Reis soll in den Himmel wachsen

Reis und Weizen in Hochhäusern in der Stadt, Wälder anstelle von Reis- und Weizenfeldern – so könnte die Zukunft der Landwirtschaft aussehen. Damit soll sowohl die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung sichergestellt als auch der Kohlendioxidgehalt in der Luft verringert werden. Die ersten Prototypen der „vertikalen Landwirtschaft“ könnten bald in Stuttgart, in den USA und in Abu Dhabi entstehen.

New York könnte bald zu einem Bauerndorf werden – ohne seinen Charakter als Weltstadt zu verlieren. Das jedenfalls hofft Dickson Despommier, Professor an der Mailman-Schule für Gesundheitswesen der Columbia Universität in New York. Der Mikrobiologe schlägt eine Revolution in der Landwirtschaft vor. Statt dass sie sich jetzt in der Fläche ausbreitet, soll sie in die Höhe wachsen, sagt der 1940 in New Orleans geborene Wissenschaftler. „Warum sollen wir in Hochhäusern leben, aber nicht in Hochhäusern Landwirtschaft betreiben können?“, fragte er an einem Vortrag an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Wädenswil.

Bio aus dem Hochhaus

Despommier denkt an Gebäude, die wie übereinander gestapelte Gewächshäuser funktionieren. In den verschiedenen Stockwerken könnten je nach Bedarf verschiedene Pflanzen angebaut werden, von Erdbeeren über Gemüse hin zu Reis und Weizen. Dabei würden die bisherigen Erfahrungen der Gewächshauskulturen genutzt: Erdbeeren etwa müssten ihre Wurzeln nicht zwingend in Erdreich einbringen; sie können Wasser und Nährstoffe auch aus der entsprechend bestäubten Luft ziehen. In solchen Gewächshäusern, die von der Aussenwelt abgeschlossen wären, hätten die Landwirte eine fast völlige Kontrolle über den Kreislauf. Wasser könnte wiederverwertet, Grünabfälle zur Energiegewinnung herangezogen werden. Krankheiten und Unkraut würden ausgeschlossen, erwartet Despommier. Damit entfiele der Einsatz von Unkrautvertilgungsmitteln und von Pestiziden. Es würde also biologisch produziert. Despommier erwartet eine mindestens doppelte Effizienz und eine entsprechend hohe Rentabilität. Denn in der herkömmlichen Landwirtschaft selbst in den USA ginge die Hälfte der Produktion auf dem Feld und auf dem Weg zu den Tellern verloren. Zudem entfielen Umwelteinflüsse wie Unwetter, Wetterschwankungen und Krankheiten. Zudem könnte das ganze Jahr lang produziert werden, und zwar dort, wo die Nahrungsmittel gebraucht werden: in den Städten.

Wald soll Kohlendioxid binden

Die wichtigste Wirkung dieser „vertikalen Landwirtschaft“ sieht Despommier da, wo sie gar nicht stattfindet: auf den freiwerdenden Flächen draussen auf dem Land. Diese nicht mehr benötigten Flächen sollten systematisch mit Wald bepflanzt werden. Dieser binde Kohlendioxid und senke dessen Gehalt in der Luft. Allein der Wald, der sich einst vor der europäischen Besiedlung zwischen dem Atlantik und dem Mississippi erstreckt habe, habe mehr Kohlendioxid gebunden als heute in der Luft enthalten sei. Es genüge bereits, eine Fläche von der Grösse der US-Bundesstaaten Indiana und Ohio, also mit 210000 Quadratkilometern doppelt so gross wie Bayern und Baden-Württemberg zusammen, mit Wald zu bepflanzen, um eine Wende des Klimawandels einzuleiten. Je nach Pflanzenart könnte die vertikale Landwirtschaft ein Vielfaches der Fläche einsparen, die sie selbst braucht. Im Durchschnitt brauche sie vier bis sechs Mal Fläche weniger. Bei den Erdbeeren würde laut Despommier nur ein 30stel der Fläche von Freilandbeeren gebraucht. Da die vertikale Landwirtschaft mehrere Stockwerke einnehmen kann, würde der Verbrauch an Grundfläche auf ein Bruchteil sinken.

Die einzige Form von Landwirtschaft, die noch draussen auf dem Land stattfinden müsse, sei die Viehzucht. Aber dafür gebe es genug Fläche.

Zahlreiche technische Fragen offen

Aus der Sicht von Petra Hagen, Dozentin am Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Wädenswil, wirft Despommier mit seinem Vorschlag berechtigte Fragen auf. „Es ist eine interessante Idee, die eine Antwort auf die Frage zu geben versucht, wie man den Hunger auf der Welt lösen könnte und wie die Nahrungsmittel wieder näher zu den Menschen kommen.“ Diese Idee passe auch in einer Zeit, in der für viele Länder die Unabhängigkeit der eigenen Versorgung mit Nahrungsmitteln wieder zu einem Thema werde. Vor allem in den weltweit wachsenden Riesenstädte sei die Thematik aktuell. In europäischen Ländern wie Deutschland oder Frankreich, die mit schrumpfenden Städten konfrontiert sind, gebe es Platz für eine solche vertikale Landwirtschaft. Spannend findet es die Architekturkritikerin und Dozentin für Stadtentwicklung, wenn die Pflanze in der modernen Architektur eine Rolle zu spielen beginnt. Sie verweist auf den Turm der Commerzbank in Frankfurt am Main, in dem Pflanzen als integraler Bestandteil des Lüftungssystems verwendet worden sind. Allerdings: „Alle technischen und ökologischen Fragen sind noch ungelöst“, sagt Petra Hagen. Offen seien nicht nur die Kosten und die Techniken, sondern vor allem auch die Frage nach dem ökologischen Fussabdruck und dem Energieverbrauch der landwirtschaftlichen Hochhäuser – sowie die Frage, ob eine derart technisierte Nahrungsmittelproduktion wirklich wünschenswert ist.

Prototypen in Abu Dhabi und Maryland

Auch Dickson Despommier ist sich bewusst, dass seine Grundidee mehr Fragen aufwirft, als er derzeit beantworten kann. Deshalb will er möglichst bald Prototypen errichten. So sei er mit dem Landwirtschaftlichen Forschungsdienst (ARS) des US-Landwirtschaftsministeriums im Gespräch. Ein erster Prototyp könnte beim ARS-Hauptquartier in Beltsville, Maryland errichtet werden. Ausserdem hat Despommiers Firma, Vertical Farm Technologies, eine Absichtserklärung mit Masdar unterzeichnet. Danach soll in der Ökostadt bei Abu Dhabi, die derzeit gebaut wird, ein solcher Landwirtschaftsblock errichtet werden, der allerdings gemäss den Vorgaben Masdars auf vier Stockwerke beschränkt wäre.

Forschungsvorhaben in Stuttgart

Ein Prototyp der Landwirtschaft der Zukunft könnte aber auch in Stuttgart stehen. Die Universitäten Hohenheim und Stuttgart haben beim Bundesforschungsministerium ein Projekt mit dem Namen „Skyfarm“ eingereicht. Dabei soll getestet werden, ob Reis in einem geschlossenen Gewächshaus angebaut werden kann. Dabei würde der Reis sich wie auf einem Fliessband während der hundert Tage bis zur Erntereife durch das Gebäude bewegen, erläutert Joachim Sauerborn, geschäftsführender Direktor des Instituts für Pflanzenproduktion und Agrarökologie in den Tropen und den Subtropen an der Universität Hohenheim. „Wir wollen testen, ob das technisch möglich ist“, sagt der Professor für Agrarökologie. Zu den wichtigen Fragen zähle etwa, ob die Wurzeln mit Nährstoffen und Wasser bestäubt werden könnten. Denn eine vertikale Landwirtschaft müsste ohne Boden auskommen können, da die Gebäude ihn nicht tragen könnten. Es gehe aber auch um die für die Pflanzen wichtige Trennung zwischen ober- und unterirdisch in einem solchen Kontext, um die Wasserrückgewinnung und die Lichtqualität.

Die württembergischen Forscher haben bewusst Reis ausgewählt. „Wir wollten mit einer Subsistenzkultur beginnen“, sagt Sauerborn. Ausserdem belaste Reis von allen grossen Kulturen die Umwelt am meisten. Ein Kilo Reis brauche für seine Produktion 500 bis 1000 Liter Wasser; ein Fünftel des weltweiten Ausstosses des Treibhausgases Methan gehe auf die Reisproduktion zurück.

Bedarf sieht Sauerborn vor allem in trockenen Ländern, am Persischen Golf und in Afrika. „Aber wir stehen erst ganz am Anfang“. Bei dem Projekt, das beim Bundesforschungsministerium eingereicht worden ist, gehe es um einen niedrigen zweistelligen Millionenbetrag. Die Forschung selbst brauche noch fünf bis zehn Jahre. Ein erster Entscheid des Ministeriums soll bereits im Juni fallen. Sauerborn hofft natürlich, den Zuschlag zu bekommen. Wenn aber Berlin das Vorhaben nicht finanziere, dann würden andere Quellen gesucht. Der Abschied von der herkömmlichen Landwirtschaft jedenfalls scheint begonnen zu haben.