Welche Rolle spielt die Nanotechnologie künftig bei Gemüseverpackungen?

Lebensmittelverpackungen mit nanotechnologisch optimierten Eigenschaften haben gute Barriereeigenschaften gegenüber Gasen und Aromastoffen. Der Inhalt ist dadurch deutlich besser haltbar. Bei Gemüseverpackungen könnte vor allem der Bereich küchenfertige Produkte profitieren. Die Grossverteiler sind aber noch zurückhaltend

Vertical farming : High Tech-Gemüse aus der Stadt

Stellen Sie sich vor, in Zürich gäbe es 10 Gewächshäuser von 120 Meter Höhe und 30 Stockwerken zur Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung der gesamten Stadtbevölkerung. Reine Fiktion? Gemäss Prognosen der UNO leben im Jahr 2050 40% mehr Menschen als heute und zwei Drittel von ihnen wohnen in Städten. Das verlangt nach neuen Lösungsansätzen in einer zunehmend prekären Welternährungssituation. Eine Projektidee ist der Bau von hochgebauten Kulturräumen, in welchen Gemüse und andere landwirtschaftliche Kulturen für den täglichen Bedarf produziert werden. Das System nennt sich vertical farming und hat seinen Ursprung in Amerika

Schlussbericht : Torfreduzierte Bio-Anzuchtsubstrate für den produzierenden Gemüse- und Beerenanbau

Im Projektbericht werden die Resultate der Anbauversuche mit neuentwickelten torfreduzierten Bio-Anzuchtsubstraten für den produzierenden Gemüsebau zusammengefasst. Durchgeführt wurden Versuche mit Erdpresstöpfen (verschiedene Gemüse) und mit Topfkräutern. Der Torfanteil lässt sich dabei deutlich reduzieren

Mehr Risiken ohne Pflanzenschutzmittel

Ist ein Gemüseanbau mit reduziertem Pflanzenschutz überhaupt möglich und welche Risiken bestehen? Diesen Fragen ging eine Studie nach, welche die ZHAW in Wädenswil im Auftrag des VSGP und der Stiftung Gartenbau durchführte. Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln nach Bedingungen von Suisse Garantie gewährleistet bei den untersuchten Kulturen Karotten und Zwiebeln eine erhöhte Ertragssicherheit. Eine Gemüseproduktion ohne Einsatz von Pflanzenschutzmitteln mit ökotoxikologischem Risikopotential ist bei den untersuchten Gemüsekulturen Salat, Zwiebeln und Karotten möglich, aber kulturabhängig mit einem erhöhten Produktionsrisiko verbunden. Zudem verfügt die Schweiz verhältnismässig nur über wenig Anbauflächen, welche dank ihrer isolierten, pflanzenschutztechnisch günstigen Lage eine Produktion ohne Einsatz von Pflanzenschutzmitteln ermöglichen. Damit die Produktionssicherheit von Gemüse ohne Einsatz umweltgefährdender PSM gewährleistet ist, sind weitere Forschungsarbeiten im Bereich intelligenter Anbausysteme und der Weiterentwicklung von Pflanzenstärkenden Hilfsstoffen notwendig

Erweiterung der Studie «Torf und Torfersatzprodukte im Vergleich» : Eigenschaften, Verfügbarkeit, ökologische Nachhaltigkeit und soziale Auswirkungen

Der Abbau von Torf ist mit relevanten Treibhausgasemissionen verbunden und führt zur Zerstörung sensibler Ökosysteme. Aus diesem Grund bestehen in den Garten- und Gemüsebau-Branchen Bestrebungen, den Torf-verbrauch zu reduzieren. Der Verzicht auf Torf bedingt die Verfügbarkeit von alternativen Substraten, welche den pflanzenbaulichen Anforderungen genügen. Gleichzeitig sollen die Alternativsubstrate auch tatsächlich zu einer Reduktion und nicht zu einer Verlagerung der Umweltbelastung führen. Um Torf und Torfalternativ-produkten umfassend zu beurteilen wurden im Jahr 2015 einer ersten Studie der ZHAW zehn Substratkom-ponenten und sieben Substratmischungen untersucht. Durch die Bestrebungen von Torf als Pflanzensubstrat wegzukommen werden vermehrt auch andere Aus-gangsstoffe relevant. In der vorliegenden Studie wurden deshalb neun weitere Substratkomponenten bezüg-lich ihrer Ökobilanz, pflanzenbaulichen Eigenschaften, sozialen Risiken der Produktion und ihrer zukünftigen Verfügbarkeit untersucht. Die beurteilten Substratkomponenten sind Pflanzenkohle aus Pyrolyse, Pflanzenkohle aus HTC, Pflanzenkohle-Kompost-Mischung, Chinaschilf, Hanffasern, Flachsschäben, Haferspelzen, Schilfrohr und angebautes Torfmoos. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass sämtliche untersuchten neun Substratkomponenten deutlich klima-freundlicher als Torf sind. Besonders umweltfreundlich sind Substratkomponenten aus angebauten, nach-wachsenden, sekundären Reststoffen mit geringer Konkurrenz anderweitiger Nutzung oder Substratkompo-nenten aus Abfallprodukten. Die Umweltbelastung. ist vor allem bei Chinaschilf, Hanffasern, Flachsschäben, Schilfrohr und angebautem Torfmoos tiefer als bei Torf. Bei allen untersuchten Komponenten zeigte sich, dass durch die Produktionsmöglichkeit in der Schweiz keine wesentlichen sozialen Risiken bestehen. Trotz der ökologischen Vorteile ist beim angebauten Torfmoos zurzeit die Verfügbarkeit nicht gewährleistet. Im Vergleich mit den Komponenten aus der Studie von 2015 zeigt sich, dass Holzfasern und Holzhäcksel den anderen Substratkomponenten in der Umweltbelastung und dem Treibhauspotential überlegen sind. Jedoch haben alle neu untersuchten Substratkomponenten deutlich geringere Umweltauswirkungen als Kokosfasern, welche als Alternative für Torf weit verbreitet sind. In geeigneten Mischungen können aus den Komponenten Substrate mit hochwertigen pflanzenbaulichen Ei-genschaften für verschiedene Anwendungen im Gartenbau und der Gemüseproduktion hergestellt werden. Wenn einheimische Substratkomponenten eingesetzt werden, besteht ein grosses Potential zur Reduktion von negativen Umweltauswirkungen und sozialen Risiken im Vergleich zu Produkten aus Torf und Kokosfasern

Torf und Torfersatzprodukte im Vergleich : Eigenschaften, Verfügbarkeit, ökologische Nachhaltigkeit und soziale Auswirkungen

Im Auftrag der Branchenverbände JardinSuisse Unternehmerverband Gärtner Schweiz und VSGP Verband Schweizer Gemüseproduzenten als Träger der Stiftung GartenbauDer Abbau von Torf ist mit relevanten Treibhausgasmissionen verbunden und führt zur Zerstörung sensibler Ökosysteme. Aus diesem Grund bestehen in den Garten- und Gemüsebau-Branchen Bestrebungen, den Torfverbrauch zu reduzieren. Der Verzicht auf Torf bedingt die Verfügbarkeit von alternativen Substraten, welche den pflanzenbaulichen Anforderungen genügen. Gleichzeitig sollen die Alternativsubstrate auch tatsächlich zu einer Reduktion – und nicht zu einer Verlagerung – der Umweltbelastung führen. Um die Umweltwirkungen von Torf und Torfalternativprodukten umfassend zu beurteilen, werden in dieser Studie Ökobilanzen für zehn Substratkomponenten und sieben beispielhafte Substratmischungen erstellt. Zusätzlich zu den Umweltauswirkungen werden für die einzelnen Substratkomponenten die pflanzenbaulichen Eigenschaften, die zukünftige Verfügbarkeit sowie die sozialen Auswirkungen der Produktion beurteilt. Von den untersuchten Substratkomponenten zeichnen sich insbesondere Landerde, Rindenkompost, TEFA-Maisfasern, Holzfasern und Holzhäcksel sowohl durch geringe Umweltauswirkungen als auch durch eine positive Beurteilung der sozialen Aspekte und der zukünftigen Verfügbarkeit aus. Die Gewinnung und Nutzung von Torf sind mit hohen Treibhausgasemissionen verbunden (siehe Bild). Der grösste Teil dieser Emissionen entsteht dabei nicht während des Abbaus und des Transports in die Schweiz, sondern wenn die organische Substanz im Torf während und nach der Nutzung im Gartenbau zersetzt wird. Deshalb gilt auch für Substratmischungen: je weniger Torf, desto ökologischer. Mischungen aus lokalen Substratkomponenten stellen somit die Basis für eine nachhaltige Entwicklung im Gartenbau dar

Nutrient management in aquaponics : comparison of three approaches for cultivating lettuce, mint and mushroom herb

Nutrients that are contained in aquaculture effluent may not supply sufficient levels of nutrients for proper plant development and growth in hydroponics; therefore, they need to be supplemented. To determine the required level of supplementation, three identical aquaponic systems (A, B, and C) and one hydroponic system (D) were stocked with lettuce, mint, and mushroom herbs. The aquaponic systems were stocked with Nile tilapia. System A only received nutrients derived from fish feed; system B received nutrients from fish feed as well as weekly supplements of micronutrients and Fe; system C received the same nutrients as B, with weekly supplements of the macronutrients, P and K; in system D, a hydroponic inorganic solution containing N, Ca, and the same nutrients as system C was added weekly. Lettuce achieved the highest yields in system C, mint in system B, and mushroom herb in systems A and B. The present study demonstrated that the nutritional requirements of the mint and mushroom herb make them suitable for aquaponic farming because they require low levels of supplement addition, and hence little management effort, resulting in minimal cost increases. While the addition of supplements accelerated the lettuce growth (Systems B, C), and even surpassed the growth in hydroponic (System C vs. D), the nutritional quality (polyphenols, nitrate content) was better without supplementation

Extension of aquaponic water use for NFT baby-leaf production : mizuna and rocket salad

Aquaponics is a recirculating technology that combines aquaculture with hydroponics. It allows nutrients from fish waste to feed plants and thus saves water and nutrients. However, there is a mismatch between the nutrients provided by the fish waste and plant needs. Because of this, some nutrients, notably N, tend to accumulate in the aquaponic water (APW or AP water). The aim of this study was to investigate how APW, which is depleted of P and K but still rich in N, could be further utilized. APW was used in a mesocosm and compared with APW from the same source that had been supplemented with macro-nutrients (complemented AP water or CAPW) and a hydroponic control (HC). Mizuna (M) and rocket salad (R) were used as short-cycle vegetable crops in a NFT system. The results revealed that the low production potential of APW was mainly caused by the lack of P and K. If these were supplemented, the yields were comparable to those in the HC. M yield in CAPW was significantly higher than that of HC, probably due to biostimulant effects connected to the organic components in the water as a result of fish farming. Water type, cultivation density, and intercropping significantly influenced the qualitative characteristics of the crop in terms of antioxidant compounds and minerals. Nitrate content in vegetables was lower than European regulation limits. The extended use of APW is viable if the missing nutrients are supplemented; this could be a strategy to increase the efficiency of water and nitrogen use, while further reducing environmental impact

Deep automatic segmentation of brain tumours in interventional ultrasound data

Intraoperative imaging can assist neurosurgeons to define brain tumours and other surrounding brain structures. Interventional ultrasound (iUS) is a convenient modality with fast scan times. However, iUS data may suffer from noise and artefacts which limit their interpretation during brain surgery. In this work, we use two deep learning networks, namely UNet and TransUNet, to make automatic and accurate segmentation of the brain tumour in iUS data. Experiments were conducted on a dataset of 27iUS volumes. The outcomes show that using a transformer with UNet is advantageous providing an efficient segmentation modelling long-range dependencies between each iUS image. In particular, the enhanced TransUNet was able to predict cavity segmentation in iUS data with an inference rate of more than 125 FPS.These promising results suggest that deep learning networks can be successfully deployed to assist neurosurgeons in the operating room

Nutrient supply of plants in aquaponic systems

In this preliminary article we present data on plant nutrient concentrations in aquaponic systems, and compare them to nutrient concentrations in “standard” hydroponic solutions. Our data shows that the nutrient concentrations supplied by the fish in aquaponic system are significantly lower for most nutrients, compared to hydroponic systems. Nevertheless, plants do thrive in solutions that have lower nutrient levels than “standard” hydroponic solutions. This is especially true for green leafy vegetables that rarely need additional nutritional supplementation. It is concluded that in the highly complex system of aquaponics, special care has to be taken, via continuous monitoring of the chemical composition of the circulating water, to provide adequate concentrations and ratios of nutrients, and special attention has to be paid to the potentially toxic component, ammonium. If certain plants require nutrient supplementation, we consider that one based on organic substances would be most beneficial. However, protocols for the application of such nutrient amendments still need to be developed