Odla grödor ur tunn luft: Aeroponik ger nytt hopp för en värld med mark- och vattenstress

Med nya teknologier och koncept som utvecklas tar jordbrukets metoder också spännande nya vändningar. En sådan innovation är aeroponik, vilket i sin enklaste litterära form betyder att odla i luften. 

I den specifika jordbrukskontexten är det en teknik för att odla växter i en näringsrik dimma utan att behöva jord. 

Enligt marknadsundersökningar har den fått betydande uppslag de senaste åren, växer till över US$870 miljoner år 2022 från US$523,7 miljoner år 2017. Tillväxttakten indikerar att den snart kommer att bli en miljardindustri världen över. 

Flera fördelar driver tillväxten av aeroponik, men den mest betydande är dess minimala vattenbehov. Den kräver 80‑90 % mindre vatten än jordbaserat jordbruk och kan erbjuda fler växter på kortare tid än traditionellt jordbruk på fälten. 

Dessutom krävs ingen stor markyta för att genomföra meningsfull odling i volym och variation. Dess växtvetenskap, som vi kommer att diskutera i detalj, gör den miljövänlig med avsevärt mindre koldioxidavtryck.

Flera företag utgör leverantörstjänsterna, driver tillväxt och förstärker ledarskapet för kategorin, inklusive:

• 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. 

Klicka här för att lära dig allt om vertikal odling.

Vetenskapen bakom aeroponik

För att börja med kräver aeroponik ingen jord för att produkterna ska växa. Istället bevattnas rötterna som hänger i luften av en näringsrik dimma. Med andra ord fungerar luften som mark och dimman som vattenkälla. 

För att absorbera den näringsrika dimman måste rötternas suspension ske i en helt eller delvis sluten atmosfär. Den slutna atmosfären måste vara väderkontrollerad så att de suspenderade rötterna får rätt mängd ljus och luft tillsammans med dimman. 

Odling i en sluten och kontrollerad atmosfär innebär mer syre för växterna för matproduktion och avsevärt färre chanser för skadedjur och andra växtförstörande sårbarheter. 

Studier visar att i aeroponik har växterna 100 % tillgång till koldioxid för fotosyntes, mellan 450 ppm och 780 ppm. Det förbrukar också 70 % mindre vatten än hydroponik, praktiken att odla växter i en näringslösning med eller utan ett jordfritt substrat för att ge fysisk stöd. 

I aeroponik täcker biologiskt nedbrytbara skum plantans nedre stamområde för så småningom att ansluta den till eller införa den i aeroponikens kamrar. Den näringsrika vätskan sprids i dessa kamrar genom sprayning i automatiska, frekventa intervaller. 

Innovationer inom aeroponikområdet

Teknikens roll i aeroponik är tydlig i alla faser av dess livscykel, inklusive exakt reglering av miljöfaktorer såsom vattenbevarande, rumsoptimering samt kontroll av skadedjur och sjukdomar. 

För att underlätta våra diskussioner har vi delat teknikens roll i aeroponik i fyra vertikaler: miljöövervakningssensorer, användning av IoT, data och AI för att göra produktionsprocessen smartare, teknik för att förbättra dispenser och förnybara energitekniker. 

Miljöövervakningssensorer

Dessa sensorer övervakar en mängd miljöfaktorer i realtid, inklusive temperatur, luftfuktighet och näringsnivåer. De ger jordbrukare möjlighet att fatta informerade beslut om hur de kan förbättra sin process. Dessutom levereras dessa lösningar med automatiserade styrsystem som kan anpassas till förändrade miljöförhållanden.

Användning av AI, IoT och data

Dessa lösningar, ofta nämnda tillsammans som Industry 4.0, hjälper till att optimera effektiviteten på flera sätt. De kan automatisera repetitiva uppgifter, tidigt upptäcka växtsjukdomar, föreslå lämpliga förebyggande åtgärder och analysera stora mängder data som är avgörande för växttillväxt. 

Teknik för att förbättra dispenser

Dispenserrelaterad teknik spelar en avgörande roll för att göra aeroponik framgångsrik. Dispensernas uppgift i aeroponik är att leverera näringsämnen och vatten till växterna. Dessa dispensrar inkluderar atomisatorer, sprutare, nebulisatorer, ultraljudsspridning, vattenpumpar och centrifugalpumpar. 

Att ha den bästa dispensertekniken säkerställer att växterna får exakt dosering. Automatiserad dispenserteknik hjälper till att minska manuellt arbete och spara resurser.

Förnybara energitekniker

Aeroponik är en lämplig odlingsteknik för att utnyttja flera förnybara, alternativa energialternativ. Man kan driva aeroponikodlingar med sol- eller vindenergi, vilket minskar beroendet av miljöskadlig nätström. Försiktigt bruk av förnybar energi kan också vara betydligt kostnadseffektivt för aeroponikodlare när de uppnår skala. 

I ett idealiskt scenario bör alla dessa tekniska insatser bidra optimalt till att göra aeroponik till ett effektivt jordbruk-val. 

Eftersom aeroponik är en framväxande teknik, som fortfarande utvecklas, kommer det att ta tid att maximera avkastningen på var och en av dessa investeringar. 

I detta sammanhang måste vi också komma ihåg att det tog många års forskning och flera försök och misstag på den tillämpade fronten för att nå dit vi är idag.

Aeroponikens utvecklingstidslinje

Begreppet aeroponik är nästan 70 år gammalt, myntat av F.W. Went 1957 för luftodlingsprocessen för att odla kaffe- och tomatgrödor. R J Stoners företag GTi var först med att tillverka aeroponikutrustning för kommersiellt bruk. 

Mr. Stoner marknadsförde den som Genesis Rooting System. Han anses också vara ‘fadern till amerikansk aeroponik‑teknik.’ År 2013 patenterade Dewey Davidson, en långvarig hobbyodlare, trädgårdsmästare och uppfinnare, Dewey Mister 2013. 

Sedan dess har nya uppfinningar, innovationer och teknologiska koncept hjälpt aeroponik att växa år efter år för att förverkliga sin potential. 

Transformativa företag inom aeroponik

 1. Aerofarms

AeroFarms har varit en av de ledande aktörerna i detta område, med närvaro sedan 2004. Några funktioner som har hjälpt dem att sticka ut och etablera ledarskap i kategorin under de senaste två decennierna är deras expertis i att skapa fullt kontrollerade miljöer samt förmågan att arbeta med optimerade växtbiologiska uppsättningar, smartare data och patenterade odlingsklädesmedier. 

Deras proprietära teknik har optimerat grödans tillväxt med 95 % mindre vatten och noll bekämpningsmedel. 

Att bygga banbrytande aeroponikkapacitet på Aerofarms har handlat om att skapa ett idealt tvärvetenskapligt utrymme för innovation att frodas. Det är ett utrymme där trädgårdsnäring möter genetik, ingenjörskonst, livsmedelssäkerhet, datavetenskap, nutrition och mer.

Aerofarms har odlat mer än 550 olika växtvarianter hittills, inklusive bladgrönsaker, bär, tomater och mer. 

Grundat av David Rosenberg, Ed Harwood och Marc Oshima och med huvudkontor i Newark, New Jersey, USA, är Aerofarms ett fullt finansierat företag med elva finansieringsrundor hittills. Det har tretton investerare totalt, inklusive fem ledande investerare. Företaget tog in mer än US$70 miljoner den 28 september 2023. 

2. LettUs Grow

LettUs Grow har varit en annan kategoriledare i detta område, med sitt team av ingenjörer som arbetar med hektar‑storskaliga växthusdesigner för att utveckla nästa genombrott inom Controlled Environment Agriculture (CEA), känt som Aeroponic Rolling Benches. 

Denna banbrytande innovation, med LettUs Grows patenterade nozzle‑fria akvaponik‑erbjudanden, kommer att resultera i kraftigt förbättrad odlingseffektivitet och överlägsen avkastning med avsevärt minskad vattenförbrukning. 

De patenterade bänkarna kommer att finnas i modulära och skalbara, lätt‑installerade format. De kommer att vara tillämpliga för en diversifierad grödportfölj, konstruerade för universell passning i kommersiella enkelskiktsväxthus och inomhusodlingsstackar. 

Företaget påstår att implementering av dessa lösningar kan öka avkastningen med upp till 20 % för kommersiella odlare med avsevärt minskad vattenförbrukning jämfört med hydroponik. 

Grundat av Ben Crowther, Charlie Guy och Jack Farmer och med huvudkontor i Bristol, Storbritannien, är LettUs Grow ett Series A‑startup. Det har haft sex finansieringsrundor hittills. I sin senaste finansieringsrunda tog det in 2,5 miljon pund den 23 mars 2023. 

3. Barton Breeze

Barton Breeze, ett annat ledande namn inom aeroponik, har redan bevisat sin effektivitet i mer än 800 000 kvadratfot automatiserade gårdar i Indien, med mer än sextio växtvarianter odlade, vilket resulterar i över 1 450 000 kilogram mat som odlas årligen. 

World Economic Forum erkände Barton Breezes insatser i en rapport den 22 mars 2022 för redan att ha  10 hektar vertikala gårdar under odling, vilket producerade 3 250 ton grödor från mer än 65 olika grödvarianter.

Företaget tog in 66 miljoner indiska rupier i sin seed‑runda den 28 februari 2023. Barton Breeze har sitt huvudkontor i Gurgaon, Haryana, Indien. Företaget har varit verksamt sedan 2018.

4. Aeroponics Saffron Farming

I ett annat fall har en unik indisk startup från Gandhinagar, delstaten Gujarat, utvecklat ett autentiskt sätt att odla saffran genom aeroponik. Det är unikt eftersom det odlar en traditionellt kallklimatgröda i delstatens varma och torra atmosfär. 

Startupen grundades i december 2021 av Sahil Ninama och Mayank Dabhi och inkuberades vid Swarnim Incubation Center vid Swarnim Startup and Innovation University. 

Inte bara har startupen löst de väderrelaterade utmaningarna, utan den har också säkerställt att grödan kan odlas fyra gånger per år till en fjärdedel av de traditionella produktionskostnaderna. Grundarna påstår också att de inte har noterat någon kvalitetsförsämring, även vid ökade produktionsnivåer. 

Det kommersiella scenariot för aeroponik: ett globalt sammanhang

En rapport publicerad av World Economic Forum tror att aeroponik kommer att bli ett verkligt globalt alternativ till traditionell odling. Eftersom den hjälper grödor att växa utan jord och med minimal vattenanvändning, ger den hopp till torra regioner där odling med kända metoder är svår. 

WEF har noterat nyttan av aeroponik i ett land som Jordanien, bland andra, där vatten är knappt och jordbruk tar upp mer än 52 % av landets vattenförsörjning. Med tanke på det växande intresset för hållbara odlingsmetoder globalt har en undersökning identifierat mer än 110 aeroponiska startup‑företag i Nord‑ och Sydamerika, Europa, Mellanöstern och Indien.

Aeroponik: Möjligheter och utmaningar

När det gäller möjligheter kräver aeroponik måttlig infrastruktur. Allt som behövs är en ljuskälla för att möjliggöra fotosyntes och lagring av energi, ett tyg‑liknande medium för att separera växterna från rötterna och ge dem stöd att växa, samt en näringsrik dimma i lösningskammaren för att rötterna ska kunna absorbera. 

Eftersom akvaponik fungerar genom återvinning av näringslösningen slösar den inte vatten. Den kräver dock fortfarande elektricitet för att driva pumpar och artificiellt ljus för att hjälpa växterna att växa. 

För att aeroponik verkligen ska blomstra är utbildning och kunskapsspridning till jordbrukarna ett måste. Jordbrukaren behöver kontinuerlig vidareutbildning för att hålla sig i takt med ett fält som frodas av innovation och nya teknologier. Ett av områdena där utbildning är nödvändig är hur man håller systemet rent.

Sammanlagt handlar framgång i aeroponik om att framgångsrikt hantera en kombination av faktorer. Felaktig hantering av en kan leda till att hela systemet misslyckas. 

Aeroponik måste också ha en robust struktur som möjliggör korrekt tillförsel av ljus och luft, särskilt till de exponerade växtdelarna. 

Aeroponik, som fungerar genom två huvudkomponenter, rötter och krona, är också delvis beroende av hydroponik. Således måste varje odlare som vill utnyttja aeroponik ha god kunskap om hydroponik. Till exempel måste aeroponik ha ett reservsystem för att leverera nödvändiga näringsämnen till växterna om det befintliga systemet skulle fallera. 

En högtrycks (80 psi) membranpump används i högtrycks‑aeroponik för att leverera näringsämnen till rötterna via 20‑50 mm dimhuvuden. Sådan beredskapskunskap är nödvändig för att framgångsrikt driva en aeroponikodling. 

Det kan bara komma från helhetlig utbildning och kunskap om hur odling fungerar för olika växter och grödor under varierande förhållanden. 

Aeroponik: Vad framtiden bär med sig

Planetens befolkning ökar kraftigt, och därmed kommer även efterfrågan på mat att öka. Enligt uppskattningar från FN förväntas den globala befolkningen nå nästan 11 miljarder år 2100.

Tillgången på naturligt vatten och mark kan inte växa proportionellt, eftersom dessa är begränsade resurser likt fossila bränslen. Traditionella jordbruksmetoder förbrukar nästan 70 % av världens vatten. Om detta mönster fortsätter beräknas nästan 2 miljarder människor leva i vattenstressade områden år 2025.

Aeroponik har redan framträtt som en lösning på dessa utmaningar. Enligt siffror från AeroFarms kräver deras tekniker endast 1 % av den mark som skulle ha krävts i konventionellt jordbruk. Företaget tror att aeroponik kan vara 390 gånger mer effektivt när det gäller att använda mark för att odla samma volym grödor, med upp till 26 skördar per år. 

Men aeroponik kommer bara att realisera sin fulla potential om den erbjuder verklig skalbarhet. För att bli ett komplement till konventionellt jordbruk måste den kunna tillämpas framgångsrikt på många fler områden för att matcha den produktionsvolym vår planet behöver. 

Med innovationer som frodas är möjligheten att ha aeroponik som ett livskraftigt alternativ till markbaserat jordbruk inte längre en avlägsen verklighet. 

Klicka här för att läsa hur robotik revolutionerar jordbruket.