当我们展望到2050年将有超过90亿人口需要养活的未来时，粮食安全的挑战迫在眉睫。城市化正在迅速改变我们的城市，预计全球三分之二的人口将居住在城市地区。我们目前的农业供应链面临的压力越来越大。
气候变化增加了另一层复杂性，不可预测的天气模式和洪水、干旱等自然灾害威胁着传统的农业生态系统。这让我们别无选择，只能用更少的资源生产更多的食物，同时保证每个人都能获得和负担得起。
垂直农业技术是一种利用更少的空间生产更多蔬菜的创新方法，有可能解决粮食危机。
这个想法是什么时候提出的?
“垂直农业”一词最早是在20世纪初由吉尔伯特·埃利斯·贝利提出的。1951年，当第一批塔式水培装置投入生产时，这个概念在亚美尼亚得到了真正的体现。1991年，迪克森·德斯波米尔(Dickson Despommier)阐述了垂直农业的现代概念。
现在，它指的是在垂直堆叠层中种植作物的做法，通常结合了控制环境的农业和无土农业技术。尽管存在怀疑，但人们正在探索垂直农业维持全球人口增长的潜力，其进步导致作物产量增加。
虽然开办商业垂直农场需要大量资金，但这种农业方法可以用更少的土地种植出大量的食物。通过利用垂直层或堆叠塔，农民可以显着增加他们的种植空间和有效地扩大规模。
农场内部的气候是精心控制的，温度、湿度、气体交换和光线都受到调节，以确保最佳的生长条件。这使得作物的生长周期比露天生产要短。
垂直农业技术如何脱颖而出?
淡水短缺是一个重大的全球性问题。这种创新农业技术的关键优势之一是它大大减少了用水量。与传统的土壤农业相比，垂直农场可以节约高达95%的传统农业用水。
这种类型的农场在干旱期间被证明是无价的，当传统农业农场注定要挣扎时，它确保了新鲜农产品的可靠供应。
在城市里，每一平方英尺都是珍贵的商品。与传统的土壤农业相比，垂直农场节省了大量的空间。与传统农业相比，可以节省80%的空间。
一个15英尺高的植物塔可以有50多个植物，100个塔可以放在大约200平方米的地方，超过2000平方英尺。仅这么大的空间就可以种植5000多株植物。
此外，垂直养殖系统确保了优越的营养密度。一项科学研究发现，与在土壤中种植的作物相比，在垂直塔上种植的作物在营养密度、抗氧化剂水平和类黄酮水平上增加了15%至25%。
此外，最重要的好处是你几乎不需要在垂直农场喷洒农药。由于这些农场的蔬菜营养密度更高，抗氧化剂和类黄酮含量更高，这有助于它们形成更强大的自然防御机制，从而消除了喷洒杀虫剂的需要。然而，如果需要，可以喷洒印度楝油等有机农药。
最后但并非最不重要的是，垂直农业技术的另一个便利之处在于其显著的多功能性。垂直农场可以建立在各种环境中，包括开阔的田野，LED灯照明的室内环境，温室甚至屋顶。此外，它们可以在土地肥力不足或污染普遍的地方生存。
这种无与伦比的适应性使得垂直农业技术能够满足未来多样化的农业需求和挑战。
垂直农业技术的类型
有三种流行的垂直农业系统——水培法、水培法和气培法。
水培法
这是大型公司使用的最常见的商业垂直农业系统。它包括通过将植物的根淹没在富含营养的液体溶液中来种植没有土壤的植物。用砾石和沙子等材料代替土壤，使植物能够吸收大量的宏量营养素。
一家为农民提供即插即用基础设施的公司是Eponic Autocrop。它提供了一个模块化的垂直农业解决方案，农民可以将其整合到他们现有的业务中，以加速作物生长和产量，同时最大限度地降低运营成本。凭借高水平的自动化，它帮助农民确保最佳生长，并为操作员提供完全控制。
Aquaponics”
该系统通过将水产养殖和水培整合到一个单一的生态系统中来增强传统的水培。水产养殖指的是养鱼，而水培则是在没有土壤的情况下种植植物。
在水培系统中，鱼在室内池塘中饲养，产生富含营养的废物，作为植物的食物。这些植物反过来过滤和净化废水，然后再循环到鱼塘，形成一个闭环系统。
然而，水培系统很少有现实生活中的商业例子。大多数商业垂直农业系统只专注于生产几种快速生长的蔬菜作物，不包括水培成分。
这种商业模式的一个例子是位于德国柏林的Urban Farmers。他们将罗勒生产与养殖鲈鱼结合起来，将植物和鱼类养殖整合到一个系统中。
空气
20世纪90年代，美国宇航局在探索太空种植植物的方法时，创造了“空气栽培”一词。空气栽培的定义是在没有土壤的空气或雾状环境中种植植物，并且使用很少的水。
在气养系统中，植物生长在没有土壤的封闭或半封闭的雾状环境中。它们由泡沫状材料支撑，让它们的根部渗透到网状帽中，并悬挂在下面的雾室中。根部不断喷洒营养丰富的薄雾，为生长提供所有必要的营养。
产品托盘垂直堆叠以节省空间，每个托盘在理想的温度和湿度下接收最佳数量的光，水和营养。这种令人难以置信的精确程度帮助植物生长得更快，使用更少的水和不使用杀虫剂。
这些设施现在大多是自动化的，传感器收集数据，计算机系统控制作物的生长条件。对于机器无法完成的任务，人类农民会在运行整个操作的软件的指导下介入。
需要克服一些重大挑战
与传统农场相比，垂直农业技术面临着巨大的经济挑战，因为启动成本高。这是新创业公司在盈利之前就破产的主要原因之一。
由于使用led等辅助照明，垂直农场也有大量的能源需求。这些建筑需要对温度、湿度和供水进行良好的控制。
如果使用不可再生能源来满足这些能源需求，这也是一个非常值得关注的问题，因为它可能比传统农场产生更多的污染。
现有垂直农场
迪拜ECO1:这个农场每年生产900多吨绿叶蔬菜，比在地里种植的作物用水更少。该农场是Crop One Holdings和阿联酋航空餐饮公司的合作项目。
这个3万平方米的农场在架子上种植了各种绿叶蔬菜，比如菠菜和芝麻菜。ECO1的产品供应给阿联酋航空的乘客，据报道，阿联酋居民也可以购买。
英国的费舍尔农场:这个耗资2500万英镑的农业科学项目是世界上最大的垂直农场之一。它位于伊斯顿的食品企业园区，已经获得了25,000平方米的堆叠种植空间，在紧密排列的货架上。据《东方日报》报道，他们声称他们可以全年每天向英国超市供应6.5吨叶沙拉、生菜、绿叶香草和其他新鲜农产品。
以色列、新加坡、美国、德国和日本也在使用各种方法在他们的社区实施垂直农业系统。
垂直农业协会(AVF)是全球领先的非营利组织之一，旨在促进不同国家之间的合作，加速室内/垂直农业产业的发展。
