来源 DeepTech深科技
话说“垂直农场”（Vertical Farm）已经不是什么新概念。早在1998年就由哥伦比亚大学的生态学家迪克森·德斯波米尔（DicksonDe-spommier）首次提出。他的设想是在城市里30层以下高度的建筑上生产食物（包括养殖鱼类和家禽）来供给附近居民。
这座构想中30层楼高的“垂直农场”，动力能源取自太阳能、风力及不可食用的植物废料，并用污水来灌溉。每年可为5万人提供足够的食物和水。人们还可以在封闭的灌溉系统中循环用水以减少用水量、避免径流造成土肥流失。更重要的是，在吸收城市产生的二氧化碳的同时，还能减少交通运输所产生的二氧化碳。
当然，受到各种各样的因素制约，类似这种大规模、具有完全自主生态的垂直农业体系短时间内可能还难以实现，但众多“改进版”的垂直农场已在全球各地开花。
比如下面这家新泽西的垂直农场初创公司。
Aero Farms 的新工厂坐落在新泽西州纽瓦克市，在一间69,000平方英尺（约合6410平方米）的大仓库中，无土壤、无农药、无阳光的条件下，每年将产出200万磅（约合91万公斤）新鲜的绿叶蔬菜。作物在垂直堆叠的槽中生长，并配备了LED照明及追踪作物生长状况的传感器。
目前农场正在建设中，一旦投入运营，这里将成为全世界最大的垂直农场。
“有太多的城里人要养活。人口增长、城市化，能种植作物的地方越来越少，我们需要更好的方式来养活人类，”AeroFarms的CEO大卫·罗森博格（David Rosenberg）说道。“垂直农场就是解决方案之一。”
在这里，250种草本植物及蔬菜被种植在30英尺（约合9米）高的种植架上，看上去非常震撼。下面，让我们看看农场内部是如何运作的。
AeroFarms刚刚买下了位于纽瓦克的一个炼钢厂，并重新翻修和扩建。这是该公司的第九个农场，其他八个农场也同样位于纽瓦克地区。
农场内计划安装35行12层蔬菜种植架，比如甘蓝、芝麻菜和芜菁。
为避免污染植物，农场工作人员必须佩戴乳胶手套、头罩以及全包裹外衣。进入农场内的人员必须按规定穿戴和执行例行消毒流程。
种植的第一步是在覆盖了一层可回收编织物的槽内撒上种子。这种编织物是由回收的塑料水瓶制成，每张大约需要20个。
种植槽顶部全部装有模拟阳光的LED照明系统，并针对不同的作物专门设计了最适合其生长的光谱与光照强度。
对于人眼来说，LED呈现出白光，而对于植物，它们则沐浴在红光与蓝光中。
小型风扇被安装在每个种植槽的连接处，来为植物提供充足的氧气，同时也可以让营养液喷洒的更均匀。
安装在种植槽中的传感器对30,000个数据点进行采样，来跟踪植物的生长情况。得到的数据会发送给麻省理工学院或哈佛大学的科学家们进行分析，以不断改进植物的种植方式。
如果甘蓝在某种光谱和氧气水平下无法发芽，工作人员则会在种植下一批时改变这种设定。AeroFarms不断的在做着对比测试，以求得出最适合植物生长的“算法”。
工作人员甚至可以通过对“算法”的调整来改变蔬菜的味道，可以让它们更辣一点或者甜一点。
每年，AeroFarms将可以收获20次，同时产出约200万磅（约合91万公斤）的蔬菜。相较于传统的土地耕种，比如纽约州的室外农场，哪怕是在好年份，每年也仅能收获3次莴苣。
AeroFarms相比传统的土壤种植蔬菜，能节省95%的水和50%的肥料。植物因与外界隔离，所以全程不需要喷洒农药。
大型仓库中的垂直农场为本地的蔬菜需求提供了有力保保障。因为离城市很近，所产出的作物能方便的运送到市区。
AeroFarms将全年以相同价格为纽约州和新泽西州提供新鲜蔬菜。
除了解决本地的食品需求，AeroFarms还为纽瓦克地区带来了更多的“绿色岗位”。“如果你认识优秀的数据分析科学家，请一定介绍给我们。”公司负责人说道，“我们需要招聘大量人才。”
当然，目前的垂直农场也有一些局限，那就是用电量的飙升。LED能准确提供作物生长所需的光线，但目前，LED的光照效率仅为28%，这使这种种植方式的生产成本非常高。然而，目前已研制出的一些高效率LED，将有望大幅降低用光成本。另外，包括高压钠灯以及荧光灯在内的新一代低成本光源也有望解决光照问题。
其实，植物并不需要人造阳光一直照射。白天，因为自然界生长的植物原本就会承受不同强度的光线，模拟这些光亮的变化也能节省能源。比如在美国芝加哥的Green Sense Farms就与飞利浦公司合作，用红外LED来模拟薄暮冥冥的黄昏，只需5分钟，胡椒和西红柿就会更快进入开花期。
其他领域的研究也在促进垂直农场的发展，比如生物医药。美国国防部高级研究计划局（DARPA）目前正在德克萨斯州进行相关实验：他们使用一个18层楼的农场来生产能为疫苗提供特殊蛋白质的转基因作物。
此外，一些偶发的自然灾害，如日本福岛核事故后，由于土壤被污染，很多地方已不再适合传统农业，这也变相促进了垂直农业的发展。
的确，现代农业存在很多问题，解决这些问题要用到很多不同的办法。但目前看来，垂直农业绝对是容易实现，且见效最快的方式之一。
最后，附上AeroFarms专访视频：
考题链接
韩国高科技农业公司将首尔南部的一条老旧隧道改造为室内垂直农场，其温度天然保持在10-22℃，占地面积2300m2。公司应用自己开发的水培技术、LED人工光照明技术等，种植了60种蔬菜和水果，已于2018年8月向一家食品零售商和一家连锁面包店供应了蔬菜。公司的目标是实现大规模生产，抢占市场实现盈利。据此完成下列问题。
1．垂直农场获得成功的关键因素是
A．粮食需求B．气候变化C．技术水平D．劳动力数量
2．为保证蔬菜生长，隧道垂直农场首先要改造的气候因子是
A．光照B．热量C．降水D．气象灾害
3．隧道垂直农场的发展，给韩国带来的影响可能有
A．技术先进，无污染，缓解环境恶化状况
B．应对人口激增，缓解粮食短缺和就业压力
C．节约耕地，降低能耗，降低农产品生产成本
D．规避灾害，稳定蔬菜水果的供应
2015年11月22日，国内最大的创意型蔬菜生产设施“鸟巢垂直农场”亮相浙江省农博会，该农场采用无土栽培技术。读图完成下面小题。
4．实现“鸟巢垂直农场”农业生产方式的主导因素是
A．市场和劳动力B．技术和资金
C．劳动力和资金D．市场和资金
5．随着垂直农场的发展，可能带来的影响有
①造成城市水资源短缺
②增加地面沉降速度
③节约土地资源
④带动农业向集约化方向发展
A．①②B．①③C．②④D．③④
6．2016年3月，德国的Metro超市在超市里设置了小型温室种植蔬菜，称其为“欧洲第一个商场内的农场”，这种垂直农场设备可以让蔬菜在超市里“边种边卖”。 “商场内的农场”的发展，可能产生的影响是（ ）
A．农业生产完全摆脱了自然条件的束缚
B．能使越来越多的人吃到纯天然无公害的蔬菜
C．能使蔬菜生产的成本大大降低
D．对当地农场蔬菜的生产产生巨大的冲击
参考答案
1． C
2． A
3． D
【解析】
1．根据材料，将首尔南部的一条老旧隧道改造为室内垂直农场，其温度天然保持在10-22℃，公司应用自己开发的水培技术、LED人工光照明技术等发展生产。垂直农场获得成功的关键因素是技术水平，C对。粮食需求、劳动力数量不是建设垂直农场的关键条件，A、D错。气候没有变化，B错。
2．植物通过光合作用才能生长，为保证蔬菜生长，隧道垂直农场采用LED人工光照明技术等发展生产，首先要改造的气候因子是光照， A对。热量、水分也是重要因素，但不是首要因素，B、C错。垂直农场属于温室生产，不考虑气象灾害影响，D错。
3．隧道垂直农场的发展，生产环境不受自然灾害影响，给韩国带来的影响可能有规避灾害，稳定蔬菜水果的供应，D对。农场的生产技术先进，不能使韩国无污染，缓解环境恶化状况，A错。农场产品以蔬菜、水果为主，不能缓解粮食短缺问题，B错。垂直农场的生产，投入的生产资料、科技因素多，可能增加能耗，提高农产品生产成本，C错。
【点睛】
将一条老旧隧道改造为室内垂直农场，公司应用自己开发的水培技术、LED人工光照明技术等发展生产。垂直农场获得成功的关键因素是技术水平。植物通过光合作用才能生长，隧道中没有阳光，首先要改造的气候因子是光照。
4．B
5．D
【解析】
4．“鸟巢垂直农场”不仅需要建筑技术，生产采用无土栽培技术，需要的资金投入多。实现“鸟巢垂直农场”农业生产方式的主导因素是技术和资金，B对。市场、劳动力不是农场建设和无土栽培技术生产的主要因素，A、C、D错。
5．随着垂直农场的发展，可能带来的影响有节约土地资源，③对。技术水平高，不会造成城市水资源短缺，①错。农场发展与地面沉降无关，②错。农场生产属于集约农业，带动农业向集约化方向发展，④对。D对，A、B、C错。
6．B
【解析】相对于普通田地里面种植的蔬菜而言，这种“垂直农场”种植的蔬菜会减少肥料的使用，而且完全不用打农药，可以说是天然无公害，由于资金、技术投入较多，因而成本较高，规模较小，能够种植的蔬菜品种不多，不会对传统蔬菜生产产生巨大的冲击。故选B。
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