垂直農(nóng)場：LED照明降低用光成本

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2014-02-11

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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，“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《新科學家》網(wǎng)站近日對此進行了報道,。

　　全球最大的垂直農(nóng)場即將開門迎客

　　今年3月份,，LED天花燈，質(zhì)量,，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，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)場中的一個典型代表,。

　　“垂直農(nóng)場”的概念由美國哥倫比亞大學的生態(tài)學家迪克森·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、風力及不可食用的植物廢料,，并用污水來灌溉,。他設想這種垂直農(nóng)場可以栽種包括草莓、藍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,，運輸費用也將趨近于零,，更重要的是，口碑,，還能減少將蔬菜和水果從距離城市很遠的地方運送過來所產(chǎn)生的二氧化碳,。

　　在史克蘭頓市的這個垂直農(nóng)場內(nèi)，植物進食的是無油的營養(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,；軟件也能引導水，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就可以對農(nóng)場進行全方位地監(jiān)控。他說,，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垂直農(nóng)場(于2011年在密歇根新布法羅開始運行)的產(chǎn)量的10倍,。

　　垂直農(nóng)業(yè)的概念也已遠渡重洋來到日本東京,。在那兒，一家名為“Nuvege(新蔬菜)”的公司正在運行一個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，生菜是一個非常好的選擇,，因為其進行光合作用的整個表面都能被食用,，使操作更有效,。Nuvege公司表示，他們種植生菜時沒有用到土壤,，所以,，最終得到的生菜既不會受到害蟲的侵擾，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)作物時固有的問題，商業(yè)照明,，同時緩解農(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重要手段。據(jù)聯(lián)合國預測,，到2050年,，發(fā)達國家86%的人口將生活在城市中。隨著全球人口不斷激增,，照明產(chǎn)品,，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“達摩克利斯之劍”,，垂直農(nóng)業(yè)或許可以在解決這個問題的過程中出一把力,。

　　垂直農(nóng)業(yè)同時也有望使食品供應更有保障，因為即使當極端氣候來臨時,，產(chǎn)量仍然能夠持續(xù),。而且，只要小心翼翼地保護其“室內(nèi)農(nóng)場”遠離蟲害的侵襲,，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從種植房間的空氣中攫取水,。如此一來,，除濕機也能讓房間的濕度不會太高， led服裝照明,，因為濕度太高可能導致葉子發(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)場被譽為全球第一個商業(yè)化垂直農(nóng)場,，該垂直農(nóng)場就根本不需要人造光來促進農(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)到最上面時能曬到日光,，國內(nèi)資訊，溫度較高,；轉(zhuǎn)到下面時,， led亮化工程，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，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光的撫摸,。

　　德斯波米爾說：“如此一來，無論你身處何地,，你都能種菜,。”的確如此，LED-T5一體化燈管,，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,，那就是電費可能會飆升。LED能準確提供植物實驗室的農(nóng)作物生長所需要的光線,，產(chǎn)業(yè)資訊,，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,，從而阻擋了其擴散至廉價蔬菜豐富地區(qū)的步伐。然而,，荷蘭飛利浦公司的光學工程師最近研制出了效率為68%的LED,，廠房照明,，LED照明品牌，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，LED球泡燈,，因為其運行成本都很低,。

　　最新研究表明， led室內(nèi)照明,，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,， led服裝照明，胡椒和西紅柿會更快進入開花期,。

　　其他領域的研究進展也有望源源不斷地涌入,，促進垂直農(nóng)場的發(fā)展。美國國防部高級研究項目局(DARPA)目前正在德州進行相關的實驗,，他們使用一個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,，也促進了垂直農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新,，因為很多被輻射殃及的地區(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,，垂直農(nóng)場或許是其中不可或缺的一部分,。