Infarm hat erfolgreich den Anbau von Weizen im Innenbereich getestet und damit einen großen Durchbruch in der vertikalen Landwirtschaft erzielt

Das vertikale Landwirtschaftsunternehmen infarm hat Ende 2022 erfolgreich den Anbau von Weizen in Innenräumen unter bodenlosen Bedingungen getestet.

Vorläufige Versuchsergebnisse zeigen, dass im Maßstab die vertikale Landwirtschaft jährlich 117 Tonnen pro Hektar liefert, was dem 26-fachen der Erträge der Freilandlandwirtschaft entspricht. Infarm gibt zudem an, dass mit weiteren technologischen Fortschritten die Innenraumerträge um weitere 50 % gesteigert werden können.

Vertikale Landwirtschaft ist nicht von Klima, Jahreszeit, Standort oder geografischen Bedingungen betroffen; sie benötigt keine landwirtschaftlichen Flächen, weist eine hohe Flächennutzungseffizienz auf und kann das ganze Jahr über, 365 Tage lang, kontinuierlich Gemüse und Obst produzieren. Sie gilt als wichtige Lösung für die zukünftige Sicherung der landwirtschaftlichen Versorgung.

相对于传统的大田农业，垂直农业作物品类比较有限，在当前的模式下，多数情况下只适合于种植矮生、短周期的叶菜类，药用植物等高附加值经济作物，高附加值的蔬菜等。也有一些垂直农业企业积极作物上品类上作突破，从叶菜类延生到浆果等更多品类。

Allerdings sind Grundnahrungsmittel wie Reis, Weizen, Hirse und Sojabohnen schwer in großen Mengen in vertikalen Farmen anzubauen. Der erfolgreiche Versuch von infarm, Weichen im Innenbereich ohne Boden zu kultivieren, ist zweifellos ein großer Durchbruch in der Entwicklung der vertikalen Landwirtschaft.

Allerdings sind die Bau-, Technologie- und Betriebskosten der vertikalen Landwirtschaft hoch. Wie weit ist es noch von der Indoor-Anbauweise von Grundnahrungsmitteln bis zum erfolgreichen kommerziellen Einsatz und zur großflächigen Anwendung?

Der Bericht Weltbevölkerungsaussichten der Vereinten Nationen prognostiziert, dass die Weltbevölkerung bis 2050 9,8 Milliarden erreichen wird. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen schätzt, dass die Nahrungsmittelproduktion bis 2050 verdoppelt werden muss, um mit dem Bevölkerungswachstum Schritt zu halten.

In den letzten 50 Jahren ist die Menge an landwirtschaftlichen Flächen jedoch stabil geblieben und macht etwa 37 % der insgesamt verfügbaren Flächen aus; es wird erwartet, dass sich diese Zahl in absehbarer Zeit nicht signifikant ändert.

此外，受气候变化、自然灾害和环境污染的影响，农作物产量和质量受到严重影响，增加了农业损失。比如，长期持续的拉尼娜现象导致美国频繁出现干旱，干旱会导致小麦产量和品质严重下滑。而美国是世界上最大的小麦出口国之一，2021年，美国小麦产量占全球的5.8％，出口占到全球小麦总出口量的10.9％。

俄乌冲突的持续发酵，也加剧了全球粮食危机。中信期货研究所报告指出，俄罗斯和乌克兰在全球粮食生产供应中发挥着重要作用，2021年俄罗斯和乌克兰小麦产量总计1.08亿吨，占全球5.7％，出口量5300万吨，占全球26.1％。另外，俄乌还承担着全球18.7％的玉米进口量，因此俄乌局势变化对全球粮食供需影响较大。

In diesem Kontext ist die Frage, ob das begrenzte Ackerland die Lebensmittelversorgung decken kann, ein dringendes und wichtiges Thema; viele Länder haben die Ernährungssicherheit als stabilisierenden Faktor betrachtet.

Die vertikale Landwirtschaft bietet den großen Vorteil, dass sie unabhängig von Klima, Wetter, Jahreszeiten und geografischen Bedingungen ist und eine kontinuierliche Kulturproduktion 365 Tage im Jahr, 24 Stunden am Tag ermöglicht, und hat sich zu einer wichtigen Methode zur Innovation bei der Problemlösung entwickelt.

Weizen, als eine der Grundnahrungspflanzen, wird unter optimierten Wachstumsbedingungen in vertikalen Innenfarmen einen höheren Ertrag erzielen als im Freiland, mit mehreren Ernten pro Jahr, weniger Landverbrauch, Wiederverwendung von Wasserressourcen, Ausschluss von Schädlingen und Krankheiten sowie ohne Nährstoffverluste für die Umwelt.

因此Infarm的这一成功试验，是解决全球粮食安全问题的重大突破。作为一家垂直农业领域颇具代表性的创业公司，Infarm在2021年12月完成2亿美元的D轮融资，由卡塔尔投资局（Qatar Investment Authority）领投，成立以来公司的融资总额达到6亿美元，估值超过10亿美元，是欧洲首家“独角兽”级的垂直农业初创。

Nach dem Durchbruch beim Anbau von Weizen in Innenräumen erklärte Guy Galonska, Mitbegründer und CTO von Infarm, in einer Erklärung, dass die Fähigkeit, Weizen in Innenräumen anzubauen, ein Meilenstein für Infarm ist und von erheblicher Bedeutung für die globale Ernährungssicherheit ist.

Er sagte auch: „Um die wachsende Weltbevölkerung weiterhin ernähren zu können, müssen wir höhere Ernteerträge erzielen. Wir haben nun bewiesen, dass der vertikale Anbau von Weizen möglich ist. Wir glauben, dass Weizen als Alternative zur Anpassung an den Klimawandel erfolgreich in großem Maßstab indoor angebaut werden kann."

Vor Infarm gab es bereits erfolgreiche Fälle des Reisanbaus in vertikalen Innenfarmen in unserem Land.

Im Jahr 2021 erzielte das Innovationsteam für Pflanzenfabriken des Instituts für urbane Landwirtschaft der Chinesischen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften in Zusammenarbeit mit dem Team von Qian Qian vom Nationalen Reisinstitut Chinas einen bedeutenden Durchbruch , indem es erfolgreich Reis unter Bedingungen einer Pflanzenfabrik anbaute und nach etwa 60 Tagen erntete, wodurch die traditionelle Wachstumsdauer von Reis von über 120 Tagen im Freiland auf die Hälfte verkürzt wurde.

Laut Yang Qichang, dem leitenden Wissenschaftler des Teams und Forscher am Institut für Stadtlandwirtschaft, ist der in diesem Versuch verwendete Reis eine Zwergsorte, die vom Team von Qian Qian bereitgestellt wurde. Seine kompakte Pflanzenarchitektur bietet eine hohe Raumnutzungseffizienz und eignet sich daher für den mehrstufigen vertikalen Anbau in Pflanzenfabriken.

植物工厂不仅能缩短水稻生长周期、增加产量，还是绝佳的作物育种加速器。它不受土地、空间和气候条件的约束，一年四季均可进行加代育种，将大大节省育种工作者的时间。杨其长对外介绍，未来这座植物工厂水稻育种加速器有望实现每年6茬以上的“快速育种”，栽培层数甚至可以达到10层以上。

Darüber hinaus gab Longping High-Tech im März 2022 auf der Plattform für Anlegerinteraktionen an, dass das Unternehmen Forschungsarbeiten zur Verkürzung des Reisanbauprozesses und zur Beschleunigung der Effizienz bei der Züchtung neuer Sorten durch Pflanzenfabriken durchführt.

In Singapur, einer Inselnation, die vom Meer umgeben ist und über begrenztes Land sowie extrem knappe Süßwasserressourcen verfügt, ist vertikale Landwirtschaft eine der wichtigsten Anbaumethoden. Singapur hat große Anstrengungen unternommen, vertikale Landwirtschaftsmodelle in die urbane Landwirtschaft zu integrieren; durch vertikale Farmen in Hochhäusern wurde es zu einer "Gartenstadt" mit 50 % Grünfläche.

Im Februar 2022 gelang es Singapur ebenfalls erfolgreich, den Anbau von Reis in vertikalen Farmen zu testen und damit die Einschränkung zu überwinden, dass vertikale Farmen keine Grundnahrungsmittel anbauen können. Das Projekt ist ein Pilotvorhaben namens „Reisanbau in Gebäuden“, das gemeinsam von der Temasek-Stiftung und dem Temasek Life Sciences Laboratory durchgeführt wird.

Forscher züchteten zunächst „Temasek-Reis“-Setzlinge in einem Gewächshaus. Nach dem Keimen der Setzlinge wurden diese zur weiteren Kultivierung in eine vertikale Farm im Wohngebiet Tampines (HDB) verlegt. Die vertikale Farm ist sechs Stockwerke hoch; der Temasek-Reis wurde auf etwa zwei Quadratmetern Boden im obersten Stockwerk angebaut. Während des Wachstums wurde ein Präzisionstropfbewässerungssystem eingesetzt, das die Wasser- und Nährstoffzufuhr präzise regulierte und direkt an die Reispflanzenwurzeln leitete. Dieses System reduziert den Wasserverbrauch im Vergleich zu traditionellen Überschwemmungsmethoden in konventionellen Reisfeldern um 70 %.

Nach der Ernte von Temasek-Reis wird er ins Labor gebracht, um getestet zu werden. Die nachfolgende Forschung konzentriert sich darauf, den Geschmack, die Faserqualität und den glykämischen Index von Temasek-Reis zu verbessern, um die Qualität von Reis aus traditionellen landwirtschaftlichen Betrieben zu erreichen.

Es ist bekannt, dass Reispflanzen der Sorte „Temasek-Reis“, die in Gewächshäusern kultiviert werden, kleiner sind als übliche Sorten und sich daher für das Wachstum in überfüllten Umgebungen eignen. Sie verfügen zudem über eine Resistenz gegen Schädlinge und eine gute Trockenheitstoleranz, sodass sie auch zwei Wochen lang ohne Bewässerung weiterwachsen können; vertikale Landwirtschaft ist daher ein ideales Szenario. Darüber hinaus wird der Reisertrag durch einen Wachstumszyklus von nur vier Monaten und drei Ernten pro Jahr erheblich gesteigert.

kann Weizen und Reis in vertikalen Farmen anbauen und bietet damit zweifellos einen neuen Spielraum für die Vorstellungskraft bei der Lösung des globalen Ernährungsproblems in der Zukunft.

Doch zwischen Ideal und Realität besteht immer noch eine enorme Lücke; derzeit existieren alle Durchbrüche nur in Laboren. Um Laborergebnisse im großen Maßstab zu verbreiten und kommerziell zu nutzen, sind Kosten und Umweltschutz zwei große Berge auf dem Weg.

Derzeit ist die Anwendung der vertikalen Landwirtschaft auf dem Markt begrenzt und ihre Verbreitungsrate bleibt niedrig. Der Grund dafür liegt darin, dass die Förderung der vertikalen Landwirtschaft technisch nicht schwierig ist; die Herausforderung besteht vielmehr darin, sowohl die Baukosten als auch die Betriebskosten zu senken.

Derzeit stellen vollständig geschlossene künstliche Licht-Pflanzenfabriken die höchstentwickelte Form der vertikalen Landwirtschaft dar; der Reis, den das Team von Yang Qichang angebaut hat, entstand in einer solchen Pflanzenfabrik.

Pflanzenfabriken führen die Erzeugung von Kulturpflanzen in geschlossenen Umgebungen durch und erfordern daher den Aufbau entsprechender Ingenieurleistungen und zugehöriger Ausrüstung, einschließlich externer Wartungsstrukturen, HLK-Systeme (Heizung, Lüftung, Klima), künstliche Beleuchtungseinrichtungen, mehrstufige Anbauregale, Systeme zur Zirkulation und Steuerung von Nährlösungen sowie computergestützte Regelungs- und Steuerungssysteme.

Eine Analyse des Qianzhan-Instituts für Industrieforschung zeigt, dass der Bau einer Pflanzenfabrik unter 1.000 Quadratmetern (einschließlich Innenausbau, Geräten und Einrichtungen) zwischen 15.000 und 20.000 Yuan pro Quadratmeter kostet; der Bau einer Pflanzenfabrik von 5.000 bis 10.000 Quadratmetern kostet zwischen 8.000 und 10.000 Yuan pro Quadratmeter; bei großen Pflanzenfabriken über 10.000 Quadratmetern sinken die Baukosten auf unter 8.000 Yuan pro Quadratmeter.

Das Buch „Pflanzenfabriksysteme und -praxis“ stellt fest, dass in Pflanzenfabriken mit künstlichem Licht die Ausrüstung für künstliche Beleuchtung den größten Anteil an allen Gerätekosten ausmacht. Insbesondere bei Pflanzenfabriken, die vollständig LED-Lichtquellen verwenden, machen die LED-Kosten oft etwa die Hälfte der Gesamtkosten der Geräte aus.

Dies ist nur die hohe Anfangsbaukosten; spätere Wartungs- und Produktionsbetriebskosten sind ebenfalls nicht zu unterschätzen.

Derzeit umfassen die Produktions- und Betriebskosten hauptsächlich Stromgebühren, verschiedene Materialgebühren (Nährlösung, Samen, CO2-Gasdünger), Arbeitsentgelte für Arbeiter, Logistiktransportgebühren, Personalkostenmanagementgebühren usw.

Li Peng, stellvertretender Geschäftsführer von Sanan Optoelectronics, gab einst zu verstehen, dass Stromkosten derzeit etwa 25 % der Produktions- und Betriebskosten von Pflanzenfabriken ausmachen. „Ein Industriebau mit einer Fläche von 10.000 Quadratmetern und einer Höhe von vier bis fünf Metern verbraucht nach Umwandlung in eine Pflanzenfabrik mit künstlicher Beleuchtung jährlich mehr als 13 Millionen kWh Strom.“

In China stammen 75 % des Stroms aus der Kohleverstromung. Der Kohleförderprozess verursacht Umweltverschmutzung, daher dürfen die mit dem Energieverbrauch verbundenen Kosten für die Wiederherstellung der Umwelt nicht ignoriert werden.

Die oben genannten Daten basieren alle auf Berechnungen für gängige Zwergkulturen in Pflanzenfabriken, wie Salat und Wirtschaftskulturen. Im Gegensatz dazu nehmen Grundnahrungsmittel wie Reis und Weizen mehr Platz ein und verursachen höhere Kosten.

Wenn der kommerzielle Förderungswert berücksichtigt wird, ist der Marktwert von Grundnahrungsmitteln weit geringer als der von Wirtschaftskulturen, Obst und Gemüse. Die Produktion von Grundnahrungsmitteln mit höheren Kosten bei relativ niedrigen Verkaufspreisen ist für den Markt in dieser Phase schwer akzeptabel.

但是，一种代表未来农业的生产方式摆在眼前，不能只算“经济账”，衡量“投入产出比”，更应该考虑其战略意义。

Viele dringende Probleme stehen uns bevor: rasantes Bevölkerungswachstum, stark steigender Bedarf an Ernährungssicherheit, drastischer Rückgang von Ackerland und kontinuierlicher Rückgang der landwirtschaftlichen Arbeitskräfte... Die Menschheit benötigt neue Wege zur Produktion landwirtschaftlicher Produkte; vertikale Landwirtschaft ist ein wirksamer Ansatz. Seine größere Bedeutung liegt darin, dass es als wichtiges Projekt dienen kann, um die Menschheit vor dem Aussterben zu retten.

Daher forschen viele Labore und Unternehmen aktiv an vertikaler Landwirtschaft, um Kosten zu senken, die Effizienz zu steigern und Vertriebskanäle zu erweitern. Wir sehen auch optimistisch, dass dies kein unlösbares Problem ist; sei es bei der Senkung des Energieverbrauchs, der Verringerung der Verwaltungskosten oder der Erweiterung der Märkte, gibt es nun viele Ansätze. Einzelheiten finden Sie im Artikel „Pflanzenfabriken: In den Kosten gefangen".

Selbst für die derzeit teuerste Pflanzenfabrik hat Zhang Zhuo, der Geschäftsführer von Zhongke Sanan, vorausgesagt, dass mit der Verbesserung der gesamten Systemtechnologie und dem Fortschritt der Lichtausbeute von LED-Technologie, während traditionelle Landwirtschaft bei Arbeitskosten, Landkosten, Transport- und Umweltkosten schrittweise steigt, bis 2025 die Produktionskosten von Pflanzenfabriken fast mit denen der traditionellen Landwirtschaft zusammenfallen werden .