農業革新大作戰 城市空中農場

傳統農業面臨瓶頸，難以滿足需求量日益增大的地球。全新的農業科技將帶你體現完全不同的耕種概念：未來的摩天大樓裡，你將看到來回忙碌的自動化機械設備栽種培養液莊稼以及試驗室培養肉類農產品。
到了2025年，世界人口數量將會從66億膨脹到80億。氣候不斷的惡化預示着美洲中部，非洲和亞洲這些巨大的農田帶也將會持續乾旱。難道數學家 Thomas Malthus在200年前預言某天人口增長速度將會超過糧食生產速度的情况終於要出現了嗎？現代農業技術發展使我們一直生存至今，但地球的資源已經被不停地開發、挖掘成空了。
選擇很簡單，要不重新思考如何種植農作物滿足人類需求，要不就得餓死。來自哥倫比亞大學的環境科學家Dickson Despommier和其他科學家一起，提出了一個激進的解決方案：將農場轉移到城市的摩天大樓中去。這些摩天大樓用來培植無土栽培農作物以大量減少傳統培植農作物所需要的能源。農場往上建也有利於解放耕地變為林地，這樣的話就可以更好地消除大氣中的二氧化碳。另一個好處也很明顯，在城市中的垂直建築的農場可以使產品和消費市場臨近，這樣就可以減少生產成本以及運輸產生的費用。更重要的是減少耕種和船運農作物和家禽所需要消耗燃油所排放的廢氣，以及從牲口（比如牛，羊）的胃中回饋出來的氣體（就是俗話說的“打嗝”）所造成對環境的破壞。農業已經佔據了世界溫室氣體排放總量的14％。
現有的一些嘗試在城市種植農作物的努力，也僅僅是在附近的公園做些試驗性質的種植。但科學家Despommier的設想要更大一些：一棟耗資2億的30層摩天大樓，全部種滿水果蔬菜和繁殖家禽，可以養活5萬人。他還說：“這座摩天大樓使用廢水發電，也就是說廢棄物進去食物出來，這樣的一座垂直農場就像一個巨型永動機一樣，不停的提供可以養活許多人的糧食。”
對於這個建造垂直農場設想，許多相關的技術已經存在了，因此，大概需要5億美金的政府資助，這個專案就可以很快的運作起來，而所需的政府資助金也僅僅為過去十年美國政府支付給農民的農業補貼的0.25%。Despommier正在游說一些阿拉伯聯合酋長國之一的阿布扎比和韓國的投資者，他認為垂直農場可以作為新經濟城市建造的一部分。如果這些垂直農場硏究成功投入運作的話，也許可以將數學家Malthus預言的情况推遲200年。

以下由農業公司和科學家硏究出來的摩天農場大樓主要樓層的截面圖來了解垂直農場具體是如何運作的。 未來農場摩天大樓
摩天樓種滿水果蔬菜，也養家禽。
摩天樓的升降機：
農民可以利用中央的大型升降機來裝卸收割的農作物然後直接在樓底的蔬菜市場銷售。
樓頂的渦輪：
摩天農場樓頂的這些由垂直軸承支起的一個個風力渦輪發動機，在風力較小的情况下可以比傳統的風力渦輪發動機多出百分之五十的效率。
監控系統：
在每層的天花板上安裝好的監控系統可以控制室內溫度，濕度以及營養液配送。
安全系統：
一些害蟲或者病原體會危害或者感染農作物，因此農民進入大樓的時候必須穿着密封的服裝。科學家們也會在農作物上塗上一層可以將有害病源體在基因上進行改良的物質。
精挑細選的莊稼：
植物沒有經歷幾百萬年來適應室內營養液培育，因此植物學家們必須精心選取品種並培育它們。其他的科學家還會硏製出一些專門使農作物富含人類所必需的微量營養素，比如硒和鋅。
培養液養殖圈
儘管無土栽培和養魚場產量非常高，但是它們的維護成本也很高。無土栽培系統需要不停的給農作物提供營養液，而魚池又需要流動的活水環境。如果把它們配對起來，那麼這些產量維護上的缺點就變成了優點。魚的排泄物變成了植物的肥料，與此同時，植物又能淨化魚池的污水。
培養液養殖圈，這種自動循環系統把營養液的使用又向前邁了一步。圖中裝置①是漂浮在營養液上的裝載農作物的大方盒子；裝置②為調配與傳輸營養物質系統；③ 為農作物下面營養液中養殖的高產羅非魚；④是池底的沙礫層，含有一些細菌能將魚的排泄物轉化為氮。 這些氮含量非常高的水作為農作物的營養液被其吸收，從而淨化魚池的水環境。
摩天樓裡面的一層：培養液養殖圈
污水迴圈利用系統
垂直農場不只是一個生產農作物的工厰。它也是一個將城市資源變成一個類似自然資源迴圈的計劃。城市污水成為摩天垂直農場的運作的基礎，也提供了對於農場來說至關緊要的資源: 能量和水。城市的污水系統需要通向垂直農場，一半將會被注入一個裝置，這個裝置可以對礦泥進行加熱和增壓，然後將污水分解成為二氧化碳和水，也就是圖中裝置①；裝置②將水分離出去，沙子，泥漿這些固體物資就粘在蒸氣機輪裡面；裝置③為電力轉化裝置。餘下的污水將會被消毒和加熱蒸餾，萃取出來的水份就會經過裝置④，一個天然生物分解系統，最終將污水淨化，直至其能適用於農業生產乃至飮用。所有的農業廢棄物都會被製造成作為燃料使用的化肥或者是沼氣。
所有的生產技術都是建立在污水的迴圈利用系統上
農作物種植圈
無土栽培的產量是傳統耕種的30倍。在這座垂直農場中，營養配送設備以及24小時的光照將會使產量再多出很多倍。但是，不是所有的植物都適用無土栽培技術。一些如土豆和柑橘樹，就需要設置一些半固體培養基，比如土壤或者椰子纖維。圖中裝置①將農作物種在一排排的多孔滲水的鋪滿礦石的槽中；裝置②圓形車間將這些農作物固定在裡面；裝置③是營養液槽，當圓形車間不停的旋轉時，每排農作物可以依次浸泡到營養液中吸收養份。
自動化機械照料下的農作物種植圈
自動機械：
這些自動機械臂可以通過對農作物散發的酒精量來判斷農作物的成熟情况並收割，比起以顏色來判斷精準多了。
光照：
LED（發光二極體燈球）不但可以節省能源，還可以針對不同的品種製造特殊波長的光線（比如說照射萵苣只用紅光）。
肉類農產品
養殖家禽使其蛋白質轉化為人類攝入能量的效率是非常低的——只有3％。因此，科學家們通過對雞、豬或者牛的幹細胞培植出厚片的肉類製品，他們還會給這些肉類製品以電脈衝的方式來增加肌肉的形成，使肉類製品口感更好。
肉類農產品的硏發
雞的養殖：
雞的養殖需要一點空間或者是圍成一圈的院子。產一磅的雞肉需要兩磅的飼料，這在農業標準來說是相當有效率的了。
產品銷售市場
產品銷售市場：
大樓的地面一層就是直接的產品銷售市場， 再用電車將產品運輸到其他本地市場。

垂直农场示意图



夜晚的垂直农场

未來的大粵民國，將會裝備最先進的農場！