未來農業靠春季? 美國「地熱溫室」實現365天種植

未來農業靠春季? 美國「地熱溫室」實現365天種植

隨著氣候變暖,春天的氣溫也在上升,農業的節律也將受到影響,而美國科羅拉多州的一個小鎮卻另闢蹊徑,他們要把全年365天都善加利用。這個小鎮的地熱能也很豐富,他們的經驗對整個美國都有很好的示範意義。

未來農業靠春季? 美國「地熱溫室」實現365天種植八月裡一個炎熱的下午,波林‧貝內蒂(Pauline Benetti)和戴安‧凱爾西(Diane Kelsey)正在將蕃茄的莖綁到由木頭和金屬製成的格子棚架上,她們正試著引導其向上成長,因為蕃茄的莖總是雜亂無章的蔓延生長,有的都長成了拱狀。

這個季節正是蕃茄生長的旺季,貝內蒂和凱爾西的身高還沒藤蔓高,但她們還在精心的照料著這些植物,她們想把蕃茄好好訓練一番,使之全年都能在這種溫室大棚內朝著正確合適的方向生長。

地熱溫室夥伴關係組織(Geothermal Greenhouse Partnership,簡稱GGP)在科羅拉多州帕戈薩斯普林斯市有一項為期5年的專案,而文章一開頭提到的蕃茄種植就是這個專案的一部分。科羅拉多州西南部的小鎮有著世界上最大、最深的地熱溫泉,這裡是知名的旅遊目的地,而地熱溫室夥伴關係是一個非盈利組織,現在組織內的義工與小鎮合作,他們不滿足於僅僅發展旅遊,他們要利用這裡的可再生資源為社區種植食物,而建成的地熱溫室在全年365天都能種植植物。

帕戈薩斯普林斯位於美國西部,這裡以地熱聞名,小鎮也靠地熱來供能。現在,這裡要發展地熱種植,這對小鎮來說是一項需要開拓的新領域。

在聖胡安河岸邊的市區中心,有三個顯眼的溫室,這種網格狀球頂的溫室每個直徑有13公尺。溫室和市區古色古香的建築形成了鮮明的對比。這些溫室外觀上看起來都一樣,但每個溫室都有不同的種植任務。

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該專案的第一步是在2016年建成了三座圓頂溫室,這算是示範推廣基地。其中的一座溫室目前仍用作教育示範場所:每天都有義工前來修剪照料;有超過300名學生前來參觀以瞭解植物並進行數學和科學實踐;每週二和每週六的上午11點到下午2點之間對公眾進行開放。

「我們所做的所有事,都是在向下一代教授可持續發展農業,這種農業全年都能進行,這是一項很特殊的地方,」莎莉‧海伊(Sally High)在海拔2180公尺的溫室旁說道。海伊是地熱溫室夥伴關係的董事會財務主管,她之前也是一名環境教育工作者。

專案組與帕戈薩斯普林斯簽署了租賃協議,因此可以利用小鎮井裡的地熱水。每個溫室裡的熱交換器都能利用地熱水來加熱生活用水,到了寒冷的冬季,這些運輸生活熱水的管道就會被埋藏在溫室的地面下,而地熱水將恢復自然流動路徑。

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一座溫室就相當於一個閉合回路系統,其對資源的消耗非常少,也就是說,在植物全年生長過程中,幾乎消耗不了多少水,隨著天然地熱水回到地面,這就使溫室內全年溫度都能控制在一定範圍內,冬季最冷時夜裡有14攝氏度,而盛夏最熱時有32攝氏度。此外,水塘、風扇、噴霧系統和窗戶都能調節溫室內的溫度。這就意味著南瓜、甘藍和甜菜在一年中的每個月都能生長,而這會給這座高海拔小鎮帶來很大的好處,因為這裡的平均無霜種植季節的時間跨度還不到80天。

這種方法也可以應用到社區花園的溫室中,這些溫室預計將在2018年底前開放。當地的民間組織和社區團體會有自己的溫室,這樣他們就能種植食物以補給他們的社區。

還有一種創新型溫室將於2019年開放,這種溫室能創造復合養殖環境,在這種共生系統中既養魚又種菜,魚的排泄物能當做植物的肥料,而植物則能過濾魚生存的水質,這種復合系統用水量相當於傳統土壤種植用水量的十分之一。這是一個受控的環境,所以除了展示或參觀期間,溫室不會對公眾開放。

「農民的市場是季節性的,而現在這種創新能使科羅拉多州農業實現全年供給,」海伊說道。海伊認為帕戈薩斯普林斯的溫室實踐既能推動小鎮旅遊又能帶動經濟發展。「我們的地熱資源還沒有得到充分利用,其價值還未得到充分發揮。」

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在1800年代,美洲印第安人中的尤特人首先發現了該區域的溫泉有益健康。一個多世紀以後,也就是1982年,這座小鎮在美國能源部的幫助下,啟動了地熱供暖系統。小鎮利用地熱水不僅為大約60個當地企業和居民住宅提供熱量,還能融化市中心人行道上的積雪。整個美國大約有20個這樣的系統,包括愛達荷州首府博伊西和加利福尼亞州南部城市聖貝納迪諾。

「地熱全年364天、全天24小時都能供能,這和太陽能、風能那種斷斷續續的供能不一樣,」海伊說道。「這個直接使用的專案絕對是可以複製的。」

帕戈薩斯普林斯不是唯一一個用地熱生長植物的城市,但在美國,這種應用還很少見。美國國家可再生能源實驗室(簡稱NREL)在2017年2月份的一項研究中統計了美國地熱直接利用設施的數量,結果顯示僅有29座這類溫室。

「除了能供能,地熱還有個獨特之處,即能為社區提供其他服務使之變得更加自立,」國家可再生能源實驗室的地熱能源專案主管凱瑟琳‧揚(Katherine Young)說道。

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一提到地熱能源,大家就會集中討論冰島。在冰島,地熱資源發電量不僅占全國總發電量的25%,而且90%的家庭都由地熱供暖。其他歐洲國家也會能接觸到中等溫度到低溫的地熱資源,但這種地熱資源不像高溫地熱那樣更適合發電。即便如此,歐洲至少有13個國家在溫室或其他應用中利用了地熱能。

但目前美國還沒有充分利用起自己的地熱潛力。美國能源部表示,「美國已安裝的地熱能容量超過3.7千兆瓦,在引領世界發展地熱,」其實這些大部分集中在西部。但是,2006年麻省理工學院的一項研究發現,如果在未來的50年裡加大技術投資,美國將有可能從地熱中獲得超過100千兆瓦的電力供應,這相當於整個國家電力需求的10%。美國能源部在去年宣佈將對6個深層地熱直接利用專案投資400萬美元。

「在美國地下,到處都是大量的熱能,而且都能利用起來,」凱瑟琳說道。「地熱可以在美國能源經濟中發揮重要作用。」

到目前為止,地熱溫室夥伴關係專案主要由補助金資助、由義工進行管理。最近,科羅拉多水利規劃與科羅拉多水資源保護局對該專案提供了17.45萬美元的資金。但隨著最後一個溫室快要完工時,該專案團隊希望招聘一名現場經理,這也是他們的第一位僱員。私人捐贈、將溫室的產品賣給餐館和農貿市場獲得的收入都是該專案的資金來源。此外,教育示範溫室每週會開放兩天,遊客也可購買這裡的蕃茄和生菜,其中的一些產品也會賣給農貿市場。

今年夏天,在教育示範溫室沙拉種植園中的部分蔬菜已免費提供給了有需要的兒童,這是免費夏季食品計畫。百年紀念公園,也就是溫室站點所在地,這裡的社區活動非常豐富,既有烹飪課程,又有早餐,還有教育演講。

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對於像塔克‧海恩斯(Tucker Haines)這樣的當地年輕人來說,教育示範溫室提供的不僅僅是一個學習種植或食用新鮮食物的機會。上一學年的每個星期一,13歲的海恩斯都會從帕戈薩斯普林斯中學步行到地熱溫室夥伴關係公園。海恩斯的數學老師認為,親身實踐將有助於學生理解數學公式與分數。海恩斯和他的同學們測量了種植區的尺寸還有植物的高度,並記下了種子發芽的日期。「一般課堂上的數學課我聽得不懂,」海恩斯說道。而現在,突然之間,數字開始變得有意義。「這使數學變得有趣,」海恩斯的媽媽南希‧海恩斯(Nancy Haines)說道。

海恩斯的經歷證明了學生們能從這些專案中受益,而地熱溫室夥伴關係的成員在10年前開始執行這項任務時就希望專案能發揮這種作用。「這個生機盎然的實驗室正好位於市中心,」帕戈薩斯普林斯助理規劃師辛蒂‧舒爾茨(Cindy Schultz)說道。「這個專案使人們看到了一切皆有可能。」

資料來源:Are hot springs the future of farming?

本文授權轉載自網易科技

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