Dyrking av avlinger fra tynn luft: Aeroponik gir nytt håp for en jord- og vannstresset verden

Med nye teknologier og konsepter under utvikling, tar landbruksmetoder også forskjellige spennende vendinger. En slik innovasjon er aeroponik, som i sin enkleste litterære form betyr å dyrke i luften. 

I landbrukets presise kontekst er det en teknikk for å dyrke planter i næringsrik tåke uten å kreve jord. 

Ifølge markedsundersøkelser har den fått betydelig oppmerksomhet de siste årene, vokst til over US$870 millioner i 2022 fra US$523,7 millioner i 2017. Vekstraten indikerer at den snart vil bli en milliardindustri på verdensbasis. 

Flere fordeler driver veksten av aeroponik, men den mest betydningsfulle er det minimale vannbehovet. Den krever 80‑90 % mindre vann enn jordbasert dyrking og kan tilby flere planter på kortere tid enn tradisjonelt jordbruk på feltene. 

Dessuten krever den ikke store landområder for å gjennomføre meningsfull dyrking i volum og variasjon. Dens vekstvitenskap, som vi vil diskutere i detalj, gjør den miljøvennlig med betydelig færre karbonavtrykk.

Flere virksomheter utgjør leverandørtjenestene, driver vekst og styrker lederskapet i kategorien, inkludert:

• 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. 

Klikk her for å lære alt om vertikalt jordbruk.

Vitenskapen bak aeroponik

For å begynne med krever ikke aeroponik jord for at avlingen skal vokse. I stedet blir røttene som er suspendert i luften vannet av en næringsrik tåke. Med andre ord fungerer luften som jord, og tåken som vannkilde. 

For å absorbere den næringsrike tåken må røttene suspendere i et helt eller delvis lukket miljø. Det lukkede miljøet må være værkontrollert slik at de suspenderte røttene får riktig mengde lys og luft sammen med tåken. 

Dyrking i et lukket og kontrollert miljø gir mer oksygen til plantene for næringsproduksjon og betydelig færre sjanser for skadedyr og andre plantedekadente sårbarheter. 

Studier viser at i aeroponik har planter 100 % tilgang til karbondioksid for fotosyntese, mellom 450 ppm og 780 ppm. Den bruker også 70 % mindre vann enn hydroponikk, praksisen med å dyrke planter i en næringsløsning med eller uten et jordløst substrat for å gi fysisk støtte. 

I aeroponik dekker biologisk nedbrytbare skum plantens nedre stilkdel for etter hvert å koble den til eller sette den inn i aeroponikkammerets åpninger. Den næringsrike væsken spres i disse kamrene ved sprøyting i automatiserte, hyppige intervaller. 

Innovasjoner innen aeroponik

Teknologiens rolle i aeroponik er tydelig gjennom alle faser av livssyklusen, inkludert nøyaktig regulering av miljøfaktorer som vannbesparelse, romoptimalisering og bekjempelse av skadedyr og sykdommer. 

For enkelhets skyld har vi delt teknologiens rolle i aeroponik inn i fire vertikaler: miljøovervåkingssensorer, bruk av IoT, data og AI for å gjøre produksjonsprosessen smartere, teknologi for å forbedre dispensere, og fornybare energiteknikker. 

Miljøovervåkingssensorer

Disse sensorene overvåker en rekke miljøfaktorer i sanntid, inkludert temperatur, luftfuktighet og næringsnivåer. De gir bønder mulighet til å ta informerte beslutninger om hvordan de kan forbedre prosessen. I tillegg leveres disse løsningene med automatiserte kontrollsystemintegrasjonsalternativer for å tilpasse seg endrede miljøforhold.

Bruk av AI, IoT og data

Disse løsningene, ofte omtalt sammen som Industri 4.0, hjelper med å optimalisere effektiviteten på flere måter. De kan automatisere repeterende oppgaver, oppdage plantesykdommer tidlig, foreslå passende forebyggende tiltak, og analysere store datamengder som er avgjørende for plantevekst. 

Teknologi for å forbedre dispensere

Dispenserrelaterte teknologier spiller en sentral rolle for å gjøre aeroponik vellykket. Dispensernes oppgave i aeroponik er å levere næringsstoffer og vann til plantene. Disse dispenserne inkluderer atomisatorer, sprøytere, nebulisatorer, ultrasonisk spredning, vannpumper og sentrifugalpumper. 

Å ha dispenserteknologi i verdensklasse sikrer at plantene får nøyaktig dosering. Automatisert dispenserteknologi bidrar til å redusere manuelt arbeid og spare ressurser.

Fornybare energiteknikker

Aeroponik er en egnet dyrkingsteknikk for å utnytte flere fornybare, alternative energialternativer. Man kan drive aeroponikfarmer med sol- eller vindenergi, noe som reduserer avhengigheten av miljøskadelig strøm fra nettet. Forsvarlig bruk av fornybar energi kan også være betydelig kostnadseffektivt for aeroponikbønder når de oppnår skala. 

I et ideelt scenario bør alle disse teknologiske intervensjonene bidra optimalt til å gjøre aeroponik til et effektivt landbruks valg. 

Imidlertid, siden aeroponik er en fremvoksende teknikk som fortsatt utvikler seg, vil det ta tid å maksimere avkastningen på hver av disse investeringene. 

I denne sammenhengen må vi også huske at det tok mange år med forskning og flere forsøk og feil i praksis for å nå der vi er i dag.

Evolusjonstidslinjen for aeroponik

Begrepet aeroponik er nesten 70 år gammelt, oppfunnet av F.W. Went i 1957 for luftbasert dyrking av kaffe- og tomatavlinger. R.J. Stoners selskap GTi produserte først aeroponikapparater for kommersiell bruk. 

Mr. Stoner markedsførte det som Genesis Rooting System. Han regnes også som ‘far til amerikansk aeroponik‑teknologi.’ I 2013 patenterte Dewey Davidson, en langvarig hobbygartner og oppfinner, Dewey Mister 2013. 

Siden da har nye oppfinnelser, innovasjoner og teknologiske konsepter hjulpet aeroponik å vokse år etter år for å realisere sitt potensial. 

Transformative virksomheter innen aeroponik

 1. Aerofarms

AeroFarms har vært en av de ledende aktørene i dette feltet, med tilstedeværelse siden 2004. Noen funksjoner som har hjulpet dem å skille seg ut og etablere kategoriledelse de siste to tiårene, er deres ekspertise i å skape fullt kontrollerte miljøer og evnen til å arbeide med optimaliserte plantebiologioppsett, smartere data og patenterte vekstklutmedium. 

Deres proprietære teknologi har optimalisert avlingsvekst med 95 % mindre vann og ingen plantevernmidler. 

Å bygge banebrytende aeroponik‑kapasiteter hos Aerofarms har handlet om å skape et ideelt tverrfaglig rom hvor innovasjon kan blomstre. Det er et rom hvor hagebruk krysser med genetikk, ingeniørkunst, matsikkerhet, datavitenskap, ernæring og mer.

Aerofarms har dyrket mer enn 550 ulike plantevarianter til dags dato, inkludert bladgrønnsaker, bær, tomater og mer. 

Grunnlagt av David Rosenberg, Ed Harwood, og Marc Oshima, med hovedkontor i Newark, New Jersey, USA, er Aerofarms en fullt finansiert virksomhet med elleve finansieringsrunder så langt. Den har tretten investorer totalt, inkludert fem ledende investorer. Farmen hentet inn mer enn US$70 millioner den 28. september 2023. 

2. LettUs Grow

LettUs Grow har vært en annen kategoriledende aktør i dette feltet, med sitt team av ingeniører som samarbeider med hagebrukdesignere i hektar‑skala for å utvikle neste gjennombrudd innen kontrollert miljølandbruk (CEA), kjent som aeroponiske rullende benker. 

Denne banebrytende innovasjonen, med LettUs Grow sine patenterte dysefrie akvakulturtilbud, vil resultere i svært forbedret dyrkingseffektivitet og overlegen avkastning med langt redusert vannforbruk. 

De patenterte benkene vil være tilgjengelige i modulære og skalerbare, lettinstallerbare formater. De vil være anvendelige for en variert avlingsportefølje, konstruert for universell passform i kommersielle enkeltlags drivhus og innendørs farmastabler. 

Selskapet hevder at implementering av disse løsningene kan øke avkastningen med opptil 20 % for kommersielle dyrkere med betydelig redusert vannforbruk sammenlignet med hydroponikk. 

Grunnlagt av Ben Crowther, Charlie Guy, og Jack Farmer, med hovedkontor i Bristol, Storbritannia, er LettUs Grow en Series A‑oppstart. Den har hatt seks finansieringsrunder så langt. I den siste finansieringsrunden hentet den inn 2,5 millioner pund den 23. mars 2023. 

3. Barton Breeze

Barton Breeze, et annet ledende navn innen aeroponik, har allerede bevist sin effektivitet i mer enn 800 000 kvadratfot med automatiserte gårder i India, med mer enn seksti plantevarianter dyrket, noe som resulterer i over 1 450 000 kilogram mat dyrket årlig. 

World Economic Forum anerkjente Barton Breeze sine innsats i en rapport fra 22. mars 2022 for allerede å ha  10 hektar vertikale gårder under dyrking, og produserer 3 250 tonn avlinger fra mer enn 65 ulike avlingsvarianter.

Selskapet hentet inn 66 millioner indiske rupier i sin seed‑runde 28. februar 2023. Barton Breeze har hovedkontor i Gurgaon, Haryana, India. Den har vært i drift siden 2018.

4. Aeroponik Safran-dyrking

I et annet tilfelle har en unik indisk oppstart fra Gandhinagar, delstaten Gujarat, utviklet en autentisk metode for å dyrke safran gjennom aeroponik. Den er unik fordi den dyrker en tradisjonelt kjøligere klimavare i den varme og tørre atmosfæren i delstaten. 

Oppstarten ble grunnlagt i desember 2021 av Sahil Ninama og Mayank Dabhi og ble inkubert ved Swarnim Incubation Center ved Swarnim Startup and Innovation University. 

Ikke bare har oppstarten løst utfordringene knyttet til vær, men den har også sikret at avlingen kan dyrkes fire ganger i året til en fjerdedel av de tradisjonelle produksjonskostnadene. Grunnleggerne hevder også at de ikke har observert noen kvalitetsforringelse, selv ved økt produksjonsnivå. 

Den kommersielle scenariet for aeroponik: En global kontekst

En rapport publisert av World Economic Forum mener at aeroponik vil fremstå som et virkelig globalt alternativ til tradisjonell dyrking. Siden den hjelper avlinger å vokse uten jord og med minimal vannbruk, gir den håp til tørre regioner hvor dyrking med kjente metoder er vanskelig. 

WEF har påpekt nytten av aeroponik i et land som Jordan, blant andre, hvor vann er knapp og gårder bruker mer enn 52 % av landets vannforsyning. Med anerkjennelse av den økende interessen for bærekraftige dyrkingsmetoder globalt, har en undersøkelse identifisert mer enn 110 aeroponiske oppstartsbedrifter i Nord- og Sør-Amerika, Europa, Midtøsten og India.

Aeroponik: Muligheter og utfordringer

Når det gjelder muligheter, krever aeroponik moderat infrastruktur. Alt som trengs er en lyskilde som gjør at plantene kan utføre fotosyntese og lagre energi, et klutlignende medium som skiller plantene fra røttene og gir dem støtte til vekst, samt en næringsrik tåke i løsningskammeret som rotsystemene kan absorbere. 

Siden akvakultur fungerer ved å resirkulere næringsløsningen, kaster den ikke bort vann. Den krever imidlertid fortsatt elektrisitet for å drive pumper og kunstig lys for å hjelpe plantene å vokse. 

For at aeroponik virkelig skal blomstre, er opplæring og utdanning av bøndene et must. Bonden trenger kontinuerlig oppkvalifisering for å holde tritt med et felt som blomstrer med innovasjon og fremveksten av ny teknologi. Et av områdene hvor opplæring er nødvendig er hvordan man holder systemet rent.

Alt i alt handler suksess i aeroponik om å håndtere en kombinasjon av faktorer på en vellykket måte. Feil håndtering av én kan få hele systemet til å svikte. 

Aeroponik må også ha en robust struktur som sikrer riktig tilførsel av lys og luft, spesielt til de eksponerte plantedelene. 

Aeroponik, som fungerer gjennom to hovedkomponenter, røtter og krone, er også delvis avhengig av hydroponikk. Derfor må enhver bonde som ønsker å utnytte aeroponik ha god kunnskap om hydroponikk. For eksempel må aeroponik ha et reservesystem for å levere nødvendige næringsstoffer til plantene dersom det eksisterende systemet svikter. 

En høytrykks (80 psi) membranpumpe brukes i høytrykks‑aeroponik for å levere næringsstoffer til røttene gjennom 20–50 mm tåke‑hoder. Slik beredskapskunnskap er nødvendig for å drive en aeroponikfarm med suksess. 

Dette kan kun komme fra helhetlig opplæring og utdanning om hvordan dyrking fungerer for ulike planter og avlinger under ulike forhold. 

Aeroponik: Hva fremtiden bringer

Verdens befolkning øker kraftig, og dermed vil også etterspørselen etter mat. Ifølge anslag fra FN forventes den globale befolkningen å nå nesten 11 milliarder innen 2100. 

Tilførselen av naturlig vann og land kan ikke vokse proporsjonalt, da disse er begrensede ressurser lik fossile brensler. Tradisjonelle jordbruksmetoder bruker nesten 70 % av verdens vann. Hvis denne trenden fortsetter, anslås det at nesten 2 milliarder mennesker vil leve i vannstressede områder innen 2025. 

Aeroponik har allerede fremstått som en løsning på disse utfordringene. Ifølge tall fra AeroFarms krever deres teknikker kun 1 % av landet som ville vært nødvendig i konvensjonelt jordbruk. Farmen tror at aeroponik kan vise seg å være 390 ganger mer effektiv i bruk av land for å dyrke samme mengde avlinger, og produsere opptil 26 innhøsting per år. 

Men aeroponik vil kun realisere sitt sanne potensial hvis den tilbyr reell skalerbarhet. For å bli et komplementært system til tradisjonelt jordbruk, må den kunne anvendes vellykket i mange flere områder for å matche produksjonsvolumet planeten vår trenger. 

Med innovasjoner i vekst, er muligheten for å ha aeroponik som et levedyktig alternativ til jordbasert jordbruk ikke lenger en fjern virkelighet. 

Klikk her for å lese hvordan robotikk revolusjonerer jordbruk.