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2007年6月8日 作者:xwz2367609 [返回]
垂直农业新概念及技术手段(一)

   农业的发展离不开土壤,植物的栽培离不开空间,这是千百年在人们心目中形成的印象。可是以土壤为耕作层的作物栽培因其可耕地的有限性而影响了农业的发展,也因平面空间的有限性而使单位面积产量难以有质的突破,珍惜土地,利用好每一寸耕地,并实现耕地的可持续性耕作成为当前农业资源可持续利用的新理念。那么,科技的发展能不能打破土地与空间的制限,实现农业生产的无限制可持续发展呢?近年的农业科研成果突飞猛进,新概念新技术出现层出不穷,人们不必再为耕地与发展制限所忧虑,许多新型的耕作模式将彻底改变当前的有限耕作方式,让农业生产成为一种随心所欲随地所宜的生活型生产模式,让耕作向空间无限拓展,让空气替代有限的耕地,让一种三维设计的农业完完全全地取代平面二维型的农业发展方式,这就是现代与未来农业的发展趋势与美好展望。

  生产成为生活的新概念是基于现代新型农业技术基础上的新模式,它是运用现代耕作技术来解决生产的劳动力投入问题及技术操作繁琐性问题,让生产过程变得轻松简单,就像日常生活一样,实现悠闲娱乐化的生产,在一个有音乐伴奏,有花草相伴,而且空气湿度宜人,气温和顺,地面洁净无尘的环境中,结合计算机管理技术精确化自动化地进行指令式的生产。在办公室,在远程场所就可以进行科学的农耕管理,在这样的环境下进行耕作,与现代化的工厂作业办公已无多大区别,而且农业生产环境有绿色相伴,有清新的空气释放,更适闲暇弱势人的管理,是老人与妇女甚至残疾人都能胜任的农业生产。这种农业当然是要基于现代化的设施与设备保障,基于高度科技集成与集约化运作模式之上的新型生产方式。所以如何发挥单位面积的最高产量,与资源的高度节省化成为该农业类型要考虑与解决的主要技术问题。而对新农业的挑战与未来地球人口急增所形成的生存新境遇,垂直农业必将成为未来发展的一个主要方向与近代农业科研者需要解决及研究的主要课题。

  垂直农业产生的背景不仅仅是资源节约化的需要,更是解决未来人口急增所形成食物危机的需要,在未来的50年中,地球人口将达到80亿,也就是在现在基础上还要增加30亿,这种骤升的人口趋势所带来的是资源危机及可持续发展的思考。以现在农业生产力水平及可耕地面积计算,需要再增加相当于巴西国土的可耕面积才可解决所增人口的食物问题,就目前来说,人类的生存危机还是较大范围的存在,每天将有4万的儿童死于饥饿,也就是每秒钟将有两个儿童死于食物的缺乏。那么未来的生存问题其实就是食物问题及生态环境问题,前者是生存是根本,后者是生存之质量与人类的健康。所以可持续性及高产型的农业耕作模式必然要出现,必须要出现,否则人类的进步与文明将被破坏。而垂直耕作也就是垂直农业将冲破土地的制限瓶颈,而形成可持续的持久农耕模式。平面的有限性与空间的无限性使垂直农业发挥着独特的无穷的魅力,采用空间发展战略,形成立体的高层耕作模式,一幢幢摩天大楼,就是最好的空间耕作方法,一层层堆垒的模式就是向空间挑战的利器,一根根朝天的种植柱就是向空中延伸的音符与乐章。垂直农业在垂面上在空间中发挥着极大的耕作潜力,为人类的食物问题找到了最完美的答案与解决路径,以下就垂直农业的常见模式作些介绍,让人们从新型的技术中看到了农业的新希望,排除了无必要的生存危胁。

一、             耕作大楼模式,

  这种模式是效率最高,工厂化程度及技术密集程度最高的模式。仅仅是3亩左右的土地,就可以为50000人提供食物支撑,通过近100层的高楼设计,再结合立体层叠式的栽培,加上全智能化的环境模拟,使植物的生长潜能与平面空间利用效率达到了极至的发挥,是一种几何级的产出概念与四季耕作型的工厂。在这里植物可以达到最佳化的生长与最快速的发育速度,而且是最丰富的营养与最健康与环保的产品。这是耕作大楼的效率优势,同时还具有极大的可持续优势。耕作大楼运行系统的启动,是一种高能消耗型的巨型生态机器,但因科学的设计与绿色能源的运作,让能量的输入达到了最省化与最绿色环保化。耕作大楼内所有生产模式都是以当前最为先进的轻型人工基质、水培、气雾培为主体,这些方法具有耕作能力的可持续性与环境资源的可循环再利用性,是一种持久的耕作模式。同时更是一台巨大的处理城市垃圾与污染的机器,大楼的底层或地下空间是城市垃圾为原料的堆肥场,在这堆肥场中完成了系统所需的庞大的生物能源供应,利用微生物技术让城市的有机污染物发酵分解成可为植物吸收利用的矿质营养与微量活性物质,同时其发出的气体与能量又是参予能量循环与空气循环的主要输入源,堆肥发酵过程中放出的热量可以作为冬季的加温供热,放出的二氧化碳可作气肥而参予肥水循环,沼气可作照明或补光所需,也可作为加热之燃气,形成的氨气通入水中成为植物生长所需的氨离子,堆肥浸出液是进行作物水培气培的最好有机营养液。当然推动该巨型生物机器运行所需的能量光凭发酵或燃烧产能还是远远不够,于是生产上又可配置绿色环保的太阳能发电与风力发电系统,让自然获取型的能源占主体,尽量减少石油燃料的消耗,同时把大楼设计成透光度极好的真空隔热玻璃,这又能把太阳光能的利用得以完全的发挥,从而形成了可持续绿色能源供给系统,为巨型机器的运行提供能源保障。

  同样,未来水资源的匮乏也将是城市生活的一大危机,如何让污水得以运用又能收集蒸发的耗水,形成一个生态环保的水循环系统,是耕作大楼实现水资源可持续利用的一项重要技术。城市的污水排入下水道而进入江河是导致地球水污染的主要原因,如果在耕作大楼的设计中纳入污水的生物循环处理技术,就可以实现水资源的节约化循环利用。水循环系统是肥水供给的供障,是巨型生态耕作机器的血脉与血液,通过污水循环系统的供送,让肥与水先经植物根系的吸收过滤再输出成为生活用水或日常生产用水,这样既解决了植物生长的矿质营养供应问题,又使城市水得以净化,实现可持续循环发展。同样,蒸发水的收集也是水资源循环利用的一项补充技术,因为耕作大楼具有极至的空间栽培面积,其蒸发蒸腾水的收集总量还是一笔惊人的数据,这些水同样不能外排或扩散消耗也得进行循环与利用,通过收集可以节省水浪费又可提取人们生活所需的纯净水,甚至可作为生态保健水使用。

  高度自动化与智能化技术结合,让巨型机器的运行管理得以自动化,包括农事生产操作及日常办公工作都可结合信息技术,实现数字化精准化自动化的运行,这是巨型机器复杂系统得以简化运用的关键,采用智能技术后,耕作大楼的管理就变得极为简单而方便,你只需对着电脑敲击健盘即可完成巨型生态系统的所有作业与工艺流程,也是标准化高效化生产的必不可少技术,所以在计算机智能化控制系统及相关设备的支持下,就可以实现耕作大楼的最简易化甚至是无人化操作的最高境界。系统运行中的农耕操作及日常管理,都依赖于自控系统,从而达到工厂化标准化的技术要求。

  那么耕作大楼除了生产供应食物外,生态城市所涉的污染处理工程又是一大生物处理器,污水通过它循环处理后就成为洁净可循环利用之生活水,同时植物的氧气释放又成为市区之富氧吧,对人类生活城市的可持续生产来说又是一大贡献,所以又用“城市生活机”的美名。


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