陳先進(jìn)：利用立體農(nóng)場(chǎng)供應(yīng)城市農(nóng)產(chǎn)品

　　據(jù)聯(lián)合國(guó)(微博)糧農(nóng)組織預(yù)測(cè)，到2050年世界人口將增至91億，需要糧食(泛指各種食品)增產(chǎn)70%。解決糧食短缺的出路有兩條：擴(kuò)大耕種面積和提高單產(chǎn)。但世界可耕地有限，且不斷減少，分布不均，大部分只能種植少數(shù)作物。提高單產(chǎn)主要靠化肥和農(nóng)藥，不利于環(huán)保。

　　美國(guó)哥倫比亞大學(xué)公共與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教授Dickson Dispommier于2010年發(fā)表著作，提出“立體農(nóng)場(chǎng)”(Vertical farm)的概念。他指出，到2050年城市人口將占到總?cè)丝诘?0%，人多居住問題靠建造高樓解決，糧食供應(yīng)也要靠建造多層溫室，利用無(wú)土栽培法種植果蔬乃至谷物。其優(yōu)點(diǎn)是可四季生產(chǎn)，就地供應(yīng)，減少運(yùn)輸成本和二氧化碳排放，果蔬新鮮。

　　立體耕種的技術(shù)基本成熟

　　當(dāng)下，新型耕作法所需技術(shù)已經(jīng)基本成熟。大規(guī)模溫室種植產(chǎn)業(yè)已有一個(gè)世紀(jì)的歷史，現(xiàn)在可以做到自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度、濕度、光照、氣流和營(yíng)養(yǎng)液濃度。營(yíng)養(yǎng)液是礦物質(zhì)溶解于水的溶液，可適用于各種作物。無(wú)土栽培法只需要常規(guī)耕種一小部分用水，把使用除草劑、殺蟲劑、滅菌劑限制到最低程度。

　　美國(guó)阿里桑那大學(xué)可控環(huán)境農(nóng)業(yè)中心主任Gene Giacomelli自2004年以來(lái)為美國(guó)在南極的一個(gè)工作站建造了南極食物種植室，面積22平方米，在冬季可為65名工作人員每天提供至少一份新鮮生菜。由于南極冬季大部分時(shí)間無(wú)日照，只好利用人工光照。溫室是單層，光照較易解決。

　　高層溫室采光問題是主要的障礙

　　在南極，由于新鮮食品運(yùn)費(fèi)極高，因此溫室利用人工光照代價(jià)相對(duì)較低。但是在普通地區(qū)，大規(guī)模利用人工光照就難以承擔(dān)。高層溫室作物受到的日照不均衡，只有靠窗的作物生長(zhǎng)快。為了做到作物一年四季豐產(chǎn)，必須用人工采光。2005年在蘇格蘭肯特郡建造了90公頃的超大型溫室，生產(chǎn)的生菜占到英國(guó)供應(yīng)的15%。到了冬季，溫室必須用電力光照。這就違背了溫室種植要求減排的原則。而且溫室是單層的可從室頂采光，如果是高層，耗電更多。

　　如果利用可再生能源，難度較大。美國(guó)環(huán)保工程師Ted Copplow從2006~2009年在停泊于紐約曼哈頓河流上的平底船上建立利用無(wú)土栽培法工藝的溫室。試驗(yàn)的目的是尋找以最低的物資消耗和最大的費(fèi)效比為城市供應(yīng)新鮮食品。由于利用太陽(yáng)能和風(fēng)電進(jìn)行人工光照，實(shí)現(xiàn)了零排放。利用食蟲益鳥取代農(nóng)藥，因而沒有農(nóng)業(yè)排污。由于一年四季不斷生產(chǎn)，無(wú)土栽培工藝的產(chǎn)量相當(dāng)于常規(guī)土地種植面積的20倍。但船上的溫室只是單層，如果是多層那就需要大量人工光照，太陽(yáng)能發(fā)電所占面積要比被光照的面積大20倍，顯然是不可行的。

　　美國(guó)Valeent立體種植公司提出以下思路：將多層立體無(wú)土栽培農(nóng)場(chǎng)建立在軌道上，通過(guò)不斷調(diào)整溫室位置保證所有作物能夠均衡地都受到日照。該公司已在一家動(dòng)物園建立一座100平方米的立體農(nóng)場(chǎng)做試驗(yàn)，為動(dòng)物生產(chǎn)速生萵苣。另一家Vertic Crop System公司可保證多層溫室均衡地得到陽(yáng)光和氣流，每天只需要相當(dāng)于一臺(tái)臺(tái)式電腦工作10小時(shí)所需要的耗電量，一年可產(chǎn)50萬(wàn)根萵苣。如果在土地上用常規(guī)的耕種法獲得同樣的產(chǎn)量，則需要增加7倍的能源和20倍的土地面積及水源。

　　但是這兩家公司采用的都是單層溫室，在溫室內(nèi)采用多格盆栽的方式，陽(yáng)光可從屋頂和四周射入，還不是真正的多層高樓溫室。高層溫室即便是能夠旋轉(zhuǎn)，使作物都能得到陽(yáng)光照射，但是陽(yáng)光的總量還是不足的，造成生物物質(zhì)下降。

　　Caplow還主張“組合式立體溫室”，即將立體農(nóng)場(chǎng)與辦公室和住宅高層大樓相結(jié)合。作物在大樓外圍種植，作物與建筑之間以玻璃相隔，并使分栽作物能夠旋轉(zhuǎn)，均衡受到日照。以植物遮掩大樓，解決作物采光問題，也解決了大樓的氣候控制，還營(yíng)造了美感的視覺。缺點(diǎn)是種植面積要小得多。

　　最簡(jiǎn)便的方式是利用樓頂。2011年紐約布魯克林區(qū)創(chuàng)建世界首家城市商業(yè)性樓頂無(wú)土栽培農(nóng)場(chǎng)，在135平方米的樓頂可生產(chǎn)30噸蔬菜。紐約有一家農(nóng)業(yè)公司與一家超市合作，在超高樓頂建造大型單層玻璃溫室，生產(chǎn)的蔬菜在超市出售。

　　當(dāng)然最理想的還是在摩天玻璃大樓溫室種植果蔬，只要解決采光的難題，果蔬入住摩天大樓就指日可待。