事實上，這樣的場景如今早已不再是幻想。科技發達的美國正在建設植物工廠，并向沙特推銷此種種植設備。

 

　　所謂植物工廠，就是完全獨立于外界環境的一種大型室內栽培模式。之所以稱之為“工廠”，是因為農業生產模式不再受氣候和條件影響，而是達到工業化生產的水平。

 

　　LED燈打造的植物工廠

 

　　早在上世紀80年代，美國在亞利桑那州圖森市北部的愛德華就建起了目前全球最大的超大型植物工廠—生物圈二號。

 

　　

 

　　這座工廠占地1.3萬平方米，約有8層樓高，為圓頂形密封鋼架結構玻璃建筑物。生物圈二號被用于測試人類是否能以及如何在一個封閉的生物圈中生活和工作，也探索了在未來的太空殖民中封閉生態系統可能的用途。生物圈二號使得人們能在不傷害地球的前提下，對生物圈進行研究與控制。

 

　　盡管這個實驗最終被證明失敗了，但生物圈二號為后來研究地球系統科學與農業的人提供了一個非常好的學習樣板。美國垂直空中植物工廠、太空植物工廠已開始由設計圖向現實轉變。

 

　　如今，憑借著全球領先的溫控和環控技術，美國不僅在國內25個城市推廣了植物工廠，還將技術輸入至中東等地區。

 

　　據美國科技媒體報道，一家位于印第安納州的工業園目前就掌握了未來市場園藝農業以及蔬菜栽培的關鍵技術。

 

　　這個工業園內配備14個高度為7.62米的種植塔，上面布滿了各類農作物。這些農作物一年365天，每天有22個小時都在日照環境下不斷成長。

 

　　這個工業園名為“Green Sense Farms”，是家電與照明大廠飛利浦（Philips）與美國芝加哥農業企業Green Sense Farms（GSF）合作，針對特定作物使用LED生長光源打造室內植物工廠，這家工廠已經投資了數百萬美元，也是全球最大的植物工廠之一。

 

　　

 

　　該農場內部采用了飛利浦LED的“光配方”來精確控制產量。在使用這些設備后，該農場內的卷心菜、甘藍菜、羅勒屬植物以及香蔥這些產物一年中將能有20-25次采收，同時節省85%的能源。

 

　　“通過攜手GSF這樣富有遠見的農業企業，飛利浦正在打造針對不同植物品種的‘光配方’數據庫，”飛利浦園藝照明總監Udo van Slooten表示，“GSF正在使用的垂直水培技術和飛利浦LED生長光源為他們帶來了獨一無二的優勢—常年持續生產優質的農作物。

 

　　當然，植物也需要數個小時“日落”的休息時間來展開“睡眠”。
 

　　Green Sense Farms創始人兼總裁Robert Colangelo表示：“這個植物工廠提高了每英畝的種植量和每年的收成，我們只產生很少的廢棄物。由于生產出來的作物就在當地消費，因此也最大程度地減少了溫室氣體的排放。同時，由于LED光源的波長可以進行有效控制，所以我們也可以使所種植的卷心菜變得更脆、更軟，吃起來也更美味。”

 

　　飛利浦方面表示，由LED光源進行控制的室內種植可以使植物的成長周期相比傳統方式縮短50%。這就意味著，消費者全年享受本地種植新鮮作物的夢想成為了可能。

 

　　LED燈具的溫度較低，可放置在離植物更近的最佳位置上，因此可以確保植物的各部分得到完全一致的照度。這種方法杜絕了有害農藥、化肥和防腐劑的使用，使產量得到有機提高，且幾乎無化學添加，與現代人追求高品質的綠色健康生活宗旨不謀而合。

 

　　就目前而言，這一種植方式可能還不適合于諸如玉米和土豆這些對產量需求極高的農作物。但如果Green Sense Farms的方法被證明在商業中可行的話，這一方法還是有可能在未來被推廣至綠葉蔬菜和其他具備更高價值的農作物身上。

 

　　植物摩天大廈

 

　　1999年，美國哥倫比亞大學公共環境健康系的教授迪克森·德斯帕米爾提出了“垂直農業”這一概念。在他的設想中，未來的農業應該在由玻璃和鋼筋組成的摩天大樓里，這棟大樓能夠生產出滿足人類生活所需各類農作物。

 

　　德斯帕米爾教授的構想是在城市的一個界區內，建造一棟摩天大樓，來取代室外的大型戶外農場。摩天大樓的樓層由上至下分別使用氣霧耕、水耕和滴灌的栽培技術，能源來自頂樓及墻壁上的太陽能電池，以及每一樓層廢棄物所產生的電力，凈化過的城市污廢水可用于灌溉植物。樓下的雜貨店和餐館還可以負責銷售鮮食。

 

　　“垂直農業”是當前普遍存在的室內溫室的“升級版”，它與室外種植相比有很多優勢。比如，擁有更高的水肥利用率，燃料可以實現自給自足。不僅如此，在室內種植作物也有很大靈活性；不必擔心遭遇惡劣的氣候條件，如干旱、洪水、疫情等。

 

　　在此以后，許多結合建筑美學的農業摩天樓構想紛紛興起。

 

　　美國建筑師克里斯·雅各布斯就與德斯帕米爾教授合作，在洛杉磯設計了一家農業摩天大廈。這家農場是世界上首批農業摩天大廈之一，其最大特點當屬安裝于屋頂的一個巨型太陽能電池板。電池板可隨著太陽移動，從而可以最大程度地捕獲陽光。這座建筑物的窗戶采用可阻隔污染物質并且防止水凝結成水珠的化學材料，后者能夠讓進入窗內的陽光實現最大化，從而幫助作物生長。

 

　　由美國Weber Thompson建筑師事務所設計的“生態實驗室”在美國西雅圖社區實行。這個農業摩天大廈是一座12層的生態實驗室，擁有居住和農業生產雙重功能，建在大樓內的花園可為當地社區提供食品。該建筑師事務所估計，采用水栽法栽種在生態實驗室菜園內的馬鈴薯和萵苣每年可帶來大約100萬美元的收入。

 

　　

 

　　來自紐約的建筑師布萊克·庫拉塞克還在紐約設計了一座生活型農業摩天大廈。庫拉塞克的設計理念為，將城市農場建在居住性公寓外部邊緣一些樓層，這里將種植溫室農作物，這樣農業生產得以貫穿全年。包括陽臺在內的其他一些樓層則種植果樹等季節性作物。第一層將建有一個農民市場，建筑物內的居民可以在市場彼此交易或者將收獲的糧食賣給普通大眾。

 

　　比利時建筑設計師文森特-卡爾博特根據蜻蜓的雙翼設計了一種所謂的“蜻蜓垂直農場”。這種設計方案或許可以解決紐約羅斯福島食品長途運輸的問題。在這棟132層的巨型建筑中，包括了28個不同的農業生產領域，可以供應水果、蔬菜、肉類、牛奶和魚類等各種農副產品。這棟建筑還包含有多個實驗區、辦公區和居住區等生活空間。

 

　　“今天，眾多開發商、投資商、市長和城市規劃師已成為立體農場的擁護者，還表達了建造一座立體農場模型的強烈愿望。來自紐約、波特蘭、奧爾良、洛杉磯、拉斯維加斯、西雅圖、薩里、不列顛哥倫比亞、多倫多、巴黎、班加羅爾、迪拜、阿布扎比、仁川、上海和北京的規劃師都曾找過我。伊利諾伊理工學院正在為芝加哥作詳細的規劃。” 德斯帕米爾教授表示。