چهارفصل زیر سقف شیشه‌ای

 

جمعیت جهان از اوایل دهه 1960 دو برابر شده است و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2050، از 8 /9 میلیارد نفر پیشی بگیرد که این امر، باعث تشدید مسئله جهانی «امنیت غذایی» به عنوان یکی از حیاتی‌ترین ابعاد پایداری می‌شود. از این رو، سرمایه‌گذاری در بخش کشاورزی برای تامین امنیت غذایی و کاهش گرسنگی و فقر جهانی بسیار مهم است. در سال 1996، «اجلاس جهانی غذا» (WFS)  یک تعریف چندوجهی برای امنیت غذایی ارائه داد که به شرح زیر مورد پذیرش گسترده قرار گرفت: «امنیت غذایی وضعیتی است که در آن همه مردم در هر زمان به مواد غذایی کافی، ایمن و مغذی دسترسی فیزیکی، اجتماعی و اقتصادی دارند که نیازهای غذایی و ترجیحات غذایی آنها را برای یک زندگی فعال و سالم برآورده می‌کند.»

گزارش «اقدام زودهنگام، هشدار زودهنگام» (EWEA)، که سازمان خواربار و کشاورزی سازمان ملل (فائو) در سال 2019 منتشر کرد، تجزیه و تحلیلی از خطرات فاجعه پیش‌رو برای بخش کشاورزی و امنیت غذایی ارائه داد. بر اساس این گزارش، در چندین کشور و منطقه با درگیری‌های سیاسی و بلایای اقلیمی، اثرات مخرب بر تولید و در دسترس بودن مواد غذایی قابل مشاهده است. شواهد نشان می‌دهد که تغییرات آب‌وهوایی در حال حاضر بر کشاورزی و امنیت غذایی تاثیر می‌گذارد، به‌ویژه در کشورهایی که سیستم‌های کشاورزی نسبت به ناپایداری‌های جوی حساس‌تر هستند. ادعا می‌شود که رشد بخش کشاورزی تا 2 /3 برابر بیشتر از سایر بخش‌ها در کاهش فقر موثر است. 

بنابراین با ادامه رشد جمعیت جهان، صنعت گلخانه با رویکردهای نوآورانه در کشت و تولید، نقش مهمی در تامین تقاضای فزاینده برای مواد غذایی تازه، سالم و پایدار خواهد داشت. کشاورزی گلخانه‌ای به طور فزاینده‌ای محبوب می‌شود، نه‌تنها به این دلیل که دارای تعدادی از مزایای کلیدی نسبت به روش‌های کشاورزی سنتی است. در واقع، پژوهش‌های اخیر شرکت هندی-کانادایی Precedence نشان داد که ارزش بازار گلخانه‌های تجاری جهانی در سال 2021، 8 /34 میلیارد دلار بوده و قرار است تا سال 2030 به 9 /78 میلیارد دلار افزایش یابد.

این رونق محبوبیت بر اساس دو عامل است. اول، گلخانه‌ها عدم قطعیت تغییرات فصلی و آب‌وهوا را حذف می‌کنند تا شرایط رشد کاملاً کنترل‌شده را تضمین کنند. دوم، و شاید مهم‌تر، از آنجا که شهرها بخشی بیشتر و بیشتر از فضای موجود را برای کشاورزی سنتی اشغال می‌کنند، کشت گلخانه‌ای باعث می‌شود که تولید میوه و سبزیجات در مناطق شهری بسیار نزدیک‌تر به نقطه مصرف انجام شود.

گلخانه‌ها روزبه‌روز در اقتصاد کشاورزی جهانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند. آنها همچنین در حال «هوشمندتر» شدن هستند. با پیشرفت فناوری، گلخانه‌ها در حال تولید محصولات سریع‌تر و کارآمدتر از روش‌های کشاورزی سنتی، با مزیت آشکار دما، نور، رطوبت و کنترل دی‌اکسید کربن نسبت به روش‌های کشاورزی سنتی هستند. محصولات گلخانه‌ای با عوارض آب‌وهوایی کمتری کشت می‌شوند. علاوه بر این، گلخانه‌ها اغلب می‌توانند مقدار ورودی‌های شیمیایی در آفت‌کش‌ها را با استفاده از استراتژی‌های نمایشگر (یا شبکه‌های خانگی) کاهش دهند و تقاضای روبه‌رشد بازار را برآورده کنند.

از آنجا که جهان با کمبود غذا مواجه است، گلخانه‌ها پتانسیل تاثیرگذاری زیادی دارند؛ زیرا می‌توان از آنها برای رشد موثر برخی محصولات استفاده کرد. می‌توان از گلخانه‌ها برای افزایش فصل رشد به‌ منظور تولید غذا در تمام سال بهره گرفت و فرصت‌های درآمد بیشتری  برای تولیدکنندگان ایجاد کرد.

وضعیت صنعت جهانی گلخانه

گلخانه‌ها، باغ‌ها یا نارنجستان‌ها معمولاً از فلز، چوب یا پلاستیک ساخته شده، سپس با پنل‌های شیشه‌ای یا پلی‌کربنات، یک فرم شفاف از پلاستیک مقاوم در برابر حرارت، پوشانده می‌شوند. پنل‌های شفاف برای به دام انداختن گرمای خورشید که ساختمان را گرم می‌کند، کار می‌کنند، با این حال باغبان‌ها باید تهویه را متناسب با آن تنظیم کنند تا دمای ساختمان را در محدوده مورد نیاز برای گیاهان نگه دارند.

صنعت جهانی گلخانه‌ که جزء حیاتی بخش کشاورزی است، رشد سریعی را تجربه می‌کند و پیش‌بینی می‌شود این مسیر را در سال‌های آینده حفظ کند. این افزایش در درجه اول ناشی از افزایش تقاضا برای محصولات تازه و پذیرش فزاینده کشاورزی محیطی کنترل‌شده از سوی تولیدکنندگان با هدف برآوردن ترجیحات مصرف‌کننده است.

تغییرات آب‌وهوایی تاثیری قابل توجه بر تولید مواد غذایی در سراسر جهان داشته و کشاورزی محیطی کنترل‌شده، از جمله کشاورزی گلخانه‌ای، می‌تواند نقشی مهم در تضمین امنیت غذایی در مواجهه با شرایط آب‌وهوایی در حال تغییر داشته باشد. تغییرات آب‌وهوایی از طریق موارد زیر، بر نیاز به تولید مواد غذایی در محیط کنترل‌شده در گلخانه‌ها تاثیر می‌گذارد:

 رویدادهای شدید آب‌وهوایی: انتظار می‌رود تغییرات آب‌وهوایی، فراوانی و شدت رویدادهای آب‌وهوایی شدید مانند خشکسالی، سیل و طوفان را افزایش دهد. گلخانه‌ها محیطی کنترل‌شده فراهم می‌کنند که می‌تواند به محافظت از محصولات در برابر تاثیرات این رویدادها و تضمین عملکرد ثابت کمک کند.

 تنش گرمایی: با افزایش دما، بسیاری از محصولات ممکن است تنش گرمایی را تجربه کنند که می‌تواند عملکرد و کیفیت را کاهش دهد. گلخانه‌ها محیطی کنترل‌شده فراهم می‌کنند که در آن دما و رطوبت را می‌توان برای بهینه‌سازی رشد گیاه و کاهش خطر استرس گرمایی تنظیم کرد.

 کمبود آب: انتظار می‌رود تغییرات آب‌وهوایی کمبود آب را در بسیاری از مناطق تشدید و رشد محصولات زراعی در مزرعه را دشوارتر کند. گلخانه‌ها را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که از آب به صورت بهینه‌تر استفاده کنند، ضایعات را کاهش دهند و حتی در مناطقی که دارای تنش آبی هستند، عملکرد ثابتی داشته باشند.

 آفات و بیماری‌ها: تغییر در الگوهای دما و بارندگی نیز می‌تواند بر فشار آفات و بیماری‌ها بر محصولات تاثیر بگذارد و موجب افزایش خطرات برای کشاورزان شود. گلخانه‌ها محیطی تمیز و محافظت‌شده ارائه ‌می‌کنند که می‌تواند خطر شیوع آفات و بیماری‌ها را کاهش دهد و محصولات با کیفیت بالا و سالم را تضمین کند.

بر اساس گزارش تحلیل بازار موسسه موردور اینتلیجنس (Mordor Intelligence)، بازار جهانی گلخانه، بخش کلیدی صنعت، در سال 2020، 94 /23 میلیارد دلار ارزش‌گذاری شد. پیش‌بینی می‌شود این میزان تا سال 2026 به 67 /43 میلیارد دلار برسد و نرخ رشد سالانه مرکب 3 /9 درصد را در طول دوره پیش‌بینی (2026-2021) نشان دهد. علاوه بر این، این گزارش نشان می‌دهد که کل سطح زیر کشت گلخانه در سراسر جهان (تا آن زمان) تقریباً 9 /4 میلیون هکتار است که بر مقیاس گسترده این صنعت تاکید می‌کند.

گوجه‌فرنگی، خیار و فلفل به عنوان متداول‌ترین محصولات کشت‌شده در گلخانه‌ها در سراسر جهان شناخته می‌شوند. این صنعت همچنین شاهد تولید قابل توجهی از محصولات دیگر مانند کاهو، گیاهان دارویی، توت‌فرنگی و گل‌های مختلف از جمله گل رز و ژربرا است که انتخاب محصولات بر اساس منطقه متفاوت است. این تنوع تحت تاثیر عوامل متعددی از جمله آب‌وهوا، تقاضای بازار و شیوه‌های کشاورزی محلی است که در مجموع روندهای صنعت گلخانه را تعیین می‌کنند.

انتخاب مواد سقف گلخانه‌ها روند دیگری است که نشان‌دهنده سازگاری و نوآوری این صنعت است. این مواد از فیلم پلی‌اتیلن، رایج‌ترین به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن، تا گزینه‌های بادوام‌تر اما گران‌قیمت مانند شیشه، متغیر است. پلی‌کربنات که به دلیل ویژگی‌های سبک‌وزن و عایق بودن آن شناخته شده است، به عنوان یک جایگزین محبوب در کنار سایر مواد مانند اکریلیک، ETFE و فایبرگلاس ظاهر می‌شود. یک مطالعه شرکت رابوبانک (شرکت خدمات مالی هلندی و چندملیتی که در زمینه ارائه خدمات بانکداری، بیمه، املاک و مستغلات و مدیریت سرمایه‌گذاری، و همچنین ارائه وام‌های مسکن فعالیت می‌کند) در سال 2021، تخمین می‌زند که 92 درصد از سطح زیر کشت گلخانه‌های جهان از پلی‌اتیلن استفاده می‌کند که این موضوع، بر ترجیح صنعت و همچنین آمادگی آن برای سازگاری با نیازهای مختلف آب‌وهوایی و کشاورزی تاکید می‌کند.

گلخانه‌ها در مقابل کشاورزی سنتی

هنگام استفاده از کشاورزی گلخانه‌ای، برای تولید همان مقدار محصول به آب و مساحت کمتری نیاز است که یکی از مزایای کلیدی آن نسبت به شیوه‌های کشاورزی سنتی است. در مقایسه با کشاورزی سنتی، کشاورزی گلخانه‌ای آب کمتری را هدر می‌دهد. به طور کلی، کشاورزی گلخانه‌ای 95 درصد آب کمتری نسبت به کشاورزی سنتی برای همین مقدار محصول مصرف می‌کند. در گلخانه‌های عمودی، فرآیند تعرق زمانی اتفاق می‌افتد که گیاهان تولید می‌شوند و به کشاورزان اجازه می‌دهد تا از آب برای آبیاری مجدد استفاده کنند.

انگیزه‌های مختلفی برای استفاده از گلخانه‌ها به جای کشاورزی سنتی باز وجود دارد؛ از جمله:

1- تولید در طول سال: گلخانه‌ها امکان تولید محصولات در تمام طول سال را بدون توجه به شرایط آب‌وهوایی یا تغییرات فصلی فراهم می‌کنند. این امر به ویژه برای مناطقی با الگوهای آب‌وهوایی شدید یا فصل رشد محدود اهمیت دارد.

2- محیط کنترل‌شده: گلخانه‌ها محیط کنترل‌شده‌ای فراهم می‌کنند که در آن پرورش‌دهندگان می‌توانند دما، رطوبت و سطوح نور را برای بهینه‌سازی رشد گیاه و کاهش خطر آفات و بیماری‌ها تنظیم کنند. محیط‌های کنترل‌شده نیز کمتر در معرض اختلالات مربوط به آب‌وهوا و تغییرات آب‌وهوایی و پیامدهای آن هستند.

3- بهبود عملکرد: با توانایی کنترل شرایط رشد، گلخانه‌ها می‌توانند عملکرد بالاتری در هر فوت‌مربع نسبت به کشاورزی سنتی مزرعه تولید کنند. این امر به ویژه برای محصولات با ارزش بالا مانند میوه‌ها، سبزیجات و گیاهان صدق می‌کند.

4- بهبود کیفیت: گلخانه‌ها محیطی تمیز و محافظت‌شده فراهم می‌کنند که می‌تواند کیفیت و ظاهر محصولات را بهبود ببخشد و در نتیجه ارزش بازار بالاتری داشته باشد.

5- استفاده کارآمد از منابع: گلخانه‌ها را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که از منابعی مانند آب و کود به‌طور موثرتری نسبت به کشاورزی مزرعه استفاده کنند و در نتیجه باعث کاهش ضایعات و کاهش هزینه‌ها شود. بهره‌مندی از گلخانه‌ها تاثیر بسیار زیادی بر کنترل منابع آب و مبارزه با خشکسالی دارد.

موضوع دیگری که باید به آن اشاره کرد، تفاوت گلخانه‌ها با کشاورزی سرپوشیده است. کشت گلخانه‌ای و کشت سرپوشیده با استفاده از روشنایی مصنوعی، هر دو اشکال کشاورزی محیطی کنترل‌شده هستند، اما تفاوت‌های کلیدی میان این دو رویکرد وجود دارد.

کشت گلخانه‌ای شامل رشد محصولات در یک ساختار سرپوشیده است که به نور طبیعی خورشید اجازه نفوذ می‌دهد و در عین حال از گیاهان در برابر عوامل محافظت می‌کند. استفاده از نور طبیعی خورشید به این معنی است که هزینه‌های انرژی برای روشنایی کم است و شرایط محیطی داخل گلخانه به طور کلی پایدارتر از بیرون است. با این حال، مقدار نور خورشید بسته به آب‌وهوا و زمان سال می‌تواند متفاوت باشد و تولیدکنندگان ممکن است نیاز به تکمیل نور طبیعی با نور مصنوعی در دوره‌های کم‌نور داشته باشند تا شرایط رشد مطلوب را برای محصولات حفظ کنند. علاوه بر این، کشت گلخانه‌ای در معرض نوسانات فصلی است و می‌تواند تحت تاثیر رویدادهای شدید آب‌وهوایی قرار گیرد.

در نقطه مقابل، کشت سرپوشیده با استفاده از روشنایی مصنوعی شامل کشت محصولات در یک محیط بسته با استفاده از منابع نور مصنوعی مانند لامپ‌های LED یا سدیم پرفشار (HPS) است. این رویکرد به پرورش‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تمام جنبه‌های محیطی از جمله دما، رطوبت و شدت نور را کنترل کنند که می‌تواند به عملکرد ثابت و محصولات با کیفیت بالا منجر شود. کشت سرپوشیده در معرض نوسانات فصلی نیست و محصولی را در تمام طول سال تولید می‌کند که می‌تواند مزیت قابل توجهی برای تولیدکنندگان باشد. با این حال، هزینه‌های انرژی مرتبط با روشنایی مصنوعی می‌تواند زیاد باشد و سرمایه‌گذاری اولیه در تجهیزات نیز گران است.

به طور کلی، کشت گلخانه‌ای در مقایسه با کشت سرپوشیده با استفاده از نور مصنوعی، گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه‌تر و کم‌مصرف‌تر است. با این حال، کشت سرپوشیده کنترل بیشتری بر محیط زیست فراهم می‌کند و می‌تواند محصولاتی را در تمام طول سال تولید کند، که آن را به گزینه‌ای مناسب برای محصولات خاص و شرایط رشد ویژه تبدیل می‌کند. انتخاب میان این دو رویکرد به عواملی مانند نوع محصول کشت‌شده، محل عملیات و اهداف تولیدکننده بستگی دارد.

روند گلخانه‌ها: حال و آینده

آینده برای کشاورزی گلخانه‌ای روشن به نظر می‌رسد، زیرا تقاضا برای محصولات تازه و شیوه‌های کشاورزی پایدار همچنان در حال رشد است. در اینجا برخی از روندها و پیشرفت‌هایی که آینده کشاورزی گلخانه‌ای را شکل می‌دهند آورده شده است:

پیشرفت‌های فناوری: بهره‌مندی از فناوری در کشاورزی گلخانه‌ای با نوآوری‌هایی مانند اتوماسیون و روباتیک، کنترل طیفی از طریق نماها و پوشش‌های رنگی، کنترل آب‌وهوای خودکار، آبیاری دقیق و تجزیه و تحلیل داده‌ها در حال افزایش است. این فناوری‌ها می‌توانند به پرورش‌دهندگان کمک کنند تا رشد گیاه را بهینه کنند و کارایی منابع را بهبود ببخشند.

شیوه‌های پایدار: کشاورزی گلخانه‌ای با تمرکز بر کاهش مصرف انرژی، به حداقل رساندن ضایعات و به‌کارگیری روش‌های کشت ارگانیک پایدارتر می‌شود. این روند ناشی از تقاضای مصرف‌کنندگان برای محصولات سازگار با محیط زیست و نیاز به رسیدگی به تغییرات آب‌وهوایی است.

کشاورزی عمودی: کشاورزی عمودی، که شامل کشت محصولات در لایه‌های انباشته یا سطوح متمایل به عمودی است، به عنوان راهی برای به حداکثر رساندن فضا و افزایش محصول محبوبیت پیدا می‌کند. این رویکرد به ویژه در مناطق شهری که زمین محدود است، مفید و موثر است. این کار را می‌توان با استفاده از نور مصنوعی یا نور خورشید انجام داد.

تغییر به سمت تولید غذای محلی: همه‌گیری، اهمیت تولید غذای محلی را برجسته کرده و کشاورزی گلخانه‌ای به خوبی با این روند سازگار است. با توانایی تولید محصولات تازه و باکیفیت در تمام طول سال، گلخانه‌ها می‌توانند نقشی کلیدی در برآوردن تقاضای رو‌به‌رشد برای غذای محلی داشته باشند.

رهبر تولید سبزیجات گلخانه‌ای

بخش میوه و سبزیجات گلخانه‌ای کانادا همچنان به رشد قوی برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده در طول سال برای میوه‌ها و سبزیجات تازه ایمن، مغذی و پایدار ادامه می‌دهد. کانادا، رهبر آمریکای شمالی در زمینه تولید سبزیجات گلخانه‌ای است.

این بخش سالانه چهار میلیارد دلار به اقتصاد کانادا کمک می‌کند؛ با بیش از دو میلیارد دلار فروش درب مزرعه، تقریباً 3 /1 میلیارد دلار صادرات در سال 2021، و برآورد 30500 شغل در سراسر زنجیره تامین. این صنعت یک نیروگاه کشاورزی و رهبر محصولات گلخانه‌ای در آمریکای شمالی است.

892 گلخانه میوه و سبزیجات در کانادا عمدتاً گوجه‌فرنگی، فلفل دلمه‌ای و خیار پرورش می‌دهند. فرصت‌های رشد عمده‌ای از افزایش سرمایه‌گذاری در تولید روشنایی در طول سال و عرضه محصولات، تنوع گسترده، اتوماسیون در محل کار و ایجاد نیروی کار ماهر و سازگار آماده برای کاهش خطرات مرتبط با تهدیدهای نوظهور، ورشکستگی یا اختلال در بازار پیش‌بینی می‌شود.

سالانه بیش از 732 هزار تن میوه و سبزیجات تازه گلخانه‌ای تنها در 1800 هکتار زمین کشت می‌شود. بازده قابل فروش 10 تا 20 برابر همان محصول در خارج از منزل است که عمدتاً به دلیل طولانی شدن فصل رشد، کاهش فشار آفات و کیفیت کلی است.

رونق گلخانه در چین

ما مدت‌هاست به خوردن گوجه‌فرنگی، خیار، انواع توت‌ها و خربزه در تمام طول سال عادت کرده‌ایم. در اروپا، بیشتر این واردات از اسپانیا انجام می‌شود، جایی که میلیون‌ها تن میوه و سبزیجات در زیر دریاهای پلاستیک سفید که بخش جنوبی این کشور را فرا گرفته، کشت می‌شود. طبق یک مطالعه جدید از دانشگاه کپنهاگ که گستره جهانی گلخانه‌ها را ترسیم می‌کند، در سطح جهانی، کشت گلخانه‌ای به سرعت در حال افزایش است؛ اما اکثر این رونق در خارج از اروپا و در کشورهای با درآمد کم و متوسط ​​در جنوب جهانی اتفاق می‌افتد.

ده کشوری که بیشترین سهم را در پوشش گلخانه‌ای به خود اختصاص داده‌اند، عبارت‌اند از: چین (4 /60 درصد)، اسپانیا (6 /5 درصد)، ایتالیا (1 /4 درصد)، مکزیک (3 /3 درصد)، ترکیه (4 /2 درصد)، مراکش (3 /2 درصد)، کره جنوبی (8 /1 درصد)، ژاپن (7 /1 درصد)، هلند (4 /1 درصد) و فرانسه (3 /1 درصد).

بر اساس تجزیه و تحلیل جدید از داده‌های ماهواره‌ای منتشرشده در نیچر فود، گلخانه‌ها اکنون بیش از 13 هزار کیلومترمربع از زمین را در سراسر جهان پوشش می‌دهند- منطقه‌ای تقریباً به اندازه کانکتیکات. چهار دهه پیش، آنها فقط 300 کیلومترمربع را پوشش می‌دادند. بیشترین گسترش در چین رخ داد که اکنون 60 درصد گلخانه‌های جهان را در خود جای داده است. این سازه‌ها را می‌توان در زمین‌های کشاورزی در چندین استان چین و در طیف وسیعی از اقلیم‌ها یافت، اما بیشتر در دشت چین شمالی متمرکز شده‌اند. بزرگ‌ترین خوشه گلخانه در چین و جهان، در بیش از 820 کیلومترمربع از این دشت در ویفانگ، شهری در سطح استان در استان شاندونگ در شمال شرقی چین گسترده شده است. در این قسمت از چین، میوه‌ها و سبزیجات به طور کلی در گلخانه‌ها کشت می‌شوند. تونگ، پژوهشگر فوق‌دکترا در دانشگاه کپنهاگ می‌گوید: خیار، بادمجان و گوجه‌فرنگی گلخانه‌ای، سبزیجات خارج از فصل را برای کل کشور فراهم می‌کند. کشاورزان در ویفانگ نیز به طور فزاینده‌ای میوه‌های باارزشی مانند توت‌فرنگی، انگور، کیوی و دراگون فروت می‌کارند. کشاورزان از گلخانه‌های پلاستیکی استفاده می‌کنند زیرا روشی موثر و نسبتاً ارزان برای افزایش عملکرد است. از آنها می‌توان برای افزایش فصل رشد و اعمال کنترل بر دما و شرایط نور بهره گرفت. نوآوری‌هایی مانند آبیاری قطره‌ای یا به‌کارگیری خاک مصنوعی و هیدروپونیک، بر محبوبیت کشت گلخانه‌ای افزوده است.

به گفته تیم پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ، تقاضای داخلی برای محصولات احتمالاً به رونق گلخانه‌ها کمک کرده است. تولید کل گوجه‌فرنگی، خیار و غوره در چین بین سال‌های 1990 تا 2020 شش برابر شده است.

گلخانه‌های خورشیدی

انرژی یک جزء ضروری در تمام مراحل زنجیره غذایی از جمله تولید محصول، جنگل‌داری، تولید لبنیات، کاربردهای پس از برداشت، ذخیره‌سازی مواد غذایی، پردازش، حمل‌ونقل و توزیع است. طبق آمارهای اخیر فائو (2019)، زنجیره‌های غذایی در سراسر جهان حدود 30 درصد از کل انرژی جهان را مصرف می‌کنند و وابستگی شدید آن به سوخت‌های فسیلی تقریباً 19 تا 29 درصد از کل انتشار سالانه گازهای گلخانه‌ای (GHG) را تشکیل می‌دهد. در سال‌های اخیر، مصرف انرژی در گلخانه‌های کشاورزی به دلیل افزایش هزینه‌های انرژی و مسائل زیست‌محیطی ناشی از استفاده از منابع انرژی متعارف به یک چالش تبدیل شده است. در این راستا، محرک شدیدی برای پژوهشگران، دانشمندان و سرمایه‌گذاران ایجاد شده است تا منابع انرژی پاک جایگزین و همچنین راه‌حل‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی را برای کاهش اتکای گلخانه‌ها به منابع انرژی تجدیدناپذیر پیدا کنند.

صنعت گلخانه یک بخش انرژی‌بر است که وابستگی زیادی به سوخت‌های فسیلی دارد و به انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند. برای پرداختن به این موضوع، به‌کارگیری راهکارهای صرفه‌جویی در مصرف انرژی در کنار جایگزینی منابع انرژی متعارف با انرژی‌های تجدیدپذیر، از عملی‌ترین راهکارها هستند. در چند سال گذشته، انرژی خورشیدی پتانسیل زیادی برای ادغام با گلخانه‌های کشاورزی نشان داده است. انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر پاک، قابل گسترش و قابل اعتماد با حداقل تاثیر بر محیط زیست می‌تواند به عنوان گزینه‌ای سازگار برای ادغام با گلخانه‌های کشاورزی در نظر گرفته شود. به این ترتیب، پیاده‌سازی فناوری‌های خورشیدی می‌تواند به کاهش وابستگی انرژی سیستم‌های کشت گلخانه‌ای به منابع معمولی کمک کند و انتشار گازهای گلخانه‌ای را به حداقل برساند.

یک مطالعه در سال 2021، پیشرفت گلخانه‌های خورشیدی را با بررسی ادغام آنها با فناوری‌های انرژی خورشیدی از جمله فتوولتائیک (PV)، فتوولتائیک گرمایی (PVT) و کلکتورهای حرارتی خورشیدی1 بررسی می‌کند. البته ماژول‌های PV نصب‌شده بر روی سقف یا دیوار گلخانه‌ها باعث ایجاد سایه می‌شود که می‌تواند بر روند رشد محصولات کشت‌شده در داخل تاثیر منفی بگذارد. این مشکل را می‌توان با استفاده از ماژول‌های PV دووجهی یا به‌کارگیری ردیاب‌های خورشیدی برای ایجاد سایه‌های پویا برطرف کرد. ماژول‌های PVT در تولید گرما و الکتریسیته کارآمدتر هستند و سایه کمتری هنگام استفاده از ماژول‌های متمرکز رخ ​​می‌دهد. از نظر استفاده از کلکتورهای حرارتی خورشیدی، مقادیر عملکرد بالاتری برای گلخانه‌ها در شرایط آب‌وهوایی معتدل گزارش شده است. علاوه بر این، در این بررسی، استفاده از واحدهای ذخیره انرژی حرارتی (TES) به عنوان اجزای حیاتی برای تامین انرژی ایمن در گلخانه‌های خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفته است. بهره گرفتن از سیستم‌های TES می‌تواند عملکرد حرارتی گلخانه‌های خورشیدی را تا 29 درصد افزایش دهد.

برترها

اکثر کاکتوس‌ها از محیط‌های خشک و گرم لذت ‌می‌برند، در حالی که ارکیده‌ها در مناطق مرطوب و گرمسیری رشد می‌کنند. هر گیاهی شرایط رشد ایده‌آل خود را دارد، اما گاهی اوقات مادر طبیعت همکاری نمی‌کند. برای ایجاد بهترین شرایط رشد برای یک گیاه یا نوعی گیاه خاص، مردم ساختمان‌هایی ابداع کردند که می‌توانستند با آب‌وهوا کنترل شوند. 

می‌توان گفت که دوره شکوفایی اصلی در تاریخ گلخانه‌ها در دوران ویکتوریایی قرن نوزدهم در انگلستان رقم خورده است. از آنجا که سازه‌های شیشه‌ای و فولادی به طور گسترده برای ایستگاه‌های راه‌آهن، سالن‌های نمایشگاهی، بازارها و... ساخته می‌شد، آنها برجسته‌ترین عناصر ساخت‌وساز بودند. سپس از آنها برای ساخت برخی از بهترین گلخانه‌ها که به اندازه کافی بزرگ بودند، برای نگهداری درختان بلند استفاده شد. این مکان‌ها به دلیل اندازه آنها «خانه‌های نخل» نامیده می‌شدند و خانه نخل در باغ کیو به نمونه‌ای کلیدی در نمایش گلخانه‌ها تبدیل شد.

ویژگی‌های اصلی گلخانه برای کنترل شرایط داخلی در آن زمان تهویه، روش‌های گرمایش و سرمایش، روشنایی و غنی‌سازی دی‌اکسید کربن بود. امروزه فرآیندهای کلیدی با فناوری پیشرفته بهبود یافته که سهولت تعمیر و نگهداری را افزایش می‌دهد. 

بسیاری از اولین گلخانه‌ها برای تنوع بخشیدن یا افزایش عرضه مواد غذایی ایجاد شدند. در حال حاضر، گلخانه‌ها هنوز برای تولید مواد غذایی استفاده می‌شوند، اما برخی کاربری‌های دیگر مانند پرورش گیاهان برای اهداف تزیینی، محوطه‌سازی و اهداف آموزشی نیز به آن اضافه شده است.

اکنون، بیایید چند گلخانه برتر جهان را بررسی کنیم:

1- پروژه ادن (Eden) در کورنوال، بریتانیا

این بزرگ‌ترین گلخانه در جهان است و یک میلیون گونه گیاهی را در خود جای داده است. پروژه ادن یک مجموعه گلخانه‌ای غول‌پیکر با دو گلخانه است که هم آب‌وهوای گرمسیری و هم مدیترانه‌ای را منعکس می‌کند. در محیط استوایی تقریباً چهارهکتاری، درختان کائوچو، موز و ساقه‌های بامبو بر فراز بازدیدکنندگان قرار دارد. بیوم مدیترانه‌ای تنها 6 /1 هکتار وسعت دارد، با این حال پر از درختان زیتون و انگور است.

پروژه ادن به سه بیوم اصلی تقسیم می‌شود: بیوم مدیترانه‌ای، بیوم بیرونی که مستقیم با محیط بیرون در ارتباط است و جنگل‌های بارانی بیوم که فضای کافی برای نگهداری برج لندن دارد. جدا از هزاران گونه گیاهی استوایی، جنگل‌های بارانی بیوم نیز، بزرگ‌ترین جنگل مصنوعی جهان، با آبشاری بزرگ محسوب می‌شود. آب‌وهوا به وسیله تجهیزات مه‌سازی خودکار کنترل می‌شود که هوا را 60 درصد در طول روز و 90 درصد پس از تاریکی هوا مرطوب نگه می‌دارد. زمین از طریق لوله‌های زیرزمینی آبیاری می‌شود و آبشار در حین استفاده از آب بازیافتی، رطوبت جوی زیادی را حفظ می‌کند.

جدا از جاذبه‌های گل‌ها در ادن، یک مرکز آموزشی به نام Core در سال 2005 ساخته شد که در آن کارکنان مجتمع به آموزش پایداری محیط‌ زیست می‌پردازند و برای بهبود رابطه انسان با طبیعت تلاش می‌کنند.

2- خانه نخل شونبرون در پارک کاخ شونبرون، اتریش

شونبرون یک گلخانه بزرگ در وین اتریش است که حدود 4500 نوع گیاه دارد. این یکی از چهار گلخانه واقع در پارک کاخ شونبرون است. این سازه شیشه‌ای با طول 111 متر، عرض 28 متر و ارتفاع 25 متر که تحت حکومت امپراتور فرانتس ژوزف ساخته شده، درخت خرمایی غول‌پیکر را به همراه درختچه‌ها و درختان مختلف در خود جای داده است. بخش میانی دارای آب‌وهوای مدیترانه‌ای و انواع گیاهانی است که به آن تعلق دارند. اگر به سمت راست بروید، به بخش گرمسیری خواهید رسید، در حالی که در طرف دیگر، آب‌وهوای سرد همراه با نمونه‌های آن قرار دارد.

بخش استوایی یکی از مواردی است که باید به آن توجه کرد، زیرا برخی از نمونه‌های زیباتر از گیاهان را در خود جای داده است. از گیاهان با برگ‌های بزرگ، بیشتر با درخت موز، درخت انجیر، ارکیده وانیلی و... آشنا هستیم. درخت خرمای غول‌پیکری که گفته می‌شود در گلخانه زندگی می‌کند، درست نزدیک ورودی فضای مرکزی قرار دارد.

3- گلخانه‌های سلطنتی لاکِن، بلژیک

گلخانه سلطنتی لاکن در بخش شمالی بروکسل، بلژیک واقع شده است. زمانی که برخی از بهترین گلخانه‌های جهان پدیدار شدند، از معمار آلفونس بالات خواسته شد تا یکی از آنها را برای شاه لئوپولد دوم طراحی کند. این گلخانه قرار بود قلعه را با شیوه معماری مشابه، که با الهام از سبک کلاسیک ساخته شده، تکمیل کند. فضاهای داخل گلخانه، خیابان‌ها یا فضاهای شیشه‌ای نیستند، بلکه اثری از نوع خاصی از هنر هستند که می‌توان آنها را در «کاخ شیشه‌ای ایده‌آل» دسته‌بندی کرد. طرح نهایی این سازه پس از بحث‌های فراوان میان آلفونس و شاه لئوپولد دوم تکمیل شد.

گلخانه‌های سلطنتی لاکن یک اثر هنری تاثیرگذار است که معماری بلژیک را شکل داده است. اگرچه کلکسیونی از گیاهان در داخل گلخانه، بیشتر امروزی است، اما تعدادی از مجموعه اصلی شاه لئوپولد دوم هنوز وجود دارند. این گلخانه همچنین میزبان برخی از کمیاب‌ترین و ارزشمندترین گونه‌های گیاهان موجود است. هر سال این گلخانه به عنوان یک سنت دیرینه که همچنان ادامه دارد، به مدت سه هفته به روی عموم باز می‌شود.

4- باغ گیاه‌شناسی لیون، فرانسه

این باغ که یکی از بزرگ‌ترین باغ‌های عمومی در فرانسه است، میزبان طیف وسیعی از گیاهان در 11 باغ با مضامین مختلف است. این باغ‌ها با الهام از خانه‌های گرم قرن نوزدهم ساخته شده‌اند و گیاهانی از سراسر جهان را در خود جای داده‌اند تا پذیرای هزاران نفری که هر روز از آنها بازدید می‌کنند باشند. این گلخانه اولین‌بار در سال 1880 ساخته و در سال‌های 2000 و 2020 بازسازی شد و پس از آن در همه روزهای سال به روی عموم باز است.

باغ به سه قسمت تقسیم می‌شود. بخش مرکزی جایی است که دما به زیر 18 درجه سانتی‌گراد می‌رسد تا میزبان گیاهانی باشد که از آفریقا، استرالیا و آمریکای جنوبی می‌آیند. بخش‌های مرطوب‌تر میزبان گیاهانی هستند که بومی بخش‌ها و مناطق خارج از فرانسه هستند. منطقه سوم صرفاً به میزبانی کاملیا اختصاص داده شده است، زیرا زیبایی آن هنگام شکوفه دادن بسیار چشمگیر است. در میان خانه‌های شیشه‌ای، یکی به میزبانی نیلوفر آبی معروف ویکتوریا اختصاص داشت که به شکل دایره‌ای ساخته شده بود. گلخانه دیگری نیز صرفاً برای میزبانی از گیاهان گوشتخوار طراحی شده است.

5- باغ گیاه‌شناسی سلطنتی، بریتانیا

این باغ گیاه‌شناسی، اوج کار چندین معمار مشهور، در میان مجموعه‌ای از پارک‌ها در  لندن قرار دارد و یکی از بزرگ‌ترین گلخانه‌های جهان است. این بنا، جنبه‌هایی از طراحی باغ را به نمایش می‌گذارد که از قرن 18 تا 20 را شامل می‌شود، با مجموعه‌ای از باغ‌های گیاه‌شناسی که در طول قرن‌ها غنی شده‌اند. به عنوان یک باغ گیاه‌شناسی، سهم آن در پژوهش و مطالعه گیاهان نیز بسیار زیاد بوده است.

این گلخانه، به عنوان سازمان علمی پیشرو در جهان، میزبان بزرگ‌ترین مجموعه زنده گیاهان و قارچ‌ها در زمینی به مساحت 330 هکتار است که در سال 2003 جایگاه معتبری را در فهرست میراث جهانی به دست آورد. این مکان که پرنسس آگوستا در سال 1759 تاسیس کرد، پناهگاه بسیاری از نمونه‌های کمیاب و خاص گیاهانی است که گیاه‌شناسان جمع‌آوری کرده‌اند. میزبانی بیش از 50 هزار گونه از گیاهان و درختان بومی و عجیب‌وغریب، راه را برای فعالیت‌های مختلف برای بازدیدکنندگان، مانند جشنواره‌ها و نمایشگاه‌های ویژه هموار می‌کند.

اینها بهترین گلخانه‌هایی هستند که برخی از گونه‌های کمیاب گیاهان را در داخل و در سراسر جهان حفظ می‌کنند. 

پی‌نوشت‌:

1- دستگاهی که تشعشعات خورشیدی را جمع‌آوری کرده و آن را به شکلی قابل استفاده از انرژی، تبدیل می‌کند.