های آماده سازی زمین ( شخم ،کولتیواتور،استریل کردن خاک )
امکان برداشت سریعتر (زودرس کردن محصول) و کشت به دفعات بیشتر
سیستم آئروپونیک ( هوا کشت ):
این سیستم پیشرفته ترین روش در کشت های گلخانه ای است به این ترتیب که گیاه بدون استفاده از خاک یا هر بستر دیگری در محیطی قرار می گیرد که محلول غذایی به صورت مه روی ریشه پاشیده می شود در این روش اتلاف آب و مواد غذایی حداقل و میزان رشد و تولید به حداکثر خود می رسد.
در این روش اکسیژن رسانی به ریشه ها به حداکثر می رسد که باعث افزایش رشد چشمگیر ریشه ها و در نتیجه افزایش سطح جذب مواد مغذی می گردد.
مزایای استفاده از روش (هوا کشت):
استفاده از روش هواکشت هزینه های تولیدی را کاهش می دهد و از طرف دیگر به تولید بیشتر و بهتر محصول کمک می کند.
استفاده از هواکشت باعث کاهش میزان مصرف آب به مقدار 99 درصد را می شود.
در روش Aeroponicsیا هواکشت دیگر نیازی به مواد شیمیایی برای ضد عفونی خاک نیست
شما می توانید محصولی سالم و ارگانیک تهیه کنید.
در روش هواکشت محصول به دست آمده از هر گونه آلودگی به دور می باشد.
در روش هواکشت شما مشکل تهویه و زهکشی محیط ریشه را ندارد.
بررسی برخی از نمونه های پیشنهادی و اجرا شده:
مزرعه عمودی سنجاقک در نیویورک:
این مزرعه عمودی شهری را برای تامین نیاز روز افزون فضای سبز و پرورش محصولات کشاورزی با توجه به رشد جمعیت طراحی کرده است. دارای ۱۳۲ طبقه در بیش از ۶۰۰ متر ارتفاع است. “سنجاقک” می تواند بیش از ۲۸ زمینه کشاورزی متنوع را در خود جای دهد. انواع میوه ها، سبزیجات، غلات و حتی تولید گوشت و لبنیات. همچنین در داخل این مزرعه عمودی فضاهای متعددی برای دفاتر اداری و آزمایشگاه های تحقیقاتی در نظر گرفته شده است. ترکیب نیروهای خورشیدی و بادی سنجاقک را به یک طرح ۱۰۰درصد خودکفا از لحاظ تامین انرژی تبدیل کرده است. همچنین در این طرح از آب باران برای آبیاری مزارع استفاده می شود.
مزرعه عمودی طراحی شده توسط استیو لی:
«استیو لی» اهل سئول یک مزرعه کشاورزی عمودی طراحی کرده است؛ شاید این طرح کمی دور از واقعیت باشد اما در سال های اخیر چنین طرح هایی ارائه شده است. مزرعه شهری مفهومی برای معرفی کشاورزی شهری است؛ طراحی این مزرعه با ساختاری عمودی شبیه به یک درخت است که شاید راه حلی برای مشکلات کمبود زمین، جنگل زدایی و آلودگی به دلیل ازدحام بیش از حد جمعیت در سال های آینده باشد.
در واقع این برج آوانگارد برای کشت مواد غذایی جهت نیازهای رو به رشد شهرها در نظر گرفته شده است؛ این مزرعه در یک مساحت کوچک به شکل عمودی بر اساس هیدروپونیک برای تولید مواد غذایی در مقادیر زیاد طراحی شده است که هر طبقه شامل یک مزرعه با محصولی متفاوت است.
این مزرعه شهری با قابلیت کنترل محیط، حرارت، نور و رطوبت برای بهره وری سالم است؛ دارای چند محفظه شبیه به ریشه، تنه و برگ است و با توجه به ساختار آن شرایط رشد محصولات متفاوت است.
مزرعه عمودی مسقف نیوآرک:
طی پروژه ای 30 میلیون دلاری، در آینده نزدیک بزرگ ترین مزرعه عمودی مسقف جهان در نیوآرک، نیوجرسی شکل خواهد گرفت. تاسیساتی که 69 هزار فوت مربع را اشغال خواهد کرد و توانایی تولید دو میلیون پوند (907 تن) سبزیجات و گیاهان دارویی پرورش یافته بدون خاک را دارد.
افتتاح نخستین فاز پروژه مذکور در ادامه سال جاری میلادی برنامه ریزی شده است و انتظار می رود بخشی از انرژی مورد نیاز این تاسیسات توسط منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی تامین شود. این مزرعه عمودی که با تغییر کاربری یک کارخانه فولاد شکل می گیرد از فناوری رشد گیاهان بدون خاک آئروفارمز سود می برد که در آن گیاهان با اسپری کردن محلول مواد مغذی روی محصولات رشد می کنند. به جای خاک، ریشه ها در پارچه های نفوذپذیر که در سراسر محفظه های نگهداری ماژولار امتداد دارند، قرار می گیرند. فرآیند پایدار تولید محصول از آب بازیافت شده و هیچ گونه آفت کش و کود بهره می برد و فضا و منابع کمتری نیز نسبت به کشاورزی سنتی نیاز دارد. همچنین، تجهیزات نظارتی میزان دی اکسید کربن دریافتی گیاهان و طول موج رنگ و شدت نور چراغ های LED بالای آنها را تنظیم می کنند.
مزرعه عمودی بوگوتا:
در مرکز بوگوتا، یکی از پرجمعیت ترین شهرهای جهان در کلمبیا، باغ عمودی زیبایی ایجاد شده تا کمبود فضای سبز شهر را جبران کند. مجتمع مسکونی ۱۱ طبقه ای سانتالایا، واقع در قلب شهر بوگوتا، پوشیده در گل ها و گیاهانی است که بیش از ۳ هزار متر مربع از مساحت مجتمع را به خود اختصاص داده است. تنها فضاهای خالی از گیاه در این آپارتمان بالکن ها، پنجره ها و دیوارهای بین آن ها است و به همین دلیل چشم اندازی بسیار زیبا به یکی از پرجمعیت ترین مناطق شهر بخشیده است.
در باغ عمودی شهر بوگوتا، بیش از ۱۱۵ هزار گیاه کاشته شده است که این میزان گیاه اکسیژن مورد نیاز بیش از ۳ هزار نفر از ساکنان شهر را تامین می کند و می تواند تاثیرات مخرب کربن در این منطقه را خنثی کند. بدون شک یکی دیگر از تاثیرات مثبت این باغ عمودی نصب شده روی دیوار، عایق سازی ساختمان در مقابل گرما و سرماست، که همین امر منجر به استفاده کمتر از وسایل گرمایش و سرمایش می شود.
بیش از ۴۲ عدد سیستم آبیاری در محل کاشت گیاهان وجود دارد تا به طور منظم گیاهان را آبیاری کند و دو کارگر مسئولیت نگهبانی از مجتمع و رسیدگی به گیاهان را در سراسر روز به عهده دارند.
به گفته یکی از معماران، طراحی سیستم آبیاری، سیستم های گردش آب و همچنین انتخاب نوع گیاهان سخت ترین مرحله در پیاده سازی این پروژه بوده است. طراحان به منظور بهینه کردن مصرف آب و جلوگیری از هدر رفتن آن، سنسورهای رطوبتی-تابشی روی این باغ نصب کرده اند.
منابع:
حسینی، نعیمه سادات و فیضی، محسن و خاک زند، مهدی، 1394، کشتزارهای عمودی، راهکاری نوین در ارتقاء سطح کشاورزی شهری، مرجع دانش.
آقابالا، صنم، آئروپونیک(هواکشت) چیست، سایت اگرونیک.
نوری، سایه، سنجاقک؛مزرعه مفاهیم مدرن عمودی توسط وینسنت، سایت نواندیشان.
حسین پور، احسان، مزرعه عمودی سنجاقک، وبلاگ معماری.
کشت عمودی به روش NFT، سایت برگچه.
دیوار سبز چیست، سایت ساختمانچی.
سایت روئین کالا.
سایت چهارسوی علم.
سایت همشهری آنلاین.
مزایای اجرای فضای سبز عمودی یا باغ عمودی، سایت Green Wood.
تراس گاردن، سایت سورن بام.
سایت تکرتو.
هواکشت یا آئروپونیک چیست، سایت کشاورزی مدرن، کشاورزی ارگانیک.
انواع سیستم های کشت گیاهان گلخانه ای، سایت پارس دشت.
عجایب شهر/ باغ عمودی بوگوتا، خبرگزاری ایمنا.
27- Specht, K ., Siebert, R., Hartmann, I., Freisinger , U. B., Sawicha, M., Werner , A., & Dierich, A.(2014). Urban Agriculture of the future: an overview of sustainability aspect of food production in and on buildings”. Agriculture and Human Values, 31(1), 33-51, DOI 10.1007/ s 10460-013-9448-4.
28- Anirudh Garg and Rekha Balodi , 2014, Recent Trends in Agriculture : Vertical Farming and Organic Farming.
www.javann.ir