Ciągle słyszymy, że powinniśmy jeść lokalne i sezonowe produkty, ponieważ nasza żywność albo pochodzi z odległych rejonów świata, albo uprawiana jest w szklarniach zużywających duże ilości energii. Ale nie zawsze tak było. Pomiędzy XVI a XX wiekiem miejscy rolnicy hodowali śródziemnomorskie warzywa i owoce nawet w tak daleko wysuniętych na północ krajach jak Anglia czy Holandia. I to wyłącznie dzięki energii odnawialnej.

Uprawy otaczano masywnymi “murami owocowymi”, które w nocy oddawały zakumulowaną za dnia energię słoneczną, tworząc ciepły mikroklimat, mogący podnieść temperaturę o ponad 10 stopni Celsjusza. Później do murów zaczęto dostawiać szklarnie, co pozwoliło na jeszcze lepsze wykorzystanie energii słońca

Dopiero pod koniec XIX wieku szklarnie przyjęły formę nowoczesną formę - w pełni oszklone, sztuczne zabudowania prawie natychmiast tracące ciepło. Było to całkowite zerwanie z zasadami, które dały im początek.

Współczesne szklarnie często stawia się w klimacie umiarkowanym, gdzie zimy potrafią być mroźne. Z tego powodu potrzeba dużych ilości energii do ich ogrzewania. Dodatkowo wyposaża się je w sztuczne oświetlenie i skomplikowane systemy kontroli wilgotności.

FAO podaje, że uprawa roślin w ogrzewanych szklarniach jest około 10-20 razy bardziej energochłonna niż uprawa ich na polach. Ogrzewana szklarnia zużywa około 40 MJ energii na wyhodowanie jednego kilograma świeżych warzyw, takich jak pomidory czy papryka. Source – page 15. To powoduje, że warzywa szklarniowe są tak samo intensywne energetycznie, jak wieprzowina (40-45 MJ/kg w USA). Source.

W Holandii, która jest największym na świecie producentem warzyw i roślin spod szkła, w roku 2013 około 10.5 tysięcy hektarów szklarni zużyło 120 PJ (peta dżuli) gazu ziemnego - jest to taka ilość energii w formie paliw kopalnych jaką zużywa rocznie połowa holenderskich samochodów osobowych (Źródło).

Niech te liczby nie będą dla nikogo zaskoczeniem. Ogrzanie budynku, który jest w całości wykonany ze szkła wymaga ogromnych nakładów energii. Szkło ma bardzo słabe własności termoizolacyjne. Każdy metr kwadratowy szyby, nawet potrójnej, traci ciepło 10 razy szybciej niż ceglany mur.

Mury owocowe

Dzisiejsze szklarnie różnią się bardzo od swoich średniowiecznych przodków. ¹ W początkach północnoeuropejskiej pogoni za uprawą ciepłolubnych roślin w klimacie umiarkowanym (oraz za wydłużeniem sezonu wegetacyjnego dla lokalnych upraw), w ogóle nie stosowano szkła. W 1561 szwajcarski botanik Conrad Gessner opisał efekt jaki mają nagrzane od słońca mury na dojrzewanie fig i porzeczek. Zauważył, że rośliny rosnące bliżej murów dojrzewają szybciej.

Obserwacje Gessnera doprowadziły do pojawienie się w północnozachodniej Europie tzw. “murów owocowych”. Postawienie ścian o wysokiej masie termicznej i południowej ekspozycji, stwarzało unikalny mikroklimat dla drzew owocowych posadzonych w ich pobliżu. Dzięki tej metodzie możliwa stała się uprawa śródziemnomorskich owoców w klimacie umiarkowanym. Południowe owoce zaczęto hodować w takich miejscach jak północna Francja, Anglia, Belgia i Holandia.

Za dnia ściany murów owocowych odbijają promienie słoneczne w stronę roślin, poprawiając warunki wzrostu. Dodatkowo absorbują one ciepło słońca, powoli oddając je w ciągu nocy, zapobiegając tym samym szkodom z powodu przymrozków. Dzięki temu po południowej stronie muru przez całą dobę panuje cieplejszy mikroklimat.

Mury owocowe chronią również rośliny przez zimnymi wiatrami z północy. Stosując dodatkowe zadaszenie, czy płachty przymocowane do murów, można osłonić wrażliwsze rośliny przed deszczem, gradem albo ptasimi odchodami. Kiedy pogoda nie sprzyja, do murów można przymocować ochronne maty.

Mała Epoka Lodowcowa (od około 1550 r. do 1850 r.) to okres, w którym klimat w Europie zauważalnie się ochłodził. To właśnie wtedy pojawiły się mury owocowe. We Francji technologia ta została szybko ulepszona, dzięki praktykom przycinania gałęzi drzewek w taki sposób, aby można było je przymocować do murów na drewnianych ramach.

Praktyka ta, zwana “espalier” (po polsku “szpaler”, przyp. tłum.) pozwoliła na lepsze wykorzystanie dostępnej przestrzeni, a tym samym polepszenie warunków dla wzrostu roślin. Drzewka owocowe były sadzone w pewnej odległości od muru, aby zapewnić korzeniom odpowiednią ilość miejsca, uzyskać dobrą cyrkulację powietrza i ograniczyć ilość szkodników na poziomie gruntu.

Brzoskwiniowe mury Paryża

Początkowo mury owocowe zaczęli stawiać w swoich ogrodach możni i bogaci np. w ogrodach Wersalu. Jednak w późniejszym czasie w wielu regionach Francji rozwinięto prężne miejskie rolnictwo oparte na tej technologii. Najlepszym przykładem jest Montreuil na przedmieściach Paryża, gdzie na masową skalę hodowano brzoskwinie.

Od XVII wieku do roku 1870 (w którym to zbiory brzoskwiń osiągnęły szczyt) w Montreuil stały mury owocowe o długości przekraczającej 600 km. Tworzyły one 300 hektarowy labirynt ceglanych ścian, zupełnie dezorientujący dla kogoś z zewnątrz. Był on na tyle trudny do przejścia, że podczas oblężenia Paryża w roku 1870 armia pruska postanowiła ominąć Montreuil szerokim łukiem.

Chociaż brzoskwinia jest rodzimą rośliną w ciepłych, śródziemnomorskich regionach Francji, to położone daleko na północ podparyskie Montreuil produkowało rocznie do 17 milionów owoców znanych ze swojej wysokiej jakości. Postawianie obok siebie wielu rzędów murów jeszcze bardziej zwiększało efektywność tej technologii, ponieważ więcej ciepła było magazynowane, a rośliny były prawie całkowicie osłonięte przed wiatrem. Wewnątrz otoczonych murami sadów panowała temperatura o 8 do 12 stopni Celsjusza wyższa niż na zewnątrz.

Typowy mur miał wysokość od 2.5 do 3 metrów i ściany pokryte tynkiem wapiennym. Z jego szczytu można było rozciągać maty chroniące przed zimnem w chłodniejsze noce. Na obrzeżach ceglanych sadów hodowano rośliny znoszące chłodniejsze temperatury, takie jak jabłka, brzoskwinie, maliny, warzywa i kwiaty.

Winnice Thomery

W 1730 roku w Thomery, 60 kilometrów na południowy wschód od Paryża, rozpoczęto uprawę winorośli. Jak na zakładanie winnic było to w tym czasie wyjątkowo wysunięte na północ miejsce. Aby zapewnić winogronom odpowiedni mikroklimat, winiarze zaczęli stawić mury owocowe. Budowano je z gliny i kryto strzechą. Miały wysokość 3 metrów i długość do 100 metrów, w odstępach od 9 do 10 metrów. Wszystkie były wykończone płytkami, a niektóre miały małe szklane daszki.

Mury stawiano z gliny i kryto strzechą. Miały wysokość 3 metrów i długość do 100 metrów, w odstępach od 9 do 10 metrów. Wszystkie były wykończone płytkami, a niektóre miały małe szklane daszki.

Ponieważ winorośl wymaga suchego i ciepłego klimatu, większość murów miało południową ekspozycję. Takie ustawienie zapewniało najwięcej ciepła, ale z drugiej strony narażało rośliny na wilgotne wiatry i deszcze nadchodzące w południowego zachodu. Mury położone w zachodniej i południowozachodniej części regionu przeznaczono na hodowlę winogron niższej jakości.

Niektórzy hodowcy winorośli z Thomery stawiali naprzeciwko głównych murów tzw. “counter-espaliers”. Były to niskie murki o wysokości 1 metra, oddalone od 1 do 2.5 metra od głównego muru, które dodatkowo poprawiały mikroklimat. W latach 40. XIX wieku, Thomery było znane ze swoich zaawansowanych technik przycinania i prowadzenie winorośli po murach. Praktyki te przyjęły się później w Montreuil i w innych regionach.

Winiarze z Thomery opracowali również niezwykły system przechowywania winogron. Świeżo zebrane kiście zanurzano w wypełnionych wodą butelkach, które ustawiano na drewnianych stelażach w piwnicach lub na strychach. Niektóre z magazynów mieściły nawet 40 tysięcy butelek, każda z jedną lub dwiema kiściami winogron. Tym sposobem winogrona mogły pozostać świeże do 6 miesięcy.

Wstęgowe mury owocowe

Na północnowschodnich krańcach Cesarstwa Francuskiego (dzisiejsza Belgia i Holandia) również chciano uprawiać winorośl. Począwszy od 1850 roku, Hoeilaart (niedaleko Brukseli) i Westland (region który dzisiaj jest największym holenderskim zagłębiem szklarniowym) stały się znaczącymi producentami winogron deserowych. W 1881 roku w Westlandzie stało 178 km murów owocowych.

Również Holendrzy mają swój wkład w rozwój technologii murów owocowych. Pierwsze konstrukcje tego typu zaczęto stawiać już w pierwszej połowie osiemnastego wieku, początkowo tylko w pałacowych ogrodach i wiejskich posiadłościach. Wiele z nich otrzymało unikalne rytmiczne kształty, przypominające wstęgi i serpentyny.

Pomimo tego, że mur poprowadzony na kształt wstęgi jest dłuższy niż linijny, to przy jego budowie można zaoszczędzić na materiałach. Falujący kształt pozwala na postawienie stabilnej konstrukcji przy ścianach grubości jednej cegły. Naprzemienne wypukłe i wklęsłe linie pomagają opierać się siłom bocznym. Co więcej, taka konstrukcja daje więcej ciepła niż płaska ściana, co było ważne dla Holendrów oddalonych o prawie 400 kilometrów od Paryża. Różne warianty murów wstęgowych różniły się od siebie tym jak bardzo ich części były wklęsłe czy wypukłe.

Najdalej wysuniętym na północ holenderskim miastem, gdzie pojawiły się tego typu konstrukcje, było Groningen (50ºN) (53°N). Poza Holandią niewiele można spotkać takich konstrukcji. Wyjątkiem są mury postawione przez Holendrów we wschodniej części Anglii (dwie trzecie z nich stoi w hrabstwie Suffolk).

Innym wariantem muru owocowego na planie linijnym był mur o pochyłych ścianach. Pierwszy taki projekt opracował szwajcarski matematyk Nicolas Fatio De Dullier. Opisał go w swojej książce pt. “Ulepszone mury owocowe” z 1699 roku. Jego pomysł polegał na tym, że ściany z południową ekspozycją były pochylone o kąt 45 stopni. Dzięki temu promienie słoneczne padały na nie przez dłuższy czas dnia, polepszając tym samym warunki dla wzrostu roślin.

Ogrzewane mury owocowe

Ogrodnictwo miejskie nie przyjęło się na większą skalę w Wielkiej Brytanii, ale mur owocowy stał się powszechnym dodatkiem do wiejskiego ogrodu. Na początku XVII wieku Anglicy opracowali podgrzewane mury owocowe, które miały za zadanie chronić rośliny przed przymrozkami, wspomagać dojrzewanie owoców, jak również przyśpieszać schnięcie drewna.

Te “gorące mury” miały wewnątrz poziome przewody kominowe, zakończone kominami na szczycie ścian. Początkowo puste w środku mury były ogrzewane ogniem zapalanym wewnątrz lub ogrzewano je małymi piecami postawionymi na tylnej stronie ścian. Od połowy XIX wieku coraz popularniejszy stawał się system ogrzewania rurami z gorącą wodą.

Mury owocowe zaczęły zanikać w Europie pod koniec XIX wieku. Utrzymanie tych konstrukcji było pracochłonne. Wiele zachodu i umiejętności wymagało przycinanie, przerzedzanie i usuwanie liści z drzewek. Rozwój kolei sprawił, że bardziej opłacało się przywieźć owoce i warzywa z południa, których uprawa nie wymagała tyle pracy, przez co była tańsza. Sztucznie ogrzewane (piecem lub paleniskiem, przyp. tłum.) szklarnie oferowały możliwość osiągnięcia podobnych plonów jak mury owocowe, za to do ich prowadzenia nie potrzeba było wykwalifikowanych ogrodników

Narodziny szklarni

W średniowieczu i we wczesnym okresie nowożytnym duże przezroczyste tafle szkła były trudne do zdobycia, co ograniczało wykorzystanie efektu cieplarnianego do uprawy roślin. Szyby były zwykle wykonane z ręcznie dmuchanego szkła płaskiego, które można było wytwarzać tylko w małych formatach. Aby złożyć dużą szklaną szybę, należało małe kawałki szkła łączyć słupkami i szczeblinami.

Pomimo tych trudności europejscy ogrodnicy stosowali małoskalowe metody szklarniowe od wczesnych lat XVII wieku. Najprostszymi formami szklarni były „cloche”, dzban w kształcie dzwonu lub szklany klosz bez dna, którym przykrywano rośliny. Popularność zyskały także tzw. inspekty czyli pudełka ze szklaną pokrywą, gdzie umieszczano sadzonki. Do inspektów czasem wkładano koński nawóz, który rozkładając się wytwarzał dodatkowe ciepło.

Na początku XVIII wieku niektórzy belgijscy i holenderscy ogrodnicy zaczęli eksperymentować ze szklanymi płytami opartymi o mur owocowy, odkrywając że w ten sposób mogą jeszcze bardziej zwiększyć plony. Ta metoda dała początek szklarni dostawionej do ściany muru. Pierwsze szklarnie tego typu zbudowano około 1850 roku w holenderskim regionie Westland. W 1881 roku około 22 kilometry murów owocowych w regionie (ze 178 kilometrów) miało szklarnie dostawione do swoich ścian.

Z czasem konstrukcja te stawały się coraz większe i coraz bardziej zaawansowane, ale wszystkie bazowały na wykorzystaniu wysokiej masy termicznej muru, który oddawał nocą nagromadzone za dnia ciepło. Dodatkowo niektóre z nich miały maty, które można było rozwinąć nocą albo w czasie zimnej, pochmurnej pogody. Mówiąc krótko, wczesne szklarnie były pasywnymi budynkami solarnymi.

Pierwsze w pełni oszklone szklarnie zbudowano w Belgii w latach 90. XIX wieku. Szybko przyjęły się w sąsiedniej Holandii. Są dwa powodu dla których taka konstrukcja zyskała na popularności, wypierając inne rozwiązania. Po pierwsze, wynalezienie metody produkcji dużych tafli szkła umożliwiło wytwarzanie szyb o wystarczająco dużych rozmiarach. Drugim powodem było wzrastające wykorzystywanie paliw kopalnych, którymi tanio i skutecznie ogrzewano szklarnie, nawet pomimo dużych strat ciepła.

W rezultacie na początku XX wieku szklarnia stała się strukturą bez własnej masy termicznej. Mur owocowy, dzięki któremu się narodziła, stał się zbędny.

Zainteresowanie pasywną szklarnią powróciło ponownie razem z pierwszym kryzysem naftowym początku lat 70. XX wieku. Niestety entuzjazm szybko opadł razem ze spadającymi cenami energii. Całkowicie przeszklona szklarnia pozostała “ogrodniczym wołem roboczym” północnozachodniego świata. Jednak w innej części globu, mianowicie w Chinach, o pasywnej szklarni solarnej tak szybko nie zapomniano. W ostatnich trzech dekadach Chińczycy postawili 800 tys. hektarów szklarni pasywnych - to 80 razy więcej niż cała powierzchnia szklarni w Holandii. O chińskich szklarniach porozmawiamy w drugiej części artykułu.

Materiał źródłowy i dodatkowe informacje

Open Air Grape Culture, John Phin, 1862

The last peach orchards of Paris, Messy Nessy, 2014

Geschiedenis van het leifruit in de Lage Landen, Wybe Kuitert, 2004

Onzichtbaar achter glas, Ahmed Benseddik and Marijke Bijl, 2004

Chasselas de Thomery, French Wikipedia

Murs à pêches, French Wikipedia

L’histoire des murs, website Murs à Pêches

Food-Producing Solar Greenhouses, in “An assessment of technology for local development”, 1980

The development and history of horticulture, Edwinna von Bayer

Geschiedenis van Holland, Volume 3, deel 1. Thimo de Nijs, 2003

A Golden Thread: 2500 years of solar architecture and technology, Ken Butti and John Perlin, 2009<

Une histoire des serres: de l’orangerie au palais de cristal, Yves-Marie Allain, 2010

Manual complet du jardinier, Louis Claude Noisette, 1862

Onderhoud en restauratie van historische plantenkassen, Ben Kooij, 2011

Leifruit: toekomst voor eeuwenoude hovernierskunst, Julia Voskuil, 2011

The magic of Britain’s walled gardens, Bunny Guinness, 2014

Visiting the palace of Versailles’ kitchen garden, Janet Eastman, 2015

Hot Walls: An Investigation of Their Construction in Some Northern Kitchen Gardens, Elisabeth Hall, 1989

History of fruit growing, Tom La Dell

Fences of Fruit Trees, Brian Kaller, 2011