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創新技術

意大利打造“海底農場” ,或將顛覆傳統農業

字體: 放大字體  縮小字體 發布日期:2022-12-13  來源:第二自然  瀏覽次數:772
 
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陸地上的農莊、農場很常見
但是海底種菜大家見過嗎?
為了開發種植業
意大利一家公司開創了世界上第一個海底農場
——Nemo’s Garden尼莫花園
諾利小鎮▽
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項目位于意大利西北部 Noli 村莊的海面下方
占據的水域面積約100平方米
距離海岸線約100米遠
俯瞰尼莫花園▽
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Nemo’s Garden尼莫花園
由6個有機玻璃制作而成的充氣"生物圈"組成
分別在水下4.5米和11米的地方
通過28根繩索固定在海底
內部由金屬架支撐著
看起來就像帶著鎖鏈的大氣球懸浮在水中
里面種植了大約有600 多種植物
包括橘子、可可植物和微型蔬菜等等
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生物圈內部▽
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項目負責人盧卡·甘貝里尼說:“該項目主要是為了探索極端條件下農業種植的替代,極端環境包括缺水、缺土和極端溫度變化。我們正在尋找一種這樣的可行性技術,使得提高生產。”
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如果對當地的自然條件有所了解的話,就能理解為什么創始人甘貝里尼會有這樣的想法了。意大利北部的沿海地區多以山地為主,地形險峻,人口眾多,耕地資源緊缺。該地最有名的美食青醬是吃意大利面時的必備佐餐,其原料羅勒常常在海邊的懸崖峭壁上扎根生長。如果在海底也能種菜,那該有多好~
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甘貝里尼當然也不是毫無把握地做白日夢。大洋珊瑚集團自成立以來已經有60余年的歷史,主營產品是潛水設備和安全防護設備,要在海下開辟農場,可以說是擁有得天獨厚的有利條件。
生物圈內繁茂的植物▽
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視頻1觀看▽
 
 
 
 
01.
海底農場用什么方式實現的?
為了保護海洋環境,意大利法律規定不能在海底建造永久性建筑物,最終設計團隊將有機玻璃與鋼架結合在一起,用28個可拆卸式的螺絲釘固定在海底,做出了一個可拆卸有機“生物圈”,能夠承受一定范圍內的振蕩,并防止其被海浪撞擊得支離破碎。
團隊在陸地上篩選植物以及建造溫室▽
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移至海底后,球體下方由數條鐵鏈固定▽
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電力和灌溉用水統一通過一個類似
雙螺旋的管道系統輸送到溫室▽
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電力的來源則是岸上的太陽能板和
一臺小型的風力渦輪機▽
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有時需要LED燈補光▽
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在"生物圈"的中間有一個高3.5米、直徑3米的金屬框架結構,重約半噸,被稱為"生命之樹"。除了象征意義之外,它的內部藏著很多通往各個"生物圈"的電纜,并且可以控制整個農場的照明。
生命之樹▽
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工作人員可以通過多種傳感器,在岸上的辦公室里實時監測溫室內的溫度、空氣成分和能源使用情況,隨時更新濕度、氣溫、二氧化碳等數據。不過除此之外的水下農業種植等部分,皆需要人工下水操作。
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潛水員進入生物圈內部▽
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每個"生物圈"都配有一個步梯,供潛水員爬進"生物圈"內種菜,每一個球體內部最多可容納大約2000升的空氣,因此操作時潛水員的上半身其實是露出水面的。
潛水員在內部可以不帶面罩自由呼吸▽
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潛水員采摘蔬菜▽
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02.
海底農場的一些疑問?
Q :在水下種植有什么好處?
A :環境穩定、生長快速
與陸地相比,水的比熱容較大,所以海中"生物圈"內的溫度非常恒定,白天和夜晚之間的溫差僅有3至4攝氏度。生物圈"中的濕度、溫度穩定,幾無外來病蟲害威脅,光照較充足,所以作物生長速度比在陸地上要快得多。
“生物圈”內的氣壓是人為施加的,比陸地上的正常氣壓大。目前的數據顯示,這對作物的生長似乎并沒有什么不良影響,反而會促使種子更容易萌發,而且植物中精油的濃度會更高。
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Q :光照充足嗎? 
A :意大利南部海域的陽光非常充足,雖然位于海平面以下,可是"生物圈"內的植物完全能夠享受到陽光浴,與海平面上相比,溫室接收到的光照大約是其70%。每個生物圈的溫室維持在26°C左右,濕度則徘徊在83%上下,在海水蒸發后凝結于溫室墻面,進而形成適合植物生長的環境。
若在冬天或陰天這樣光照不足的環境下,還需通過溫室球體內的LED燈提供人造光作為補充。
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Q :灌溉系統是怎么實現? 
A :由于海水的溫度在一天當中幾乎是穩定的,而且球體內部在白天和黑夜之間會發生熱漂移,生物球內部的海水可以蒸發并在內部表面冷凝,這樣就形成了淡水。
利用來自太陽的可再生能源和通過海水淡化獲得的淡水,使尼莫花園成為一個自我可持續的系統——生物圈內的小氣候和熱條件最適合植物生長,與傳統溫室不同,它不需要額外的能源。
陽光溫暖了穹頂內的潮濕空氣,新鮮水珠在墻壁上凝結,可供收集澆灌植物▽
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Q :會不會擾亂周圍海洋區域的生態系統
A :項目團隊表示,目前暫未出現負面的效應。相反的是在溫室輸送能量的管道旁邊有生物筑巢,農場可充當人工珊瑚礁,能夠吸引眾多海洋生物,優化海底環境。
吸引海洋生物▽
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最令人驚喜的部分是在水下植物化學成分上的發現。由于水下植物周圍的氣壓是其陸地同類在地面上所受氣壓的兩倍,這導致它們的化學元素分布發生了顯著變化。
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例如,水下的羅勒比陸地上的羅勒含有的丁香酚的濃度更高、葉綠素也更多。該項目團隊表示,若是將藥用或具有美容功效的植物種在水下農場中,或許就能提高其療效。
鑒于很多環保人士都表明了他們的擔憂,同時也是為了進一步改善尼莫花園,該項目團隊允許任意的認證潛水員到水下農場一游。
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Q :未來面臨的最大挑戰是什么?
A :目前已證明「尼莫花園」系統原理是可行的,最大挑戰是要證明它能以經濟效益的方式生產農作物,假如這項系統行得通,可望為環境嚴峻不利作物生長發展中的國家帶來生機。
尼莫花園距離成為真正規模化的海洋農場,還有很長的路要走。可是即便如此,它確實讓人們看到了一道曙光,特別是給那些缺地、缺水地區帶來了新的解決方案,也帶來了農業的更多可能性~
 
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