Inhoudsopgave
    

Urban farming: landbouw gaat de lucht in
Arnoud Groot
door Arnoud Groot
leestijd: 7 min

Technologie moet de voedselproductie effectiever en duurzamer maken. Met verticale boerderijen en robot farms.

In de boerderij van de toekomst lopen geen boeren in blauwe overalls en klompen rond, maar laboranten met witte stofjassen en mondkapjes. Eigenlijk dekt het woord boerderij inmiddels ook niet meer de lading. Groente en fruit worden in de toekomst namelijk gekweekt in enorme productiehallen. Die zijn gevuld met metershoge stellages van soms wel 20 lagen sla, andijvie, lof, boerenkool, spinazie en tientallen andere lage groene gewassen. Boven elke kweeklaag hangt een sterrenhemel vol LED-lampjes die de planten in een fel wit of mystiek paars licht baden. En aan de onderzijde lijken de gewassen geplant in meterslange witte lakens. 

Bij nadere inspectie gaat het om een fijn wit gaas van gerecycled plastic, waarin de wortels zijn vergroeid. Ze halen hun voedsel niet uit de aarde, maar uit een witte mist die door de hele lengte van de groeibakken nevelt. Deze mist, die als druppels aan de wortels plakt, bevat de mineralen en andere voedingsstoffen waarmee de planten hun dieet completeren.

Deze nieuwe manier om planten van voeding te voorzien heet aeroponics. Bij een soortgelijk alternatief, hydroponics genoemd, zijn de voedingsstoffen in water opgelost. Bijzonder praktisch, want daar kun je tegelijk ook vis in kweken. Bestrijdingsmiddelen behoren in deze nieuwe manier van landbouw tot het verleden; luchtsluizen en andere laboratoriumachtige veiligheidsmaatregelen houden ziektes en ongedierte buiten de deur. 

Grote uitdagingen

De noodzaak om onze voedselvoorziening naar een hoger plan te tillen is onomstreden. Volgens het VN rapport 'World population to 2300' telt de wereld in 2050 ruim 9 miljard menselijke bewoners. Een groot deel daarvan trekt naar de grote steden, terwijl de achterblijvende plattelandsbewoners voor een steeds grotere uitdaging komen te staan. De Economist Intelligence Unit verwacht dat de vraag naar voedsel de komende 30 jaar met 60 procent zal toenemen. Tegelijk wordt zoet water steeds schaarser, willen veel meer mensen regelmatig vlees eten en zorgen klimaatverandering voor steeds lastigere omstandigheden om voedsel te verbouwen.

En dat terwijl de agriculturele sector nu al een derde van de wereldwijde energieconsumptie, de helft van alle bruikbare grond en tweederde van de beschikbare zoetwatervoorraad opeist. Als we niet snel iets doen om onze voedselproductie effectiever te maken, roepen we letterlijk een rampzalige toekomst af over onszelf en onze aardbol.

Expertisecentrum

Wie daarom nu vast even wil zien hoe de boerderij van de toekomst er uit ziet, kan even langsrijden bij PlantLab, dat is gevestigd in de oude De Gruyter-fabriek in Den Bosch. Hier wordt de techniek geperfectioneerd om planten te laten opgroeien onder kunstlicht in zogenaamde klimaatcellen. Of even verderop, bij het op de Eindhovense High Tech Campus gevestigde GrowWise Center. Dat dit expertisecentrum voor innovatieve landbouw door Philips is opgezet is niet geheel toevallig. Urban farming, zoals de nieuwe manier van voedselproductie al wordt genoemd, staat of valt namelijk bij de ontwikkeling van meer effectieve en zuinigere vormen van LED-verlichting. 

Fotosynthese, ofwel het chemische proces waarbij planten licht als energievoorraad in hun bladeren opslaan, is niet perse gebonden aan zonlicht. LED-licht is voor veel planten juist een uitstekend alternatief, dat bovendien geen last heeft van langsdrijvende wolken of andere hindernissen. Vanwege de forse elektriciteitskosten en initiële investeringen zijn met deze technologie geproduceerde gewassen momenteel nog relatief duur. Dankzij de steeds schaarser wordende landbouwgrond enerzijds, en snelle ontwikkeling van zonne-energie en LED-lampen anderzijds, verwachten veel deskundigen echter dat dit de toekomst is van onze voedselvoorziening is. 

Lichtrecepten

LED-licht kan bovendien in vele verschillende spectra worden gegenereerd. Voorlopers in deze jonge branche werken al met specifieke lichtrecepten waarmee elk gewas precies het juiste spectrum, intensiteit en frequentie aan licht krijgt voor een optimale fotosynthese. Een van de voorlopers op dit gebied is Brightbox, een Venlose firma waarmee Philips nauw samenwerkt. Brightbox specialiseert zich namelijk in het formuleren van het ideale ‘groeirecept’ voor een groot aantal plantensoorten. Naast licht bevat dat groeirecept bijvoorbeeld ook de optimale hoeveelheid lucht, voeding en ook temperatuur en andere omstandigheden. En dat lukt, getuige het snel groeiende klantbestand in onder meer Noord-Amerika en Japan. 

Hoewel Nederland wereldwijd bekend staat om zijn innovatieve landbouwsector, pakken met name die landen urban farming namelijk echt groots aan. Gespecialiseerde firma’s als Urban Produce, Illumitex en AeroFarms openen in Amerika tegenwoordig om de haverklap nieuwe urban farms in oude fabrieksgebouwen en kantoren. Twee van de grootste urban farms staan momenteel in de Amerikaanse staat New Jersey. Deze zogenaamde AeroFarms zijn gebouwd in een oude staalfabriek en een voormalig paintballcentrum, en beslaan samen ruim 7.000 vierkante meter. Niet voor niets worden deze enorme hallen inmiddels ook wel vegetable factories genoemd. 

Robot farms

Die enorme schaal wordt alleen benaderd in Japan, waar landbouwgrond doorlopend wordt bedreigd door aardbevingen, overstromingen en nucleaire rampen. Zowel Sony, Fujitsu als Toshiba openden afgelopen jaren groentefabrieken in eigen land, terwijl de collega’s van Sharp recent onder meer een aardbeienfabriek openden in Dubai. De in 2006 gestarte Japanse specialist Spread opent dit jaar in Kyoto zelfs de eerste geheel geautomatiseerde robot farm. Stel je daarbij overigens geen glimmende ijzeren mannetjes voor die op wieltjes met een gieter langs de groeistellages rijden. Het zijn namelijk de groeistellages zelf die worden uitgerust met lopende banden en mechanische armen.

Die kunnen in hoog tempo stekjes inzaaien en volgroeide kroppen sla uit de grond kunnen trekken. Dankzij dit verregaande specialisme kunnen de robots 30.000 kroppen sla per dag oogsten. Bovendien kan deze Japanse slafabriek dankzij de buitengewoon efficiënte werkomgeving liefst 98 procent van het benodigde water recyclen. En dankzij het gebruik van een speciale meststof, waarin de hoeveelheid kalium zoveel mogelijk is teruggebracht, is de in de fabriek gekweekte speciale sla bovendien ook uitermate geschikt voor nierpatiënten, die nu minder vaak een nierdialyse hoeven te ondergaan. In een soortgelijk voorbeeld voegt het eveneens Japanse Panasonic extra antioxidanten toe aan zijn Veggie Life-groenten. 

Neurale netwerken

En als Japanners toch bezig zijn de boerderij te verbouwen, gaan ze natuurlijk all out. Zo is er inmiddels al een Japanse groentefabriek waar de geoogste komkommers sinds kort worden beoordeeld door een neuraal netwerk. Net als neuronen in de hersenen zijn de hiervoor gebruikte processoren in lagen met elkaar verbonden. Mede daardoor is zo’n netwerk in staat om zelf te leren.

In dit geval beoordeelt het systeem via een hoge resolutiecamera de omvang, vorm, kleur en andere zichtbare eigenschappen van de gekweekte komkommers. Des te meer komkommers het controleert, des te beter begrijpt het hoe de ideale komkommer er uit ziet.

Een echte doorbraak voor de notoir perfectionistische Japanners: voortaan produceren zij hun groentes niet alleen veel sneller en efficiënter, maar zorgen ze ook meteen voor het perfecte uiterlijk. Itadakimasu!

Auteur

Arnoud Groot (@Arnoud_Groot) is als onderzoeksjournalist en copywriter volledig gefocust op informatietechnologie en internet. Voor Bright publiceert hij regelmatig over big data, social media, online marketing, e-commerce en de innovatieve ondernemers die zich op dit speelveld begeven.