المحاصيل المزروعة

الأرز في المزرعة العمودية لا يجدي — لكن أين الاستثناءات؟

سنبلة أرز واحدة كموضوع للتساؤل عن جدوى زراعة الأرز في المزرعة العمودية

سمعتها مرة واحدة على الأقل: «الأرز لا يجدي في المزرعة العمودية.» ومع ذلك لا تستطيع التخلي عن الفكرة، فتمضي في فحصها بدقة. إن كنت تقرأ هذا المقال، فأنت على الأرجح واحد من هؤلاء.

في اجتماعات النهوض الإقليمي، وفي نقاشات الأمن الغذائي، أو كوسيلة لاستثمار منشأة معطلة — «إنتاج الأرز في المصنع» موضوع يطفو على السطح مراراً وتكراراً. وتصلك أخبار عن نجاحه في الخارج، فتفكر: «ربما هنا أيضاً.» لكن حين تسأل خبيراً زراعياً تحصل فوراً على: «لا جدوى اقتصادية منه.» أيهما على حق؟ تريد ما يُسند حكمك.

الفخ الذي يسهل الوقوع فيه هو معالجة زراعة الأرز كسؤال واحد موحد لا يتغير من مكان إلى آخر. السؤال «هل يمكن زراعة الأرز في المزرعة العمودية؟» يخفي تحته شروطاً مضمرة: أين تبني المصنع؟ كم تكلّف الكهرباء؟ أين المشترون؟ الواقع أقرب إلى هذا: القاعدة أنه لا يجدي، والاستثناءات موجودة لكنها مشروطة. وهذه الاستثناءات — أين تقع بالضبط — هو ما سنتتبعه خطوة بخطوة.

عيوب أرز المصنع لا تقتصر على الطاقة

الأرز ينمو جيداً في الحقل دون الحاجة إلى شيء كالمزرعة العمودية، وبتكلفة زهيدة. زراعة الخس أو الفراولة في المصنع أمر مفهوم نسبياً، لكن حين سمعت «والأرز أيضاً، في المصنع، بقصد» — كان ردي الصادق: «لماذا؟» يحتاج أرضاً ويأكل كهرباء. ومع ذلك تصلك روايات متفرقة عن نجاحه في الخارج. يبدو أن الأمر ليس فاشلاً بالكامل. هذا التناقض أزعجني، وأردت أن أعرف ما الذي يصنع الفارق بين النجاح والفشل.

الأرز رخيص لأن الحقل — الأرض — يكاد يكون مجانياً. المطر يهطل والشمس تشرق، ولا أحد يدفع ثمن ذلك. أما في المصنع، فكل شيء يحمل بطاقة سعر. الضوء والحرارة — الإنسان هو من يوفرهما بالطاقة. لذا إن حاولت استرداد تكلفة الطاقة بسعر الأرز الغذائي العادي، فحظوظك شبه معدومة.

لكن فاتورة الكهرباء ليست السبب الوحيد لعدم ملاءمة الأرز للمصنع. الأرز في حد ذاته محصول ضعيف التوافق مع بيئة المصنع. نسبة الجزء الصالح للأكل منخفضة، وهناك الكثير مما لا يُباع — قشر الحبوب والأوراق والسيقان. أنت تضخ الضوء والكهرباء في نمو هذه الأجزاء المهدرة أيضاً، فتذهب الطاقة المستهلكة سُدى. يُضاف إلى ذلك أن فترة النمو طويلة؛ في مناخ اليابان أن تحصد مرتين في السنة يُعد إنجازاً، فالدورة بطيئة. لمصنع يريد استرداد تكاليف رأس المال، بطء الدورة وحده عبء ثقيل. قبل أن تصل إلى فاتورة الكهرباء، شكل الأرز كمحصول لا ينسجم مع اقتصاديات المصنع.

ومع ذلك، فروايات النجاح في الخارج غالباً ما تتضمن شروطاً استثنائية: أرض تكون فيها الكهرباء رخيصة بشكل مبالغ فيه، أو مشترٍ قريب يدفع ثمناً مرتفعاً، أو استخدام كالمواد الخام الدوائية حيث يُباع الأرز بأضعاف سعره العادي. باختصار، ليست المشكلة في الأرز نفسه. مدى توافر المحاور الثلاثة — كهرباء رخيصة، مشترٍ قريب، ومنفذ بيع بسعر مرتفع — هو ما يغيّر الصورة الاقتصادية تغييراً جذرياً. وبالمقابل: في موقع تتباعد فيه هذه المحاور الثلاثة، مهما صقلت التكنولوجيا، ستجد صعوبة في بلوغ الربحية.

ليس «غير مجدٍ لأنه أرز»، بل «غير مجدٍ بسبب الاستخدام والطاقة». هذه القراءة مدعومة جزئياً بالأرقام. في تقدير يقارن الخس المائي بالزراعة المكشوفة، كان المحصول على المساحة ذاتها 11 ضعفاً، بينما بلغ استهلاك الطاقة 82 ضعفاً (انظر: 1). تفوز على صعيد الأرض والمياه، لكن على صعيد الكهرباء تخسر بفارق هائل. هذا التباين اللافت يظهر بوضوح. وفي تقدير لزراعة الحبوب داخلياً أيضاً، كانت الكهرباء المخصصة للإضاءة تستهلك أكثر من نصف تكاليف التشغيل (انظر: 2). لهذا بالضبط، الحبوب الغذائية الأساسية — الأرز والقمح والذرة — التي تدعم نحو 60% من سعرات العالم الغذائية، ستظل في ظل هيكل التكاليف الحالي بعيدة عن الربحية في المصانع لفترة غير قصيرة. إحدى المراجعات تصنّف الأمور على هذا النحو (انظر: 3).

المنافذ الاقتصادية مقيدة بالاستخدامات ذات السعر المرتفع

إذن، أي منفذ يجعل أرز المصنع مجدياً؟ المفتاح هو استخدامات «سعرها على نظام مختلف كلياً عن الأرز الغذائي العادي». أبرز مثال هو الأرز الذي يحمل تركيزاً عالياً من مركّب بعينه يُستخدم كمادة خام دوائية. يمكن تسعير هذا الأرز بسعر مرتفع جداً، وإدارة بيئة الزراعة بدقة لرفع تركيز مركّب بعينه داخل المحصول هو بالضبط المجال الذي تتفوق فيه المزرعة العمودية. مصنع يتحكم تماماً في الضوء والحرارة مناسب لهذا الغرض، وحتى بسعر مرتفع تخرج رابحاً. وإذا ارتفع الوعي بسلامة الغذاء والإمداد المستقر، ثمة منطق يجعل الطلب على أرز المصنع يتشكل من تلقاء نفسه.

منطقة زراعة يُدار فيها مركّب بعينه ويُزرع تحت إضاءة LED (مقيدة بمنافذ البيع ذات السعر المرتفع)

هذا الإحساس بـ «لا يُستوعب إلا إذا بِيع بسعر مرتفع» يتجلى أيضاً من تشكيلة المحاصيل التي تعمل فعلياً في المصانع اليوم. ما يحقق جدوى تجارية يقتصر تقريباً على الخضراوات الورقية والأعشاب والتوت، وأحد المصادر يشير إلى أن هذه لا تتجاوز نحو 6% من إمدادات السعرات العالمية (انظر: 4). تقدير يضع المحاصيل عالية القيمة التي يمكن للزراعة الداخلية معالجتها بنحو 4% من حيث مساحة الأراضي الزراعية (انظر: 5). وبالمقلوب: إن لم يكن لديك منفذ يندرج في ذلك النطاق الضيق من الأسعار المرتفعة، لن تتمكن من استيعاب فاتورة كهرباء المصنع. ليس الأرز بالذات، لكن في استخدام بحثي حيث يُنتج بروتين وظيفي مغير للتذوق (الميراكولين) في طماطم معدلة وراثياً، بنوا المنظومة حتى أصبحت طريقة الإضاءة وحدها تغيّر المحصول لكل وحدة مساحة ولكل وحدة طاقة — وعندها فقط يصبح إنتاجاً عالي القيمة المضافة قابلاً للاستمرار (انظر: 6). التفكير في رفع قيمة الأرز على امتداد هذا الخط يسهّل تصور الأمر. هذا هو مستوى السعر الذي يجب أن يبيع به المنفذ لكي يصمد.

بذور الأرز والأرز البحثي هي أيضاً أمثلة تتصل بمنفذ السعر المرتفع هذا. الرغبة في زراعة سلالة في طور تحسين الأصناف بكميات ضئيلة فحسب، محمية من المرض والتهجين — لهذا النوع من الإدارة في المرحلة البحثية، يمتلك المصنع القادر على إغلاق البيئة مزايا حقيقية. لكن هذه لا تحمل سعراً على مستوى المواد الخام الدوائية، والسوق صغيرة أيضاً. يكفي أن تضعها في ركن من ذهنك كمثال ثانوي لا أكثر.

هل تتوافر المحاور الثلاثة في اليابان؟ بصراحة، الأمر صعب جداً. الكهرباء مرتفعة إن دل شيء، وحقول الأرز متاحة بوفرة. الأمر لا يتعلق بالفوز على صعيد الشروط؛ بل إن من يملك منفذ سعر مرتفع ويتصادف أنه يؤمن موقعاً بكهرباء رخيصة — عندها فقط قد ينجح موقع واحد. ليس شيئاً يُطبَّق على نطاق وطني؛ يصمد فقط في نقاط متفرقة هنا وهناك.

نجاح الخارج قصة موقع، لا قصة تكنولوجيا

في اليابان لا يصمد إلا في نقاط متفرقة. إذن الحالات التي بدت ناجحة في الخارج — ما الذي يختلف فيها؟ هل صادفت أخباراً عن نجاح الزراعة المصنعية للأرز في الخارج؟ هذه قصص من صحراء الشرق الأوسط أو أراضٍ مرتفعة أو جزر نائية. حين ترى حالات كهذه تود أن تفكر: «إذن ربما هنا أيضاً.» لكن ما الذي يتطابق وما الذي يختلف حين تنقله إلى اليابان — هنا يسهل الوقوع في قراءة خاطئة.

كوب ماء واحد على رمل جاف (الفرضية الأساسية لنجاح الخارج هي موقع شحيح المياه)

حالات النجاح في الخارج تقوم في معظمها على فرضيات: «الماء شحيح»، «الكهرباء رخيصة بشكل استثنائي بفضل الدعم الحكومي»، «الأرض الصالحة محدودة للغاية». في صحراء الشرق الأوسط لا يمكنك إهدار قطرة ماء واحدة، فيصبح لإدارة المياه في بيئة مغلقة قيمة حقيقية، والكهرباء كثيراً ما تكون رخيصة بسياسة الدولة. على الجزر النائية والأراضي المرتفعة أيضاً، الاستيراد من الخارج مكلف، فـ «الصنع في الموقع» نفسه له قيمة. بعبارة أخرى، في تلك الأماكن، سبب جدوى المصنع يكمن في مساوئ المحيط.

اليابان تكاد تكون النقيض التام. الماء وفير، الكهرباء مرتفعة إن دل شيء، وحقول الأرز فائضة. لذا بالتكنولوجيا ذاتها، الريح المساعدة التي جعلت المصانع مجدية هناك تتلاشى كلها في اليابان. الخبر يبدو كقصة تكنولوجيا — «زُرع الأرز في الصحراء» — لكنه في الحقيقة قصة موقع — «أتى بثماره لأنها كانت صحراء». استيراد التكنولوجيا كما هي يُسقط الفرضية وحدها، وتتوقف الجدوى الاقتصادية.

بنية «لأن الموقع كان كذلك بالذات» تظهر أيضاً في أرقام التقديرات. في تقدير مستهدف للكويت في الخليج، يُقدَّر أنه بأقل من 0.1 كيلومتر مربع من الأراضي الزراعية العمودية يمكن إزالة الاستيراد لستة أصناف رئيسية من الخضروات (انظر: 7). لكن ما يجب الانتباه إليه هو أن هذا عن الخضروات، ولا يذهب إلى حد القول «مجدي اقتصادياً بدون دعم». إحدى المراجعات الشاملة للزراعة العمودية تشير إلى أنه حتى لو كان التقني ممكناً، فإن ارتفاع تكاليف البناء والتشغيل وعدم الجدوى الاقتصادية هو أكبر عقبة أمام الانتشار (انظر: 8). إذن نجاح الخارج قصة «في أرض لا تستطيع الاعتماد على الاستيراد، ظهرت قيمة كبديل للاستيراد» — وليست بالضرورة قصة جدوى اقتصادية. إبقاء هذين الأمرين منفصلَين يجعل تجنب القراءة الخاطئة أيسر.

بالنظر إلى المشهد المحلي، يتضح أيضاً التفاوت بين المواقع في مزايا وعيوب الكهرباء. في تقدير للنوع الذي يستفيد من ضوء الشمس من المزرعة العمودية، يُظهر أحد التحليلات أن أكثر من 85% من استهلاك الكهرباء يرتبط بدرجة الحرارة الخارجية (انظر: 9). في دراسة مقارنة لمصانع خضروات في مناطق باردة، أُفيد بأن موقعاً كـ«أباشيري» في هوكايدو حقق أدنى تكاليف طاقة بين عشر مدن مقارنة (انظر: 10). مع ذلك، كلاهما عن النوع المستفيد من ضوء الشمس أو عن الخضروات، ويدوران حول محور كيفية الحد من حمل نظام HVAC. لا ينطبقان مباشرة على مصنع أرز مغلق يعتمد كلياً على إضاءة LED الكهربائية. ومع ذلك، «موقع تتوافر فيه الكهرباء الرخيصة» يجب رؤيته ليشمل ليس سعر الكهرباء وحده، بل أيضاً الفارق في حمل نظام HVAC الناجم عن المناخ — وكنقطة مرجعية لهذه الزاوية، تظل هذه الأرقام مفيدة.

ترتيب التحقق من الجدوى لموقعك الخاص

بعد أن استقر هذا المنظور — أن الصورة تتغير بحسب الموقع والمنفذ — إذا أردت فعلياً التفكير في «هل هذا مجدٍ؟» بما هو أمامك، من أين تبدأ التحقق؟ وسؤال آخر يطرح نفسه بشكل بسيط: طالما الدعم الحكومي يتدفق، أليس الربح وهمياً؟ كيف تفصل بين الاثنين؟ أتصور أن هذا ما يشغل ذهنك.

على فرضية وجود منفذ سعر مرتفع، إليك ترتيب التحقق بما هو أمامك. أولاً، ابدأ بـ تكلفة الكهرباء للإضاءة ونظام HVAC اللذين يستهلكان أكبر قدر من الكهرباء. قدّر تقريباً كمية الكهرباء اللازمة لإنتاج كيلوغرام واحد من الأرز، اضربها في سعر الكهرباء المتعاقد عليه فعلياً، واحسب تكلفة الكهرباء لكل كيلوغرام. إن تجاوزت هذه التكلفة سعر الأرز الغذائي العادي، فتدقيق الأمور لاحقاً لن يغير الخلاصة.

إن بدت ثمة بصيص أمل، انتقل إلى المنفذ. هل يوجد واقعياً، في مسافة قابلة للوصول، مشترٍ يدفع ثمناً مرتفعاً — للاستخدام كمادة خام دوائية أو للأبحاث مثلاً؟ وهل يستطيع هذا المشتري استلام كميتك باستمرار؟ هذه المنافذ ذات السعر المرتفع كثيراً ما تكون صغيرة الحجم، وليس مضموناً أن تبقى فيها حصة لك. بدون منفذ، حتى لو كان الإنتاج رخيصاً يتحول إلى مخزون فحسب.

لفصل الدعم الحكومي، الطريقة الأكيدة هي إعادة حساب الجدوى الخالصة مع إزالة كل الدعم مؤقتاً. عامل دعم المعدات ودعم الكهرباء كأنهما لم يوجدا أبداً، وتساءل: هل لا يزال سعر بيع الكيلوغرام يفوق التكلفة؟ إن جاء بخسارة، فالربح الظاهر هو قوة الدعم لا قوة العمل، وسيتلاشى لحظة ينتهي الدعم. عامل الدعم بحزم كشيء يُضاف بعد توضح الجدوى الخالصة. هذا الترتيب هو الآمن.

لترتيب «الكهرباء أولاً» مسوغ راسخ. في إحدى المراجعات المنظِّمة للمزارع العمودية، يُقدَّر أن الكهرباء تمثل 20-40% من تكاليف الإنتاج، وأن 60-85% من تلك الكهرباء تستهلكها الإضاءة (انظر: 11). بمعنى آخر، أكبر كتلة وأصعبها تحريكاً هي الكهرباء، وحين تضعها بسعرك الخاص تكاد تكون الإجابة قد ظهرت. في الواقع، ثمة تقدير تقريبي يفيد بأن زراعة القمح في مزرعة عمودية قد تكلف نحو 50 ضعف تكلفة الزراعة المكشوفة (انظر: 5). بهذا الفارق الشاسع، لا مقدار من التدقيق الدقيق لاحقاً سيقلب النتيجة. لذا فترتيب «ابدأ باختبار تكلفة الكهرباء بالسعر الخالص» له ما يسوغه.

منطقة الزراعة داخل المزرعة العمودية

المضي قُدُماً أو التراجع — قياس الأمر على المحاور الثلاثة

حين يتضح الترتيب، تتحسن الرؤية كثيراً. دعني أضع شيئاً واحداً أخيراً، عن أين يقع الخط الفاصل.

كل ما سبق ليس لتصنيف الأرز معاً على أنه «مستحيل في المصنع»، ولا على النقيض لدفعك للأمام بـ«تستطيع لو حاولت». كهرباء رخيصة، مشترٍ قريب، منفذ بيع بسعر مرتفع — عند التردد، ابدأ بالنظر بصدق في مدى توافر هذه المحاور الثلاثة. أتمنى أن تأخذها كمنطلق للحكم.

إن وجدت أن المحاور الثلاثة بعيدة، فصقل التكنولوجيا من هناك لن يوصلك إلى الربحية، فتوقف لحظة. إن بدت ستتوافر، اعمل وفق الترتيب بدءاً من الجدوى الخالصة لتكلفة الكهرباء. بالطبع المحاور الثلاثة لا تحسم كل شيء؛ مع الأرز يؤثر أيضاً بطء الدورة وكثرة الهدر، وإن كان الحجم صغيراً يظل ثقل تكاليف رأس المال قائماً. المحاور الثلاثة هي بدقة محاور الفرز التي تختبرها أولاً عند التردد — ليست شرطاً شاملاً يضمن النجاح إن تحقق.

وثمة شيء يستدعي الانتباه حتى حين تلوح إمكانية توافر المحاور الثلاثة. المنافذ ذات السعر المرتفع، كالمواد الخام الدوائية أو الأبحاث، كثيراً ما تكون صغيرة الحجم. لذا بعد «توافرت، فاعمل وفق الترتيب»، تحقق مرة أخرى: «هل في ذلك المنفذ حصة لكميتي أيضاً؟» ليست المسألة أن الأرز مستحيل، ولا أن التكنولوجيا ستحل المشكلة؛ عند التردد، ما تعود إليه في نهاية المطاف هو: هل ذلك المنفذ متاح في هذا الموقع بالذات؟

ثمة أجزاء لا يمكن التعبير عنها بإحكام. ومع ذلك، كمحاور تعود إليها عند التردد، هذه المحاور الثلاثة تمثل نقطة الدخول المناسبة.

172 نصيحة لتحسين ربحية مزرعتك العمودية

377 صفحة، و19 فصلا، و172 موضوعا. مجموعة خبرة عملية نشأت من أكثر من 10 سنوات من الخبرة العملية في الإنتاج. تجمع "معرفة على مستوى الميدان" في المزرعة العمودية، وهي معرفة لا تجدها في مكان آخر.

اعرف المزيد

أدوات مجانية

参考文献

  1. Guilherme Oliveira Barbosa, Francisca Gadelha, Natalya Kublik, Alan Proctor, Lucas Reichelm, Emily A. Weissinger, Gregory Michael Wohlleb, Rolf U. Halden(2015) Comparison of Land, Water, and Energy Requirements of Lettuce Grown Using Hydroponic vs. Conventional Agricultural Methods. International Journal of Environmental Research and Public Health. https://doi.org/10.3390/ijerph120606879
  2. Senthold Asseng, Jose Rafael Guarin, Mahadev Raman, Oscar Monje, Gregory Kiss, Dickson D. Despommier, Forrest M. Meggers, Paul P. G. Gauthier(2020) Wheat yield potential in controlled-environment vertical farms. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.2002655117
  3. Nicholas Cowan, Laura Ferrier, Bryan M. Spears, Julia Drewer, David Reay, Ute Skiba(2022) CEA Systems: the Means to Achieve Future Food Security and Environmental Sustainability?. Frontiers in Sustainable Food Systems. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.891256
続きを表示 (8) ▾
  1. Hanna L. Tuomisto(2019) Vertical Farming and Cultured Meat: Immature Technologies for Urgent Problems. One Earth. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2019.10.024
  2. H. Charles J. Godfray, Joseph Poore, Hannah Ritchie(2024) Opportunities to produce food from substantially less land. BMC Biology. https://doi.org/10.1186/s12915-024-01936-8
  3. Kazuhisa Kato, Shinichiro Maruyama, Tadayoshi Hirai, Kyoko Hiwasa-Tanase, Tsuyoshi Mizoguchi, Eiji Gotō, Hiroshi Ezura(2011) A trial of production of the plant-derived high-value protein in a plant factory. Plant Signaling & Behavior. https://doi.org/10.4161/psb.6.8.16373
  4. Meshal J. Abdullah, Zhengyang Zhang, Kazuyo Matsubae(2021) Potential for Food Self-Sufficiency Improvements through Indoor and Vertical Farming in the Gulf Cooperation Council: Challenges and Opportunities from the Case of Kuwait. Sustainability. https://doi.org/10.3390/su132212553
  5. Kheir Al‐Kodmany(2018) The Vertical Farm: A Review of Developments and Implications for the Vertical City. Buildings. https://doi.org/10.3390/buildings8020024
  6. 海津 裕, 花形 将司, 芋生 憲司, 丸尾 達(2021) 太陽光利用型植物工場における電力エネルギー需要分析とエネルギー管理指標の設定. 農業食料工学会誌. https://doi.org/10.11357/jsamfe.83.2_105
  7. 菅 結実花, 小原 伸哉(2019) 寒冷地の植物工場での,野菜の高付加価値化に関するエネルギー消費量についての検討. 年次大会. https://doi.org/10.1299/jsmemecj.2019.s06103p
  8. Elias Kaiser, Paul Kusuma, Silvère Vialet‐Chabrand, Kevin M. Folta, Ying Liu, Hendrik Poorter, Nik Woning, Samikshya Shrestha, Aitor Ciarreta, Jordan van Brenk, Margarethe Karpe, Yongran Ji, Stephan David, Cristina Zepeda, Xin-Guang Zhu, Katharina Huntenburg, Julian C. Verdonk, Ernst J. Woltering, Paul P. G. Gauthier, Sarah Courbier, Gail Taylor, L.F.M. Marcelis(2024) Vertical farming goes dynamic: optimizing resource use efficiency, product quality, and energy costs. Frontiers in Science. https://doi.org/10.3389/fsci.2024.1411259