垂直农业也叫垂直农耕,是科学家为了研究未来农业发展面临的人口压力及资源匮乏问题所提出的一个新概念,主要任务在于解决资源与空间的充分利用,南宫28在于单位面积产量的最大化发挥,所形成的一种农业耕作方式。
垂直农业是众多发达国家最为青睐的农业科技之一。垂直农业区别于传统的户外种植,选择在室内种植蔬菜,通过多个种植层垂直地叠在一起,然后利用LED等其他光源提供光照,并用水雾或自动滴灌系统浇水,从而实现不受环境因素影响和控制下的全年高产。
1 )采用无土栽培,采用其他可降解的材料代替土壤, 或者直接使用人工配制的溶液;
2 )在室内进行种植,几乎所有室内场所都可以进行种植,室内生长有助于精准控制作物养分的供给,从而提高整体质量。与此同时,垂直农业可以根据作物生长机制、生长平台、作物种类、硬件组成和地理位置划分为不同的类型。
垂直农业还能够通过对相关农作物所需生长条件的人为控制(可控环境农业),使其不受任何外界自然环境或者天气的影响,可以高效不间断地进行农业生产。同时,垂直农业技术也可以减少对淡水资源、杀虫剂、除草剂等化学成分的使用,采用循环可回收的材料进行农业生产,极大地提高其绿色与环保性。
垂直农场最早由美国哥伦比亚大学教授迪克森·迪斯波米亚提出, 是一种定位在城市中的可持续发展的创新绿色农业模式,与之对应的农业技术即为垂直农业。垂直农业的前身可以追溯为温室农业,迪克森·迪斯波米亚在提出垂直农场的时候将其形容为“摩天大楼式”的温室,以“立体”的农业代替传统的“平面”农业,在减少种植所需面积的同时, 单位面积的产量较传统农业更高。
2012年,新加坡垂直农业技术公司Sky Greens建立了第一个现代商业化的垂直农场,其中包括100多座9米高的塔楼,垂直种植白菜等绿色蔬菜,并在当地的超级市场出售。它也是世界上第一个低碳液压驱动的城市垂直农场,以最少的土地、水和能源来维持绿色可持续生产。
中粮智慧农场垂直农业技术综合馆,高14米,占地5000多平方米,汇集了“世界级巅峰农业科技”的自动旋转追光系统、垂直栽培系统、漂浮培栽培系统等高端科技设备,规模庞大、引人瞩目。
3.目前,在国家成都农科中心智慧都市农业展示区设有“垂直农业展示中心”,建成后将展示空间栽培层数超过20层的无人植物工厂,这是国际首创。工厂以LED节能灯为光源,多层立体栽培,由带孔均匀送风管道通风,采用浅液流种植床进行水培生产,通过物联网的智能化管控等关键技术,可实现机器人全自动化定植、采收和维护,并智能调节空气中的温度、湿度、光照和营养液成分,生产效率和单位土地产值显著提高。
项目位于杨浦区军工路周家嘴路,总建筑面积约11万㎡,共3栋楼,其中一栋设计为城市垂直农场,内部种满蔬果类等可食作物。两座“树塔”分别高达80米和112米,计划种植有800余颗树(480颗大中型树木,300颗小型树木)、15000余株多年生植物和地被植物,以及5000余株灌木丛。项目结合了“垂直森林概念”与“农场概念”,定位为一种新型都市农业及商办综合体,集绿色植物、食品生产、美学建筑等于一体。未来建成后,不仅提供商业和办公的综合使用空间,还将提供农业产量的需求空间。
考虑到上海的气候和作物季节变化比较特殊,光明城市垂直农场退台上还特别规划了12个“绿色泡泡”温室。“绿色泡泡”采用ETFE膜材料制成,具有重量轻、强度大、透明度高且自洁性好的特点,而且用完还能回收。不仅保证农作物获得更好的生长光照条件,在恶劣天气条件下也能拥有清晰开阔的视野。
垂直农业也不仅仅是发达国家农业流行的一种趋势,给一些粮食短缺和贫困的国家也带来了机遇和希望。在这次新冠肺炎疫情期间, 粮农组织与美国国际开发署(USAID) 合作,帮助巴基斯坦的一些地区,通过在废弃隧道中进行蔬菜种植来解决疫情期间的粮食短缺问题。隧道菜园帮助延长了种植季节,提高了产量,增加了当地新鲜营养农产品的供应。
随着城市化进程推进,人地矛盾不断加剧。到 2050年全球人口预计将突破 98 亿,要满足不断增长人口的需求,预计产量在 2050 年前增长 50% ,然而根据粮农组织统计,目前仍有超过 8.2 亿人长期营养不良。土地供应的减少, 土壤的退化以及恶劣天气和自然灾害的频发都将对传统露天农业生产造成威胁和挑战。与此同时,人们对于食品安全和质量的日益重视, 消费市场分散和生鲜物流运输发展的滞后及其造成的大量食物浪费等等将推动城市垂直农业市场的增长。
2.局限-任何事物都具有两面性, 垂直农业技术作为一项新的技术创新,目前也存在着局限与不足:
1.人工智能 垂直农业 区块链 机器人 四大技术驱动未来农业蓬勃发展(国际科技创新中心)
4.北京:中粮智慧农场“世界级巅峰农业科技”引人瞩目(中国农业科技信息网)