Anbau in gewächshäusern ohne Erde steigert die landwirtschaftliche Effizienz

Seit Jahrhunderten ist die traditionelle, bodenbasierte Landwirtschaft das Rückgrat der Nahrungsmittelproduktion. Angesichts von Herausforderungen wie sinkenden Erträgen, steigenden Kosten und Umweltbedenken wenden sich Landwirte und landwirtschaftliche Innovatoren jedoch alternativen Methoden zu. Unter diesen sticht die Anzucht ohne Erde in Gewächshäusern als revolutionärer Ansatz hervor, der höhere Effizienz, bessere Erträge und nachhaltige Produktion verspricht.

Der Anbau ohne Erde, wie der Name schon sagt, beinhaltet das Anbauen von Pflanzen ohne Erde, wobei stattdessen nährstoffreiche Lösungen verwendet werden. Obwohl das Konzept nicht ganz neu ist, haben Fortschritte in der Technologie es in eine hochentwickelte und skalierbare Anbaumethode verwandelt. In den Vereinigten Staaten findet der Anbau ohne Erde meist in Gewächshäusern statt, wo die Umweltbedingungen präzise kontrolliert werden können.

• Höhere Pflanzdichte: Pflanzen können effizienter platziert werden, was im Vergleich zur traditionellen Bodenbewirtschaftung eine höhere Produktivität pro Quadratfuß ermöglicht.
• Erhöhte Erträge: Viele Anbauer berichten von höheren Erträgen und einer besseren Qualität der Produkte, obwohl ähnliche Ergebnisse theoretisch auch mit optimierten Bodensystemen erzielt werden können.
• Reduzierter Wasserverbrauch: Geschlossene Systeme minimieren die Verdunstung, was zu erheblichen Wassereinsparungen führt – ein entscheidender Vorteil in trockenen Regionen.

• Höhere Anfangsinvestition: Pumpen, Tanks, Steuerungssysteme und spezielle Infrastruktur können die Einrichtungskosten um mehrere Dollar pro Quadratfuß erhöhen.
• Erhöhter Energieverbrauch: Der Betrieb von Pumpen und zusätzlichen Beleuchtungssystemen erhöht die Stromkosten.
• Erforderliche technische Fachkenntnisse: Erfolgreicher Anbau ohne Erde erfordert Kenntnisse der Pflanzenphysiologie, Chemie und Systemwartung.

Obwohl fast jede Kultur ohne Erde angebaut werden kann, eignen sich einige besonders gut für diese Systeme. Blattgemüse wie Salat, Tomaten, Paprika, Gurken, Erdbeeren und Kräuter wie Basilikum und Petersilie gehören zu den häufigsten. Der Schlüsselfaktor bei der Systemauslegung ist die Frage, wie die Pflanze während des Wachstums in der Nährlösung unterstützt werden kann.

Innovationen im Anbau ohne Erde haben zu vielfältigen Systemdesigns geführt, von denen jedes je nach Kulturart, Platzbedarf und wirtschaftlichen Erwägungen einzigartige Vorteile bietet.

Bei dieser Methode werden tiefe Beete (18–24 Zoll) verwendet, die mit Sand, Erbsenkies oder Bruchgestein gefüllt sind, mit Kunststoff ausgekleidet und für die Entwässerung geneigt sind. Die Pflanzen werden direkt in das Medium gesetzt und mehrmals täglich mit Nährlösung bewässert.

Offene oder geschlossene Kunststofftröge und PVC-Rohre sind beliebt für Salat, Tomaten und Gurken. Diese können nur Nährlösung enthalten oder mit inerten Medien wie Torfmoos oder Perlit gefüllt sein. Einige Systeme verfügen über bewegliche Gestelle, um den Pflanzenabstand während des Wachstums anzupassen.

Periodisch geflutete Schalen werden für die Salatproduktion verwendet. Pflanzen, die in kleinen Anzuchtblöcken gestartet werden, werden manuell vereinzelt, wenn sie sich entwickeln. Schalen werden typischerweise aus geformtem Kunststoff oder wasserfestem Sperrholz hergestellt.

Forscher der Cornell University entwickelten ein System, bei dem mit Kunststoff ausgekleidete Erdbeete verwendet werden, in die Nährlösung an einem Ende gepumpt und am anderen Ende abgelassen wird. Salatpflanzen werden von schwimmenden Polystyrolplatten getragen.

Die von Dr. Allen Cooper in Großbritannien entwickelte NFT verwendet flache Kanäle aus Folienkunststoff. Die Nährlösung fließt durch diese Kanäle, wobei die Pflanzen von Töpfen oder Anzuchtblöcken getragen werden, die entlang der Länge platziert sind.

Polyethylenbeutel, die mit Torf-Vermiculit-Mischungen gefüllt sind, werden in Reihen angeordnet, wobei die Tropfbewässerung die Nährstoffe liefert. Diese Säcke können mehrere Kulturzyklen überstehen, bevor sie ersetzt werden müssen.

In diesem fortschrittlichen System werden die Pflanzenwurzeln in der Luft in geschlossenen Behältern aufgehängt und mit Nährlösung besprüht. Aeroponik bietet eine außergewöhnliche Sauerstoffversorgung und eine effiziente Nährstoffzufuhr.

Neben Pflanzenstützstrukturen benötigen Systeme ohne Erde Reservoirs, Pumpen und Steuerungen. Tanks aus Beton, Kunststoff oder Glasfaser speichern Nährlösungen. Spezielle Pumpen, die gegen Düngerkorrosion beständig sind, sind unerlässlich. Steuerungssysteme reichen von einfachen Timern bis hin zu hochentwickelten Computern, die die Nährstoffchemie automatisch überwachen und anpassen.

Mit dem Fortschritt der Technologie werden Systeme ohne Erde intelligenter und automatisierter. Zu den neuen Innovationen gehören:

• Intelligente Sensoren: Überwachung der Umweltbedingungen und der Pflanzengesundheit in Echtzeit.
• Robotik: Automatisierung von Pflanz-, Wartungs- und Ernteaufgaben.
• Datenanalyse: Optimierung der Anbaubedingungen durch maschinelles Lernen und prädiktive Algorithmen.

Der Anbau ohne Erde stellt mehr als nur eine Anbautechnik dar – er verkörpert einen Wandel hin zu einer Präzisionslandwirtschaft, die Ressourcen maximiert und gleichzeitig die Umweltbelastung minimiert. Für Landwirte, die sich den Herausforderungen der traditionellen Landwirtschaft stellen, bieten diese Systeme einen vielversprechenden Weg nach vorn.