Hydroponisk dyrking av planter på Mars

Jordbruk uten jord blir antagelig nødvendig for at Mars-kolonien skal bli selvforsynt med mat

Hva er hydroponisk dyrking?

Hydroponisk dyrking (også kalt hydroponikk eller vannkultur) handler om å dyrke planter i en flytende løsning av vann og næringsstoffer, uten jord, sand eller liknende. I et moderne hydroponisk anlegg står planter tett i tett med røttene hengende i en næringsløsning som er nøye kontrollert med datamaskiner og sensorer. Som regel brukes kunstig belysning som gir optimal vekst og plantekvalitet. Dette gjør det også mulig å dyrke planter i flere etasjer i høyden, såkalt vertikaldyrking. Med vertikaldyrking kan man produsere mye mat på et begrenset areal, det gjør metoden bli særlig attraktiv for kolonister som bosetter seg på Mars.

 

I annen etasje av denne blokka på Økern i Oslo ligger BySpire, en høyteknologisk, hydroponisk urtehage.  

 

Hydroponisk dyrking i Norge

Hydroponisk vertikaldyrking i urbane strøk har fått stor oppmerksomhet de senere årene, ofte med benevnelser som «urban agriculture» og «vertical farming». Muligheten for å dyrke ekstremt kortreist mat uten sprøytemidler med bruk av høyteknologi tiltaler mange matentusiaster, ikke minst når dette kan skje i bygningsmasse som ellers ville stått tom og forfalt. Også i Norge arbeides det med slike prosjekter, og forleden fikk jeg sjansen til å besøke BySpire AS, et selskap som holder til i et industriområde på Økern i Oslo.

Byspires målsetning er å redusere Norges avhengighet av matimport «ved å produsere lokal mat, på en så arealeffektiv og bærekraftig måte som mulig. Dette vil vi oppnå ved å benytte oss av nyskapende teknologi og kunnskap – til å modernisere produksjonen av urter, salater og andre grønnsaker. Vår visjon er å optimalisere ressursbruken rundt oss, for å kunne bidra til en bærekraftig fremtid!»

Selskapet påpeker også at de har med denne metoden har kuttet arealbruk med 85%, vannforbruk med 90% og sprøytemiddelbruk med 100%.

 

Urteplanter dyrkes hydroponisk i fem etasjer hos BySpire i Oslo. Plantene står i svarte plastbakker som vann med oksygen og næring sirkulerer i.

 

Bildet over viser en del av det hydroponiske anlegget til BySpire. Her ser vi urteplanter som vokser under kunstig belysning på fem nivåer. Vannmengde, næringsinnhold, oksygen og PhH styres av elektronikk (ikke synlig på bildet), mens lyslister over plantene sørger for riktig sammensetning av lys det meste av døgnet. Planter trenger også «hviletid», i mitt eget Mars-eksperiment er lyset på 16 timer og av 8 timer. Fordi dyrkingen skjer uten jord og innendørs, har man svært få problemer med insekter og andre skadelige organismer.

 

Basilikum-planter under LED-belysning hos BySpire i Oslo

 

Det snodige fargeskjæret på basilikum-plantene på bildet over skyldes belysningen, som var en blanding av hvitt og rødt lys mens jeg var på besøk. Sammensetningen av lyset fra LED-lyslistene påvirker ikke bare hvor fort plantene vokser, men også hvordan de utvikler seg og mengden smaksstoffer. Det i sin tur kan brukes til å gi mer intens smak på krydderplanter, og under mitt besøk fikk jeg smake på planter som demonstrerte det til fulle: Den «ferske» oreganoen og basilikumen jeg har kjøpt i supermarkedet smaker blasst og vannaktig sammenlignet med Byspires produkter.

 

Øverst på siden ses et nærbilde av rotnettverket under en plastbakke hos BySpire. På bildet over ses en utvokst plante når den er fjernet fra plasten. Planten står i et næringsfritt vekstmedium, det trengs for at planten skal ha noe å feste seg i når den strekker seg oppover og nedover.

I skrivende stund er BySpire i en startfase, med ambisjoner om å utvide kundegrunnlaget og flytte til større dyrkingslokaler med tiden. Selv om hydroponisk dyrking ofte får kritikk for å være energiintensiv, er det åpenbart at metoden har potensial i et land med mye miljøvennlig strøm, lite sollys og sterk kulde store deler av året. Erfaring med hydroponisk vertikaldyrking i Norge har dessuten overføringsverdi til et annet sted med lite sollys og sterk kulde, nemlig Mars.

 

NASA-forskning på hydroponikk

Hydroponikk er som skreddersydd for romfart: Planter kan dyrkes i lukkede rom under  kontrollerte og sterile forhold, og med høy effektivitet. NASA har forsket på bruk av hydroponiske metoder i rommet i flere tiår, både ved å la røtter bade i næringsvæske og la planter gro i et sterilt medium. Flere eksperimenter er blitt fraktet opp til den Internasjonale romstasjonen, og har vist at det er mulig å dyrke spiselige matplanter som salat i vektløshet. Man har også sett på den psykologiske virkningen på astronauter som dyrker planter, og kommer ikke overraskende til at effekten er positiv!

 

Her undersøker plantefysiolog Ray Wheeler løk som dyrkes hydroponisk ved Kennedy Space Center. Plantene til venstre og høyre er henholdsvis salat og reddik (kilde: NASA)

Ved Kennedy-romsenteret er det også forsket på hydroponikk. Forskerne har blant annet sett på hvordan ulike planteslag kan vokse i samme anlegg uten å konkurrere om næring og lys, og uten å produsere giftstoffer for å bekjempe hverandre. Det har også vært gjort forsøk med å senke lufttrykket i drivhusene. Så lenge planter får nok CO2 tåler de at lufttrykket senkes en del (Mars-atmosfæren består av 96 % CO2, så denne ressursen er det rikelig av). Lavere trykk betyr at drivhuset kan bygges med tynnere vegger, det i sin tur innebærer at man kan frakte mindre vekt fra Jorda. Med tanke på at frakten kan koste tusener av dollar per kilo kan det fort bli lønnsomt.

 

Hydroponikk på Mars

Hydroponikk vil ha samme fordeler på Mars som ombord i den Internasjoanel romstasjonen, men med én viktig forskjell: På Mars finnes det tyngdekraft som gjør det lettere å få en jevn strøm av vann over planterøttene. I praksis vil en vertikalhage på Mars kunne bygges av jordisk utstyr. Den lavere gravitasjonen på Mars vil gjøre at vann renner langsommere, men det kan kompenseres med pumper og sensorer. Alternativet til å dyrke hydroponisk på Mars er forøvrig ikke konvensjonelt jordbruk. Å frakte jord fra Jorda blir ekstremt dyrt, og den inneholder dessuten altfor mange mikroorganismer som kan kontaminere et Mars-miljø som er beskyttet av FNs romtraktat.

Konsepttegning av en boligmodul med en hydroponisk hage på Mars. Slike anlegg kan finnes på planeten innen 15 år (kilde: NASA)

Maten som ikke dyrkes hydroponisk vil eventuelt bli dyrket i den lokale jorda eller regolitten, og som forsøkene i denne bloggen viser er det høyst realistisk. Den største utfordringen med å dyrke planter på Mars blir den høye bakgrunnsstrålingen. Mars har ikke noe ozonlag eller magnetfelt, så kraftig UV-stråling fra Sola og partikkelstråling fra Sola og galaksen bombarderer overflaten. Riktignok tåler planter stråling bedre enn mennesker, man behøver f.eks. ikke bekymre seg for at gulrøtter skal utvikle kreft.

Men vi vet likevel for lite om hvordan strålingen påvirker plantevekst, og om eventuelle langsiktige bivirkninger. Det er meget mulig at også drivhusene må beskyttes god mot stråling, kan hende vil det lønne seg å plassere marsianske vertikalhager inne i en av de mange hulene på planeten?

 

Eksterne pekere

Store Norske Leksikons artikkel om hydronikk
Wikipedia om hydrponikk (engelsk)
BySpires hjemmeside, med mer informasjon om teknologien
NASA: Growing Plants and Vegetables in a Space Garden
NASA Plant Researchers Explore Question of Deep-Space Food Crops
NASA: Expedition 44 Crew Members Sample Leafy Greens Grown on Space Station

 

 

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *