Wie Landwirte sich mit Flexibilität und Innovation für die Zukunft wappnen

Der Himmel ist die Grenze

Im Jahr 1999 verwendete der Columbia-Professor Dickson Despommier den Begriff "Vertical Farming", um ein landwirtschaftliches System zu beschreiben, bei dem Pflanzen in Innenräumen auf vertikal gestapelten Plattformen angebaut werden. Seine Studenten stellten sich Wolkenkratzer mit üppigem Grün vor, die an den Seiten von Stadtgebäuden emporragen und die dichten städtischen Zentren mit hyperlokalen Produkten versorgen. In den zwei Jahrzehnten seither hat sich die vertikale Landwirtschaft auf unerwartete - aber vielversprechende - Weise entwickelt. In der Tat, laut der jüngste Bericht von P&S IntelligenceDer Gesamtmarkt für vertikale Landwirtschaft belief sich im Jahr 2021 auf 3,98 Mrd. USD, und es wird erwartet, dass diese Zahl jährlich um 25,2 % wächst und bis 2030 30,2 Mrd. USD erreicht. Obwohl jede vertikale Farm einzigartig aufgebaut ist, um lokale Herausforderungen zu bewältigen und spezifische Ziele zu erreichen, sind die Vorteile der vertikalen Landwirtschaft allgemein ersichtlich: Raumeffizienz, Hyper-Lokalität zu den Verbrauchern und Wassereinsparung sind nur einige der vielen Vorteile. Energieeffiziente LEDs haben die Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung (CEA) zu einer praktikablen Option für kommerzielle Landwirte auf der ganzen Welt gemacht. Vertikale Landwirtschaft ist - in vielerlei Hinsicht - der nächste Schritt nach oben.

Die Erde ist die Grenze

Vor etwa 12.000 Jahren brachte die Landwirtschaft die ältesten Städte und die mächtigsten Reiche der Erde hervor. Durch die Domestizierung von Wildpflanzen und die Lagerung von Getreide und Körnern konnten sich Bevölkerungszentren entwickeln, wachsen und sich über das Jagen, Sammeln und Hüten hinaus spezialisieren. Über weite Strecken der Menschheitsgeschichte waren die Landwirte jedoch ihrem Standort, ihrer Umwelt und Schädlingen ausgeliefert. Im alten Ägypten beschränkte sich der Ackerbau auf das kurze Stück fruchtbaren schwarzen Sandes auf beiden Seiten des Nils. In Mesopotamien zwangen die flachen Überschwemmungsgebiete die wachsenden Städte zum Bau von Bewässerungsgräben, Kanälen und hohen Ringmauern. Überall auf der Welt haben die Menschen gelernt, sich an ihre Umweltbedingungen anzupassen, indem sie neue Formen der Landwirtschaft entwickelten. Davon zeugt die große Vielfalt der landwirtschaftlichen Formen: von Reisfeldern, die in die Berghänge hineingeschnitten wurden, bis hin zu flachen Weizenfeldern.

Der Boden ist die Grenze

Unsere Vorfahren wussten, dass Ackerböden Nährstoffe benötigen. Durch den Wechsel von Kulturen, die verschiedene Elemente aus dem Boden aufnehmen, den Anbau in der Nähe von Vulkanen und Flussablagerungen oder die Düngung mit organischen Stoffen und stickstoffliefernden Bäumen bewahrten unsere Vorfahren ihr Ackerland und erzielten größere Ernten, um ihre wachsenden Städte zu ernähren. Aber die Städte der Antike waren im Vergleich zu heute klein. Selbst Rom, die bei weitem größte Stadt der antiken Welt, hatte eine Bevölkerung von vielleicht einer Million Menschen, was der Größe des heutigen San Jose, Austin oder Jacksonville entspricht. Um eine Weltbevölkerung von 8 Milliarden Menschen zu ernähren, wurde die moderne Landwirtschaft durch Innovationen in der chemischen Technik ermöglicht, insbesondere durch die Synthese und Einbringung von Stickstoff in den Boden. Ein Beispiel dafür ist Nitrat, ein in Pflanzen häufig vorkommendes anorganisches Ion, das für das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen erforderlich ist und von den Wurzeln aus dem Boden und dem sie umgebenden Wasser aufgenommen wird. Seine Hauptaufgabe in den Pflanzen ist die Bildung von Proteinen, die viele Funktionen haben, wie z. B. die Erzeugung von gesundem Laub, Chlorophyll und Blüten.Trotz solcher Innovationen bleibt der Boden in vielen Teilen der Welt eine begrenzte Ressource. Die Verknappung von Ackerland ist das Ergebnis einer Reihe menschlicher und klimatischer Faktoren wie Degradation, Klimawandel, Bodenbeschränkungen, Verstädterung und ungleiche Landverteilung. Laut Global Land Assessment of Degradation sind seit den 1950er Jahren weltweit fast zwei Milliarden Hektar degradiert worden (das entspricht 22 % der Acker-, Weide-, Wald- und Forstflächen). Der Klimawandel verspricht einen weiteren Verlust von Ackerland.

Die Phantasie ist die Grenze

Die vertikale Landwirtschaft bietet Lösungen für Orte, an denen es nur wenig guten Boden gibt, an denen das Sonnenlicht rar ist oder an denen das Wetter rau ist. Neben Innovationen wie stickstoffangereicherter Erde haben Landwirte völlig neue Nährböden und Systeme entwickelt, die es den Pflanzen ermöglichen, ganz ohne Erde zu wachsen. Bei der Hydroponik werden Lebensmittel in mineralstoffreichem Wasser angebaut, so dass sie keinen Krankheiten und Schädlingen ausgesetzt sind, die durch den Boden übertragen werden. Die Aquaponik kombiniert das Wissen der Aquakultur (Fischzucht) mit der Hydrokultur, um die symbiotische Beziehung zwischen Fischen und Pflanzen zu nutzen. Diese Methoden des Lebensmittelanbaus im Wasser sind Tausende von Jahren alt, aber in den Städten werden neue Anlagen gebaut, um die Vorteile der wasserbasierten Landwirtschaft zu nutzen. Aeroponik ist eine relativ neue Methode, die in den 1990er Jahren von der NASA entwickelt wurde, um Lebensmittel im Weltraum anzubauen. Aeroponics verwendet weder Erde noch Wasser als Medium. Stattdessen werden nährstoffreiche Lösungen auf die Wurzeln der Pflanzen gesprüht, die in der Luft schweben oder an Säulen oder Spalieren befestigt sind. Diese Methode wurde entwickelt, um das begrenzte Wasser, das Gewicht und - ironischerweise - den Platz in den Raumstationen zu schonen. Dennoch erweisen sich diese ressourcenschonenden Anbaumethoden als nützlicher für die wachsenden Städte auf unserem Heimatplaneten.

Der Raum ist die Grenze

Die vertikale Landwirtschaft ist eine praktikable Lösung für die steigende Weltbevölkerung und die Verknappung von Ackerland. Indem sie in die Höhe wachsen und den verfügbaren Platz innerhalb der Stadtgrenzen voll ausnutzen, liefern vertikale Farmen frische Produkte an Orten, an denen kommerzielle Landwirtschaft früher unmöglich war. Die überwältigende Mehrheit der vertikalen Farmen sind Innenanlagen mit LED-Beleuchtung, die entweder zwei- oder dreistöckige Regalsysteme verwenden. Umstellungen von einstöckigen auf mehrstöckige Anlagen gibt es zwar, sind aber eher untypisch. Häufiger werden neue Anlagen gebaut, um den vertikalen Anbau zu optimieren und die Vorteile des erstklassigen Standorts, des begrenzten Raums und der Ressourceneffizienz voll auszuschöpfen.Ein beliebter Trend unter den Züchtern ist die Verwendung von vertikalen Regalen während der Vermehrung, bevor die Pflanzen in ein traditionelleres Gewächshausformat verpflanzt werden. Diese Methode ist sinnvoll, da sie eine vollständige Kontrolle der Umweltbedingungen während der empfindlichsten und prägendsten Phasen des Pflanzenwachstums ermöglicht, während in den späteren Phasen die bereits vorhandenen Gewächshausstrukturen genutzt werden. Einzigartige Innovationen in der vertikalen Landwirtschaft haben die ursprünglichen Träume der Landwirtschaftsstudenten weit übertroffen. Von "vertikalen Verkaufsautomaten" bis hin zum "Stack-and-Flow"-Hybridmodell von Local Bounti, das vertikalen und hydroponischen Anbau kombiniert, stoßen die Landwirte an die Grenzen dessen, was mit dem Zugang zu neuen Technologien und einem immer größer werdenden Netz von Informationen und Ressourcen möglich ist. Bowery Farming verwirklicht nicht nur die frühen Träume der urbanen vertikalen Landwirtschaft, sondern revolutioniert auch die Art und Weise, wie man frische Lebensmittel auf den Tisch bringt. Durch die Kontrolle jedes einzelnen Schrittes des Anbauprozesses und die Anpassung der Technologien an die jeweiligen Nutzpflanzen wird die Landwirtschaft von Grund auf neu definiert. Durch den Anbau von Feldfrüchten in großen Ballungszentren können die Gemeinden innerhalb von Tagen nach der Ernte auf die Produkte zugreifen - und nicht erst nach Wochen. Diese neue Art der Landwirtschaft wird von Experten für den Anbau schmackhafter, nachhaltiger und sicherer Produkte in geschlossenen Räumen gelobt.

Licht ist die Grenze

Um auf einem wettbewerbsorientierten Markt erfolgreich zu sein, muss ein Unternehmen viele kleine Vorteile erlangen, die sich zu einem großen Unterschied summieren. Dies gilt insbesondere für die kommerzielle Landwirtschaft, wo der Wettbewerb hart und der Spielraum für Fehler sehr gering ist. Fluence weiß, wie man jeden Schritt richtig macht. Ob es darum geht, Kosten und Abfälle zu reduzieren oder den Ertrag und die Qualität zu maximieren - der Erfolg steht auf Messers Schneide. Die Beleuchtung macht 25-30% der Gesamtkosten des vertikalen Anbaus (CAPEX und OPEX) aus. Deshalb arbeiten die Beleuchtungsdesigner und Gartenbauspezialisten von Fluence mit den Züchtern zusammen, um die potenziellen Vorteile ihres Anbaus auszuschöpfen. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass der Anbauer von Anfang an die richtige Strategie anwendet und die beste Ausrüstung einsetzt, um optimale Pflanzenqualität und Erträge zu gewährleisten. Die branchenführende Effizienz des modularen Beleuchtungssystems RAZR von Fluence für vertikale Farmen sorgt für einen Wettbewerbsvorteil sowohl bei den Kosteneinsparungen als auch bei der hohen Lichtintensität. In diesem Bereich der vertikalen Landwirtschaft ist es entscheidend, den richtigen Partner zu wählen.

Der Horizont der Landwirtschaft ist das vertikale Farming

Branchenexperten und aktuelle Studien sind sich einig, dass sich die vertikale Landwirtschaft am Horizont abzeichnet. Trotz wirtschaftlicher Unwägbarkeiten und einer sich ständig verändernden Agrarlandschaft gibt es einen noch größeren Druck, der die Landwirte dazu bringt, vertikal zu arbeiten: die Nachfrage der Verbraucher. Da die Weltbevölkerung und die städtische Dichte weiterhin steil ansteigen, werden vertikale Farmen mit Sicherheit folgen. Aktuelle Prognosen, wonach sich der Markt für vertikale Farmen auf 30 Milliarden Dollar verdreifachen wird, könnten sehr wohl unterschätzt werden, wenn die Nachfrage der Verbraucher nach hyperlokalen Produkten mit der Zugänglichkeit und Erschwinglichkeit steigt. So etwas wie einen narrensicheren Plan gibt es nicht. Aber wenn wir uns auf alles vorbereiten, sind wir bestens abgesichert. Wenn Sie mehr über die vertikale Landwirtschaft erfahren möchten, wenden Sie sich an einen unserer Fluence-Experten, der Ihnen gerne weiterhilft.