Emanuel Leutse, Mrs. Shayler verbrennt ihr Feld vor dem britischen Angriff (1852)
Der Anbau von Weizen auf vertikalen Farmen unter streng kontrollierten Bedingungen kann seinen Ertrag im Vergleich zum traditionellen Anbau um das Hundertfache steigern. Wenn Sie Behälter mit diesem Getreide in zehn Schichten platzieren, erhöht sich der Kornertrag um das 600-fache, und wenn in hundert - dann bereits um sechstausend. Wie die Autoren in einem Artikel für die Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences festhalten, ist ein solcher Ansatz aufgrund seiner hohen Kosten wahrscheinlich nicht in der Lage, mit dem Weizenanbau im Freiland gleichberechtigt zu konkurrieren. Es ist jedoch ideal für Regionen, in denen das Klima für diese Kultur nicht geeignet ist.
Weizen (Triticum spp.) ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen. Es wird geschätzt, dass dieses Getreide bis zu 20 Prozent des Proteins und der Kalorien in der menschlichen Ernährung liefert. Um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren, muss die Weizenproduktion gesteigert werden – aber das ist nicht einfach. Viele Gebiete mit optimalen klimatischen Bedingungen sind stark degradiert und der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden in zunehmendem Maße bedroht die Umwelt. Der globale Klimawandel verschärft das Problem nur.
Die Lösung kann sein, Weizen unter kontrollierten Gewächshausbedingungen anzubauen. Experimente haben gezeigt, dass diese Kultur unter Kunstlicht und einer konstanten Temperatur von 23 Grad Celsius gut zurechtkommt. Unter buchstäblichen Gewächshausbedingungen geht Weizen in nur 70 Tagen von der Aussaat bis zur Reifung.
Ein Forscherteam unter der Leitung von Paul P. G. Gauthier von der Princeton University beschloss, die maximalen Weizenerträge beim Indoor-Anbau zu schätzen. Dazu verwendeten sie zwei Computermodelle, DSSAT-NWheat und das einfachere SIMPLE. Sie wurden bereits erfolgreich zur Vorhersage von Weizenerträgen auf Feldern in China, Australien und den Niederlanden eingesetzt.
Die Autoren spezifizierten für ihr Modell rund um die Uhr eine intensive Beleuchtung sowie eine hohe Kohlendioxidkonzentration (1200 ppm) und einen ununterbrochenen Nährstofftransfer. Wenn man bedenkt, dass Weizen bei solchen Umweltparametern fünf Ernten pro Jahr liefern kann, wird sein Ertrag 114 Tonnen pro Hektar betragen. Durch zusätzliche Anstrengungen, wie die Anpassung von Sorten für den Innenbereich, könnte diese Zahl theoretisch auf 194 Tonnen steigen. Dies übertrifft die bekannten Ernteraten von Weizen in allen Regionen der Welt bei weitem.
Beim Anbau von Pflanzen in Gewächshäusern greifen sie oft auf die Methode der vertikalen Farmen zurück, dh sie stellen Trays übereinander, um die Fläche effizienter zu nutzen. Wenden wir diesen Ansatz auf Weizen an, wird eine zehnschichtige Konstruktion (je ein Meter dick) jährlich 1.940 Tonnen Weizen pro Hektar produzieren. Das ist 600-mal mehr als der Weltdurchschnitt. Ein solches System ist leicht skalierbar: So liefern beispielsweise 100 Lagen bereits 19.400 Tonnen Ernte pro Hektar und Jahr.
Hinsichtlich der Aussichten für den vertikalen Weizenanbau sind die Autoren jedoch vorsichtig. Sie weisen auf die hohen Kosten dieses Ansatzes und die Tatsache hin, dass die realen Renditen deutlich unter den theoretischen Berechnungen liegen können. Vertikale Weizenfarmen könnten sich jedoch in Regionen verbreiten, in denen ein großflächiger Anbau dieser Kultur auf den Feldern aufgrund begrenzter Wasser- und Bodenressourcen nicht möglich ist. Dazu zählen beispielsweise die Wüstenregionen des Nahen Ostens.
Eine der Hauptbedrohungen für die Weizenproduktion sind Insektenschädlinge. Mit dem Klimawandel werden sie zahlreicher und gefräßiger. Nach einigen Berechnungen wird selbst in einem sicheren Szenario der jährliche Ernteverlust bei Weizen 59 Millionen Tonnen bei der aktuellen Produktionsmenge von 749,4 Millionen Tonnen erreichen.
