华南植物园对都市楼顶双层水培蔬菜生产体系的可行性研究获进展

2050年，世界人口将到达98亿。为如此庞大的人口提供新鲜食物是未来的一大挑战。因此，大力发展农业是必然趋势。但是，要进一步依靠传统农业来满足人类需求，将会带来严重的环境问题；而且随着城市化的推进，优良的耕地和农村人口正在逐步减少，令传统生产面临巨大压力；此外，由于种植区距离市中心越来越远，食物里程数增加，相应的包装、保鲜和运输成本也会随之上涨，进而使物价升高。楼顶农业是都市农业的一种，它可以有效地利用城市空间进行耕作以弥补城市化过程中失去的种植面积，而它的产品也能向消费者就地供应，大大减少包装运输所带来的污染并节约成本，是传统农业的有效补充方式。

从2012年开始，中科院华南植物园分子生物分析及遗传改良研究中心苏韵琳博士等在区永祥研究员的指导下展开了对楼顶农业的研究，并在2016年发表了题为“Rooftop production of leafy vegetables can be profitable and less contaminated than farm-grown vegetables”（Liu et al., 2016 Agronomy for Sustainable Development 36: 41）的论文，说明了在楼顶生产水培蔬菜的优点以及它在广州实施的可行性。然而，当时的研究所采用的生产模式并不能带来较大的利润，可能难以吸引投资者的兴趣。因此，该团队对其他的种植策略进行了探索，希望通过提高产量以增加经济收益。我园的苏韵琳工程师等人设计了带有反光板的双层水培种植装置。在这种装置中，舍弃了对人工光源的使用，利用节能低成本的方法，将阳光通过反射板照射到底层，促进底层作物的生长（图1）。使用这种装置并结合适当的栽培策略，能有效地增加楼顶蔬菜的产量，提高楼顶农业的经济效益。据估算，若以该方式进行生产，经营150 m2的楼顶蔬菜大棚，将可获得接近广州人均收入的月利润，而且，如果把广州的所有楼顶面积都可用于蔬菜栽培，其总产量将能满足广州人口对蔬菜的基本需求。该研究结果有望能吸引更多人对都市农业的关注，以推动这项有利于人类可持续发展的事业的发展。

相关研究已近期发表在国际学术期刊Urban Forestry & Urban Greening（《城市林业与城市绿化》）（(2020): 54: 126766； 影响因子：4.021）上。该研究得到的国家重点研发计划项目和中国科学院项目资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ufug.2020.126766

图1：楼顶双层种植模式与反光系统。