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    “垂直农场”:又一场新农业变革?(图)

    发表时间:2020-01-22 信息来源:www.leportico.com 浏览次数:599

     

    芥末番茄沙拉酱的味道很棒,但不寻常的不仅是它的味道,还有它独特的生长环境二战期间伦敦南部街道下留下的防空洞这可能是世界上最独特的农场。根据计划,它将在今年下半年实现商业化生产。

    这个地下农场将为伦敦的商店和餐馆提供“微绿色食品”(从蔬菜种子发芽的微蔬菜幼苗可用作沙拉、蔬菜汤、三明治和其他餐饮产品的配菜。嫩芽产品虽然小,但营养价值高,比普通食品高出几倍)。这种当地生产的高级沙拉植物不是生长在田野里,而是生长在大城市的中心地区,甚至在阳光不整天照耀的地方。

    听起来像个寓言,难以置信。事实上,伦敦的地下防空洞并不是第一个“室内农场”。世界其他地方的一些种植者已经开始使用室内灯来种植植物。这是农业耕作方法另一个重大变革的开始吗?

    向上垂直和向下垂直

    一种新的农业发展趋势正在出现,新的术语有“都市农业”、“室内农场”或“垂直农场”。

    Carey Mitchell,美国普渡大学园艺学家,说垂直农场的初衷是通过向空中发展的农场来解决农业生产发展和农业用地之间的矛盾。设计师们期望城市摩天大楼和高层建筑上种植的各种植物能够满足整个城市人口的需求。

    但是说起来容易做起来难,让这个绝妙的想法成为现实。在摩天大楼上发展农业是昂贵的,至少在起步阶段是如此。然而,城市农场的概念已经以各种形式发展起来。例如,纽约市的高谭格林公司(GothamGreens Company)在建筑物的屋顶上建了几个温室。在这些“屋顶农场”下面是大型超市。然而,问题是适合种植的屋顶不多,传统温室生产作物的成本远远高于田间种植作物的成本。例如,它们在夏天需要冷却,而在冬天需要加热和人工照明。

    一些实验者开始实现垂直农场的理想。例如,在离美国芝加哥不远的一个绿色农场,它是从一个二手工厂仓库重建的,各种药草、沙拉植物和莴苣被种植在巨大而密集的货架上。在日本宫城,有一个类似的绿色农场。本文描述的伦敦地下防空洞中的农场也是基于同样的想法,尽管选址不同寻常,“它也是一个垂直农场,只向下发展而不是向上发展。”米切尔说。

    发光二极管照明可以在没有阳光的情况下垂直培养。事实上,几十年来,当冬天阳光不太强时,植物种植者一直在使用高压钠灯。尽管现有的发光二极管照明在将电能转换成光能方面不如最新的钠灯效率高,但关键是它能集中更少的热量,所以它“可以放在离植物更近的地方,这样植物就可以在架子上生长。”犹他州立大学(洛根)的布鲁思巴格比说。这意味着在更小的空间里可以生产更多的作物。在日本宫城农场的16层花盆里,庄稼可以全年生长。据报道,它的产量是露天农场的100倍。

    "没有发光二极管照明,这几乎是不可能的."零碳食品的创始人之一史蒂文德林(Steven Derlin)说。也是同一家公司开了伦敦的地下农场。

    黑暗潮湿的地下防空洞已经废弃多年。当地交通部门以优惠条件将其出租。虽然只有三层空间让植物架堆放在地下深处的防空洞里,但伦敦不可预测的恶劣天气根本不会影响地下农场。农场经理说,“我们的种植计划可以精确到每分钟。”

    但是这些农场生产的食物味道如何?不同的光谱照明会明显影响植物的生长。在不同类型的发光二极管照明下生长的芥末沙拉的味道将明显不同于另一批。因此,人们不可避免地会担心缺乏紫外线的植物是否会有营养价值上的缺陷。然而,味道一点也不差。

    相反,布格比指出,室内农场人工照明的高成本需要更多考虑。只有当你的农产品能以一个好的价格出售,你才能支付人工照明种植产生的巨额电费。这就是为什么尽管自20世纪80年代以来人们在室内种植方面做了很多尝试,但只有那些大麻种植者才能大规模经营室内农场。

    但是室内农场的倡导者说,随着发光二极管照明的发展,农场的发展不再仅限于种植利润丰厚的植物。一些人预测未来的室内农场甚至可能有助于解决世界粮食危机。

    室内农场更环保吗?

    但是在布格比看来,根本的事情没有改变。"在室内农场种植一些特殊产品并出售给专业市场是可行的."他说,“但是在垂直农场种植主要粮食作物的想法是荒谬的。康奈尔大学的路易斯奥尔布赖特估计,在人造光下种植可制成面包的小麦的电费高达23美元。米切尔对室内农场的未来持乐观态度,但他也同意利用室内农场大规模种植主要粮食作物是不可行的。我们不打算在仓库里种植小麦、大米和谷物。”他说。

    与此同时,正如许多新来者担心的那样,室内农业越来越绿了吗?例如,“零碳食品”(Zero Carbon Food)网站称,其室内农场种植的食品将“减少碳足迹”,并“比传统温室栽培方法消耗更少的能源”。格林森农场的网站说,“在离顾客更近的地方种植植物意味着更短的食物运输路线,更少的汽油和燃料消耗,以及碳排放的显着减少。”

    在当地生产食物可以大大降低运输成本,但不一定能减少碳排放。这是因为运输过程中产生的碳排放仅占食品生产相关环节总排放的一小部分。2008年,奥尔布赖特向纽约州能源研究和开发署提交了一份报告,比较了从纽约州以外进口的食品和纽约州当地生产的食品的碳排放。报告显示,纽约州:种最新鲜的食物来自加利福尼亚州和亚利桑那州,平均运输距离为5000公里。以莴苣为例。带到纽约的每公斤莴苣产生0.7公斤的碳排放,但是在当地温室中人工光辅助生产莴苣产生的碳排放甚至更高,每公斤莴苣产生高达2.4公斤的二氧化碳。

    英国的情况类似。比克顿学院的凯文费雷迪亚尼测试了当地的垂直农场系统。尽管他也是垂直农场的积极支持者,但他的研究表明,从西班牙进口的莴苣比伦敦当地生产的冬季产品的碳排放量更低。

    根据退休奥尔布赖特的计算,利用美国电网发电和照明来种植莴苣,每公斤莴苣可产生高达8公斤的碳。“100%的光代表大量二氧化碳,”他说。最根本的问题是,将化石燃料、风能或太阳能转化为电能,然后再转化为光能是一个效率极低、能源密集型的过程,其中高达90%的能量被浪费掉了。

    对奥尔布赖特数字的普遍反对意见是,这些数字已经过时,没有考虑到现代技术的迅速发展。但是布格比认为这些数字仍然有效。他去年发表了一篇关于人造光效率的论文。奥尔德林和绿色知识农场主任罗伯特科兰格罗(Robert Colangelo)也质疑计算结果:“很难比较大田耕作、温室栽培和室内农业。都市农业是一个新兴产业。我们应该谨慎分析。”

    目前,没有一家公司能提供数据证明室内农业比传统农业或温室栽培产生更少的温室气体排放。奥尔德林指出,与莴苣相比,稍绿的产品具有更短的生长期和更高的产量。米切尔也同意:比其他作物消耗更少的能量,因为它们可以从种子中获得一些所需的能量。

    “可控环境农业”发展条件及设想

    “零碳食品”公司将从可再生能源供应商那里购买电力。使用可再生能源提供光和电比使用电网能明显减少排放。但巴格比认为,室内农业的大规模生产仍将对环境产生巨大影响,即使所有的能源都来自太阳能。根据他的估计,即使发光二极管和太阳能电池板的效率相对较高,完全由太阳能提供光所需的太阳能电池板面积将是植物的13倍。大型太阳能电池板阵列的制造也是一个高能耗的过程。还有安装问题。如何在不占用农田和野生动物栖息地的情况下正确安装太阳能电池板?

    "自由的阳光是不可替代的。"巴格比说。如果我们想要遏制危险的气候变化,我们必须一方面减少总能源消耗,另一方面充分利用每一种可替代化石燃料的可再生能源,以更加能源密集的方式生产粮食。显然,这不是一个好的选择。

    尽管如此,米切尔认为“受控环境农业”或“受控环境设施农业”,包括传统温室栽培和室内农业已经具备一定的发展条件。例如,美国较低的能源成本使得室内农业的辅助照明不再难以忍受。

    室内农业的发展不一定是遏制气候变化的坏消息。奥尔布赖特(Albright)和弗雷迪阿尼(Freddiani)认为,通过一些改进措施,如更好的隔热条件和更智能的温度控制系统,可以大大减少气候控制温室生产的食品的碳足迹,从而使城市内或城市周围的食品生产成为绿色环保的选择。一些创新的想法不断被尝试。正如弗雷德里克所说,“这将成为未来的发展趋势。”

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