Syvällinen katsaus pystysuoraan viljelyyn ja sen globaaliin vaikutukseen

Maatalouden tulevaisuus on muuttumassa, suurelta osin kasvavan väestön vuoksi, mikä puolestaan asettaa merkittävää painetta ruoan tuotanto-ekosysteemille. Kuitenkin tämän ongelman ratkaiseminen pelkästään perinteisellä viljelyllä on kestämätöntä ja mahdollisesti haitallista ympäristölle.

Itse asiassa viimeisen 40 vuoden aikana olemme menettäneet kolmanneksen viljelykelpoisesta maastamme, joka on maata, jota voidaan kylvää ja käyttää kasvien kasvattamiseen. Tämä kiireellinen tarve kestäville ratkaisuille raivaa tietä vallankumouksellisille viljelykäytännöille – näiden joukossa pystysuora viljely erottuu lupaavana rajanpäässä. Tässä tarkastelemme, miten tämä innovatiivinen lähestymistapa muuttaa tapaamme harjoittaa maataloutta.

Mitä on pystysuora viljely?

Pystysuora viljely on kasvien kasvattamista kerroksellisissa järjestelmissä, jotka pinoutuvat pystysuoraan, vastakohtana laajoille, tasaisille viljelysmaille, joita perinteinen viljely yleensä käyttää. Hyödyntämällä pystysuoria pintoja viljelijät voivat maksimoida ruokatuotannon rajoittaen resurssien käyttöä. Se sisältää:

• Laivakontit
• Pilvenpiirtäjät
• Käytetyt varastot
• Hylätyt kaivoskaivot
• Kasvihuoneet

Pystysuorassa viljelyssä kasvit kasvatetaan sisätiloissa, minkä vuoksi sitä kutsutaan joskus myös sisäviljelyksi. Tämä viljelykäytäntö vaatii keinotekoista lämpötilaa, valoa, vettä, kaasuja ja kosteuden hallintaa. Jos näiden komponenttien herkkä tasapaino ei säily, on mahdollista menettää koko sato, aivan kuten perinteinen maatila saattaa menettää sadon kuivuuden tai tulvan seurauksena.

Pystysuoran viljelyn hyödyt

Pystysuora viljely, jota pidetään erittäin tehokkaana ja kestävänä ruokatuotannon tapana, tarjoaa lukuisia etuja viljelijöille, kuluttajille ja muille:

Optimaalinen tilankäyttö

Perinteiset viljelymenetelmät vaativat hehtaarin verran hedelmällistä viljelykelpoista maata, mikä ei ole edellytys pystysuorille viljelytekniikoille. Tämä viljelymenetelmä käyttää torni‑tyyppisiä rakenteita kasvien kasvattamiseen, mikä mahdollistaa korkeamman tuottavuuden pienellä maa‑alueella. Lisäksi nämä kasvit voivat kasvaa monenlaisilla alueilla, koska ne käyttävät ei‑maaläisiä medioita ja voivat menestyä myös epäsuotuisissa ilmasto‑olosuhteissa.

Vähentynyt kustannus

Koska pystysuorat maatilat voidaan rakentaa kaupunkialueille, niiden toimituspisteet ovat helposti saavutettavissa. Sen sijaan, että tuotteita kuljetettaisiin useiden maiden ja valtamerten yli, kuten perinteisessä viljelyssä, sadon tuottajat voivat perustaa maatiloja lähellä asiakkaidensa sijainteja.

Kuljetuskustannusten lisäksi tämä lähes täysin teknologiaan perustuva viljelymenetelmä säästää myös työvoimakustannuksissa. Ottamalla käyttöön täysin automatisoidun toimintatavan, maatila voi alentaa työvoimakustannuksia ja saavuttaa suuremman sadon.

Luotettava sadon tuotanto

Koska pystysuora viljely on riippumaton ulkoisista tekijöistä kuten auringonvalosta, vuodenaikojen vaihtelusta, vedestä ja alueesta, se tarjoaa luotettavan sadon tuotannon ympäri vuoden.

Kun luonnon vaikutukset poistetaan, ei ole olemassa ‘kausittaisia’ satoja. Jatkuva sadon tuotanto johtaa siten kokonaisuudessaan suurempaan satoon.

Huolenpito epäedullisten sääolosuhteiden vaikutuksista sekä tuotannon laatuun että määrään tuo myös varmuutta ja mielenrauhaa viljelijöille.

Energia‑tehokkuus

Pystysuorat maatilat hyödyntävät yhdistelmää teknologioita kestävyyden edistämiseksi, kuten:

• Tekoälyvalaistus
• Metallireflektorit
• LED-valaistus
• Kierretävät kasvualustat 

Näissä maatiloissa sisäänrakennetut energian tuotantoyksiköt vähentävät samalla sähkönkulutuskustannuksia. Lisäksi ylimääräistä energiaa voidaan käyttää muiden liiketoimintalaitteiden virransyöttöön. Lisäksi hydroponisten kasvatusmenetelmien käyttö vähentää veden tarvetta.

Lisäksi hydroponisista järjestelmistä peräisin oleva vesi pysyy käyttöjälkeen saastumattomana, mikä mahdollistaa sen kierrättämisen ja käyttämisen seuraavissa kasvukierroksissa, jolloin kulut vähenevät ja jätettä syntyy vähemmän.

Pestittömyys 

Pystysuorissa maatiloissa käytetään yleensä vähän tai ei lainkaan kemiallisia torjunta‑aineita. Huolellisesti valvotut ja hallitut olosuhteet estävät tautia aiheuttavien tuholaisten tai rikkaruohojen pääsyn. Tämä puolestaan vähentää kasvien suojatuotteiden tarvetta, ja tuloksena lopputuote on parempi, terveellisempi ja turvallisempi kulutukseen, mikä lisää elintarviketurvallisuutta.

Ympäristöystävällinen

Vähentämällä merkittävästi fossiilisten polttoaineiden käyttöä sisäviljely voi olla hyödyllinen ympäristöllemme. Lisäksi näiden maatilojen kaupunkisijainti lyhentää etäisyyttä ja kuljetuksia maatilojen ja ruokakauppojen välillä, mikä pienentää hiilijalanjälkeä.

Toimitusketjun lyhentäminen tarkoittaa myös, että ruoka pysyy tuoreempana pidempään, mikä vähentää ruokahävikkiä. Tämä viljelylähestymistapa tukee myös biologista monimuotoisuutta, sillä se ei vahingoita lähialueen kasveja ja eläimiä, vaan voi jopa edistää niiden kasvua.

Vähennetyt työturvallisuusriskit

Pystysuora viljely ei ole pelkästään ympäristöystävällistä – se myös vähentää suurten maatalouskoneiden käytöstä johtuvien onnettomuuksien riskiä. Tämä eroaa perinteisestä viljelystä, jossa on runsaasti terveys‑ ja turvallisuusriskejä. Kun sisäviljelyssä ei käytetä raskaita koneita tai kemikaaleja, loukkaantumisriski pienenee merkittävästi.

Pystysuoran viljelyn haitat

Huolimatta pystysuoran viljelyn monista eduista, se on selvästi loistava vaihtoehto ratkaisemaan monia maatalouden nykyisiä ongelmia. Se ei kuitenkaan ole täydellinen ratkaisu ja siihen liittyy omat haittansa.

Korkea teknologinen riippuvuus

Automaatio on avain tehokkuuteen pystysuorassa viljelyssä. Ohjelmistot, datatiede ja robotiikka ovat joitakin näissä maatiloissa käytettäviä teknologioita, joilla seurataan satoa ja luodaan optimaaliset kasvatusolosuhteet, kuten valaistus, kosteus ja lämpötila.

Tämä tekee pystysuorasta viljelystä voimakkaasti teknologiariippuvaisen, mikä edellyttää viljelijöiltä merkittäviä investointeja erilaisiin teknologioihin ja laitteisiin. Jos jokin laite epäonnistuu, se voi häiritä koko viljelyprosessia ja vähentää sadon määrää. Lisäksi tämän nuoren alan teknologia ei ole vielä täysin kehittynyttä.

Korkeat alkukustannukset ja käyttökustannukset

Pystysuora viljely on yksinkertaisesti kustannusintensiivinen hanke – alusta alkaen ja jokaisessa prosessin vaiheessa se vaatii merkittävän määrän rahaa. Tämä sisältää kaupunkialueiden maankäytön, joka on yleensä hyvin kallista, sekä laitteet kuten tietokoneet, ilmastonhallintajärjestelmät, hyllyyksikköjä, vesijohtoja, LED‑valoja ym.

Suurin osa pystysuorien maatilojen kokonaiskustannuksista koostuu energiankulutuksesta ja valaistuskustannuksista. Lisäksi tarvitaan asiantuntevaa henkilöstöä hoitamaan maatilaa sekä kasvien terveyttä.

Käyttökustannukset riippuvat kuitenkin suurelta osin käytetystä viljelymenetelmästä, sillä geoponinen, hydroponinen ja aeroponinen jokaisella on omat vaatimuksensa. Kuitenkin sisäviljelyn laitteiden kustannusten odotetaan laskevan merkittävästi, kun ne yleistyvät ja teknologia kehittyy.

Korkea ylläpito

Vaikka kasvien kasvattaminen kaupungeissa kuulostaa houkuttelevalta, sadon suora käsittelyinfrastruktuuri puuttuu yleensä ja se täytyy usein kuljettaa. Lisäksi hallituissa ympäristöolosuhteissa viljely estää luonnollisen pölytyksen, mikä vaatii kalliin ja herkkä käsityön pölytyksen toteuttamisen.

Tämän lisäksi pystysuorat maatilat vaativat jatkuvaa seurantaa, mikä tarkoittaa rikkoutuneiden komponenttien vaihtamista tai huoltoa sekä erityistä huolellisuutta kasvien puhdistuksessa ja desinfioinnissa tuholaistorjunnan riskin välttämiseksi.

Mutta se ei ole kaikki. Tämä tekniikka on toistaiseksi kannattavaa vain muutamille kasveille. Kasvin kasvattamisen suhteellisen korkea hinta virtuaalisessa viljelyssä tarkoittaa, että halvat elintarvikkeet eivät ole kannattavia, ja valita tulisi vain ne, joilla on suuri taloudellinen potentiaali.

Lisäksi on täytettävä kaikki paikallisen terveys‑ tai sääntelyviranomaisen vaatimukset, ja jos se tehdään ilman ennakkoilmoitusta, se voi johtaa suuriin sakkoihin.

Pystysuoran viljelyn suosio

Maailmanlaajuinen pystysuoran viljelyn markkina on kokenut tasaisen kasvun väestönkasvun ja kaupunkiasumisen suosion lisääntyessä. Vuonna 2022 pystysuoran viljelyn markkinat saavuttivat noin 5,6 miljardia dollaria, ja niiden odotetaan nousevan yli 35 miljardiin dollariin vuoteen 2032 mennessä, Statistan mukaan. Tämä markkina‑arvon nousu johtuu suurelta osin orgaanisen ruoan suosiosta.

Näin ollen pystysuora viljely saa vähitellen jalansijaa maailmanlaajuisesti, vaikka se onkin vielä alkuvaiheessa eikä ole tasaisesti levinnyt kaikkialla.

Yhdysvallat johtavat tällä hetkellä pystysuoran viljelyn omaksumista, sillä niillä on eniten pystysuoria maatiloja, ja Bowery Farming on maan suurin pystysuora viljelytoiminta. Pohjois‑Amerikka on myös suurin osakkeenomistaja globaalissa pystysuoran viljelyn markkinassa, ja sen odotetaan kasvavan 28,9 %:n CAGR:lla vuosina 2023–2031 Straits Researchin mukaan.

Aasiassa pystysuoria maatiloja löytyy useista maista, kuten Japanista, Kiinasta, Singaporessa, Etelä‑Koreasta, Taiwanista ja Thaimaasta. Taiwanilainen YesHealth iFarm on yksi maailman vanhimmista pystysuorista maatiloista, ja sen Taoyuan City -laitos on Aasian suurin sisätilojen pystysuora maatila.

Euroopassa Yhdistynyt kuningaskunta, Ranska, Saksa ja Alankomaat johtavat tätä omaksumista. Mantereella odotetaan kasvua 26,7 %:n CAGR:lla seuraavan kahdeksan vuoden aikana. Yhdistyneessä kuningaskunnassa Jones Food Company ylläpitää Euroopan suurinta pystysuoraa maatilaa, joka ulottuu yli 5 000 neliömetriin. Huippuluokan innovaatiokeskus sijaitsee lähellä Bristolin kaupunkia, ja se kasvattaa kukkia, hedelmiä, vihanneksia ja jopa viiniköynnöksiä kaupallisessa mittakaavassa. Pystysuoran maatilan avulla yritys pyrkii vähentämään Yhdistyneen kuningaskunnan riippuvuutta tuontiruoasta.

Lähialueella Kuwait ja Yhdistyneet arabiemiirikunnat (UAE) ovat eturintamassa, sillä Badia Farms Yhdistyneissä arabiemiirikunnissa suunnittelee yksinään maan vesikulutuksen vähentämistä ja vihannesten tuonnin merkittävää pienentämistä, kun taas Kuwaitissa NOX Management avasi ensimmäisen laajamittaisen sisätilojen maatilan.

Pystysuorat viljelyyritykset 

Kun pystysuora viljely saa jalansijaa ja sen odotetaan kasvavan merkittävästi, markkinoilla nähdään yhä enemmän yrityksiä, jotka hyödyntävät tätä viljelytekniikkaa. Tarkastellaanpa joitakin merkittäviä nimiä tällä alalla:

1. AeroFarms 

Tämä johtava maatalousteknologiayritys keskittyy mullistamaan maataloutta kehittämällä kestäviä, tehokkaita ja skaalautuvia viljelyratkaisuja. AeroFarms kasvattaa laajaa valikoimaa lehtivihanneksia, kuten salaattia, lehtikaalia, rucolaa ja mikrovihanneksia. Yritys käyttää tekoälyä (AI) ja kasvien biologiaa parantaakseen tuoreiden tuotteiden kasvatus‑ ja jakelutapoja paikallisesti ja globaalisti.

Abu Dhabissa sijaitseva yritys on tehnyt yhteistyötä Yhdysvaltain vähittäiskaupan jättiläisten Whole Foodsin ja Walmartin kanssa myydäkseen lehtivihanneksiaan. AeroFarms on myös ensimmäinen sisäviljelyyritys, joka on tunnustettu sertifioiduksi B Corporationiksi, ja se on kehittänyt aeroponisen teknologian, joka tarjoaa ihanteelliset kasvatusolosuhteet kasveille. Yritys oli suunnitellut listautuvansa pörssiin Spring Valleyn kanssa yhdistymisen jälkeen vuonna 2021, mikä olisi nostanut yrityksen arvon 1,2 miljardiin dollariin, mutta kauppa peruttiin myöhemmin samana vuonna.

2. CubicFarms

Kanadassa toimiva CubicFarmsin HydroGreen Grow System ja HydroGreen Automated Vertical Pastures -teknologiat antavat viljelijöille mahdollisuuden kasvattaa omaa ravinteikasta tuoretta karjan rehua sisätiloissa, luotettavasti ja tasaisesti.

Sen markkina‑arvo on 5,7 miljoonaa dollaria, ja sen osakekurssi (CUBXF) on tällä hetkellä 0,0269 dollaria, mikä on 10,3 %:n lasku vuoden alusta. Yrityksen EPS (TTM), eli tulos per osake viimeisen kahdentoista kuukauden aikana, on -0,20, ja hinta‑voitto‑suhde P/E (TTM) on -0,13. Vuoden 2023 toisen neljänneksen osalta yritys raportoi 3,3 miljoonan dollarin liikevaihdon.

3. AgriCool

Tämä Ranskassa toimiva maatalousteknologia‑alun startup kasvattaa paikallisia ja torjunta‑aineettomia hedelmiä ja vihanneksia, erityisesti mansikoita, persiljaa, basilikaa ja korianteria, kaupunkiviljelmissä.

AgriCool käyttää suljettua vesikiertojärjestelmää optimaalien kasvatusolosuhteiden tarjoamiseksi, LED‑valoja valon intensiteetin ja spektrin säätämiseen sekä kierrätettyjä laivakontteja, joita kutsutaan cooltainereiksi, tuottamaan ruokaa ilman säilöntäaineita.

https://youtu.be/FYQeCfVqTcU (WMT )

Yritys on kerännyt 41,9 miljoonaa dollaria viidessä rahoituskierroksessa, ja sen arvostus oli 38,36 miljoonaa dollaria heinäkuussa 2017. Viimeisin rahoitusvirta saatiin omaisuuden myynnistä 2. kesäkuuta 2022.

4. Bowery Farming

Bowery Farming on käyttänyt sisätilojen pystysuoraa viljelyä tuottaakseen satoa, joka vaihtelee mansikoista salaattiin ja muihin lehtivihanneksiin, ja joita voi ostaa Walmartista, Safewaysta, WholeFoodsista, FreshDirectista ja Amazonista.

Sen oma teknologia yhdistää ohjelmistot, laitteistot, sensorit, tekoälyn, konenäköjärjestelmät, koneoppimismallit ja robotit valvoakseen kutakin kasvia ja hälyttääkseen viljelijöille, kun sadonkorjuun aika on. Yrityksellä on kolme pystysuoraa maatilaa Marylandissa, New Jerseyssä ja Pennsylvaniassa.

Bowery on kerännyt yhteensä lähes 631 miljoonaa dollaria yhdeksässä rahoituskierroksessa, joista viimeisin oli 8,4 miljoonaa dollaria helmikuussa 2022 CB Insightsin mukaan. Yrityksen arvostus toukokuussa 2021 oli 2,3 miljardia dollaria.

5. Agrify Corporation

Markkina‑arvoltaan 2,647 miljoonaa dollaria oleva Agrify Corporation (NASDAQ: AGFY) tarjoaa pystysuoria viljelyyksiköitä sekä Agrify Insights -ohjelmistopalvelua (SaaS). Yritys myy myös LED‑kasvatusvaloja ja puhdistimia, jotka on suunnattu kannabisteollisuudelle.

Sen osake on tällä hetkellä laskenut 75 % tänä vuonna, ja se käy kauppaa 1,63 dollarin hintaan, ja sen 12 kuukauden liikevaihto on 77,64 miljoonaa dollaria.

6. Hydrofarm Holdings

Hydrofarm Holdings on julkisesti noteerattu yritys (NASDAQ: HYFM), joka valmistaa ja jakaa laitteita ja tarvikkeita, kuten korkea‑intensiteettisiä kasvatusvaloja ja ilmastonhallintaratkaisuja pystysuoraan viljelyyn. Sillä on yhdeksän jakelukeskusta: kuusi Yhdysvalloissa, kaksi Kanadassa ja yksi Espanjassa.

45 miljoonan dollarin markkina‑arvon yrityksen osake käy tällä hetkellä 0,99 dollarin hintaan, mikä on 36,7 %:n lasku vuoden alusta (YTD). HYFM:n kaikki‑aikainen huippuarvo oli noin 95,50 dollaria alkuvuodesta 2021. Sillä välin sen EPS (TTM) on -1,96, P/E (TTM) -0,51 ja hinta‑myynti‑suhde (TTM) on 0,17. Vuoden 2023 toisen neljänneksen osalta yritys raportoi nettomyynniksi 63,1 miljoonaa dollaria ja säädettyä EBITDA:ta 2,5 miljoonaa dollaria.

Lopulliset ajatukset

Kuten näimme, pystysuora viljely on valmis muuttamaan maatalouden maisemaa, tarjoten tuoreita paikallisia tuotteita ja auttaen lisäämään ruokatuotantoa, kun maailman väkiluku ylittää 8 miljardia vuonna 2023.

Vaikka aika ja raha ovat edelleen suurimmat esteet, ne, jotka ovat pystysuoran viljelyn polulla, saattavat saada varhaisen aloitusetulyöntiaseman maksimoidakseen sadon minimoiden luonnonvarojen käytön.