Forestill deg et landbruk der solen aldri skinner. Et landbruk som har retning mot skyene, men ikke gjør krav på store arealer. Og et landbruk styrt av høyteknologiske datasystemer for å sikre høy effektivitet.

Den tanken er faktisk ikke så fjern: Det kalles «vertikalt landbruk» og spirer i dag i betongjungler i Japan, Danmark, New Jersey og i Singapore, ifølge MIT Review.

Vi har bedt en rekke forskere lære oss mer om mulighetene knyttet til den nye metoden.

Erstatter ikke det nåværende landbruket

Ingen av de forskerne vi har snakket med, ser vertikalt landbruk som en direkte erstatning for dagens landbruk. Produksjonen består i dag av salat, krydderurter og bær.

Det er mer som et supplement for å sørge for et næringsrikt kosthold i storbyene. For i 2050 kan det være elleve milliarder mennesker på jorden.

Tanken med vertikalt landbruk er nemlig at plantene kan spire i kontrollerte miljøer med et lavt vannforbruk.

Vertikalt landbruk foregår også uten plantevernmidler, og samtidig stables avlingene på hverandre, nærmest som bøker i en bokhylle.

Spirer i kunstig lys

I vertikalt landbruk bruker ikke plantene lys fra solen, og de slår ikke røtter i jorden.

De spirer derimot i hermetisk lukkede og høyteknologiske miljøer. Solen er erstattet med kunstig LED-lys, og vann som stadig resirkuleres, leverer næringsstoffer til røttene.

Til å sikre at luftfuktighet og inneklima er stabilt, brukes datastyrte systemer.

– Med vertikalt landbruk har du fint vær hver dag. Da blir det mulig å få et stort utbytte på et lite areal, og plantene kan vokse lokalt, slik at man kutter mye transport, sier Kristian Holst Laursen, forskningsleder ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab ved Københavns Universitet.

I tillegg åpner produksjonsformen ifølge forskeren for helt nye muligheter for å «designe» avlinger, fordi plantene ikke står festet i jordsmonnet.

– Ved å kontrollere næring, vann og lys i lukkede miljøer er det mulig å styre innholdet av for eksempel mineraler og vitaminer, noe som blant annet er viktig for befolkningsgrupper som enten mangler eller ikke tåler et bestemt mineral, forklarer Kristian Holst Laursen, som er involvert i flere forskningsprosjekter om vertikalt landbruk og opplever en økende interesse for feltet.

Mindre vann – mer by

I en artikkel i tidsskriftet Global Food Security peker landbruksøkonom Per Pinstrup-Andersen på flere fordeler ved bruken av vertikalt landbruk – her er et utvalg:

En del av verdens befolkning har ikke adgang til et variert kosthold med høyt innhold av næringsstoffer, og vertikalt landbruk kan levere grønnsaker året rundt, noe som kan bidra til næringsrikt kosthold i U-land. En studie i Nature Food har tidligere slått fast at det særlig vil være relevant i fattige land der landbruk kan bli hardt rammet av klimaendringene.Det er ikke nødvendig med plantevernmidler i produksjonen. Dessuten kreves 90–95 prosent mindre vann.

Pinstrup-Andersen, som er professor emeritus ved Cornell University, påpeker at han for ti år siden ikke hadde tro på landbruk i lukkede systemer.

Det var dels på grunn av de høye prisene på LED-lamper og dels på grunn av den store mengden energi det krever å holde produksjonen i gang døgnet rundt.

Men i dag er tonen en annen. Særlig fordi det har skjedd en effektivisering av teknologien, inkludert billige LED-lamper som bruker mindre strøm og avgir mindre varme. Nå er det ikke like dyrt.

Kan sikre bedre kosthold

Ifølge Per Pinstrup-Andersen er en av de store mulighetene med vertikalt landbruk at det kan være bidra til et bedre og mer næringsrikt kosthold i U-land og i store byer.

– Det gir mening å tenke vertikalt landbruk i områder der det er utfordringer med overvekt og feilernæring. I megabyer er det mer realistisk at det skjer med vertikalt landbruk enn tradisjonelt landbruk, fordi man kan produsere maten som der folk bor, mener Pinstrup-Andersen.

– Vertikalt landbruk kan få en enorm betydning for kvaliteten på kostholdet i befolkningen, noe som er en utfordring med den stigende verdensbefolkningen, fortsetter han.

Professoren framhever at man i Japan og Singapore har hatt suksess med å flytte landbruket inn til byen, blant annet på grunn av høye priser på landbruksjord omkring byene. Men vertikalt landbruk har også fått statsstøtte i de landene, ifølge MIT.

Men det vil ta lang tid før vertikalt landbruk kan redusere bruken av landbruksjord.

– Vi kan ikke dyrke hvete og bygg innendørs. Det lønner seg ikke, påpeker Pinstrup-Andersen, som er tidligere generaldirektør for Det internasjonale forskningsinstituttet for matvarepolitikk i Washington, der han blant annet har arbeidet med nettopp vertikalt landbruk.

Et salathode endrer ikke landbruket

Forskerne peker altså på en rekke interessante muligheter.

Med et stigende press på landarealene og matproduksjonen er det grunn til å tenke innovativt. I Danmark går for eksempels over 60 prosent av det samlede arealet i dag til landbruk.

I den sammenhengen minner professor Carl Otto-Ottosen imidlertid om at mye brukes til å dyrke fôr til husdyr.

Det vil ikke vertikalt landbruk endre på, mener Otto-Ottesen. Først og fremst fordi det i dag er krydderurter og salat som dyrkes vertikalt.

Dessuten er prisene og miljøbelastningen en akilleshæl, ifølge professoren. Han spår at vertikalt landbruk vil være en nisje, særlig i land der det ikke er så langt mellom land og by.

– I megabyer der tomter er dyre og folk bor tett, er det et potensial, men det vil ikke lønne seg å dyrke hvete og belgplanter i land med veldig fruktbar jord, mener Otto-Ottosen, som er professor MSO ved Institut for Fødevarer ved Aarhus Universitet.

Professoren framhever en sekk hvete som et eksempel på noe som – dyrket med tradisjonelt landbruk – er billig i dag. Vertikal dyrking kan ikke konkurrere på pris, men forbrukeren kan være villig til å betale mer for urter og salat dyrket lokalt, påpeker professoren.

Fortsatt dyrt å drive vertikalt landbruk

Både Per Pinstrup-Andersen og Carl Otto-Ottosen peker på at svakheten fortsatt er økonomien.

En av de helt store utfordringene er nemlig at det er fortsatt dyrt å ha et høyteknologisk system kjørende. Det krever at ventilasjon og LED-lamper går mer eller mindre døgnet rundt, mens tradisjonelt landbruket kan bruke sollyset gratis det meste av året.

En ny studie utgitt i tidsskriftet European Journal of Horticultural Science konkluderer blant annet med at energiforbruket – og derav innflytelsen på klimaet – må kuttes en hel del hvis det samlede klimaavtrykket skal kunne konkurrere med for eksempel drivhus.

Professor Carl Otto-Ottosen deler bekymringen om økonomi – og hvilke energikilder strømmen kommer fra, selv om prisene på grønn strøm har falt.

– Det er helt avgjørende at det utvikles mer energieffektive systemer. Hvis ikke blir det verken lønnsomt eller miljøvennlig. Og da skal man dyrke avlinger som har en høyere verdi per stykk enn for eksempel krydderurter, sier Otto-Ottosen, som selv forsker på å dyrke belgplanter og andre avlinger ved hjelp av kunstig LED-lys.

Bare økonomien setter grenser

– I prinsippet kan man dyrke de fleste avlinger i vertikalt landbruk, sier Kristian Holst Laursen.

I praksis er det imidlertid ikke like enkelt, påpeker han. Laursen forteller om en studie som har vist at man i teorien kan høste 200-600 ganger mer hvete på samme areal ved bruk av vertikalt landbruk.

– Men det vil ikke kunne konkurrere på pris, sier han.

Bruk for å tenke nytt i landbruket

Det er foreløpig ikke aktuelt å bruke vertikalt landbruk til å dyrke ris, hvete og lignende.

Men krydderurter er et sted å starte, innvender Per Pinstrup-Andersen.

– Da datamaskinene først kom, var det ingen som regnet med alle ville sitte med en mellom hendene. Man må jo starte et sted.

I Danmark er sunne matvarer allerede tilgjengelige, og jorden vår er fruktbar. Så hvor kommer vertikalt landbruk inn i bildet?

Hvis vi finner fram kartet og setter fingeren på Taastrup, treffer man faktisk et veksthus i Danmark: Nordic Harvest, som Zetland har skrevet en dyptgående artikkel om.

Trenger ny kunnskap

Ifølge Kristian Holst Laursen er det nettopp behov for prosjekter som Nordic Harvest, som kan utvikle et marked for avlinger dyrket uten bruk av sprøytemidler.

Han spår samtidig at vertikalt landbruk har kommet for å bli:

– Vi har muligheter for å konstruere et system som kan videreutvikles, der vi kan modellere hele produksjonen for maksimalt utbytte og høy matvarekvalitet. Dessuten bør vi se på om det ikke er mulig å 2bruke hele planten, også røttene, slik at produksjonen blir mer bærekraftig.

Men når det så er sagt, er det fortsatt en hel del hull i kunnskapen om lukkede plantemiljøer, som Kristian Holst Laursen formulerer det.

– I framtiden må vi tenke nytt. Det er et stort potensial i den måten å dyrke mat på. Men det vil kreve at man intensiverer forskningen, for området fortsatt er relativt nytt.

Referanser:

Per Pinstrup-Andersen: Is it time to take vertical indoor farming seriously?, Global Food Security, 2016. Doi.org/10.1016/j.gfs.2017.09.002

Francesco Orsini mfl.: Sustainable use of resources in plant factories with artificial lighting (PFALs), European Journal of Horticultural Science, 2020. DOI: 10.17660/eJHS.2020/85.5.1

Senthold Asseng mfl.: Wheat yield potential in controlled-environment vertical farms, PNAS, 2020. Doi.org/10.1073/pnas.2002655117

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no. Les originalsaken på videnskab.dk her.

les også

Synnøve og Øyvind driver gården sin regenerativt - men hva betyr det?