Dynamic environmental control for more efficient vertical farming
动态环境控制，提高垂直农业的效率
- 关键词：
- 来源：
- 瓦赫宁根大学；
- 类型：
- 前沿资讯
- 语种：
- 英语
- 原文发布日期：
- 2024-09-25
- 摘要：
- 垂直农业是指在建筑物内垂直堆叠种植植物的做法。这使得在消费者附近种植蔬菜成为可能，比如在超市旁边。由于垂直农场的条件是完全可控的，作物也可以在极端环境中生长，比如沙漠或寒冷、黑暗的地区。然而，在垂直农业大规模实施之前，需要解决几个挑战，如高能耗。瓦赫宁根大学研究所的研究表明，更智能地使用人造光可以节省大量资金。植物的健康状况也有所改善。在垂直农场中，生长条件的每一个细节都可以被控制。这对高产、优质和高效利用水分和植物营养等资源具有重要意义。为农作物创造最佳生长条件需要大量的能源消耗。此外，恒定的环境条件也是许多垂直种植系统的一个特点。例如，植物生长所需的灯每天提供相同数量的光，恒温器总是保持在相同的设置。研究人员得出结论，这通常是不必要的。瓦赫宁根大学及研究中心的Leo Marcelis说：“采用更动态的方法可以显著降低能源成本，同时职务生长保持不变，甚至得到改善。”可变“照明计划”根据研究人员的说法，光照起着关键作用：植物需要光进行光合作用，而不同的光波长，也就是我们所感知的颜色，以不同的方式影响植物的生长。Marcelis说：“因为植物并不总是需要相同的光来实现最佳发育，所以动态环境控制可以更好地满足植物在不同时间的特定需求。这会导致更好的植物生长和质量”。它还可以通过在电价较低时使用更多电力来智能地应对能源价格的波动，从而节省成本。动态环境控制提高了垂直农业的效率，增加了这种种植方法在未来成为温室农业可行替代方案的可能性。开发模型研究人员利用植物生理学知识，结合新的传感器和建模技术开发了一个模型。此外，还使用了专门为垂直农业种植的植物品种。该计算机模型旨在保持植物光合作用全天恒定，同时最大限度地降低电力成本。研究表明，仅仅通过在一天内改变光强度，就有可能将成本降低12%。研究人员还研究了可变光强度对菠菜等叶菜类蔬菜生长的影响，这些蔬菜通常在垂直种植系统中种植。他们发现，即使将植物暴露在不规则变化的光强而不是固定模式下，也没有负面影响。温室园艺的机遇在传统温室中，光强度和温度等生长因素也可以动态控制，因为太阳能和风能等可持续能源的使用越来越多。这些能源的不稳定供应导致电力供应和价格的大幅波动。温室和垂直栽培系统都可以通过应对这些波动而受益。培育新品种专门为垂直种植系统开发的新品种可以帮助垂直农业更有利可图。这些品种可以根据受控环境中的条件进行专门定制。此外，与现有的品种相比，这提供了更多的机会，专注于风味和营养价值的改善，而不是迄今为止经常关注的硬度和保质期。研究人员表示，在垂直农业能够完全促进粮食生产之前，还必须解决其他关键障碍。例如，许多提出的解决方案尚未经过广泛测试。此外，使用垂直种植系统的农民需要良好的传感器和模型来优化控制环境因素。Marcelis总结道：“如果我们动态控制垂直农场的环境因素，我们可以降低能耗和成本。反过来，这将提高这些农场的盈利能力和可持续性”。
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