綠色夢想：“室內(nèi)農(nóng)場”

余寧

在人工光線下的“室內(nèi)農(nóng)場”里種植農(nóng)作物是未來發(fā)展的方向嗎？它們是否是綠色環(huán)保并與環(huán)境友好的呢？

或許你正在口中大嚼特嚼的芥末是火熱且美味的，然而這種芥末可是非同尋常。它們的非凡并不在于它們的口感有多么獨特，而在于這種芥末是被種植在某個二戰(zhàn)防空洞內(nèi)，在街道地下30米深的地方。

“室內(nèi)農(nóng)場”：未來農(nóng)業(yè)的方向？

如果這種“室內(nèi)農(nóng)場”的方式發(fā)展順利的話，那么或許它將會成為世界上最普遍的農(nóng)場形式。這個想法就是：種植像這樣的芥末以及其他的蔬菜植物，供給都市的商店和餐廳。這種食材，就生長在本地的大城市中心，它們甚至從未見過日光。

在密集排列的巨大支架間種植香料、蔬菜等

這聽起來或許有些令人難以置信，然而這并不會是第一座“室內(nèi)農(nóng)場”。在世界各地，一些小型企業(yè)已經(jīng)開始完全在電力光線下種植食材。這會不會是種植業(yè)的一場“大變革”呢？

有專家認(rèn)為：這是一種新的趨勢，名字也可能是各式各樣，比如“都市農(nóng)業(yè)”“室內(nèi)農(nóng)場”或“垂直農(nóng)場”。對于“室內(nèi)農(nóng)場”，最初的愿景是為防止農(nóng)場進一步吞噬掉更多的土地。“室內(nèi)農(nóng)場”可以向上建立起來，用植物而不是用辦公室職員填滿摩天大樓，用以喂養(yǎng)城市人。

不過，這個愿景真的還從沒實現(xiàn)過。對起步者來說，摩天大樓并不便宜。不過，“都市農(nóng)場”的概念還是以各種各樣的形式存續(xù)下來。在紐約市，一個叫“高譚綠色”的公司在建筑物的屋頂上建起了一些溫室。其中一個供應(yīng)著樓下的超市。但問題是，屋頂上并沒有那么多適合種植的位置，而且，由于它們在夏天需要降溫，而冬天又需要保暖以及額外的光線，因此，傳統(tǒng)的溫室種植通常比在田間種植植物會耗費更多的能源。

植物被種植在通過獲取電力發(fā)光光源照射的高層支架上。

另外幾個“都市農(nóng)場”則是把原始的垂直農(nóng)場愿景用有點兒簡陋的版本來實現(xiàn)了。比如，在離美國芝加哥不遠(yuǎn)的一個工業(yè)倉庫中，一個“綠色感官農(nóng)場”已經(jīng)開始在密集排列的巨大支架間種植香料、蔬菜等;在日本宮城縣一個類似的設(shè)施已經(jīng)建立并運行起來;在倫敦，一個防空洞農(nóng)場則是把同一想法建立在了一個更為不同尋常的場所內(nèi)——這是用向下的垂直空間代替了向上的垂直空間。

植物喜愛的是一種紅光和藍(lán)光混合的奇特光線。這是在地下室里用LED燈照明來種植植物。

LED燈：新的“太陽”

LED照明的出現(xiàn)使這種無陽光的垂直農(nóng)場形式成為可能。高壓鈉燈已經(jīng)被種植者們使用了幾十年，用以補充冬日昏暗的陽光。目前LED燈在將電能轉(zhuǎn)化為光能上面比最新的鈉燈效率更高，而且，重要的是，它的熱源不是那么集中，這樣就可以把它們安置在離植物更近的地方，使植物在支架上生長。

這意味著更多的植物可以在一個狹小的空間內(nèi)生長。日本政府補貼的宮城縣農(nóng)場，那里的植物常年生長在一個16層高的支架上，據(jù)說每平方米的生產(chǎn)能力比一個室外農(nóng)場的100倍還多。

假如沒有LED燈的話，這就不可能行得通。倫敦一個零碳食品公司的地下農(nóng)場就建在克拉彭北深層防空洞的彎曲隧道內(nèi)，他們就是采用的LED照明。這里只能為植物騰出三排的空間。不過，由于這潮濕的隧道已經(jīng)被廢棄很多年了，所以它的所有者就以相當(dāng)優(yōu)惠的條件將它出租了。而且，這里還有一個優(yōu)點，英國那難以預(yù)料的壞天氣并不會影響到地下。

但是室內(nèi)種植植物的口感如何呢？這可能是大家最關(guān)心的問題。植物在不同的光照條件下生長肯定會有一定的影響。研究者們做了實驗，他們發(fā)現(xiàn)，在不同類型LED燈下生長的蔬菜，不同的批次之間也可能有所不同。也有人擔(dān)心缺乏紫外線照射是否會讓植物缺少營養(yǎng)。但就目前的樣本試吃來評判，它們至少在美味上并沒有什么差異。

其實，室內(nèi)種植的主要問題反而是照明成本。研究者們曾與美國航空航天局以及幾家對完全在電力光線下種植植物感興趣的公司合作過。為了填補電費賬單，他們必須將自己的產(chǎn)品賣到一個好價格。原因之一是，盡管從20世紀(jì)80年代起，就有不少人開始嘗試室內(nèi)種植，然而唯一大規(guī)模采用室內(nèi)農(nóng)場形式的始終僅僅集中在大麻的種植中。

盡管如此，室內(nèi)農(nóng)場的擁護者們聲稱，LED燈在室內(nèi)農(nóng)場上取得的進展，遠(yuǎn)比一種種植更昂貴植物的方式要有意義得多。有些人甚至認(rèn)為，這就是未來的農(nóng)業(yè)形式，并且能夠幫助人類解決世界糧食危機。

為了面包耗盡了腦細(xì)胞

然而，也有專家指出，我們的確可以運作一個商業(yè)公司來種植特殊的室內(nèi)農(nóng)作物出售給特殊市場，但是，要想在垂直農(nóng)場上種植我們主食農(nóng)作物的想法是不切實際的。他們計算過，要在電力光線下種植出足夠制造出一塊長面包的小麥，將會在電費賬單上添加23美元（約合人民幣150元）。

也有專家對室內(nèi)農(nóng)業(yè)的前景持更樂觀的態(tài)度。盡管他們也同意大規(guī)模種植主食農(nóng)作物并不是一個可行的方法。他們說：“我們并不打算在倉庫中生產(chǎn)小麥、水稻、玉米以及諸如此類的農(nóng)作物，但這并不意味著種植某些高價值的產(chǎn)品不是一個經(jīng)濟上可行的方案。”

但是，室內(nèi)種植是否就像很多新進入的企業(yè)聲稱的那樣，是一種更為綠色環(huán)保的方式呢？有立體農(nóng)場公司的網(wǎng)站上宣稱，他們種植出的食材將會擁有“更少的碳足跡”（碳足跡是指企業(yè)或個人通過產(chǎn)品的活動、運輸、生產(chǎn)和消費等各類過程所引起的溫室氣體排放的總和），并且“比溫室種植消耗更低的能量”。還有人認(rèn)為：在我們客戶身邊的這種垂直農(nóng)場種植意味著食物里程（即指食物由生產(chǎn)地運送到消費者餐桌上所經(jīng)過的距離，食物里程越短，其間所消耗的各種資源也越少）的耗費更少，使用的燃料更少，降低碳排放的效果更顯著。

有專家認(rèn)為，在本地種植食材的確會大大減少食物運輸里程數(shù)，但這并不一定意味著更低的總體碳排放量。這是因為，與運輸相關(guān)的碳排放量，通常在食品生產(chǎn)相關(guān)的總碳排放量中只占一個很小的比例。2008年，美國紐約州能源研究和發(fā)展管理局做了一份關(guān)于州輸入食材與本地種植同等食材相關(guān)碳排放的對比報告。美國紐約州內(nèi)大多數(shù)的新鮮產(chǎn)品都來自于加利福尼亞州或亞利桑那州，平均運輸距離將近5000千米。以生菜為例，每向州內(nèi)輸入1千克生菜，就會產(chǎn)生0.7千克的二氧化碳。然而，在本地加熱補光溫室條件中種植出來的生菜碳密集（高的碳排放量）程度通常要更高，每千克高達(dá)2.4千克的二氧化碳。

大規(guī)模制造這樣大數(shù)額的太陽板是一個極高的耗能過程，把它們安置在哪里都避免不了覆蓋更多的耕地或野生動物棲息地。

在英國的情況也大致相同。有專家測試了一個垂直農(nóng)場系統(tǒng)，并且，盡管他是一名都市農(nóng)場的支持者，但他還是指出，研究數(shù)據(jù)顯示，在冬季從西班牙進口生菜通常要比使用目前方法在英國種植生菜的碳足跡要低。

有研究人員計算了全部依靠美國電網(wǎng)供電，在燈光下種植食材的二氧化碳足跡，其數(shù)字更是巨大到每千克生菜產(chǎn)出二氧化碳8千克。百分之百的人造光源就是一大坨可怕的二氧化碳排放。關(guān)鍵的問題是，如果是將化石燃料、風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后再轉(zhuǎn)化為光能，這就是一個非常低能效轉(zhuǎn)化的過程，超過90%的能量會在這個過程中流失。

對此，也有專家評論說，這種觀點是過時的，因為他們完全沒有將技術(shù)上的飛速發(fā)展考慮進去。綠色感官農(nóng)場的負(fù)責(zé)人更是質(zhì)疑上述結(jié)論。他們認(rèn)為：簡單地把室內(nèi)農(nóng)場和溫室種植與田間農(nóng)場在一起做比較是非常困難的，也是不太合適的。因為數(shù)據(jù)是非常初步的，而工業(yè)是非常新興的。我們在作一項分析時要非常小心，需要考慮的影響因素也還很多。

垂直農(nóng)場 ?立體農(nóng)場 ?屋頂農(nóng)場 ?LED燈照明下種植的蔬菜?地下農(nóng)場

沒有一家公司能夠提供相對可靠的數(shù)據(jù)，來證明室內(nèi)農(nóng)場比傳統(tǒng)田間或是溫室種植所產(chǎn)生的溫室氣體排放總量要少。但是，已經(jīng)實現(xiàn)室內(nèi)種植的那種沙拉植物（芥末）比生菜的生長時間要短得多，產(chǎn)量也要高得多。沙拉植物的種植的確比其他農(nóng)作物需求的能量更少，因為它們從自身的種子中就可以獲得部分它們所需的能量。

沒有免費的午餐

零碳食品公司也將從一個可再生電力供應(yīng)商那里購買它們的用電。使用可再生能源來供給電燈無疑會比使用電力公司的電網(wǎng)電力減少碳排放。但是，大規(guī)模的室內(nèi)食材生產(chǎn)卻又可能會較多地受到環(huán)境的顯著影響。比如，假如所有能源都來自太陽能的話，盡管電力成本有可能會較低，但另一方面則可能占用較多的土地資源。

有專家做過計算，根據(jù)LED燈和太陽能板自身的效率，假如全部用太陽能來供給種植所需的電燈光線的話，則需要13倍于種植區(qū)域面積的太陽能板。大規(guī)模制造這樣大數(shù)額的太陽板是一個極高的耗能過程。而接下來才正是問題的所在，把它們安置在哪里都避免不了覆蓋更多的耕地或野生動物棲息地。

所以，要替代免費的自然太陽光是很困難的。而假如我們不想給環(huán)境帶來更多的負(fù)面影響，我們就必須在減少總能量使用的同時，盡量使用每一種我們創(chuàng)造出來的替代化石燃料的可再生能源。

盡管如此，支持者認(rèn)為：“受控環(huán)境農(nóng)業(yè)” 的形式包括從傳統(tǒng)溫室一直到室內(nèi)農(nóng)場之間的一切正方興未艾。由于液壓破碎法（利用高壓將水、化學(xué)物質(zhì)和沙打到地下以獲取天然氣的方法，但也有人認(rèn)為這樣會污染地下水，并導(dǎo)致雨水受到影響）已經(jīng)可以實現(xiàn)，能源成本更加低廉，比如在美國應(yīng)用人工光線補光就變得更加便宜。

然而，這對氣候來講并不一定是壞消息。專家認(rèn)為，在可控氣候溫室中食材種植的碳足跡會大大減少，比如，通過更好的隔溫以及更小的控制系統(tǒng)，會使在城市中及城市周圍種植本地食材成為再明確不過的綠色環(huán)保選擇。一些創(chuàng)新的方法正在測試中，這是必須要走的一條路。