Det här är inledningen till en serie artiklar om odling av växter i artificiellt ljus. Jag kommer att uppdatera artikeln ett antal gånger med nytt meterial då något börjar växa.
För ett antal år sedan byggde jag ett helt slutet växthus med artificiell belysning (lampor/lysrör) och en enkel form av automatisk bevattning. Erfarenheterna av det slutna växthuset var mycket blandade. Växterna växte till en början snabbt men efter en tid förtvinade de och någon skörd gick inte att få. Jag antog att problemet var belysningen, det är välkänt att lysrör inte har en optimal spektralfördelning för gröna växters fotosyntes. Senare har jag kommit fram till att det utöver fel typ av belysning antagligen blev brist på koldixid i den i huvudsak slutna lådan. Växterna svalt antagligen ihjäl…
Jag hittade intressanta LED lampor avsedda för belysning av växter på eBay. Jag skaffade två stycken och tanken är nu att använda en av dessa 100W lampor som huvudsaklig belysning för Sallad och Basilica. Lamporna är spektralt optimerade så att ljuset består av röda och blå komponenter. Det eventuella problemet med koldioxidhalten i luften blir inget problem eftersom ”växthuset” inte är slutet … det bör finnas tillräckligt koldioxid i huset.
Att odla mat i rymden
Bakgrunden till experimentet med det slutna växthuset var att testa hur stora skördar det skulle gå att ta ut vid optimal odling. Information på nätet antyder att mängderna man kan odla fram på en liten yta är mycket stora.
En källa anger http://aggie-horticulture.tamu.edu/greenhouse/hydroponics/economics.html att en växtyta som antas vara 0.12 m² kan ge en skörd på mellan 13 och 23 kg. Detta betyder att man under optimala förhållanden borde kunna producera ca. 190 kg/m². Om vi överför dessa mängder producerade grönsaker till behovet av mat per person under en lång rymdflygning så kommer det i bästa fall att behövas ca. 3.5 m² växtyta per person. För att vara på den säkra sidan brukar man fördubbla behovet av växtyta vilket då ger 7 m²/person.
Förutom att växterna producerar mat så kommer de också att omvandla CO2 till mat och till syre som besättningen kan andas. En person andas ut ca. 1 kg CO2/dag. Det är mycket sannolikt att den växtyta som förser människorna med mat inte räcker till för att avlägsna all koldioxid även om man tillåter högre koldioxidhalter än på jorden.
Körning #1
Start : 18.8.2013 kl. 23:29
Gröda: Huvudsallad (Lactuca Sativa Capitata)
Enligt fröpåsen är groningstiden ca. 12 dagar.
Fig. 1 Tre utrymmen fyllda. Ingen verklig växtbelysning används ännu. Belysningen är vit LED-lampa. Jag lägger till växtbelysning då fröna klart har grott.
Redan efter en dag började man kunna urskilja rötter som sökte sig ut ur frön. Jag beslöt att fotografera några frön på morgonen ett och ett halvt dygn senare.
Fig. 2 Den 20.8. på morgonen tog jag följande bild av tydligt groende frön. Uppskattningen på fröpåsen verkar kanske en aning pessimistisk (12 dagar). På bilden syns två frön som gror.
Odling i ett slutet system, varför?
Man har länge visat på jordens ökande befolkning som ett mycket stort problem. Trots alla domedagsprofeter så har ökningen i jordens matproduktion hållit samma takt som folkökningen. Egentligen är situationen antagligen den att produktionen har ökat snabbare än befolkningen eftersom det finns så mycket extra växtmaterial att man kan använda ett överskott till att mata djur för köttproduktion.
Ovanstående rymdexperiment som man bedrivit under rätt lång tid både i USA och i Ryssland visar entydigt att det går att föda en person på en yta av ca. 7 m² och då med en rejäl säkerhetsmarginal. Om man kan föda en person i rymden med 7 m² odlingsyta så är det självklart att detsamma går att göra på jorden. Matodling t.ex. på hustak i storstäder blir allt vanligare och mängderna man kan producera är förvånande stora. Man kan dock i nordligt klimat gå ännu ett steg längre. Vi vet att vi under vinterhalvåret får så lite ljus att det växer dåligt. Lösningen på detta är naturligtvis att vi använder konstgjord belysning. Blir då inte belysningen fruktansvärt dyr?
Då man analyserar energibehovet i en typisk lägenhet, eller en villa, under vintern ser man att man behöver flera kilowatt uppvärmningseffekt då det är kallt ute. En stor del av denna effekt kunde man dock få som en sidoprodukt från växtodling. En vanlig glödlampa ger ut kanske 5% av den inmatade effekten i form av ljus. LED-lampor är 4 – 5 ggr effektivare men detta betyder fortfarande att kanske 70 – 75% av den inmatade effekten kommer ut i form av värme. Varför inte då kombinera dessa behov?
Antag att vi har ett miniatyrväxthus i en bokhylla med en växtyta på 3 m² och optimerad ledbelysning med effekten 600 W. Om denna effekt räcker till för att ge grödan tillräckligt med ljus så betyder det samtidigt att ca. 420 W av den inmatade effekten kommer ut i form av värme … vi kan alltså dra ner på övrig uppvärmning i motsvarande grad.
Priset på 0.6 kW effekt under ett års tid kan beräknas på följande sätt:
Energimängden är 0.6 kW*24*365 = 5256 kWh
Om elpriset inklusive skatter och överföringsavgifter är 12 c/kWh så kommer ovanstående energimängd att kosta ungefär 630 Euro.
Ett välfungerande växthus bör kunna ge ut ca. 450 kg i form av grönsaker per år vilket betyder att kilopriset blir ungefär 1.4 Euro/kg. Man bör dock komma ihåg att hela uppvärmningseffekten fortfarande skulle ha behövts i vilket fall som helst. Man borde då kanske se på förtjänsten som mängden gröda i kg gånger minutpriset på grönsaker i butiken … värdet på de odlade grödorna stiger då lätt till kanske 1000 Euro/år eller mera(!) … beroende av vad man odlar.
Exemplet visar att det antagligen är möjligt att i en vanlig bostad odla en stor del av all den mat familjen behöver under förutsättning att det finns tillgång till billig elenergi. Observera också att tekniken finns att odla utan mylla d.v.s. man använder näringslösning direkt.
Larsil2009's Blog 