Kaupungeissa sijaitsevista sisäviljelmistä tai vertikaaliviljelmistä on tullut muutamassa vuosikymmenessä hyvin suosittuja ratkaisuja, jotta voidaan tuottaa terveellistä ruokaa ympärivuotisesti vaikeissa sääolosuhteissa. Lehtivihannekset ja yrtit ovat näiden tilojen suosituimpia viljelykasveja, mutta viljelijät pyrkivät laajentamaan kasvisten ja hedelmien valikoimaansa runsaasti. Huhtikuussa 2019 käynnistimme korkeavartista tomaattia koskevan pitkäkestoisen tutkimusten sarjan Philips GrowWise Center -keskuksessamme. Mikä oli tavoitteemme? Löytää kaupunkiviljelmille optimaalinen alaslaskuviljeltävien tomaatin viljelystrategia, valaistusvaihtoehdot ja parhaiten menestyvät tomaattilajikkeet.

Kehitimme tehokkaan alasviljeltävien kasvien kasvihuoneen hyödyntäen vuosien varrella kertynyttä tietotaitoa ja kokemusta sekä kasvihuoneista että vertikaaliviljelmistä. Viime vuosikymmenen aikana tomaattien tuotantoa on optimoitu korkean teknologian automaation ja tietojen hallinnan avulla. Voimme käyttää tätä valtavaa tietomäärää ja soveltaa samaa visiota ja teknologiaa sisätiloissa. On mahdollista käyttää saman tyyppistä asetelmaa, kastelua ja viljelyjärjestelmiä – jopa samantyyppisiä kimalaisia pölytystä varten. Kaikkia kasvihuoneominaisuuksia ei tule kuitenkaan kopioida, koska kaupunkitilojen ja perinteisten kasvihuoneiden välillä on merkittäviä eroja.

Suurimmat erot kasvihuoneen ja alasviljeltävien kasvien järjestelmän välillä ovat, että viimeksi mainitussa käytetään aktiivista viilennystä ja kosteudenpoistoa ilmanpoiston asemesta sekä ainoastaan LED-valaistusta. Kun lämpötilojen, kosteuden ja valon vuodenaikavaihtelun vaikutukset eliminoidaan, on mahdollista luoda optimaalinen kasvatusympäristö korkealaatuisten tuotteiden ympärivuotista tuottamista varten.

Teimme kolme koetta. Ensin halusimme oppia kasvihuonetomaattien viljelykokemuksistamme ja saada selville, mitä ilmasto-olosuhdetietoja voimme käyttää ja optimoida. Toiseksi halusimme varmistaa, että kasvatamme kasvihuoneeseen parhaiten sopivia tomaattilajikkeita. Kylvimme 20 eri lajiketta. Kolmannessa kokeessa pyrimme optimoimaan viisi sopivinta lajiketta, jotta löytäisimme optimaalisen kasvureseptin sisätilassa viljelyä varten.

Asensimme yhteen ilmastokontrolloituun kammioon Philips GreenPower LED toplighting linear-ylävalon ja yhden Philips GreenPower LED interlighting -valaisimen. Tällainen valaisinyhdistelmä on tehokkaaksi todettu ratkaisu, joka takaa latvustossa yhtenäisen valonjaon pysty- ja vaakasuuntaisesti. Philips GrowWise -ohjausjärjestelmää käytetään oikeiden valotasojen suunnitteluun kaikissa eri kasvuvaiheissa.

Sisätiloissa viljelyssä tärkeintä on löytää tasapaino valon, lämpötilan ja määrän välille. Valotehon lisääminen voi lisätä sadon määrää, mutta se ei tapahdu lineaarisesti. GrowWise Centerissä voimme saavuttaa jopa arvon 1200 µmol/s/m2, mutta kasvit eivät käytä kaikkea valoa yhtä tehokkaasti. Philips GrowWise -ohjausjärjestelmän avulla valotehon voi optimoida kasvin tarpeiden mukaiseksi. Ohjausjärjestelmän avulla voi myös etsiä optimaalisen pisteen, jossa määrän lisääntyminen on arvokkaampi kuin valaistus- ja ilmastojärjestelmän käyttämä lisäenergia. Emme keskitykään vain määrän maksimointiin, vaan mahdollisimman tehokkaan järjestelmän saavuttamiseen.

Lämpötilan säätäminen on tärkeää, jotta vegetatiivisen ja generatiivisen kasvun välille saadaan oikea tasapaino. Ylilataus voi kuitenkin johtaa liian generatiiviseen kasvuun. Liian suuri osa kasvin energiasta kuluu hedelmiin, ja kasvi ylikuormittuu – se näkyy myöhemmin tuotannon laskuna. Tomaattien kasvattaminen on kuin nuorallatanssia: liikkeen liian raju korjaus voi johtaa putoamiseen toiselta puolelta. Täydellisessä strategiassa tarvitaan vain pieniä korjausliikkeitä kasvien tasapainon ylläpitämiseksi. Se on epäilemättä helpompaa ilman ulkoilman muuttuvia vaikutuksia.

Kokeen avulla myös ymmärsimme paremmin energian jakautumista LED-valaistuksen lämpökuorman ja kasvien erittämän kosteuden välillä. Voimmekin siirtyä valotehokkuuden optimoinnista koko järjestelmän tehokkuuden kehittämiseen.

Kaikki tomaattilajikkeet eivät sovellu sisätilakasvatukseen. Kaikki lajikkeet eivät ole kiinnostavia korkean teknologian viljelyn näkökulmasta. Joitain lajikkeita on vaikea kasvattaa perinteisessä järjestelmässä, mutta ne saattavat kukoistaa vakaan ilmaston ympäristöissä, joissa esiintyy vähemmän tauteja. Teoriassa köynnös- ja pihvitomaatit tuovat korkeimmat tuotantoluvut, mutta ne eivät sovellu kaikille markkinoille. Kirsikka- ja cocktailtomaateista sekä vaikeasti kasvatettavista Coeur de Boeuf -tomaateista tulee vähemmän tuotantoa, mutta ne ovat hyvin maukkaita ja visuaalisesti vetoavia. Ne sopivatkin laadukkaaseen vähittäiskauppaan ja ravintolakokeille. 

Kokeissa kasvatimme onnistuneesti yli 20 kirsikka- ja cocktailtomaattilajiketta. Valitsimme parhaiten menestyvät, parhaalta maistuvat ja vahvimmat lajikkeet, jotka tarvitsevat hyvin vähän käsittelyä ja karsintaa. Ne ovat ihanteellisia vertikaaliviljelmille, joiden hoitajilla ei ole paljon kokemusta tietyn tomaattilajikkeen kasvattamisesta. Lisäksi vähäisemmät työkustannukset lisäävät tilan kannattavuutta.

Sisäviljelyn tärkeä lähtökohtainen etu on se, että kasvien kasvua voi hallita. Oikean värispektrin, optimaalisten valotasojen, lämpötilojen ja hiilidioksiditasojen₂ avulla voidaan saavuttaa hedelmäkuorman ja vegetatiivisen kasvun erinomainen tasapaino. Koska kasvuparametrejä voidaan hallita, on mahdollista optimoida sekä tuotantoa että makua. Lisäksi kehittämämme kasvureseptit ovat toistettavia. Näin voidaan luoda yhdenmukainen viljely-ympäristö, joka mahdollistaa luotettavat ennusteet sadon määrästä. Viljelijät saavat lisää joustavuutta ja varmuutta, joten he voivat säädellä sadon määrää täyttääkseen oman markkinansa tarpeet. Lisäksi oikean ympäristön muodostaminen luo potentiaalia tiettyjen ominaisuuksien (sokeripitoisuus, happamuus, vitamiinit, muut pitoisuudet) säätämiseen – näin voidaan täyttää maku- ja ravinnepreferenssit.

Tilan rakentaminen ei ole tietenkään kannattavaa alueilla, joilla on jo paljon kasvihuoneita tai peltotuotantoa. Lisäksi on paljon paikkoja, joissa paikallisesti kasvatettuja tomaatteja ei ole ympärivuotisesti saatavilla haastavan ilmaston tai muiden tekijöiden vuoksi. Esimerkiksi tila Lähi-idässä on järkevä ajatus: vettä voidaan säästää paljon, ja ollaan lähellä asiakasta. Näin ollen tuotteet ovat parhaimmillaan aivan tuoreita ja korkealaatuisia. Kokeittemme perusteella on mahdollista kasvattaa tuoreita, maukkaita tomaatteja ilmastokontrolloiduissa sisätiloissa ympärivuotisesti ilman torjunta-aineiden käyttöä.

Testien perusteella loimme mallin herkullisten alaslaskuviljeltyjen tomaattien kasvatukseen kaupunkiviljelmällä, jonka olosuhteet ovat täysin hallittavissa. Se tarjoaa uusia mahdollisuuksia tuoreiden tomaattien viljelyyn ympärivuotisesti äärimmäisen kuumissa ja kylmissä ilmastoissa. Pystymme neuvomaan viljelijöitä järjestelmän asentamisessa ja sopivimman lajikkeen valinnassa perustuen asiakkaisiin ja markkinaolosuhteisiin. Tutkimustulokset tarjoavat perustan, jonka ansiosta voimme nyt keskittyä tarkempia konsepteja ja markkina-alueita koskeviin testeihin.

Lue lisää Philips GrowWise Center -keskuksestamme tai tutustu muihin tomaattien kasvattamista käsitteleviin blogiteksteihimme.