创意农业再实现，意大利海底种菜梦想成现实 - 海洋农业可行性研究

史有明 · 发表于海洋科普 2024-6-9 12:20:07

尼莫花园：意大利别致的水下水果和蔬菜种植基地

为了开发种植业，意大利一家公司开创了世界上第一个水下农场：尼莫花园。它有五个透明的生物圈，位于意大利萨沃纳海岸的海底，里面种植了草莓，罗勒，豆类，大蒜和莴苣。

项目负责人卢卡·甘贝里尼说：“该项目主要是为了探索极端条件下农业种植的替代，极端环境包括缺水、缺土和极端温度变化。我们正在寻找一种这样的可行性技术，使得提高生产。”

“我们安装了联网摄像头，可以清楚地看到里面的所有内容，”卢卡说，“我们还有一个传感器面板，从实验室生物圈收集实时数据信息，所有数据都能在网上查到。”

植物通过生物圈内壁凝结水滴使得内部保持水分，其昼夜恒温26度，湿度约约83％，是植物生长的最佳环境。大量的二氧化碳也促进其生长。

提起“尼莫”，人们常常会联想到经典科幻小说《海底两万里》中勇敢的尼莫船长，或者动画影片《海底总动员》里可爱的小丑鱼尼莫。与这些虚构作品不同，来自意大利的实验性农业项目“尼莫花园”，却是现实版的科技创新传奇——在海底种菜。这个富有浪漫色彩的疯狂想法，脱胎于一项颇受当地人喜爱的娱乐活动“水肺潜水（带呼吸器潜水）”。尼莫花园其实是个水下温室，里面栽种的作物生长速度比在陆地上要快得多。它的成功给缺地、缺水地区的农业带来了全新解决方案。

尼莫花园虽然位于海平面以下，但“生物圈”内的植物能享受到日光浴。

水肺潜水玩出海底农场

意大利人赛吉尔·甘贝里尼是一家名为“大洋珊瑚集团”的公司老总，他的生活中有3件事最重要：工作、家庭，还有水肺潜水。诺利是意大利北部的沿海小镇，2012年夏天，风光秀美的海滨吸引了甘贝里尼前来度假。在海中畅游的同时，喜欢园艺的甘贝里尼竟在不经意之间冒出了一个古怪的念头：能不能在水下种点菜？

尼莫花园的创始人赛吉尔·甘贝里尼受水肺潜水启发，决定在海底种菜。

如果对当地的自然条件有所了解的话，就能理解为什么甘贝里尼会有这样的想法了。意大利北部的沿海地区多以山地为主，地形险峻，人口众多，耕地资源紧缺。该地最有名的美食青酱是吃意大利面时的必备佐餐，其原料罗勒常常在海边的悬崖峭壁上扎根生长。如果在海底也能种菜，那该有多好！

甘贝里尼当然也不是毫无把握地做白日梦。大洋珊瑚集团自成立以来已经有60余年的历史，是一个中等规模的家族集团，旗下的两家公司分别位于美国的加利福尼亚和意大利的热那亚，主营产品是潜水设备和安全防护设备。要在海下开辟农场，这可是得天独厚的有利条件。打了一通电话之后，甘贝里尼正式踏上他的逐梦之旅，甚至还说服了儿子一起参与，他们给项目起了个好听的名字：尼莫花园。

设备齐全监测水下“生物圈”

尼莫花园2012年创立，位于诺利海边靠近港口城市萨沃纳的地方，由几个部分组成。主体是海底农场，占据的水域面积约100平方米，距离海岸线约100米远，由5个用透明塑料材料制作而成的充气“生物圈”组成，并通过28根绳索固定在海底，看起来就像带着锁链的大气球，悬浮在水面以下6至10米深的海中。大气球内部由金属架支撑着，约有2000升的空气，出于安全考虑，这些空气会用潜水舱里的空气定期进行更新。

每个“生物圈”都配有一个步梯，供潜水员爬进去种菜。

每个“生物圈”都配有一个步梯，供潜水员爬进“生物圈”内种菜，操作时潜水员的上半身其实是露出水面的。每个“生物圈”中都有两个联网摄像头，随时从顶部进行动态监测。每个“生物圈”里都装有传感器，随时监测着二氧化碳、氧气、空气湿度和亮度；此外还各有一个陀螺仪，用来监测“生物圈”的是否保持稳定。

在“生物圈”的中间有一个高3.5米、直径3米的金属框架结构，重约半吨，被称为“生命之树”。除了象征意义之外，它的内部藏着很多通往各个“生物圈”的电缆，并且可以控制整个农场的照明。这里还装有一个水平的广角联网摄像头。

“生物圈”中间有一个高3.5米、直径3米的金属框架结构，重约半吨，被称为“生命之树”，内部装有电缆。

控制塔设在岸上，从这里既可以与水下作业的潜水员保持即时通讯，还能随时监测“生物圈”中的动态，并通过上传数据和图像，将“生物圈”中的科研资料放到网上进行实时共享。

光照足、温差小

虽然位于海平面以下，可是“生物圈”内的植物完全能够享受到阳光浴，虽然亮度比在陆地上弱，但足以满足生长需要。在陆地上，正午时分阳光直射时的亮度在32000～100000勒克斯之间（勒克斯是衡量亮度的单位），除此之外白天的亮度一般为10000～25000勒克斯。经监测显示，“生物圈”上面的海水会使亮度减少约8000勒克斯，而由于“生物圈”的外表材料透明度极高，光线经过大气球时仅亮度损失不到6%。适合人阅读的亮度约为300至700勒克斯，所以“生物圈”里的白天并非像想象中的那样漆黑一片。当然，到了夜里这里也一样没有光明。

与陆地相比，水的比热容较大，所以海中“生物圈”内的温度非常恒定，白天和夜晚之间的温差仅有3至4摄氏度。同时，受日照的影响，“生物圈”内部的温度略高于海水的温度，以7月下旬为例，“生物圈”内的峰值温度曾达到过30至31摄氏度，而海水的平均温度大约在28摄氏度以上，这种温度与典型的热带气温极其接近。

“生物圈”中的湿度、温度稳定，几无外来病虫害威胁，光照较充足，所以作物生长速度比在陆地上要快得多。

淡水供大于求无病虫害

“生物圈”刚启动时，其内部的淡水是由潜水员携带进去的，它其实是海水经过了脱盐处理。而之后“生物圈”内的淡水则完全可以“自给自足”。这是因为“生物圈”内的温度高于海水的温度，蒸发出来的水分很容易在“生物圈”壁上凝结成水滴，这些淡水在物理化学性状和感官特性上，完全符合意大利政府对灌溉用水的要求，收集起来之后，添加些矿物质营养素（尼莫花园的研究者们已经开始考虑就地将海草深加工成肥料），可以用来灌溉作物。

“生物圈”中的相对湿度比非常高，晚间可以达到97%，白天略低，但也有85%。普通植物正常生长所需的相对湿度在70%至75%之间，所以“生物圈”内的淡水实际上是供大于求的。这既是问题也是机会，因为过多的淡水容易使“生物圈”内滋生霉菌等，但若能充分利用，又可能给淡水匮乏的地区带去福音。

“生物圈”内的气压是人为施加的，比陆地上的正常气压大。目前的数据显示，这对作物的生长似乎并没有什么不良影响，反而会促使种子更容易萌发，而且植物中精油的浓度会更高。

实践证明，“生物圈”中的湿度、温度非常稳定，几乎没有外来病虫害的威胁，光照又比较充足，所以作物生长的速度比在陆地上要快得多。曾经有一年，由于实验故障，中间曾发生过4次作物“死翘翘”事件，可到最后还是喜获丰收。

运转全靠绿色能源

2012年夏天，一个“小个子”“生物圈”初次下海，绿罗勒种植成功！

2013年夏天，农场又添两个“生物圈”，容积达到800升。潜水员可以进入“生物圈”内种植绿罗勒直至收获。一家私立研究机构将水下罗勒与陆生罗勒进行对比后发现，不仅味道毫无区别，而且水下罗勒的精油和叶片含量（72.94%）比陆生罗勒（57.13%）高出一大截！

2014年夏天：新增“生物圈”的“块头”达到了2000升；又增加了一种沙拉植物，收获时做出了美味的青酱和满盘的沙拉！

2015年夏天：“生物圈”总共达到8个，包括2个50升的无人“生物圈”、1个2000升的刚性“生物圈”（金属材质，坚硬不易变形）。研究团队开始设计不同形状、大小和材质的“生物圈”。种植品种扩大，包括莴苣、西红柿、豆类、蘑菇、薄荷和百里香等，甚至还有花卉。由于湿度较大，并非所有植物都能快乐成长，但绝大多数都栽培成功。

2016年：增加5个直径达2米的刚性“生物圈”，安装了“生命之树”。供电采用太阳能，整个体系运转实现了100%依靠绿色能源；开始种植医用和化妆用途的特种作物；第一次开始尝试在冬季进行试验（此前意大利政府只允许在每年的5～9月开展试验）。

“生物圈”内的作物品种不断增多变身海洋保护动物栖息地？

尼莫花园距离成为真正规模化的海洋农场，还有很长的路要走。可是即便如此，它确实让人们看到了一道曙光，照向日渐走入困境的现代农业，特别是给那些缺地、缺水地区带来了全新的解决方案。

更让人欣喜的是，尼莫花园的“园丁”们一边“种菜”，一边还在不停琢磨着别的新点子，可谓脑洞大开。“生物圈”的原理并不复杂，甘贝里尼们已经设计出了可以放在水族箱里的“迷你“生物圈””，它外形精致小巧，让人们在家里就能欣赏“水中花园”的美景。

不知是由于光线还是温度的原因，“生物圈”周围常常会出现海马、蟹类等，它们甚至会进入“生物圈”内好奇地打探一番。人们设想这些“生物圈”今后可能“变身”为海洋保护动物的人工栖息地。

在普通的水肺潜水活动中，人们看到的东西大同小异，尼莫花园如果把“生物圈”扩展成水下旅游景点，或许会吸引更多游客前往“水晶宫”里畅游一番呢。

“生物圈”里特殊的环境对植物生长有何影响？能不能大规模地培育出微量元素含量特别高的蔬菜，比如含有大量铁元素的芹菜？“生物圈”作为性价比很高的水下实验室，能不能进行更多学科领域的观测和实验……相信在不久的将来，答案都会一一揭晓。

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