粉紅溫室、尼莫花園……又新又炫的未來(lái)農(nóng)場(chǎng)技術(shù),讓農(nóng)夫務(wù)農(nóng)還得學(xué)會(huì)“上天下?!?。農(nóng)業(yè)3.0技術(shù)若全面普及,提升糧食生產(chǎn)效率,全球糧荒可望有解。
特制LED燈讓葡萄安心生長(zhǎng)
新世代創(chuàng)業(yè)家-茶籽堂創(chuàng)辦人趙文豪將創(chuàng)思維注入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),成功翻新農(nóng)業(yè)品牌。
燈火通明的溫室葡萄園里,清瘦黝黑的王禮深,口中聊著種葡萄的三十多年時(shí)光,手里卻閑不下來(lái),忙著四處拔除葡萄樹上多余的枝葉。
在盛產(chǎn)葡萄的彰化縣溪湖鎮(zhèn),占地一甲的葡萄園是父親留下來(lái)的家產(chǎn)?;?0萬(wàn)投資的溫室,就是多年實(shí)驗(yàn)累積而來(lái)的秘密武器。
可拆卸的帆布屋頂,搭配園里的LED燈,為葡萄樹擋風(fēng)又補(bǔ)光,才讓葡萄園可以一年兩次收成。
但帆布屋頂什么時(shí)候開關(guān)、怎么搭配溫、濕度,全都是學(xué)問(wèn)。LED燈放在哪、怎么照最省電,光是實(shí)驗(yàn)階段就耗時(shí)三年。
十多年前,王禮深偶然發(fā)現(xiàn)有路燈照過(guò)的葡萄長(zhǎng)得特別好,因此開始把水銀燈、螺旋燈放進(jìn)葡萄園。
有了燈照,葡萄的質(zhì)量開始好轉(zhuǎn),王禮深卻也面臨電費(fèi)飛漲的困境。他找來(lái)研究機(jī)構(gòu)合作,就是要打造最適合為葡萄催生、催熟的LED燈。
現(xiàn)在,他的葡萄園里依舊一分為二。
葡萄樹之間,一邊掛滿了螺旋燈,一邊用的是LED燈,只為找出葡萄生長(zhǎng)的理想狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,LED燈的電費(fèi)大約只有螺旋燈的十分之一。不僅電費(fèi)便宜了,改良后的LED燈也不像螺旋燈那么怕水,省了維修的煩惱。
LED燈只是溫室的一環(huán),溫度、濕度控制,都是影響農(nóng)作物生產(chǎn)的關(guān)鍵。
除了葡萄,研究機(jī)構(gòu)也在研發(fā)改良草莓、松茸等高單價(jià)作物的生產(chǎn)環(huán)境,像是溫度、濕度控制及生產(chǎn)過(guò)程,都能更自動(dòng)化。
“有機(jī)農(nóng)業(yè)是未來(lái)的趨勢(shì),”研究機(jī)構(gòu)溫室系統(tǒng)技術(shù)中心代主任黃添富指出,未來(lái)將以整廠輸出為目標(biāo),希望能將打造溫室的技術(shù)出口日本、關(guān)島、夏威夷等高單價(jià)市場(chǎng)。
粉紅溫室有望讓人人有飯吃
農(nóng)作物不是只用LED燈照就好,還得考慮LED燈的節(jié)能效益,有效率地提供農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中需要的光線與溫度環(huán)境。
各種植物對(duì)不同波長(zhǎng)、不同顏色的光,反應(yīng)也不一樣。例如,葡萄需要的日照時(shí)間較長(zhǎng),LED燈里的紅色波長(zhǎng)就得多一點(diǎn)。
但草莓需要溫差大、熱量高,日照時(shí)間較短,藍(lán)光的比例就要調(diào)高。根據(jù)不同農(nóng)作物的需求和生長(zhǎng)環(huán)境來(lái)調(diào)配設(shè)計(jì),這也讓光照植物的技術(shù)門檻不斷提高。
美國(guó)、英國(guó)、荷蘭等國(guó)家快速崛起的“粉紅溫室”也是一例。
粉紅指的是溫室里的粉紅色燈光,是結(jié)合藍(lán)色、紅色兩種LED燈相互輝映后的結(jié)果。
粉紅LED燈不僅可以提高植物對(duì)光線的吸收,在理想的燈光、溫度、濕度環(huán)境里,植物生長(zhǎng)速度可以提高20%,用水量也減少九成。
但粉紅溫室的價(jià)格,卻不太浪漫。盡管未來(lái)五年,LED的價(jià)格可能跌破50%,但溫室整體造價(jià)依舊偏高。
為什么要積極打造溫室農(nóng)場(chǎng)?
聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO,F(xiàn)oodand Agriculture Organization of the United Nations)預(yù)估,2050年全球人口總數(shù)將沖破96億,增加超過(guò)33%。
但現(xiàn)在全球仍有20億人口營(yíng)養(yǎng)不良。想要人人有飯吃,全球糧食產(chǎn)量就得增加七成。
氣候變遷難料,土地、水源供應(yīng)有限。想提高糧食產(chǎn)量,就得做好準(zhǔn)備,上山下海打造新農(nóng)園。
結(jié)合農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新創(chuàng)公司OnFarmSystems創(chuàng)辦人東尼(LanceDonny)分析,我們正邁入農(nóng)業(yè)3.0時(shí)代。走過(guò)勞力密集的1.0、機(jī)械與肥料主導(dǎo)的2.0時(shí)代,東尼認(rèn)為,農(nóng)業(yè)3.0將是感測(cè)、云端、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)主導(dǎo)的階段。用感測(cè)技術(shù)、衛(wèi)星影像進(jìn)行監(jiān)控,數(shù)據(jù)分析水、肥料用量等,都是未來(lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
這波農(nóng)業(yè)熱,不只技術(shù)含量高,資金投入也不斷升溫。根據(jù)眾籌平臺(tái)AgFunder統(tǒng)計(jì),2014年美國(guó)農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域創(chuàng)投總金額約23.6億美元,創(chuàng)下歷史新高。
但2015年上半年,美國(guó)農(nóng)業(yè)科技相關(guān)創(chuàng)投總金額已經(jīng)超過(guò)20億美元,可望再度刷新紀(jì)錄。
“重點(diǎn)不是工業(yè)化,而是提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、持續(xù)發(fā)展和品質(zhì),”BeechamResearch首席研究員羅密歐(SaverioRomeo)說(shuō)。
美國(guó)哥倫比亞大學(xué)公共衛(wèi)生系教授戴波米耶(Dickson Despommier)十年前提出的“垂直農(nóng)場(chǎng)”概念,也是解決方案之一。
垂直農(nóng)場(chǎng),就是用科技打造垂直交疊的農(nóng)業(yè)溫室,節(jié)省農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中需要耗費(fèi)的土地、水及肥料等資源。
十年后的今天,日本已經(jīng)有上百座垂直農(nóng)場(chǎng),美國(guó)、新加坡、韓國(guó)、瑞典與荷蘭的摩天大樓里,也都可以看到垂直農(nóng)場(chǎng)的影子。
從地底“種”、海底“種”到天上“種”
繁華市中心區(qū)的地底隧道,也成了未來(lái)農(nóng)業(yè)的新實(shí)驗(yàn)空間。
英國(guó)公司Growing Under ground就在倫敦市區(qū)的地底,種起了蘿卜、芹菜和芥菜等八種蔬菜,被稱為世界首個(gè)地下農(nóng)場(chǎng)。
地面下三十三公尺的防空洞里,變身城市新農(nóng)園,秘密武器就在光線、溫度、濕度的整體調(diào)控設(shè)計(jì)。
植物種子在LED燈一天照射十八小時(shí)后,再加上大型電風(fēng)扇把溫度維持在攝氏21到23度。如此一來(lái),所有蔬菜都能在6到28天內(nèi)收成。
“只要能在三十天內(nèi)收成,就有獲利空間,」Growing Under ground共同創(chuàng)辦人布拉德(Richard Ballard)說(shuō)。
提早收割的“迷你蔬菜”(micro-green),意外獲得好評(píng)。蔬菜收成后,只要四小時(shí)就可以送上餐桌。較低的運(yùn)送時(shí)間、成本,吸引許多廚師上門。
目前為止,Growing Under ground已經(jīng)籌到資金85萬(wàn)英鎊,預(yù)計(jì)第一年?duì)I收125英鎊以上。
不只地底,海底空間也成了未來(lái)農(nóng)園的潛在機(jī)會(huì)。
海底尼莫花園
2015年的意大利世界博覽會(huì)上,一顆顆白色塑膠球飄在海里,吸引許多觀眾好奇駐足。
這座位在意大利沿海市鎮(zhèn)諾利(Noli)外海的“尼莫花園”,是潛水設(shè)備公司海珊瑚集團(tuán)(Ocean Reef Group)歷經(jīng)四年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,打造的海底迷你溫室。
在名為“水底實(shí)驗(yàn)室”的白色塑膠球里,全是種著芹菜、菠菜、大蒜、野花等十?dāng)?shù)種植物的迷你農(nóng)園。
七座水底實(shí)驗(yàn)室,都在距離海平面五到十公尺的水底?,F(xiàn)在,不僅可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)即時(shí)監(jiān)控,也可以讀取水底的氧氣、二氧化碳濃度等數(shù)值。
經(jīng)過(guò)四次失敗,現(xiàn)在的尼莫花園,已經(jīng)成為章魚、螃蟹等水中生物的棲息地。
負(fù)責(zé)國(guó)際銷售的甘保里尼(LucaGamberini)看好水底農(nóng)園的經(jīng)濟(jì)效益?!拔艺J(rèn)為,對(duì)于地理環(huán)境難以孕育農(nóng)作物的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō),水底農(nóng)園有其潛在機(jī)會(huì),”甘保里尼說(shuō)。
沒(méi)有什么不可能,沒(méi)錯(cuò),地底、海底都可以,LED當(dāng)然也能跑到外太空種菜去。
宇航員斯科特在太空紅葉生菜前自拍。(圖片來(lái)源:宇航員Scott Kelly twitter)
NASA的太空蔬菜種植系統(tǒng)。(圖片來(lái)源:NASA twitter)
去年8月10日,美航天局(NASA)正在國(guó)際空間站執(zhí)行任務(wù)的美國(guó)和日本宇航員品嘗了在太空種植的紫葉生菜,是首批在微重力和人工粉紅燈光下培育出的可供宇航員食用的蔬菜。
“這是個(gè)人的一小口,卻是人類的一片大葉子”,美國(guó)航天局在官網(wǎng)上略帶調(diào)侃地評(píng)論說(shuō),“這讓我們距離飛向火星又近了一步”。
這些蔬菜于7月8日種下,在Veg-01種植室中,蔬菜受到紅、綠、藍(lán)三種LED光的照射。紅光和藍(lán)光對(duì)光合作用來(lái)說(shuō)非常重要。綠光雖然可有可無(wú),但出于外觀的考慮,工程師們決定加上綠光。
該種植室由多個(gè)可展開和折疊的蔬菜盒子組成,生菜的種子被撒放在用于生根發(fā)芽的墊層上,墊層是由土壤和化肥組成的。每一個(gè)“蔬菜盒子”重大約七公斤,可以折疊,也可以拉伸。每個(gè)盒子上有一塊紅綠藍(lán)三色LED面光源照明板,它即能保證蔬菜生長(zhǎng)所需光照,也便于宇航員們觀察生長(zhǎng)情況。
NASA認(rèn)為,有生命的植物不僅能為宇航員們提供營(yíng)養(yǎng)和新鮮空氣,并且種植植物這一行為就可以給“這些遠(yuǎn)離地球卻又想念地球生活的宇航員們帶來(lái)一種心理安慰?!?/p>
要當(dāng)個(gè)稱職的農(nóng)夫仍很難
盡管如此,年初出版《邁向智慧農(nóng)場(chǎng):農(nóng)業(yè)擁抱物聯(lián)網(wǎng)》的羅密歐分析,智慧農(nóng)業(yè)仍面臨許多困境。例如,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利潤(rùn)偏低,投資創(chuàng)新技術(shù)并不容易。
想要用高技術(shù)走進(jìn)農(nóng)業(yè)3.0的時(shí)代,也得付出代價(jià),做出不同以往的投資規(guī)模。
此外,信息交流也是一大阻礙。多數(shù)農(nóng)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)了解有限,也多半考慮商業(yè)機(jī)密而不愿有太多交流。
農(nóng)業(yè)要轉(zhuǎn)型為高技術(shù)、自動(dòng)化的黃金產(chǎn)業(yè),還得挑戰(zhàn)根深蒂固的形象問(wèn)題?!耙?dāng)個(gè)稱職的農(nóng)夫很難,因?yàn)榇蠹已壑械霓r(nóng)業(yè)是祖父?jìng)兞粝聛?lái)的歷史,”羅密歐說(shuō)。
隨著氣候變遷不斷發(fā)酵,未來(lái)農(nóng)業(yè)夠不夠智慧,就看各國(guó)政府與企業(yè)如何斗智,為農(nóng)作物打造各種遮風(fēng)避雨的理想溫室。
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