垂直农场被评为改造地球最疯狂生态实验之一

垂直农业也叫垂直农耕，被美国著名的高科技杂志《连线》评为改造地球的十大最疯狂生态实验之一，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，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。

“垂直农场”的概念由美国哥伦比亚大学的生态学家迪克森·德斯波米尔于1998年首次提出。他的想法是：在城市里30层以下高度的建筑上生产食物（包括养殖鱼类和家禽）来供给附近居民。

这座构想中30层楼高的“垂直农场”，动力能源取自太阳能、风力及不可食用的植物废料，并用污水来灌溉。他设想这种垂直农场可以栽种包括草莓、蓝莓甚至小型香蕉在内的100多种不同的水果及蔬菜，每年可为5万人提供足够的食物和水。人们还可以在封闭的灌溉系统中循环用水以减少用水量、避免径流造成土肥流失，运输费用也将趋近于零，更重要的是，还能减少将蔬菜和水果从距离城市很远的地方运送过来所产生的二氧化碳。

垂直农场的迷人之处

传统的农业耗水量巨大，水培花法的相对传统农业拥有耗水量低的特点，联合国粮食及农业组织估计，要跟上人口增长速度，到2050年，粮食生产必须增加一倍。

“垂直农场”这一概念被许多人看成是唐吉珂德式的幻想。但仍有很多专家和公众认为，垂直农场的耕作方式的确是人类未来农业发展的唯一出路，它具有传统耕作方式无可比拟的特点。

垂直农场采用无土溶液栽培方式，可以将污水转化成电力，大大降低能源成本，同时能够提供更多的食物。垂直农场还可以将传统的农场解放出来，用来种植更多树木，从而减少大气中的二氧化碳含量，减缓全球变暖过程。而且，垂直农场本身就在都市，可以直接运往有需要的地方，从而节约运输成本，并减少运输带来的污染。

垂直农场建设在城市中，减少了运输费用和运输过程中产生的能源消耗和环境污染，省却了农作物的储藏和运输过程，城市居民可以直接吃到新鲜的农产品。

室内种植方式不会因天灾而造成农作物大规模歉收，可防止昆虫和细菌入侵农作物，“无赖”转基因品种也不会通过花粉传播进入“天然”植物系统。

所有农作物通过有机栽培方式生长，不使用除草剂、杀虫剂等农药，大大减少了有害的农业废物。

规模化的集中生产方式，方便有机废物回收、城市污水处理和新能源的生产利用。

戴斯波米尔教授还坚信，他所研究的“垂直农场”还可以有助于抑制全球变暖，在目前严峻的全球变暖的气候环境下，只有相当一部分的耕地重新成为森林，人类才有维持全球气候稳定的转机。假如垂直农场能够彻底取代传统农场，那么世界上许多因人类耕作或放牧而遭到破坏的地区，其生态系统就会慢慢恢复，重新生长的森林将消耗二氧化碳，扭转目前的全球气候恶化。

还有这种操作，真的有城市已经建立了垂直农场

一、纽约建世界最大垂直农场 年产90万公斤食物

据每日邮报报道，为了应对农田流失，AeroFarms决定在纽瓦克市建立室内垂直农场。这里将成为世界上最大的垂直农场，占地6500平方米的厂房中每年可生产食物90万公斤。比户外农田产量增加75%，耗水则可减少95%。

AeroFarms每年使用22种作物进行轮种，不分季节，因此食物产量惊人。先进的农业系统不会对土壤造成侵蚀，杀虫剂、水量使用以及碳排放都大量减少，有时候甚至完全不需要。

LED灯和气候控制系统都是特别设计的，用于培育250多种绿色蔬菜和草药，无需阳光或土壤。这些独特的照明设备让AeroFarms可控制绿色蔬菜和草药的大小、形状、质地、色泽、营养以及风味等。这些食物有超长保鲜期，从育种到包装都实行最高的食品安全标准。

AeroFarms使用雾培种植系统，比户外农田节省用水95%，比水培法节水40%，且不使用任何杀虫剂。植物学家在农场中的3万多个数据点进行监测。研究人员将对数据进行评估、测试、预测分析，以便更好地改善系统。

AeroFarms还开发出可重复使用的布培养基专利，用于育种、发芽、种植以及收获食物。每个布培养基使用24个回收塑料水瓶制成，每次收获后可被充分消毒。此外，这种布培养基还可以充当植物与培雾之间的屏障，帮助收获干净、干燥的即食食物。

1年多建设，纽瓦克市垂直农场已经接近完工，AeroFarms正在开放准备进行使用的区域。过道中摆满了高大的货架，只能使用叉车起重机搬运，农民必须身穿全套制服，包括手套、实验室外套发网以及消毒鞋等。

AeroFarms不仅要帮助应对美国农田流失问题，还想帮助对抗全球食物短缺问题。

二、日本Spread垂直农场每天能收获21000颗莴苣

Spread是日本目前最大的垂直农场，是现代农业与工业结合的产物。他们位于龟冈市的垂直农场目前只能产出四种不同的莴苣，但随着种植技术的改良，未来将可全年生产各种类型的绿叶蔬菜。

新农场与以往最大的不同，在于它将采用全自动化的农作系统，利用机器人来完成从播种到收割的全部流程，约可节省50%的人力成本。所使用的机器人将具备图像识别功能，通过对图像特征的识别来判断作物的成熟情况。机器人将极大提高生产效率，有望将目前莴苣的日产量从2.1万棵提高到3-5万棵。而且计划在5年内将日产量提高到50万棵。

另外，Spread也开发出蔬菜工厂专用的低成本LED光照系统。这些LED灯的耗电低、效率高，可节省约30%的电力开销。水耕（hydroponic）与气雾耕（aeroponic）技术能够将水资源的损失减少到最小。全新的回收、过滤、消毒系统，还可以将98%的废水回收再利用。

看上去很美好，但问题不少

自从垂直农场的概念提出之后，围绕它的争论就从来没有停止过。

谷歌母公司停止了垂直农场的项目

2015年，谷歌母公司Alphabet停止了谷歌X实验室的100多个Moonshot项目，其中就包括自动化的垂直农场。

“在自动收割和提高光照效率等方面，我们取得了进展。但最终，我们无法以这种方式生产水稻和小麦等主要粮食作物，因此我们放弃了这一项目。如果有人能研究出植株较矮的水稻，请联系我们，因为这或许就是问题解决的关键。”谷歌X实验室负责人阿斯特罗·泰勒（Astro Teller）这样解释项目中止的原因。

失败的案例不只有谷歌一家。创立于2011年的北美洲第一家垂直农业公司VertiCrop，也于2014年倒闭，究其原因，也是无法种植粮食作物。

不论是日本、新加坡，还是美国；不论是天然照明还是LED；不论是在城市地区，还是在偏远郊外，垂直农业所面临的三个最大问题是作物单一性，高昂的建设成本，以及高能耗带来的污染。

首先，并不是所有的植物都适合垂直种植。

目前，主要粮食作物的种植方法还没有被找到，垂直农业目前可能只是对传统农业的有效补充，而不是替代。

其次，垂直农业的成本和能耗始终居高不下。

据统计，垂直农业的成本非常高，一栋高质量的垂直农场可能需要数十亿美元。而且目前垂直农场的能源消耗很大，美国堪萨斯州土地研究所的研究人员认为，如果想利用垂直农业取代美国目前全年的小麦生产，仅照明需要的电量就是美国所有电站一年发电量的8倍。

第三，因为LED辅助型垂直农场要求LED照明系统24小时对作物进行照射，很多人也在担心垂直农业到底会消耗多少能源？根据美国康奈尔大学“可控环境农业计划”（Controlled Environment Agriculture program）主任路易斯·奥尔布赖特（Luis Albright）的说法，目前研究表明，大规模垂直农场由于消耗电能所间接产生的碳足迹（carbon footprint），是传统农业的10倍。

与此同时，这么多植物处于一个密闭空间，也许一年半载不会出什么问题，但是时间一长，病菌的滋生和传播就会比较厉害。就好像在人口密集的地区，病毒传染的速度也会很快，这也是垂直农场可能存在的大问题。

除了上述技术层面的问题，要推广垂直农业，还有其他的问题需要解决。比如在我国，土地政策和土地价格有其特殊性，如何定义商业用地与农业用地？重资本运作的垂直农场产出的作物是否具有经济性？传统农业从业者的利益如何保障？恐怕只有到技术与政策到走到某一契合点的时候，我们才能真正看清垂直农业未来发展的走向。垂直农场未来的发展情况，依旧令人期待。

来源：神农岛

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