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意大利打造“海底农场” ,或将颠覆传统农业

 遐逸生境知识库 2022-12-08 发布于江苏

来源:青年建筑
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陆地上的农庄、农场很常见,但是海底种菜大家见过吗?为了开发种植业,意大利一家公司开创了世界上第一个海底农场——Nemo’s Garden尼莫花园。

项目位于意大利西北部 Noli 村庄的海面下方,占据的水域面积约100平方米,距离海岸线约100米远。

俯瞰尼莫花园▽

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Nemo’s Garden尼莫花园由6个有机玻璃制作而成的充气'生物圈'组成,分别在水下4.5米和11米的地方,通过28根绳索固定在海底。内部由金属架支撑着,看起来就像带着锁链的大气球悬浮在水中,里面种植了大约有600 多种植物包括橘子、可可植物和微型蔬菜等等。

图片生物圈内部▽

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项目负责人卢卡·甘贝里尼说:“该项目主要是为了探索极端条件下农业种植的替代,极端环境包括缺水、缺土和极端温度变化。我们正在寻找一种这样的可行性技术,使得提高生产。”

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如果对当地的自然条件有所了解的话,就能理解为什么创始人甘贝里尼会有这样的想法了。意大利北部的沿海地区多以山地为主,地形险峻,人口众多,耕地资源紧缺。该地最有名的美食青酱是吃意大利面时的必备佐餐,其原料罗勒常常在海边的悬崖峭壁上扎根生长。如果在海底也能种菜,那该有多好~

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甘贝里尼当然也不是毫无把握地做白日梦。大洋珊瑚集团自成立以来已经有60余年的历史,主营产品是潜水设备和安全防护设备,要在海下开辟农场,可以说是拥有得天独厚的有利条件。

生物圈内繁茂的植物▽

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视频1观看▽

01

海底农场用什么方式实现的?

为了保护海洋环境,意大利法律规定不能在海底建造永久性建筑物,最终设计团队将有机玻璃与钢架结合在一起,用28个可拆卸式的螺丝钉固定在海底,做出了一个可拆卸有机“生物圈”,能够承受一定范围内的振荡,并防止其被海浪撞击得支离破碎。

团队在陆地上筛选植物以及建造温室▽

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移至海底后,球体下方由数条铁链固定▽

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图片电力和灌溉用水统一通过一个类似双螺旋的管道系统输送到温室▽

图片电力的来源则是岸上的太阳能板和一台小型的风力涡轮机▽

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有时需要LED灯补光▽

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在'生物圈'的中间有一个高3.5米、直径3米的金属框架结构,重约半吨,被称为'生命之树'。除了象征意义之外,它的内部藏着很多通往各个'生物圈'的电缆,并且可以控制整个农场的照明。

生命之树▽

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工作人员可以通过多种传感器,在岸上的办公室里实时监测温室内的温度、空气成分和能源使用情况,随时更新湿度、气温、二氧化碳等数据。不过除此之外的水下农业种植等部分,皆需要人工下水操作。

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潜水员进入生物圈内部▽

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每个'生物圈'都配有一个步梯,供潜水员爬进'生物圈'内种菜,每一个球体内部最多可容纳大约2000升的空气,因此操作时潜水员的上半身其实是露出水面的。

潜水员在内部可以不带面罩自由呼吸▽

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潜水员采摘蔬菜▽

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02

海底农场的一些疑问?

Q :在水下种植有什么好处?

A :环境稳定、生长快速。与陆地相比,水的比热容较大,所以海中'生物圈'内的温度非常恒定,白天和夜晚之间的温差仅有3至4摄氏度。生物圈'中的湿度、温度稳定,几无外来病虫害威胁,光照较充足,所以作物生长速度比在陆地上要快得多。

“生物圈”内的气压是人为施加的,比陆地上的正常气压大。目前的数据显示,这对作物的生长似乎并没有什么不良影响,反而会促使种子更容易萌发,而且植物中精油的浓度会更高。

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Q :光照充足吗? 

A :意大利南部海域的阳光非常充足,虽然位于海平面以下,可是'生物圈'内的植物完全能够享受到阳光浴,与海平面上相比,温室接收到的光照大约是其70%。每个生物圈的温室维持在26°C左右,湿度则徘徊在83%上下,在海水蒸发后凝结于温室墙面,进而形成适合植物生长的环境。

若在冬天或阴天这样光照不足的环境下,还需通过温室球体内的LED灯提供人造光作为补充。

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Q :灌溉系统是怎么实现? 

A :由于海水的温度在一天当中几乎是稳定的,而且球体内部在白天和黑夜之间会发生热漂移,生物球内部的海水可以蒸发并在内部表面冷凝,这样就形成了淡水。

利用来自太阳的可再生能源和通过海水淡化获得的淡水,使尼莫花园成为一个自我可持续的系统——生物圈内的小气候和热条件最适合植物生长,与传统温室不同,它不需要额外的能源。

阳光温暖了穹顶内的潮湿空气,新鲜水珠在墙壁上凝结,可供收集浇灌植物▽

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Q :会不会扰乱周围海洋区域的生态系统

A :项目团队表示,目前暂未出现负面的效应。相反的是在温室输送能量的管道旁边有生物筑巢,农场可充当人工珊瑚礁,能够吸引众多海洋生物,优化海底环境。

吸引海洋生物▽

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最令人惊喜的部分是在水下植物化学成分上的发现。由于水下植物周围的气压是其陆地同类在地面上所受气压的两倍,这导致它们的化学元素分布发生了显著变化。

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例如,水下的罗勒比陆地上的罗勒含有的丁香酚的浓度更高、叶绿素也更多。该项目团队表示,若是将药用或具有美容功效的植物种在水下农场中,或许就能提高其疗效。

鉴于很多环保人士都表明了他们的担忧,同时也是为了进一步改善尼莫花园,该项目团队允许任意的认证潜水员到水下农场一游。

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Q :未来面临的最大挑战是什么?

A :目前已证明「尼莫花园」系统原理是可行的,最大挑战是要证明它能以经济效益的方式生产农作物,假如这项系统行得通,可望为环境严峻不利作物生长发展中的国家带来生机。

尼莫花园距离成为真正规模化的海洋农场,还有很长的路要走。可是即便如此,它确实让人们看到了一道曙光,特别是给那些缺地、缺水地区带来了新的解决方案,也带来了农业的更多可能性。

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