Edamame das ganze Jahr über: Hydroponische LED-Pflanzenfabriken definieren den nachhaltigen Anbau neu
Dieser Erfolg beweist, dass „leckere Edamame jederzeit und überall anzubauen“ nicht mehr nur eine ehrgeizige Idee, sondern eine erreichbare Realität ist
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Einem Forscherteam der Hosei-Universität und der Universität Tokio ist es gelungen, die weltweit erste stabile Produktion von Edamame in einer Pflanzenfabrik mit künstlichem Licht zu erreichen. Mit der hydroponischen NFT-Methode übertrafen die Erträge den Freilandanbau und erhöhten gleichzeitig den Zucker- und Isoflavongehalt. Dieser Durchbruch ermöglicht die ganzjährige Produktion von hochwertigem, nahrhaftem Edamame in unterschiedlichen Umgebungen, von städtischen Gebäuden über Wüsten bis hin zum Weltraum, und stellt einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltiger Lebensmittelsysteme und gesünderer Ernährung dar.
Pflanzenfabriken mit künstlichem Licht sind eine aufstrebende Innovation in der Landwirtschaft, die den ganzjährigen Anbau von Nutzpflanzen in einer genau kontrollierten Umgebung ermöglicht. Durch die Anpassung von Faktoren wie Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, Kohlendioxidkonzentration und Nährstoffzufuhr können diese Anlagen unabhängig von den klimatischen Bedingungen stabile Erträge liefern. Sie bieten eine vielversprechende Möglichkeit, den Einsatz von Pestiziden zu verringern und die Auswirkungen des Klimawandels zu minimieren. Allerdings galten Hülsenfrüchte wie Edamame lange Zeit als schwierig in solchen Anlagen zu kultivieren, da sie eine lange Wachstumszeit, eine kurze Lagerzeit und komplexe Blüte- und Schotenbildungsprozesse haben.
Vor diesem Hintergrund hatte die Forschergruppe um Professor Toshio Sano von der Fakultät für Biowissenschaften und Angewandte Chemie der Hosei-Universität in Japan und Professor Wataru Yamori von der Graduiertenschule für Agrar- und Biowissenschaften der Universität Tokio in Japan bereits mit dem erfolgreichen Anbau von Tomaten unter LED-Beleuchtung in einer Pflanzenfabrik auf sich aufmerksam gemacht. Auf diesem Erfolg aufbauend, nahmen sie sich Edamame vor, eine protein- und nährstoffreiche Hülsenfrucht, die weltweit konsumiert wird. Die Ergebnisse wurden am 12. September 2025 online in Band 15 der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.
Edamame wird traditionell nur in den Sommermonaten geerntet und verliert nach der Ernte schnell an Frische, so dass es schwierig ist, sie zu vertreiben oder über einen längeren Zeitraum zu lagern. Um diese Hindernisse zu überwinden, führte das Team vergleichende Experimente mit drei hydroponischen Systemen durch: Nährfilmtechnik (NFT), Steinwollkultur (ROC) und Nebelkultur (MIST ). Die Ergebnisse zeigten, dass die NFT das kräftigste Pflanzenwachstum, stärkere Stämme, gesündere Blätter und eine größere Biomasse als andere hydroponische Methoden und der traditionelle Freilandanbau lieferte.
Besonders wichtig ist, dass NFT auch zu mehr Schoten und Samen führte, was zu Erträgen führte, die die im Freiland erzielten übertrafen. Dies zeigt, dass es nicht nur möglich ist, Edamame im Innenbereich anzubauen, sondern auch eine höhere Produktivität zu erzielen als im konventionellen Anbau.
"Die jüngste globale Erwärmung und extreme Wetterereignisse haben die Besorgnis über geringere Erträge im Freilandanbau verstärkt. Unsere Hydroponik-Technologie bietet ein vielversprechendes Modell für die urbane Landwirtschaft, das unabhängig von den klimatischen Bedingungen ist", sagt Prof. Sano.
Das Team führte Qualitätsanalysen der mit den verschiedenen Anbaumethoden erzeugten Edamame durch und stellte bemerkenswerte Unterschiede fest. Pflanzen, die mit NFT angebaut wurden, wiesen einen höheren Saccharosegehalt auf, so dass sie im Vergleich zu Edamame aus Freilandanbau einen höheren Zuckergehalt aufwiesen. Der Gehalt an freien Aminosäuren war zwar etwas geringer, aber die NFT-Methode lieferte einen deutlich höheren Gehalt an Isoflavonen, Verbindungen, die für ihren gesundheitlichen Nutzen bekannt sind. Die Forscher vermuten, dass die LED-Beleuchtung die Synthese dieser bioaktiven Komponenten anregt und damit den Nährwert über das hinaus erhöht, was im Freilandanbau möglich ist. Diese Kombination aus hervorragendem Geschmack und erhöhtem Gehalt an gesundheitsfördernden Stoffen stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Lebensmittelqualität dar, der durch eine kontrollierte landwirtschaftliche Umgebung erreicht wird.
Bei der Bewertung verschiedener Faktoren wie Ertrag, Zuckergehalt und Nährwert wurde der NFT-Anbau insgesamt am besten bewertet. Die Methode eignet sich auch gut für vertikale, mehrschichtige Anbausysteme, was sie ideal für städtische Umgebungen macht, in denen Land knapp ist. Durch das Stapeln von Produktionsschichten können die Landwirte ihre Produktion maximieren, ohne die Grundfläche ihrer Anlagen zu vergrößern. Diese Skalierbarkeit in Verbindung mit einer ganzjährigen Produktionsmöglichkeit bietet eine vielversprechende Lösung für die nachhaltige Ernährung der wachsenden Stadtbevölkerung.
Die Auswirkungen dieser Errungenschaft gehen weit über die urbane Landwirtschaft hinaus. "Da Edamame nicht auf offenen Feldern, sondern in Hydrokulturen in einer LED-basierten Pflanzenfabrik angebaut wird, könnte es möglich werden, Edamame auch in städtischen Gebieten, in Wüsten oder im Weltraum anzubauen", fügt Prof. Sano als langfristige Folge der Studie hinzu. Eiweißreiche, nährstoffreiche Pflanzen wie Edamame könnten eine wichtige Nahrungsquelle für langfristige Weltraummissionen darstellen. Indem sie die langjährige Annahme widerlegt, dass Hülsenfrüchte nicht in Pflanzenfabriken mit künstlichem Licht kultiviert werden können, schafft diese Forschung die Voraussetzungen für große Fortschritte bei der Ernährungssicherheit und nachhaltigen landwirtschaftlichen Systemen.
Dieser weltweite Erfolg beweist, dass „leckere Edamame jederzeit und überall anzubauen“ nicht mehr nur eine ehrgeizige Idee, sondern eine erreichbare Realität ist. Er ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu widerstandsfähigen und innovativen Modellen der Lebensmittelproduktion, die eine gesunde Ernährung unterstützen und die globalen Herausforderungen im Ernährungsbereich bewältigen können. Von städtischen Wolkenkratzern über Wüsten bis hin zum Weltraum weist dieser Durchbruch in eine Zukunft, in der nachhaltige Landwirtschaft nicht mehr an Jahreszeiten oder geografische Gegebenheiten gebunden ist.
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