Kapalı alanlar da  dikey tarım, ürün verimini artırabilir, sınırlı arazi alanının üstesinden gelebilir ve hatta tedarik zincirinde kat edilen mesafeyi azaltarak çiftçiliğin çevre üzerindeki etkisini azaltabilir. Kapalı alanda dikey tarım, kapalı ve kontrollü bir ortamda üst üste istiflenmiş ürün yetiştirme uygulaması olarak tanımlanabilir. Dikey  olarak monte edilmiş yetiştirme raflarını kullanarak, geleneksel tarım yöntemlerine kıyasla bitki yetiştirmek için  gereken arazi miktarını önemli ölçüde azaltır. Bu tür bir yetiştirme, sınırlı alanda gelişebilmesi nedeniyle genellikle şehir ve kentsel çiftçilikle ilişkilendirilir. Dikey çiftlikler, bazı kurulumların bitkilerin büyümesi için toprağa ihtiyaç  duymaması bakımından benzersizdir. Çoğu, sebzelerin besleyici yoğun bir su kabında yetiştirildiği hidroponik veya  aeroponiktir. bitki köklerine sistematik olarak su ve besin maddelerinin püskürtüldüğü yer. Doğal güneş ışığı yerine   yapay yetiştirme ışıkları kullanılır.

 Dikey çiftlikler, geleneksel çiftliklerden% 70'e kadar daha az su kullanır.

Sürdürülebilir kentsel büyümeden, düşük işçilik maliyetleri ile mahsul verimini en üst düzeye çıkarmaya kadar, kapalı alanda dikey çiftçiliğin avantajları açıktır. Dikey tarım, yıl boyunca hassas bir şekilde ölçmek için ışık, nem ve su gibi değişkenleri kontrol edebilir ve güvenilir hasatlarla gıda üretimini artırabilir. Azaltılmış su ve enerji kullanımı, enerji tasarrufunu optimize eder - dikey çiftlikler, geleneksel çiftliklerden% 70'e kadar daha az su kullanır. Hasat, ekim ve lojistiğin üstesinden gelmek için robotlar kullanılarak, tarım endüstrisindeki mevcut işgücü kıtlığından çiftliklerin karşılaştığı zorlukları çözerek işgücü de büyük ölçüde azaltılır.

Dikey Tarım Nedir?

Dikey tarım, ürünleri dikey olarak istifli bir şekilde üretmek anlamına gelmektedir. Bu yöntemde toprak kullanılabildiği gibi asıl amacı olan topraksız üretim ile ürün kazanımı sağlanır. Dikey tarım, verimli toprakların az olduğu ya da kullanılamadığı zorlu şartlarda, ürün yetiştirme amacıyla geliştirilmiştir.

Dikey tarımın son dönemde bu kadar önem kazanmasının nedenleri arasında dünyadaki nüfus artışını, metropollerin çoğalmasını ve kaynakların azalmasını gösterebiliriz. Kentler genişledikçe, onu besleyen çeperlerdeki bostan ve tarlalar, betonlaşmaya kurban ediliyor. Kırsaldan kente göç de çiftçilikle uğraşan insan sayısını azaltıyor. Peki, bu metropoller, mega kentler nasıl beslenecek? Git gide ulaşım masraflı olmaya başlıyor, su sıkıntısı da gelecek öngörüleri arasında. Tüm bunların sonucunda alternatif tarım yöntemlerinin geliştirilmesi bir zorunluluk halini almaktadır .   

Güneş doğal, ücretsiz, hiç bitmeyen bir kaynak. Kapalı mekanda Dikey Tarım uygulamalarında güneş yerine LED kullanmak biraz daha enerji sarfiyatına yol açar. Ancak hektarlarca alana yayılan bir tarım arazisinde yılda bir ton yeşil yapraklı bitki üretmeye kalksanız, mahsulü toplamak için harcayacağınız petrol maliyeti, Dikey Tarım sisteminde harcayacağınız elektrik maliyetinden çok daha yüksek olacaktır.

Ayrıca tarım zirai araçlarını tarlada kullanmak ve defalarca sulama yapmak zorundasınız. Dikey Tarım sistemlerinde kullanılan LED’lerse son derece enerji verimli bir aydınlatma türüdür. Konvansiyonel bir ampule göre daha az elektrik kullanır. Özellikle kuraklık yaşayan coğrafyada Dikey Tarım verimlilik sağlar.

Hydroponic Sistemler

Hydroponic sistem kapalı-mekan tarım sistemi için gerekli olan bir araçtır ve çoğu ticari Dikey Tarım Çiftlikleri bu topraksız tarım sistemini tercih eder.

Hydroponic bir sistem, basitçe söylemek gerekirse; Topraksız suda mineral besin çözeltileri kullanan bitki yetiştirme tekniğinden oluşur. 

Kullanılan tekniklerin birçok çeşidi vardır ve bunlar arasında en yaygın olanı ve ticari amaçlar için en iyi sonuç getirenleri;

• Nutrient Film Technique (NFT),
• Deep Flow Technique (DFT),
• Aeroponics ve Aquaponic simbiyotik sistemlerdir.

Besin Filmi Tekniği(NFT-Nutrient Film Technique) 

NFT tekniğinde ince bir su filmi boru/oluk tan sürekli olarak akar ve böylece kökler her zaman su ile temas halindedir. Bu sayede bitkilere sürekli besin sağlanır.

NFT ayrıca kökler ince film üstünde kaldıkça bitkiye yeterince oksijen sağlar.  Bu sistem, besin çözeltisinin dolaşımda sürekli olmasını gerektirir. Bu da pompanın sürekli çalışacağı anlamına gelir. 

NFT sistemleri daha hassastır ve tıkanma , güç kesintisi gibi durumlara daha yatkındır.Pompa arızalanırsa, sistem hemen kuru çalışır ve belirli bir bölüm tıkanırsa, bitkiler hızlıca zarar görür.

Derin Akış Tekniği(DFT-Deep Flow Technique)

DFT , NFT’nin aksine her zaman derinde bir miktar besin çözeltisine sahiptir.Daha fazla besin periyodik olarak pompalanır ve aşırı besin çözeltisi taşma borusu boyunca kazana geri döner ve geri dönüştürülür.

Pompanın düzgün çalışmasını engelleyen bir elektrik kesintisi veya başka bir sorun olsa bile , bitkileri hayatta tutmak için her zaman bir miktar su vardır.Bu sistem NFT’ye kıyasla su sıcaklığı üzerinde de daha fazla kontrol sağlar.

İşlemlerini büyüten çoğu ticari Dikey Çiftlik, riskleri düşük , bakımı kolay  , hatalara ve sorunlara daha az eğilimli olduğu için DFT sistemlerini tercih ediyor.          

Aeroponic Sistemler

Bu sistemlerde su , püskürtme yöntemiyle bitkiye aktarılıyor. Nem, kökler tarafından hızlı bir biçimde emildiğinden fazla sulamaya gerek kalmıyor, yüzde 90’a kadar su verimliliği sağlamak mümkün. Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta; gübre ya da mineral gibi dışarıdan bitkiye verilen tüm bileşenlerin suya katılmaması gerektiği. Çünkü püskürtme kanallarının içinde herhangi bir parçacığın kalması bile sistemin tıkanmasına yol açabiliyor. 

Aquaponic Sistemler

Bu sistemde, bitkiler için gerekli besleyici gıda maddeleri balıklardan sağlanıyor. Bunun için bir balık tankının hidroponik sisteme bağlanması gerekli. Balık dışkıları, suyu mineral ve gübre bakımından son derece zengin bir hale dönüştürüyor. Bir pompalama sistemiyle balık tankından gelen su bitkilere aktarılıyor. Balıkların ölmemesi için belli bir pH’a sahip suda dolaşmaları ve bitkinin yetişmesi için gerekli olan besinlerin de balığı öldürmemesi lazım. O yüzden dışarıdan balık suyuna takviye yapmak gerekiyor.Bazı mineraller ekleniyor, balık suyu test ediliyor.Ne bitkinin kökü yanıyor ne de balık ölüyor. İkisi de simbiyotik bir dengede yaşıyor.

Tarımsal Gıda Sistemlerinde Karşılaşılan Başlıca Zorluklar

Kişi başına düşen tarımsal alanın azalması:1961 de kişi başına 0,9 dönüm arazi düşerken 2016 da kişi başına düşen tarımsal arazi 0,74 dönüme gerilemiştir.

Hızlı Kentleşme:Bugünlerde yarı yarıya olsa da 2050 de Dünya nüfusunun üçte ikisi kentsel bölgelerde yaşayacaktır.Hızlı kentleşmenin büyük bir kısmı gelişmekte olan ülkelerde olacaktır.Afrika ve Asya kentsel nufüs artışının en fazla olacağı yerler olarak ön görülmektedir.

Tüketiciler daha yüksek gıda güvenliği ve kalitesi istiyor:Gıda kirliliğinden dolayı her yıl 600milyon insan hastalanıyor ve 420.000 insan ölüyor. Güvensiz gıdalar yıllık 95 milyar dolar verimlilik kaybına neden olmaktadır.

Tarım önemli bir kirlilik kaynağı:Haşaratlar tüm antropojenik sera gazı emisyonlarının %14.5 ine neden olmaktadır.

Kaynak tüketimi:Tarım Dünya taze su kaynaklarının %70 inin kullanıyor.Bunun bir kısmıda hatalı sulama ve yetersiz çevre koşullarından ötürü ziyan oluyor.

Besin tüketimi:Üretlien kalorinin yaklaşık %24 ü ziyan oluyor ve bu atıklar sera gazı emisyonlarının %8 ini oluşturuyor.

 Artan tüketim:Sulama için 2050 de %11 daha fazla su tüketilmesi beklenmektedir.

Dikey tarım Stratejik Değerlendirme

• Daha az alanda daha yüksek verim
• 7/24 müdahale ve işlem imkanı
• Daha hızlı mahsul döngüleri
• Daha az hasat öncesi-sonrası atık
• Düşük su (% 90 -% 99) ve kimyasal kullanımı (ekonomik, sağlık ve çevresel faydalar).
• Daha az tedarik zinciri ile tüm yıl üretim yapabilme ( taze ürün, istikrarlı fiyatlandırma , ürüne hızlı erişim ).
• İç mekanlarda ürün yetiştirebilme.
• Zayıf yanları:       
• Yüksek enerji kullanımı (yapay aydınlatma , ısıtma ve soğutma).Enerji en büyük işletme maliyeti boyutunu oluşturmaktadır.
• Ölçekleme modeli hala belirsizdir. Az sayıda büyük ölçekli tesisler mi çok sayıda küçük ölçekli tesisler mi ?
• İç mekanda yetişen ürünlerin düşük çeşitliliği.