Författare: Zhang Chaoqin. Källa: DIGITIMES

Den snabba befolkningsökningen och urbaniseringstrenden förväntas driva på och främja utvecklingen och tillväxten av den vertikala jordbruksindustrin. Vertikala gårdar anses kunna lösa en del av problemen med livsmedelsproduktion, men experter anser att det fortfarande finns utmaningar med frågan om huruvida det kan vara en hållbar lösning för livsmedelsproduktion.

Enligt rapporter från Food Navigator och The Guardian, samt undersökningar från FN, kommer världens befolkning att växa från nuvarande 7,3 miljarder människor till 8,5 miljarder människor år 2030 och 9,7 miljarder människor år 2050. FAO uppskattar att för att möta och föda befolkningen år 2050 kommer livsmedelsproduktionen att öka med 70 % jämfört med 2007, och år 2050 måste den globala spannmålsproduktionen öka från 2,1 miljarder ton till 3 miljarder ton. Köttproduktionen behöver fördubblas och öka till 470 miljoner ton.

Att justera och lägga till mer mark för jordbruksproduktion löser inte nödvändigtvis problemet i vissa länder. Storbritannien har använt 72 % av sin mark för jordbruksproduktion, men behöver fortfarande importera livsmedel. Storbritannien försöker också använda andra jordbruksmetoder, som att använda flygangreppstunnlar från andra världskriget för liknande växthusplantering. Initiativtagaren Richard Ballard planerar också att utöka planteringsområdet under 2019.

Å andra sidan är vattenanvändningen också ett hinder för livsmedelsproduktion. Enligt OECD-statistik går cirka 70 % av vattenanvändningen till jordbruk. Klimatförändringarna förvärrar också produktionsproblemen. Urbaniseringen kräver också att livsmedelsproduktionssystemet försörjer den snabbt växande stadsbefolkningen med färre landsbygdsarbetare, begränsad mark och begränsade vattenresurser. Dessa problem driver utvecklingen av vertikala gårdar.
Vertikala gårdars låga användningsområden kommer att skapa möjligheter att låta jordbruksproduktion komma in i staden, och den kan också vara närmare stadskonsumenterna. Avståndet från gården till konsumenten minskas, vilket förkortar hela leveranskedjan, och stadskonsumenter kommer att vara mer intresserade av matkällor och enklare tillgång till färsk näringsproduktion. Förr i tiden var det inte lätt för stadsbor att få tillgång till hälsosam färsk mat. Vertikala gårdar kan byggas direkt i köket eller i sin egen trädgård. Detta kommer att vara det viktigaste budskapet som förmedlas genom utvecklingen av vertikala gårdar.

Dessutom kommer införandet av den vertikala gårdsmodellen att ha en bred inverkan på den traditionella jordbruksförsörjningskedjan, och användningen av traditionella jordbruksmediciner som syntetiska gödningsmedel, bekämpningsmedel och herbicider kommer att minskas avsevärt. Å andra sidan kommer efterfrågan på VVS-system och styrsystem att öka för att upprätthålla de bästa förutsättningarna för klimat och flodvattenhantering. Vertikalt jordbruk använder i allmänhet speciella LED-lampor för att simulera solljus och annan utrustning för att skapa inomhus- eller utomhusarkitekturen.

Forskning och utveckling av vertikala gårdar inkluderar även den tidigare nämnda "smarta tekniken" för att övervaka miljöförhållanden och optimera användningen av vatten och mineraler. Sakernas internet (IoT) kommer också att spela en viktig roll. Den kan användas för att registrera data om växttillväxt. Skörden av grödor kommer att kunna spåras och övervakas av datorer eller mobiltelefoner på andra platser.

Vertikala gårdar kan producera mer mat med mindre mark- och vattenresurser, och är långt ifrån skadliga kemiska gödningsmedel och bekämpningsmedel. De staplade hyllorna i rummet kräver dock mer energi än traditionellt jordbruk. Även om det finns fönster i rummet krävs vanligtvis artificiellt ljus av andra begränsande skäl. Klimatkontrollsystemet kan ge den bästa odlingsmiljön, men det är också ganska energikrävande.

Enligt statistik från det brittiska jordbruksdepartementet odlas sallad i växthus, och det uppskattas att cirka 250 kWh (kilowattimme) energi behövs per kvadratmeter odlingsyta varje år. Enligt relevant samarbetsforskning från det tyska DLR-forskningscentret kräver en vertikal gård med samma odlingsyta en häpnadsväckande energiförbrukning på 3 500 kWh per år. Därför kommer hur man kan förbättra en acceptabel energianvändning att vara ett viktigt ämne för den framtida tekniska utvecklingen av vertikala gårdar.

Dessutom har vertikala gårdar problem med investeringsfinansiering. När riskkapitalister går ihop kommer den kommersiella verksamheten att upphöra. Till exempel grundades Paignton Zoo i Devon, Storbritannien, 2009. Det var en av de tidigaste nystartade vertikala gårdarna. Den använde VertiCrop-systemet för att odla bladgrönsaker. Fem år senare, på grund av otillräckliga efterföljande medel, gick systemet också in i historien. Uppföljningsföretaget var Valcent, som senare blev Alterrus, och började etablera en metod för odling i växthus på taket i Kanada, vilket så småningom slutade i konkurs.