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提起“尼莫”,人們常常會聯想到經典科幻小說《海底兩萬里》中勇敢的尼莫船長,或者動畫影片《海底總動員》里可愛的小丑魚尼莫。與這些虛構作品不同,來自意大利的實驗性農業項目“尼莫花園”,卻是現實版的科技創新傳奇——在海底種菜。這個富有浪漫色彩的瘋狂想法,脫胎于一項頗受當地人喜愛的娛樂活動“水肺潛水(帶呼吸器潛水)”。尼莫花園其實是個水下溫室,里面栽種的作物生長速度比在陸地上要快得多。它的成功給缺地、缺水地區的農業帶來了全新解決方案。
(生物圈整體構造)
尼莫花園2012年創立,位于諾利海邊靠近港口城市薩沃納的地方,由幾個部分組成。主體是海底農場,占據的水域面積約100平方米,距離海岸線約100米遠,由5個用透明塑料材料制作而成的充氣“生物圈”組成,并通過28根繩索固定在海底,看起來就像帶著鎖鏈的大氣球,懸浮在水面以下6至10米深的海中。大氣球內部由金屬架支撐著,約有2000升的空氣,出于安全考慮,這些空氣會用潛水艙里的空氣定期進行更新。
(步梯)
每個“生物圈”都配有一個步梯,供潛水員爬進“生物圈”內種菜,操作時潛水員的上半身其實是露出水面的。每個“生物圈”中都有兩個聯網攝像頭,隨時從頂部進行動態監測。每個“生物圈”里都裝有傳感器,隨時監測著二氧化碳、氧氣、空氣濕度和亮度;此外還各有一個陀螺儀,用來監測“生物圈”的是否保持穩定。
在“生物圈”的中間有一個高3.5米、直徑3米的金屬框架結構,重約半噸,被稱為“生命之樹”。除了象征意義之外,它的內部藏著很多通往各個“生物圈”的電纜,并且可以控制整個農場的照明。這里還裝有一個水平的廣角聯網攝像頭。
(“生命之樹”)
控制塔設在岸上,從這里既可以與水下作業的潛水員保持即時通訊,還能隨時監測“生物圈”中的動態,并通過上傳數據和圖像,將“生物圈”中的科研資料放到網上進行實時共享。
雖然位于海平面以下,可是“生物圈”內的植物完全能夠享受到陽光浴,雖然亮度比在陸地上弱,但足以滿足生長需要。在陸地上,正午時分陽光直射時的亮度在32000~100000勒克斯之間(勒克斯是衡量亮度的單位),除此之外白天的亮度一般為10000~25000勒克斯。經監測顯示,“生物圈”上面的海水會使亮度減少約8000勒克斯,而由于“生物圈”的外表材料透明度極高,光線經過大氣球時僅亮度損失不到6%。適合人閱讀的亮度約為300至700勒克斯,所以“生物圈”里的白天并非像想象中的那樣漆黑一片。當然,到了夜里這里也一樣沒有光明。
與陸地相比,水的比熱容較大,所以海中“生物圈”內的溫度非常恒定,白天和夜晚之間的溫差僅有3至4攝氏度。同時,受日照的影響,“生物圈”內部的溫度略高于海水的溫度,以7月下旬為例,“生物圈”內的峰值溫度曾達到過30至31攝氏度,而海水的平均溫度大約在28攝氏度以上,這種溫度與典型的熱帶氣溫極其接近。
“生物圈”剛啟動時,其內部的淡水是由潛水員攜帶進去的,它其實是海水經過了脫鹽處理。而之后“生物圈”內的淡水則完全可以“自給自足”。這是因為“生物圈”內的溫度高于海水的溫度,蒸發出來的水分很容易在“生物圈”壁上凝結成水滴,這些淡水在物理化學性狀和感官特性上,完全符合意大利政府對灌溉用水的要求,收集起來之后,添加些礦物質營養素(尼莫花園的研究者們已經開始考慮就地將海草深加工成肥料),可以用來灌溉作物。
“生物圈”中的相對濕度比非常高,晚間可以達到97%,白天略低,但也有85%。普通植物正常生長所需的相對濕度在70%至75%之間,所以“生物圈”內的淡水實際上是供大于求的。這既是問題也是機會,因為過多的淡水容易使“生物圈”內滋生霉菌等,但若能充分利用,又可能給淡水匱乏的地區帶去福音。
“生物圈”內的氣壓是人為施加的,比陸地上的正常氣壓大。目前的數據顯示,這對作物的生長似乎并沒有什么不良影響,反而會促使種子更容易萌發,而且植物中精油的濃度會更高。
實踐證明,“生物圈”中的濕度、溫度非常穩定,幾乎沒有外來病蟲害的威脅,光照又比較充足,所以作物生長的速度比在陸地上要快得多。曾經有一年,由于實驗故障,中間曾發生過4次作物“死翹翹”事件,可到最后還是喜獲豐收。
2012年夏天,一個“小個子”“生物圈”初次下海,綠羅勒種植成功!
2013年夏天,農場又添兩個“生物圈”,容積達到800升。潛水員可以進入“生物圈”內種植綠羅勒直至收獲。一家私立研究機構將水下羅勒與陸生羅勒進行對比后發現,不僅味道毫無區別,而且水下羅勒的精油和葉片含量(72.94%)比陸生羅勒(57.13%)高出一大截!
2014年夏天:新增“生物圈”的“塊頭”達到了2000升;又增加了一種沙拉植物,收獲時做出了美味的青醬和滿盤的沙拉!
2015年夏天:“生物圈”總共達到8個,包括2個50升的無人“生物圈”、1個2000升的剛性“生物圈”(金屬材質,堅硬不易變形)。研究團隊開始設計不同形狀、大小和材質的“生物圈”。種植品種擴大,包括萵苣、西紅柿、豆類、蘑菇、薄荷和百里香等,甚至還有花卉。由于濕度較大,并非所有植物都能快樂成長,但絕大多數都栽培成功。
2016年:增加5個直徑達2米的剛性“生物圈”,安裝了“生命之樹”。供電采用太陽能,整個體系運轉實現了100%依靠綠色能源;開始種植醫用和化妝用途的特種作物;第一次開始嘗試在冬季進行試驗(此前意大利政府只允許在每年的5~9月開展試驗)。
尼莫花園距離成為真正規模化的海洋農場,還有很長的路要走。可是即便如此,它確實讓人們看到了一道曙光,照向日漸走入困境的現代農業,特別是給那些缺地、缺水地區帶來了全新的解決方案。
更讓人欣喜的是,尼莫花園的“園丁”們一邊“種菜”,一邊還在不停琢磨著別的新點子,可謂腦洞大開。“生物圈”的原理并不復雜,甘貝里尼們已經設計出了可以放在水族箱里的“迷你“生物圈””,它外形精致小巧,讓人們在家里就能欣賞“水中花園”的美景。
不知是由于光線還是溫度的原因,“生物圈”周圍常常會出現海馬、蟹類等,它們甚至會進入“生物圈”內好奇地打探一番。人們設想這些“生物圈”今后可能“變身”為海洋保護動物的人工棲息地。
在普通的水肺潛水活動中,人們看到的東西大同小異,尼莫花園如果把“生物圈”擴展成水下旅游景點,或許會吸引更多游客前往“水晶宮”里暢游一番呢。
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