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3D农业可持续性

想象一个雪球。这个水晶雪球里面的环境永远都是理想的冬季妙境——即使是在最炎热的夏天亦是如此。那么,如果农民们能够用它来创造最佳的、自我调控的独立种植环境,在冬天也能种植作物,会怎样呢?

应对这一挑战的传统方法是温室种植,温室的玻璃圆顶被加高,可以将太阳能保留在室内的种植环境中,室内种植环境与外界空气隔开。因此,温室内可以更温暖、温度更稳定,使农民们能够在寒冷的季节种植温季作物。

如果农民可以在冬季种植作物,那么是否也可以在夜晚种植作物呢?

 

如果农民能创建一种基础设施,使每英亩土地可以收获10倍土地的产量,那会怎样呢?

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如果农民能创建一种基础设施,使每英亩土地可以收获10倍土地的产量,那会怎样呢?

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在没有阳光的封闭环境中种植作物,这似乎是天方夜谭,但是现代农业在这方面已经取得了前所未有的进步,通过应用室内垂直农场和机器人技术,全天候种植已经成为了现实(一天 24 小时,一周 7 天)。

如今,垂直农场的数量正在上升。目前全球共有 220 万平方英尺(约20万平米)的室内农场,预计未来五年这一数字将增加近 10 倍,达到 2200 万平方英尺(约200万平米)。垂直农业会取代传统的耕作方式吗?答案是不会。 在传统户外种植作物取得巨大创新的同时,这种数量猛增的垂直农场将会作为传统户外种植的补充耕种方式,提高未来的粮食生产能力。

为什么人们对垂直农场和机器人技术越来越感兴趣,并且在这方面的投资都呈指数增长?简而言之,这两者在帮助农业生产在环境、经济和社会领域实现可持续发展方面拥有巨大潜力。

用被保护的环境来保护我们生活的环境

关于室内垂直农业,人们津津乐道的益处是显著节约了水、土地和养分等自然资源,同时也能提高部分作物的产量,如绿叶蔬菜、西红柿和药草等。有趣的是,垂直农场使用的技术经常与用于优化常规室外作物生长潜力的技术重叠,在种植的作物品种方面,这些技术不受限制。

室内农场与自然之间的共生关系同样有趣。广义上讲,通过将作物与极端气候变化和季节变化隔离开来,室内垂直农场为作物创造了理想的生长条件。同时,这些自我调控的独立种植系统通过节约自然资源也保护了外部的环境。这两者的互利有很多影响因素。

 

培育更强大的经济

几年前,垂直农业在很大程度上被认为只是一种理论。如今,垂直农业的实践已经发展成为一个重要的全球性行业,目前的市场价值仅略低于 150 亿美元。

垂直农业可行的最大原因之一是人工智能和机器人技术的进步,这些技术可以提高效率、降低成本、节约资源并提高利润。事实上,如果没有这些技术提供的规模经济,垂直室内农场就不具备经济可行性。

为了降低成本,现代传感器和智能能源系统可以通过确定每株作物所需的精确营养量,大幅降低作物种植所需的总能耗。这些新型机器人中很多都配有摄像头、传感器以及相应的算法,可以针对单株作物估算出该株作物的收获时间。这一目标平台已经通过帮助农民确定每株花椰菜在生长周期中最佳的收获时间,进行单株收获,提高了花椰菜作物种植的经济效益。而整个农田同时收获的方式,会造成多达60%的产量损失。

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为了降低成本,现代传感器和智能能源系统可以通过确定每株作物所需的精确营养量,大幅降低作物种植所需的总能耗。这些新型机器人中很多都配有摄像头、传感器以及相应的算法,可以针对单株作物估算出该株作物的收获时间。这一目标平台已经通过帮助农民确定每株花椰菜在生长周期中最佳的收获时间,进行单株收获,提高了花椰菜作物种植的经济效益。而整个农田同时收获的方式,会造成多达60%的产量损失。

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垂直农场不一定要用到多么尖端的创新技术。即使是微小的创新,比如配置先进的 LED 灯泡也有助于提高室内农场的成本效益,因为这种灯泡能提高能源效率,同时大幅减少系统内的热量浪费。

总之,室内垂直农场和自动化技术使效益提高了 100 倍, 用1/10的资源产生10倍的产量。这是一个令人满意的成本效益比,尤其是考虑到其中的许多效益提高方法也可以应用于传统的农场,从而提高其产量和效益。

 

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提高社会标准

室内垂直农业的突破也正在推动着积极的社会变革。由于室内农场可以在任何地方运营,因此它们不受与户外农场相同的地理或环境限制。事实上,得益于垂直农场的建立,为那些远离农场、菜市场和杂货店的人们提供新鲜的农产品来建设社区。

这些超出位置局限性的室内农场已经打破了与食品供应体系相关的许多其它限制。即使在城市中,垂直农场也在利用回收的集装箱和废弃的建筑物来使食物产地更靠近购买者的家。这种缩短的供应链降低了远距离农场运输农产品所需的化石燃料消耗,同时也减少了运输途中的食物受损或变质。室内垂直农场的位置更靠近城市,有助于农民鼓励他们的新邻居更多地参与到可持续发展社会的建设中来。

在全球范围内,垂直农业在成本效率方面的提高使其越来越适合于工业化国家和发展中国家。特别是在亚洲,政府部门和私营机构正在支持相关的研究以降低垂直农场的门槛,以使它们在整个地区产生有意义的影响,并通过推广将这种影响延伸到世界各地。

 

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未来在召唤

气候变化和不断增长的世界人口正在持续地增加着全球粮食生产体系的风险,而垂直农业正在成为我们追求可持续发展的整体努力中的众多补充解决方案之一。更重要的是:垂直和传统农场正在探索平行的创新路径,以创造新的互补技术,从而帮助每个农场都发挥出更大潜力。随着机器人和人工智能技术的不断突破,从城市中心到发展中国家的人们都已经开始享受与现代农业的可能性,远见和足智多谋的新关系。

 

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