室内农场，农业新革命

Holiso

传统农业是基于太阳光照与土壤基质而进行自然生产的，那么未来是不是可以用人工光照代替太阳光，以水代替土壤介质来开创出新型农业呢？

在摩天大厦里种植水果、蔬菜，实现自给自足，这一人类狂想曲也许会在不久的将来就要实现了。室内农场带来的农业新革命，或许正是人类农业的未来发展方向，有望成为改变人类农业历史的一环。

遏制一切不利因素

进入室内农场之前，要穿戴好洁净室专用防尘服、面具和橡胶靴，然后踏上粘尘垫，穿过一道风淋室，才能走进植物室。植物室里放着 6 个架子，每个架子上有 5层水道，上面漂浮着大量植物。两名身穿防尘服的工作人员照料着这间室内花园，偶尔将新的秧苗放进架子的一端，从架子的另一端拿下准备采收的托盘。绿色生菜和羽衣甘藍，它们都种植在精确配比营养成分的水溶液中。高效节能的LED 灯散发着粉色的光，其频谱范围设定在 400～700纳米之间，这是光合作用的最佳范围。世界银行的数据显示，2017 年全球的农业用地为5000 万平方千米。联合国粮食及农业组织 2017 年的报告指出，农业、森林及其他土地在使用过程中排放的温室气体共占全球的 21%，大部分为二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。实际上，尽管室内农场需要人造光和精细的温控，但它仍可以避免大量气体排放。室内农场能极大地减少用于农业种植的土地数量，对气候变化有重要影响。科学家认为应该将这一新兴产业主流化。

植物在人工光照的植物工厂中生长，能遏制一切不利生长的环境因子，得以快速持续地生长。叶菜类的生长，可以持续增重至收获。西红柿类，只要确保根系的生长持续，就可以永远不受限地生长，培养出无限生长的巨型植物。通过精准的环境模拟，光合作用得以最有效地进行，代谢合成变得旺盛而健全，培育出的蔬果营养价值更高，品质更佳，维生素 A 与维生素 C 的含量与传统种植相比也同样提高数倍。

电脑控制生长

植物室里的生菜和羽衣甘蓝吸收的光来自 LED 灯管，灯管每日保持 16～17小时的照明时间，能耗约占每日总能耗（600～700 千瓦时）的70%。一般蔬菜从播种到采收大约需要 60 天，而在蔬菜农场里只需要 40 天。有别的植物工厂宣称可以更快，只需 30 天。中纬度带上的传统农场每年只能收获 1～3 次，而植物工厂大约可以每月收获 1 次。室外种植的生菜成熟后需要立刻全部采收，而室内生菜的收获可以是连续的，产量很高，且不受害虫和恶劣天气的影响。

植物工厂都由计算机控制，管理者只需敲击键盘就能进行生产指挥，对于各种不同的植物，管理者只需轻松调动相关植物的最佳生长模式，就可进行最优化的生产管理，使农业生产更为傻瓜化。此外，植物工厂里还会安装植物生理传感器，实现植物生长过程中各项生理指标的在线检测，以实现环境因子的最科学化控制。也就是可以按发育所需来命令控制各项环境因子，如光合效率、呼吸作用、蒸腾系数、果实膨胀等。而随着智能机器人技术的发展，未来在植物工厂中，机器人将被广泛采用，如种苗的嫁接插苗与果实的采收等，都开始利用机器人来完成。

如果每座城市都能将食物总量的10%种植在室内将会是什么样子呢？这一转变能解放 88.1 万平方千米的农业用地，把它们转化成硬木森林。这就足够了，这些树木能够清除大气中25 年的碳含量。室内农场这种人为改变气候的解决方案是“直接”而又“简单”的。

普及渐趋可能

植物工厂的用水效率是传统温室的30～50 倍。许多植物工厂甚至不用清洗自己的产品。例如在蔬菜农场中，采收的植物就直接包装，非常干净，可以直接食用。在日本、美国、荷兰等国，已开始对植物工厂进行研究与尝试。目前，植物工厂的最大问题就是能源负荷大，电费在生产成本中所占比率很大。不过，上述各国已经开始在节能化上进行深入研究。比如，利用太阳能供电和利用风能发电的自发电型植物工厂，或者利用科学的反光原理，使工厂内的光能得到最大化的利用。有些植物工厂甚至可以利用微生物发酵发电，以实现农业可持续与循环发展。有了这些先进的技术作为支撑，使植物工厂的普及渐趋可能。

植物的根茎悬吊在半空中的菜槽里，养分就直接喷洒在菜根上，黏附在菜根表面上的养分水膜就变成蔬菜所需的水分和湿气来源。这种不需要土壤就能生产丰盛农作物的方法，只使用了传统农耕十分之一的水分，节省了宝贵能源。一栋 58 层的“农场”，占地仅 1.3 万平方米，却可以提供74.32万平方米的农作物生长面积，其产量相当于一个 414.4 万平方米的传统农场，足够养活 3.5 万人。 如果一个室内农场的产量能够供应方圆几千米内的消费者，那么它就具备了最佳经济可行性，不仅免去了运输和加工过程，节省了燃料，同时也降低了运输途中的损失。植物工厂的最终目标是想要生产某种蔬果，只要按下某指定按钮，该工厂便能完全自动地实施适当的环境控制，并定时定量地生产高品质的指定蔬果。农业技术的不断发展让我们可以畅想：未来，建立基于人工光照及环控技术的植物工厂将逐步普及。植物在人工模拟环培下，可以排除自然环境的不利因素，还能更好地生长。