החקלאות במשבר: אוכלוסיית העולם הולכת וגדלה והשיטות החקלאיות המסורתיות צורכות יותר מדי אנרגיה ומניבות פחות מדי מזון. הפיתרון: גורדי שחקים עם חוות של גידולים הידרופוניים, פועלים רובוטיים ומעבדות לגידול בשר
חקלאות בשחקים
עד שנת 2025 תגדל אוכלוסיית העולם מ-6.6 מיליארד ל-8 מיליארד בני אדם. מדענים צופים בצורת ממושכת בחלק המרכזי של מערב אמריקה והצפות נרחבות של שטחים חקלאיים באפריקה ובאסיה. האם צדק המתמטיקאי תומס מלתוס, שחזה לפני 200 שנים כי החקלאות לא תוכל לספק די מזון לאוכלוסיית העולם? עד כה סייעו חידושים בחקלאות להתגבר על הבעיות, אך המשאבים עדיין מוגבלים.
אין ספק - ללא חשיבה מחודשת על האופן בו מגדלים מזון, עלולים רבים בעולם לרעוב. מדען הסביבה דיקסון דספומיה מאוניברסיטת קולומביה, וגם מדענים נוספים, מציעים פיתרון מהפכני: להקים במרכזי ערים חוות חקלאיות בגורדי שחקים. על מנת לצמצם את צריכת האנרגיה ולהגדיל את תפוקת המזון תיושם במגדלים שיטת גידול הידרופונית, ללא עפר [והביוב שיוזרם מהסביבה ישמש כמקור אנרגיה]. העברה של חוות חקלאיות למגדלים תאפשר לפנות שטחים חקלאיים לשתילת עצים, כדי לצמצם את תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה. יתרה מכך - החוות האנכיות מאפשרות לגדל את המזון סמוך למקום בו אוכלים אותו, ומעבר לחיסכון בהוצאות, הדבר גם מפחית את כמות המזהמים שנפלטים בזמן ההובלה: יש בכך חיסכון משמעותי, שכן אם מוסיפים לפליטת המזהמים בזמן העיבוד וההובלה של היבול והבקר גם את גז המתאן שפולטות חיות המשק, אחראית החקלאות ל-14 אחוזים מגז החממה שנפלט בעולם.
עדיין לא ניתן לרכוש מוצרי מזון שגודלו בחוות אנכיות. עד כה הסתכמו הפרויקטים של חקלאות עירונית בניסויים בהיקף מצומצם שבוצעו בפארקים שכונתיים. החזון של דספומיה מרחיק לכת הרבה יותר: מגדל בגובה של 30 קומות, בעלות של 200 מיליון דולרים, שישתרע על פני גוש בניינים שלם ויספק די פירות, ירקות ועופות ל-50,000 בני אדם. "עם כניסת ביוב ויציאת מזון עשויה החווה האנכית לפעול כמעין מכונה בתנועה מתמדת שמזינה אנשים רבים" הוא אומר. מרבית הטכנולוגיה כבר קיימת, לדבריו, ועם שיפורים מסוימים עשוי הפרויקט להתחיל לפעול בהקדם - בתקציב של כ-0.25 אחוז מהסובסידיה ששולמה לחקלאים אמריקנים בעשור האחרון, כלומר כ-500 מיליון דולרים.
דספומיה מייעץ למשקיעים מאבו דאבי ודרום קוריאה ששוקלים להקים חוות אנכיות בערים אקולוגיות חדשות. בסיאטל ולאס וגאס משקיעים בפרויקטים דומים אך בהיקף מצומצם יותר. הפכו את הדף וגלו את חוות העתיד - ששרטטנו בהשראת מחקרים מתקדמים של חברות חקלאיות ומדענים. אם היוזמה תצליח, עשוי החזון הקודר של מלתוס להידחות ב-200 שנים נוספות.
בריכות "אקוופוניות"
הן בגידולים הידרופוניים והן בבריכות דגים אפשר לקבל תפוקה גבוהה, אך יש צורך בעבודת תחזוקה רבה. מערכות הידרופוניות ללא עפר דורשות הוספה תכופה של חומרי מזון, ובריכות דגים מחייבות ניקוי מתמיד של המים. אולם, כשמשלבים בין השניים לכדי מערכת "אקוופונית" אחת, הופכים החסרונות ליתרונות: הפסולת של הדגים מזינה את הצמחים ואילו הצמחים מנקים את המים.
המערכת של "המסוע האוטומטי", שהגתה החברה הישראלית OrganiTech שמתמחה במערכות חקלאיות אוטומטיות, מקדמת את החקלאות ה-"אקוופונית" בצעד נוסף. בזרם האיטי של הבריכה נישאים מגשים צפים של צמחים, עוברים דרך מנגנוני הזנה ובתום מחזור של מספר שבועות הם מוכנים לקצירה. בבריכה שוחים דגי אמנון עתירי חלבונים והפסולת עתירת האמוניה שהם פולטים שוקעת למצע חצץ שמכיל חיידקים אשר ממירים אותה לחנקן.
המים העשירים בחנקן נשאבים לצמחים שצורכים את החנקן והמים הנקיים מוחזרים לדגים.
רובוטים מטפלים בצמחים
שיטות הידרופוניות מעניקות לחקלאים כבר היום תפוקה גבוהה פי 30 לדונם מאשר שיטות חקלאיות מסורתיות. בחקלאות אנכית ניתן להגיע לתפוקה גבוהה עוד יותר - פי כמה וכמה - בעזרת מנגנוני הזנה מיוחדים ותאורה 24 שעות ביממה.
אולם, לא כל הגידולים מגיבים היטב לשיטות הידרופוניות. חלקם - למשל תפוחי אדמה או פירות הדר - חייבים לנעוץ שורשים בחומר קשיח למחצה, דוגמת עפר או סיבי קוקוס. התכנון שמופיע כאן - של החברה הקנדית Omega Garden - מאפשר זאת. במערכת הגידול שמזכירה מדחף של מעבורת גדלים הצמחים במגשים נקבוביים שמלאים באבני ורמיקוליט ומסודרים במתקן גלילי שנע מדי פעם בתנועה סיבובית כדי לטבול כל שורת צמחים בתעלה של חומרים מזינים.
לדוד משה היה חלוק מעבדה
מאחר והצמחים לא יוכלו להסתגל במשך מיליוני שנים למחזורי גידול בסביבה פנימית הידרופונית, יבררו הבוטניקאים וירבו את הזנים שמניבים את התוצאות הטובות ביותר. מדענים אחרים יפתחו דשנים מיוחדים שיבטיחו שהצמחים יכילו חומרי תזונה חשובים לדיאטה האנושית, דוגמת סלניום ואבץ.
מחשש שחרקים או גורמי מחלות שונים יצליחו לחדור לסביבה המוגנת, יידרשו החקלאים שנכנסים לבניין לעטות חליפות מיוחדות ולעבור דרך דלתות אטומות. המדענים יכסו את הצמחים בחיידקים שעברו הנדסה גנטית וזוהרים כשמתגלות מחלות מסוכנות או מזיקים - על מנת להזהיר את החקלאים מפני התפרצות.
גידול בקר אינו כדאי - רק 3 אחוזים מהאנרגיה שמושקעת בגידול פרה מגיעה בסופו של דבר כחלבון לצלחת. מדענים מעדיפים לגדל במעבדה בשר של תרנגולת, חזיר או תאי גזע של פרה, על בסיס דיאטה של מים, סוכרים וחלבונים טבעיים. כדי לשפר את המרקם של הבשר מופעלים השרירים בעזרת אותות חשמליים. מרקם עשיר של אומצה טובה קשה לשחזר, אבל נקניקים או חטיפי עוף שגודלו במעבדה יהפכו בעוד עשור שנים לדבר שבשגרה.
אנרגיה מהביוב
החווה האנכית אינה מפעל ייצור ותו לא. היא מאפשרת גם לתכנן מחדש את התשתיות העירוניות באופן שמדמה את מחזור המשאבים בטבע. הדבר ניכר במיוחד במרתפי המגדל, שם הביוב מסייע לספק את המשאבים החיוניים ביותר בחווה: אנרגיה ומים. מערכת הביוב העירונית תנותב מסביבת המגדל אל החווה, וכמחצית מהכמות תעבור במכונת SlurryCarb שפותחה על ידי חברת הסטרט אפ EnerTech מאטלנטה. המכונה מחממת את מי הביוב בלחץ, ומפרקת אותם לרכיבים הבסיסיים - פחמן ומים. לאחר מכן מופרדים המים והתרחיף המוצק מובער כדי להניע טורבינות קיטור להפקת חשמל.
חומרי הביוב הנותרים מטופלים בחומרים קוטלי חיידקים ומוסבים לשכבת קרקע עליונה בתהליך של חימום וייבוש שפותח על ידי N-Viro, חברה מאוהיו שמתמחה במיחזור של חומרים ביולוגיים מוצקים. המים שמופרדים בשני התהליכים מסוננים באמצעים ביולוגיים טבעיים, דוגמת שבלולי זברה או קני סוף, עד שהם נקיים דיים לצרכים חקלאיים - או עד לרמה של מי שתייה. כל הפסולת שמקורה בחווה מוסבת לדשן או גז מתאן שאפשר להבעיר כדי להפיק אנרגיה.
תושבי האזור רוכשים מוצרי מזון שמיוצרים בחווה האנכית במרכול שבקומת הקרקע של המגדל, ומשאיות חשמליות מובילות את הסחורה לשווקים מרוחקים יותר.