氣霧栽培除了加快植物生長速度，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上栽培的瓜果蔬菜生長發(fā)育進(jìn)程加快外，在垂直農(nóng)業(yè)技術(shù)中，氣霧栽培是最節(jié)水、節(jié)肥的一種栽培技術(shù)，可以減少或者避免化學(xué)農(nóng)藥的使用，是其它任何技術(shù)無法比擬的，只要有電有水有光照的地方就可以進(jìn)行氣霧栽培，做到最大化的實(shí)施立體種植，而且沒有任何土壤或其它污染所致的污垢發(fā)生，可完全做到工廠式的潔凈化生產(chǎn)。

　　該技術(shù)將自動(dòng)生成植物的理想條件，同時(shí)收集生長數(shù)據(jù)，并為植物提供精準(zhǔn)的光照強(qiáng)度和時(shí)間、營養(yǎng)和純凈水。通過自動(dòng)灌溉系統(tǒng)可以測量和維持蔬菜生長所需水量的最佳水平，比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)節(jié)省95%的用水。

　　英國建筑公司Rogers Stirk Harbour Partners在2014年世界建筑節(jié)期間提出了一個(gè)名為Skyfarm的概念。意圖打造一個(gè)雙曲面塔，采用不同的耕作技術(shù)，包括魚菜共生和傳統(tǒng)的土壤種植方法，適合在高密度城市地區(qū)或土地供應(yīng)較少的地方生產(chǎn)作物。

　　全年可不間斷生產(chǎn)，一年四季都能隨心所欲地安排生產(chǎn)計(jì)劃，所有產(chǎn)品都是“應(yīng)季”作物。

　　單位產(chǎn)量高。垂直農(nóng)場技術(shù)能夠合理達(dá)到更短的生長周期和更快的收獲，這意味著每年可以在比傳統(tǒng)農(nóng)場小得多的空間內(nèi)種植更多的食物。垂直農(nóng)場單位面積的糧食產(chǎn)量可達(dá)到傳統(tǒng)農(nóng)場的350倍以上。

　　新加坡公司Sky Greens開發(fā)了革命性的垂直農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)也是世界上第一個(gè)低碳水力驅(qū)動(dòng)的農(nóng)場。蔬菜種植在貨架上，可以全天候不停地旋轉(zhuǎn)。

　　在該農(nóng)場，底部的植物吸收水，而頂部的植物獲得陽光，整個(gè)過程不斷循環(huán)。與傳統(tǒng)的耕作技術(shù)相比，這種方法最大限度地減少了水、土地和能源的消耗。

　　成立于2004年的美國垂直農(nóng)場AeroFarms是室內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，通過使用LED照明、氣霧栽培技術(shù)和氣候控制等最新技術(shù)，可以在沒有陽光、土壤和農(nóng)藥的環(huán)境下種植蔬菜。這種高度精細(xì)化管理可以控制植物的產(chǎn)量、形狀、質(zhì)地、顏色、風(fēng)味及營養(yǎng)成分。目前公司已經(jīng)可以種植250多個(gè)蔬菜品種。

　　2017年9月，宜家創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室Space10提出了使用水培農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的Lokal的想法。通過營養(yǎng)液替代土壤，用LED燈取代太陽光，讓人們可以在室內(nèi)無陽光或土壤的地方種植并收獲作物。這項(xiàng)創(chuàng)新可以真正幫助人們?cè)谧约旱募抑蟹N植新鮮食物。

　　據(jù)SPACE 10介紹，該系統(tǒng)可以使植物生長速度比傳統(tǒng)種植方法快三倍，用水量減少90%。用過傳感器，用戶在手機(jī)上就可以隨時(shí)掌握作物的生長狀態(tài)。從長遠(yuǎn)來看，宜家希望利用機(jī)器學(xué)習(xí)來收集和分析人們使用Lokal的數(shù)據(jù)。

　　該公司的技術(shù)完全消除了普通農(nóng)業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，通過控制投入實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)出。農(nóng)場生產(chǎn)出的產(chǎn)品在大小、味道和顏色上都非常一致，還可以提供更長的保質(zhì)期和更高的營養(yǎng)成分。這也意味著穩(wěn)定且更可預(yù)測的收入。

　　美國公司ZipGrow把垂直農(nóng)業(yè)與無土栽培相結(jié)合。其垂直種植塔的工作原理，是利用傳統(tǒng)的水培技術(shù)結(jié)合垂直重力供給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)有限空間的利用最大化，增加單位面積的效益。

　　總部位于加拿大溫哥華的VertiCrop公司推出了一項(xiàng)用于城市的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)專利，在2009年被時(shí)代雜志評(píng)為世界上最偉大的發(fā)明之一。

　　該技術(shù)基于水培技術(shù)，通過輸運(yùn)系統(tǒng)移動(dòng)特制的懸浮托盤，為植物提供最佳的人工光和自然光。

　　該設(shè)計(jì)使作物能夠在受控和封閉環(huán)境中健康生長，完全不需要除草劑和殺蟲劑，且產(chǎn)量為普通農(nóng)田作物產(chǎn)量的20倍，只需土壤耕作所需的8%的水。

　　這座多層建筑采用竹子制作一個(gè)堅(jiān)固的圓形框架，同時(shí)最大限度地將陽光照射到農(nóng)場。通過循環(huán)系統(tǒng)支持作物和魚類的生長，其中來自魚類的養(yǎng)分被輸送到作物，而作物為魚類提供經(jīng)過過濾的水。

　　塔的底部設(shè)計(jì)有一個(gè)大型透明水箱，用于養(yǎng)殖鱸魚、羅非魚和澳洲肺魚等魚類。塔的中間，通過水培法種植植物。再往上，植物通過氣霧和無土生長，塔頂由水箱和渦輪機(jī)組成。該塔旨在為城市居民全年提供保持期短的農(nóng)作物產(chǎn)品，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)解決方案的一個(gè)典型案例。

　　ZipGrow公司基本上徹底改變了垂直農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，包括系統(tǒng)控制、垂直平面生長技術(shù)和高科技工作流程設(shè)計(jì)。

　　美國室內(nèi)養(yǎng)殖公司Bowery開發(fā)的技術(shù)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)BoweryOS，可以控制作物的全室內(nèi)生長過程而不使用殺蟲劑，產(chǎn)量是傳統(tǒng)種植方式的30倍以上，可以種植100多種草本植物和綠葉蔬菜。

　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性性，成了全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題。那么什么樣的農(nóng)業(yè)才是可持續(xù)的？又如何發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)呢？

　　垂直農(nóng)業(yè)可能是未來的一個(gè)重要方向，垂直農(nóng)場最明顯的優(yōu)勢在于——資源與空間、時(shí)間的充分利用。垂直農(nóng)業(yè)節(jié)水、不用擔(dān)心病蟲災(zāi)害和自然災(zāi)害，一年365天可以收獲，同時(shí)可以大大提高相同面積土地的作物生產(chǎn)力。有研究者這樣描述垂直農(nóng)業(yè)：作物產(chǎn)量提高390倍、用水卻比一般種植少95%，無需太陽光、沒有土壤、不使用農(nóng)藥，不會(huì)引發(fā)農(nóng)業(yè)污染。

　　水培法是一種在水基營養(yǎng)豐富的溶液中種植植物的方法，在垂直農(nóng)業(yè)中得到廣泛使用。這種方法的基本前提是允許植物根與營養(yǎng)液直接接觸，同時(shí)也可以獲得氧氣，有效杜絕土壤中的細(xì)菌和有害物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)真正的綠色食品生產(chǎn)。

　　由于植物的根部浸沒在營養(yǎng)液中，通過傳感器可以輕松實(shí)現(xiàn)植物生長與營養(yǎng)液中營養(yǎng)成份的監(jiān)測，由于水培法植物根系較小，從而生長更豐富。它比開放式農(nóng)業(yè)用水少70％。最大的優(yōu)點(diǎn)是它可以隨處堆疊。都市農(nóng)業(yè)的最佳實(shí)踐之一。在快速城市化的世界中，水培系統(tǒng)可以集成到任何空間中。

　　AeroFarms從田間采集完全相同的種子，并會(huì)監(jiān)控作物的整個(gè)生長過程，確?？梢圆婚g斷地供給作物生長發(fā)育所需要的一切營養(yǎng)。與傳統(tǒng)農(nóng)場相比，AeroFarms每平方英尺的作物產(chǎn)量要高出390倍。

　　通過傳感器，該公司可以實(shí)現(xiàn)作物生長全流程的智能化數(shù)字管理，可以縮短作物收獲期，并提高食品質(zhì)量，并減少對(duì)環(huán)境的影響，使作物的生長與收獲更加可控高效。該公司已經(jīng)在世界各地建造了多個(gè)農(nóng)場，包括2016年在美國紐瓦克市建立的世界上最大的垂直農(nóng)場。該農(nóng)場面積為69000平方英尺，每年可以生產(chǎn)200萬磅的蔬菜和香料，并比普通田地里種植的作物節(jié)約95％的水。AeroFarms公司已累計(jì)融資1.38億美元。

　　瑞典食品科技公司Plantagon提出一種創(chuàng)新的解決方案，直接讓辦公空間和建筑物為人們提供食物。為此，Plantagon購買了名為?ke Olsson的農(nóng)民發(fā)明的垂直溫室的專利，該專利使用一種架式運(yùn)輸系統(tǒng)，逐漸將種植箱從垂直溫室的地板移動(dòng)到天花板，而不需要人工照明。

　　質(zhì)量產(chǎn)量穩(wěn)定。工業(yè)化的生產(chǎn)使得收獲的作物更加均一，更符合市場標(biāo)準(zhǔn)，減少“殘次品”導(dǎo)致的浪費(fèi)。

　　減少肥料用量。垂直農(nóng)業(yè)能夠?qū)⒂盟繙p少95％的同時(shí)，可以通過嚴(yán)控制，防風(fēng)雨，防傳染，來減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的需求。

　　縮短供應(yīng)鏈。這意味著在城市生產(chǎn)的作物直接銷售，減去了很多運(yùn)輸距離和時(shí)間，既能夠保證食物新鮮，又減少了供應(yīng)鏈浪費(fèi)。

　　垂直農(nóng)業(yè)若能普及，兩類區(qū)域?qū)⑹芤娣藴\。一類是類似日本、新加坡這樣人口密集，但土地資源極其缺乏的地方。當(dāng)然，在這些地方，垂直農(nóng)業(yè)已經(jīng)生根發(fā)芽，日本的植物工廠、新加坡的城市農(nóng)業(yè)，都是特定模式的垂直農(nóng)業(yè)體系，或另一個(gè)名稱；另一類區(qū)域則是類似像中東和非洲這些高度缺水、干旱的地區(qū)，以及俄羅斯這些常年高冷、不適合種植蔬菜的地區(qū)，垂直農(nóng)業(yè)結(jié)合室內(nèi)種植，可以突破自然環(huán)境的不足。

　　Plantagon將該專利融入到辦公樓中，該建筑將被命名為World Food Building，目標(biāo)是每年生產(chǎn)至少550噸蔬菜，預(yù)計(jì)可以為近5000人提供日常所需。為了保持低成本，該建筑將采用高度自動(dòng)化技術(shù)來維護(hù)和收獲。此外，南宮28陽光、溫度、營養(yǎng)以及空氣質(zhì)量等都將通過自主系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

　　模塊化農(nóng)場系統(tǒng)是加拿大公司ModularFarms的一項(xiàng)重大創(chuàng)新。它是一個(gè)完全室內(nèi)的垂直農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，能夠在任何氣候和任何地方生產(chǎn)健康和新鮮的植物。

　　該模塊化農(nóng)場是一個(gè)基于城市農(nóng)場理念的定制設(shè)計(jì)，提供可用于各種目的的模塊，用戶可以根據(jù)農(nóng)業(yè)需求定制系統(tǒng)并擴(kuò)展其功能。

　　先來看一組數(shù)據(jù)：全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占用了人類70%用水，每年消耗320萬噸農(nóng)藥和2億噸化肥，與此同時(shí)，與40年前相比，全球耕地卻減少了30%……去年Biological Conservation上發(fā)表了一篇很有影響力的研究，該研究表明，全球昆蟲中40％的物種正在減少，許多物種將在幾十年內(nèi)滅絕，而導(dǎo)致這一物種危急的主因是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致的昆蟲棲息地流失，特別是化肥和農(nóng)藥的過度使用，更是加劇了這一危機(jī)。

　　此外，與傳統(tǒng)農(nóng)場相比，該系統(tǒng)的產(chǎn)量可提高10倍。雖然該系統(tǒng)目前用于種植亞洲蔬菜，但也可用于種植各種水果和其他蔬菜。

　　在傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖中，隨著魚的排泄物積累，水體的氨氮增加，毒性逐步增大。而在魚菜共生系統(tǒng)中，水產(chǎn)養(yǎng)殖的水被輸送到水培栽培系統(tǒng)，由細(xì)菌將水中的氨氮分解成亞硝酸鹽然后被硝化細(xì)菌分解成硝酸鹽，硝酸鹽可以直接被植物作為營養(yǎng)吸收利用。魚菜共生讓動(dòng)物、植物、微生物三者之間達(dá)到一種和諧的生態(tài)平衡關(guān)系，是可持續(xù)循環(huán)型零排放的低碳生產(chǎn)模式，也是有效解決農(nóng)業(yè)生態(tài)危機(jī)的有效方法，魚菜共生系統(tǒng)簡化了生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)問題，可以使生產(chǎn)效率最大化。

　　模塊化農(nóng)場Fra Baidu bibliotek統(tǒng)專注于農(nóng)民的投資回報(bào)和植物健康，該系統(tǒng)是集裝箱農(nóng)場的完美配對(duì)，也是垂直農(nóng)業(yè)的試驗(yàn)性技術(shù)。

　　加拿大公司Cubic Farms的CEO Dave Dinesen曾在TED演講中指出，公司是下一代一致性、可預(yù)測的和有利可圖的農(nóng)場產(chǎn)品開發(fā)商。

　　公司開發(fā)的立方農(nóng)業(yè)系統(tǒng)通過輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)法、自動(dòng)營養(yǎng)輸送系統(tǒng)和LED照明進(jìn)行工作，為綠色植物創(chuàng)造最佳的生長環(huán)境，用水量僅為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的1/26。

　　垂直農(nóng)業(yè)是一種完全受控的作物生產(chǎn)方式，能控制環(huán)境的溫度，光照，氣體和濕度，以在有限的空間內(nèi)最大化作物產(chǎn)量。同時(shí)也能夠規(guī)避風(fēng)雨和氣候變化。通常用很少的土壤和水，使用精確配比的營養(yǎng)液支持植物生長。垂直農(nóng)業(yè)在包括城市在內(nèi)的耕地稀缺的地區(qū)，是一種十分高效的食物生產(chǎn)方法，利用垂直堆疊的方式生產(chǎn)農(nóng)作物，只占用很少的面積，也可以在建筑、集裝箱等多種工業(yè)空間進(jìn)行生產(chǎn)。

　　魚菜共生（Aquaponics）是一種新型的復(fù)合耕作體系，魚菜共生系統(tǒng)很像水培系統(tǒng)，但更優(yōu)化。它把水產(chǎn)養(yǎng)殖(Aquaculture)與水耕栽培(Hydroponics)這兩種原本完全不同的農(nóng)耕技術(shù)，通過巧妙的生態(tài)設(shè)計(jì)，達(dá)到科學(xué)的協(xié)同共生，從而實(shí)現(xiàn)養(yǎng)魚不換水而無水質(zhì)憂患，種菜不施肥而正常成長的生態(tài)共生效應(yīng)。

　　氣霧栽培是一種新型的栽培方式，它是利用噴霧裝置將營養(yǎng)液霧化為小霧滴狀，直接噴射到植物根系以提供植物生長所需的水分和養(yǎng)分的一種無土栽培技術(shù)。氣霧栽培技術(shù)最早是美國NASA在20世紀(jì)90年代發(fā)明，以尋找有效的太空植物種植技術(shù)。后來這種技術(shù)被稱為“Aeroponics”，意思是“生長在沒有土壤和很少水的空氣/霧環(huán)境中的植物”。

　　氣霧栽培技術(shù)主要是將作物懸掛在一個(gè)密閉的栽培裝置（槽、箱或床）中，而根系裸露在栽培裝置內(nèi)部，營養(yǎng)液通過噴霧裝置霧化后噴射到根系表面,減少栽培植物硝酸鹽含量。

　　這種技術(shù)使作物產(chǎn)量成倍增長，它是不用土壤或基質(zhì)來栽培植物的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，其因以人工創(chuàng)造作物根系環(huán)境取代了土壤環(huán)境，可有效解決傳統(tǒng)土壤栽培中難以解決的水分、空氣、養(yǎng)分供應(yīng)的矛盾，使作物根系處于最適宜的環(huán)境條件下，從而發(fā)揮作物的增長潛力，使植物生長量、生物量得到大大提高。