What is vertical farming and could it be the answer to the problem of food supply and air pollution?


TL、DR

Vertical farming could use artificial lighting, which would mean 24 hr growth cycles...
…and this can even change the taste of a plant! Food could be produced locally and stay fresh. Vertical farming could also include animal, insect and mushroom life. Many of the techniques used for vertical farming were developed by NASA for long term space travel.

Why do we need vertical farming?

人口密度の高い国、特に日本や英国などの島の島々、およびスウェーデンやアイスランドなどの気候のために食糧が成長しにくい国では、人口を養うために輸入に大きく依存しています。世界の人口の68%が、 2050年までの都市環境, could vertical farming offer a solution?

What is vertical farming?

大まかに言って、垂直農業には主に4つのタイプがあります。

複合型の高層ビル

vertical farming modular solution
垂直農業は、モジュール式のアプローチを取ることができます。この混合垂直型農業の例は、 建築スタジオプレヒト、オーストリア、垂直農場で居住者が自分の食料を生産できるようにします。

その考えは、建物が農業と居住またはオフィススペースの両方に使用されるということです。この概念は、小規模農業に適しています。農場からテーブルまでのスタイルのレストラン、コミュニティガーデン、さらには垂直の割り当て。このアイデアは、建築家のケンイェンによって最初に提案されました。

ただし、単に建物の横にツリーを追加するほど簡単ではありません。誰もがこれを行うと、建物の耐風性と重量分布に影響します。アーキテクトが設計したとき ボスコヴェルティケール、風洞に建物を配置して、木や追加の重量が建物の構造的完全性にどのように影響するかを知る必要がありました。

デスポミエの高層ビル

これらは基本的に専用の高層ビル農場です。理論では、このタイプの農業は、従来の農業方法よりも必要なエネルギーが少なく、汚染が少ないということです。また、温度および害虫駆除のための高度に管理可能な環境を作成します。このアイデアは、生態学者のディクソン・デスポミエによって最初に提唱されました。

輸送用コンテナ

輸送用コンテナ 一見無限に使用できる可能性があります。輸送用コンテナを積み重ね可能なモジュラー成長チャンバーに変換した企業は数多くあります。

このスタイルの垂直農業の主な課題は、特に給水を考慮して、より高いレベルにアクセスすることです。

深耕

アイデアは、廃坑を垂直農場に転用することです。この方法はあまりよく研究されていませんが、食料生産に10倍の効果があると主張されています。さらに、外部構造は構築する必要がなく、かなり安くなる可能性があります。垂直農場は、一定の地下温度を利用します。

ロンドンの地下垂直農業。
地下農業のアイデアは、あなたが思うほどおかしくないかもしれません。すでにあります ロンドンの地下農場! Flickr経由の画像 マット・ブラウン

垂直農業の生態学的影響

酸素 垂直農場は、都市環境の大気質を改善します。また、輸送要件を削減し、より新鮮な農産物につながります。

少ない土地 農民は、土地のある地域からの生産量を最大化できます。水耕栽培は、従来の方法を上回る収穫量を生み出すことができました。これにより、農家は水と栄養素をはるかに高い効率で作物に供給することができます。植物を垂直に積み重ねると、土地の要件も減ります。

より自然な土地が利用可能 一部の人々は、垂直農業は現在の農地を森林と湿地の自然な状態に戻すことができると主張しています。ただし、地主には考慮されていません。

建設の環境への影響 環境に優しい建物でさえ環境に影響を与えます。

少ない化学物質 密閉された環境は、農民が環境をより良く制御する可能性をもたらします。つまり、害虫や病気が減り、化学物質の必要性が減ります。

清浄水 植物は廃水を浄化するために使用でき、その呼吸は清潔で飲用可能な水として収集できます。

24時間の成長 植物を育てるのに人工照明を使うのは非論理的に思えるかもしれませんが。人工照明は、成長のいくつかの段階で、植物が24時間の光を持ち、成長時間を短縮できることを意味します。また、自然光が少ない場所や日が短い場所での潜在的な食料生産も増加します。

植物は、赤と青のスペクトル照明の下で最もよく成長します。画像クレジット:denisbin [CC BY 2.0], ウィキメディア・コモンズ経由

点灯

照明は、自然、人工、または組み合わせのいずれかです。自然光は、ガラスの壁を作成することで供給でき、基本的に垂直の温室を作成できます。さらに、換気、水、電気システムと同様に、光をミラーと光ファイバーで操作し、建物の領域を通して方向付けることができます。

LEDは、最もエネルギー効率が高く、過剰なレベルの熱を発生しないため、植物の人工照明の最も人気のあるオプションになりつつあります。この手法は、NASAの非常に独自のレイモンドウィーラー博士によって最初に使用されました。垂直園芸および水耕栽培技術の分野で非常に先駆者である男。

信じられないほど明るい白色光は必要ありません。 NASAは、特定の光のスペクトル、つまり赤と青の下で植物がよりよく成長することを発見しました。

照明は食べ物の味を変えることもできます。科学者は、成長期に光のスペクトルを変えるだけで、葉や茎の味、香り、大きさを操作することができました。

垂直農業は植物だけのものではありません

垂直農業は植物を生産するだけでなく、生態系全体になり、家畜を維持し、都市廃棄物を変換し、水をリサイクルし、空気を浄化する可能性があります。

生態系ベースの農業アプローチの最も有名な例の1つはアクアポニックスであり、これは土地が不足している多くのアジアのコミュニティで使用されている農業のかなり古い方法です。アクアポニックスでは、魚は廃棄物を生成し、水は栄養豊富になります。これは、水耕栽培された植物の生命を養うために使用できます。植物は水から廃棄物を取り除き、水は最小限の損失で魚に戻すことができます。

農耕垂直庭園
アクアポニックスは、魚と植物を組み合わせた伝統的な垂直農業です。画像クレジット:Bryghtknyght [CC BY 3.0], ウィキメディア・コモンズ経由
キノコは、有機廃棄物を分解するために使用できる垂直農業生態系の別の興味深い要素です。現在、使用済みコーヒーの挽き物でヒラタケを栽培することは非常に流行しています。

昆虫は、垂直の園芸、さらにはハエにとっても重要な考慮事項です!ミツバチなどの昆虫は、蜂蜜を生産しながら作物を受粉するために使用できます。ハエは廃棄物を食べ、幼虫を生産し、それが家畜に供給されます。

垂直農業の追加オプション

垂直農場のもう1つのオプションは、回転式ガーデニングシステムで植物を栽培することです。これにより、農家は植物が受ける光を制御できます。いくつかの水耕栽培の設計では、植物をひっくり返して、重力に逆らって機能させます。多くの人が、これにより植物が強くなると主張しています。

NASAは現在、長期的な宇宙ミッションで宇宙飛行士を養うために、水耕栽培と垂直農業法の研究を行っています。いくつかの実験により、人間は密閉された環境で生き残ることができました。

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参考文献:

アクアポニックスキノコと昆虫 –垂直農業協会白書。

植物のささやき –光が食物の味にどのように影響するか。

宇宙のための農業:道を開く人と場所 –レイモンドウィーラー博士(NASA)。

NASAバイオマス生産システム –おそらく垂直ガーデニングの最初の例の1つ。 「ブレッドボードプロジェクト」として愛情を込めて知ってください。

ルナパレス1生物再生生命維持研究所 –生体再生型生命維持システム(BLSS)での最長滞在期間の記録を保持します。

高度な占星術™–国際宇宙ステーションで植物を栽培するために使用される最初の施設。


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