Pertanian vertikal menyebar ke seluruh Eropa dan penelitian sedang dilakukan terhadap semua jenis tanaman baru. Namun masih ada tantangan yang harus diatasi.
Gedung perkantoran kosong, tempat tanaman dapat tumbuh ditumpuk satu sama lain, lapis demi lapis. Atau di dalam wadah di lingkungan Anda, pertanian vertikal menawarkan banyak kemungkinan. Anda dapat menanam tanaman di mana pun Anda inginkan. Anda tidak perlu bidang untuk itu. Budidaya berkelanjutan, efisien dan terkendali penuh. Anda tidak memerlukan pestisida, tidak ada emisi nutrisi dan konsumsi air hanya antara 2 dan 4 liter per kilo sayuran. Masih ada masalah besar: konsumsi energi. Kami masih bekerja keras untuk itu.
Pertanian vertikal sedang meningkat di seluruh Eropa. Ini sangat cocok untuk menanam tanaman di daerah perkotaan di mana ruang sangat mahal. Bahkan dapat menjamin ketahanan pangan di negara-negara yang kurang beradaptasi dengan pertanian konvensional. Tetapi meskipun tanaman pertama sudah dijual di beberapa negara, pasti perlu beberapa tahun sebelum produk dari pertanian vertikal mencapai rak supermarket secara massal.
Mengubah diet dan meningkatkan permintaan
Bersamaan dengan budidaya daging, pertanian vertikal sering ditampilkan sebagai solusi utama untuk mengatasi krisis pangan di masa depan. Tapi mengapa kita membutuhkan pertanian vertikal? Mengapa kita tidak terus melakukannya dengan cara lama, seperti yang telah kita lakukan selama 10,000 tahun terakhir?
Kebutuhan akan pangan semakin meningkat setiap tahunnya. Menurut PBB, populasi dunia akan tumbuh menjadi 9.7 miliar orang pada tahun 2050. Semua orang ini membutuhkan makanan. Tetapi menanam tanaman dengan cara tradisional menjadi masalah yang semakin meningkat. Karena perubahan iklim, kondisi pertumbuhan berubah, sehingga Anda tidak dapat lagi menanam tanaman di tempat yang biasa Anda lakukan. Peristiwa cuaca ekstrem dan badai hebat menghancurkan lebih banyak tanaman setiap tahun. Dan di beberapa tempat tanahnya kurang bergizi dibandingkan dulu.
Selain harus memenuhi permintaan makanan segar di masa depan, kebiasaan makan kita juga sangat berbeda dengan seabad yang lalu. “Kami tidak lagi makan secara musiman. Di musim dingin kami makan salad dan beri yang kami impor,” kata CEO Anders Riemann dari Nordic Harvest, pertanian hidroponik terbesar di Eropa.
Petani di peternakan vertikal memakai pakaian pelindung untuk mencegah bakteri yang tidak diinginkan memasuki peternakan. Dengan cara ini mereka dapat menghindari penggunaan pestisida.
Panen musim panas dari Kutub Utara
Peternakan vertikal dapat dibangun hampir di mana saja. Artinya, Anda tidak lagi harus mengimpor kiwi dari Selandia Baru, tetapi Anda dapat menanamnya di pertanian semacam itu di wilayah Anda sendiri. Ini menghemat sejumlah besar emisi CO2.
Bagaimana cara kerjanya?
“Bagi saya, kendali penuh adalah keuntungan besar dari pertanian vertikal. Kami benar-benar dapat mengoptimalkan prosesnya dan tahu persis seberapa besar keinginan kami untuk tumbuh dan kualitasnya,” kata Leo Marcelis, profesor Hortikultura dan Fisiologi Produk di Wageningen University & Research.
Dari pasokan air hingga cahaya matahari, suhu, dan akses ke mineral dan bakteri. Pertanian vertikal terjadi dalam kondisi yang sangat terkendali. Tanaman ditanam di dalam ruangan, dengan lampu LED sebagai pengganti sinar matahari. Bohlam LED berukuran kecil, tahan lama, hemat biaya, dan tidak mengeluarkan panas. Saat matahari terbenam di penghujung hari, lampu ini dapat bersinar selama diperlukan.
Petani dapat memanipulasi ritme siang dan malam tanaman untuk mengoptimalkan hasil pertumbuhan. Pada siang hari, tumbuhan membentuk pati di daun, yang dipecah menjadi gula dan diangkut ke seluruh tumbuhan pada malam hari. Beberapa tanaman membutuhkan lebih dari 12 jam cahaya per hari untuk tumbuh, yang lain membutuhkan lebih sedikit. Pertanian vertikal memungkinkan semua jenis tanaman mendapatkan jumlah sinar matahari yang dibutuhkan untuk tumbuh dengan baik.
Tumbuh dengan warna cahaya yang berbeda
Warna lampu ini sangat penting untuk mengoptimalkan hasil pertumbuhan. Para peneliti terutama berfokus pada efek cahaya merah, biru dan hijau pada pertumbuhan tanaman. Cahaya merah sangat efisien untuk fotosintesis, tetapi tanaman juga membutuhkan cahaya biru, yang sangat berguna untuk produksi klorofil. Untuk beberapa waktu, para peneliti berusaha mengurangi penggunaan lampu hijau, dengan keyakinan bahwa itu tidak berkontribusi pada fotosintesis.
Namun, sebuah studi tahun 2016 dari Universitas Negeri Utah menunjukkan bahwa lampu hijau dapat mendorong fotosintesis ke daun yang lebih rendah lebih efisien daripada lampu merah atau biru. Petani dapat menggunakan kombinasi warna yang berbeda untuk menekankan sifat yang berbeda. Dengan kombinasi yang tepat, petani dapat menanam tanaman yang jauh lebih bergizi dibandingkan dengan bercocok tanam konvensional. Ini dapat bermanfaat karena sebagian besar tanaman menjadi kurang bergizi dalam beberapa dekade terakhir. Kombinasi lain dapat digunakan untuk meningkatkan laju pertumbuhan sehingga lebih banyak makanan dapat diproduksi dalam satu waktu. Dari sudut pandang ekonomi, itu bisa diinginkan, karena pertanian vertikal tetap padat biaya.
Tetapi ada lebih banyak alasan mengapa metode ini sangat populer. Pertanian vertikal tidak membutuhkan pestisida. Para penanam dapat menanam dengan tepat jumlah tanaman yang mereka inginkan, dalam jangka waktu tertentu dan dengan kualitas tertentu yang dipilih sendiri. Kondisi cuaca atau musim tidak lagi mempengaruhi produksi. Lebih banyak makanan dapat ditanam di area permukaan yang lebih kecil.
Pertanian tanpa ladang
Pertanian vertikal saat ini terutama hadir dalam dua bentuk: hidroponik dan aeroponik. Menurut Leo Marcelis, kedua teknik tersebut merupakan alternatif yang sangat baik. Dalam hidroponik, tanaman tumbuh di rak dengan akarnya di air yang mengandung nutrisi, bukan di tanah. Ini dianggap yang paling mudah dari dua sistem utama.
Nordic Harvest memiliki pertanian percobaan di dekat Kopenhagen tempat menanam berbagai jenis salad, kangkung, dan bayam. Peternakan ini dikelilingi oleh kompleks industri lainnya. Itu adalah bangunan seukuran lapangan sepak bola. Pada tahun 2023, perusahaan ingin berekspansi dengan peternakan di Oslo, diikuti peternakan di Skandinavia dan Finlandia.
Menurut Riemann, kapasitas produksi Nordic Harvest saat ini sudah terlihat: “Kami memproduksi sekitar 1000 ton sayuran setiap tahunnya. Pasar Denmark terdiri dari sekitar 20,000 ton per tahun. 6,000 ton ditanam secara konvensional dan sisanya diimpor.” Sayurannya adalah sayuran hijau. Ketika pertanian vertikal berkembang, itu akan menghasilkan persentase produksi pangan yang lebih besar. Perusahaan lain yang menanam tanaman di pertanian vertikal adalah Jones Food Company di Inggris Raya, Hydropousse di Prancis, dan Robbes Lilla Trädgård di Finlandia.
Tanaman yang ditanam secara aeroponik berakar di udara. India Langley, peneliti sistem makanan dan pimpinan PR di penyedia teknologi pertanian dalam ruangan LettUs Grow, menjelaskan cara kerjanya. “Anda memiliki serangkaian nosel dengan lubang yang sangat kecil untuk menyemprotkan larutan nutrisi. Solusi itu diterapkan pada akar tanaman yang menggantung bebas.”
Aeroponik dikembangkan pada 1990-an ketika NASA sedang mencari cara untuk menanam tanaman di luar angkasa. Menurut Pusat Teknologi Tepat Guna Nasional AS, aeroponik “sejauh ini merupakan sistem pemuliaan tanaman yang paling efisien untuk pertanian vertikal”.
Dalam sistem aeroponik, akar memiliki akses mudah ke oksigen. Tingkat pertumbuhan tanaman hingga dua kali lipat dari sistem hidroponik, di mana tanaman akan menyerap oksigen terlarut dalam air. Penggunaannya masih belum sebanyak hidroponik, karena kerumitannya. Nozel yang digunakan dalam produksi dapat dengan mudah tersumbat atau pecah. Tapi LettUs Grow telah menemukan solusi untuk masalah tersebut.
“Kami benar-benar menghapus alat penyiram. Kabut dihasilkan pada permukaan yang benar-benar datar, sehingga tidak ada yang tersumbat atau pecah. Kami percaya solusi sederhana ini akan memungkinkan kami membawa aeroponik ke skala yang jauh lebih besar,” kata Langley.
LettUs Grow menghasilkan sistem tumbuh yang sesuai dengan wadah pengiriman. Wadah ini bersifat mobile dan dapat ditempatkan di mana saja selama ada ruang.
Budidaya ikan dan tanaman bersama-sama
Meskipun hidroponik dan aeroponik adalah dua teknik penting dalam pertanian vertikal, mereka bukan satu-satunya. Teknik lain juga digunakan. Di Eropa, beberapa perusahaan menggunakan metode pemuliaan aquaponik. Mirip dengan hidroponik, tanaman aquaponik ditanam dengan akarnya di dalam air. Hanya akar itu yang menggantung di tangki tempat ikan juga berenang. Ikan ini menghasilkan produk limbah yang sangat bergizi yang dapat digunakan kembali oleh tanaman.
Tumbuhan menyerap nutrisi dan dengan demikian juga membersihkan air untuk ikan. Menurut Marcelis, aquaponik hanya akan menjadi bagian kecil dari pasar pertanian vertikal di masa depan. “Hal yang hebat adalah Anda menggunakan limbah dari ikan sebagai makanan untuk tanaman. Tapi hati-hati dan pastikan Anda menjaga sistem tanaman tetap optimal, ”katanya tentang tekniknya.
Sayuran jenis baru
Baik Nordic Harvest dan LettUs Grow pertama kali bereksperimen dengan menanam sayuran hijau sebelum beralih ke herbal dan microgreens. Kemudian ikuti tomat dan stroberi. Menurut Langley, banyak pertanian vertikal mengikuti tahap perkembangan yang sama. Untuk alasan yang bagus. Tanaman ini halus, tanaman bernilai tinggi yang digunakan secara luas dan dapat menutupi biaya produksi. Mereka juga tumbuh dengan cepat dan berukuran kecil yang berarti banyak tanaman dapat ditanam sekaligus.
Ketika produksi meningkat, menjadi mungkin untuk menanam berbagai tanaman yang lebih luas. Marcelis berpikir bahwa dalam beberapa tahun kami mungkin dapat membeli varietas baru yang telah dikembangkan secara khusus untuk budidaya vertikal. Tetapi mengembangkan resep tanaman baru bukanlah hal yang mudah. Dibutuhkan waktu 5-10 tahun untuk menumbuhkan jenis tanaman baru yang cocok dengan cara budidaya ini.
Tanaman yang ideal berukuran kecil dengan sistem perakaran yang pendek, tumbuh dengan cepat, mudah dipanen dan memiliki hasil yang tinggi. Selain kualitas pertumbuhan, 'resep tanaman' juga harus disusun dengan cermat. “Tantangan terbesar adalah melacak setiap variabel yang memengaruhi pabrik. Anda membutuhkan nutrisi yang tepat dan Anda harus memastikan bahwa tanaman memiliki akses terus menerus ke nutrisi selama pertumbuhan, kata Riemann.
Relatif mahal
Tetapi sementara tanaman apa pun secara teoritis dapat ditanam secara vertikal, ini tidak akan terjadi di masa mendatang. Tanaman massal seperti gandum dan jagung dapat ditanam jauh lebih murah dengan menggunakan metode biasa. “Saya pikir pertanian vertikal saat ini sangat cocok untuk produk segar. Secara teknis, kita bisa menanam tanaman apa saja, termasuk gandum. Tapi pertanian vertikal juga relatif mahal. Saya pikir menumbuhkan produk massal semacam itu dengan nilai yang relatif rendah saat ini tidak realistis. Bahkan sekarang harga gandum naik karena perang di Ukraina,” kata Marcelis.
Namun, di tempat-tempat seperti Singapura dan negara-negara seperti Uni Emirat Arab, di mana sekitar 90 persen dari semua makanan diimpor, menumbuhkan produk massal bernilai rendah dengan cara ini dapat membuahkan hasil. Sebaliknya, di Eropa, menanam gandum secara vertikal mungkin menjadi pilihan dalam jangka panjang, tetapi tentu saja tidak dalam lima tahun ke depan.
Konsumsi energi tinggi
Meskipun masa depan pertanian vertikal terlihat cerah, ada satu masalah besar. Ini membutuhkan banyak energi dan karenanya sangat mahal. Konsumsi energi yang tepat bervariasi dari peternakan ke peternakan, dari sistem ke sistem dan tergantung pada lokasi, musim dan tanaman. Misalnya, sebuah perusahaan di Yunani menggunakan 2.87 kWh energi di musim dingin untuk memproduksi satu kilogram selada, tetapi hanya 1.73 kWh di musim panas. Finlandia iFarm menghitung bahwa menanam selada mereka selama 90 hari menghabiskan biaya 62.26 kWh per m2. Untuk stroberi yaitu 117.10 kWh per m2.
Konsumsi energi tambahan dibandingkan dengan metode biasa adalah antara 14 dan 251 persen, tergantung di mana rumah kaca dan pertanian vertikal berada.
Wageningen University & Research dan Delft University of Technology melakukan penelitian di mana mereka membandingkan rumah kaca dan pertanian vertikal, yang dalam penelitian tersebut disebut sebagai pabrik tanaman. Ini menyangkut rumah kaca dan pertanian vertikal yang masing-masing berlokasi di Belanda, Uni Emirat Arab, dan Swedia. Untuk negara terakhir, baik rumah kaca dengan dan tanpa cahaya buatan dimasukkan dalam perbandingan.
“Produksi satu kilogram selada berat kering membutuhkan input 247 kWhe di pabrik tanaman, dibandingkan dengan 70, 111, 182 dan 211 kWhe di rumah kaca di Belanda, Uni Emirat Arab dan Swedia masing-masing (dengan dan tanpa tambahan selada buatan). pencahayaan), ”kata para ilmuwan dalam penelitian tersebut.
Di iklim yang keras, perbedaan konsumsi energi antara kedua metode penanaman berkurang. Peternakan vertikal mungkin merupakan pilihan yang paling hemat energi di beberapa iklim ekstrem. Tetapi bahkan di kutub utara Swedia dan dalam kondisi gurun UEA, rumah kaca mungkin masih merupakan cara yang paling hemat biaya untuk tumbuh.
Optimize
Pertanian vertikal dapat mengatasi masalah konsumsi listrik yang tinggi sampai batas tertentu dengan mengoptimalkan produksi. Dengan menyesuaikan pencahayaan dan warna LED secara optimal, Anda dapat memengaruhi waktu tanam dan kualitas panen. Biaya produksi pertanian juga dapat dikurangi karena pertanian menjadi lebih otomatis. Robot yang bekerja 24/7 untuk menerapkan nutrisi pada waktu yang tepat, memantau hasil pertumbuhan, dan memanen saat tanaman dewasa dapat menjadi investasi awal yang mahal.
Namun seiring waktu, robot menutupi biaya melalui kerja terus menerus mereka. Meskipun permintaan energi tinggi dan jenis tanaman yang cukup murah untuk ditanam saat ini terbatas, pertanian vertikal semakin populer. Meskipun akan memakan waktu cukup lama sebelum Anda juga mendapatkan stroberi dari wadah budidaya di daerah Anda.
Sumber: https://innovationorigins.com