Selada ditanam dalam sistem pertanian vertikal dalam ruangan

Pertanian vertikal merupakan praktik memproduksi makanan dan obat-obatan dalam lapisan yg ditumpuk dengan cara vertikal, permukaan yg cenderung vertikal dan/atau terintegrasi dalam struktur lain (seperti gedung pencakar langit, gudang bekas, alias peti kemas). Ide-ide modern pertanian vertikal umumnya menggabungkan teknik pertanian dalam ruangan alias teknologi pertanian lingkungan terkendali (CEA), di mana tidak sedikit hal lingkungan mampu dikendalikan dengan teknologi pertanian tidak bertanah semacam hidroponik, akuaponik, dan aeroponik. Fasilitas ini memakai kontrol buatan cahaya, kontrol lingkungan (kelembaban, suhu, gas, dll.) dan pemupukan. Beberapa pertanian vertikal memakai teknik yg mirip dengan rumah kaca, di mana sinar matahari alamiah mampu ditambah dengan pencahayaan buatan dan reflektor logam.

Konsep modern pertanian vertikal diusulkan pada tahun 1999 oleh Dickson Despommier, profesor Kesehatan Masyarakat dan Lingkungan di Universitas Columbia. Despommier dan murid-muridnya membikin tampilan pertanian pencakar langit yg mampu memberi makan 50.000 orang. Meskipun desainnya belum dibangun, ia sukses mempopulerkan gagasan pertanian vertikal. Aplikasi pertanian vertikal kini diperkaya dengan teknologi hebat lainnya, semacam lampu LED khusus sudah menghasilkan lebih dari 10 kali hasil panen daripada pertanian tradisional. Ada berbagai tutorial tidak sama untuk menerapkan sistem pertanian vertikal ke dalam komunitas semacam di Paignton, Israel, Singapura, Chicago, Munich, London, Jepang, dan Lincolnshire.

Keuntungan mutlak dari pemanfaatan teknologi pertanian vertikal merupakan peningkatan hasil panen yg datang dengan unit kebutuhan lahan yg lebih kecil. Meningkatnya performa untuk mengolah varietas tanaman yg lebih besar sekaligus sebab tanaman tidak share bidang tanah yg sama ketika menanam merupakan keuntungan lain yg didapatkan. Selain itu, tanaman relatif lebih tahan kepada gangguan cuaca sebab penempatannya di dalam ruangan, yg berarti lebih sedikit tanaman yg rusak hasil kejadian cuaca ekstrem alias tidak terduga. Terakhir, sebab penggunaan lahan yg minim, pertanian vertikal tidak mengganggu bagi tanaman dan hewan asli, yg mengarah pada pelestarian lebih lanjut tumbuhan dan hewan lokal.

Teknologi pertanian vertikal menghadapi tantangan ekonomi yaitu anggaran awal yg besar dibandingkan dengan pertanian tradisional. Di Victoria, Australia misalnya, “pertanian vertikal 10 tingkat” akan menelan anggaran lebih dari 850 kali daripada pertanian tradisional di pedesaan Victoria. Pertanian vertikal juga menghadapi tuntutan energi besar sebab penggunaan cahaya tambahan semacam LED. Selain itu, apabila energi tidak terbarukan dipakai untuk memenuhi permintaan energi ini, pertanian vertikal mampu menghasilkan lebih tidak sedikit polusi daripada pertanian tradisional alias rumah kaca.

Istilah "pertanian vertikal" diciptakan oleh Gilbert Ellis Bailey pada tahun 1915 dalam bukunya Vertical Farming. Penggunaan istilah ini tidak sama dari makna kini — ia menulis mengenai pertanian dengan ketertarikan khusus pada asal-usul tanah, kandungan unsur hara, dan pandangan mengenai kehidupan tanaman sebagai bentuk kehidupan "vertikal", terutama yg berkaitan dengan struktur akar bawah tanah mereka. Penggunaan modern dari istilah "pertanian vertikal" biasanya mengacu pada pertumbuhan tanaman berlapis-lapis, baik di gedung pencakar langit bertingkat, gudang bekas, alias wadah pengiriman.

Gedung pencakar langit serbaguna diusulkan dan dibuat oleh arsitek Ken Yeang. Yeang menganjurkan bahwa alih-alih pertanian dengan cara massal yg tertutup rapat, kehidupan tanaman wajib dibudidayakan di udara terbuka, gedung pencakar langit serbaguna untuk kontrol iklim dan konsumsi. Versi pertanian vertikal ini didasaingkungan. Dia mengklaim bahwa rkan pada penggunaan langsung alias komunitas daripada produksi grosir dan distribusi yg berkeinginan untuk memberi makan seluruh kota.

Bangunan terbengkalai tidak jarang dipakai kembali untuk pertanian vertikal, semacam pertanian di Chicago yg disebut "The Plant," yg diubah dari pabrik pengemasan daging tua. Namun, bangunan baru terkadang juga dibuat untuk menampung sistem pertanian vertikal. Sebagai contoh, suatu perusahaan bernama "Vertical Harvest" membangun rumah kaca hidroponik tiga lantai di sebelah tempat parkir di Jackson, Wyoming, dan berfungsi untuk menumbuhkan 100.000 pon produk setiap tahunnya.

Ekolog Dickson Despommier menganggap bahwa pertanian vertikal sah untuk argumen ln kehidupan tanaman di lanskap alami. Dengan beralih ke pertanian vertikal, Despommier percaya bahwa lahan pertanian akan kembali ke kondisi aslinya (yaitu hutan), yg akan menolong membalikkan hasil perubahan iklim. Dia juga mengklaim bahwa bentang alam terlalu beracun untuk produksi pertanian alami. Pertanian vertikal akan menghapus berbagai risiko parasit yg terkait dengan pertanian.

Beberapa perusahaan sudah mengembangkan penumpukan peti kemas daur ulang di pengaturan perkotaan. Brighterside Consulting menciptakan sistem peti kemas off-grid yg lengkap. Freight Farms menghasilkan "mesin hijau berdaun" yg merupakan sistem pertanian-ke-meja lengkap yg dibekali dengan hidroponik vertikal, pencahayaan LED dan kontrol iklim intuitif yg dibuat dalam peti kemas 12 m × 2,4 m. Podponics membangun pertanian vertikal di Atlanta yg terdiri atas lebih dari 100 "growpods" bertumpuk. Pertanian serupa sedang dibuat di Oman. TerraFarms memperkenalkan sistem perusahaan dari peti kemas 40 kaki, yg mencakup pengelihatan komputer yg terintegrasi dengan jaringan saraf tiruan untuk mengamati pabrik; dan dimonitor dari jauh dari California. Dikatakan bahwa sistem TerraFarm "telah mencapai keseimbangan anggaran dengan pertanian luar ruangan tradisional" dengan masing-masing unit menghasilkan setara dengan "tiga sampai lima hektar lahan pertanian", dengan memakai lebih sedikit air 97% melewati pengambilan kembali air dan pemanenan air yg diuapkan melewati AC. Per Desember 2017 sistem TerraFarm beroperasi dengan cara komersial. Tanaman mampu mengeksploitasi cahaya yg bervariasi dalam intensitas sepanjang hari. Mengontrol cahaya mengatur siklus pertumbuhan tanaman. Misalnya, LED inframerah mampu meniru 5 menit matahari terbenam, merangsang berbagai tanaman untuk mulai berbunga.

Pertanian vertikal di celah tambang yg ditinggalkan disebut "pertanian dalam," dan diusulkan untuk mengambil keuntungan dari suhu dan lokasi bawah tanah yg konsisten di dekat alias di tempat perkotaan. Pertanian vertikal di celah tambang yg ditinggalkan disebut "pertanian dalam," dan diusulkan untuk mengambil keuntungan dari suhu dan lokasi bawah tanah yg konsisten di dekat alias di tempat perkotaan.

Sebuah perusahaan bernama “Growing Underground” mengklaim sudah membangun pertanian bawah tanah pertama di dunia, dan menanam sayuran hijau di tempat perlindungan bom Perang Dunia II yg diperbaharui sedalam 33 meter di bawah Clapham, London. Produk mereka terdapat di supermarket lokal semacam Whole Foods, Planet Organic, dan M&S.

Hidroponik Dalam Ruangan Morus, Jepang

Hidroponik mengacu pada teknik menanam tanaman tanpa tanah. Dalam sistem hidroponik, akar tanaman terendam dalam larutan cair yg mengandung makronutrien, semacam nitrogen, fosfor, sulfur, kalium, kalsium, dan magnesium, dan elemen jejak, tergolong besi, klorin, mangan, boron, seng, tembaga, dan molibdenum. Selain itu, media lembam (tidak aktif dengan cara kimia) semacam kerikil, pasir, dan serbuk gergaji dipakai sebagai pengganti tanah untuk menyampaikan dukungan bagi akar.

Keuntungan hidroponik tergolong performa untuk menambah hasil per area dan mengurangi penggunaan air. Sebuah penelitian sudah menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan pertanian konvensional, pertanian hidroponik mampu menambah hasil selada per area kurang lebih 11 kali sementara memperlukan air 13 kali lebih sedikit. Karena keunggulan ini, hidroponik merupakan sistem pertumbuhan mayoritas yg dipakai dalam pertanian vertikal.

Akuaponik dengan ikan lele

Istilah akuaponik diciptakan dengan menggabungkan dua kata: akuakultur, yg mengacu pada budidaya ikan, dan hidroponik - teknik menanam tanaman tanpa tanah. Akuaponik membikin hidroponik selangkah lebih maju dengan mengintegrasikan produksi tanaman darat dengan produksi organisme akuatik dalam sistem tertutup yg meniru alam itu sendiri. Air limbah yg kaya nutrisi dari tangki ikan disaring oleh unit pembuangan padat dan kemudian mengarah ke bio-filter, di mana amonia beracun dikonversi menjadi nitrat bergizi. Sambil menyerap nutrisi, tanaman kemudian memurnikan air limbah, yg didaur ulang kembali ke tangki ikan. Selain itu, tanaman mengkonsumsi karbon dioksida yg dihasilkan oleh ikan, dan air di tangki ikan memperoleh panas dan menolong rumah kaca mempertahankan suhu di malam hari untuk menghemat energi. Karena sebagian besar sistem pertanian vertikal komersial fokus pada menghasilkan berbagai tanaman sayuran yg tumbuh cepat, aquaponik yg juga mencakup komponen akuakultur, kini tidak tidak sedikit dipakai sebagai hidroponik konvensional^.

Daun bawang yg ditumbuhkan dengan cara aeroponik

Penemuan aeroponik dimotivasi oleh inisiatif NASA (Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional) untuk menemukan tutorial yg efisien untuk menumbuhkan tanaman di ruang antariksa pada 1990-an. Tidak semacam hidroponik dan akuaponik konvensional, aeroponik tidak memerlukan media cair alias padat untuk menumbuhkan tanaman . Sebagai gantinya, larutan cair dengan nutrisi dikaburkan di ruangan udara di tempat tanaman digantungkan. Sejauh ini, aeroponik merupakan teknik pertumbuhan tanah yg paling berkelanjutan, sebab memakai air sampai 90% lebih sedikit daripada sistem hidroponik konvensional yg paling efisien dan tidak memerlukan pergantian media tanam. Selain itu, tidak adanya media tumbuh memungkinkan sistem aeroponik untuk mengadopsi tampilan vertikal, yg selanjutnya menghemat energi sebab gravitasi dengan cara otomatis membuang kelebihan cairan, sedangkan sistem hidroponik horisontal konvensional tidak jarang memperlukan pompa air untuk mengendalikan larutan berlebih . Saat ini, sistem aeroponik belum tidak sedikit diterapkan pada pertanian vertikal, melainkan mulai luar biasa perhatian yg signifikan.

Pertanian lingkungan terkendali (CEA) merupakan modifikasi dari lingkungan alamiah untuk menambah hasil panen alias memperpanjang ekspresi mayoritas tanam . Sistem CEA biasanya ditempatkan dalam struktur tertutup semacam rumah kaca alias bangunan, di mana kontrol mampu dilakukan pada hal lingkungan tergolong udara, suhu, cahaya, air, kelembaban, karbon dioksida, dan nutrisi tanaman . Dalam sistem pertanian vertikal, CEA tidak jarang dipakai bersama dengan teknik pertanian tidak bertanah semacam hidroponik, aquaponik, dan aeroponik.

Kebutuhan lahan pertanian tradisional terlalu besar dan invasif untuk masih berkelanjutan untuk generasi mendatang. Dengan tingkat pertumbuhan populasi yg sangat cepat, diperkirakan jumlah tanah yg subur per kapita akan turun kurang lebih 66% pada tahun 2050 dibandingkan dengan tahun 1970.Pertanian vertikal memungkinkan, dalam berbagai kasus, lebih dari sepuluh kali hasil panen per hektar daripada metode tradisional.^[ Tidak semacam pertanian tradisional di tempat non-tropis, pertanian dalam ruangan mampu menghasilkan tanaman sepanjang tahun. Pertanian sepanjang ekspresi mayoritas melipatgandakan produktivitas permukaan pertanian dengan hal 4 sampai 6 kali tergantung pada tanaman. Dengan tanaman semacam stroberi, faktornya mungkin dengan tinggi 30 kali.

Pertanian vertikal juga memungkinkan untuk memproduksi varietas tanaman panen yg lebih besar sebab penggunaannya pada sektor tanaman yg terisolasi. Berbeda dengan pertanian tradisional di mana satu tipe tanaman dipanen per musim, pertanian vertikal memungkinkan tidak sedikit tanaman yg tidak sama untuk ditanam dan dipanen sekaligus sebab plot lahan masing-masing.

Tanaman yg ditanam di pertanian luar ruang tradisional tergantung pada cuaca yg mendukung dan rentan kepada hujan, angin musim, hujan es, tornado, banjir, kebakaran hutan, dan kekeringan. "Tiga banjir baru-baru ini (pada tahun 1993, 2007 dan 2008) merugikan Amerika Serikat miliaran dolar sebab kehilangan panen, dengan kerugian yg lebih besar lagi di lapisan atas tanah. Perubahan dalam pola hujan dan suhu mampu mengurangi hasil pertanian India sampai 30 persen pada akhir abad ini."

Masalah kondisi cuaca kurang baik sangat relevan untuk tempat Arktik dan sub-Arktik semacam Alaska dan Kanada utara di mana pertanian tradisional tidak mungkin dilakukan. Kerawanan pangan sudah lama menjadi persoalan di masyarakat utara yg terpencil di mana produk segar wajib dikirim jarak jauh yg mengakibatkan anggaran tinggi dan gizi buruk. Pertanian berbasis kontainer mampu menyediakan produk segar sepanjang tahun dengan anggaran lebih rendah daripada pengiriman pasokan dari lokasi yg lebih selatan dengan sejumlah pertanian yg beroperasi di lokasi semacam Churchill, Manitoba, dan Unalaska, Alaska Seperti halnya gangguan kepada pertumbuhan tanaman, pertanian berbasis peti kemas lokal juga tidak begitu rentan kepada gangguan rantai pasokan panjang yg dibutuhkan untuk mengirimkan produk yg ditanam dengan cara tradisional ke masyarakat terpencil. Harga makanan di Churchill melonjak dengan cara substansial seusai banjir pada bulan Mei dan Juni 2017 memaksa penutupan jalur kereta yg membentuk satu-satunya koneksi darat permanen antara Churchill dan seluruh Kanada.

Hingga 20 unit lahan pertanian luar ruangan untuk setiap unit pertanian vertikal mampu direstorasi ke kondisi aslinya, sebab peningkatan produktivitas pertanian vertikal. Pertanian vertikal akan mengurangi jumlah lahan pertanian, jadi menghemat tidak sedikit sumber daya alam.

Deforestasi dan penggurunan yg dikarenakan oleh perambahan pertanian pada bioma alam mampu dihindari. Memproduksi makanan di dalam ruangan mengurangi alias menghapus pembajakan, penanaman, dan pemanenan konvensional dengan mesin pertanian, melindungi tanah, dan mengurangi emisi.

Pertanian tradisional tidak jarang bersifat invasif kepada tumbuhan dan hewan orisinil sebab memperlukan lahan pertanian yg luas. Satu studi menunjukkan bahwa populasi tikus kayu turun dari 25 per hektar menjadi 5 per hektar seusai panen, memperkirakan 10 hewan dibunuh per hektar setiap tahun dengan pertanian konvensional. Sebagai perbandingan, pertanian vertikal akan menyebabkan bahaya nominal bagi satwa liar sebab penggunaan ruang yg terbatas.

Pencahayaan mampu alamiah alias melewati LED. Pada 2018, LED komersial mempunyai efisiensi kurang lebih 28%, yg menjadikan anggaran produksi masih tinggi dan mencegah pertanian vertikal bersaing di wilayah di mana sayuran terjangkau berlimpah. Namun, teknisi pencahayaan di Philips sudah mendemonstrasikan LED dengan efisiensi 68%.Biaya energi mampu dikurangi sebab cahaya putih spektrum penuh tidak diperlukan. Sebaliknya, cahaya merah dan biru alias ungu mampu dihasilkan dengan lebih sedikit listrik.