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AQu @teach: 不断增长的塔

2 years ago

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生长塔是垂直管道,通过这种管道,富含营养的水从顶部扩散,通常通过滴水发射器,从而在塔内滴落在悬浮在空气中的植物根部时产生 “雨”。 塔或柱子可以是空心的,也可以填充为根部提供支撑并帮助水分散的基质。 在其最简单的形式中,一个不断增长的塔可能是 PVC 管道的一部分,有孔切成两侧。 在对水培塔系统和传统水平 NFT 系统生长的生菜进行比较研究中,Touliatos et al. 2016 发现,塔式系统产量比水平系统产量高 13.8 倍,按产量比率计算到占用楼面面积。 然而,在水平系统中生长的生菜的平均新重量明显高于垂直系统生长的生菜。 虽然作物生产率在水平系统中是一致的,但从顶部到底部的新鲜重量下降,很可能是由于营养物质可用性和光强度的梯度造成的。 在使用水培塔系统的其他温室试验中也报告了类似的光梯度 (刘 * 等人 * 2004拉米雷斯-戈麦斯 * 等人 * 2012)。 在植物密度为 32 株/平方米 2 的垂直 PVC 塔中种植的草莓产量为 11.8 千克/立方米;但是,每株产量减少 40 克,每 30 厘米降低塔的高度,这是因为 塔的较低部分 (达纳 1999). 塔的直径也将对植物生长产生影响。 高塔和窄塔的水含量值将低于每单位长度生长介质量相等的短塔和宽塔,植物根部会受到更大的日温变化的影响,这可能会影响营养素的吸收并扰乱碳水化合物的代谢根, 导致抑制增长 (海勒 * 等人 * 2015).

塔农场 气动系统(图 1)是模块化的:一个三米高的塔可以种植 52 个绿叶、草药或果作物,或 208 个微绿。 每个食品级 PVC 塔都配备了一个 50 W 小型泵和一个定时器,可在连续循环中打开泵 3 分钟,关闭 12 分钟。 尽管从技术上讲,每个塔的占地面积不到 1 平方米,但每个塔都有足够的空间用于塔、加液站、通道间距和传播台区域。 在欧洲,塔农场系统由 [伊维萨农场] 分发(https://ibiza.farm/commercial/)。

! [图片-图片-https://cdn.aquaponics.ai/thumbnails/c96ac54c-7d18-467a-a278-455d16d144ca.jpg

图 1:塔式农场系统 https://ibiza.farm/

在他们对商业水生产商的调查中,Love *等人 * (2015) 指出,其中近三分之一使用了种植塔。 然而,目前还缺乏关于水生塔系统和传统水生子系统产量的比较数据。 ZipGrove 是一种垂直水培技术,由 Bright Agrotech 公司设计用于高密度垂直作物生产,该公司在怀俄明州拉勒米运行一个 400 塔垂直水培系统(图 2)。 它们的间距密度为每 0.7 平方米 1 塔。 作物种植在一个通道,它运行的长度为每个刚性抗紫外线 PVC 方管的一侧。 这些植物在公司自己的专利种植介质中生长,称为 Matrix Media,这种培养基由回收水瓶和氧化硅粘合剂制成。 使用滴灌器从顶部灌溉的生长培养基为水生系统提供了许多好处。 首先,它具有极高的生物表面积,约 82-88 平方米 2 /m 3 ,这使得该系统具有非常高的硝化率,促进植物健康生长。 其次,由于其纤维性质,它的空隙比率为 91%。 这种高孔隙度为植物根部和营养水通过塔进行氧气富集创造了一个高度有氧环境,同时还可以实现高渗透率。 此外,由于有氧环境,固体可以在介质上收集和分解,而不会产生厌氧微环境(Michael 2016)。 在欧洲,ZipGrove 系统是由 [参考器] 分发的。 (https://www.refarmshop.com/) 一个标准的 5 英尺(152 厘米)塔为 0.7 至 1.1 公斤的成熟鱼提供机械和生物过滤。 建议每立方米 12 公斤至 15 公斤的放养密度。

! [图片-图片-https://cdn.aquaponics.ai/thumbnails/dccea8a7-5452-4143-8887-3d3eb2da0538.jpg

图 2:压缩成长系统 https://ww[w.greenlifeplanet.net/product-page/zipgrow-tower](http://www.greenlifeplanet.net/product-page/zipgrow-tower)

如上所述,大多数塔式系统都会遭受大量光损失。 四面系统尤其如此,即使间隔宽敞,从塔体的顶部前部到塔质量的底部后部,光损耗将近 90%。 然而,如果 ZipGrove 塔的质量和管理得当,光损也非常低,即使在每塔 0.5-0.8 平方米的情况下也是如此。 种植者可以使用三种配置,具体取决于他们的设施和作物类型:大规模配置、生产线配置和面向通道。 种植者还可以通过使用输送机种植来节省光线(图 3)。

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图 3:配置和裁剪机制的 ZipGrove 塔 https://info.brightagrotech.com/hubfs/blog-files/Infographics/ZipGrow\_Tower\_Spacing\_Guide\_-明亮\ _Agrotech.pdf

一个 1.5 米的 ZipGrove 塔可以种植 8-10 种生菜大小的植物或 5-8 种大小的植物,具体取决于种类。 对于寻求高产量的商业生产商来说,大规模配置悬挂在机架上通常是最好的选择。 当塔被集中和管理得当,0.7 米 每塔是足以获得良好的作物与自然光线。50 厘米的行之间的空间允许访问塔。 塔也可以安装在墙壁上(图 4)。

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图 4:壁挂式 ZipGrove 系统 < https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Urban_Vertical_Farm_With_Woman_%26_Child.jpg >

ZipGrove 系统用于 成长框,这是一个在伦敦市中心设有屋顶温室的船运集装箱社区水上养殖场(图 5)。 GrowUp Box 占地面积仅为 14 平方米,每年可生产超过 435 公斤的沙拉和草药以及 150 公斤的鱼类。

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图 5:成长框 < https://www.timeout.com/london/things-to-do/growup-box-tours >

在美国,NaturePonics 开发了 [BooGardens](http://www.natureponics.net/boo-gardens/)(图 6),这是一种使用印度尼西亚和菲律宾种植的竹子的垂直系统,可用于住宅和商业水上乐园、水培或气动应用。 为使塔楼收获的竹子重新开始,三年后可以重新收获,使其成为目前市场上最具可持续性的发展塔系统。

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图 6:水上乐园商用水上乐器装置 < http://www.natureponics.net/boo-gardens/ >

种植塔的一个变化是堆叠式锅系统,例如 Verti-Garo 为水培种植而生产的盆栽系统。 5 升的 EPS 盆,为改善根茎生长提供绝缘,可堆叠高达 10 个盆,每个盆子为四个植物提供足够的空间。 盆安装在 PVC 立管上的旋转板上,这意味着它们可以轻松地转动,甚至接收光线(图 7)。 该系统于 1994 年获得专利,已经接受了若干科学评价。 在生物量、产量和果实质量方面,6 个盆的堆叠表现明显优于 7 个或 8 个盆的堆叠,因为营养溶液的组成随着它穿过柱子而发生变化,并对下部植物生长产产生负面影响([Al-Raisy et al,2010 年]https://www.researchgate.net/publication/236116528_Effects_of_Column_Sizes_and_Media_on_Yield_and_Fruit_Quality_of_Strawberry_Under_Hydroponic_Vertical_System))。 光线也可能是一个问题:到达七个盆塔底部植物冠层的阳光强度只有 10% 到达顶部,而中部和底部的不理想光线条件对草莓植物的生长和果实产量产生了不利影响。 这些部分的植物没有形成最佳数量的枝冠,随后产生的果实与顶部植物相比较少(武田 2000)。 果实质量也受到塔上植物的位置的影响,顶级植物的总可溶性固体 (TSS) 较高,可滴定酸度较低([Murthy et al. 2016](https://www.researchgate.net/publication/306041151_Response_of_strawberry_cv_Festival_grown_under_vertical_soilless_culture_system))。 利用四个 Verti-Gro 盆和两种水平系统对水培草莓生产进行的比较研究发现,塔底部的光强度较低,光合速率降低,导致果实数量减少,果实重量减少,可销售减少水果相比,水平系统。 低光度会导致不育耐力和花粉质量差,从而降低受精率,从而导致水果生产不良([Karimi )。 (http://www.researchjournal.co.in/upload/assignments/9_366-372.pdf) 2013).

能够在不断增长的塔中种植高密度植物的好处需要与提供均匀散布光所需的空间以及管理和维护所需的行空间相平衡。 行宽必须确保产品不会因移动推车和剪刀升降机等物品而受到影响。 种植灯会阻碍人们的行动,因此,他们要么需要成为生长结构的一部分,要么是可伸缩或移动的,以便工人能够随时完成任务,要么种植结构需要移动,灯光保持静止。

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图 7:垂直格罗系统 https://ww[w.vertigro.com/Verti-Gro-4-Tower-System-Automatic-p/vgk-16agp.htm](http://www.vertigro.com/Verti-Gro-4-Tower-System-Automatic-p/vgk-16agp.htm)

堆叠式锅系统最适合种植大型和重型植物,如果果作物。 随着流量成长 位于内布拉斯加州 Dentton 的水生养殖场,使用由堆叠盆制成的塔来种植西红柿和黄瓜,以及草药(图 8)。

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图 8:随着流动水生温室成长中的塔 < https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vertical_Tower_Aquaponic_System.jpg >

  • 版权所有 © Aqu @teach 项目合作伙伴。 Aqu @teach 是伊拉斯穆斯 + 高等教育战略合作伙伴关系(2017-2020 年),由格林威治大学牵头,与苏黎世应用科学大学(瑞士)、马德里技术大学(西班牙)、卢布尔雅那大学和纳克洛生物技术中心(斯洛文尼亚)合作 。 *

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