垂直农业是在建筑物内垂直堆叠种植植物的做法。这使得人们可以在靠近消费者的地方种植蔬菜，例如在超市旁边。由于垂直农场的条件完全受控，农作物也可以在沙漠或寒冷、的地区等极端环境中生长。

然而，在大规模实施垂直农业之前，需要解决几个挑战，例如高能耗。瓦赫宁根大学及研究中心的研究表明，更智能地使用人造光可以节省大量能源。植物的健康状况也会得到改善。

在垂直农场中，生长条件的每个细节都可以控制。这对于高产、优质和高效利用水和植物营养等资源至关重要。为农作物创造最佳条件需要大量能源消耗。此外，恒定的环境条件也是许多垂直种植系统的一个特点。

例如，植物生长所需的灯每天都会发出相同量的光，恒温器也总是保持相同的设置。研究人员得出结论，这通常是不必要的。

瓦赫宁根大学及研究中心的LeoMarcelis表示：“采用更具活力的方法可以显著降低能源成本，同时工厂发展保持不变甚至得到改善。”

可变的“照明计划”

研究人员表示，照明起着关键作用：植物需要光进行光合作用，而不同的光波长(我们称之为颜色)会以各种方式影响植物的生长。“由于植物并不总是需要相同的光来实现最佳生长，因此动态环境控制可以更好地满足植物在不同时间的特定需求。这可以提高植物的生长和品质，”Marcelis说。

它还可以智能地应对能源价格波动，在电价较低时使用更多电力，从而节省成本。动态环境控制提高了垂直农业的效率，增加了这种种植方法在未来成为温室农业可行替代方案的可能性。

开发模型

研究人员利用植物生理学知识、新传感器和建模技术开发了一个模型。此外，还使用了专门为垂直农业种植的植物品种。该计算机模型旨在保持植物全天光合作用恒定，同时最大限度地降低电力成本。研究表明，只需在一天内改变光照强度，就可以将成本降低12%。

研究人员还研究了光照强度变化对菠菜等叶类蔬菜生长的影响，这些蔬菜通常在垂直栽培系统中种植。他们发现，即使植物暴露在不规则变化的光照强度下，而不是固定模式的光照下，也不会产生负面影响。

温室园艺的机遇

在传统温室中，光照强度和温度等生长因素也可以进行动态控制，因为太阳能和风能等可持续能源的使用越来越多。这些能源的供应不稳定，导致电力供应和价格大幅波动。温室和垂直栽培系统都可以通过应对这些波动而受益。

开发新品种

专为垂直种植系统开发的新品种有助于提高垂直农业的利润。这些品种可以根据受控环境中的条件进行专门定制。此外，与现有品种相比，这提供了更多机会，可以专注于改善风味和营养价值，而不是硬度和保质期，而这通常是迄今为止的重点。

研究人员表示，在垂直农业能够充分促进粮食生产之前，还必须解决其他关键障碍。例如，许多提出的解决方案尚未得到广泛测试。此外，使用垂直种植系统的农民需要良好的传感器和模型来最佳地控制环境因素。

“如果我们动态控制垂直农场的环境因素，我们就可以降低能源消耗和成本。反过来，这将提高这些农场的盈利能力和可持续性，”马塞利斯总结道。