Vertical Farming ist eine moderne Anbaumethode, die das drängende Problem der Wassereinsparung in der Landwirtschaft angeht. Da die traditionellen Anbaumethoden die Süßwasserressourcen belasten und die Wasserknappheit verschärfen, bietet die Vertical Farming hierbei eine nachhaltige Lösung. Durch den Einsatz von Hydroponik- und Aeroponik-Anbaumethoden können vertikale Farmen den Wasserverbrauch um bis zu 90 % senken. In diesem Blogbeitrag möchte ich über Bedeutung der Wassereinsparung in der vertikalen Landwirtschaft schreiben und die innovativen wassersparenden Technologien, die in dieser Branche eingesetzt werden, vorstellen.
Wasserverbrauch im Vertical Farming
Vertikale Farmen benötigen zwischen 2 und 4 Liter Wasser, um 1 kg Tomaten zu produzieren, also deutlich weniger als ein Gewächshaus in den Niederlanden (16 Liter) oder ein Feld in Südeuropa (60-200 Liter), so Leo Marcelis, Professor für Gartenbau an der Universität und Forschung Wageningen in den Niederlanden (Quelle).
Ein sorgfältiges Management des Wasserverbrauchs ist in diesen Betrieben also unerlässlich, um die Ernteerträge zu optimieren und die Verschwendung zu minimieren. Denn durch die kontrollierten Bedingungen in den Anbau Räumen, dem zirkulierenden Wasser im hydroponischen System, spart man das Wasser ein, welches in der traditionellen Landwirtschaft im Boden versickern würde.
Mithilfe von Sensoren und Automatisierung können vertikale Farmen den Pflanzen genau die richtige Wassermenge zuführen und so das Risiko einer Über- oder Unterbewässerung verringern. Diese präzise Steuerung der Wasserzufuhr trägt dazu bei, Wasserverluste zu minimieren und stellt sicher, dass die Pflanzen mit den notwendigen Nährstoffen versorgt werden.
Neben dem Einsatz von Hydroponik in Vertical Farming, gibt es noch die Aeroponik, auch Fogponic oder Nebel- oder Vernebelungssysteme, genannt, dabei wird Wasser in einem feinen Nebel abgeben und sichergestellt, dass die Pflanzen Feuchtigkeit erhalten, ohne dass übermäßig viel Wasser verbraucht wird.
Diese Methode hat gegenüber der Hydroponik Vorteile, wie den noch geringen Wasserbedarf und somit weniger Gewicht, hat aber das Problem, dass die Wurzeln in der Luft hängen und das Risiko besteht, dass die Pflanzen absterben, sollte es zu einem Defekt kommen, der Strom ausfallen oder nicht genug Nebel gesprüht werden.
Insgesamt geht es darum, die effiziente Wassernutzung in vertikalen Betrieben durch sorgfältige Überwachung und Optimierung der Bewässerungspraktiken zu maximieren und um so den bereits geringen Wasserbedarf weiter zu senken.
Wasserrückgewinnungstechniken für Vertical Farming
Das Wasser, was in der Hydroponik zirkuliert und mit Nährstoffen angereichert wird, je nachdem welche Pflanzen gerade Bedarf haben, geht jedoch nicht nur in Form der Versorgung der Pflanzen „verloren“, sondern es verdunstet auch, durch die Verdunstung steigt die Luftfeuchtigkeit und kondensiert (Taupunkt). Das Wasser kondensiert an der Innenwand, wenn aufgrund der Temperatur und des Taupunktes, die Luft keine weitere Feuchtigkeit mehr aufnehmen kann bzw. wenn diese gesättigt ist.
Vertikale Farmen können fortschrittliche Wasserrückgewinnungstechniken verwenden, um die Wasserverschwendung zu minimieren. Hier einige Beispiele:
- Kondenswasserauffangsysteme fangen Feuchtigkeit aus der Luft auf und verwenden sie für die Pflanzenbewässerung.
Eine Möglichkeit dabei ist, die Feuchtigkeit, die kondensiert, über Aluminiumschienen abzutransportieren und weiter nutzen zu können (Beispiel) - Grauwasserrecyclingsysteme – diese bereiten das Abwasser auf und so kann es für nicht trinkbare Zwecke wie Reinigung und Kühlung verwendet werden. (Beispiel)
- Luftentfeuchter – diese gehen direkt das Problem der Luftfeuchtigkeit an. Diese filtern die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit, diese wird gesammelt oder abgeleitet um gereinigt als Grauwasser weiter verwendet werden zu können. Da es bei den Luftentfeuchtern verschiedene Technologien und Anwendungsszenarien gibt, sollte man sich genauer damit beschäftigen, welche Lösungen für einen selbst am besten geeignet ist, TROTEC hat hier eine Übersicht.
Wasserknappheit durch Vertical Farming bekämpfen
Vertical Farming kann dazu beitragen, die Wasserknappheit zu lindern, indem sie die Abhängigkeit von der konventionellen Landwirtschaft, die große Mengen an Wasser benötigt, verringert. So schreibt die FAO, dass 70% der Wasserentnahme durch die Landwirtschaft stattfindet, bei Entwicklungsländern liegt dieser Wert bei teils 95%.
Jedoch kann funktioniert es nur da, wo auch die notwendige Elektrizität günstig ist.
Den großen Vorteil von Vertical Farming, also der reduzierte Wasserbedarf kann da ausgespielt werden, wo es trocken ist, also in den Regionen auf der Welt, wo es immer wieder Dürren oder Trockenzeiten gibt. Durch den Anbau von Nutzpflanzen in kontrollierten Innenräumen können vertikale Farmen fast überall betrieben werden. In wasserarmen Gebieten kann man so vor Ort produzieren und kann den Bedarf an langen Transportwegen für Nahrungsmittel reduzieren.
Die Zukunft des Wassermanagements im Vertical Farming
Kontinuierliche Fortschritte bei wassersparenden Technologien werden das Wassermanagement in der vertikalen Landwirtschaft weiter verbessern. Die Integration von intelligenter Technologie und künstlicher Intelligenz kann den Wasserverbrauch weiter optimieren, indem der Bedarf der Pflanzen analysiert und die Bewässerung entsprechend angepasst wird. Die Schaffung geschlossener Kreislaufsysteme, die Wasserverluste und -verschwendung minimieren, wird ein Schlüsselaspekt des zukünftigen Wassermanagements in der vertikalen Landwirtschaft sein.
Schlussfolgerung
Die vertikale Landwirtschaft birgt ein großes Potenzial für die Wassereinsparung in der Landwirtschaft. Durch den Einsatz von Hydroponik und Aeroponik können vertikale Farmen den Wasserverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Anbaumethoden erheblich reduzieren. Dieser innovative Ansatz für die Landwirtschaft bietet eine nachhaltige Lösung für das Problem der globalen Wasserknappheit.
Ein effizientes Wassermanagement ist entscheidend für den Erfolg vertikaler Farmen. Durch den Einsatz wassersparender Technologien wie Tropfbewässerung und Wasserrecycling-Systeme kann der Wasserverbrauch weiter optimiert und die Verschwendung minimiert werden. Darüber hinaus spielen innovative Wasserrückgewinnungstechniken, wie z. B. das Auffangen von Kondenswasser, Grauwasserrecycling sowie die Nutzung von Luftentfeuchtern, eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des Wasserverbrauchs.
Die vertikale Landwirtschaft trägt nicht nur zur Verringerung der Wasserknappheit bei, indem sie die Abhängigkeit von der konventionellen Landwirtschaft verringert, sondern ermöglicht auch die Pflanzenproduktion in wasserarmen Gebieten. Durch den Anbau von Nutzpflanzen in kontrollierten Innenräumen können vertikale Farmen in Regionen mit begrenzten Wasserressourcen betrieben werden, wodurch sich die Notwendigkeit des Transports von Lebensmitteln über weite Strecken verringert.
Die Zukunft des Wassermanagements in der vertikalen Landwirtschaft liegt in der kontinuierlichen Weiterentwicklung von wassersparenden Technologien und der Forschung. Die Integration von intelligenter Technologie und künstlicher Intelligenz kann den Wasserverbrauch weiter optimieren, indem der Bedarf der Pflanzen analysiert und die Bewässerung entsprechend angepasst wird. Die Schaffung geschlossener Kreislaufsysteme, die Wasserverluste und -verschwendung minimieren, wird für ein nachhaltiges Wassermanagement in der vertikalen Landwirtschaft entscheidend sein.
Durch die Förderung des Bewusstseins für den Wasserschutz und die Umsetzung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken kann die Zusammenarbeit zwischen vertikalen Betrieben und Gemeinden das Problem der Wasserknappheit angehen und eine nachhaltige Zukunft für die Lebensmittelproduktion gewährleisten.
Weitere Quellen:
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Czech