一种新的种植方式的利弊

垂直农业何时诞生?

垂直农业的概念诞生于2011年哥伦比亚大学(Columbia University, n.y.)的一间教室里。在一堂课上,迪克森·德斯波米尔教授向他的学生提出问题并要求他们找到一种在曼哈顿岛周边生产食物的方法。学生们最初提议在摩天大楼的顶部种植作物,但即使把岛上所有的屋顶都用上,也只能满足4%的人口的粮食需求。因此,一个新的想法诞生了:让我们在建筑内部开发垂直空间进行种植。这是一个农业上新的突破。

当时,这一愿景所需的所有技术都已经存在。

在世界各地,我们都在进行无土栽培,比如水培,在温室里种植蔬菜或小水果。此外,我们还可以通过园艺灯调整温室内部的温度和湿度。我们只需要把这些技术放在一起。

从那时起,从美国到日本、中国、新加坡、南美和欧洲,所谓的“垂直农场”的数量在全球范围内不断增加。

在过去几年中,有关这种类型种植的专门知识呈指数级增长,且相关技术使作物生产越来越高效,许多不同的作物已经成功在垂直农场中种植。

让我们试着理解这些农场4.0是如何工作的,分析垂直农业的各个组成部分。

垂直农场是如何运作的?

气候室

无论你想在哪里建造你的垂直农场,都有必要创造一个绝缘的环境,以保持作物所需的气候条件,如温度、湿度和通风。完全封闭的环境也可以防止病虫害的进入。

气候室通常由夹层板制成,但集装箱也用于开发模块化农场。气候室几乎可以安装在任何地方,例如建筑物、船只、仓库、学校或在餐馆的里面。

暖通空调系统

除了保温层,暖通空调系统(湿度通风和空气控制)是第一个也是最重要的垂直农业“工具”。这个系统必须过滤进出的空气,为作物创造最好的环境。

在发展垂直农场时,有必要根据其具体的种植空间精心设计适合的暖通空调系统。栽培的成功、作物的生产力以及与能源消耗相关的运营成本水平都得益于此。

栽培方法

垂直农业的两种主要无土栽培方法是水培和气培。

水培是最常见的。

水培法的历史可以追溯到古巴比伦的花园中,而且不同的民族都有使用过这种方法。即使在今天的缅甸,当地居民仍在茵莱湖水面上的木筏上用这种方法进行栽培。

在工业上,荷兰农民已经开发了在温室内生产的水培方法,甚至美国宇航局也开发了一些可以在太空中生产食物的农场原型。

这个技术的原理很简单:即通过各种支撑使植物悬浮在地面之上,让水和营养物质流经根病,形成一个半封闭的灌溉回路。这样一来植物即得到了它们所需的营养也没有水被浪费。

气培栽培系统是最近才出现的。其原理是一样的,但水和营养物质是通过直接喷洒在悬浮在空气中的植物根部。这种方法有时是首选的一种栽培方式,它可以避免水停滞且可以增加植物根部的含氧量。

什么是垂直农业?

种植水培生菜 – 垂直农业教育

栽培系统

在垂直农业中,我们已经看到了各种类型的系统。例如Skygreen(世界上最早的工业垂直农场之一)的移动板块、N.F.T.、塔架和大多数农场使用的最常见的架子。最近,一家意大利创业企业开发了一种新的种植模型,利用人工智能在一个大型垂直农场“立方体”内移动植物可以使种植变得异常高效。

照明灯

由于我们谈论的是室内种植,因此你将需要农业灯来再现太阳辐射,特别是需要增加红色和蓝色的波长的光(这是灯看起来粉红色或紫色的原因)。

如今室内农业中使用的发光二极管非常节能,可以用来种植不同的作物。一些发光二极管非常高效,当你需要切换作物时,它们可以改变光谱和光强。甚至可以模仿日落和日出,以给植物最好地模拟太阳的日常变化。

什么是垂直农业?

在Radix系统上进行生菜栽培的指导 – 垂直农业教育

栽培软件

垂直农场主使用一种特别的软件来控制和管理气候条件、灌溉流量和照明。随着软件、智能和物联网的不断发展,它们逐渐提高了所有农业过程中的自动化水平。

种子和基质

使用种子种植而不是种苗是最便宜和最受欢迎的策略。此外,您还可以通过使用这种方法控制整个生产链:从播种到收获。

垂直农业通常种植的作物通常有绿叶蔬菜、微型蔬菜、小型水果、大麻、芳香草本植物和一些可食用的花卉。

作物生长种植在从泥炭到岩棉不同类型和质地的基质上。基质必须根据其具体使用的栽培系统、所选作物和灌溉流量仔细选择。通常人们会选择有机基质,因为这种基质可以产生堆肥而不会产生固体废物。

什么是垂直农业?

有机基质上的微型植物 – Profarms

其他工具

根据种植项目的不同,农民可以选择使用其他工具和机械。他们可以使用从发芽室到冰箱的各种机器用于作物的包装、储存、自动育苗和收获。

垂直农业的利与弊

正如你可能已经理解的那样,垂直农业的优点有很多:

-节约土壤:在垂直农业中,空间可以被非常高效地利用。这对于在不开发额外农业土地的情况下,可以为不断增长的世界人口生产和提供足够粮食。无土栽培还避免了过度施肥等问题,而这些问题会加剧全球范围内的水污染(特别是在单一栽培中)。

-节约用水:垂直农业十分节水。与我们的学生一起,我们已经证明了这种种植方法可以比大田农业少使用90%的水。

有一些系统还可以从蒸腾中回收水分再利用来灌溉作物。

(垂直)从农场到餐桌:农场可以提供在完全受控的环境中种植作物的条件,并且几乎可以在任何地方生产:从仓库到学校、船只、甚至是国际空间站都可以种植作物。在大城市内部或附近种植食物是避免大量碳排放和运输成本的好方法。不仅如此,它还可以缩短从收获到食用的时间,这也是保持作物新鲜、美味和营养的一个好方法。

– 连年12个月的生产:由于垂直农场全年可以不受外部气候条件影响的生产,使世界各地的种植和生产具有非凡的连续性和安全性。

-生产和拯救濒危作物:单一栽培、单一饮食、杀虫剂和气候变化是导致世界上种植的物种和品种减少的原因。垂直农场拥有设置不同气候条件的能力可以恢复种植因产量较低或不适合使用农药而被遗弃的作物品种。

-清洁食品:在室内种植作物不会有虫害或疾病的风险,因此不需要使用除草剂或杀虫剂。

-吸引力:人们对农业实践失去兴趣的现象在全世界都很普遍。垂直农业的技术和未来特征吸引了年轻农民,并且逐渐推翻了之前的种植统计数据。

缺点

-能源消耗:必须考虑在全球场景下暖通空调系统(24小时工作)和照明所需的能源消耗量。然而,太阳能电池板和电池的使用可以降低其能源消耗和成本。

作物选择:你可以在室内种植几乎所有的作物,但只有某些品种是有利可图的且最适合这个农作系统。

我们的合作伙伴

我们与全球的非营利组织、大学和其他组织机构联合起来,共同履行我们在可持续发展和人类福祉方面的使命。