Економічні моделі інтеграції смарт-фермерства у міські екосистеми
Анотація
Метою дослідження був аналіз економічних моделей інтеграції розумного землеробства в міські екосистеми та їх вплив на відновлення територіальних громад в Україні та Європейському Союзі. У процесі було проведено детальний огляд сучасних технологій та моделей розумного землеробства, таких як гідропоніка, аквапоніка, вертикальні ферми, а також системи Інтернету речей для управління сільським господарством, дахові ферми та агропромислові парки. Основні результати включали порівняльний аналіз продуктивності традиційного та вертикального землеробства. Він показав, що вертикальні ферми перевершують традиційне сільське господарство за врожайністю (150,23 кг/м2 проти 4), споживанням води (20 л/кг проти 250) та ефективністю використання землі (0,0066 кг/м2 проти 0,25). У свою чергу, прогноз ринку IoT в Європі показав стабільне зростання з 196,85 млрд доларів США у 2025 році до 284,26 млрд доларів США у 2029 році, що становить сукупний річний темп зростання 9,62 %. Результати також показали, що інвестиції в сільськогосподарські проекти в ЄС перевищили 150 мільярдів євро між 2015 і 2024 роками, причому Польща, Чехія та Румунія отримали найбільше фінансування, що свідчить про великий потенціал для розумного землеробства в цих країнах. Крім того, визначено, що регіони України з високим валовим регіональним продуктом (ВРП), такі як Київ (9,268,5 млн доларів США), Дніпро (16,550,2 млн доларів США) та Харків (10,494,4 млн доларів США), мають більший потенціал для впровадження технологій розумного землеробства завдяки своєму високому економічному потенціалу та розвитку інфраструктури. Практичне значення дослідження полягає в обґрунтуванні ефективності впровадження технологій розумного землеробства для підвищення продуктивності сільського господарства, оптимізації використання ресурсів та сприяння економічному розвитку міських агросистем
Ключові слова
аграрні інновації; сталий розвиток; цифровізація сільського господарства; гідропоніка та аквапоніка; Інтернет речей
- Abbas, M., Abbas, G., Jaffery, S., Chuanqiang, Z., Yunxia, L., Gaoping, Z., Hashmi, A.H., Fatima, F., Khan, J., Farah, H., & Xihe, L. (2025). Smart dairy farming: Enhanced efficiency, productivity and animal welfare through the internet of things and cloud integration. Journal of Animal and Plant Sciences, 35(1), 18-35. doi: 10.36899/ JAPS.2025.1.0002.
- Abdelfatah, M.T. (2025). Vertical urban oases: An approach for urban compaction. Alexandria: Alexandria University.
- Akintuyi, O.B. (2024). Vertical farming in urban environments: A review of architectural integration and food security. Open Access Research Journal of Biology and Pharmacy, 10(2), 114-126. doi: 10.53022/ oarjbp.2024.10.2.0017.
- Bakhar, M., & Evanita, E. (2021). Literature mapping on IoT integration and smart city: Bibliometric analysis and socio-economic impact. West Science Interdisciplinary Studies, 2(10), 1866-1878. doi: 10.58812/wsis. v2i10.1328.
- Bakirov, K., Tussupov, J., Tultabayeva, T., Makangali, K., Abdikerimova, G.B., & Yessenova, M. (2024). Advances in the design and optimization of smart irrigation systems for sustainable urban vertical farming. Scientific Journal of Astana IT University, 20, 76-90. doi: 10.37943/20NNYR9391.
- Berxolli, A., Potryvaieva, N., Dovgal, O., Kuzoma, V., & Pavliuk, S. (2023). Innovation in Ukrainian agriculture to mitigate the impact of invasion. International Journal of Environmental Studies, 80(2), 307-313. doi: 10.1080/00207233.2022.2160080.
- Chawla, H., Dhakad, A., & Meena, R. (2025). Eco-friendly approaches in horticulture. In M. Bharathi Raja, V.P. Santhi, I. Geethalakshmi & A. Singh (Eds.), Modern horticultural practices and applications (pp. 173-202). London: Textify Publishers.
- Dhanaraju, M., Chenniappan, P., Ramalingam, K., Pazhanivelan, S., & Kaliaperumal, R. (2022). Smart farming: Internet of Things (IoT)-based sustainable agriculture. Agriculture, 12(10), article number 1745. doi: 10.3390/ agriculture12101745.
- European Commission. (2025). ESIF 2014-2020 finance implementation details. Retrieved from https://surl.li/ pehwqw.
- Khan, N., Lau, T.C., & Tan, B.C. (2023). Adoption of smart urban farming to enhance social and economic wellbeing of elderly: A qualitative content analysis. Food Research, 7(5), 114-118. doi: 10.26656/fr.2017.7(5).460.
- Khan, N., Subbarao, A., Khan, S., & Siddika, A. (2024). Cultivating change: Empowering communities among elderly through social innovation and entrepreneurship in smart urban farming. Journal of Human Earth and Future, 5(3), 483-498. doi: 10.28991/HEF-2024-05-03-012.
- Kosinska, N. (2019). Innovative development of agricultural enterprises in the context of economic competition. Retrieved from https://www.pdau.edu.ua/sites/default/files/node/4753/rozhevaorhideya.pdf.
- Kuai, X., He, X., He, B., Liu, Y., Zhigang, Z., & Guo, R. (2024). Smart city ontology framework for urban data integration and governance applications. doi: 10.20944/preprints202410.2577.v1.
- Kueh Yung Shin, K., Ping, T.P., Goh Boon Ling, M., Chong, C.J., & Bolhassan, N.A. (2023). Smart grow – low-cost automated hydroponic system for urban farming. HardwareX, 17(1), article number e00498. doi: 10.1016/j. ohx.2023.e00498.
- Kunakh, O.M., Yorkina, N.V., Turovtseva, N.M., Bredikhina, J.L., Balyuk, J.O., & Golovnya, A.V. (2021). Effect of urban park reconstruction on physical soil properties. Ecologia Balkanica, 13(2), 57-73.
- Langendahl, P.-A. (2021). The politics of smart farming expectations in urban environments. Frontiers in Sustainable Cities, 3, article number 691951. doi: 10.3389/frsc.2021.691951.
- Malik, M., Shpykuliak, O., Kravchenko, S., Malik, L., & Yuzhykova, V. (2023). Development of farms in wartime conditions. Ekonomika APK, 30(1), 40-50. doi: 10.32317/2221-1055.202301040.
- Mishra, A. (2023). Smart urban farming: Potential and prospects. Farm Chronicle, 9(2), 7-8.
- Moghimi, F., & Asiabanpour, B. (2021). Economics of vertical farming: Quantitative decision model and a case study for different markets in the USA. doi: 10.21203/rs.3.rs-943119/v1.
- National Bank of Ukraine. (n.d.). Statistics of the external sector of Ukraine. Retrieved from https://bank.gov.ua/ ua/statistic/sector-external#1.
- One of the largest vertical farms in Ukraine was created in a bomb shelter in Dnipro – SuperAgronom. (2024). Retrieved from https://agri-gator.com.ua/2024/03/11/odnu-z-najbilshykh-vertykalnykh-ferm-v-ukrainistvoreno-v-bomboskhovyshchi-u-dnipri-superagronom/.
- Orbelyan, G. (2024). Socio-economic challenges for the urban ecosystem: Complex model of smart tourism and infrastructure. SocioEconomic Challenges, 8(4), 146-160. doi: 10.61093/sec.8(4).146-160.2024.
- Ostanaqulova, G.M. (2025). Digital neighborhoods and intelligent systems in smart urban development. Innovation Science and Technology, 1(2), 29-35. doi: 10.55439/IST/vol1_iss2/37.
- Pasupuleti, M.K. (2024). IoT-driven transformation: Advancing agriculture, smart cities, and digital security. In Smart IoT solutions: Revolutionizing agriculture, urban infrastructure, and cybersecurity (pp. 1-11). Cincinnati: National Education Services. doi: 10.62311/nesx/46059.
- Pereira de Sá, C., Pagani, R.N., Przybysz, A.L., Resende, D., & Souza, F. (2025). Towards the concept of smart municipality: Agribusiness model integrating rural and urban areas for organic food production: A review. Sustainability, 17(3), article number 1015. doi: 10.3390/su17031015.
- Polоviу, V., Kolesnyk, T., & Maiboroda, K. (2024). Assessment of the development of Lactuca sativa Batavia Aficion in hydroponic and aquaponic systems. Plant and Soil Science, 15(1), 41-51. doi: 10.31548/plant1.2024.41.
- Pradyumna, G.R., & Hegde, R. (2024). Enhancing blue-green infrastructure with smart technology: Cybersecurity and IoT integration in urban development. In S.K. Gupta, N. Maurya, F. Ahmad Malik & L. Razzak (Eds.), Integrating blue-green infrastructure into urban development (pp. 183-194). London: IGI Global. doi: 10.4018/979-8-36938069-7.ch009.
- Procházka, J., & Kubacova, A. (2024). Feasibility and impact of smart post boxes in sustainable urban ecosystems. In M.Z. Vizuete, M. Botto Tobar, S. Casillas, M. Naranjo Toro, A. Basantes Andrade, F. Pérez Carrasco & B. Durakovic (Eds.), Springer, applied engineering and innovative technologies (pp. 258-266). Cham: Sprimger. doi: 10.1007/978-3-031-70760-5_24.
- Raj, S., Sheel, S., Singh, R., Ashar, S., & Mohapatra, H. (2025). Securing smart cities: A framework for data integration and citizen privacy. In D. Burrell & C. Nguyen (Eds.), New horizons in leadership: Inclusive explorations in health, technology, and education (pp. 487-512). London: IGI Global. doi: 10.4018/979-8-3693-6437-6.ch021.
- Rosário, A.M., & Boechat, A.C. (2024). Smart cities and sustainable urban development. doi: 10.20944/ preprints202412.1127.v1.
- Shahab, H., Naeem, M., Iqbal, M., Aqeel, M., & Ullah, S.S. (2025). IoT-driven smart agricultural technology for real-time soil and crop optimization. Smart Agricultural Technology, 10, article number 100847. doi: 10.1016/j. atech.2025.100847.
- Shahini, S., Shahini, E., Koni, B., Shahini, Z., Shahini, E., & Bërxolli, A. (2023). Enhanced tomato yield via bumblebee pollination: A case study in Durres, Albania. International Journal of Design and Nature and Ecodynamics, 18(4), 905-914. doi: 10.18280/ijdne.180417.
- Sharma, S.K., Kumar, M., Kumar, D., & Tomar, D. (2024). Internet of Things (IoT)-driven smart agriculture for sustainable fruit security. In Internet of Things (IoT)-driven smart agriculture for sustainable fruit security (pp.212231). Delhi: Elite Publishing House.
- Shebanina, O., Tyshchenko, S., Parkhomenko, O., Khylko, I., & Krainii, V. (2025). Application of artificial intelligence to improve the economic efficiency of land use management in the agricultural sector. Ekonomika APK, 32(1), 82-90. doi: 10.32317/ekon.apk/1.2025.82.
- Statista. (n.d.). Internet of Things – Europe. Retrieved from https://www.statista.com/outlook/tmo/internet-ofthings/europe.
- Wrzecińska, M., Czerniawska-Piątkowska, E., Kowalewska, I., Kowalczyk, A., Mylostyvyi, R., & Stefaniak, W. (2023). Agriculture in the face of new digitization technologies. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 27(3), 9-17. doi: 10.56407/bs.agrarian/3.2023.09.
- Yerzhanova, A.E., Kerimkhulle, S.Y., Abdikerimova, G.B., Makhanov, M., Beglerova, S.T., & Taszhurekova, Z.K. (2021). Atmospheric correction of landsat-8 / Oli data using the flaash algorithm: Obtaining information about agricultural crops. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 99(13), 3110-3119.
- Zhahir, A.A., Shuhud, M.I., Mohd, S.M., Shafinah, K., Ahmad, A., Salleh, R., & Norwawi, N.M. (2024). Technology adoption model for smart urban farming – a proposed conceptual model. Computer Science and Information Technologies, 5(3), 283-291. doi: 10.11591/csit.v5i3.p283-291.