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垂直農(nóng)場(chǎng):在摩天大樓里種莊稼

時(shí)間:2023-04-30 21:06:20 資料 我要投稿
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垂直農(nóng)場(chǎng):在摩天大樓里種莊稼

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山西科技報(bào) 2015年14期

芥末番茄沙拉醬的味道美極了,但不同尋常的并非只是它的味道,還有其獨(dú)特的生長(zhǎng)環(huán)境——倫敦南部的大街地底下二戰(zhàn)時(shí)留下的防空洞——這可能是世界上最獨(dú)特的農(nóng)場(chǎng)了。按計(jì)劃,它將在今年下半年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。

這個(gè)地下農(nóng)場(chǎng)將為倫敦的店鋪和飯店供應(yīng)“微綠食品”(用蔬菜種子發(fā)芽長(zhǎng)出的微小蔬菜苗,可以用來(lái)做沙拉、蔬菜湯、三明治及其他一些餐飲產(chǎn)品的配菜。嫩芽產(chǎn)品雖小,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值卻高,是一般食品的數(shù)倍),這種當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的高級(jí)沙拉植物不是生長(zhǎng)在田間地頭,而是種植在大城市的中心地帶,甚至生長(zhǎng)在終日不見(jiàn)天日的地方。

聽(tīng)起來(lái)似乎像是天方夜譚,讓人難以置信。實(shí)際上,倫敦的地下防空洞并不是第一個(gè)“室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)”,世界其他地方的一些種植者已經(jīng)開(kāi)始完全利用室內(nèi)燈光來(lái)種植植物了,這會(huì)是另一場(chǎng)重大農(nóng)業(yè)耕種方式變革的開(kāi)端嗎?

向上垂直和向下垂直

一個(gè)新的農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)正在以不同的新名詞出現(xiàn):“城市農(nóng)業(yè)”、“室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)”或“垂直農(nóng)場(chǎng)”。美國(guó)普渡大學(xué)園藝學(xué)家卡瑞·米切爾介紹說(shuō),垂直農(nóng)場(chǎng)的初衷是通過(guò)向空中發(fā)展的農(nóng)場(chǎng),解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展與農(nóng)業(yè)用地之間的矛盾。設(shè)計(jì)者期望,在城市摩天大樓和高層建筑上種植的各種植物,可以滿足整個(gè)城市人口的需求。

但這種美好的設(shè)想要成為現(xiàn)實(shí),卻是說(shuō)來(lái)容易做起來(lái)難。一些嘗試者開(kāi)始將垂直農(nóng)場(chǎng)的理想變成現(xiàn)實(shí)。在離美國(guó)芝加哥不遠(yuǎn)的用廢舊工廠倉(cāng)庫(kù)改建的一個(gè)綠色農(nóng)場(chǎng)里,巨大而密集的一層層架子上,種植了各種藥草、沙拉植物。

LED照明的出現(xiàn),使得這種無(wú)陽(yáng)光的垂直耕種方式成為可能。雖然現(xiàn)有的LED照明在將電能轉(zhuǎn)化為光能方面并不比最新的鈉燈更有效率,但關(guān)鍵是,它所集中的熱量卻要少得多,因此它“可以安置在離植物更近的地方,令植物可以在架子上生長(zhǎng)!泵绹(guó)猶他州州立大學(xué)(洛根)的布魯思·布格比說(shuō)。這意味著在較小的空間里可以生產(chǎn)更多的莊稼。在日本宮城農(nóng)場(chǎng)里的16層種植架上,莊稼可以一年四季生長(zhǎng),據(jù)報(bào)告稱,其產(chǎn)量是露天田野農(nóng)場(chǎng)的100倍。

“如果沒(méi)有LED照明,這幾乎是不可能的!绷闾际称饭镜膭(chuàng)始人之一斯蒂文·德林說(shuō)。也正是這家公司,開(kāi)辦了倫敦的地下農(nóng)場(chǎng)。但布格比指出,更需要考慮的是室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)人工光照的高成本問(wèn)題。但室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)的擁護(hù)者稱,由于LED光照的發(fā)展,使得農(nóng)場(chǎng)發(fā)展不再局限于只能種植利潤(rùn)空間極大的植物了。有人預(yù)測(cè),未來(lái)的室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)甚至可能有助于解決世界糧食危機(jī)。

將傳統(tǒng)溫室“立體”“升高”

立體循環(huán)產(chǎn)量高

水培法是垂直農(nóng)場(chǎng)采用的主要技術(shù),它將植物種在不含土壤的水槽中,溶解了各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的水則在水槽內(nèi)循環(huán)。

劉教授表示,在水培溫室里,室內(nèi)農(nóng)作物可以全年生長(zhǎng),時(shí)常造成絕收的旱澇災(zāi)害得以避免,作物產(chǎn)量可以達(dá)到最大。由迪克森·戴斯波米爾教授帶領(lǐng)的垂直農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目組通過(guò)調(diào)查顯示,室內(nèi)一畝的耕作產(chǎn)量等同于室外四到六畝的耕作產(chǎn)量。

更為重要的是,水培法使種植者不用擔(dān)心室外環(huán)境條件,只要有足夠的水分和能量供應(yīng),室內(nèi)種植可以在任何地方進(jìn)行,而且不會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)。

按照戴斯波米爾教授對(duì)于垂直農(nóng)場(chǎng)的設(shè)想,每棟大樓不僅能種百種果蔬,還不產(chǎn)生垃圾,可以用垂直農(nóng)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)真正的城市可持續(xù)生活:城市廢水可以作為灌溉用水重新回收利用,殘存的固體廢棄物以及不可食用的植物體都可以通過(guò)焚燒來(lái)制造驅(qū)動(dòng)渦輪的蒸汽,為農(nóng)場(chǎng)供電。對(duì)此,劉教授認(rèn)為這相當(dāng)于一個(gè)立體循環(huán)農(nóng)業(yè),確實(shí)是可操作的。

造價(jià)成本非常高昂

有專家認(rèn)為,為了最大限度地改善環(huán)境、節(jié)約能源,垂直農(nóng)場(chǎng)應(yīng)建設(shè)在城市中心。這樣,既可以減少運(yùn)輸費(fèi)用和運(yùn)輸中產(chǎn)生的污染,也可以將多余的農(nóng)田還原為森林。此外,農(nóng)作物可以直接利用來(lái)自城市的有機(jī)垃圾和不合殺蟲劑的生活廢水。

在中國(guó)的大城市中適合建垂直農(nóng)場(chǎng)嗎?劉教授表示,它涉及許多高科技因素,如環(huán)保治污、能源再生、生物遺傳等等,其造價(jià)成本非常高昂,就目前我國(guó)的情況來(lái)看,暫時(shí)并不需要建這么一個(gè)高成本的垂直農(nóng)場(chǎng)。但是,它為城市如何節(jié)約土地實(shí)現(xiàn)糧食自給自足提供了新思路,各種研究可以為將來(lái)做好技術(shù)上的儲(chǔ)備。

室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)是否更綠色、更環(huán)保

“在室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)種植一些特色產(chǎn)品賣到專門市場(chǎng)上去,這樣的經(jīng)營(yíng)模式是可行的。”布格比說(shuō),“但在垂直農(nóng)場(chǎng)種植主要糧食作物的想法是荒謬的!睋(jù)美國(guó)康奈爾大學(xué)的路易斯·艾爾布萊特估算,在人工光照下種植可以做成一條面包的麥子所需付出的電費(fèi)賬單高達(dá)23美元。

同時(shí),正如許多人所擔(dān)心的那樣,室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)是否更綠色、更環(huán)保?據(jù)已退休的艾爾布萊特的計(jì)算,完全用美國(guó)電網(wǎng)發(fā)電提供光照種植每公斤萵苣的碳排放高達(dá)8公斤。“百分之百的光代表著大量的二氧化碳。”他說(shuō)。根本的問(wèn)題是,將化石燃料、風(fēng)能或太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電,然后轉(zhuǎn)化為光,是一個(gè)極其低效高能耗的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中浪費(fèi)的能量高達(dá)90%。

對(duì)艾爾布萊特計(jì)算數(shù)字的普遍反對(duì)意見(jiàn)是,這些數(shù)字已過(guò)時(shí),沒(méi)有將現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展考慮進(jìn)去。德林和“綠識(shí)農(nóng)場(chǎng)”的負(fù)責(zé)人羅伯特·科蘭吉羅也對(duì)這個(gè)結(jié)果有所質(zhì)疑:“田間耕種、溫室培育和室內(nèi)農(nóng)業(yè)之間很難進(jìn)行比較,城市農(nóng)業(yè)是一個(gè)新興行業(yè),對(duì)其分析我們要慎之又慎!

目前沒(méi)有一家公司能提供數(shù)據(jù)證明,室內(nèi)農(nóng)業(yè)比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)或溫室種植產(chǎn)生更少溫室氣體排放。德林指出,與萵苣相比,微綠產(chǎn)品生長(zhǎng)期更短,產(chǎn)量更高。米切爾也認(rèn)同道:與其他作物相比,微綠產(chǎn)品所消耗的能量更少,因?yàn)樗鼈兡軓姆N子中獲得所需的部分能量。

“可控環(huán)境農(nóng)業(yè)”的發(fā)展條件與設(shè)想

“零碳食品”公司將從可更新能源供應(yīng)商那里購(gòu)電,用可更新能源提供光照用電顯然比使用電網(wǎng)供電更能減少排放。但布格比認(rèn)為,室內(nèi)農(nóng)業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)仍然會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大影響。據(jù)他估算,即使LED和太陽(yáng)能面板的效率相對(duì)更高,完全依靠太陽(yáng)能提供光照所需要的太陽(yáng)能面板面積將是植物生長(zhǎng)面積的13倍。龐大的太陽(yáng)能面板陣列的制造也是一個(gè)高能耗過(guò)程。另外還有安裝問(wèn)題,如何在不占用農(nóng)田和野生動(dòng)植物棲息地的情況下妥善安置這些太陽(yáng)能面板呢?

米切爾認(rèn)為,包括傳統(tǒng)溫室栽培和室內(nèi)農(nóng)業(yè)在內(nèi)的“可控環(huán)境農(nóng)業(yè)”或“環(huán)控設(shè)施農(nóng)業(yè)”已經(jīng)具備了一定的發(fā)展條件,例如,在美國(guó)更低的能源成本使得室內(nèi)農(nóng)業(yè)輔助光照不再難以承受。

室內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)于遏制氣候變化未必就是一個(gè)壞消息,艾爾布萊特和弗雷迪亞尼認(rèn)為,通過(guò)一些改進(jìn)措施,如更好的隔熱條件、更智能化的溫度控制系統(tǒng)等。在氣候控制溫室里生產(chǎn)食品的碳足跡可大大減少,從而使得在城市里或城市周邊生產(chǎn)食品成為一種綠色環(huán)保的選擇。一些創(chuàng)新設(shè)想正在不斷嘗試之中,正如弗雷迪亞尼所說(shuō),“這將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)!

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