城市农业狂想曲

      为应对激增的城市人口需求，越来越多的国家开始研究城市农业技术。然而，城市的绿化空间本来就极为有限，不可能再有多余的水平空间用于农业种植。于是，人们提出了垂直农场的设想：把摩天大楼变成生产中心，构建一个自给自足的良性循环生态系统。

      垂直农场是在已有的温室耕作技术的基础上设计和发展起来的一种新型的农业种植模式，主要应用技术包括滴灌、气培和水培法在内，主要能量来源是太阳能和风能，太阳能由位于垂直农场顶层和侧面的太阳能面板所吸收而来，风能来自于楼顶所安装的风力螺旋叶。

      在垂直农场中，谷物，如小麦、玉米等作物被种植在由惰性材料（例如蛭石）制成的水槽中，它们之间皆用细小的管子相互连接，作物所需的营养物质就是通过这些细小的管子进行运输并准确而快捷地滴灌到每株植物的根茎上。这样做的好处是，既保证了作物生长所需的营养物质，还避免了传统耕作中大面积灌溉、施肥等对水资源和肥料的浪费，经济高效而且非常环保。

      气培法是由K·T·胡比克于1982年首次提出的，后来由美国航空航天局（简称NASA) 的专家进行了改进。主要是将植物的根部悬垂倒吊在空中，使其处于充满水汽和营养的环境之中，这种栽培方式特别适用于土豆、胡萝卜的种植。

      现代水培法是由农学家威廉·F·格里克实验发明的，是把植物种植在不含土壤的水槽中，将富含植物生长所需的营养物质溶解在水体中供植物生长使用。这种栽培方式对一些蔬菜生产特别管用，例如西红柿、菠菜和浆果等。

     那么，在整幢高楼里该如何种植农作物呢？

      迪克森·德斯坡米尔教授曾经设计出了一个30层楼高的垂直农场模型。根据这个模型，在整个农场的地下，装有一个大型焚化装置，用来将农场产生的废弃物进行焚化从而减少对城市环境的污染并产生出能源，作为垂直农场甚至整座城市的电力来源。另外，环绕着焚化装置有很多钢管，用来输入净化后的城市废水，以缓解水资源的短缺。高楼的一、二层分别是食品店和餐厅，为市民、游客及农场工作人员提供方便快捷的服务。3～8层为滴灌种植层，9～24层是水培种植层，25～30层为气培种植层，根据不同作物的种植特点进行科学的分层种植。

      垂直农场的大多数种植层都是由一个大型的自动化运输带作为主要基础建筑，将禾苗从一端运送到另一端，并进行分层种植。到了收获季节，成熟的作物通过传送带被运送到后端的收割机前。

      在作物的不同生长阶段，人们通过精准的计算将环境里的水分和光照调整到最适合作物生长的状态。

      在农场顶层的阳面装有大型的太阳能电池板，为作物的生长提供热能。农场顶层的阴面是一个巨大的雨水收集池，可以将收集的雨水用于整个农场的灌溉。

      沿着整幢农场大厦，在南面垂直装有太阳能电池薄膜，在北面每一层都装有植物垃圾下落斜道，直接通向地下的焚化装置。在西侧建有农作物育种室和质量监测实验室，用于科学家做一些相关的研究。在西北侧建有一个大型水箱，用于储存水源供垂直农场循环利用。在东北侧是大型的货物集散中心，将生产出的农产品通过货车拉到附近的超市、便民市场或者直接销售给附近居民区的人们。

      按照设计，垂直农场是一个整体的、自身可持续的循环系统。农场的每一层楼都是一片农地，具有高度集成的高效灌溉系统，所有农作物都在受控制的环境中生长，并使用电子监控来检验是否成熟，全年365天不间断地种植、收割，避免了不利自然环境条件的影响，也不用担心土壤污染的威胁，同时还节省了资源，减少了对环境的破坏。

      经过收割机加工后不适合食用的部分将通过最后一个斜道滑落到地下的焚化层。这些不可食用的植物茎须、颗粒（如玉米秆和麦麸）等植物废料先是被加工成粉末状，接着经过压缩变成能全部燃烧的颗粒。农场底部的污水处理池可以处理城市污水，污水将会集中到一部被称作“泥炭”的机器，将污水处理成炭和水用来作为蒸汽机发电的原料，被处理提取过的污水经过滤后，用于植物灌溉或排放。

      整个设计看来并不复杂，与到处可见到的屋顶花园和室内绿化类似。据相关实验室的研究表明，垂直种植方法的用水量只有传统种植方法的5％，一栋30层高的透明墙面垂直农场，可生产5万人的口粮。