垂直農(nóng)場被評為改造地球最瘋狂生態(tài)實(shí)驗之一

垂直農(nóng)業(yè)也叫垂直農(nóng)耕，被美國著名的高科技雜志《連線》評為改造地球的十大最瘋狂生態(tài)實(shí)驗之一，是科學(xué)家為了研究未來農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的人口壓力及資源匱乏問題所提出的一個新概念，主要任務(wù)在于解決資源與空間的充分利用，在于單位面積產(chǎn)量的最大化發(fā)揮，所形成的一種農(nóng)業(yè)耕作方式。

“垂直農(nóng)場”的概念由美國哥倫比亞大學(xué)的生態(tài)學(xué)家迪克森·德斯波米爾于1998年首次提出。他的想法是：在城市里30層以下高度的建筑上生產(chǎn)食物（包括養(yǎng)殖魚類和家禽）來供給附近居民。

這座構(gòu)想中30層樓高的“垂直農(nóng)場”，動力能源取自太陽能、風(fēng)力及不可食用的植物廢料，并用污水來灌溉。他設(shè)想這種垂直農(nóng)場可以栽種包括草莓、藍(lán)莓甚至小型香蕉在內(nèi)的100多種不同的水果及蔬菜，每年可為5萬人提供足夠的食物和水。人們還可以在封閉的灌溉系統(tǒng)中循環(huán)用水以減少用水量、避免徑流造成土肥流失，運(yùn)輸費(fèi)用也將趨近于零，更重要的是，還能減少將蔬菜和水果從距離城市很遠(yuǎn)的地方運(yùn)送過來所產(chǎn)生的二氧化碳。

垂直農(nóng)場的迷人之處

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耗水量巨大，水培花法的相對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)擁有耗水量低的特點(diǎn)，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織估計，要跟上人口增長速度，到2050年，糧食生產(chǎn)必須增加一倍。

“垂直農(nóng)場”這一概念被許多人看成是唐吉珂德式的幻想。但仍有很多專家和公眾認(rèn)為，垂直農(nóng)場的耕作方式的確是人類未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的唯一出路，它具有傳統(tǒng)耕作方式無可比擬的特點(diǎn)。

垂直農(nóng)場采用無土溶液栽培方式，可以將污水轉(zhuǎn)化成電力，大大降低能源成本，同時能夠提供更多的食物。垂直農(nóng)場還可以將傳統(tǒng)的農(nóng)場解放出來，用來種植更多樹木，從而減少大氣中的二氧化碳含量，減緩全球變暖過程。而且，垂直農(nóng)場本身就在都市，可以直接運(yùn)往有需要的地方，從而節(jié)約運(yùn)輸成本，并減少運(yùn)輸帶來的污染。

垂直農(nóng)場建設(shè)在城市中，減少了運(yùn)輸費(fèi)用和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的能源消耗和環(huán)境污染，省卻了農(nóng)作物的儲藏和運(yùn)輸過程，城市居民可以直接吃到新鮮的農(nóng)產(chǎn)品。

室內(nèi)種植方式不會因天災(zāi)而造成農(nóng)作物大規(guī)模歉收，可防止昆蟲和細(xì)菌入侵農(nóng)作物，“無賴”轉(zhuǎn)基因品種也不會通過花粉傳播進(jìn)入“天然”植物系統(tǒng)。

所有農(nóng)作物通過有機(jī)栽培方式生長，不使用除草劑、殺蟲劑等農(nóng)藥，大大減少了有害的農(nóng)業(yè)廢物。

規(guī)模化的集中生產(chǎn)方式，方便有機(jī)廢物回收、城市污水處理和新能源的生產(chǎn)利用。

戴斯波米爾教授還堅信，他所研究的“垂直農(nóng)場”還可以有助于抑制全球變暖，在目前嚴(yán)峻的全球變暖的氣候環(huán)境下，只有相當(dāng)一部分的耕地重新成為森林，人類才有維持全球氣候穩(wěn)定的轉(zhuǎn)機(jī)。假如垂直農(nóng)場能夠徹底取代傳統(tǒng)農(nóng)場，那么世界上許多因人類耕作或放牧而遭到破壞的地區(qū)，其生態(tài)系統(tǒng)就會慢慢恢復(fù)，重新生長的森林將消耗二氧化碳，扭轉(zhuǎn)目前的全球氣候惡化。

還有這種操作，真的有城市已經(jīng)建立了垂直農(nóng)場

一、紐約建世界最大垂直農(nóng)場 年產(chǎn)90萬公斤食物

據(jù)每日郵報報道，為了應(yīng)對農(nóng)田流失，AeroFarms決定在紐瓦克市建立室內(nèi)垂直農(nóng)場。這里將成為世界上最大的垂直農(nóng)場，占地6500平方米的廠房中每年可生產(chǎn)食物90萬公斤。比戶外農(nóng)田產(chǎn)量增加75%，耗水則可減少95%。

AeroFarms每年使用22種作物進(jìn)行輪種，不分季節(jié)，因此食物產(chǎn)量驚人。先進(jìn)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)不會對土壤造成侵蝕，殺蟲劑、水量使用以及碳排放都大量減少，有時候甚至完全不需要。

LED燈和氣候控制系統(tǒng)都是特別設(shè)計的，用于培育250多種綠色蔬菜和草藥，無需陽光或土壤。這些獨(dú)特的照明設(shè)備讓AeroFarms可控制綠色蔬菜和草藥的大小、形狀、質(zhì)地、色澤、營養(yǎng)以及風(fēng)味等。這些食物有超長保鮮期，從育種到包裝都實(shí)行最高的食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

AeroFarms使用霧培種植系統(tǒng)，比戶外農(nóng)田節(jié)省用水95%，比水培法節(jié)水40%，且不使用任何殺蟲劑。植物學(xué)家在農(nóng)場中的3萬多個數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。研究人員將對數(shù)據(jù)進(jìn)行評估、測試、預(yù)測分析，以便更好地改善系統(tǒng)。

AeroFarms還開發(fā)出可重復(fù)使用的布培養(yǎng)基專利，用于育種、發(fā)芽、種植以及收獲食物。每個布培養(yǎng)基使用24個回收塑料水瓶制成，每次收獲后可被充分消毒。此外，這種布培養(yǎng)基還可以充當(dāng)植物與培霧之間的屏障，幫助收獲干凈、干燥的即食食物。

1年多建設(shè)，紐瓦克市垂直農(nóng)場已經(jīng)接近完工，AeroFarms正在開放準(zhǔn)備進(jìn)行使用的區(qū)域。過道中擺滿了高大的貨架，只能使用叉車起重機(jī)搬運(yùn)，農(nóng)民必須身穿全套制服，包括手套、實(shí)驗室外套發(fā)網(wǎng)以及消毒鞋等。

AeroFarms不僅要幫助應(yīng)對美國農(nóng)田流失問題，還想幫助對抗全球食物短缺問題。

二、日本Spread垂直農(nóng)場每天能收獲21000顆萵苣

Spread是日本目前最大的垂直農(nóng)場，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與工業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物。他們位于龜岡市的垂直農(nóng)場目前只能產(chǎn)出四種不同的萵苣，但隨著種植技術(shù)的改良，未來將可全年生產(chǎn)各種類型的綠葉蔬菜。

新農(nóng)場與以往最大的不同，在于它將采用全自動化的農(nóng)作系統(tǒng)，利用機(jī)器人來完成從播種到收割的全部流程，約可節(jié)省50%的人力成本。所使用的機(jī)器人將具備圖像識別功能，通過對圖像特征的識別來判斷作物的成熟情況。機(jī)器人將極大提高生產(chǎn)效率，有望將目前萵苣的日產(chǎn)量從2.1萬棵提高到3-5萬棵。而且計劃在5年內(nèi)將日產(chǎn)量提高到50萬棵。

另外，Spread也開發(fā)出蔬菜工廠專用的低成本LED光照系統(tǒng)。這些LED燈的耗電低、效率高，可節(jié)省約30%的電力開銷。水耕（hydroponic）與氣霧耕（aeroponic）技術(shù)能夠?qū)⑺Y源的損失減少到最小。全新的回收、過濾、消毒系統(tǒng)，還可以將98%的廢水回收再利用。

看上去很美好，但問題不少

自從垂直農(nóng)場的概念提出之后，圍繞它的爭論就從來沒有停止過。

谷歌母公司停止了垂直農(nóng)場的項目

2015年，谷歌母公司Alphabet停止了谷歌X實(shí)驗室的100多個Moonshot項目，其中就包括自動化的垂直農(nóng)場。

“在自動收割和提高光照效率等方面，我們?nèi)〉昧诉M(jìn)展。但最終，我們無法以這種方式生產(chǎn)水稻和小麥等主要糧食作物，因此我們放棄了這一項目。如果有人能研究出植株較矮的水稻，請聯(lián)系我們，因為這或許就是問題解決的關(guān)鍵。”谷歌X實(shí)驗室負(fù)責(zé)人阿斯特羅·泰勒（Astro Teller）這樣解釋項目中止的原因。

失敗的案例不只有谷歌一家。創(chuàng)立于2011年的北美洲第一家垂直農(nóng)業(yè)公司VertiCrop，也于2014年倒閉，究其原因，也是無法種植糧食作物。

不論是日本、新加坡，還是美國；不論是天然照明還是LED；不論是在城市地區(qū)，還是在偏遠(yuǎn)郊外，垂直農(nóng)業(yè)所面臨的三個最大問題是作物單一性，高昂的建設(shè)成本，以及高能耗帶來的污染。

首先，并不是所有的植物都適合垂直種植。

目前，主要糧食作物的種植方法還沒有被找到，垂直農(nóng)業(yè)目前可能只是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的有效補(bǔ)充，而不是替代。

其次，垂直農(nóng)業(yè)的成本和能耗始終居高不下。

據(jù)統(tǒng)計，垂直農(nóng)業(yè)的成本非常高，一棟高質(zhì)量的垂直農(nóng)場可能需要數(shù)十億美元。而且目前垂直農(nóng)場的能源消耗很大，美國堪薩斯州土地研究所的研究人員認(rèn)為，如果想利用垂直農(nóng)業(yè)取代美國目前全年的小麥生產(chǎn)，僅照明需要的電量就是美國所有電站一年發(fā)電量的8倍。

第三，因為LED輔助型垂直農(nóng)場要求LED照明系統(tǒng)24小時對作物進(jìn)行照射，很多人也在擔(dān)心垂直農(nóng)業(yè)到底會消耗多少能源？根據(jù)美國康奈爾大學(xué)“可控環(huán)境農(nóng)業(yè)計劃”（Controlled Environment Agriculture program）主任路易斯·奧爾布賴特（Luis Albright）的說法，目前研究表明，大規(guī)模垂直農(nóng)場由于消耗電能所間接產(chǎn)生的碳足跡（carbon footprint），是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的10倍。

與此同時，這么多植物處于一個密閉空間，也許一年半載不會出什么問題，但是時間一長，病菌的滋生和傳播就會比較厲害。就好像在人口密集的地區(qū)，病毒傳染的速度也會很快，這也是垂直農(nóng)場可能存在的大問題。

除了上述技術(shù)層面的問題，要推廣垂直農(nóng)業(yè)，還有其他的問題需要解決。比如在我國，土地政策和土地價格有其特殊性，如何定義商業(yè)用地與農(nóng)業(yè)用地？重資本運(yùn)作的垂直農(nóng)場產(chǎn)出的作物是否具有經(jīng)濟(jì)性？傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)從業(yè)者的利益如何保障？恐怕只有到技術(shù)與政策到走到某一契合點(diǎn)的時候，我們才能真正看清垂直農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的走向。垂直農(nóng)場未來的發(fā)展情況，依舊令人期待。

來源：神農(nóng)島

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