Automatisierter Anbau einer Wasserpflanze als Lösung für die Landwirtschaft

In der heutigen Landwirtschaft gibt es zahlreiche Herausforderungen. Landwirte und Landwirtinnen müssen sich um die Stabilität der Lieferketten ebenso sorgen, wie sie Nährstoffe und Abfälle effizient managen müssen. Die größte Priorität liegt darauf, trotz sich wandelnder Marktbedingungen und wachsender Unsicherheiten profitabel zu bleiben. Genau hier setzt das Start-up Fyto an, das vom ehemaligen MIT-Mitarbeiter Jason Prapas gegründet wurde. Mit einem hochautomatisierten Anbausystem bietet Fyto eine innovative Lösung, die gleich mehrere drängende Probleme der Landwirte auf einmal lösen möchte. Im Mittelpunkt steht dabei eine kleine Wasserpflanze mit Namen Lemna, die auch als Wasserlinsen bekannt ist.

Ohne Biomasse wird die Energiewende teuer

Lemna mag zunächst unscheinbar wirken – oft sieht man die Pflanze als dicke grüne Matten auf der Oberfläche von Teichen und Sümpfen. Doch Lemna hat es wahrlich in sich: Sie ist nicht nur besonders reich an Proteinen, sondern kann ihre Biomasse innerhalb von nur zwei Tagen verdoppeln. Das Start-up Fyto hat diese besonderen Eigenschaften erkannt und ein automatisiertes Anbausystem entwickelt, das stickstoffhaltiges Abwasser von Milchviehbetrieben nutzt, um Lemna in flachen Becken auf ansonsten weniger ertragreichen Ackerflächen zu kultivieren. Auf diesen Becken hat das Unternehmen riesige Agrarroboter installiert, die laut eigenen Angaben die größten weltweit sind. Sie überwachen die Pflanzengesundheit und ernten die Lemna auf nachhaltige Weise.

Minimaler Aufwand, maximale Unterstützung für Landwirte

Warum Fyto auf ein automatisiertes System dabei setzt? Den Forschenden ging es vor allem darum, ein möglichst effizientes Konzept zu erarbeiten. Mit ihrer Lösung wollen sie einerseits die Ressourcen Land, Wasser und Arbeitskräfte auf ein Minimum beschränken, und andererseits ein möglichst nachhaltiges und profitables Lebensmittelsystem kreieren. Jason Prapas, ehemaliger MIT-Mitarbeiter, erläutert: „Wir haben ein Robotersystem von Grund auf entwickelt, das das Rätselraten beim Anbau dieser Pflanze überflüssig macht. Es beobachtet die Pflanzen täglich, erfasst die Menge und errechnet, wie viel geerntet werden muss, um ein gesundes Wachstum am nächsten Tag zu gewährleisten. Außerdem erkennt es Farbabweichungen oder Nährstoffmängel und kann auf Basis all dieser Daten verschiedene Maßnahmen vorschlagen.“

Prapas‘ Weg zu Fyto begann nach seinem Collegeabschluss bei einem MIT-Spin-off namens Green Fuel, das Algen zur Biokraftstoffherstellung erntete. Nach seiner Rückkehr ans MIT für einen Master- und Doktortitel in Maschinenbau blieb er weiterhin in der Start-up-Szene aktiv. Für ihn hat die Landwirtschaft eine große Bedeutung, zumal sie für viele Menschen Teil des Alltags sind. Doch damit einher gehe eben auch ein großer Wasser- und Energieverbrauch sowie der Bedarf an Arbeitskräften, die bereit sind, diese körperlich schwere Arbeit zu leisten. Für ihn war es deshalb ebenso wichtig, eine Lösung zu finden, um diese schweren Tätigkeiten einfacher zu gestalten.

Vom eigenen Garten auf den Acker zur Unterstützung der Landwirte

Prapas‘ besuchte unzählige Bauernhöfe weltweit. Ihm fiel auf, dass es kaum gute Alternativen für Tierfutter und Dünger gibt. Bei beiden handelt es sich um Basisstoffe, ohne die ein landwirtschaftlicher Betrieb nicht arbeiten kann. Anfangs testete Prapas seine Idee im eigenen Garten, wo er in Kinderplanschbecken Wasserpflanzen als Dünger für Gemüse anbaute. Dabei stand er rasch vor der Schwierigkeit, dass er mit seiner Herangehensweise Menschen im großen Maßstab im Anbau und in der Ernte von Lemna schulen müsste. So entstand die Idee der Automatisierung.

Lemna kann pro Hektar deutlich mehr Protein produzieren als Soja, eine weitere häufige Proteinquelle in der Landwirtschaft. Allerdings benötigt Lemna viel Stickstoff zum Wachsen. Glücklicherweise verfügen viele Landwirte, insbesondere große Milchviehbetriebe über nährstoffreiche Abwässer, die beim Auswaschen von Kuhdung anfallen und als ideale Stickstoffquelle dienen. Die Fyto-Systeme sind inzwischen im Rahmen von Pilotprojekten auf landwirtschaftlichen Betrieben getestet worden. In Europa ist Lemna bereits zugelassen, auf die Freigabe für die Verwendung in Kalifornien wartet Fyto aktuell noch. Zudem hat Fyto eine Düngemittellizenz für seinen pflanzlichen Dünger erhalten, der in ersten Versuchen vielversprechende Ergebnisse gezeigt hat. Neue Düngemittelprodukte sollen noch in diesem Jahr auf den Markt kommen.