Pflanzenproduktion der Zukunft

aus: DLG-Lebensmittel 3/2023

Um die künftige Nahrungsversorgung sicherzustellen, braucht es alternative Ansätze. Die Integration der Agrikultur in Städten und Metropolen weiter voranzutreiben, hat sich die „Inhouse Farming – Feed & Food Show“ auf die Fahne geschrieben. Im Fokus der neuen DLG-Plattfom, die erstmals und gemeinsam mit der Agritechnica vom 12. bis 18. November in Hannover stattfindet, steht alles rund um den Indoor-Anbau von Pflanzen. Zur Premiere der neuen DLG-Veranstaltung präsentiert eine Vielzahl der Aussteller individuelle Lösungen zur optimalen Licht- und Klimasteuerung. 

Übergreifende Lösungen

Die Kooperation erlaubt es Billa, frische Salate und andere Microgreens im dichtbesiedelten, städtischen Raum auf nur wenigen Quadratmetern ganzjährig und antizyklisch anzubauen – ein Geschäftsmodell, in dem viele Experten neben dem Precision Farming einen weiteren wichtigen Eckpfeiler im Ernährungssystem von morgen sehen. „In unseren Breitengraden bietet vertikale Landwirtschaft vor allem den Vorteil der Nähe zum Konsumenten“, bestätigt Marcus Vagt, Bereichsleiter Energie, Indoor Farming und New Foods bei der DLG Service GmbH. Mit Blick auf Japan, wo mittlerweile rund 200 Indoor-Gewächshäuser in Betrieb sind, hinke Europa bei dem Thema jedoch hinterher. „Auf der Inhouse Farming – Feed & Food Show präsentieren wir deshalb übergreifende Lösungen und wollen zwischen Praxis und Forschung vermitteln, um die Potenziale der innovativen Technologien für die Landwirtschaft aufzuzeigen“, so Vagt. Deren Vorteile liegen auf der Hand: Denn durch den Anbau von Nutzpflanzen auf einer kleinen Fläche in einem mehrschichtigen System lassen sich das ganze Jahr über hohe Erträge mit konstant hoher Qualität erzielen. 

Stimmiges Licht für perfektes Wachstum

Der vollständig wetterunabhängige Indoor-Anbau, auch Controlled Environment Agriculture genannt, kurz: CEA, erfordert agile und flexible Produktionsstrukturen mit umfassenden Kontrollmöglichkeiten, wie sie im Freiland nicht erforderlich sind. Dreh- und Angelpunkt dieses Szenarios sind technologische Innovationen, die sicherstellen, dass die Pflanzen rund um die Uhr bestmöglich versorgt werden und exakt den Temperaturen ausgesetzt sind, die sie bis zur Erntereife benötigen. Das notwendige Licht wird dabei über künstliche Beleuchtung zur Verfügung gestellt. Die Imitation des Sonnenlichts ist in den meisten Fällen allerdings keine ideale Lösung und mit hohen Energiekosten verbunden. Stattdessen rücken schmalbandige Beleuchtungssysteme in den Vordergrund, die Licht mit Wellenlängen von 450 Nanometer, 660 Nanometer und 730 Nanometer emittieren. Das optimale Verhältnis von rotem zu blauem Licht beeinflusst nicht nur Photosynthese und Tag-Nacht-Rhythmus der Pflanzen, sondern auch die Inhaltsstoffe und den Geschmack. Bei Tomaten lässt sich mit einem hohen Blauanteil beispielsweise der Lycopingehalt deutlich steigern.
 

Volle Kontrolle in allen Vegetationsphasen

Je nach Stadium der Pflanze ist eine andere Lichtzusammensetzung ideal. Eine Thematik, mit der sich auch die Forschenden am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen beschäftigen. Ihr Ziel: Das optimale Pflanzenwachstum mit Algorithmen sichern. Ziel ist es, durch das Feedback der Pflanzen die komplexe Wechselwirkung von Temperatur, Feuchtigkeit, CO2-Gehalt, Durchlüftung und Lichtspektrum präzise und in Echtzeit zu steuern.

Neben der Beleuchtung spielen eine optimal regulierte Temperatur und Luftfeuchtigkeit eine entscheidende Rolle für die gebäudeintegrierte Agrar­produktion. Während der Keimung und Anzucht benötigen die Pflanzen eine hohe relative Luftfeuchtigkeit von 70 bis 80 Prozent, um ihre Wurzeln auszubilden. Beschleunigen lässt sich die Wasseraufnahme in dieser Phase mit Ventilatoren, die eine homogene Luftverteilung auf jeder Ebene des Anbauraums gewährleisten. Haben sich die Wurzeln gebildet, nehmen die Pflanzen weniger Wasser über die Blätter auf und der Feuchtebedarf sinkt. Unabdingbar ist es beim Indoor-Farming daher, die Luftfeuchtigkeit permanent zu überwachen – sonst kann ein Temperaturabfall über Nacht zu hoher Feuchte und Kondensation führen. 

Innovative Systeme zur Klimakontrolle 

Mit den auf der „Inhouse Farming – Feed & Food Show“ präsentierten Lösungen lassen sich alle gewünschten Klimabedingungen erzeugen, überprüfen und fortlaufend optimieren. Smarte Sensoren, mobile Luftentfeuchter und stationäre Kondensationstrockner, wie sie auf dem Messegelände in Hannover zu finden sind, garantieren eine kontrollierte Feuchtigkeit in jeder Wachstumsphase. Zur Langzeitspeicherung aller wichtigen Parameter kommen Datenlogger zum Einsatz, die Lufttemperatur, relative Luftfeuchtigkeit sowie Taupunkt-Temperatur protokollieren. In Kombination mit Luftaufbereitungssystemen, die hochwertige Filter und UVC-Module enthalten, die die Luft von Schadstoffen und Schimmelpilzsporen reinigen, resultieren stabile Klimabedingungen für eine 
bestmögliche Entwicklung der Kulturen.

Ausblick

Der Ausblick auf die „Inhouse Farming – Feed & Food Show“ zeigt: Um effektiv und effizient betrieben werden zu können, benötigt der geschlossene Anbau eine Vielzahl von Technologien. Zu finden sind diese vom 12. bis 18. November auf dem Messegelände in Hannover. Die neue DLG-Plattform ergänzt die Agritechnica mit ihrem Leitthema „Green Productivity“ um nachhaltige Lösungen für die Agrar- und Food-Systeme der Zukunft.