Vertikaaliviljelyä tutkitaan nyt laaja-alaisesti

Suljettua ja kontrolloitua tuotantoympäristöä LED-valoineen on kuvattu termeillä kasvuhuone tai kasvitehdas erotuksena auringonvaloa hyödyntävään kasvihuonetuotantoon. Lisäksi kasveja kasvatetaan toistensa päälle pinotuissa hyllyissä, mikä tehostaa tuotantoa pinta-alaa kohti. Tällöin puhutaan kerros- tai vertikaaliviljelystä. Yleisimmin käytössä on termi vertikaaliviljely, joka on käännös englannin kielen termistä ”vertical farming”.

Tämä tuotantotapa mahdollistaa laitosten sijoittamisen kaupunkialueille, lähelle kuluttajia tai ympäristöön, jossa esimerkiksi ilmasto-olosuhteet eivät mahdollista muunlaista tuotantotapaa. Kasvien kasvuun vaikuttavat tekijät voidaan pitää samanlaisina vuoden ympäri, joten satoa saadaan tasaisesti koko ajan.

Luonnonvarakeskus (Luke) on mukana hankkeissa, joissa kehitetään uuden tuotantotavan teknologiaa ja tutkitaan tuotannon mahdollisuuksia ja edellytyksiä. Teknologiaa ja automaatiota täytyy kehittää edelleen, jotta erilaisten kasvien tuotanto voi yleistyä kannattavasti ja kestävällä tavalla.

Tutkimusta rakennustekniikasta ja ympäristövaikutuksista

Business Finlandin rahoittama Aalto-yliopiston kaupallistamisprojekti Vacuum Insulation System (VIS) perustuu rakennustekniseen innovaatioon. Projektin tavoitteena on tuoda tätä teknologiaa hyödyntämällä markkinoille uudenlainen, nykyisiä lasikasvihuoneita energia- ja kustannustehokkaampi ratkaisu. Ensimmäinen koelaitos on pystytetty Luken Piikkiön tutkimusasemalle, ja ensimmäisistä kasvatuskokeista saadaan tuloksia kesän 2021 aikana.

Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksen rahoittaman Kajaanin kaupungin ja Luken Vertikaalipilotti-yhteishankkeen tavoitteena on monipuolistaa Pohjois-Suomen puutarhakasvien tuotantoa ulkoisista olosuhteista riippumattomalla tuotantotavalla. Erityisesti selvitetään marjojen ja vihannesten taimien tuotannon edellytyksiä ja mahdollisuuksia. Ulkomaisten taimien käyttö on ongelmallista, koska niiden mukana kulkeutuu usein taudinaiheuttajia, esimerkiksi mansikan puna- ja tyvimätää.

Maa- ja metsätalousministeriön rahoittamassa (Makera) PuutarhaLCA -hankkeessa (Life Cycle Assessment) on tarkoitus määrittää kehittyvän puutarhatuotannon ympäristövaikutuksia. Marjanviljelyä on avomaan lisäksi yhä enemmän tunneleissa, ja salaatteja ja yrttejä tuotetaan kasvihuoneiden lisäksi vertikaaliviljelyssä. Hiilijalanjäljen lisäksi tuotantotapojen vertailussa huomioidaan muun muassa vesi- ja ravinnejalanjäljet, maankäytön vaikutukset ja uusiutumattomien raaka-aineiden käyttö.

Joustoa ruuantuotantoon horisontaalisella vertikaaliviljelyllä

Kaupalliset vertikaaliviljely-yritykset kasvattavat lähes yksinomaan salaatteja ja yrttejä. Teknologiaa kehittämällä ja erilaisilla skenaarioanalyyseillä pyritään vastaamaan kysymykseen, miten ja millä edellytyksillä voitaisiin ottaa seuraava askel?

Toistaiseksi markkinoilla ei vielä ole tarjolla ratkaisuja, jotka mahdollistaisivat korkeiden tuotantokasvien, kuten kurkun tai papujen kustannustehokkaan kasvattamisen. Luke on saanut Business Finlandilta rahoituksen korkeiden tuotantokasvien vertikaaliviljelyn konseptin kehittämiseen. Uusi tuotantomenetelmä mahdollistaa horisontaalisen vertikaaliviljelyn, jossa kurkkukasvit ohjataan kasvamaan vaakasuunnassa niin, että kerroksia voi kasata päällekkäin.

Ruuantuotannon turvaaminen ja kriisitilanteisiin varautuminen ovat muun muassa ilmastonmuutoksen ja koronapandemian vuoksi yhteiskunnan keskeisiä haasteita. Luken ja Aalto-yliopiston yhteishanke Kohti resilientimpää ruokajärjestelmää epävarmuuksien edessä tuottaa uusia ratkaisuja ja suosituksia ruokaturvan parantamiseksi. Yhtenä osana työtä pyritään skenaarioanalyysien avulla vastaamaan kysymykseen, missä ja miten vertikaaliviljely voisi olla osa kestävää ja joustavaa ruuantuotantoa. Hanketta rahoittaa Suomen Akatemia.

Samantyyppisten kysymysten äärellä ollaan Maa- ja metsätalousministeriön rahoittamassa Ruokaa ilman peltoja -hankkeessa (Hiilestä kiinni -tutkimus- ja innovaatio-ohjelma), mutta tavoitteet liittyvät kiinteästi Suomen hiilineutraaliustavoitteiden saavuttamiseen maankäytön muutoksilla.

Miten ruokaa sitten voi tuottaa ilman peltoja? Solumaatalous ei ole vain avaruusmatkateknologiaa, vaan konkreettista tutkimusta mikrobien ja kasvisolujen hyödyntämiseksi rehun ja ruuan tuotannossa. Vertikaaliteknologioiden mahdollisuuksia tutkitaan vihannesten ja proteiinipitoisempien viljelykasvien kasvattamisessa.

Kaikki edellä kuvatut hankkeet ovat Vacuum Insulation System –hanketta lukuun ottamatta alkaneet viimeisen vuoden aikana. Tuloksia tullaan esittelemään seminaareissa ja julkaisusarjoissa projektien edistyessä.