在太空中成长,或者在太空中成长——垂直农场

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在太空中成长,或者在太空中成长——垂直农场

拥有无土、电脑控制环境的垂直农场可能听起来像科幻小说。但是,根据一项新的研究,这些食物在环境和经济上都有越来越大的用处。这项研究列出了把食物放到我们盘子里的激进方式。

结合生物学和工程学的跨学科研究为加速这一精密农业分支的发展奠定了基础,其中包括使用富含营养的气溶胶代替土壤的气培技术。

该研究由约翰·英纳斯中心、布里斯托大学和aeroponic技术供应商LettUs Grow共同完成,该研究确定了未来需要研究的领域,以加速使用aeroponic系统的垂直农业的可持续发展。

安东尼·多德博士组长约翰英纳斯中心和该研究的资深作者,说:“通过将基本生物学见解的背景下物理气溶胶的种植植物,我们可以帮助垂直农场业务变得更快更有效率,同时生产健康的食品环境影响较小。”

该研究的作者之一、LettUs Grow的首席科学官杰克?法默(Jack Farmer)补充称:“气候变化只会增加对这种技术的需求。预计的区域气候模式和水资源的变化可能很快就会影响农业生产力。垂直农业提供了一年四季种植高价值营养作物的能力,为种植者提供了可靠的收入来源。”

垂直农业是一种室内农业,作物种植在堆叠系统中,水、光照和养分来源都受到严格控制。

这是一个由人工智能支持的快速增长领域的一部分,在这个领域中,机器被教会管理日常园艺任务。根据一项商业预测(Grand View Research, 2019),该行业到2025年将以每年21%的速度增长。

绿色效益包括更好地利用空间,因为垂直农场可以建在城市,更少的食物里程,远离病原体,减少土壤退化,减少养分和水的回收和循环。

垂直农场还允许产品一致性、价格稳定,以及在沙漠或北极等与某些作物不相容的纬度地区种植。

“垂直系统允许我们扩大作物在地球上生长的纬度范围,从迪拜的沙漠到冰岛冬天每天4小时的气候。事实上,如果你在火星上种植作物,你就需要使用这种技术,因为那里没有土壤,”多德博士说。

这项研究发表在《新植物学家》杂志上,列出了未来研究的七个步骤——战略领域,以支持提高生产力和可持续性的气培垂直农场。

他们试图理解:

为什么气培栽培比水培或土壤栽培更有效。

气培栽培与植物24小时昼夜节律的关系。

在气培条件下一系列作物的根系发育。

气溶胶雾滴粒径、沉降与植物性能的关系。

我们如何建立框架来比较各种作物的垂直农业技术。

气培法如何影响微生物与植物根系的相互作用。

封闭气培系统营养液中根系分泌物(植物根系分泌的液体)循环的性质。

该报告认为,垂直农场技术创新的驱动因素之一是将运营成本降至最低,同时将生产率最大化——基础生物研究的投资具有重要作用。

多德博士的研究领域包括昼夜节律——将植物生理和分子过程与昼夜节律相结合的生物钟。他最近完成了为期一年的“LettUs Grow”皇家学会工业奖学金项目。

这包括将Dodd博士在昼夜节律和植物生理学方面的专业知识与LettUs Grow的生物学家和工程师团队的工作结合起来,设计出最佳的气培栽培方案。这是一个关键的研究领域,因为这些分子内部定时器在垂直农场中会有不同的表现。

Aeroponic平台通常用于种植高价值作物,如沙拉、小菜、草药、小菜、豌豆苗和豆苗。let us Grow公司也在研究草莓和胡萝卜等作物的果实和生根的生长方案,以及果树和林业的气培繁殖。

约翰·英纳斯中心的研究人员培育了一种西兰花,这种西兰花可以在一家大型超市的室内种植。研究的目的之一是测试我们如何通过基因改良让更多的作物在垂直农场的可控空间中生长。

贝瑟尼·埃尔德里奇是布里斯托尔大学研究树根与环境相互作用的研究员,也是该研究的第一作者。“鉴于全球农业用地的80%,据报道,中度或重度侵蚀、种植作物的能力在无污点的系统以最小的化肥和农药是有利的,因为它提供了一个机会面临水土流失地区种植作物或其他环境问题,如海藻在当地可能已经由传统的水体,soil-based,农业”。

该研究的作者之一、LettUs Grow的研究和发展主管Lilly Manzoni说:“这篇论文是独特的,因为它比一篇典型的植物研究论文更广泛,它结合了工程师、气溶胶科学家、植物生物学家和园林学家的专业知识。可控环境农业和航空电子学的奇妙之处在于它们是真正的跨学科"