Erträge landwirtschaftlicher Flächen sind natürlicherweise limitiert – ihr Wachstum ist durch den jeweils in relativ geringster Menge vorhandenen Wachstumsfaktor beschränkt. Das kennt man als das Minimumgesetz. Wachstumsfaktoren sind z.B. genetische oder Umweltbedingungen. Während sich genetische Faktoren durch gezielte Züchtung beeinflussen lassen, sind die Umweltbedingungen nur bedingt beeinflussbar, vor allem in der traditionellen Landwirtschaft auf offenen Ackerflächen. Im Vertical Farming sind hingegen beinahe alle Umweltfaktoren modulierbar. Inwieweit lässt sich dadurch das Minimumgesetz optimieren und das Wachstum unterstützen?

Erträge um den Faktor 30 erhöhen

Die Analysen beinhalteten Daten zu zehn verschiedenen Pflanzengruppen, von Kartoffeln bis Erdbeeren. Bei Kartoffeln und Getreide könnten Ertragssteigerungen um knapp den Faktor 30 erreicht werden. Auch bei Hülsenfrüchten ist eine zehnfache Steigerung theoretisch möglich.

„Besonders wichtig ist hier auch, dass wir Grundnahrungsmittel betrachten, wie Getreideprodukte.“, sagt Sebastian Eichelsbacher, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Digital Agriculture an der TUM. Üblich seien Untersuchungen zu Salaten oder Kohlsorten, zur Ernährungssicherung brauche es aber vor allem die Grundnahrungsmittel.

Bedingungen optimieren

Aus den vorliegenden Daten lassen sich jedoch nicht übergreifende optimale Umweltfaktoren im Vertical Farming formulieren. Laut Sebastian Eichelsbacher sei vor allem überraschend gewesen, dass kein klarer Trend zum Einfluss der CO₂-Konzentration auf das Wachstum festgestellt werden konnte. 

Die Studienergebnisse deuten darauf hin, dass hier noch großes Potenzial besteht. Ein Vergleich zwischen Studien ist jedoch aktuell nur eingeschränkt möglich, weil die vorliegenden Datensätze die Versuche unterschiedlich aufbauen und Ergebnisse dokumentieren. Jedes System sei hier gesondert zu betrachten und zu untersuchen.

Grenzen des Wachstums

Die Untersuchungen zeigen, dass im Vertical Farming Pflanzen nicht grenzenlos wachsen können, auch hier gilt das Minimumgesetz. Es ergibt sich aber ein neuer Startpunkt zur Auslotung dieser Minima, wenn die Umweltbedingungen genau kontrolliert werden können. „Das birgt vor allem großes Potenzial für die effiziente Ressourcennutzung.“, erklärt Sebastian Eichelsbacher. Jeder Input kann im Vertical Farming genauestens reguliert werden. Weitere Forschung solle darauf abzielen, die Wachstumsbedingungen zu identifizieren, die die optimale Balance bieten zwischen hohen Erträgen und niedrigem Ressourcenverbrauch.