垂直农业准备起飞了吗?气雾培技术提振行业,后起之秀大举扩张,垂直农业的“特斯拉”

发布者:bpadmin
发布时间:2020-07-21 17:37
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垂直农场无需泥土、计算机控制的种植环境听起来更像是来自科幻小说,而中科三安发布的“Uplift”全自动垂直农场系统,无需人工,更加深了这种印象。最新的气雾栽培技术正在加速垂直农业的可持续增长,还有垂直农业领域的后起之秀在大举扩张农场设施。室内垂直农业再次升温!

根据Agfunder的农食科技投资报告,垂直农业是资金同比增幅最大的行业之一。2019年,室内农业投资比2018年跃升38%;2020年至今,从学术界到企业界,让垂直农业继续保持增长势头,室内垂直农业再次升温!

垂直农业通过在堆叠系统中种植农作物,水、照明和营养均受到仔细控制。在人工智能的支持下管理日常种植任务,垂直农业是的一个快速增长的行业。根据Grand View Research的商业预测,到2025年,该行业将以每年21%的速度增长。

垂直农业对环境的好处包括更好地利用空间,可以位于城市中心,从而实现更短的食物里程,与病原体隔离,减少土壤退化,重新捕获和循环利用养分和水分。另外,垂直农业的农产品更具一致性、价格稳定,并在某些气候恶劣地域(如沙漠或北极)进行种植。




气雾培提高垂直农业生产力和可持续性

最近,由英国John Innes中心、布里斯托尔大学和气雾栽培技术供应商LettUs Grow合作进行的一项结合了生物学和工程学的跨学科研究,成果发表在《New Phytologist 》杂志上。

这项研究为加速精准垂直农业的发展制定步骤,确定未来垂直农业研究的战略领域,以支持利用气雾培系统,提高垂直农业的生产力和可持续性,包括:

  • 为什么气雾栽培比水培或土壤栽培的产量更高
  • 气雾栽培与植物24小时昼夜节律的关系
  • 一系列不同作物在气雾栽培条件下的根系发育
  • 气雾液滴大小和沉降与植物表现的关系
  • 如何建立框架比较垂直农法种植的一系列不同作物
  • 气雾栽培如何影响微生物与植物根系的相互作用
  • 植物根系分泌物在气雾栽培系统的营养循环中的性质

此研究认为,垂直农场技术创新的一个驱动力是最大限度地降低运营成本,同时最大限度地提高生产率,使得对生物学基础研究的投资具有重要作用。

项目负责人Antony Dodd博士的研究领域包括昼夜节律的生物钟,使植物生理和分子过程与日夜周期保持一致。将其在昼夜节律和植物生理学方面的专业知识与LettUs Grow的生物学家和工程师团队的工作相结合,以设计最佳的气雾栽培方案。

这是一个关键的研究领域,因为植物的生物钟在垂直农场中的表现不同。研究的另一目的将是测试如何通过基因调整,使更多的作物能够在垂直农场的受控空间中生长。John Innes中心的研究人员也已经为一家大型超市培育出一种适合在室内种植的西兰花。

另外,为提高汽雾培技术效率,来自柏林的Lite+Fog提出了自己的见解。Lite+Fog的联合创始人兼首席执行官Martin Peter认为,干雾是下一代的汽雾栽培技术的关键。最终能够将当下垂直农业的普便成本降低80%左右,能效提高三倍之多。

干雾可以让植物得到更好的营养,并提高植物生长速度高达20% 。除此之外,由于没有喷嘴不会堵塞,同现在需要一直进行清洁和维护的垂直系统相比,从长远来看,干雾汽雾培所需维护更少,更容易使用,方便集中种植。

鉴于这种种植方式实际上没有了水的重量,你可以完全重新想象垂直农场的架构,所以Lite+Fog非常利用这一点,开发了一种可称为真正的垂直“食物反应堆”的新型系统,而非多层的水平种植方式。这样大大提高了垂直农场的效率,创造更多种植空间。



Lite+Fog可以用独特的织物取代厚重的钢架,将根区与种植区分开,让种植者使用任何基质。这套系统是针对城市农业项目而开发,比其他方法更具成本效益,大大降低了生产、维护和人工成本。

然而,Lite+Fog也指出,干雾汽雾栽培也有挑战。由于没有生长介质,就必须特别注意根部区域的温度,以及将干雾输送到根部的复杂系统。此外,还必须调整液滴的大小,以适应对某些作物至关重要的营养物质需求。提高效率和降低成本至关重要,是将技术转向为城市农业大众市场应用的关键所在。这些深度见解与以上John Innes中心进行研究课题不谋而合。

汽雾栽培的独特之处在于,它比一般典型的农作物种植所涉猎的专业范围更广,结合了工程、气溶胶科学、植物生物学和园艺学等知识,使受控环境农业和气雾培真正成为美妙的跨界科学。



垂直农业后起之秀在美大肆扩张

垂直农场不但需要专业学科跨界,现在业已成为玩转商业化农业跨界的最佳载体。例如,奥兰多世界中心万豪酒店就建造一个垂直农场,为度假村的餐厅和会议中心提供绿色蔬菜,而万豪的垂直农场背后是一家名不见经传,你可能没有听说过的垂直农业初创公司,据说它拥有“领先行业的单位经济”。

来自佛罗里达州的垂直农业初创公司Kalera,在本周走到行业聚光灯下。Kalera宣布,将于2021年春季在美国德克萨斯州休斯顿建设该州最大的高科技垂直农业设施。一旦建成,新的植物工厂将不仅能够服务于休斯顿地区,而且还可以覆盖达拉斯-沃思堡都会区、圣安东尼奥、奥斯汀和新奥尔良。



就在两个月前,Kalera还公布了在亚特兰大建设新设施的计划,并将于2021年初开业。在此之前,它在奥兰多开设了第二个垂直农场。令人吃惊的是,到目前为止,这家初创公司从未透露任何关于其外部融资的信息。这可能是为什么Kalera一直不为人所知的原因,而且它的“资金非常充足”。

Kalera的高科技垂直农业系统“HyCube”使用由物联网、数据分析、人工智能驱动的自动化过程来监控植物生长,创造最佳的光、养分和水配方。根据Kalera所说,其收益率高于业内任何竞争对手,成本也更低。通过当地的分销商或零售商向普通市民提供产品,价格与产自农田里的产品一致。

首席执行官Daniel Malechuk一直坚持认为,Kalera的角色首先是农民,其次才是一家科技公司。当以农民为先的态度时,把工作做好远比浮华光环更重要;Kalera关注的是最终结果,以及实现这一目标的最具成本效益的方式。

然而,随着新冠疫情席卷餐饮服务行业,Kalera和同行们一样面临着新的挑战。总体上农食市场存在如此多的不确定性,但另一方面,大流行突显了食品安全和当地食品的重要性。Kalera的扩张计划一直在按计划进行,在北美大规模推广只是个开始,包括还有迅速向国际扩张的计划。作为行业观察者,我们相信将在未来几个月和几年内能够继续看到它的存在。



中科三安打造垂直种植系统中的“特斯拉”

为第三方提供垂直农场技术解决方案的并非只有Kalera,远在天边,近在眼前。来自中国,世界上最大的设施农业技术供应商之一,中科三安,也在近日宣布推出“Uplift”全自动垂直种植系统,惊艳业界。对全球的种植者来说,这是对垂直农业生产力的提升。

Uplift系统在过去两年中进行了测试,证明在商业上是可行的,并准备向全球种植者提供交钥匙项目。只要把种子倒进播种机,什么都不用做,新鲜蔬菜能在几天内收获。



根据中科三安提供的数据,在5000平方米的室内农场里,Uplift系统每天可以生产6-8吨新鲜的绿叶蔬菜。通过堆积更高的种植层,Uplift可以最大限度地利用空间增加产量。

在农场规模相同的情况下,Uplift的生产力是6层传统垂直农场的6倍。产量的增加意味着成本的降低。另外Uplift还升级了水循环系统,60%的水可以被植物吸收,剩下的40%可以循环使用。这对世界上那些与缺水和严酷农业条件作斗争的地区尤为重要和更有吸引力。

Uplift系统使用PlantKeeper(一种专有的室内农业管理系统)来控制和监测环境因素,以便农场经营者可以根据整个农场的实时生长状况进行更新。通过使用简单且成熟的机器人和传送系统,Uplift可实现播种、移栽、收获、植物运输和系统清洁的全自动化,从而将劳动强度降至最低。所以可以说,Uplift系统是无需人工的全自动农业种植系统,宛如垂直种植系统中的“特斯拉”。看过它的表现之后,那么酷连自己都想来一套。


写在最后的结语

全球80%的农田遭受中度或严重侵蚀,因此无土种植应该是有利的。它为在面临水土流失或其他环境问题的地区种植作物提供了机遇,而往往类似环境问题可能是由传统的土基农业而造成。

另外,预计气候变化将会导致地区性的天气模式和水资源供应的变化,并可能很快影响到农业生产率,而这会增加对垂直农业的需求。垂直农业提供了全年不受天气影响,种植高价值营养作物的能力,并使种植者具有可靠的收入来源。

尽管垂直农业因成本问题屡遭诟病,但是我们看到新技术被不断采用,新的科研问题不断被深入探索,还有新的初创企业不断带入创新想法,并且挑战垂直农业的成本边际。还有更重要的是,越来越多的跨界参与者看到了垂直农业的优势,万豪只是他们中的一员。他们对将农业带到不同以往的场景之中,表现出了浓厚兴趣: 

今年年初,Freight Farms宣布与索迪斯建立合作伙伴关系,将集装箱农场带到美国各地的大学校园;在纽约,Farmshelf已经在WeWork FoodLabs里部署了垂直种植橱柜;英国的Square Mile Farm,计划用生产新鲜农产品的种植架重新装点办公空间;德国的Infarm转战北美和亚洲市场,将“云计算的垂直农场”开到各地超市之中......



当下更应景的是,加拿大初创公司Inno-3B为植物制药公司开发交钥匙垂直农业解决方案,据称已将重点转移到与新冠病毒的正面交锋。为了实现这一点,Inno-3B与生物制药公司PlantForm、Cape Bio Pharms和Biopterre合作,为新冠肺炎患者开发单克隆抗体治疗方案。

归根结底,我们不难看出,垂直农业在农业去中心化,城市农业分布式发展,解决环境问题和应对气候变化,以及在灾难事件中支持和维系一个城市的可持续性以及韧性方面极具价值。垂直农业要起飞,你准备好了吗?


参考资料



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