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几乎不可能从新房子旁边走过控制环境照明实验室在密歇根州立大学(MSU)校园的植物和土壤科学大楼里，没有看到里面。BOB体育绚丽多彩的光束射向走廊，吸引路人透过窗户往里看，这些生菜和羽衣甘蓝可能是周围看起来最健康的。

这种独特的空间是第一次让密歇根州立大学的教职员工和学生有机会学习垂直农业——在垂直堆叠层或垂直倾斜表面种植食物和其他特色作物的实践，以及在其他结构中集成作物生产。

Erik Runkle他是密歇根州立大学园艺系的教授，开发了CELL:

• 开展高价值特色粮bob体育登录食作物的受控环境生产研究，如绿叶蔬菜和草本植物，以及观赏植物，如幼苗和插枝。
• 展示室内种植系统，告知种植者，并引起学生和公众的兴趣。
• 为就读园艺生产相关课程的本科生提供教学申请。

实验室由两个独立控制和冷藏的生长室组成，里面装满了水培植物的堆叠架子，这意味着循环水，没有土壤。

与欧司朗和欧司朗光电半导体合作开发的最先进的发光二极管(led)可以改变光的质量和强度。朗克尔说，在CELL进行bob体育登录的研究重点是照明，以生产具有所需特征的作物，如叶子大小、质地、厚度和颜色，以及味道和营养成分。

由于垂直农业是一种相对较新的在室内种植粮食作物和其他植物的方式，朗克尔说，实验室的设置让走廊里的人可以看到植物，这有助于激发人们对这一主题的兴趣。

朗克尔说:“垂直农业可能适用于生产速度快、价值高、易腐烂、体积小、可收获指数高的作物。”这包括绿叶蔬菜(如生菜、芝麻菜和羽衣甘蓝)和草本植物(如罗勒和薄荷)，以及花卉业的观赏移植和蔬菜业的田间移植。

“室内种植不适合农艺作物，这些作物个头比较大，生产周期长，对光照的要求很高，通常只收获植物的一小部分。”

CELL是一个地方清武(威廉)孟朗克尔的博士生之一，他花了很多时间。孟是科学传播的强烈倡导者，他说他相信这种易于查看和访问的实验室布局可以帮助公众接受新技术和科学进步，比如垂直农业。

“垂直农业最近才开始扩大规模，”他说。“这只占美国和全球农业的一小部分。bob体育合法吗因此，这些天来，它对整个经济的贡献不大。但是，在未来的30年里，我们将不得不多养活20亿人。我们真的需要考虑其他种植食物的方式，并为需要食物的人提供食物。”

垂直农业是一种补充粮食生产的方式，尤其是在土地有限的大城市，一些人愿意为全年新鲜的本地农产品支付更高的价格。这个概念并不新鲜;它在日本已经存在了几十年，在那里室内农场被称为“植物工厂”。然而，这个行业在美国才刚刚开始兴起，人们越来越想要当地采购的、健康和新鲜的食物。

孟说:“冬天在密歇根很难买到新鲜的生菜。”“我们依赖于加州和亚利桑那州生产的生菜，所以当生菜到达我们这里时，它可能已经在卡车上待了好几天了。它失去了一些视觉吸引力和营养价值。它的味道也不再那么好了。”

照亮研究bob体育登录

朗克尔和孟正在研究不同LED颜色和强度对bob体育登录植物生长、叶子形状和颜色以及营养价值的影响。最终，他们将研究灯光改善味道的方法。

“我们知道，通过调制光谱，我们可以影响植物的生长和发育，”孟说。“我们可以改变光的质量和数量来调节光合作用和二次代谢，这是产生营养和风味化合物的过程。这些都是在LED照明下在室内种植作物的一些额外好处。”

具体来说，两人正在研究如何通过在传统的蓝光和红光基础上增加绿色和远红光(我们看不见，但会影响植物)来改变植物形状和促进生长。种子发芽后大约四周，将测量植物的几种生长属性，包括产量和叶片大小。

朗克尔和孟都意识到垂直农业面临的艰苦战斗。他们表示，运营垂直农业系统的成本很高。尽管LED灯比传统灯(如荧光灯)更高效，但它们仍然消耗大量的电力，并释放出需要从房间中抽出的热量。

作为最大的运营成本，照明和冷却系统的电费通常对潜在的企业家来说是最令人生畏的。

这些灯的资本成本也相当高。尽管有些人已经制定了可行的商业计划，但许多人还是在努力尝试，尽管有一些优势，比如病虫害很少或没有，节水(一些公司估计与传统的大田耕作相比，用水量减少了90%以上)，能够全年在当地生产，而且运输到市场的成本要低得多。

孟说:“如果你能找到一个利基市场，并合理设计你的运营和商业模式，垂直农业是可行的。”但这也是一个有风险的行业，这就是为什么这个市场上的一些公司——甚至一些大公司——已经破产。”

朗克尔和孟表示，他们的目标是帮助引导研究，以帮助优化垂直农业系统，并通过生产更低能源成本的更高质bob体育登录量作物，使其更容易实现。

他们亲眼目睹了垂直农业的增长速度，并认为利用废弃建筑，在那里植物托盘可以堆叠10到15层，可能会被证明是非常有影响力的。

孟说:“如果你有一些空置的仓库或建筑物，从概念上讲，你可以把它们变成生产工厂，来养活住在那里的人。”“像底特律这样的城市有很多食物沙漠。我认为这可能是解决一些粮食危机的一种方法。

孟说:“事实是，通过CELL，我们从led中传递的光子与从阳光中获得的光子相同。”“很多人会称这些led为‘人工照明’，这是我倾向于避免使用的术语。光子，无论是来自led还是来自阳光，都是相同的物理物质。与阳光不同，LED的照片不是免费的，但有了LED，我们可以调整光谱，更好地控制植物性状，这可能会证明增加的成本是合理的。”

从工程学到垂直农业的过渡

孟并不总是对垂直农业感兴趣。他在中国西北部的兰州度过了人生的前18年，后来搬到北京，在那里获得了农业工程学士学位。

他五年前来到美国攻读研究生学位。点燃他对植物生物学兴趣的是他本科最后一年的一个论文项目。他评估了不同的照明装置，以促进植物生长。

后来，他来到密歇根州立大学，研究不同颜色的光如何控制温室观赏作物的开花。

“然后我对垂直农业越来越感兴趣，仍然围绕着LED照明在农业中的主题，”他说。bob体育合法吗他说:“我更多地考虑的是我们正在面临或未来将面临的粮食危机，以及如何解决这些粮食生产问题。当我在进行园艺照明研究时，我意识到它在未来农业中有多大的潜力。”bob体育登录

除了欧司朗的支持外，CELL还得到了密歇根州立大学AgBioResearch、Project green(生成研究和扩展以满bob体育登录足经济和环境需求)和美国花卉基金会的资助。