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垂直农场和生物圈三号

 梦泽赤子 2019-03-17

    三月16日,桃源农业开发有限公司在东方新城修建的“垂直农场”大楼封顶。

    这座大楼高46层,它的外形就像是一把打开的扇子,又像是竖立的贝壳,十分的漂亮。建筑物的立面采用了最新科技的智能幕墙,能让更多的阳光,通过落地玻璃窗和自动传感器照射进来。

    大楼还安装了大型太阳能电池板、高科技灌溉系统,以及用于焚烧垃圾生产能源的焚烧炉等。

    而且,管理这个垂直农场并非难事,星河智能科技为农场设计了智能控制软件和机器人等,通过生物传感器和各种监测系统,准确、精心地照料植物,安排光照、引导水泵等,温度也得到准确控制,确保营养液被均匀喷洒。

    同时利用现代科技最大限度地减少浪费和能源使用,促进回收利用。

    到2025年,随着城市的扩张和膨胀,世界城市人口数量将从2013年的35亿增长到55亿,新华国将占到9.25亿;到2050年,全球城市人口有可能增长到64亿,而新华国将达到12亿。

    从现在开始,全球城市人口已经超过了总人口的一半,传统的农业生产空间逐渐萎缩,人们不得不寻求下一代全新的农场模式。

    垂直农场又名“城市农业”、“室内农场”或“垂直农业”,耕地从田地向多层建筑式的楼层化农场发展,每层楼都是一片农地。用来栽种、养殖各种作物和牲畜。

    所有农作物都会在受控制的环境下生长。并使用生物传感器检验是否成熟。可以365天不间断地种植、采收,一年能收获20季以上的作物,如果采用传统的栽培技术,一年则只能收获一到两季。

    垂直农场拥有健全环境控制系统,与室外种植相比有很多优势,它不受天气的影响,不必担心遭遇恶劣的气候条件,如干旱、洪水、霜冻、疫情等。

    在室内种植。对地点、气温、湿度等作物生长所需基本要素的选择,具有更好的灵活性。

    采用净室技术,“室内农场”将远离虫害的侵袭,根本不需要除草剂或者杀虫剂,也就意味着没有农业污染排放。

    垂直农场本身就在都市,可以直接运往有需要的地方,从而极大地节约食物运输的成本,并减少运输带来的污染。

    垂直农场还可以将传统的农场解放出来,用来种植更多树木绿化环境,从而减少大气中的二氧化碳含量。减缓全球变暖过程。

    相比传统农业,垂直农场不仅使作物每次收获时的产量增长了许多。收获次数也将增加10倍,同时还将节省80%的土地、90%的用水量以及100%的农药,食物的运输成本也几乎可以忽略不计。

    据计算,只要150个30层的农场,就可以养活纽约市820万的人口。

    垂直农场难以推广的原因在于能源成本,毕竟传统的耕地拥有免费的阳光,而室内农场需要人工光照。

    目前,用来促进植物生长的LED照明系统的效率还不到30%,这使垂直农场的生产成本非常高,各国现在兴建的垂直农场无不带有实验性质,离真正的商用还有一段距离。

    桃源集团研制出了转换效率高达80%的植物生长灯,大幅降低用光成本,使垂直农场拥有了极大的利益空间。

    生物活性液更适用于水栽培法,能将各种作物的产量提高一倍以上。

    在无土水溶液栽培之外,还有一种无土栽培法——气雾栽培法,就是通过营养丰富的气雾把养分输送给植物。

    气雾栽培是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状,直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。

    与传统农业相比,水栽培法的效率提高了70%,而气雾栽培法又比水栽培法提高了70%的效率。

    这一点,对未来的宇宙航行和外星殖民是至关重要的。

    气雾栽培法不仅最节水,也最节肥,种植环境也不受局限,它解决了传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分供应的矛盾,使作物根系处于最适宜的环境条件下,从而发挥作物的增长潜力,使植物生长量、生物量得到大大提高。

    ……

    就在离垂直农场大楼不到十公里的一个地点,还有一个雄心勃勃的计划,正在进行当中。

    为了给空间站、宇宙飞船、太空城市和外星殖民做一些前提试验,提供生态系统蓝图,东方集团、桃源集团与新华国航天部、科学院、农科院等机构合作,共同投资30多亿人民币,准备建立一个大型全封闭人工生态循环系统——生物圈三号。

    蓝本就是上个世纪由利坚国投资建设的实验设施“生物圈二号”,这套系统旨在密闭状态下进行生态与环境研究,增进人类对自己居住的这颗星球的了解。

    生物圈二号是此前世界上最大的封闭式人工生态循环系统,位于图森市以北的沙漠中,因把地球本身称作生物圈一号而得此名。

    它被用来证明人类在封闭环境中,再加上一些阳光的帮助,就有可能生存下去的建筑设施,也将应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险。

    生物圈二号计划形成于1982年的一次科学家会议,于1987年建造,历时8年才完工。

    它占地12800平方米,容积达141600立方米,由80000根白漆钢梁和6000块玻璃组成,耗资1.5亿美元。

    这是一座巨型的封闭环境,有居住区、热带雨林、红树林沼泽、热带草原、沙漠等,甚至还有一片可容纳珊瑚礁、能掀起阵阵海浪的“迷你海洋”。

    还有一个很大的集约农业区,用来种植食物,配备有完善的农业设备,包括一台打谷机。

    这个封闭结构在密闭状态下可以作为月球、火星殖民的实验基地、潜在核大战后的庇护所,也可以用作居住型实验室,对地球整个生态系统与环境进行大尺度研究。

    生物圈内共有约4000个物种,其中动物、植物约3000种,微生物约1000种,它们分别来自于世界各地。

    1991年,有4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号,1993年走出,在里面停留了21个月。

    期间,这些“生物圈人”吃的食物全是自己种的,喝的是循环水,呼吸的氧气则来源于植物,还在各自的研究领域内,积累了丰富的科学数据和实践经验。

    1994年,科学家第二次进驻,工作10个月后于1995年走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。

    可惜,在实验中研究人员发现了太多的漏洞和问题:没有完善、严密的研究计划;生物圈2号的氧气未能顺利循环;水泥建筑物影响到正常的碳循环;降雨失控、多数动植物无法正常生长或生殖,其灭绝的速度比预期的还要快;还有病虫害肆虐,黑蚂蚁爬满了建筑物等等。

    最终经广泛讨论,科学家们确认“生物圈二号”实验失败,未达到原先设计者的预定目标,也证明了在已知的科学技术条件下,人类离开了地球将难以永续生存。

    虽然这次大型实验以失败告终,但生物圈二号无论从规模、技术难度和复杂程度,以及所取得的效果来看,均堪称人类科学史上的一大杰作,也为后来者提供了宝贵的经验教训。

    生物圈三号吸取了教训,技术更先进、占地面积更大、先期准备更充分,包括新型建筑材料和设备的使用等。

    在未来的“天宫”空间站上,也会实验植物在失重环境中的生长和培育。

    利坚国、罗刹国等国已在空间站上培育了豌豆、小麦、玉米、稻谷、洋葱、兰花等100多种植物,果蝇、蜘蛛、鱼类等动物在失重状态下也可以生长、繁育。

    如果这些技术能应用到宇宙航行和外星殖民上,人类的生存问题就容易解决了。(未完待续……)

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