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厲害了，這個讓人疑信參半的農場究竟怎么回事？

陳立耀

2017-08-24 11:04:37

[ 導讀 ] 大家或許都聽說過“家庭農場” “有機農場”，但很少有人聽過“垂直農場”。如今，紐約建造了世界最大的垂直農場，號稱可以年產90萬公斤食物。“垂直農場”一經提出，就被寄予厚望，但圍繞它的爭議不斷，究竟這個讓人疑信參半的農場是個什么樣子？

垂直農場被評為改造地球最瘋狂生態實驗之一

垂直農業也叫垂直農耕，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實驗之一，是科學家為了研究未來農業發展面臨的人口壓力及資源匱乏問題所提出的一個新概念，主要任務在于解決資源與空間的充分利用，在于單位面積產量的最大化發揮，所形成的一種農業耕作方式。

“垂直農場”的概念由美國哥倫比亞大學的生態學家迪克森·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食物（包括養殖魚類和家禽）來供給附近居民。

這座構想中30層樓高的“垂直農場”，動力能源取自太陽能、風力及不可食用的植物廢料，并用污水來灌溉。他設想這種垂直農場可以栽種包括草莓、藍莓甚至小型香蕉在內的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中循環用水以減少用水量、避免徑流造成土肥流失，運輸費用也將趨近于零，更重要的是，還能減少將蔬菜和水果從距離城市很遠的地方運送過來所產生的二氧化碳。

垂直農場的迷人之處

傳統的農業耗水量巨大，水培花法的相對傳統農業擁有耗水量低的特點，聯合國糧食及農業組織估計，要跟上人口增長速度，到2050年，糧食生產必須增加一倍。

“垂直農場”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為，垂直農場的耕作方式的確是人類未來農業發展的唯一出路，它具有傳統耕作方式無可比擬的特點。

垂直農場采用無土溶液栽培方式，可以將污水轉化成電力，大大降低能源成本，同時能夠提供更多的食物。垂直農場還可以將傳統的農場解放出來，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，垂直農場本身就在都市，可以直接運往有需要的地方，從而節約運輸成本，并減少運輸帶來的污染。

垂直農場建設在城市中，減少了運輸費用和運輸過程中產生的能源消耗和環境污染，省卻了農作物的儲藏和運輸過程，城市居民可以直接吃到新鮮的農產品。

室內種植方式不會因天災而造成農作物大規模歉收，可防止昆蟲和細菌入侵農作物，“無賴”轉基因品種也不會通過花粉傳播進入“天然”植物系統。

所有農作物通過有機栽培方式生長，不使用除草劑、殺蟲劑等農藥，大大減少了有害的農業廢物。

規模化的集中生產方式，方便有機廢物回收、城市污水處理和新能源的生產利用。

戴斯波米爾教授還堅信，他所研究的“垂直農場”還可以有助于抑制全球變暖，在目前嚴峻的全球變暖的氣候環境下，只有相當一部分的耕地重新成為森林，人類才有維持全球氣候穩定的轉機。假如垂直農場能夠徹底取代傳統農場，那么世界上許多因人類耕作或放牧而遭到破壞的地區，其生態系統就會慢慢恢復，重新生長的森林將消耗二氧化碳，扭轉目前的全球氣候惡化。

還有這種操作，真的有城市已經建立了垂直農場

一、紐約建世界最大垂直農場年產90萬公斤食物

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

AeroFarms每年使用22種作物進行輪種，不分季節，因此食物產量驚人。先進的農業系統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燈和氣候控制系統都是特別設計的，用于培育250多種綠色蔬菜和草藥，無需陽光或土壤。這些獨特的照明設備讓AeroFarms可控制綠色蔬菜和草藥的大小、形狀、質地、色澤、營養以及風味等。這些食物有超長保鮮期，從育種到包裝都實行最高的食品安全標準。

AeroFarms使用霧培種植系統，比戶外農田節省用水95%，比水培法節水40%，且不使用任何殺蟲劑。植物學家在農場中的3萬多個數據點進行監測。研究人員將對數據進行評估、測試、預測分析，以便更好地改善系統。

AeroFarms還開發出可重復使用的布培養基專利，用于育種、發芽、種植以及收獲食物。每個布培養基使用24個回收塑料水瓶制成，每次收獲后可被充分消毒。此外，這種布培養基還可以充當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，紐瓦克市垂直農場已經接近完工，AeroFarms正在開放準備進行使用的區域。過道中擺滿了高大的貨架，只能使用叉車起重機搬運，農民必須身穿全套制服，包括手套、實驗室外套發網以及消毒鞋等。

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

二、日本Spread垂直農場每天能收獲21000顆萵苣

Spread是日本目前最大的垂直農場，是現代農業與工業結合的產物。他們位于龜岡市的垂直農場目前只能產出四種不同的萵苣，但隨著種植技術的改良，未來將可全年生產各種類型的綠葉蔬菜。

新農場與以往最大的不同，在于它將采用全自動化的農作系統，利用機器人來完成從播種到收割的全部流程，約可節省50%的人力成本。所使用的機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。機器人將極大提高生產效率，有望將目前萵苣的日產量從2.1萬棵提高到3-5萬棵。而且計劃在5年內將日產量提高到50萬棵。

另外，Spread也開發出蔬菜工廠專用的低成本LED光照系統。這些LED燈的耗電低、效率高，可節省約30%的電力開銷。水耕（hydroponic）與氣霧耕（aeroponic）技術能夠將水資源的損失減少到最小。全新的回收、過濾、消毒系統，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場的項目

2015年，谷歌母公司Alphabet停止了谷歌X實驗室的100多個Moonshot項目，其中就包括自動化的垂直農場。

“在自動收割和提高光照效率等方面，我們取得了進展。但最終，我們無法以這種方式生產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，請聯系我們，因為這或許就是問題解決的關鍵。”谷歌X實驗室負責人阿斯特羅·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。創立于2011年的北美洲第一家垂直農業公司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，還是在偏遠郊外，垂直農業所面臨的三個最大問題是作物單一性，高昂的建設成本，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，垂直農業目前可能只是對傳統農業的有效補充，而不是替代。

其次，垂直農業的成本和能耗始終居高不下。

據統計，垂直農業的成本非常高，一棟高質量的垂直農場可能需要數十億美元。而且目前垂直農場的能源消耗很大，美國堪薩斯州土地研究所的研究人員認為，如果想利用垂直農業取代美國目前全年的小麥生產，僅照明需要的電量就是美國所有電站一年發電量的8倍。

第三，因為LED輔助型垂直農場要求LED照明系統24小時對作物進行照射，很多人也在擔心垂直農業到底會消耗多少能源？根據美國康奈爾大學“可控環境農業計劃”（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，大規模垂直農場由于消耗電能所間接產生的碳足跡（carbon footprint），是傳統農業的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，病毒傳染的速度也會很快，這也是垂直農場可能存在的大問題。

除了上述技術層面的問題，要推廣垂直農業，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，如何定義商業用地與農業用地？重資本運作的垂直農場產出的作物是否具有經濟性？傳統農業從業者的利益如何保障？恐怕只有到技術與政策到走到某一契合點的時候，我們才能真正看清垂直農業未來發展的走向。垂直農場未來的發展情況，依舊令人期待。

來源：神農島

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疑信參半農場

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