Italien: ENEA patentiert Feld-Simulator, für Indoor-Pflanzenanbau

Die Wissenschaft und technologische Innovationen werden Tag für Tag besser und dies ändert häufig unseren Lebensstil. Zunächst einmal kommen sie Bauern zugute, obwohl das Konzept des Anbau schon lange nicht mehr an das offene Feld gebunden ist. Was einst ein einfaches Gemüsefeld war, könnte sich heute schnell in ein Indoor-Super-Hi-Tech-Mikro-Feld verwandeln.

ENEA hat den ersten Mikrokosmos Anbau für die Zucht im Inneren eines Gebäudes oder unter extremen Umweltbedingungen von Pflanzen mit einem Wurzel- und einem oberirdischen Teil (Obstbäume, Salat, Basilikum, Tomaten, Kartoffeln) entwickelt und patentiert. Es ist ein wahrhafter Hi-Tech-Feld-Simulator, der es ermöglicht, Pflanzen in einer Umwelt anzubauen, die normalerweise nicht für die Aufzucht von ihnen geeignet wäre. Dazu gehören sowohl Umgebungen wie Flughäfen, U-Bahn-Stationen oder Einkaufszentren, als auch extreme Regionen wie die Pole, Wüstengebiete oder aber Raumstationen. Der Simulator repliziert das Wachstumsmuster, erzeugt vorteilhafte Eigenschaften und eine Biomasse, wie sie in der Natur vorkommt.

Das innovative Agrarkultur-System wurde zusammen mit dem privaten Entrepreneur Gruppo FOS entwickelt und unterscheidet sich vom Gewächshaus-Anbau und auch von herkömmlichen Wachstumskammern. Dies beginnt bei der Architektur und geht über das Netzwerk an Sensoren, die die Umweltkontrolle aufzeichnen, über das Pflanzenwachstum und der Reproduktion, bis hin zu LED Licht-Systemen mit speziellen Wellenlängen.


Luigi d'Aquino von ENEA's Nanomaterial und Geräte Labor

"Die größte Innovation sind die doppelten, unabhängigen Kammern. Eine davon ist unterirdisch, dort soll sich das Wurzelsystem der Pflanze entwickeln und die Rizosphäre (z.B. ein Organismus, der im Boden lebt, wo die Wurzeln wachsen). Die andere Kammer liegt über der Erde, sie ist für das Wachstum des oberirdischen Teil der Pflanze und die Phyllosphäre (z.B. ein Organismus, der in der Luft lebt) verantwortlich", erklärt Luigi d'Aquino von ENEA's Nanomaterial und Geräte Labor.

Obwohl die Kammern unabhängig voneinander sind und separat gesteuert werden können, sind sie dennoch verbinden - genau, wie es in der Natur wäre. Denn zwischen den Wurzeln und der Pflanze besteht ein ständiger Austausch.

"Wir experimentieren zurzeit an der Effizienz des Mikroorganismus zusammen mit dem richtigen Licht. Wir haben einige Basilikumpflanzen in Töpfen in unserem Labor ausgesät, da unser Labor ebenfalls keine guten Umweltbedingungen für die Aufzucht von Pflanzen bietet. Außerdem pflanzten wir die gleiche Sorte in einem Mikroorganismus unter weißem Licht (sie wuchs viel schneller) und in einem Mikroorganismus unter feinmechanischem Licht (die entwickelte Biomasse der Pflanzen war viel größer, das Chlorophyll Level höher und auch die Reproduktions-Phase begann früher)."

Ökosysteme, die die Natur nachahmen können

Mikroorganismen sind wahre Ökosysteme, die verlässlich das nachahmen können, was auf dem offenen Feld geschieht. Es können bestimmte Umweltbedingungen eingestellt werden und es gibt Organismen, die beispielsweise mit Pathogenen oder Parasiten interagieren können.

Zusammen mit den TRIPODE Public Private Laboren wurden Mikroorganismen entwickelt, die im Rahmen des ISAAC Projekts noch weiter entwickelt werden. Sie wurden bis 2020 von Horizon und von PON Imprese & Competitività (ENEA, FOS und BECAR, eine Tochtergesellschaft von Beghelli) mit über 4,7 Millionen Euro bezuschusst.

"Innerhalb der nächsten drei Jahre will das ISAAC Projekt außerdem ein innovatives Licht-System entwickeln, das den Indoor-Anbau unter extremen Umweltbedingungen weiterentwickeln und unterstützen soll. Wir werden von TRL 4 (Technology Readiness Level) auf TRL 7 steigen, sprich von Labor Prototypen auf Prototypen, die praktisch angewendet werden."

Praktische Anwendung

"Unser Patent könnte die Grundlage sein, um Prototypen für Forschungslabore zu entwickeln, anhand derer die Pflanzen auf ihre verschiedensten Eigenschaften getestet werden können. Es könnte uns aber auch helfen, Prototypen zu entwickeln, die den Pflanzenanbau in unkonventionellen Umgebungen fördern. Für diese gibt es einen guten Markt und ein großes Verkaufspotential."