Crecen en el espacio: cómo las granjas verticales podrían estar listas para despegar

El estudio interdisciplinario que combina biología e ingeniería establece los pasos para acelerar el crecimiento de esta rama de la agricultura de precisión, incluido el uso de aeroponía que utiliza aerosoles enriquecidos con nutrientes en lugar del suelo.

Realizado por el Centro John Innes, la Universidad de Bristol y el proveedor de tecnología aeropónica LettUs Grow, el estudio identifica futuras áreas de investigación necesarias para acelerar el crecimiento sostenible de la agricultura vertical utilizando sistemas aeropónicos.

El Dr. Antony Dodd, líder del grupo en el Centro John Innes y autor principal del estudio, dice: «Al aportar conocimientos biológicos fundamentales en el contexto de la física de las plantas en crecimiento en un aerosol, podemos ayudar a que el negocio de la agricultura vertical se vuelva más productivo más rápido, mientras que produce alimentos más saludables con menos impacto ambiental «.

Jack Farmer, director científico de LettUs Grow y uno de los autores del estudio, agrega: «El cambio climático solo aumentará la demanda de esta tecnología. Es probable que los cambios proyectados en los patrones climáticos regionales y la disponibilidad de agua afecten pronto la productividad agrícola». «La agricultura vertical ofrece la capacidad de producir cultivos nutritivos de alto valor de manera resistente al clima durante todo el año, lo que demuestra un flujo de ingresos confiable para los productores».

La agricultura vertical es un tipo de agricultura de interior donde los cultivos se cultivan en sistemas apilados con agua, iluminación y fuentes de nutrientes cuidadosamente controladas.

Es parte de un sector en rápido crecimiento respaldado por inteligencia artificial en el que se enseña a las máquinas a gestionar las tareas hortícolas diarias. Se espera que la industria crezca anualmente en un 21% para 2025 según un pronóstico comercial (Grand View Research, 2019).

Los beneficios ecológicos incluyen un mejor uso del espacio porque las granjas verticales se pueden ubicar en ubicaciones urbanas, menos millas de alimentos, aislamiento de patógenos, reducción de la degradación del suelo y la recuperación y reciclaje de nutrientes y agua.

Las granjas verticales también permiten la consistencia del producto, la estabilización de los precios y el cultivo en latitudes incompatibles con ciertos cultivos como el desierto o el ártico.

«Los sistemas verticales nos permiten extender el rango de latitud en el que se pueden cultivar los cultivos en el planeta, desde los desiertos de Dubai hasta los días de invierno de 4 horas de Islandia. De hecho, si estuvieras cultivando en Marte, necesitarías usar este tipo de tecnología porque no hay suelo «, dice el Dr. Dodd.

El estudio, que aparece en la revista New Phytologist , presenta siete pasos: áreas estratégicas de futuras investigaciones necesarias para apuntalar una mayor productividad y sostenibilidad de las granjas verticales aeropónicas.

Estos buscan entender:

Por qué el cultivo aeropónico puede ser más productivo que el cultivo hidropónico o del suelo.

La relación entre el cultivo aeropónico y los ritmos circadianos de plantas de 24 horas.

Desarrollo de raíces de una variedad de cultivos en condiciones aeropónicas.

La relación entre el tamaño de las gotas de aerosol y la deposición y el rendimiento de la planta.

Cómo podemos establecer marcos para comparar tecnologías agrícolas verticales para una variedad de cultivos.

Cómo los métodos aeropónicos afectan las interacciones microbianas con las raíces de las plantas .

La naturaleza del reciclaje de los exudados de las raíces (fluidos secretados por las raíces de las plantas) dentro de las soluciones de nutrientes de los sistemas aeropónicos cerrados.

El informe argumenta que un impulsor de la innovación tecnológica en las granjas verticales está minimizando los costos de operación mientras maximiza la productividad, y que la inversión en investigación biológica fundamental tiene un papel importante.

El área de investigación del Dr. Dodd cubre los ritmos circadianos, relojes biológicos que alinean la fisiología de las plantas y los procesos moleculares con el ciclo diario de la luz y la oscuridad. Recientemente completó una beca de la Royal Society Industry de un año con LettUs Grow.

Esto implicó combinar la experiencia del Dr. Dodd en ritmos circadianos y fisiología de las plantas con el trabajo del equipo de biólogos e ingenieros de LettU Grow para diseñar regímenes óptimos de cultivo aeropónico. Esta es un área clave de investigación ya que estos temporizadores moleculares internos funcionarán de manera diferente en granjas verticales.

Las plataformas aeropónicas a menudo se utilizan para cultivar cultivos de alto valor como ensaladas, pak choi, hierbas, pequeños cultivos de brassica, brotes de guisantes y brotes de frijol. LettUs Grow también está trabajando en regímenes de crecimiento para fructificación y enraizamiento de cultivos como fresas y zanahorias, así como en la propagación aeropónica de árboles para frutales y silvicultura.

Los investigadores del Centro John Innes han creado una línea de brócoli adaptada para cultivar en interiores para un gran supermercado y uno de los objetivos de la investigación será probar cómo podemos ajustar genéticamente más cultivos para crecer en el espacio controlado de las granjas verticales.

Bethany Eldridge, investigadora de la Universidad de Bristol que estudia las interacciones entre las raíces y el medio ambiente y la primera autora del estudio, agrega: «Dado que se informa que el 80% de las tierras agrícolas en todo el mundo tienen erosión moderada o severa, la capacidad de cultivar en un sistema sin suelo con fertilizantes y pesticidas mínimos es ventajoso porque proporciona una oportunidad para crecer los cultivos en las zonas con erosión del suelo u otros problemas ambientales como la proliferación de algas en cuerpos de agua locales que pueden haber sido impulsados por medios tradicionales, basados en el suelo, la agricultura «.

Lilly Manzoni, Jefa de Investigación y Desarrollo de LettUs Grow y una de las autoras del estudio, dice: «Este documento es único porque es más amplio que un documento típico de investigación de plantas, combina la experiencia de ingenieros, científicos de aerosoles, biólogos de plantas y horticultores . Lo maravilloso de la agricultura de ambiente controlado y la aeroponía es que es verdaderamente interdisciplinario. (https://mundoagropecuario.com/)

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