Dyrkning af afgrøder ud af den tynde luft: Aeroponik giver nyt håb for en jord- og vandstresset verden

Med nye teknologier og koncepter i udvikling tager landbrugsmetoder også forskellige spændende drejninger. En sådan innovation er aeroponik, som i sin simpleste litterære form betyder at dyrke i luften. 

I den præcise kontekst af landbrug er det en teknik til at dyrke planter i næringsrig tåge uden at kræve jord. 

Ifølge markedsundersøgelser har den opnået bemærkelsesværdig fremdrift i de seneste år, voksende til over US$870 million i 2022 fra US$523.7 million i 2017. Vækstraten indikerer, at den snart vil blive en milliardindustri på verdensplan. 

Flere fordele driver væksten af aeroponik, men den mest betydningsfulde er dens minimale vandforbrug. Den har brug for 80‑90 % mindre vand end jordbaseret dyrkning og kan levere flere planter på kortere tid end traditionelt landbrug på markerne. 

Desuden kræver den ikke en stor mængde jord for at udføre meningsfuld dyrkning i volumen og variation. Dens vækstvidenskab, som vi vil diskutere i detaljer, gør den miljøvenlig med betydeligt færre CO₂-aftryk.

Flere virksomheder udgør leverandørtjenesterne, driver vækst og styrker lederskabet i kategorien, herunder:

• AeroFarms LLC,
• AEssense Corp
• Agrihouse Brands
• Altihouse Farms
• Barton Breeze
• Bifarm Tech
• Biopolus
• Bowery Farming
• CleanGreens Solutions
• Evergreen Farm
• Freight Farms
• Future Growing
• Good Life Growing
• Hexagro Urban Farming
• LettUs Grow
• Living Green Farm
• Neofarms GmbH, and more. 

Klik her for at lære alt om vertikalt landbrug.

Videnskaben bag aeroponik

For at starte kræver aeroponik ikke jord for at produkterne kan vokse. I stedet vandes rødder, der er ophængt i luften, med en næringsrig tåge. Med andre ord fungerer luften som jord, og tågen som vandkilde. 

For at absorbere den næringsrige tåge skal røddernes ophængning foregå i et fuldt eller delvist lukket miljø. Det lukkede miljø skal være vejrkontrolleret, så de ophængte rødder får den rette mængde lys og luft sammen med tågen. 

Dyrkning i et lukket og kontrolleret miljø giver mere ilt til planterne for fødevareproduktion og betydeligt færre muligheder for skadedyr og andre planteskadende sårbarheder. 

Studier viser, at i aeroponik har planter 100 % adgang til kuldioxid for fotosyntese, mellem 450 ppm og 780 ppm. Den bruger også 70 % mindre vand end hydroponik, praksissen med at dyrke planter i en næringsopløsning med eller uden et jordløst substrat for at give fysisk støtte. 

I aeroponik dækker biologisk nedbrydelige skum plantens nederste stammeområde for til sidst at forbinde den med eller indsætte den i aeroponikkammerets åbninger. Den næringsrige væske spredes i disse kamre ved sprøjtning i automatiske, hyppige intervaller. 

Innovationer inden for aeroponik

Teknologiens rolle i aeroponik er tydelig gennem alle faser af dens livscyklus, herunder præcis regulering af miljøfaktorer som vandbesparelse, rumoptimering samt bekæmpelse af skadedyr og sygdomme. 

For at lette vores diskussion har vi opdelt teknologiens rolle i aeroponik i fire vertikaler: miljøovervågningssensorer, brug af IoT, data og AI til at gøre produktionsprocessen smartere, teknologi til at forbedre dispensere samt vedvarende energiteknikker. 

Miljøovervågningssensorer

Disse sensorer overvåger en række miljøfaktorer i realtid, herunder temperatur, luftfugtighed og næringsniveauer. De giver landmænd mulighed for at træffe informerede beslutninger om, hvordan de kan forbedre deres proces. Derudover leveres disse løsninger med automatiserede kontrolsystemintegrationsmuligheder for at tilpasse sig skiftende miljøforhold.

Brug af AI, IoT og data

Disse løsninger, ofte nævnt sammen som Industri 4.0, hjælper med at optimere effektiviteten på flere måder. De kan automatisere gentagne opgaver, tidligt opdage plantesygdomme, foreslå passende forebyggende foranstaltninger og analysere store datamængder, der er afgørende for plantevækst. 

Teknologi til at forbedre dispensere

Teknologier relateret til dispensere spiller en afgørende rolle for at gøre aeroponik succesfuld. Dispensernes opgave i aeroponik er at levere næringsstoffer og vand til planterne. Disse dispensere omfatter atomizere, sprøjtere, nebulizere, ultrasonisk spredning, vandpumper og centrifugale pumper. 

At have den bedste dispenserteknologi sikrer, at planterne får den præcise dosering. Automatiseret dispenserteknologi hjælper med at reducere manuelt arbejde og spare ressourcer.

Vedvarende energiteknikker

Aeroponik er en egnet landbrugsteknik til at udnytte flere vedvarende, alternative energimuligheder. Man kan drive aeroponikfarme med sol- eller vindenergi, hvilket reducerer afhængigheden af miljøskadelig netstrøm. Klog brug af vedvarende energi kan også være betydeligt omkostningseffektiv for aeroponikfarme, når de opnår skala. 

I et ideelt scenarie bør alle disse teknologiske indgreb yde optimale bidrag til at gøre aeroponik til et effektivt landbrug-valg. 

Dog, da aeroponik er en ny fremkommende teknik, der stadig udvikler sig, vil det tage tid at maksimere afkastet på hver af disse investeringer. 

I denne sammenhæng skal vi også huske, at det har taget mange års forskning og adskillige forsøg og fejl i den praktiske anvendelse for at nå dertil, hvor vi er i dag.

Aeroponiks udviklingstidslinje

Begrebet aeroponik er næsten 70 år gammelt, opfundet af F.W. Went i 1957 til luftbaseret dyrkning af kaffe- og tomatafgrøder. R.J. Stoners firma GTi var det første til at fremstille aeroponikapparater til kommerciel brug. 

Mr. Stoner markedsførte det som Genesis Rooting System. Han betragtes også som ‘faderen til amerikansk aeroponik-teknologi.’ I 2013 patenterede Dewey Davidson, en mangeårig hobbygartner og opfinder, Dewey Mister 2013. 

Siden da har nye opfindelser, innovationer og teknologiske koncepter hjulpet aeroponik med at vokse år efter år for at realisere sit potentiale. 

Transformerende virksomheder inden for aeroponik

 1. Aerofarms

AeroFarms har været en af de førende aktører i dette område, med tilstedeværelse siden 2004. Nogle funktioner, der har hjulpet den med at skille sig ud fra resten og etablere kategoriledelse i de sidste to årtier, er dens ekspertise i at skabe fuldt kontrollerede miljøer samt evnen til at arbejde med optimerede plantebiologi-opsætninger, smartere data og patenterede vækstklæde-midler. 

Dens proprietære teknologi har optimeret afgrødevækst med 95 % mindre vand og ingen pesticider. 

Opbygning af banebrydende aeroponikkapaciteter hos Aerofarms har handlet om at skabe et ideelt tværfagligt rum, hvor innovation kan trives. Det er et rum, hvor havebrug krydser med genetik, ingeniørkunst, fødevaresikkerhed, datavidenskab, ernæring og mere.

Aerofarms har dyrket mere end 550 forskellige plantevarianter indtil nu, herunder bladgrøntsager, bær, tomater og mere. 

Grundlagt af David Rosenberg, Ed Harwood og Marc Oshima og med hovedkontor i Newark, New Jersey, USA, er Aerofarms en fuldt finansieret virksomhed med elleve finansieringsrunder indtil nu. Den har i alt tretten investorer i alt, inklusive fem hovedinvestorer. Farmen rejste mere end US$70 millioner den 28. september 2023. 

2. LettUs Grow

LettUs Grow har været en anden kategoriledere i dette område, med sit team af ingeniører, der arbejder sammen med designere af drivhuse i hektarstørrelse for at udvikle det næste gennembrud inden for Controlled Environment Agriculture (CEA), kendt som Aeroponic Rolling Benches. 

Denne banebrydende innovation, med LettUs Grows patenterede dysefri akvakulturtilbud, vil resultere i stærkt forbedrede væksteffektivitet og overlegen udbytte med langt reduceret vandforbrug. 

De patenterede bænke vil være tilgængelige i modulære og skalerbare, let-til-installere formater. De vil være anvendelige for en bred afgrødeportefølje, designet til universel pasning i kommercielle enkeltlagdrivhuse og indendørs landbrugsstakke. 

Virksomheden hævder, at implementering af disse løsninger kan øge udbyttet med op til 20 % for kommercielle producenter med langt reduceret vandforbrug sammenlignet med hydroponik. 

Grundlagt af Ben Crowther, Charlie Guy og Jack Farmer og med hovedkontor i Bristol, Storbritannien, er LettUs Grow en Series A-startup. Den har haft seks finansieringsrunder indtil nu. I sin seneste finansieringsrunde rejste den 2,5 millioner pund den 23. marts 2023. 

3. Barton Breeze

Barton Breeze, en anden førende aktør inden for aeroponik, har allerede bevist sin effektivitet i mere end 800,000 square ft. af automatiserede gårde i Indien, med mere end tres typer af planter dyrket, hvilket resulterer i over 1,450,000 kilogram mad dyrket årligt. 

World Economic Forum anerkendte Barton Breezes indsats i en rapport fra 22. marts 2022 for allerede at have  10 hektar vertikale gårde under dyrkning, producerende 3.250 ton afgrøder fra mere end 65 forskellige afgrødetyper.

Firmaet rejsede 66 million Indian Rupees i sin seed round den 28. februar 2023. Barton Breeze har sit hovedkontor i Gurgaon, Haryana, India. Den har været i drift siden 2018.

4. Aeroponics Safran Dyrkning

I et andet tilfælde har en unik indisk startup fra Gandhinagar, delstaten Gujarat, udviklet en autentisk metode til at dyrke safran gennem aeroponik. Det er unikt, fordi den dyrker en traditionelt køligere klimaafgrøde i statens varme og tørre atmosfære. 

Startuppen blev grundlagt i december 2021 af Sahil Ninama og Mayank Dabhi og blev inkuberet ved Swarnim Incubation Center på Swarnim Startup and Innovation University. 

Startuppen har ikke kun løst udfordringerne relateret til vejret, men har også sikret, at afgrøden kan dyrkes fire gange om året til en fjerdedel af de traditionelle produktionsomkostninger. Grundlæggerne hævder også, at der ikke er observeret nogen kvalitetsforringelse, selv ved øgede produktionsniveauer. 

Den kommercielle situation for aeroponik: En global kontekst

En rapport udgivet af World Economic Forum mener, at aeroponik vil fremstå som et virkelig globalt alternativ til traditionel dyrkning. Da den hjælper afgrøder med at vokse uden jord og med minimal vandforbrug, giver den håb til tørre regioner, hvor dyrkning gennem kendte metoder er vanskelig. 

WEF har bemærket nytten af aeroponik i et land som Jordan, blandt andre, hvor vand er knapt, og landbrug optager mere end 52 % af landets vandforsyning. Anerkendende denne voksende interesse for bæredygtige landbrugsmetoder globalt, har en undersøgelse identificeret mere end 110 aeroponik-virksomheds-startups i Nord- og Sydamerika, Europa, Mellemøsten og Indien.

Aeroponik: Muligheder og udfordringer

Når det gælder muligheder, kræver aeroponik moderat infrastruktur. Alt, hvad den behøver, er en lyskilde, så planterne kan udføre fotosyntese og lagre energi, et klædelignende medium til at adskille planterne fra deres rødder og give dem støtte til vækst, samt en næringsrig tåge i løsningskammeret, som rotsystemerne kan absorbere. 

Da akvakultur fungerer ved at genanvende næringsopløsningen, spilder den ikke vand. Dog kræver den stadig elektricitet til at drive pumper og kunstigt lys for at hjælpe planterne med at vokse. 

For at aeroponik virkelig kan trives, er træning og uddannelse af landmænd et must. Landmanden har brug for løbende opkvalificering for at følge med i et felt, der blomstrer med innovation og nye teknologier. Et af de områder, hvor træning er nødvendig, er hvordan man holder systemet rent.

Alt i alt handler succes i aeroponik om at håndtere en kombination af faktorer korrekt. Forkert håndtering af én kan få hele systemet til at fejle. 

Aeroponik skal også have en robust struktur, der sikrer korrekt forsyning af lys og luft, især til de eksponerede plantedele. 

Aeroponik, der fungerer gennem to hovedkomponenter, rødder og krone, er også delvist afhængig af hydroponik. Derfor skal enhver landmand, der ønsker at udnytte aeroponik, have ordentlig viden om hydroponik. For eksempel skal aeroponik have et backup-system til at levere de nødvendige næringsstoffer til planterne, hvis det eksisterende system fejler. 

En højtryks (80 psi) membranpumpe anvendes i højtryks‑aeroponik til at levere næringsstoffer til rødderne gennem 20‑50 mm tågehoveder. Sådan beredskabsviden er nødvendig for at drive en aeroponikfarm med succes. 

Det kan kun komme fra holistisk træning og uddannelse i, hvordan dyrkning fungerer for forskellige planter og afgrøder under forskellige omstændigheder. 

Aeroponik: Hvad fremtiden bringer

Planets befolkning vokser kraftigt, og dermed vil efterspørgslen efter mad også stige. Ifølge estimater fra FN forventes den globale befolkning at nå næsten 11 milliarder inden 2100.

Tilførslen af naturligt vand og jord kan ikke vokse proportionalt, da disse er begrænsede ressourcer svarende til fossile brændstoffer. Traditionelle landbrugsmetoder forbruger næsten 70 % af verdens vand. Hvis denne tendens fortsætter, forventes næsten 2 milliarder mennesker at leve i vandstressede områder inden 2025.

Aeroponik er allerede dukket op som en løsning på disse udfordringer. Ifølge tal fra AeroFarms kræver deres teknikker kræver kun 1% af den jord som ville være et krav i konventionelt landbrug. Farmen mener, at aeroponik kan vise sig at være 390 gange mere effektiv i brugen af jord til at dyrke samme volumen af afgrøder, og producere op til 26 høster hvert år. 

Men aeroponik vil kun realisere sit sande potentiale, hvis den tilbyder reel skalerbarhed. For at blive et komplementært system til konventionelt landbrug, skal den have evnen til at blive anvendt succesfuldt i mange flere områder for at matche den produktionsvolumen, som vores planet har brug for.

Med innovationer i vækst er muligheden for at have aeroponik som et levedygtigt alternativ til jordbaseret landbrug ikke længere en fjern realitet. 

Klik her for at læse, hvordan robotteknologi revolutionerer landbruget.