Inom några årtionden har stadsodling inomhus eller vertikala jordbruk blivit populära för att producera hälsosam mat året runt i stadsmiljöer och svåra klimat. Bladgrönsaker och örter är de vanligaste grödorna i de här anläggningarna, men odlarna vill expandera till ett mycket bredare utbud av frukt och grönsaker. I april 2019 inledde vi en långsiktig serie forskningsstudier på high-wire-tomater i vårt Philips GrowWise Center. Målet? Att hitta den optimala strategin för high-wire-odling, belysningsrecept och de mest produktiva tomatsorterna för stadsodling.

Vi bygger vidare på vår mångåriga kunskap och erfarenhet från både växthusodling och vertikala jordbruk för att utveckla ett effektivt high-wire-jordbruk inomhus. Under det senaste decenniet har tomatproduktionen optimerats med högteknologisk automatisering och datahantering. Vi kan använda den här breda kunskapen för att anpassa och implementera samma vision och teknik på inomhusjordbruk. Samma konstruktions-, bevattnings-och beskärningssystem kan tillämpas och vi kan till och med använda samma sorts humlor för pollinering. Men alla aspekter av växthusodling kan inte kopieras eftersom det finns betydande skillnader mellan en stadsodling inomhus och ett konventionellt växthus.

De största skillnaderna mellan ett växthus och ett high-wire-system inomhus är kanske att den sistnämnda använder aktiv kylning och avfuktning i stället för att ventilera samt att LED-belysning används i stället för solljus. Det är genom exkludering av effekten av säsongsmässiga skillnader i temperatur, luftfuktighet och ljus som den optimala odlingsmiljön kan skapas för att producera en premiumprodukt året runt.

Vi genomförde tre studier. Först ville vi lära oss av våra erfarenheter från växthusodling av tomater för att se vilka lärdomar om klimatförhållanden som vi kunde återanvända och sedan optimera. För det andra ville vi se till att vi odlade de allra lämpligaste sorterna för odling av tomater inomhus – därför planterade vi 20 olika sorter. I den tredje studien var planen slutligen att optimera förhållandena för de fem mest lämpliga sorterna för att hitta det optimala tillväxtreceptet för odling inomhus.

Vi utrustade en klimatkontrollerad kammare med linjär Philips GreenPower LED för belysning ovanifrån och en enda rad med Philips GreenPower LED-belysning i växtmassan. Kombinationen av belysning ovanifrån och belysning i växtmassan är en beprövad lösning för en enhetlig vertikal och horisontell ljusfördelning under skärmtaket. Styrsystemet Philips GrowWise används för att planera rätt ljusnivåer under växternas olika tillväxtfaser.

Att odla framgångsrikt inomhus handlar om att hitta rätt balans mellan ljus, temperatur och avkastning. Om du ökar ljusstyrkan kan det öka avkastningen men det sker inte på ett linjärt sätt. I GrowWise-centret kan vi uppnå upp till 1 200 μmol/s/m2, men växter använder inte alltid ljuset lika effektivt. Med Philips GrowWise-styrsystemet kan vi optimera ljusstyrkan efter växtens behov och söka den optimala punkten där den extra avkastningen är värd mer än den extra energitillförseln från både ljus- och klimatsystemet. Därför fokuserar vi inte bara på maximering av avkastningen utan strävar istället för att uppnå det mest effektiva systemet.

För att styra växten till en korrekt balans i den vegetativa och generativa tillväxtfasen är det viktigt att justera temperaturen i enlighet med dessa. Växter kan styras till en mer generativ fas genom att öka temperaturen. Men överdriven temperaturökning kan leda till en alltför generativ tillväxt. Plantorna lägger i sådana fall för mycket energi på frukterna och överbelastar växten vilket orsakar en minskning i den framtida produktionen. Att odla tomater är som att gå på lina: att korrigera för hårt när man håller på att falla av åt ett håll kan leda till att man faller av åt det andra hållet. En perfekt strategi ska bara kräva små justeringar för att hålla plantorna väl balanserade. Något som utan tvekan är enklare utan de föränderliga påverkan från klimatet utomhus.

Studien hjälpte oss också att bättre förstå hur energin kan delas mellan värmebelastningen från LED-lamporna och fukten som växterna utsöndrar. Det gör att vi kan gå längre än till optimal ljusförbrukning och i stället förbättra den totala systemeffektiviteten.

Inte alla tomatsorter lämpar sig för odling inomhus och inte alla är intressanta för den här formen av högteknologisk odling. Vissa sorter är svåra att odla i ett konventionellt system, men de kan blomstra i en miljö med mindre utbredning av sjukdomar och ett mer stabilt klimat. I teorin kan de högsta produktionssiffrorna nås med stora kvist- och bifftomater, men de är verkligen inte lämpade för alla marknader. Mindre produktiva körsbärs- och cocktailtomater eller den svårodlade bifftomaten är fulla av smak och vackra att se på och kan därför vara av intresse för exklusiva delikatessbutiker eller restaurangkockar. 

I studierna har vi framgångsrikt odlat över 20 körsbärs- och cocktailsorter för att välja ut de mest produktiva, välsmakande och robusta sorterna som kräver mycket lite hantering och beskärning. Det gör dem perfekta för vertikala odlare som kanske inte har så mycket erfarenhet av att odla en viss tomatsort och de lägre arbetskraftskostnaderna gör att stadsjordbrukets lönsamhet ökar.

En viktig fördel med inomhusodling är kontrollen över tillväxten hos växten. Rätt ljusspektrum, optimal ljusstyrka, temperaturer och_CO2-nivåer gör att du kan uppnå en utmärkt balans mellan fruktbelastning och vegetativ tillväxt hos växten. Kontrollen över alla de här tillväxtparametrarna gör att vi verkligen kan upp optimera både produktion och smak. Dessutom är de tillväxtrecepten vi har utvecklat reproducerbara. Det skapar en enhetlig odlingsmiljö som ger tillförlitlig, förutsägbar avkastning. Det ger odlarna större flexibilitet och säkerhet med sin produktion och gör det möjligt för dem att styra avkastningen för att möta efterfrågan på marknaden. Att skapa rätt miljö ger dessutom möjlighet att aktivt styra specifika egenskaper, som sockerinnehåll, surhetsgrad, vitaminer och andra sammansättningar, för att bemöta preferenser på smak- och näringsvärden.

Att etablera ett jordbruk i ett område där det redan finns gott om växthus eller produktion på öppna fält skulle naturligtvis inte vara särskilt lönsamt. Ändå finns det många platser där lokalt odlade tomater inte finns tillgängliga året runt på grund av det hårda klimatet eller andra faktorer. Ett jordbruk i Mellanöstern är till exempel helt rätt: mycket vatten kan sparas och närheten till konsumenten innebär att produkten kan vara färsk och av hög kvalitet. Våra studier visar att det är möjligt att odla färska, smakrika tomater i en inomhusanläggning som är klimatkontrollerad och utan att använda sig av bekämpningsmedel.

Baserat på resultaten från studierna har vi nu en plan för att odla smakrika high-wire-tomater i ett stadsjordbruk med en fullständigt kontrollerbar miljö. Det öppnar för nya möjligheter att odla färska tomater året runt i extremt varma och kalla klimat. Vi kan ge råd till odlare om hur systemet ska installeras och hur man väljer den bästa sorten baserat på kund och marknad. Med den grundläggande forskningen på plats kan vi nu fokusera på studier för specifika koncept och marknader.

Läs mer om Philips GrowWise Center eller läs våra andra bloggar om tomatodling.