Vertikale Landwirtschaftssysteme
Wir werden vertikale Landwirtschaftssysteme im folgenden Artikel im Detail behandeln; Vertikale Landwirtschaftssysteme werden nach ihrer Bauweise wie folgt klassifiziert;
Offen: Dem Sonnenlicht und den Elementen ausgesetzt (Dachflächen, Freiluft-Farmen).
Umschlossen: Vor den Elementen geschützt, aber das Sonnenlicht wird weiterhin zur Erwärmung und Beleuchtung genutzt.
Geschlossen: Erhält kein natürliches Sonnenlicht. Für die Pflanzen wird LED-Pflanzenbeleuchtungstechnologie verwendet.
Andere: Erhält kein natürliches Sonnenlicht. Die Pflanzen werden unter Verwendung anderer Pflanzenbeleuchtungstechnologien gezüchtet.
Die vertikale Landwirtschaft wird innerhalb der erdlosen Landwirtschaft nach den Anbauumgebungen in drei Kategorien unterteilt: 1. Aeroponik 2. Aquaponik 3. Hydroponik
Aeroponische Systeme
Aeroponische Systeme sind im Grunde eine Luft-Wasser-Kultur, die auf dem Prinzip basiert, dem nackten Wurzelsystem Nährstofflösungen in intermittierender oder kontinuierlicher Form zuzuführen. Wasser und Nährstoffe, die je nach der im System zu kultivierenden Pflanzenart vorab festgelegt wurden, werden aus einem Wasserreservoir über einen an einen Timer angeschlossenen Pumpenkanal durch modulare Systeme auf das Wurzelsystem gesprüht, um den Bedarf der Pflanzen zu decken.
Der größte Vorteil des Systems ist die Einsparung von Wasser und Dünger. Da in diesem System auch Wasser von geringer Qualität problemlos verwendet werden kann, kann dieses System in Regionen mit niedriger Wasserqualität erfolgreich eingesetzt werden.
Der Nachteil des aeroponischen Systems besteht darin, dass die Behälter, in denen die Wurzeln hängen, ständig feucht sind, weshalb diese Reservoirs mit einer Wasserstoffperoxidlösung behandelt werden müssen, um das Wachstum schädlicher Bakterien und Pilze zu verhindern.
Aquaponische Systeme
Aquaponik ist eine der Alternativen für nachhaltige Lebensmittelproduktionssysteme, bei der die traditionelle Aquakultur (Produktion von Wassertieren wie Fischen, Flusskrebsen, Garnelen) mit dem hydroponischen System kombiniert wird. Aquaponik ist eine Anwendung, die auf der Nutzung des in der Aquakultur verwendeten Wassers in hydroponischen Systemen basiert. Das Hauptziel in diesem System ist es, die Schadstoffbelastung des in der Aquakultur verwendeten Wassers zu reduzieren oder vollständig zu eliminieren. Das bei der Fischzucht verwendete Wasser ist sehr reich an Nährstoffen. Durch die Zuleitung dieses Wassers in hydroponische Systeme profitieren die Pflanzen von den Nährstoffen. Das Wasser wird von den Pflanzen gefiltert, und die Pflanzen fungieren als Reinigungseinheit der Zuchtanlage. Die Schadstoffbelastung des von den Pflanzen gereinigten Wassers verringert sich. Das System funktioniert so, dass das in der Aquakultur verwendete Wasser über Rohre in die Tanks geleitet wird, in denen die Pflanzen gezüchtet werden, oder dass in die Rohre Löcher gebohrt werden, die groß genug sind, um die Pflanzen dort einzusetzen.
Hydroponische Systeme
Hydroponische Systeme stellen die erste Technik dar, die in der erdlosen Landwirtschaft eingesetzt wurde. Hydroponik bedeutet wörtlich Pflanzenzucht in einer Nährlösung ohne Unterstützung. Gleichzeitig gehört auch der Pflanzenanbau in einem festen Medium unter Verwendung einer Nährlösung zum hydroponischen System.
Hydroponische Systeme werden in Flüssig- oder Aggregatsysteme unterteilt. Während es in Flüssigsystemen kein festes Medium zur Unterstützung der Pflanzenwurzeln gibt, ist in Aggregatsystemen eine Unterstützung durch ein festes Medium vorhanden. Hydroponische Systeme können außerhalb dieser Klassifizierung auch als offene und geschlossene Systeme bezeichnet werden. Im offenen System wird die Nährlösung einmal an die Pflanzenwurzeln abgegeben und nicht wiederverwendet. Im geschlossenen System hingegen wird die überschüssige Lösung wieder gesammelt und zirkuliert.
Wie wird vertikale Landwirtschaft betrieben?
Wie vertikale Landwirtschaft betrieben wird: Viele vertikale Felder sind als geschlossene Umgebungen ähnlich wie Gewächshäuser konzipiert oder werden übereinander gestapelt oder geneigt positioniert, um eine bessere Lichtausbeute zu erzielen. In Fällen, in denen Platzersparnis Priorität hat, wird die durch die erdlose Produktion ermöglichte geringe Belastung und eine Wasserersparnis von bis zu 70 Prozent bevorzugt. In den meisten vertikalen Feldern wird entweder die erdlose Methode oder die aeroponische Methode angewendet, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass das Gewicht ein Problem darstellt, eliminiert wird.
In der vertikalen Landwirtschaft wird in der Regel natürliches Tageslicht zusammen mit künstlichem Licht verwendet. Die künstliche Beleuchtung besteht meist aus Systemen, die LED-Technologie nutzen und durch erneuerbare Energien wie Sonnen- oder Windenergie betrieben werden.
Was ist vertikale Landwirtschaft?
Vertikale Landwirtschaft ist eine innovative Methode, bei der Obst und Gemüse auf eine andere Weise als auf traditionellen landwirtschaftlichen Flächen produziert werden. Diese Methode wurde entwickelt, um vor allem unter schwierigen Bedingungen eingesetzt zu werden, in denen fruchtbarer Boden begrenzt oder nicht nutzbar ist. Vertikale Landwirtschaft kann auch mit erdlosen Anbaumethoden wie aeroponischen oder hydroponischen Systemen angewendet werden, bei denen die Bodennutzung minimal oder gar nicht vorhanden ist.
Diese Methode, die in verschiedenen Umgebungen von Bergregionen über Wüsten bis hin zu dicht besiedelten Stadtgebieten erfolgreich eingesetzt werden kann, wird durch wolkenkratzerähnliche Strukturen oder fokussierte landwirtschaftliche Techniken realisiert. Diese Designs ermöglichen es, Produkte vertikal zu stapeln, um auf begrenztem Raum maximalen Ertrag zu erzielen.
Zu den Vorteilen der vertikalen Landwirtschaft gehören Faktoren wie Wasserersparnis, Verringerung der Abhängigkeit von Jahreszeiten, Optimierung landwirtschaftlicher Flächen und Steigerung der Lebensmittelproduktion in Städten. Diese Methode überwindet die Bodenbeschränkungen, mit denen die traditionelle Landwirtschaft zu kämpfen hat, und bietet eine nachhaltige und effiziente landwirtschaftliche Praxis.
Wo wird vertikale Landwirtschaft betrieben?
Vertikale Landwirtschaft ist eine landwirtschaftliche Methode, die in der Regel in geschlossenen Umgebungen angewendet wird. Vertikale Felder können als geschlossene Strukturen ähnlich wie Gewächshäuser konzipiert werden, und die Produkte werden entweder übereinander gestapelt oder geneigt positioniert, um eine bessere Lichtaufnahme zu ermöglichen. Diese Methode wird besonders bevorzugt, wenn Platzersparnis wichtig ist, und durch den Einsatz erdloser Produktionsmethoden kann eine Wasserersparnis von bis zu 70 Prozent erreicht werden.
Heutzutage konzentrieren sich die im Bereich der vertikalen Landwirtschaft eingesetzten Methoden und Innovationen darauf, die Landwirtschaft nachhaltiger, produktiver und effektiver zu gestalten. Hier sind einige Ideen, die die Zukunft der vertikalen Landwirtschaft prägen könnten:
Erdlose Anbaumethoden:
- Vertikale Landwirtschaft wird in der Regel mit erdlosen Anbaumethoden angewendet. Hydroponische und aeroponische Systeme ermöglichen es den Pflanzen, Nährstoffe in einem wässrigen Medium aufzunehmen.
Designs zur Reduzierung von Gewichtsproblemen:
- In hohen Gebäuden oder vertikalen Landwirtschaftssystemen können Gewichtsprobleme auftreten. Innovative Designs können leichte und langlebige Materialien enthalten, um dieses Problem zu verringern.
Licht- und Energieeffizienz:
- Eine ausreichende Lichtaufnahme ist entscheidend für den Erfolg der vertikalen Landwirtschaft. Durch den Einsatz von LED- und anderen energieeffizienten Beleuchtungssystemen können Energiekosten gesenkt und das Pflanzenwachstum optimiert werden.
Smart Farming und Sensortechnologien:
- Im Bereich der vertikalen Landwirtschaft eingesetzte Sensoren können die Bodenfeuchtigkeit, die Pflanzengesundheit und andere wichtige Faktoren überwachen. Diese Daten können durch Smart-Farming-Anwendungen analysiert werden, um die Bewässerung und andere landwirtschaftliche Prozesse zu optimieren.
Robotische Landwirtschaftssysteme:
- Vertikale Landwirtschaft kann mit Robotern und automatisierten Systemen integriert werden. Diese Systeme können die Pflanzenpflege, die Ernte und andere Vorgänge automatisieren und so den menschlichen Eingriff reduzieren.
Pflanzengentechnik:
- Pflanzengentechnik kann eingesetzt werden, um die Produktivität der vertikalen Landwirtschaft zu steigern und Pflanzen zu züchten, die speziellen Bedürfnissen entsprechen.
Diese Innovationen können die Zukunft der vertikalen Landwirtschaft in eine nachhaltigere, effizientere und umweltfreundlichere Richtung lenken.
Lichtnutzung in der vertikalen Landwirtschaft
Vertikale Landwirtschaft ist eine landwirtschaftliche Methode, bei der Pflanzen vertikal übereinander oder in hohen Strukturen gezüchtet werden. Licht ist eines der kritischsten Elemente der vertikalen Landwirtschaft und spielt eine lebenswichtige Rolle für das gesunde Wachstum der Pflanzen, ihre Fähigkeit zur Photosynthese und eine effiziente Ertragsbildung. Hier sind einige Faktoren, die die Bedeutung des Lichts in der vertikalen Landwirtschaft verdeutlichen:
Photosynthese und Pflanzenwachstum:
- Licht ist eine grundlegende Voraussetzung für die Photosynthese der Pflanzen. Photosynthese ist ein grundlegender biochemischer Prozess, der es Pflanzen ermöglicht, unter Nutzung von Sonnenlicht Wasser und Kohlendioxid zu kombinieren, um Glukose zu produzieren. Dieser Prozess ist entscheidend für das Wachstum, die Energiespeicherung und den Ertrag der Pflanzen.
Lichtspektrum:
- Pflanzen benötigen bestimmte Lichtspektren. Blaues und rotes Licht sind allgemein als die Spektren bekannt, die die Photosynthese am meisten fördern. Spezielle Beleuchtungssysteme, die in vertikalen Landwirtschaftssystemen eingesetzt werden, sind darauf ausgelegt, die spezifischen Lichtwellenlängen bereitzustellen, die die Pflanzen benötigen.
Lichtdauer und Photoperiode:
- Pflanzen benötigen eine bestimmte Lichtdauer (Photoperiode). Einige Pflanzen sind Kurztagspflanzen, was bedeutet, dass ihre Blüh- und Fruchtbildungsprozesse an kurzen Tagen stattfinden, während andere Langtagspflanzen sind. In vertikalen Landwirtschaftssystemen kann die Lichtdauer je nach Pflanzenart und Wachstumsstadium gesteuert werden.
Energieeffizienz:
- Die in vertikalen Landwirtschaftssystemen eingesetzte künstliche Beleuchtung ist unter dem Aspekt der Energieeffizienz wichtig. LED-Leuchten werden aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs, ihrer langen Lebensdauer und der Möglichkeit, spezifische Wellenlängen zu steuern, häufig in vertikalen Landwirtschaftsanwendungen bevorzugt.
Pflanzenmorphologie und Anordnung:
- Einer der Vorteile der vertikalen Landwirtschaft ist die Schaffung kontrollierbarer Umgebungen, in denen Pflanzen ordentlich aufgereit sind und das Licht homogener verteilt wird. Diese Anordnung kann die Pflanzenmorphologie formen und die effektive Nutzung des Lichts steigern.
Licht ist ein grundlegender Parameter der vertikalen Landwirtschaft, und die in diesem System verwendeten Beleuchtungstechnologien werden ständig weiterentwickelt, um die speziellen Lichtbedingungen bereitzustellen, die die Pflanzen benötigen.
Wird vertikale Landwirtschaft praktiziert?
Vertikale Landwirtschaftsanwendungen werden durchgeführt und an verschiedenen Orten weltweit eingesetzt. Vertikale Landwirtschaft ist eine landwirtschaftliche Methode, die den Anbau von Pflanzen in einer vertikalen Anordnung übereinander oder in hohen Strukturen beinhaltet. Diese Methode bietet eine Alternative zu traditionellen landwirtschaftlichen Methoden, indem sie Vorteile wie begrenzte Landnutzung, Wasserersparnis, saisonale Unabhängigkeit und hohe Produktivität bietet.
Vorteile der vertikalen Landwirtschaft
Der größte Vorteil der vertikalen Landwirtschaft ist die Wasserersparnis von bis zu 75 % und der Verzicht auf Pestizide gegen Unkräuter und Pflanzenkrankheiten, da sie in geschlossenen Umgebungen betrieben wird. Darüber hinaus ist es je nach angewandter Technik möglich, 365 Tage im Jahr ununterbrochen zu produzieren.
Vertikale Landwirtschaft ist eine moderne landwirtschaftliche Methode, bei der Pflanzen vertikal übereinander oder in hohen Strukturen gezüchtet werden. Diese Methode hat viele Vorteile, insbesondere in Bezug auf Faktoren wie begrenzte Landnutzung, Wasserersparnis und saisonale Unabhängigkeit. Hier sind die Vorteile der vertikalen Landwirtschaft:
Landersparnis:
- Vertikale Landwirtschaft verbraucht im Vergleich zu traditionellen landwirtschaftlichen Methoden viel weniger horizontale Fläche. Da Pflanzen in vertikalen Strukturen übereinander oder nebeneinander angeordnet gezüchtet werden, bietet sie die Möglichkeit, mehr Produkte auf begrenztem Raum anzubauen.
Wasserersparnis:
- Vertikale Landwirtschaftssysteme sind in der Regel mit erdlosen oder hydroponischen Systemen integriert. Diese Systeme optimieren den Wasserverbrauch und ermöglichen im Vergleich zu traditionellen landwirtschaftlichen Methoden erhebliche Wasserersparnisse.
Saisonale Unabhängigkeit:
- Vertikale Landwirtschaft kann die Abhängigkeit von den Jahreszeiten verringern. Die in geschlossenen Umgebungen unter kontrollierten Bedingungen durchgeführte vertikale Landwirtschaft ist den äußeren Einflüssen der Wetterbedingungen weniger ausgesetzt und ermöglicht eine kontinuierliche Produktion über das ganze Jahr hinweg.
Pflanzengesundheit und Kontrolle:
- Vertikale Landwirtschaftssysteme bieten Vorteile bei der Kontrolle der Pflanzengesundheit. Die in diesen Systemen verwendeten Sensoren und Automatisierungstechnologien optimieren Faktoren wie Wasser, Nährstoffe und Licht, damit die Pflanzen unter optimalen Bedingungen wachsen.
Hohe Produktivität:
- Die vertikale Landwirtschaft ermöglicht durch eine dichtere Pflanzenpopulation einen höheren Ertrag pro Einheit. Dies ist besonders vorteilhaft in Fällen, in denen die landwirtschaftliche Fläche begrenzt ist.
Reduzierung des Stickstoff- und Pestizideinsatzes:
- Die vertikale Landwirtschaft bietet eine kontrolliertere Umgebung als traditionelle landwirtschaftliche Methoden. Dies ermöglicht einen effektiveren und lokaleren Einsatz von Chemikalien wie Stickstoff und Pestiziden und reduziert die Umweltbelastung.
Innerstädtische Landwirtschaft:
- Vertikale Landwirtschaft kann im Einklang mit der begrenzten Landnutzung in Städten durchgeführt werden. Dies unterstützt die lokale Lebensmittelproduktion und die nachhaltige Landwirtschaft innerhalb der Stadt.
Gleichbleibende Produktion das ganze Jahr über:
- Die in geschlossenen Umgebungen betriebene vertikale Landwirtschaft ist nicht von den Jahreszeiten abhängig und unterstützt eine gleichbleibende Produktion über das ganze Jahr hinweg.
Diese Vorteile der vertikalen Landwirtschaft können dazu beitragen, die Landwirtschaft in Zukunft nachhaltiger und effizienter zu gestalten.
