Hydroponik, die umweltfreundliche Zukunft der Landwirtschaft? | von Will Lockett | Vorhersagen

Ist Hydroponik angesichts der steigenden Bevölkerungszahl, der um die Nachfrage kämpfenden landwirtschaftlichen Betriebe und des weltweiten Vorstoßes für eine nachhaltige Landwirtschaft die Lösung?

Über Hydroponik wird in fast ehrfürchtigen Tönen gesprochen. Die Landwirte haben Angst vor der Revolution, die sie darstellt – sie zerreißen ihre traditionellen Praktiken -, aber damit verbunden ist das Versprechen immer höherer Erträge. Dies könnte nicht nur das Problem der Ernährung unserer ständig wachsenden Bevölkerung lösen, sondern als Kaufprodukt auch die größte Auswirkung auf die Umwelt haben, da es die Umweltauswirkungen der Landwirtschaft drastisch reduzieren könnte, was eine der schlechtesten Aufzeichnungen aller Branchen darstellt. Dies macht die Hydrokultur zu einer der vielversprechendsten neuen Technologien dieses Jahrzehnts.

Schauen wir uns diese Technologie genauer an, finden Sie heraus, was Hydrokultur ist, welche Vor- und Nachteile sie hat, und prüfen Sie dann, ob sie tatsächlich eine praktikable Lösung sein kann und welcher Retter sie sich erhofft.

Was ist Hydrokultur? Kurz gesagt, es wächst Pflanzen ohne Erde. Ein Samen wird zum Keimen in ein feuchtes Substrat gelegt. Dies kann zerkleinerte Kokosnussmasse, Schaum oder sogar ein poröses Material wie Terrakotta sein. Es muss nur eine Oberfläche haben, an der die Wurzeln festhalten können. Sobald der Samen gekeimt hat, wird das Substrat in das Hydrokultursystem überführt, wo die Magie geschieht. Die Wurzeln sind in nährstoffreiches Wasser getaucht und oft wird künstliches Licht bereitgestellt. Die Pflanze kann dann schnell wachsen, da ihr gesamtes Wasser-, Nährstoff- und Lichtbedürfnis rund um die Uhr perfekt gedeckt wird.

Substratwürfel in einem Hydroponik-Tank – Pixabay

Es gibt viele verschiedene Arten von Hydrokultur. Ich habe keine Zeit, sie alle durchzugehen, aber das, was sie voneinander trennt, ist, wie das Wasser um das System herum übertragen wird und woher die Nährstoffe kommen.

Meine Lieblingsart der Hydrokultur ist die Aquaponik, die Fisch und Gemüse kombiniert. Es ist ein geschlossenes System, in dem Sie die Fische füttern und ihr nährstoffreiches Kot die Pflanzen füttert. Sie nehmen also Wasser aus dem Aquarium und pumpen es durch ein Hydrokultursystem, in dem die Pflanzen den Fischkot aufnehmen und zum Wachsen verwenden. Dadurch wird das Wasser effektiv gereinigt, wo es dann in den Fischteich zurückgeführt wird, um etwas mehr Fischkot aufzunehmen. Sie können also nicht nur schnell wachsendes Obst und Gemüse ernten, sondern auch Forellen, Kabeljau und Garnelen von derselben Farm ernten!

Foto von rigel auf Unsplash – Forelle, einem in der Aquaponik häufig verwendeten essbaren Fisch

Aber die Art der Hydrokultur, die alle begeistert, ist die vertikale Landwirtschaft. In der vertikalen Landwirtschaft gibt es Regale mit Pflanzen, über die nährstoffreiches Wasser gepumpt wird. Sie haben auch Lichter, die auf eine bestimmte Wellenlänge eingestellt sind und bestimmte Energiemengen liefern, die auf den spezifischen Pflanzentyp zugeschnitten sind und auf das spezifische Wachstumsstadium zugeschnitten sind, in dem sie sich befinden.

Vertikale Farm von AeroFarms

Welchen Nutzen hat der Anbau solcher Pflanzen?

Einer der großen Vorteile ist die Möglichkeit, Pflanzen außerhalb der Saison anzubauen. Waren Sie im Winter im Supermarkt und haben Sommerfrüchte wie Erdbeeren gekauft und festgestellt, dass sie von irgendwoher wie Argentinien stammen?

Abgesehen von dem deprimierenden Moment, in dem Sie feststellen, dass Ihr Essen mehr von der Welt gesehen hat als Sie, hat dieses Reisen auch enorme wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen. Diese Erdbeere ist wahrscheinlich in Ihr Land geflogen, was die Lieferung an den Kunden teurer macht und ihm einen enormen CO2-Fußabdruck verleiht! In der Hydrokultur können Sie das ganze Jahr über überall Pflanzen anbauen. Dies bedeutet, dass Sie im Winter einen Obstsalat haben können, der weniger kostet und den Planeten nicht schädigt.

Ein weiterer erstaunlicher Vorteil ist die Intensität, mit der einige Pflanzen in der Hydrokultur wachsen können. Die Pflanzen müssen keine riesigen Wurzelsysteme wachsen lassen, um die Nährstoffe zu erhalten, die sie benötigen, damit sie sich auf den Anbau ihrer großen saftigen Früchte oder Blattgemüse konzentrieren können, was bedeutet, dass sie viel schneller als normal wachsen können. Wenn Sie dies mit künstlichem Licht kombinieren, das den ganzen Tag eingeschaltet ist (im Gegensatz zur Sonne), können Sie die Zeit für den Anbau von Pflanzen um bis zu ein Drittel reduzieren! Diese Methode ist besonders effektiv bei grünen Blattpflanzen wie Salat oder Basilikum.

Hydroponikfarm mit farbspezifischen LED-Leuchten – Greenamamerica

Indem Sie diese Schalen mit Feldfrüchten übereinander stapeln, können Sie den Platzbedarf für den Anbau von Kulturpflanzen massiv reduzieren. In einem normalen Feld haben Sie nur den im Erdgeschoss wachsenden Raum des Feldes, aber mit Hydrokultur können Sie die Ackerfläche plötzlich um das bis zu Fünffache vergrößern!

Mit zunehmender Bevölkerungszahl wird der Platz immer knapper. Die Fähigkeit der Hydroponik, auf kleinem Raum viele Pflanzen zu produzieren, könnte die Überbelegung beheben und die Menge an Natur reduzieren, die abgerissen und in landwirtschaftliche Betriebe umgewandelt wird. Besonders in Ländern wie Brasilien, in denen der Regenwald dezimiert wird, damit sie genug Ackerland haben können, um das Land zu ernähren.

Inzwischen denken Sie wahrscheinlich, dass die Hydrokultur viel Wasser verbraucht. Seltsamerweise würden Sie sich irren. Im Gegensatz zur kommerziellen Landwirtschaft, bei der das Wasser in großen Mengen abfließen und verdunsten kann, recycelt die Hydrokultur sein Wasser und verliert nur Wasser durch das Wachstum der Pflanze und eine geringe Menge durch Verdunstung. Hydroponik verbraucht 95% weniger Wasser als kommerzielle Landwirtschaft! Dies macht es zu einer unglaublichen Technologie für aride Orte wie Australien, den Nahen Osten oder die Sahara, wo die Wasserressourcen niedrig sind und die Verdunstungsraten steigen.

Schließlich ist einer der wichtigsten Vorteile der Hydrokultur die Resistenz gegen Krankheiten und Schädlinge. In den letzten Jahren haben die Menschen gelernt, wie schrecklich Pestizide und Düngemittel für unsere Gesundheit und die Gesundheit des Planeten sind. So viele haben sich biologisch angebauten Lebensmitteln zugewandt. Biobetriebe verwenden jedoch immer noch Düngemittel wie Gülle, die zu Abflüssen in Wasserstraßen führen können, die sie vergiften. Biobetriebe sind auch viel anfälliger für Krankheiten und Schädlinge, haben aber bereits einen viel geringeren Ertrag als der gewerbliche Landbau. Hier kann die Hydrokultur wirklich helfen.

Foto von Horror by Numbers auf Unsplash – Aphids, einem in Großbritannien verbreiteten Schädling

Die meisten Hydroponikfarmen befinden sich in Innenräumen (dies hilft bei der Temperaturkontrolle), und Sie können Schädlinge mit mechanischen Mitteln wie Filtern bei Belüftung wirksamer bekämpfen. Sie können Krankheiten aber auch viel einfacher kontrollieren, da die meisten Krankheiten erfordern, dass sich der Boden von einem Wirt zum anderen transportiert. Aber wenn eine Krankheit in eine Hydroponikfarm gelangt, ist die Fähigkeit, sie mithilfe von KI zu erkennen und schnell zu entfernen, unglaublich. Da es sich um eine so kontrollierte Umgebung handelt, können Sie Krankheiten schnell als Verbindungen im Wasser oder in der Bildanalyse der Kultur sehen. Dann müssen Sie nur noch die beschädigte Box entfernen, das Wasser filtern und weitermachen.

Da das Wasser in der Hydrokultur recycelt wird, besteht außerdem keine Gefahr, dass Dünger abläuft und die lokalen Wasserstraßen vergiftet werden. Sie erhalten also eine ökologische Kultur, die keine Pestizide und keine Krankheit enthält (oder wenn es welche gibt, können Sie diese schnell kontrollieren), die die lokale Umwelt nicht beeinträchtigt und produktiver ist als der ökologische Landbau!

Es klingt erstaunlich, nicht wahr? Sie können sich fast eine grünfingrige Version von Elon Musk vorstellen, die dies bis zu dem Punkt skaliert, an dem die traditionelle Landwirtschaft beschämt wird!

Warum ist das noch nicht passiert? Nun, für alle Vorteile der Hydrokultur hat es einige entscheidende Nachteile, die es unrentabel machen können.

Beginnen wir mit dem großen Nachteil, der Anlage. Die Einrichtung einer Hydroponikfarm kann extrem teuer sein, insbesondere wenn Sie vertikale Landwirtschaft betreiben. Sie benötigen ein großes Lagerhaus, viel Kit und Fachpersonal. All das ist viel teurer als ein Feld und ein paar Traktoren. Die Einrichtungskosten sind also im Vergleich zur traditionellen Landwirtschaft enorm. Das andere Problem ist die Planung, während Länder wie Australien Platz für große Lager haben, Länder wie Großbritannien oder Japan keinen Platz oder Lager frei haben. Sie benötigen also die Erlaubnis, um diese dreistöckigen Lagerhäuser auf einem bereits vorhandenen Ackerland oder in entwickelten Gebieten zu errichten. Dies erhöhte nur die Kosten für den Bau großer Hydroponikfarmen in albernen Ausmaßen.

Eine Lösung könnte darin bestehen, die Unterstützung der lokalen Regierung für diese Lagerhäuser oder die Finanzierung durch Klimagruppen für den Bau der Anlage zu erhalten. Dies bleibt jedoch immer noch eines der größten Probleme für die Technologie.

Ein weiteres Problem ist die Wirtschaftlichkeit von Kulturpflanzen und welche Kulturen nicht hydroponisch angebaut werden können. Leider passt Wurzelgemüse nicht gut zur Hydrokultur, so dass Kartoffeln und Karotten nicht auf der Speisekarte stehen, was eine Schande ist. Ich hatte Visionen von einer Fisch-und-Chips-Fabrik mit aquaponisch angebautem Kabeljau, Kartoffeln (für Chips) und Tomaten (für Tomatensauce). Daher können nicht alle Pflanzen hydroponisch angebaut werden.

Nicht alle Kulturen, die hydroponisch angebaut werden können, weisen gute Gewinnspannen auf. Sie sehen, Fruchtpflanzen wie Tomaten oder Avocados, die sich gut für die Hydrokultur eignen, nehmen viel vertikalen Raum ein. Diese Pflanzen müssen ein paar Meter hoch werden, bevor sie reif genug sind, um Früchte zu tragen. Sie brauchen auch Zeit, um zu reifen und Früchte zu tragen. Dies bedeutet, dass sie die Effizienz der vertikalen Landwirtschaft verringern und einen weitaus geringeren Ertrag erzielen als kleinere Blattgemüse, die gestapelt werden können, schnell wachsen und eine hohe Gewinnspanne aufweisen.

Aus diesem Grund bauen die meisten Hydrokulturfarmen Salat, Basilikum, Schnittlauch, Brunnenkresse oder andere kleine grüne Blattpflanzen an. Diese Pflanzen nehmen nur sehr wenig vertikalen Raum ein, eignen sich gut für die Hydrokultur und können außergewöhnlich schnell wachsen. Sie müssen auch nicht warten, bis die Pflanze reif ist, bevor Sie ernten können. Sie können einfach die Blätter abschneiden und von vorne beginnen. Dies bedeutet, dass Sie durch den Anbau von Blattgemüse in vertikalen Hydroponikfarmen eine Ernte zu wettbewerbsfähigen Preisen erzielen können, mit der der Landwirt immer noch Geld verdient.

Foto von Russ Ward auf Unsplash – Leafy Greens

Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie schlecht die Wirtschaft der vertikalen Landwirtschaft mit größeren Kulturen ist, kostet der Anbau von Getreide, Obst oder Gemüse mit den derzeitigen vertikalen Anbautechniken dreimal so viel wie die traditionelle Landwirtschaft. Während der Anbau dieser Pflanzen in der Hydrokultur besser für die Umwelt ist als jede andere Anbautechnik, werden die Menschen immer noch nicht so viel bezahlen. Leider macht dieses Problem der Skalierung auf größere Kulturen diese erstaunliche Technologie für alles, was größer als ein Salat ist, unbrauchbar. Wenn Sie mehr über vertikale Agrarökonomie lesen möchten, dann hat AFN hier einen großartigen Artikel darüber.

Damit Hydroponics seine derzeitige Furcht vor kleinen Blattgemüsen überwinden und unsere Landwirtschaft revolutionieren kann, muss es dieses Problem der Ernteskalierung und seine Einrichtungskosten lösen.

Aber Menschen wie Terraplanter ermöglichen es, ohne komplexes Substrat oder Pumpen hydroponisch zu wachsen. Gegenwärtig wird diese Technologie nur als Pflanzentopf für den Haushalt verwendet, sie kann jedoch vergrößert und die Baukosten einer Hydrokulturfarm gesenkt werden. Dies könnte es für größere Kulturen lebensfähig machen, die Zeit zum Wachsen benötigen.

Mit dem Fortschritt in der Gentechnik in den letzten Jahren, insbesondere mit der Entdeckung von CRISPR, ist es keine Million Meilen entfernt, gentechnisch veränderte Pflanzen abzubilden, die in der Hydrokultur brillant wachsen, was sonst nicht der Fall wäre.

Schnell reifender Weizen, der nur wenige Zentimeter groß wird? Es ist möglich! Es muss nur entwickelt werden. Mit dem potenziellen Fortschritt von gentechnisch veränderten Pflanzen, die speziell für die Hydrokultur entwickelt wurden, konnten wir eine große Vielfalt von Pflanzen sehen, die in vertikalen Farmen billig produziert werden.

Hier kann auch KI ins Spiel kommen. Das Potenzial, eine Hydroponikfarm ausschließlich von KI betreiben und betreiben zu lassen, um den Ertrag zu maximieren und die Kosten zu senken, ist kein Potenzial, sondern besteht bereits. Dieses maschinelle Lernen wird auch in der Hydrokultur immer besser. Dies könnte wiederum die Kosten für Hydrokulturen drastisch senken.

Leider sind Hydroponikfarmen bis zum Erreichen all dieser Fortschritte den Menschen vorbehalten, die Salat anbauen. Wir brauchen nur unseren grünfingrigen Elon Musk, um aufzutauchen.

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