垂直農(nóng)場好處多 采用LED照明降低光成本
文章來源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2014-02-13
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都市倉庫,、廢棄的建筑以及高樓大廈是你最不可能發(fā)現(xiàn)綠色種子萌芽的地方,。但是，從新加坡到美國賓夕法尼亞州史克蘭頓市,，LED照明工程,，“垂直農(nóng)場”呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的發(fā)展勢頭，其有望提供一種全新且環(huán)保的方式,，為全球城市不斷快速增長的人口提供更加安全的糧食,。英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站近日對此進(jìn)行了報(bào)道。
全球最大的垂直農(nóng)場即將開門迎客
今年3月份,，全球最大的垂直農(nóng)場有望在史克蘭頓市開門迎客,。該農(nóng)場由總部位于美國密歇根新布法羅的“綠色精神農(nóng)場(GSF)”公司打造，農(nóng)場有一層樓高,，占地3.25公頃,，有6層支架,，LED燈管,，建筑照明，總共可以駐扎1700萬株植物,。而且,，這只是不斷發(fā)展壯大的垂直農(nóng)場中的一個(gè)典型代表。
“垂直農(nóng)場”的概念由美國哥倫比亞大學(xué)的生態(tài)學(xué)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(chǎn)食物(包括養(yǎng)殖魚類和家禽)來供給附近居民,。這座構(gòu)想中30層樓高的“垂直農(nóng)場”，動力能源取自太陽能,、風(fēng)力及不可食用的植物廢料,，并用污水來灌溉。他設(shè)想這種垂直農(nóng)場可以栽種包括草莓,、藍(lán)莓甚至小型香蕉在內(nèi)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(tǒng)中循環(huán)用水以減少用水量、避免徑流造成土肥流失,，運(yùn)輸費(fèi)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(yuǎn)的地方運(yùn)送過來所產(chǎn)生的二氧化碳,。
在史克蘭頓市的這個(gè)垂直農(nóng)場內(nèi),，植物進(jìn)食的是無油的營養(yǎng)液;模擬太陽光的LED(發(fā)光二極管)為其提供照明。而且,，要管理這些植物也并非難事：控制軟件可以讓植物像跳舞一樣旋轉(zhuǎn),，以便得到同樣數(shù)量的光照;軟件也能引導(dǎo)水泵， led質(zhì)量,，確保所有營養(yǎng)液能被均勻噴灑,。
GSF的研發(fā)經(jīng)理丹尼爾·克魯克表示，農(nóng)場的管理者通過智能手機(jī)就可以對農(nóng)場進(jìn)行全方位地監(jiān)控,。他說,，工程照明，位于史克蘭頓的這座新農(nóng)場每年將種植14種萵苣,，再加上菠菜,、西紅柿、辣椒,、羅勒和草莓,。它的產(chǎn)量將為該公司第一個(gè)垂直農(nóng)場(于2011年在密歇根新布法羅開始運(yùn)行)的產(chǎn)量的10倍。
垂直農(nóng)業(yè)的概念也已遠(yuǎn)渡重洋來到日本東京,。在那兒,，一家名為“Nuvege(新蔬菜)”的公司正在運(yùn)行一個(gè)4層樓高的垂直農(nóng)場，其主要產(chǎn)品為生菜,。對于室內(nèi)農(nóng)業(yè)而言,，生菜是一個(gè)非常好的選擇，因?yàn)槠溥M(jìn)行光合作用的整個(gè)表面都能被食用,，使操作更有效,。Nuvege公司表示，電工照明,，他們種植生菜時(shí)沒有用到土壤,，所以，最終得到的生菜既不會受到害蟲的侵?jǐn)_,，也沒有土壤產(chǎn)生的其他有害物質(zhì),，不用水洗就能直接食用。
垂直農(nóng)場好處多多
垂直農(nóng)場的使命之一是避免在容易干旱和發(fā)生疾病的田地里種植農(nóng)作物時(shí)固有的問題，LED射燈,，同時(shí)緩解農(nóng)業(yè)用地日益緊張的現(xiàn)狀,。支持者們也將垂直農(nóng)業(yè)看成是一種喂飽全球快速增長的城市人口的一個(gè)重要手段。據(jù)聯(lián)合國預(yù)測,，到2050年,，發(fā)達(dá)國家86%的人口將生活在城市中。隨著全球人口不斷激增,，地球母親幾乎無法哺育如此眾多的子女,，糧食問題成為懸在世人頭上的“達(dá)摩克利斯之劍”，店鋪照明,，垂直農(nóng)業(yè)或許可以在解決這個(gè)問題的過程中出一把力,。
垂直農(nóng)業(yè)同時(shí)也有望使食品供應(yīng)更有保障，因?yàn)榧词巩?dāng)極端氣候來臨時(shí),，大功率led照明,，產(chǎn)量仍然能夠持續(xù)。而且,，只要小心翼翼地保護(hù)其“室內(nèi)農(nóng)場”遠(yuǎn)離蟲害的侵襲,，垂直農(nóng)場也根本不需要除草劑或者殺蟲劑。另外更重要的是,，與傳統(tǒng)農(nóng)場相比,，它們也能更好地存儲水。
GSF最初搭建垂直農(nóng)場也是受到美國天氣長期干旱的刺激,�,？唆斂苏f：“水是個(gè)大問題，與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植方法相比,，垂直農(nóng)場能節(jié)水98%,。”取得這種節(jié)水效果的因素很多,，其中包括使用一臺除濕機(jī)從種植房間的空氣中攫取水,。如此一來，除濕機(jī)也能讓房間的濕度不會太高,，因?yàn)闈穸忍呖赡軐?dǎo)致葉子發(fā)霉等問題,。
用光成本也有望大幅降低
大多數(shù)垂直農(nóng)場都盡可能地利用自然光,。在陽光明媚,、接近赤道的新加坡，企業(yè)家黃和順創(chuàng)辦的“這家天鮮(SkyGreens)”垂直農(nóng)場被譽(yù)為全球第一個(gè)商業(yè)化垂直農(nóng)場,，廠房照明,，該垂直農(nóng)場就根本不需要人造光來促進(jìn)農(nóng)作物的生長。
在該農(nóng)場中,，9米高的三角形輕質(zhì)鋁結(jié)構(gòu)支撐起一層層的養(yǎng)殖托盤以培養(yǎng)不同種類的蔬菜,，其中包括中國的卷心菜和萵苣,。外層由輕質(zhì)有機(jī)玻璃圍合以形成溫室環(huán)境。階梯狀的排列保證了所有種植物都能接收到充足的光照,。養(yǎng)分來自塔下方的水槽,，每層架子不斷旋轉(zhuǎn)，架子轉(zhuǎn)到最上面時(shí)能曬到日光,，溫度較高;轉(zhuǎn)到下面時(shí),， LED置換工程，則溫度下降,，溫差能讓蔬果更鮮甜,。
而日本的Nuvege垂直農(nóng)場的LED照明系統(tǒng)則使用人造光來“照顧”兩類葉綠素， led亮化工程公司,，建筑照明,，他們讓一類葉綠素接受紅光的洗禮;而讓另一類葉綠素接受藍(lán)光的撫摸。
德斯波米爾說：“如此一來,，店鋪照明,，無論你身處何地，你都能種菜,�,！钡拇_如此，采用這種方式,，Nuvege公司每年能生產(chǎn)出600萬株生菜,，其客戶包括賽百味和東京迪斯尼等。
但采用這種方法也有自己的短板,，那就是電費(fèi)可能會飆升,。LED能準(zhǔn)確提供植物實(shí)驗(yàn)室的農(nóng)作物生長所需要的光線，但目前,，LED的效率僅為28%,，這使這種種植方式的生產(chǎn)成本非常高，從而阻擋了其擴(kuò)散至廉價(jià)蔬菜豐富地區(qū)的步伐,。然而,，荷蘭飛利浦公司的光學(xué)工程師最近研制出了效率為68%的LED，將有望大幅降低用光成本,。另外,，包括高壓鈉燈以及熒光燈在內(nèi)的新一代光源也有望解決光照問題，因?yàn)槠溥\(yùn)行成本都很低,。
最新研究表明,，植物并不需要人造太陽光一直在場。德斯波米爾說，白天,，植物會享受不同密度的光,，模擬這些光亮的變化也能節(jié)省能源。這樣的技巧在GSF公司也有一席之地：研究人員用紅外LED來模擬薄暮冥冥的黃昏,，只需5分鐘,，胡椒和西紅柿?xí)爝M(jìn)入開花期。
其他領(lǐng)域的研究進(jìn)展也有望源源不斷地涌入,，促進(jìn)垂直農(nóng)場的發(fā)展,。美國國防部高級研究項(xiàng)目局(DARPA)目前正在德州進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，他們使用一個(gè)18層樓的農(nóng)場來生產(chǎn)能為疫苗制造有用蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因作物,。逆境也在推波助瀾：2011年,，地震引發(fā)的日本福島核事故，也促進(jìn)了垂直農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新,，因?yàn)楹芏啾惠椛溲昙暗牡貐^(qū)無法再用來種植農(nóng)作物,。
業(yè)內(nèi)人士指出，現(xiàn)在,，農(nóng)業(yè)存在很多問題,，解決這些問題要用到很多不同的辦法， led商業(yè)照明,，垂直農(nóng)場或許是其中不可或缺的一部分,。