Wat is verticale teelt?

Voor- en nadelen van een nieuwe cultivatiemanier

Wanneer is verticale teelt ontstaan?

Het verticale teeltconcept was ontstaan in 2011 in een klaslokaal op Colombia Universiteit (N.Y.C). Tijdens een les daagde professor Dickson Despommier zijn studenten om een manier te vinden om voedsel te produceren binnen de contreien van Manhattan. De studenten stelden origineel voor om gewassen te verbouwen op de daken van wolkenkrabbers, maar zelfs met het gebruiken van al de daken op het eiland zou slechts 4% van de populaties voedselvraag worden gedekt. En dus werd een nieuw idee geboren: laten we verbouwen in gebouwen gebruikmakend van de verticale ruimte. Dit was een doorbraak.

Op dat moment, bestond alle technologie die nodig was om deze visie in praktijk te brengen al.

Rond de wereld werd grondloze teelt beoefend, zoals hydrocultuur, om groenten of klein fruit te verbouwen in broeikassen. Ook waren we in staat om de interne temperatuur en luchtvochtigheid aan te passen, en was er al enkele teeltverlichting. We moesten alleen deze technologiën samenbrengen.

Sinds toen is het aantal zogenoemde “verticale boerderijen” wereldwijd toegenomen, van de VS tot Japan, China, Singapore, Zuid Amerika en Europa (bron A.V.F.).

In de laatste paar jaar is de kennis over deze teelt exponentieel toegenomen, hebben technologiën de productie meer en meer efficiënt gemaakt, en zijn vele verschillende gewassen succesvol geteelt.

Laat ons proberen te begrijpen hoe deze 4.0 boerderijen werken, de verschillende onderdelen van verticale teelt analyserend.

In de laatste paar jaar is de kennis van deze cultivatie exponentieel toegenomen, technologiën hebben de productie meer en meer efficiënt gemaakt, en veel verschillende gewassen zijn succesvol geteeld.
Laten we proberen te begrijpen hoe deze boerderijen 4.0 werken, de verschillende onderdelen van verticale teelt analyserend

Hoe werken verticale boerderijen?

Klimaatcellen

Waar je een verticale boerderij wilt maken, is het nodig om een geïsoleerde omgeving te creëren om de gewilde omstandigheden te behouden zoals temperatuur, luchtvochtigheid en ventilatie. Het volledig geïsoleerde systeem zou ook het binnenkomen van plagen en ziekten moeten voorkomen.
Cellen worden meestal gemaakt van sandwich panelen, maar containers worden ook gebruikt om modulaire boerderijen te ontwikkelen. Klimaatcellen kunnen praktisch overal worden geïnstalleerd, van gebouwen tot boten, warenhuizen, scholen, of in de achterkant van een restaurant.

HVAC systeem

Na de isolatie, is het HVAC systeem (luchtvochtigheid ventilatie en luchtcontrole) het eerste en meest belangrijke verticale teelt”gereedschap”. Dit systeem moet de binnenkomende en uitgaande lucht filteren om de beste omstandigheden voor de gewassen te creëren.
In het ontwikkelen van een verticale boerderij, is het noodzakelijk om een HVAC systeem te ontwerpen met grote zorg met betrekking tot de cultivatieruimte. Hiervan ontstaat het succes van de cultivatie, de productiviteit van de gewassen en de hoeveelheid operationele kosten met betrekking tot het energieverbruik.

Cultivatiemethoden

De twee principiële grondloze cultivatiemethoden in verticale teelt zijn hydrocultuur en luchtteelt. Hydrocultuur is de meest voorkomende.
De geschiedenis van hydrocultuur komt uit oude Babylonische tuinen, en verschillende ethniciteiten hebben er gebruik van gemaakt. Zelfs nu in Myanmar cultiveert de populatie op vlotten die rusten op het water van het Inlemeer.
Industrieel hebben nederlandse telers hydrocultuur methoden voor productie in broeikassen ontwikkeld, en zelfs NASA heeft enkele prototypes ontwikkeld voor voedselproductie in de ruimte.
Het idee is simper: de planten hangen boven het grondniveau dankzij verschillende ondersteuning, water en voedingsstoffen vrij door de wortels stromend, een halfgesloten irrigatiecircuit creërend. Planten krijgen de exacte hoeveelheid voedingsstoffen die ze nodig hebben en geen water wordt verspild.
Het luchtteeltsysteem is recenter. Het principe is hetzelfde, maar water en voedingsstoffen worden direct of de wortels gesproeid van planten die in de lucht hangen. Deze methode heeft soms voorkeur omdat het waterstagnatie voorkomt en de beluchting van de wortels verhoogt.

Sla gekweekt in hydrocultuur – Vertical Farming Education

Cultivatiesysteem

In verticale landbouw hebben we al verschillende type systemengezien. De verplaatsbare panelen van Skygreen (een van de eerste industriële verticale boerderijen in de wereld), N.F.T., torens en de meest voorkomende rekken gebruikt in de meerderheid van de boerderijen. Recent heeft een Italiaanse start-up een nieuw prototype ontwikkeld die gebruik maakt van kunstmatife intelligentie om planten te verplaatsen binnen een grote verticale boerderij “kubus” om de verbouwing ongelofelijk efficient te maken.

Lichten

Aangezien we het hebben over binnenteelt, heb je landbouwverlichting om de zonnestraling na te bootsen, voornamelijk de golflengten van rood en blauw (dit is de reden waarom lampen roze of paars lijken). LED’s die tegenwoordig worden gebruikt in binnenteelt zijn zo efficient dat ze toelaten om het spectrum en lichtintensiteit aan te passen als je gewassen moet vervangen of zelfs om de zonondergang of opkomst na te bootsen, wat de planten de beste simulatie van de dagelijkse zonverandering.

Led gebruikt voor slateelt op Radix systeem – Vertical Farming Education

Cultivatiesoftware

Verticale telers gebruiken een andere soort software om de klimaatcondities, irrigatiestroom en verlichting te controleren. Software, kunstmatige intelligentie en I.O.T. wordt continue ontwikkeld, wat het autonomatieniveau van het hele teeltprocess verhoogt.

Zaden en substraten

Beginnend van zaden in plaats van planten is de meest goedkope en gevolgde-gewilde strategie. Daarbij kan je de hele productieketen controleren van zaaien tot oogst.
De planten die over het algemeen worden verbouwd in verticale teelt zijn bladachtige groenten, microgroenten, kleine vruchten, wiet, aromatische kruiden en eetbare bloemen.
De substraten waarom de planten groeien bestaan in verschillende vormen en texturen, van veen tot steenwol. Het substraat moet zorgvuldig gekozen worden in lijn met het cultivatiesysteem, de gekozen gewassen en de irrigatiestroom. Gebruikelijk gaat de keuze naar organische substraten, welke gecomposteerd kunnen worden en geen vast afval vormen.

Microgreens op een biologisch substraat – Profarms

Andere gebruiksmiddelen

Afhankelijk van het project, kunnen telers andere middelen en machines gebruiken van kiemingskamers tot koelkasten en machines, voor verpakken, opslag, automatisch zaaien en oogsten.

Voor- en nadelen van verticale teelt

Zoals je misschien hebt begrepen, zijn de voordelen van verticale teelt veelvoudig:
– Grond besparen: in verticale teelt wordt ruimte erg efficiënt gebruikt, wat essentieel is om voedsel te produceren voor de groeiende wereldbevolking zonder gebruik te maken van meer landbouwgrond. Grondloze cultivatie vermeid ook problemen zoals overbemesting wat wereldwijd voor watervervuiling zorgt (voornamelijk bij monoculturen).
– Water besparen: verticale teelt is behoorlijk waterefficiënt. Met onze studenten hebben we laten zien dat er 90% minder water wordt gebruikt dan in veld landbouw.
Met sommige systemen kan je vocht terugwinnen van verdamping, dat hergebruiken voor het irrigeren van planten.
– (Verticale) Teelt tot vork: de mogelijkheid om gewassen te verbouwen in een volledig gecontroleerd milieu staat toe om praktisch overal te produceren, van warenhuizen tot scholen, boten of zelfs op internationale ruimtestations. Voedsel verbouwen in of vlakbij de grote steden is een goede manier om aanzienlijke koolstofemmissie en transportkosten te vermeiden. De tijd van oogst tot consumptie verminderen is een geweldige manier om gewassen vers, smakelijk en voedzaam te houden.
– 12 maanden productie: de mogelijkheidheid om jaarrond te produceren onafhankelijk van de externe klimaatcondities staat verbouwen in elk deel van de wereld toe met uitmuntende continuïteit en veiligheid.
– Produceren en redden van antieke gewassen: monoculturen, monodiëten, pesticiden en klimaatverandering zijn verantwoordelijk voor de vermindering aan soorten en variëteiten die worden verbouwd rond de wereld. De mogelijkheid hebben om verschillende klimaatcondities in te stellen maakt het mogelijk om variëteiten of gewassen terug te breken die waren achtergelaten omdat ze minder productief of ongeschikt waren voor het gebruik van pesticiden.
– Schoon voedsel: gewassen binnen verbouwen laat teelt toe zonder risico op plagen en ziekten, dus is er geen noodzaak voor het gebruik van pesticiden.
– Aantrekkelijkheid: verlies van interesse in landbouwgebruiken is wereldwijd veelvoorkomend. De technologie en futuristische kenmerken van verticale teelt trekt jonge telers aan die de statistiek kunnen kantelen.

Nadelen

– Energieconsumptie: de energie nodig voor het HVAC systeem (welke 24h werkt) en verlichting moet worden beschouwd in het globale overzicht. Desondanks kunnen zonnepanelen en batterijen de energieconsumptie en kosten verminderen.
– Gewasselectie: je kan praktisch elk gewas binnen telen, maar slechts bepaalde variëteiten zijn winstgevend en het meest geschikt voor dit systeem momenteel.