GrowWise: Tomaten dank künstlicher Sonne und cleverer

Als Teil von Signify experimentiert das Philips GrowWise Research Center mit dem Anbau von Nutzpflanzen unter LED-Licht. Nicht auf dem Land, sondern auf dem Eindhovener High-Tech-Campus in einer Reihe von Räumen ohne Tageslicht.

Durch die kontrollierte Umgebung und den Einsatz von LED-Licht sind Wetter, Klima oder Bodenqualität für eine gute Ernte nicht mehr von Bedeutung. In der geschlossenen Box werden die idealen Wachstumsbedingungen für die Pflanzen geschaffen.

Das hat entscheidende Vorteile. So werden beispielsweise keine Pestizide mehr benötigt und Pflanzenkrankheiten stark reduziert. Das Wachstum kann außerdem so gesteuert werden, dass Rucolapflanzen und anderes Gemüse deutlich mehr Vitamine enthalten oder länger haltbar sind. Pflanze happy, Züchter happy, Verbraucher happy.

Brabant verfügt nicht nur über einen großen Agrarsektor. Mit dem High-Tech-Campus und der Technischen Universität in Eindhoven hat Brabant auch den smartesten Quadratkilometer von Europa. Kein Wunder also, dass das GrowWise Research Center genau hier Wurzeln geschlagen hat.

Das GrowWise Research Center forscht im Bereich der vertikalen Landwirtschaft: Klimakammern, die ideale Bedingungen für den Anbau von Pflanzen und deren Vorbereitung auf die Ernte bieten. Signify beschäftigt sich bereits seit 1936 mit Beleuchtung für den Gartenbau. Seine Forschung zu den idealen Bedingungen für den Anbau von Nutzpflanzen führten vor einigen Jahren zur Gründung von GrowWise.

Die urbane Landwirtschaft, auch vertikale Landwirtschaft genannt, ist ideal für die Bewurzelung von Jungpflanzen, den Anbau von Blattgemüse und Kräutern. „Vertikale Farmen geben uns die Möglichkeit, in großem Maßstab zu testen, was die richtigen Bedingungen sind, ohne viel Fläche zu verbrauchen, und dies dann als Wissen für unsere Kunden zu nutzen“, sagt Ellis Janssen, Global Director City Farming bei Signify.

In den Niederlanden soll die urbane Landwirtschaft nicht den „traditionellen“ Anbau ersetzen. Der Bau einer vertikalen Farm in einem Gebiet, in dem es bereits viele Gewächshäuser oder Felder gibt, ist zum Beispiel nicht sehr rentabel.

Diese Art des Anbaus kann jedoch eine interessante Ergänzung zu den bestehenden Lieferketten sein. Dies gilt z. B. für Städte in Asien oder den Vereinigten Staaten, in denen es derzeit keine Gartenbaukultur gibt, in denen aber eine große Nachfrage nach frischen Produkten besteht.

Darüber hinaus streben viele Länder eine lokale Lebensmittelproduktion an, insbesondere, seit die Corona-Krise gezeigt hat, wie anfällig die bestehenden Lieferketten sind. Die Nachfrage nach sichereren und stabileren Lebensmitteln steigt. „In Asien oder den Vereinigten Staaten kann die vertikale Landwirtschaft das ganze Jahr über ausreichend frische und gesunde Lebensmittel liefern“, sagt Udo van Slooten van GrowWise.

„Sie kann auch eine nachhaltige Lösung für den durch die wachsende Weltbevölkerung zu erwartenden Nährstoffmangel bieten“, fährt er fort. „Die Beleuchtungs- und Klimatisierungssysteme verbrauchen zwar Energie, aber mit Wind- oder Solarenergie kommen wir recht weit. Wir versuchen, einem CO₂-neutralen Anbau so nahe wie möglich zu kommen.“

In den Klimakammern können die Forscher an allen Reglern drehen, um die idealen Wachstumsbedingungen einzurichten. Die Sensoren liefern hierfür spezifische Daten. GrowWise bestimmt dann die richtige Temperatur, Bodenqualität, Wassermenge, Nährstoffzufuhr und Beleuchtung. „Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und veränderten Algorithmen können wir testen, welchen Einfluss diese auf das Wachstum beispielsweise eines Salatkopfes haben“, sagt Ellis Janssen. „Diese Dosierung soll das ultimative Lichtrezept ergeben, in dem wir festlegen, wie lange die Leuchten brennen, mit welcher Intensität und mit welcher Farbe von LEDs.“

In einem etwas weiteren Sinne definiert Signify „Wachstumsrezepte“. Diese enthalten den optimalen Mix aus Licht, Klima, Bewässerung, Substrat und Saatgut. Mittlerweile hat Signify bereits über tausend Unternehmern und Pionieren weltweit geholfen, ihre Ideen mit Hilfe der entwickelten Lichtrezepte in kommerzielle Anwendungen umzusetzen.

„Dabei betrachten wir zuerst alle Aspekte des Business Case des Landwirts“, sagt Janssen. „Will der Erzeuger das ganze Jahr über ein zuverlässiger Lieferant für den Einzelhandel sein? Oder konstant Qualitätsprodukte an lokale Restaurants oder Caterer liefern? Wir glauben an die vertikale Landwirtschaft, aber wir wissen aus Erfahrung, dass sie nicht so einfach ist. Deshalb beraten wir gern, denn wir haben inzwischen viel praktische Erfahrung mit Klima, Bewässerung, Sensoren, Kulturen und Messungen.“

Die vertikale Landwirtschaft eignet sich auch für die beschleunigte Entwicklung neuer Saatgutsorten oder verbesserter Erträge. Dies erfordert ein hohes Maß an Fachwissen. Neben Pflanzenspezialisten sind auch Fachleute aus dem Gartenbausektor und Studenten an der Optimierung des Anbaus beteiligt.

Die verschiedenen Wissenseinrichtungen, Unternehmen und Behörden wissen, wie sie zueinander finden können. „Die Vielfalt der unterschiedlichen Arbeitskulturen in Brabant wirkt sich positiv auf den Innovationsprozess aus" sagt Janssen. „Wir nehmen unkompliziert Kontakt zu anderen Unternehmen auf, um zu sehen, ob sie mit ihrem Spezialgebiet etwas beitragen können. Darüber hinaus arbeiten wir auch viel mit der Technischen Universität Eindhoven zusammen, zum Beispiel im Bereich der künstlichen Intelligenz.“

Bei der vertikalen Landwirtschaft geht es nicht nur um Technik und Daten, sondern vor allem um Wissen über den Anbau. „Auch dafür erweist sich Brabant als perfekter Standort“, sagt Janssen. „Wir arbeiten auch viel mit der HAS Hogeschool in Den Bosch zusammen. Nicht nur durch die Anstellung von Praktikanten, sondern auch indem wir gemeinsam überlegen, wie wir den Anbau verbessern können. Die Studenten an der HAS werden die Landwirte der Zukunft sein, daher ist ihre Meinung sehr wichtig.“

Zurück zu den Tomaten. Es gibt viele Orte auf der Welt, an denen lokal angebaute Tomaten aufgrund ungünstiger klimatischer oder anderer Faktoren nicht das ganze Jahr über erhältlich sind. Dies ist zum Beispiel im Nahen Osten der Fall, wo die vertikale Landwirtschaft enorme Mengen an Wasser spart. Dank des Anbaus nahe der Kunden können die Geschäfte in diesen Städten superfrische Tomaten, Salat oder Kräuter liefern.

Die Schaffung des richtigen Umfelds ermöglicht es auch, bestimmte Geschmackseigenschaften wie Zuckergehalt, Säuregehalt, Vitamine und andere Bestandteile aktiv zu beeinflussen. Eine solche Beleuchtungsstrategie ermöglicht es dem Erzeuger, direkt auf die lokalen Vorlieben in Bezug auf Geschmack und Nährwert einzugehen.

Dank der Wachstumsrezepte aus Brabant können sich die Verbraucher im Nahen Osten, in Asien und in den Vereinigten Staaten auf ein großartiges Angebot freuen. Mit Hilfe von grünen Daumen, Hightech und cleverer Beleuchtung könnten sie schon bald Geschmacksbomben aus ihren eigenen geschlossenen Anbauboxen essen.