Jede Woche ist Erntezeit in der westlich konzipierten Hybridfarm
Netto-Null-Kilometer-Landwirtschaftssystem verlängert die Anbausaison für Beeren
Klimawandel und Unwetter sind die größten Herausforderungen für die ganzjährige Beerenproduktion in Kanada. Joshua Pearce, Professor an der Western University, und die Forschungsgruppe Free Appropriate Sustainable Technology (FAST) haben eine Lösung für die Ernährungssicherheit entwickelt, um diesen globalen Bedrohungen zu begegnen, indem sie eine Netto-Null-Energie-Farm entwickelt haben, die die Anbausaison von Beeren verlängert und die durchschnittlichen kanadischen Erträge weit übersteigt.
Das von Western geleitete Projekt, das sich derzeit in seinem ersten vollen Betriebsjahr an der Western Field Station für Umweltwissenschaften befindet, kombiniert eine photovoltaisch (durch Solarzellen) abgeschirmte Freilandfarm mit einem Agrotunnel, einem Indoor-Anbausystem, das hochdichte vertikale aeroponische (Pflanzenanbau in der Luft) und hydroponische (Pflanzenanbau in Wasser) Hybridsysteme beherbergt, die hocheffiziente, spektral optimierte LED-Anbauleuchten verwenden.
Der Agrotunnel, der vom Industriepartner Food Security Structures Canada zur Verfügung gestellt wird, und die agrivoltaische Farm - eine Kombination aus Solarenergie und Pflanzenproduktion - werden zum Teil durch einen Zuschuss von 1 Million Dollar aus der zweiten Phase der Homegrown Innovation Challenge unterstützt, die von der Weston Family Foundation finanziert und gefördert wird.
"Unsere Lösung bietet eine extrem dichte und widerstandsfähige Methode, um das ganze Jahr über gesundes Obst und Gemüse zu minimalen Produktionskosten zu erhalten", sagte Pearce, der den John M. Thompson Lehrstuhl für Informationstechnologie und Innovation an der Western Engineering and Ivey Business School innehat. "Das System ist vollständig modular, skalierbar und an verschiedene Standorte und extreme Klimabedingungen anpassbar."
Das ganzjährig betriebene Anbausystem kann an Einzelhandelsstandorte wie Lebensmittelgeschäfte angeschlossen werden, um fast überall in Kanada eine kilometergenaue Lebensmittelversorgung zu gewährleisten.
Nach den Tests im letzten Jahr haben Pearce und das Team den experimentellen Nachweis erbracht, dass der Agrotunnel physisch funktioniert, um das ganze Jahr über Beeren zu produzieren, aber die Wirtschaftlichkeit kann je nach Standort aufgrund der Stromkosten eine Herausforderung darstellen.
"Jede Woche im Agrotunnel steht die Erntesaison vor der Tür, und die Zukunft der kanadischen Landwirtschaft ist sehr vielversprechend", so Pearce.
Um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern und die Stromkosten zu senken oder sogar ganz zu eliminieren, sind der Agrotunnel und die umliegenden Bereiche der Feldstation mit verstellbaren, teilweise transparenten Solar-Photovoltaik-Anlagen bedeckt, die von Pearce und seinem Team entworfen wurden. Die agrivoltaischen Arrays, eine Reihe von Sonnenkollektoren, sind Teil des experimentellen Testfelds Western Innovation for Renewable Energy Deployment (WIRED). Alle WIRED-Entwürfe sind vollständig quelloffene Hardware und verwenden einige 3D-gedruckte Teile, beides gleichbedeutend mit vielen von Pearce' technischen Projekten.
Agrivoltaics ist ein Portmanteau aus "Landwirtschaft" und "Photovoltaik". Neben der Nutzung der Sonnenenergie dienen die Arrays auch als Schutzschild für die Pflanzen im Freien vor extremen Witterungsbedingungen, schaffen ein Mikroklima, um Wasser zu sparen, und liefern gleichzeitig den gesamten Strom, der für den Betrieb der Beleuchtung, der Wasserpumpen und der Wärmepumpen (für Heizung und Kühlung) im Agrotunnel benötigt wird.
Die in der Feldstation angebauten Erdbeeren, Heidelbeeren, Honigbeeren, Stachelbeeren, Boysenbeeren und andere Beeren werden mit künstlicher Intelligenz, einschließlich Computer-Vision-Systemen, überwacht, um die Feuchtigkeit, den Kohlendioxidgehalt und die hohe Energieeffizienz zu kontrollieren. Die Beeren werden auch in agrivoltaischen Systemen mit unterschiedlich starken Solarzellen getestet, um optimale Bedingungen für das Wachstum im Freien im Vergleich zu drinnen zu finden.
Der Moment der Glühbirne
Die Steigerung der Lebensmittelproduktivität und der Energieversorgung durch die optimale Nutzung des Sonnenlichts ist eine Lösung für ein schwerwiegendes Problem in Kanada und auf der ganzen Welt. Wenn das Projekt die Erwartungen erfüllt, sind die Auswirkungen auf die globale Ernährungssicherheit grenzenlos.
"Unser beweglicher Agrotunnel, die Better Grow Lights und das aeroponische/hydroponische Anbausystem in Kombination mit dem einzigartigen agrivoltaischen System von Dr. Pearce schaffen einen energieeffizienten, klimakontrollierten Anbauraum, der dem rauen Klima und dem kanadischen Wetter standhält", sagte Kim Parker, Präsident und CEO von Food Security Structures Canada. "Dieses Projekt bekämpft die Ernährungsunsicherheit, indem es Einzelpersonen und Gemeinschaften in die Lage versetzt, ihre eigenen Lebensmittel vor Ort anzubauen, das ganze Jahr über, unabhängig von Klima und Standort."
Die Shepherd-Phase der Homegrown Innovation Challenge, die 2022 von der Weston Family Foundation ins Leben gerufen wurde, vergab jeweils 1 Million Dollar an 11 Forschungsteams, die Ideen zur Verlängerung der Anbausaison von Beeren entwickeln sollten. Jedes Team hat nur 18 Monate Zeit, um seine Konzeptideen zu entwickeln und zu testen, bevor die nächste Phase des Wettbewerbs beginnt, in der die Gruppe der 11 Teams auf vier reduziert wird.
"Im Mittelpunkt dieses Wettbewerbs steht die Überzeugung, dass die Verschmelzung von Zusammenarbeit und breitem Fachwissen der Schlüssel zur Lösung komplexer Herausforderungen in der Landwirtschaft ist", so Garfield Mitchell, Vorsitzender der Weston Family Foundation. "Unsere Stipendiaten bringen unkonventionelle, aber realisierbare Ideen ein, und wir sind gespannt auf die Innovationen, die aus ihrer gemeinsamen Leidenschaft und Zusammenarbeit entstehen."
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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