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种粮于苍穹之上,发展迅猛的都市垂直农耕

到2050年,全球人口预计到90亿人,城市居民将占显著比例,农业生产需要增加70%。

城镇化导致耕地减少,城市景观绿地增加,同时土地退化,肥力降低。农用耕地成为了当今的稀缺资源。

世界最大的垂直农业公司——美国的Aeroponic farming (为上市公司)采用气雾培法生产蔬菜

全球面临着可持续发展与养活日益增长的世界人口的挑战。虽然澳大利用、加拿大、俄罗斯等国人口少,土地多,为粮食出口大国,也不能满足亚洲对粮食需求。

美国科学家Despommier首先提出垂直农业构想,建造摩天大楼,垂直多层栽培农作物,全年生产。都市垂直农业又叫垂直农场与垂直耕作等。

美国Plenty公司

近些年来,全球垂直农业发展迅速,涌现出许多国际大公司,Aeroponic farming,美国上市公司,号称世界最大的垂直农业公司,该公司采用气雾培方法生产蔬菜。AppHarvest也是美国上市公司。Plenty (美国)。

InFarm 为德国公司、Agricool法国、Cropone 沙特阿拉伯、Voeks Inc为荷兰、Shy greens新加坡,Spread 为日本,号称拥有世界最大植物工厂。

美国Plenty公司

都市垂直农业尤其适合我国,城市化加快,全球100万人口大城市绝大部分来自我国。都市农业可实现蔬菜与水果本地化生产与供应,特别是新冠肺炎期间,更显得更为重要,外地农产品难以供应。

垂直农业,作为一种新型工程方法提高单位面积土地农业生产力,作物栽培向垂直维度延申,来提高作物产量与生产效率。换句话说,在建造高层建筑多层栽培作物,增加作物有效栽培面积,同时提高了土地利用率。

新加坡Shy greens公司

另一种方法是在一幢高层温室内垂直种植,通过栽培架(像货架)与栽培室使作物栽培垂直叠高,来增加作物栽培面积。这种模式不是采用多建筑层形式。该系统很多种形式,如多层叠放栽培盘、垂直柱栽培、垂直吊袋、植物工厂等。

加拿大垂直农业公司

植物生长条件充分优化,自动精准调温度、湿度和光照条件,获得产量最大化。

现在朝着绿色环保发展,循环利用雨水与脱盐水,太阳板照明与加热,有利于城市资源循环利用,可以通过生物沼气供能。

高层温室垂直种植

都市垂直农业可以利用城市不用的仓库、公寓大楼、地下室等。目前主要叶类蔬菜像生菜与小青菜等、水果像草莓与番茄等。

目前,垂直农业主要采用的栽培技术为无土栽培,如水培、气雾培等。水培或半水培,植物被固定在介质中如石棉、珍珠岩,用营养液给根系提供营养,也有把根系直接浸在营养液中。

气雾培原理,喷雾嘴向根系喷雾

气雾培是指固定植物茎部,而植物的根系悬空,植物营养液经喷雾设备喷施给根系,气雾法栽培给植物提供充分氧气与营养,减少水分与能量消耗,植物生长快,产量高。

气雾培

垂直农业往往建在城镇的人口的中心地带,接近消费者,降低运输成本,没有了长距离运输带来的损耗,保障了粮食安全。

在控制环境下,食物绿色清洁,没有污染,向市民提供新鲜的水果与蔬菜,不用保鲜。

日本Spread公司,号称拥有世界最大植物工厂

没有季节性,周年生产。整个生产全程无病虫害、干旱、水涝等不利因素。也减少了供水,杀虫剂、除草剂和肥料投入。

有效降低了温室气体排放,整个生产过程没用大型农业机械如拖拉机、卡车与收割机等,减少矿石燃料使用。

高层温室垂直种植

促进建筑业发展,建垂直农场需要建筑业。提供就业岗位,像栽培、维护、项目管理、保鲜、食品加工、还有关研发等。

垂直种植

随着技术进步,自动化与温室技术快速发展,同时太阳能板(光伏技术)与LED灯效率大大提高,垂直农业生产成本也将大幅度降低,这也会加快全球垂直农业工厂的布局。

高温室垂直种植

垂直农业向高层建筑发展也会增加成本,同如居民楼相似,楼层高度也受国家的法律限制,同时,越高成本也会增加,包括能源、物业与防火安全等。

目前,我国垂直农业也在快速发展,我国多采用高层温室垂直种植模式。

德国的垂直栽培新技术