在本世纪末到来之前,粮食,会变成全人类最关心的问题。将来你我吃的菜,可能有愈来愈高的比例不会从土里长出来,而是在全人工栽植的室内,顶上照着荧光灯或LED光源,种植在介质材料中,吸取定时配给的养液长成。
附图 : 崭新的现代「都会农业」生态开始成形
栽种这些蔬果植物的地方,叫做“植物工厂”。“植物工厂”并不是一个新概念,它已经历数十年的发展,一直到最近几年它才吸引许多国家政府和大型企业的目光,开始积极投入植物工厂的规划。
植物工厂的定义,是指环境可以控制,且可依照计划“全年无休”量产植物的场所。而量产植物需要两个条件:生长环境可控制;减少植物生长的逆境。基本上,“稳态生产”是植物工厂最重要的目标,因此,植物工厂必须控制光量、养份、温度和湿度,以达到全年稳定量产的结果。
依设施类型来分,植物工厂主要有“利用太阳光”和“完全人工光”两种型态。利太阳光的植物工厂又称温室或大棚,主要是以补光照明和利用遮荫网遮蔽过多阳光来调节光罩,技术上它需要顶层的强化玻璃、换气风扇、专用的空调设施,内部通常采单层栽培。大部份的温室虽然也可以视为一种植物工厂,但是它和未来在都市中会被大量采用的“完全人工光”型植物工厂所需技术有很大差异。
“完全人工光”型植物工厂最近几年悄悄在许多都市中展开。台湾大学生物产业机电工程学系主任方炜表示,运用闲置的大楼地下室、废弃仓库或蚊子馆,崭新的现代“都会农业”生态开始成形,并将赋予这些废弃建筑更高的附加价值。例如,在一个多层楼大型建物中,可以在低楼层设置超商、餐厅,接着往上设置养鱼工厂、植物工厂、生态屋顶等,这一整栋建筑便可运用能源/氮源/碳源循环达到资源回收再利用的目标。
植物工厂依设置地点不同,采取的光源也有很大不同。从成本结构来看,完全人工光型和太阳光-人工光并用设置的成本结构有很大差异。完全人工光型由于完全仰赖人工光源,因此光照系统成本很高,耗用能源也非常大。目前许多植物工厂都使用荧光灯,另外冷阴极管和LED也颇受瞩目。
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