Kerrosviljelmällä kasvit kulkevat kuljettimilla. LED-valojen väri on violettiin vivahtava. Käytössä ovat vain kasvien tarvitsemat aallonpituudet, kertoo yrittäjä Robert Jordas (takana). Kuva: Robbes Lilla Trädgård
Valmistus- ja lisäaineet & TuotekehitysHeikki Manner

Kerrosviljely laajenee Lapinjärvellä

Kuutostiellä Lapinjärven kohdalla Itä-Uudellamaalla pilvistä heijastuu pimeällä kellertävää valoa metsän takaa. Lähemmäksi ajettaessa näky paljastuu isoksi kasvihuoneeksi pellon keskellä. Huomio kiinnittyy myös kasvihuoneen sivuilla oleviin ikkunattomiin rakennuksiin. Kerrosviljelyn ansiosta ne tuottavat satoa moninkertaisesti verrattuna perinteiseen kasvihuoneeseen.

Yrittäjä Robert Jordas perusti Robbes Lilla Trädgårdin vuonna 2002. Aluksi viljeltiin herneenversoja ja yrttejä Siviilipalveluskeskukselta vuokratuissa kasvihuoneissa ja vanhassa pakkaushallissa Lapinjärven kylän läheisyydessä. Muutaman vuoden jälkeen vajaan kymmenen kilometrin päässä Lindkoskella olevalle kotitilalle rakennettiin ensimmäinen kasvihuone ja hakkeella toimiva lämpökeskus.

Kasvihuoneessa alettiin viljellä myös salaattia. Viljelypinta-alaa lisättiin vuonna 2012, ja uusittiin lämpökeskuksen kattila. Vuonna 2016 rakennettiin ensimmäinen kerrosviljelmä yrttien, lähinnä timjamin tuotantoon.

− Minulla ei ole puutarha-alan koulutusta, joten suunnittelimme jo vuokratiloissa toimiessamme kasvatushallia, jossa kasvit olisivat olleet useammassa kerroksessa. Valaistus- ja muu tekniikka eivät kuitenkaan tuolloin olleet vielä riittävän kehittyneitä, ja idea jäi silloin toteuttamatta, kertoo Robert Jordas, joka on valmistunut teatterikorkeakoulusta näyttelijäksi.

Aluksi rakennettiin pohjapinta-alaltaan 150 neliömetrin ja viljelypinta-alaltaan 500 neliömetrin ”koehuone”, jossa opittiin kerrosviljelyn niksit, kuten kasvatusolojen säätö. Nyt rakennetaan toista kerrosviljelmää, jossa lattiapinta-ala on 1 000 neliömetriä ja viljelyalaa nelinkertaisesti.

Tuotannon laajentaminen aloitetaan tänä vuonna. Koko yrityksen tuotanto kaksinkertaistuu laajennuksen myötä. Investoinnin suuruus on kaksi miljoonaa euroa. Rahoittajana on mukana Fujitsu, joka toimittaa tiedonkeruujärjestelmän ohjelmistot. Sen tuottamaa ”big dataa” käytetään viljelyn säädössä. Varsinainen tekniikka ja laitteet, kuten kuljettimet ja valaistusjärjestelmä ovat suomalaisia.

Tehokasta viljelyä

Muutaman vuoden takaisen Kauppapuutarhatilaston mukaan Suomessa tuotettiin noin 30 miljoonaa ruukkua yrttejä: viisi kertaa niin paljon kuin vuonna 1995. Kulutus kasvaa edelleen. Robbes tuottaa vuodessa yli neljä miljoonaa yrttiruukkua. Lisäksi kasvatetaan salaattia ja edelleen herneenversoja.

Versoihin tarvittavat herneet tuotetaan omalla pellolla, jota on liki 200 hehtaaria. Tuotanto on tavanomaista, luomua ei ole vakavasti harkittu kasvatukseen liittyvän epävarmuuden vuoksi. Tuholaistorjunta tehdään biologisesti. Suurin osa tuotannosta myydään Uudellemaalle, mutta Robbesin yrttejä löytyy myös pohjoisimmasta Suomesta ja Tukholmasta, jonne viedään viisi prosenttia tuotannosta. Vientiä edesauttaa Robert Jordaksen äidinkieli, ruotsi.

Kerrosviljelyhuoneessa kuljetinrata kiertää neljässä kerroksessa. Valo ja lämpö saadaan LED -valaisimista, ilman kosteutta ja lämpötilaa säädellään pisaraverholla. Ilmaan lisättävä hiilidioksidi ostetaan toistaiseksi ulkopuolelta, mutta sekin on mahdollista tuottaa itse esimerkiksi biokaasusta.

Kerrosviljelyn investointikustannukset ovat tavanomaista viljelyä suuremmat, mutta tuotanto on noin 40 prosenttia tehokkaampaa: yrtit kasvavat myyntikuntoon viidenneksen lyhyemmässä ajassa, ja energian tarve on pienempi.

Omien maistelujen ja asiakkailta saadun palautteen mukaan yrttien maku on todettu voimakkaammaksi, mutta varsinaisia aromiainemittauksia niistä ei ole tehty. Kylvö ja sadonkorjuu tehdään viitenä päivänä viikossa. Koeviljelmän kokemukset ja tieto olivat hyvä lähtökohta laajennuksen suunnittelulle.

Tulevaisuudessa täsmätuotteita

Robert Jordas näkee kerrosviljelyn tulevaisuuden tuotantomuotona, joka voidaan myös viedä kuluttajan lähelle, vaikkapa keskelle kaupunkia tavaratalon katolle. Salaatit ja yrtit ovat kevyitä, mutta vievät paljon tilaa kuljetuksessa. Rahtikustannuksia on mahdollista pienentää tuottamalla ne kulutuksen lähellä.

− Jos energian hinta nousee paljon, tällainen viljelytapa yleistyy varmasti, sanoo Robert Jordas.

Rakennusten, esimerkiksi kaupan poistoilman lämpö ja hiilidioksidi voidaan hyödyntää. Kerrosviljelyssä tuotantorakennukset eivät tarvitse alleen paljon kallista tonttimaata, tai viljelyssä voidaan hyödyntää käytöstä poistettuja rakennuksia, kuten teollisuushalleja.

Automaatiotekniikan ja säätöjärjestelmien yhä kehittyessä kasvatuksesta saadaan entistä tarkempaa ja voidaan viljellä täsmätuotteita eri tarkoituksiin. Yksi viljelyn muoto voi olla esikasvatus kauempana keskusyksikössä melkein valmiiksi ja muutaman päivän tai yhden viikon loppukasvatus myyntipaikassa. Kuluttaja saa silloin salaatit ja yrtit aina tuoreina.

Uusvanha keksintö

Kerrosviljelyssä (vertical farming) kasveja kasvatetaan monikerroksisissa, keinovalolla valaistuissa viljelmissä, joissa viljelyolot säädetään automatiikalla. Se ei ole uusi keksintö. Tunnetuin antiikin seitsemästä ihmeestä oli Semiramiin riippuvat puutarhat, jotka eri lähteiden mukaan sijaitsivat joko Babyloniassa (nykyisessä Irakissa) tai Ninivessä. Nykyajan ensimmäinen maininta kerrosviljelystä on Life -lehdessä, joka julkaisi vuonna 1909 artikkelin korkeista ruokaa tuottavista rakennuksista.

Termiä ”vertical farming” käytti ensin amerikkalainen professori Gilbert Ellis Bailey vuonna 1915 teoksessaan Vertical Farming, jolla tosin oli hieman eri merkitys kuin nykyään. Bailey näki kasvien elämän ”pystysuorana” juurineen ja maanpäällisine varsineen. Sveitsiläinen arkkitehti Le Corbusier ehdotti 1920-luvulla vertikaaliviljelyä suunnitelmassaan ”Immeubles-Villas”. Armeniassa oli 1950-luvulla riippuvien puutarhojen kuvauksia muistuttavia ”hydroponisia kerrostaloja” viljelykäytössä. Wienin kansainvälisessä puutarhanäyttelyssä 1964 olikin esillä korkea lasinen viljelytorni.

Japanilainen arkkitehti Ken Yeang on tunnetuimpia kerrosviljelyn puolestapuhujia. Hän ehdotti teoksessaan Eco Skyscrapers reilu 30 vuotta sitten ruokaa tuottavia pilvenpiirtäjiä, joissa myös asuttaisiin.

Ekologi, mikrobiologian ja ympäristöterveyden professori Dickson Despommiers Columbian yliopistosta New Yorkista lasketutti 1990-luvulla oppilaillaan Manhattanin asukkaiden ruuan tuotantoon tarvittavaa pinta-alaa ja päätyi puhumaan kerrosviljelyn puolesta. Hänen mukaansa kasvavalle ihmiskunnalle ei tarvitse raivata lisää peltoja ruuan tuotantoon vielä 2050-luvullakaan, jos se tehdään oikein suunnitellulla kerrosviljelyllä.

Tekniikka ja talous tasapainossa

Kerrosviljely soveltuu parhaiten lehtivihannesten, kuten yrttien ja salaattien tuotantoon, mutta hollantilaiset kasvattavat tekniikalla myös tulppaaneja. Sen ydinasiat ovat valaistus ja kuljetinjärjestelmä. Vasta LED -valojen kehittyminen on mahdollistanut kerrosviljelyn.

Kerrosviljelyssä kasvit liikkuvat kuljettimilla eteenpäin ja kerroksesta toiseen. Vesijäähdytteisten LED -lamppujen valo sisältää vain niitä aallonpituuksia, joita kasvit tarvitsevat. Lämpö otetaan vedestä talteen lämpöpumpulla. Ilman kosteutta säädetään pisaraverhoilla, jotka myös jäähdyttävät viljelmän ilmaa.

LED -valojen energiankulutus on perinteistä kasvihuonevalaistusta pienempi. Uuden viljelytilan rakennuskustannus on perinteistä kasvihuonetta korkeampi, mutta voi olla myös pienempi, jos hyödynnetään vanhoja rakennuksia tai rakennetaan esimerkiksi olemassa olevan rakennuksen katolle. Uusien viljelmien seinämateriaali on tavallisesti polyuretaanieristetty kylmäelementti, paksuus vaihtelee eristystarpeen mukaan.

Kasvualustat voivat molemmissa viljelytavoissa olla samoja, tai voidaan käyttää vesiviljelyä. Kerrosviljelyssä esimerkiksi turvealusta annostellaan ja siemenet kylvetään koneellisesti ruukkuihin. Hyvin eristetyssä kasvatushallissa LED -valojen tuottama lämpö riittää viljelytilan lämmitykseen myös talviaikaan.

Kasvien kehitys nopeutuu kerrosviljelmässä, kun ilmaan lisätään hiilidioksidia. Kaupunkiviljelyssä voidaan hyödyntää esimerkiksi tavaratalon poistoilman hiilidioksidia. Riittävän suuren viljelmän kasvi-, kasvualusta- ja vesijäte voidaan käsitellä bioreaktorissa, ja tuottaa viljelmälle hiilidioksidin lisäksi sähköä ja lämpöä. Viljelmän lämpötila, ilman kosteus, hiilidioksidipitoisuus ja valaistus säädetään automatiikalla.

Ympäristöä säästävää tuotantoa

Kerrosviljelmässä valaistus on koko ajan optimaalinen riippumatta vuorokauden- tai vuodenajasta. Valaistuksessa on vain niitä aallonpituuksia, joita kasvit kasvaessaan tarvitsevat, kasvua hidastavia haitallisia aallonpituuksia ei ole.

Kasvien kasvuolosuhteet voidaan säätää perinteistä viljelyä tarkemmin. Kun kasvuolosuhteet ovat koko ajan optimaaliset, tuotteiden laatu paranee. Yrtit voivat olla voimakkaamman makuisia.

Ikkunattomat kerrosviljelmät eivät tuota ympäristöön valosaastetta. Suljettu vedenkiertojärjestelmä säästää vettä ja estää ravinnepäästöt maaperään ja pohjaveteen. Kasvitautien torjunta on helpompaa kuin suurilla avoviljelmillä, ja tuholaiset voidaan pitää kurissa biologisesti kuten perinteisilläkin viljelmillä.

Viljelmän alle jäävä maapinta-ala on kerrosviljelyssä tavanomaista pienempi, viljelmä voi olla vaikkapa pilvenpiirtäjän korkuinen. Liikenne vähenee, jos tuotanto on siellä, missä kuluttajatkin.

Ilmaston muuttuessa ruuan tuotanto vaikeutuu. Suomessa viime vuonna nähty kato voi olla alkusoittoa katovuosien ketjulle, vaikka tähänastinen tilastollinen todennäköisyys ei sitä tuekaan. Sääolosuhteista riippumaton, peltopinta-alaa säästävä ja tehokas tuotanto on yksi ratkaisu. Viljelytekniikan kehittyminen, kasvien fotosynteesin parempi tuntemus ja luonnonvarojen niukkeneminen tulevat lisäämään kerrosviljelyn käyttöä.

Lähteitä:
• fujitsu.com
• Despommier. 2010. The vertical farm: feeding the world in the 21st century
• https://en.wikipedia.org/wiki/Vertical_farming