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海底種出無蟲無公害的優質蔬菜,你信嗎?尼莫花園的科學奇迹

作者:時空通訊

5月3日的《自然》新聞刊登了一張照片,宣稱是由《自然》攝影團隊挑選的本月最佳科學圖檔,由攝影師吉亞科莫·奧蘭多(Giacomo d'Orlando)拍攝,并在今年的國際索尼世界攝影大賽中獲得環境類别攝影獎第三名(下圖)。

海底種出無蟲無公害的優質蔬菜,你信嗎?尼莫花園的科學奇迹

這張照片拍攝的是意大利古裡亞海岸的諾利村附近海面下6米的情景,有人在那裡建造了一個海底農場,被稱為“尼莫花園”。

奇葩的尼莫花園項目

這是一個探索性項目,由海洋珊瑚礁集團(Ocean Reef Group)創始人兼老闆塞爾吉奧·甘貝裡尼(Sergio Gamberini)突發奇想開始建立的,這個公司原來隻是一個營運潛水項目的公司,塞爾吉奧拍腦袋後,于2012年開始研發在海底如何種植植物的項目。

他們的初衷是為了利用意大利的海洋資源,探索那些看似沒有條件的環境下如何實作種植,并實作規模化和降低成本,為未來一些靠海的幹旱地區提供種植解決方案。

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說幹就幹,2013年塞爾吉奧父子倆親自操刀,穿上潛水服開始了建造。他們的做法是在海岸100米處左右的海面8米深的水下,固定幾個塑膠球,在球内形成一個小型生物圈,種植植物,包括蔬菜、花卉等一些植物。

這項看起來帶有科學探索的事業開始并不順利,首先是法律層面的障礙。意大利政府出于環境保護的需要,不允許任何公司組織在水下建造永久性設施。塞爾吉奧經過多方斡旋,最終獲準建造海底農場,但農場設施每年隻能在水下保持3個月。

這看起來就不是永久設施了,解決了法律問題,但給設計帶來較大困難。因為這些海底農場設施既要抵禦海水的壓力和海流的沖擊,還得随時都要能夠拆卸。反複試驗的結果就是将海底農場設計成“生态球”,他們用鋼架和有機玻璃建造了6個“生态球”,并用鋼架固定在水深8米的海底。

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項目開始以來,還一直受到社會質疑,有許多人認為這種項目完全是閑着沒事幹,海水中種那麼幾棵植物沒有任何意義,且破壞了大海的自然美。有的甚至還惡意攻擊,認為是嘩衆取寵甚至有什麼陰謀等等。

但塞爾吉奧不為所動,堅持自己的初心,他認為這種探索對未來農業的擴充和可持續性有很大意義,尤其是對那些靠近海面、土地貧乏且很難種植的區域意義重大。

海底種植需要解決的問題和優勢

那麼,在海水中種植植物是怎樣解決采光和灌溉系統,又有哪些優勢呢?

其實尼莫花園選中的這塊海域,本身陽光就非常充足,在6~8米水下有足夠的光照來保證植物的光合作用需要,在冬天或陰天光照不足情況下,研究人員在生态球内安裝了LED燈光照明,通過人造光來補充自然光照不足。

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而灌溉所需的淡水,是生物球内部的海水蒸發自動提供的。這些被固定在海床上的球體,内部填充空氣,球體内部的海水由于球體内部溫差而蒸發,并在球體表面冷凝,裡面種植的新鮮植物,就是依靠球體内壁的冷凝水來滿足所需的水分。

我的了解是這些球體下面沒有封閉,球體上部分被空氣占據,下面充盈着海水,這樣,在球體内的溫差下,海水就不斷蒸發,又在球體上冷凝,形成了一個不斷循環的小型生态圈。

球體内部設定傳感器,讓管理人員即時掌握生物圈内部的濕度、pH值、氣溫、二氧化碳濃度等,内部高濃度的二氧化碳是植物的最愛,它們吸食足量的二氧化碳就像打了類固醇,異常迅速的生長。

而在海水下開展種植業還至少有兩大優勢:其一是恒溫,海水中晝夜溫差很小,在地中海北部沿海大陸架上,6月下旬的水溫在25℃左右,球體内溫度可達29℃,是蔬菜等植物生長的最适宜溫度;其二是無蟲害,讓植物在一個不受昆蟲和寄生蟲影響的環境下茁壯成長。

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這第二點當然要在種植前對種子和土壤做好處理,必須消滅其中的寄生蟲和蟲卵等,這一點在陸地上是沒有辦法做到的。因為陸地上随時都有昆蟲和各種寄生蟲入侵,在被海水隔絕的水底就沒有這種擔憂。這種蔬菜,才是真正的有機無公害健康食品。

不過,限于目前法律限制,尼莫花園隻能在每年的5到9月進行試驗,在溫室内已經種植成功的植物還隻有羅勒、莴苣、草莓、豆類等。

發展前景和趨勢

尼莫花園的成功,引起了國際社會廣泛關注和熱議,一些資本團隊紛紛要求加入,但塞爾吉奧很是慎重。2021年7月,尼莫花園與德國西門子公司達成合作,讓這項事業實力大增。合作伊始,就是組建一個國際團隊,包括科學家、工程師和潛水員,任務是改進現有技術,并逐漸實作産業化和成本優化,形成世界可持續食品替代品的首個基地。

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現在,尼莫花園開始計劃增加溫室數量,嘗試增加作物種植的品種,如蕃茄、四季豆,以及适合在潮濕環境中生長的菌類等,找尋更多開發的可能性;同時,塞爾吉奧也根據已經積累的技術,開始制造生産一些小型生物圈,出售給水族館;還在探索一些與尼莫花園結合的海底觀光和旅遊項目。

這樣,未來的尼莫花園就有可能實作經濟效益,成為世界可以模仿的一種商業模式。可以預見,這棵科技之花經曆多年磨難,已經破土而出,或許已經進入茁壯成長階段。未來會成蓬勃發展之勢嗎?拭目以待。

我以為,從更長遠來看,地球的氣候變化正在呈現惡化的趨勢,且溫室效應日益顯現,這将給陸地農業帶來很大的不确定性。而地球的海洋面積占據了70%,且水下能夠過濾掉輻射等許多陸地難以解決的問題,如果真正能夠利用這廣袤的空間開展大規模種植業,對地球人類将是多大的福音啊。

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是以,我非常支援這種探索。不過也要嚴格管控和規範開發,如果放任一窩蜂亂來,就可能得不償失,對海洋生态造成難以挽回的損害。各位怎麼看?歡迎讨論,感謝閱讀。

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