垂直农业：未来粮食生产的革新者

随着全球人口的增长，确保每个人都能获得足够食物的需求日益迫切，这促使科学家们探索创新的农业方法。垂直农业，这种在室内密集种植植物的方法，因其通过动态环境控制优化植物生长而显示出巨大潜力。智能照明和环境控制的整合，不仅有助于提高植物的健康和营养价值，还能减少能源消耗，符合可持续实践。

垂直农业系统的最大好处是，它可以在传统农业无法实施的地方——如大城市、沙漠以及一年中有大部分时间寒冷黑暗的地区——种植健康食品。然而，这种系统广泛采用的主要障碍在于，植物生长所需的照明成本和能源需求很高。
科学家们发现，根据每种作物的独特需求调整光照，可以促进更强壮、更健康的生长，同时减少能源消耗。
许多垂直农业系统使用恒定的环境条件运行，这需要大量的昂贵电力来维持。科学家们的分析表明，这些苛刻的条件是不必要的：使用动态环境控制，我们可以实现更具成本效益的垂直农业，并且能够培育出更健康的植物。

因为植物的生物功能受到环境条件如温度变化、光波长和大气中二氧化碳含量的强烈影响，所以操纵环境可以让垂直农业系统操纵植物的发育。照明是一个关键变量；所有植物都需要它来进行光合作用，不同的光波长对不同植物有不同的影响。这个变量对电力定价特别敏感，因此提供了提高效率的机会。
在垂直农业能够帮助养活世界之前，还有许多关键问题需要解决。
动态调整空气流动速率、温度和二氧化碳根据植物的需求，可能会提供降低电力成本的机会。农民将需要合适的传感器和模型来帮助他们监测和调整环境，以及为垂直农业培育的新品种。这些新品种可以利用在受控条件下进行本地生产的优势，专注于更好的营养和感官质量，而不是鲁棒性或货架寿命。需要更多的研究来校准所有这些变量，并在高质量和高产量作物之间找到正确的平衡。
垂直农业的研究为未来粮食生产提供了新的可能性，通过精确控制生长条件，可以优化产量、质量和资源使用效率。我们邀请您在评论区分享您对垂直农业技术的看法，以及您认为这项技术将如何影响未来的食品生产。
参考资料：DOI： 10.3389/fsci.2024.1411259