Wir können die wachsende Bevölkerung nicht mehr ernähren. Da die Wasser- und Landressourcen in den nächsten drei Jahrzehnten schwinden, wird es immer schwieriger, die 10 Milliarden Menschen auf der Welt zu ernähren. Wir müssen effektivere Anbautechniken anwenden, wenn wir die Welt ernähren wollen. Eine der vielversprechendsten Möglichkeiten, dies zu erreichen, ist die Implementierung von Indoor-Vertical-Farming. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl des idealen vertikalen Landwirtschaftssystems für Ihren Betrieb die Anforderungen, den Standort, den Zielmarkt und die verfügbaren Finanzmittel Ihres Unternehmens. Hier sind die Top-Vertical-Farming-Unternehmen, die die Lebensmittelproduktion mit Standorten in den gesamten Vereinigten Staaten revolutionieren.
Im Gegensatz zur konventionellen, horizontalen Landwirtschaft werden beim Vertical Farming Nutzpflanzen auf vertikalen Flächen angebaut. Landwirte können auf der gleichen Landfläche deutlich mehr Nahrungsmittel anbauen, indem sie vertikal gestapelte Schichten verwenden.
Häufig werden diese Schichten in Strukturen wie Wolkenkratzer eingebaut, in Lagerhallen oder Schiffscontainern aufbewahrt oder in Gewächshäusern angebaut. Sie werden auch in Gebieten positioniert, die normalerweise nicht für die Landwirtschaft geeignet wären.
Vertikale Landwirtschaft bedeutet jedoch viel mehr, als nur Pflanzen anzuhäufen und auf das Beste zu hoffen. Das Verfahren erfordert eine kontrollierte künstliche Beleuchtung, Luftfeuchtigkeit, Wasser und Temperatur. Eine ganze Ernte könnte verloren gehen, wenn das empfindliche Gleichgewicht nicht gewahrt wird, so wie es bei einem traditionellen Bauernhof im Falle einer Dürre oder Überschwemmung der Fall sein könnte.
Vertikale Landwirtschaft
Der vertikale Anbau von Feldfrüchten und Pflanzen auf mehreren Ebenen in klimatisierten Gebäuden wird als vertikale Landwirtschaft bezeichnet. Über jedem Gestell befindet sich ein Bereich, in dem Pflanzen klettern können. Im Gegensatz zur Nutzung von Ackerland oder herkömmlichen Gewächshäusern reduzieren diese High-Tech-Farmen den Platzbedarf für den Nahrungsmittelanbau erheblich. Denn sie können in Lagerhallen, Industriegebäuden oder sogar Wolkenkratzern untergebracht werden. Obwohl viele andere Nutzpflanzen erfolgreich vertikal angebaut werden können, sind Blattgemüse, Kräuter und Microgreens in der Regel die besten Optionen. In einigen vertikalen Farmen werden verschiedene Arten von Obst, Blumen, Getreide wie Reis und Gemüse angebaut.
Vertikale Landwirtschaft mit kontrollierter Umweltlandwirtschaft
Vertikale Farmen sind vollautomatisierte Innenräume, die auf der Technologie der kontrollierten Umweltlandwirtschaft (CEA) basieren. Dadurch wird gewährleistet, dass sich die Pflanzen im idealen Mikroklima entwickeln und das ganze Jahr über hohe Erträge erzielt werden. Im Gegensatz zur konventionellen Landwirtschaft sind die Erntezyklen viel schneller und die Erträge vorhersehbar. Unsicherheiten wie Überschwemmungen und Dürren, die in der Freilandlandwirtschaft nicht vorhersehbar sind, werden in der CEA nicht berücksichtigt. Mit dem Begriff „CEA“-Landwirtschaft ist der Anbau in Gebieten gemeint, in denen die Umweltbedingungen an die Bedürfnisse bestimmter Pflanzen angepasst werden können. In den heutigen intelligenten Bauernhöfen können verschiedene Teile eines einzelnen Bauernhofs unterschiedliche Werte in Bezug auf Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Licht und Nährstoffe aufweisen. Dies bedeutet, dass verschiedene Pflanzen in einer einzigen Indoor-Farm mit Umgebungen wachsen können, die auf ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind.
Das Ökosystem einer vertikalen Farm wird durch die CEA-Technologie gesteuert, um sicherzustellen, dass die Pflanzen unter den bestmöglichen Bedingungen gehalten werden:
- Lighting
- Temperaturen
- Klimakontrolle
- Bewässerung
- Ernährung
Arten vertikaler Landwirtschaftssysteme
Die drei beliebtesten Indoor-Vertical-Farming-Techniken sind Hydroponik, Aeroponik und Aquaponik. Um den Pflanzen eine gesunde Ernährung zu bieten, nutzen sie alle erdlose Anbautechniken.
#1. Aquaponische vertikale Landwirtschaft
Aquaponische vertikale Landwirtschaft kombiniert die Aufzucht von Fischen mit dem hydroponischen Anbau von Pflanzen. Unter Aquaponik versteht man also den gemeinsamen Anbau von Fisch und Gemüse. Bei diesem Verfahren sammelt, filtert und fügt ein Pumpensystem dem Abwasser aus Fischtanks die notwendigen Bestandteile hinzu. Anschließend wird dieses Wasser zu den Pflanzen über der Fischeinheit zirkuliert. Die Pflanzen nutzen dieses Wasser dann, um es mit Sauerstoff anzureichern und gleichzeitig alle notwendigen Nährstoffe zu erhalten. Anschließend wird es zurück in das Aquarium gepumpt.
Die Aquaponik-Landwirtschaft ist eine „Win-Win-Situation“, da die Fische Wasser mit hohem Sauerstoffgehalt erhalten, während die Grünpflanzen alles bekommen, was sie für ein gesundes Wachstum benötigen. Aquaponic-Farmen benötigen außerdem nicht viel Platz, da die Pflanzschalen über der Fischeinheit platziert sind, was ein weiterer Vorteil ist. Aquaponik funktioniert als in sich geschlossener Kreislauf, d. h. wenn ein Teil ausfällt, versagt das gesamte System. Der größte Nachteil dieses vertikalen Landwirtschaftssystems ist dieser. Aufgrund seiner Komplexität ist die Aquaponik-Landwirtschaft teurer in der Einrichtung und im Anbau als die Hydroponik- oder sogar Aeroponik-Landwirtschaft.
#2. Aeroponische vertikale Landwirtschaft
Aeroponik ermöglicht ein erdfreies Pflanzenwachstum, genau wie Hydroponik und Aquaponik. Dabei tauchen die Landwirte die Pflanzen dieser Farmen in eine Lösung aus nährstoffreichem Nebel. In einer aeroponischen Vertikalfarm könnte es zunächst so aussehen, als würden die Pflanzen nur schweben. Allerdings ist das Verfahren deutlich komplizierter.
Sie lassen die Vegetation auf Schaumstoff wachsen und ein Netzdeckel ermöglicht den Wurzeln den Eintritt in die Nebelkammer. Sprühen Sie dann eine nährstoffreiche Lösung auf die Wurzeln und geben Sie den Pflanzen so Nahrung. Darüber hinaus schließen sie eine Zeitschaltuhr an die Pumpe an, um sicherzustellen, dass die Wurzeln gleichmäßig Wasser und Nährstoffe erhalten.
Im Gegensatz zur Hydroponik, bei der Nährstoffe gekauft und der Wasserversorgung hinzugefügt werden, hat die Aeroponik den Nachteil, dass sie teuer in der Einrichtung ist und spezielle Ausrüstung erfordert.
#3. Hydroponische vertikale Landwirtschaft
Aufgrund seiner überlegenen Markteffizienz ist Hydrokultur das effektivste vertikale Landwirtschaftssystem und die größte Anpassungsfähigkeit. Es kann sowohl im kommerziellen als auch im Einzelhandelsbereich angewendet werden. Im Vergleich zur Aeroponik ermöglicht die Hydroponik den Anbau einer größeren Vielfalt an Nutzpflanzen und hat deutlich geringere Anschaffungskosten. Im Gegensatz zur Aquaponik, bei der Landwirte Fisch und Feldfrüchte gemeinsam anbauen, ist dieses System weniger kompliziert. Der Betrieb einer hydroponischen vertikalen Farm bringt mehrere Herausforderungen mit sich, darunter die Wahl des geeigneten Automatisierungsgrads, um Kosten zu senken und Produktionsrisiken zu vermeiden.
Pflanzenwurzeln in Hydrokultursystemen werden in Substrate wie Perlit und Steinwolle eingetaucht, typischerweise mit Hilfe einer nährstoffreichen Wasserlösung. Hydroponische Landwirtschaftssysteme nutzen verschiedene Methoden zum Anbau von Pflanzen in künstlichen Umgebungen, darunter Docht-, Tropf-, Überschwemmungs- und Nährstoffschichtungsmethoden.
Die Vorteile der vertikalen Landwirtschaft
Mit diesem Modell können Sie die Leistung maximieren und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Umwelt minimieren und viel weniger Platz verbrauchen. Vertikale Landwirtschaft hat viele Vorteile. Da die Ressourcen knapper werden, wird es immer schwieriger, die Lebensmittelproduktion mit konventionellen Techniken aufrechtzuerhalten.
# 1. Reduzieren Sie Ihren Platz- und Wasserverbrauch
Für Landwirte, die vertikale Landwirtschaftstechniken anwenden, ist der Verbrauch von 99 Prozent weniger Land und 98 Prozent weniger Wasser möglich. Sie können das ganze Jahr über Getreide ernten oder ernten, was zu Ernteerträgen führt, die 240-mal höher sind als die von konventionellen Betrieben. Wir verwenden keine LED-Leuchten oder andere nicht ideale Energiequellen, um unsere Pflanzen anzutreiben. Stattdessen treibt die Sonne alle unsere Produkte an. Vertikale Landwirtschaft bietet eine Möglichkeit, diesen erhöhten Bedarf an Nahrungsmitteln zu decken, ohne dass große Felder in diesen dicht besiedelten Stadtgebieten erforderlich sind.
# 2. Erhöhte Produktion das ganze Jahr über
Darüber hinaus ist die Produktion aus der vertikalen Landwirtschaft das ganze Jahr über gleichmäßiger und hat zu einer Steigerung der Gesamtproduktion geführt. Im Gegensatz zu früher sind einige Obst- und Gemüsesorten heute das ganze Jahr über erhältlich. Vertikale Farmen hingegen können das ganze Jahr über eine große Vielfalt an Nutzpflanzen anbauen, ohne dabei vom Wetter oder Klima abhängig zu sein.
# 3. Heilmittel gegen Nahrungswüste
Nicht zuletzt können vertikale Farmen dazu beitragen, das wachsende Problem der Lebensmittelwüsten in dicht besiedelten Gebieten zu lindern, in denen es keinen Zugang zu frischen Lebensmitteln wie Obst und Gemüse gibt.
Wo einst Lebensmittelwüsten existierten, hat die vertikale Landwirtschaft bereits damit begonnen, Lebensmitteloasen zu schaffen, da sie mit geringen Auswirkungen auf die Umwelt errichtet und sogar in bestehende Strukturen und Dächer integriert werden kann.
Dies füllt die Lücke, in der es bisher nur ungesunde Lebensmitteloptionen gab. Es kann auch kostengünstige und nährstoffreiche Lebensmittel für Familien mit niedrigem Einkommen produzieren, da kein langwieriger Versand- und Lagerprozess erforderlich ist.
# 4. Reduzierte Emissionen
Da vertikale Farmen in städtischen Gebieten errichtet werden können, müssen weniger Produkte transportiert werden, da Bauernhöfe und Supermärkte näher beieinander liegen, was den COXNUMX-Fußabdruck der Branche verringert. Dadurch erhält Ihr örtlicher Lebensmittelladen frischere Produkte und weniger Lebensmittelmeilen. Lebensmittel wachsen nur wenige Kilometer vom Ort des Verzehrs entfernt und bleiben länger frisch, wodurch Lebensmittelverschwendung reduziert wird und die Familien vor Ort frischere und gesündere Lebensmittel erhalten.
Vertikales Landwirtschaftsunternehmen
#1. Bowery-Landwirtschaft
Seit 2015 nutzt Bowery Farming Indoor-Vertical-Farming, um angeblich zuverlässigere und umweltfreundlichere Pflanzen anzubauen. Das Betriebssystem des Unternehmens nutzt künstliche Intelligenz, um jede Ernte zu verfolgen und die Landwirte zu benachrichtigen, wenn es Zeit für die Ernte ist. Bowery produziert eine Vielzahl von Obst- und Gemüsesorten, darunter Erdbeeren, Salat und anderes Gemüse, und verkauft sie bei Walmart, Safeway und Amazon. Sie haben drei vertikale Farmen in New Jersey, Maryland und Pennsylvania. Das Unternehmen nutzt vertikale Landwirtschaft, um eine große Vielfalt an pestizidfreiem Obst, Gemüse und Blattgemüse wie Grünkohl, Salat und Basilikum anzubauen, und verfügt über einen großen Kundenstamm in den gesamten Vereinigten Staaten. Für den Anbau von Tomaten, Erdbeeren, Gurken und Wurzelgemüse verfügt das Unternehmen über ein eigenes Zuchtprogramm und eine Forschungseinrichtung.
#2. KubischeFarmen
Als die Landwirte Jack Benne und sein Sohn Leo Benne im Jahr 2008 beschlossen, Indoor-Anbautechnologien zu entwickeln, um frische Produkte mit den geringsten negativen Auswirkungen auf die Umwelt anzubauen, war das Unternehmen geboren. Beispielsweise kann das HydroGreen Grow System jährlich bis zu 25 Millionen Pfund (11.3 Millionen Kilogramm) frisches Viehfutter erzeugen und dabei ein Zehntel des Wassers verbrauchen, das für die Produktion von herkömmlichem Viehfutter auf bewässerten Feldern benötigt wird. Dank ihrer jährlichen Wassereinsparung von mehr als 500 Millionen Gallonen (1.8 Milliarden Liter) konnten sie jeden Menschen auf dem Planeten mit einem Glas frischem Wasser versorgen. Das kanadische Unternehmen verbraucht außerdem zwischen 54 % und 62 % weniger Energie als herkömmliche vertikale Farmen, da es die Pflanzen so bewegt, dass sie dem Licht folgen, anstatt jede einzelne einzeln zu beleuchten.
# 3. AeroFarms
Seit 2004 nutzt AeroFarms die neuesten Entwicklungen in der Pflanzenbiologie, der künstlichen Intelligenz und der vertikalen Landwirtschaft in Innenräumen, um die Produktion und den Vertrieb von Frischprodukten auf lokaler und internationaler Ebene zu verbessern und unser kaputtes Lebensmittelsystem zu reparieren. Die weltweit größte vertikale Farm für Forschung und Entwicklung von AeroFarms ist führend in der Branche. Die Auszeichnung wurde im Rahmen der allerersten Global SDG Awards verliehen, mit denen die Führungsrolle des Privatsektors bei der Weiterentwicklung der UN-Agenda 2030 gewürdigt wird. Um sein Blattgemüse zu verkaufen, das von Baby-Pak Choi und Rucola bis hin zu Spinat und Mikrobrokkoli reicht, arbeitete das Unternehmen unter anderem mit den US-Einzelhandelsriesen Whole Foods und Walmart zusammen.
AeroFarms, das erste von der B Corporation zertifizierte Indoor-Vertical-Farming-Unternehmen, hat eine Aeroponik-Technologie entwickelt, um Pflanzen die bestmögliche Umgebung zu bieten. Es handelt sich um ein Indoor-Landwirtschaftsunternehmen mit Hauptsitz in Newark, New Jersey, das mithilfe eines patentierten Aeroponiksystems eine Reihe von Gemüsesorten produziert.
#4. Altius Farms, Inc
Altius Farms liefert das ganze Jahr über lokal in den Vereinigten Staaten eine große Auswahl an erstklassigen Kräutern und Blattgemüse unter Verwendung einer patentierten vertikalen Anbautechnologie. Eine der größten und höchstgelegenen Aeroponik-Vertikalfarmen in den USA wurde von Altius Farms gebaut. Darüber hinaus bietet es Veteranen und städtischen Jugendlichen Schulungen vor Ort an.
Zu den führenden Produkten von Altius Farms gehören Spezialmischungen wie Brassica Blend, Urban Farmer Blend und Spring Blend, Kräuter wie Genovese-Basilikum, Spezialgemüse und Salat.
#5. Frachtfarmen
Freight Farms produziert hydroponische Transportbehälter, die es den Menschen ermöglichen, das ganze Jahr über Lebensmittel anzubauen, und verfügt über ein Netzwerk von mehr als 600 Landwirten in Ländern auf der ganzen Welt. Freight Farms bietet nicht nur Veranstaltungen, Videoguides und ein landwirtschaftliches System mit Salat, Kräutern, essbaren Blumen und Wurzeln, sondern unterstützt auch Menschen auf ihrem Weg zur vertikalen Landwirtschaft. 41 Nationen und 49 US-Bundesstaaten und Territorien bieten Freight Farms-Container zum Kauf an.
#6. Im Bauernhof
Als eines der größten Vertical-Farming-Unternehmen Europas wurde InFarm 2013 in Berlin von Osnat Michaeli, den Brüdern Erez und Guy Galonska sowie Osnat Michaeli gegründet. Das Unternehmen nutzt Cloud Farming, eine hochmoderne Methode, die ein Netzwerk groß angelegter, selbstlernender Anbauanlagen umfasst, die den Pflanzenertrag, den Geschmack und den Nährwert kontinuierlich steigern und gleichzeitig weniger natürliche Ressourcen verbrauchen. Mit mehr als 1,200 Farmen in Geschäften und Vertriebseinrichtungen hat InFarm mit mehr als 30 großen Lebensmitteleinzelhändlern zusammengearbeitet, darunter dem kanadischen Aldi Süd, dem deutschen Kaufland und Edeka sowie Amazon Fresh, Marks & Spencer und Whole Foods Market in Kanada. Dänemark, Frankreich, Deutschland, Japan, Luxemburg, die Niederlande, das Vereinigte Königreich, die Vereinigten Staaten und die Schweiz.
#7. iFarm
Das angesehene iFarm, das 2017 in Helsinki, Finnland, gegründet wurde, steht nicht zuletzt auf unserer Liste vertikaler Landwirtschaftsunternehmen. Von iFarm gebaute vertikale Farmen verbrauchen 90 % weniger Wasser, 75 % weniger Dünger und keine Pestizide als herkömmliche Farmen. Durch die Maximierung der Technologie und die Senkung des „menschlichen Faktors“ und der Arbeitskosten sparen sie außerdem enorme Mengen an Energie. All dies ermöglicht einen effizienten und nachhaltigen Pflanzenanbau das ganze Jahr über. Sie verkaufen Produkte von iFarm auf der ganzen Welt, von der Schweiz und Frankreich bis nach Saudi-Arabien und Indien, darunter Blattgemüse, verschiedene Gemüsesorten und Obst wie Erdbeeren
Was ist die Vertical-Farming-Methode?
Bei einer hochmodernen Technik namens „Vertical Farming“ werden Pflanzen künstlich vertikal übereinander gestapelt, entweder in Wolkenkratzern oder unter Nutzung der dritten Dimension des Raums. Dies könnte dazu beitragen, mehrere Probleme zu lösen, die in Zukunft auftreten könnten, darunter Nahrungsmittelknappheit und Unterernährung sowie kontaminierte Lebensmittel.
Landwirte bauen Pflanzen an, indem sie sie vertikal stapeln. Dieser Prozess wird als „vertikale Landwirtschaft“ bezeichnet. Dabei werden häufig erdlose Anbaumethoden wie Hydroponik, Aquaponik und Aeroponik sowie die Landwirtschaft in kontrollierten Umgebungen eingesetzt, die darauf abzielt, das Pflanzenwachstum zu maximieren.
Was ist die beste vertikale Landwirtschaftsmethode?
Die drei Haupttypen von Systemen, die in der vertikalen Landwirtschaft verwendet werden, sind hydroponische, aquaponische und auf Kultursubstraten basierende Systeme. Hydroponik ist eine der frühesten und beliebtesten Formen der vertikalen Landwirtschaft und beinhaltet den Anbau von Pflanzen in nährstoffreichem Wasser statt in Erde.
Wo ist die größte vertikale Farm?
In Newark, New Jersey, hat ein New Yorker Start-up-Unternehmen namens AeroFarms die größte vertikale Farm der Welt gebaut. Einem Bericht von Global Citizen zufolge beherbergt die Farm eine ehemalige Stahlfabrik mit einer Fläche von 69,000 Quadratmetern. Sie bauen 250 verschiedene Gemüse- und Kräutersorten in Pflanzbeeten mit einer Höhe von 12 Stapelschichten an.
Der Standort des über 330,000 Quadratmeter großen Gebäudes befindet sich im Dubai World Central, in der Nähe des internationalen Flughafens Al Maktoum in Dubai, Vereinigte Arabische Emirate. Dort werden ein Jahr lang Blattgemüse im Wert von über 2 Millionen Pfund produziert. Die Hydrokulturanlage, die mehr als 1 Million Pflanzen gleichzeitig anbauen und 3,000 kg pro Tag produzieren kann, befindet sich im Dubai World Central, in der Nähe des internationalen Flughafens Al Maktoum. Sie nutzen das Blattgemüse der Anlage, um Mahlzeiten für Passagiere von Emirates und anderen Fluggesellschaften zuzubereiten.
Was ist die häufigste vertikale Landwirtschaft?
Die beliebteste vertikale Landwirtschaftsmethode ist die Hydrokultur. Die Pflanzen wachsen in dieser Situation mit ihren Wurzeln in einer Nährlösung auf Wasserbasis. Landwirte verwenden eine Wasserpumpe, um die Lösung kontinuierlich zu bewegen, nachdem sie mit Nährstoffen vermischt wurden.
Landwirte überwachen regelmäßig Temperatur, Salzgehalt und Nährstoffgehalt, um sicherzustellen, dass sie den Bedarf der Pflanzen des Systems decken.
Was ist der Unterschied zwischen vertikaler Landwirtschaft und Hydrokultur?
Im Vergleich zur hydroponischen Landwirtschaft liegt der Schwerpunkt der vertikalen Landwirtschaft auf dem Anbau von Pflanzen auf geneigten Flächen oder in gestapelten Schichten. Städtische Umgebungen können beides berücksichtigen. Noch effektiver und produktiver werden Systeme durch die Kombination von Hydrokultur und Vertical Farming
Einsatzmöglichkeiten von Sensoren in der vertikalen Landwirtschaft?
Intelligente Sensoren in vertikalen Farmen überwachen eine Vielzahl technischer Faktoren, darunter Temperatur, CO2, Sauerstoff, Beleuchtung, Luftfeuchtigkeit, Nährstoffkonzentration, pH-Wert, Schädlingsbekämpfung, Bewässerung und Ernte. In kontrollierten Umgebungen werden häufig Anbaumethoden wie Hydroponik, Aeroponik oder Aquakultur eingesetzt. Darüber hinaus kann die Landwirtschaft in kontrollierten Umgebungen hochentwickelte Bildgebungs- und Sensortechnologien wie Kameras und Wärmebilder nutzen, um Pflanzenwachstum, Temperatur und andere Variablen zu messen.
Zusammenfassung
Viele Menschen glauben, dass die vertikale Landwirtschaft einen großen Teil der Zukunft der Landwirtschaft umfassen könnte. Mit der Entwicklung von AgTech werden landwirtschaftliche Betriebe immer hochtechnologischer, was es den Landwirten ermöglicht, mehr zu produzieren, weniger die Umwelt zu verschmutzen und die Herausforderungen zu meistern, denen wir in Zukunft gegenüberstehen.
Auch die Technologie der vertikalen Farmen wird sich voraussichtlich weiterentwickeln. Dies könnte zu einer Vielzahl von Ergebnissen führen, darunter Roboterernte und -überwachung, KI-gestützte CEA-Systeme und vieles mehr. Während wir daran arbeiten, die anstehenden Herausforderungen zu meistern, ist eines klar: Vertikale Farmen werden wahrscheinlich noch viel typischer werden.
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Bibliographie
