可以養活地球100億人的技術
據聯合國糧食及農業組織預測,2030年世界總人口有望達到85億,2050年將會達到97億。
經測算,想要養活這麼多人口,全球糧食產量必須提高70%。
與此同時,隨著城市化進程的不斷加快,城市人口也越來越多——2050年全球城市人口將會再增加25億,世界三分之二的人將生活在城市中。
這種情況下,耕地面積勢必遭到擠壓,城市內部和周邊的農業用地也被不斷崛起的第二、三產業一步步蠶食。
城市周邊沒有地方種糧種菜了,那遠點的地方行不行?
當然可以,但是在長距離運輸途中,糧食的損壞和蔬果的腐爛一直是一個難以完美解決的問題。
僅2016年一年,我國糧食在收割、倉儲、運輸、加工這些過程中的損失,就超過700億斤,相當於2億人1年的分量。
如果再算上更容易變質的蔬果,這個數字就更大了。
一邊是人口爆炸性增長,另一邊是耕地急劇減少,這似乎將人類推向了一個兩難的境地。
未來,要解決如此龐大人口的吃飯問題,我們或許需要一種新的食物生產模式——在摩天大樓里種植糧食蔬菜的垂直農場。
垂直農場設計效果圖
想像這樣一個場景:
在市中心的摩天大樓里,
每一個布滿LED燈的房間都種著
西紅柿、黃瓜、西瓜等等。
聽起來是不是很像科幻電影?
其實,這就是垂直農場,
它為解決未來97億人的吃飯問題提供了無限想像。
逆天技術,把農場搬到室內
在垂直農場里,
植物不是種在土裡,
而是在一個個垂直堆疊的植物槽里。
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工作人員先將種子撒在特殊的編織物上,
這裡用的種子與室外種植無異,
而特殊編織物是用可循環的塑料製品製成,
綠色環保。
種子放好後,
附著種子的編織物被放進植物槽。
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最開始植物的根部是被浸在水裡的,
通過水來實現氧化。
後來,科學家們意識到,
如果將營養液霧化進根部,
將會有更好的氧化作用。
於是,就有了「氣培法」這一種植方式——
在容器的底部放一些培養液,
植物的根系大部分處於懸空狀態,
培養液蒸發後形成氣霧,
然後再附著在植物的根繫上。
相比傳統種植方式,
在同等面積的情況下,
「氣培法」能減少95%的水分消耗,
同時高出75%的產量。
垂直農場比傳統農場的用水量可以節約近95%
除了水分和營養,
作物生長的另一個重要需求就是陽光。
垂直農場用LED燈照替代陽光,
能通過控制燈的顏色、強度來適應培養液的成分。
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此外,容器內還有負責排氣和供氧的小風扇,
以及密布的、可監測作物生長的感測器,
遇到長得不好的會直接摧毀,
免得浪費資源。
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時間久了,
科學家們還研究出了一套演算法。
利用演算法可以改變蔬菜中營養成分的配比,
從而改變蔬菜、糧食的口味,
比如讓西瓜更甜一點、
讓辣椒更辣一點。
更為重要的是,
這些複雜的操作都能通過電腦或手機APP遠程控制。
別人以為你在玩手機,
其實是在搞逆天的科學種植!
垂直農場,翻倍的不僅是收成
24小時提供光源,
不需要農藥和化肥,
再加上眾多科學家和精密儀器的悉心守候,
部分作物的生長期甚至縮短到12—16天,
這樣的垂直農場,
首先帶來的必然是翻了幾番的收成。
美國科學家迪克森·戴斯波米爾的測算顯示,
一座佔地不足600平方米、
30層高的垂直農場
可為5萬人提供大約一年的食物和飲用水。
如果建造大約170座這樣的垂直農場,
就能為整個紐約市提供一年的糧食、蔬菜和飲用水。
美國科學家迪克森·德波爾教授的垂直農場設計圖
在實踐中,
垂直農場的產量也同樣驚人,
以現在比較成熟的美國Aero Farms公司為例,
他們一年能收成20次萵苣,
而在美國農業區,
即使在豐收年,一年也只能收3次左右,
這相當於將收成次數至少提高到原來的6倍!
除了顯著提高的收成之外,
垂直農場還有著其他諸多優點,我們一一來看:
一是充分利用土地,
堆疊式的種植將農田延伸到空中,
大大節省了耕地。
二是不再懼怕乾旱、洪水、蟲害等的影響,
徹底擺脫了「靠天吃飯」。
這個意義是重大的,
相關資料顯示,單是我國,
每年因自然災害而造成的經濟損失
就高達上萬億元。
三是環保效能明顯,
在垂直農場里,
可以利用雨水收集系統、
中水系統等先進的綠色環保技術,
把農作物生產過程中產生的有機廢物
轉化成可以利用的清潔能源。
垂直農場能源流動圖
一座座高樓大廈
變成了種植園和花壇,
「鋼筋混凝土」成為綠色森林,
這對調節城市氣候也很有幫助,
城市的夏天將會變得更涼快。
四是豐富了城市文化,
一幢樓裡面既可以辦公,
又可以進行農作物生產,甚至還能養畜,
工作之餘我們可以去看看菜、賞賞花,
周末可以帶孩子見識下蔬菜、糧食的生長,
簡直不要太「田園范兒」!
垂直農場設計效果圖
最後,垂直農場提供了大量就業機會,
它其實是個自給自足的生態系統,
不僅包含農業,
還包含了建築業、機械製造業等,
不僅需要專業的農業技術專家,
也需要建築師、工程師、城市規劃師等,
這是一系列智慧的集結。
這樣的「農場」,實在太亮眼!
望而生畏?依然有人試水
垂直農場「坑」太多,
讓眾多投資者望而生畏,
但也有一些樂觀者,
從這「一半海水,一半火焰」的新生事物中看到了機遇。
在垂直農場的發源地美國,
就有AeroFarms、
Square Roots、
Freight Farms等多家代表性企業。
其中,AeroFarms正在美國紐瓦克建世界最大的垂直農場,
建成後總建築面積將達69000平方英尺(約6400平方米)。
AeroFarms公司位於美國新澤西州紐瓦克市的垂直農場建築效果渲染圖
這裡有必要提一下Square Roots這家公司,
它的創始人叫金布爾·馬斯克(Kimbal Musk)。
金布爾·馬斯克(Kimbal Musk)
看到「馬斯克」這三個字,
再看看這清晰而有立體感的面部輪廓,
高聳帶感的鼻樑,還有那利落的下巴,
你能想到誰?
對了,就是「鋼鐵俠」埃龍·馬斯克(Elon Musk)!
埃龍·馬斯克(Elon Musk)
有了第一桶金之後,
哥哥埃龍繼續留在矽谷開始了他開掛的人生,
金布爾雖然也有這個實力,
可他覺得成為一名矽谷大佬不是他的追求,
他真正想做的是一名「廚子」。
金布爾直接從加州搬到了紐約,
並進入紐約國際烹飪學院開始學做菜!
這給人感覺似乎就是,
身價過億的青年才俊,
本來在矽谷也能攪弄一番風雲,
卻開開心心地去了新東方烹飪學校……
再就是投資建設垂直農場。
只不過,
他的垂直農場跟我們前面介紹的不太一樣,
他把農場放在一個個集裝箱里,
然後把集裝箱安置在廢棄的停車場。
日本的垂直農場中的機器人正在採摘草莓
在陽光明媚的新加坡,
垂直農場的外層由玻璃構成,
不需要人工光照來促進作物生長。
可移動植物架上種植著各類蔬菜,
每層架子不斷旋轉,
架子轉到最上面時能曬到日光,溫度較高;
轉到下面時,溫度下降,
溫度的變化讓蔬果更鮮甜。
新加坡垂直農場
在「牧場之國」荷蘭,
有一家名為「植物實驗室」的垂直農場企業,
他們採用荷蘭飛利浦公司研製的高效率LED光照系統,
大幅降低了垂直農場的用光成本。
此外,韓國、古巴、阿聯酋等國也紛紛試水垂直農場。
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