Городское земледелие позволяет выращивать свежие овощи прямо на крышах зданий, сокращая расстояние от места производства до потребителя.

Однако экологичность таких систем зависит не только от самого расположения теплицы, но и от множества деталей — от состояния покрытия до способа внесения удобрений.

Ученые из Автономного университета Барселоны в течение восьми лет наблюдали за экспериментальной теплицей на крыше университетского здания. Результаты показали, что даже относительно простые изменения способны заметно повысить урожайность и одновременно снизить воздействие на окружающую среду.

<h3>Восемь лет наблюдений за томатами</h3>

Экспериментальная теплица была встроена в здание и частично использовала его тепловые особенности. С 2015 по 2023 год исследователи изучили 11 циклов выращивания томатов.

Ученые сравнивали урожайность, потребление ресурсов и экологическую нагрузку, чтобы понять, какие факторы сильнее всего влияют на эффективность городского выращивания овощей.

Одним из главных выводов стало то, что особенно важны два условия: достаточное количество солнечного света и точное внесение питательных веществ на разных этапах развития растений.

<h3>Свет оказался главным фактором</h3>

Наибольшее влияние на урожайность оказало количество солнечного света, поступающего в теплицу.

Со временем пластиковые панели крыши постепенно старели и пропускали все меньше света. За восемь лет это сопровождалось снижением урожайности примерно на 31%.

В 2023 году изношенное покрытие заменили. После этого урожай томатов увеличился более чем на 56% по сравнению с предыдущим сезоном.

Исследователи пришли к выводу, что своевременное обслуживание теплицы может быть не менее важным, чем сложные технологические решения.

Вместо замены покрытия примерно раз в десять лет ученые предлагают делать это каждые четыре–шесть лет. По их расчетам, такой подход способен не только поддерживать урожайность, но и снизить общий углеродный след теплицы примерно на 6,7–7,7%.

<h3>Удобрение из сточных вод</h3>

Еще одним направлением исследования стало использование струвита — богатого фосфором минерала, который можно извлекать при очистке городских сточных вод.

Фосфор необходим растениям, но производство традиционных минеральных удобрений требует ресурсов, а их избыток может попадать в водоемы и способствовать загрязнению.

В эксперименте наилучший результат получили при использовании около 100 г струвита на одно растение.

Такой вариант обеспечил самые высокие урожаи за время исследования и оказался сопоставим по эффективности с обычными минеральными удобрениями.

При этом использование восстановленного из сточных вод фосфора может помочь сократить потери питательных веществ и вернуть их в хозяйственный цикл вместо того, чтобы рассматривать их исключительно как отходы.

<h3>Всегда ли закрытые фермы экологичнее</h3>

Исследователи также сравнили теплицу на крыше с полностью закрытой системой, где томаты выращивали при искусственном светодиодном освещении.

Такой способ позволял эффективно расходовать воду, но требовал большого количества электроэнергии.

Углеродный след закрытой системы составил около 7,06 кг эквивалента CO₂ на килограмм томатов. Для наиболее эффективных циклов в теплице на крыше показатель находился примерно в пределах 0,54–0,94 кг.

Более 93% воздействия закрытой системы было связано именно с потреблением электричества.

Однако результат сильно менялся при переходе на возобновляемую энергетику. По расчетам исследователей, при полном использовании солнечной электроэнергии углеродный след мог бы сократиться примерно на 87% — до 0,93 кг эквивалента CO₂ на килограмм продукции.

Это показывает, что закрытая ферма сама по себе не обязательно является экологичным решением. Многое зависит от того, откуда поступает энергия.

<h3>Что это значит для городов</h3>

Результаты исследования могут быть полезны при проектировании городских теплиц и других систем выращивания растений в плотной застройке.

Регулярная замена прозрачных покрытий, точное дозирование удобрений и использование питательных веществ, полученных из отходов, способны заметно повысить эффективность таких хозяйств.

Для полностью закрытых ферм особенно важен источник электроэнергии. Без возобновляемой генерации преимущества экономии воды могут сопровождаться значительно более высоким углеродным следом.

<h3>Маленькие изменения дают большой эффект</h3>

Восьмилетний эксперимент показал, что развитие городского земледелия не обязательно требует одного революционного изобретения.

Заметный результат может складываться из регулярного ухода за теплицей, правильного освещения, более точного питания растений и разумного выбора источников энергии.

По мере роста городов крыши и другие свободные пространства могут становиться дополнительными площадками для производства свежих продуктов. Но их реальная экологическая эффективность будет зависеть от того, насколько внимательно удастся управлять светом, водой, удобрениями и энергией.