农业

一．整体规划

根据人类营养金字塔的要求， “金字塔"的第一层是最重要的粮谷类食物，它构成塔基，应占饮食中的很大比重。每日粮豆类食物摄取量为250—400克，粮食与豆类之比为10:1。

“金字塔"的第二层是蔬菜和水果，因此在金字塔中占据了相当的地位。每日蔬菜和水果摄入量250—450克，蔬菜与水果之比为8:1。

“金字塔”的第三层是奶和奶制品，以补充优质蛋白和钙。每日摄取量为300克。

“金字塔”的第四层为动物性食品，主要提供蛋白质、脂肪、B族维生素和无机盐。禽、肉、鱼、蛋等动物性食品每日摄入量为100——200克。

“金字塔"塔尖为适量的油、盐、糖。
      为了满足以上需求，我们采用植物工厂与开放式传统农业相结合的方式来为我们的居民提供日常饮食需求。
      本世界人口为1280人，考虑到可能存在的人口膨胀以及必然存在的粮食浪费，将粮食生产的规模设为1600人次（多余部分进行储存，且按最低需求生产）。因此年粮豆类需求为142400kg，蔬菜和水果需求约为142400kg，奶和奶制品需求约为170880kg，动物性食品需求约为56960kg。

二．渔业

鱼获：长颌白鲑、西伯利亚鲟、哲罗鲑、细鳞鲑等。

由于鱼类并非世界蛋白质的主要来源，以小规模渔船捕捞为主，渔业爱好者组织垂钓活动为辅进行渔业生产。

为保护伊犁河等水域的生态环境，本世界将不进行养殖活动，并将每年2月15日至5月31日定为禁渔期（每年禁渔期可能存在细微调整），用以促进渔业资源的可持续发展。

三．畜牧业

畜牧业以牛、羊、马养殖为主，采取暖季放牧、冷季舍饲生产模式，以实现品质与产量的双赢；禽类养殖、毛皮生产等以规模化养殖场方式进行生产；伊犁黑蜂以传统蜂箱的方式进行养殖。

畜牧业大力推进畜禽养殖全程机械化，新疆褐牛养殖机械化率达到80%以上，生猪、蛋鸡、肉鸡规模化养殖机械化率达到70%以上，肉牛、肉羊养殖机械化率达到50%以上，大规模养殖场基本实现全程机械化。

同时，开展优质饲草料“种、收、贮、加、送”、粪污资源化利用。病死畜禽无害化处理、畜产品贮藏、安全净化防疫等环节。

肉用：中国美利奴羊（新疆型）、伊犁白猪

毛用：青河绒山羊

肉毛兼用：新疆细毛羊

乳肉兼用：新疆褐牛、伊犁马

肉用及药用：马鹿（鹿茸、鹿角、鹿肉）

蜂蜜来源与植物受粉：伊犁黑蜂及其他昆虫

毛皮生产：水貂、麝鼠、水獭、白鼬、旱獭

禽类：肉鸡、蛋鸡

四．种植业

植物工厂：

粮食种植：小麦、稻谷、伊宁玉米

药用：霍山石斛、金线莲、人参、蛇足石杉、阿魏菇、马尾杉等

糖料作物：甜菜

观赏作物与香料提取：康乃馨、蔷薇、菊花等（特殊用途）

蔬菜（食用菌、豆类）：

阿魏菇、花芸豆、昭苏大蒜、冰草、养心菜、芦笋、娃娃菜、松花菜、卷心菜、胡萝卜、西红柿、马铃薯、四季豆、芹菜、香菜、油菜、白菜、莴苣、茄子、辣椒等

牧草：增润草、甜象草、黑麦草、皇竹草

农田种植：

纺织原料获取：棉花、亚麻

油料作物：油葵、油菜

制酒：啤酒花

药用（山地种植与采摘（本土药材））：

红花、啤酒花、花芸豆（抑制肿瘤）、甘草、天山雪莲、牛蒡、紫草、新疆阿魏等

观赏作物与香料提取：

白番红花（3月）、顶冰花（3月）

杏树（4月）、桃树（4月）、毛茛花（4月）

郁金香（5月）、金莲花（5月）、红花（5月）

薰衣草（6月）、勿忘草（6月）、天山缬草（6月）、白头翁（6月）、火绒草（6月）、新疆花荵（6月）、橙舌飞蓬（6月）

油菜花（7月）

芍药（8月）、党参（8月）、贝母（8月）

油葵（9月）

阳台农业与田野种植：

水果（种植具有新疆特色的水果）：

打瓜、喀拉布拉苹果、喀拉布拉桃子、霍城树上干杏、哈密瓜、石榴、葡萄、无花果、巴旦杏、桑椹、梨、阿月浑子、核桃、沙棘

五．技术支持与农业场景设计

植物工厂雾培技术

雾培,就是使植物的根裸露在营养液雾化的环境中，进行快速生长的一种栽培技术。

这种技术的产生，得益于自然造化给人的启示。在大自然中，有很多植物不是生长在土壤中, 水中、基质或营养液中，而是直接悬长于空中形成壮观的气根世界。

气生根在空气中吸收水分、养分。所以当空气中的湿度适合于根系或根原基发育时，这些气生根就会本能性地自然形成。这种现象在热带雨林气候中特别多见。

优势：

1、雾培技术是最核心的技术，它实现了水、肥、气同补，优化了植物的根域环境。
     2、雾培技术实现了水循环利用，是一种最节能的栽培技术。雾培技术在生产过程中把多余的，回流到营养池再利用，大大节约了水、肥资源，降低了成本，而且零污染，零排放。它的用水量是土地栽培的三十分之一，是滴灌用水的二分之一，是水培（营养液栽培）的五十分之一。
     3、使植物吸收水肥更快。雾培技术，是把水通过水的雾化系统，使水分子粒更细，更容易被植物吸收，大大促进了植物的代谢功能的发挥，所以根系无任何障碍地快速生长，植物生长得更快，产量更高。
     4、适应栽培的品种更多，范围更广。基质栽培技术只能对陆生根植物进行栽培，水培技术（营养液栽培）只能对水生植物和少量的陆生植物或气生植物进行栽培。而用雾培技术繁育植物苗，能满足陆生、水生和气生的需要，如蔬菜、瓜果、苗木、花卉、药类、牧草、水稻、小麦等。
     5、雾培技术在栽培形式上具有更大优势。目前为止，植物工厂大都以平面栽培为主，还没有把立体栽培达到最大化。雾培技术的产生，为真正的立体栽培成为可能，成为现实。

例如，采用立体栽培柱栽培，栽培柱直径为1m，高为2m，那么直径为1m的圆形平面，仅0.78㎡只能植二十株菜，而在这样的平面上采用立体栽培柱，则可以定植五百四十株菜，是平面栽培的二十七倍。

植保无人机

植保无人机，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

植保无人机具有作业高度低，飘移少，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等诸多优点。另外，电动无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量，节约90%的用水量，这将很大程度的降低资源成本。

阳台农业

阳台农业是在一定高度的阳台或楼顶所进行的农业生产活动，由脱离土壤的各种新型栽培方式所组成，可以视为建在阳台上的小型植物工厂。

阳台这微小的农业空间可以充分利用光资源实现技术、资金、人力的高度密集式生产，再利用这个特有空间具有的空间效应可实现立体式高效率栽培。

阳台农业具体有以下几个优点：

1.绿色环保：能避免环境的污染，过量化肥、农药的使用，蔬菜瓜果有害物质超标。

2.轻松种植：小菜园产品的培养液是由多种营养素科学调配而成，营养均衡，种植过程不需施肥。小菜园产品在无土养液栽培过程中所涉的养液循环、温度极限控制、湿度的调节等，根本不需人为调控与管理，计算机系统可智能地帮你实现，

3.美化居室：小菜园产品可以种出色彩斑斓、多姿可人的蔬菜和水果，摆放在阳台、窗台、居室都可起到绿化美化和家居装饰的效果。

种质库

贮存条件：温度-18℃，相对湿度低于50%。预计寿命可延长到50年以上

贮存对象：进行农业、工业生产所需的各种农作物与伊犁本地野生植物（特别是濒危物种）。

运营方式：由电脑实现全自动化取用、填充、运输。以达到节省劳动力的目的。

建设目的：保证世界农业不因不可预测因素而遭受毁灭性打击。

农业科研院

为了持续推进优良品种的培育和防止农作物因为感染病毒而退化，优良畜牧品种退化以及大型病虫灾害的爆发等情况，特设立农业科研院来维护农业生产的正常进行以及先进农业技术的开发。

畜牧业机械化系统

该机械化系统由计算机统一调控，实现畜牧业生产的自动化，用以解放劳动力。下列是具体组成成分。

1.草原建设机械

为保护、改良和建设天然草原而使用的各种专用机械。除牧草补播机外，主要有畜群围栏设备和毒饵撒播机等。

畜群围栏设备

主要由高电压脉冲发生器和铁丝围栏组成，由脉冲发生器发出的高压电脉冲通向围栏铁丝,当牲畜触及铁丝时，即因受到脉冲刺激而退却,由于放电电流小，放电时间在0.01秒以内，不会伤及人畜。

毒饵撒播机

用于消灭草原鼠害。毒饵箱的底部设有螺旋输送器和排饵口。作业时，螺旋输送器将毒饵从排饵口均匀排出，经导饵管送入风机的出口喷管，随高压气流喷出，撒在地面上形成宽幅条带。

2.环境控制设备

控制和保持畜禽舍内小气候环境的设备，使之适合畜禽生长发育的需要，主要包括通风机、供暖通风设备和降温设备。此外也包括局部控制温度的设备，如养鸡场的孵化和育雏设备，养猪场的仔猪供暖保温设备等。

轴流式通风机

轴流式通风机的通风压较小,流量相对较大,安装在畜禽舍侧面墙上的排气口或进气口内，通过改变驱动电机的输入电压自动调节通风机转速。

供暖通风设备

风管式供暖通风设备是在畜禽舍的中部设置密闭的热风室，室内装设由蒸汽加热的散热器（暖气片），外界空气进入热风室内加热后用离心式通风机通过暖风管分配到全畜舍。

降温设备

畜禽舍降温设备一般在外界温度超过32℃、难以用通风办法降温时使用。为蒸发冷却装置，装在进气口内，将水喷淋在进气口百叶窗板或由铁丝网填塞刨花制成的蒸发垫上，利用水蒸发时吸收汽化热的原理来降低舍内空气温度。

3.疫舍防治机械

气雾免疫机

此机械是防治牛、羊等牲畜疫病流行的机械。由汽油机、空气压缩机、气雾喷枪、储气罐、贮液瓶等构成。汽油机动力通过传动装置驱动空气压缩机，压缩空气经储气罐稳压、冷却后，经胶管送入气雾喷枪，使贮液瓶内的药液（疫苗）在负压作用下，通过气雾喷枪喷出成10微米以下的气雾微粒,悬浮于空气中,使牲畜通过呼吸道吸入体内（肺部）产生免疫效果。

药浴设备

用于羊群进行药浴，以防止疥癣及体表寄生虫。通常由喷淋器、药液泵、待浴栏、已浴栏和淋浴围栏等组成。药浴时将羊群从待浴栏赶入淋浴围栏，对羊身喷淋药液后将羊群赶入滤液栏进行滤液，经检查后放出。

流动防疫车

相当于一个流动防疫站或兽医站和化验室，可运载数名防疫或兽医人员及时赶赴疫区，对牲畜进行诊断防治。

4.饮水设备

传统的饮水槽结构下，水质很容易被污染。现在的养殖场多采用自动化饮水器，控制饮水量，自动出水，过滤杂质，预防患病。一般有碗式猪用饮水器、鸭舌式饮水器、乳头式饮水器等，如乳头式饮水器，该自动化饮水器封闭性好，出水量大。

5. 加工设备

主要包括挤奶设备、牛奶冷却设备、奶油分离机、剪毛机和养鸡场设备中的鸡蛋采集和分级设备等。

6. 运输机械

用于运输各种饲料、活畜活禽、畜产品、畜禽粪和其他废料等。主要包括牧草装运机械、畜禽运输车、牛奶运输车、运粪车、厩液罐车、配合饲料运输车等。配合饲料运输车，即在载重汽车底盘上装一个贮料罐，罐的一端设有卸料管，能将罐内饲料直接卸入畜禽舍外的贮料塔内。

激光除草机器人

无论你是靠种植广袤的农作物为生的农民，还是试图种植出又大又红的西红柿的业余园丁，四处丛生的杂草都是一个耗时且费力的问题。

为此，初创公司Carbon Robotics推出了一台自主机器，它将这些讨厌的植物精准定位，利用计算机视觉和高功率激光器的组合来梳理田地，每小时可以清除十万株以上的杂草。

在杂草控制领域，传统的解决方案涉及密集的手工劳动或使用化学品，大范围喷洒这些化学品可能成本不低，但带有环境风险。

为了解决这个问题，Carbon Robotics公司建造了一个重达4300公斤的四轮机器人，它就像一台大型收割机一样利用计算机视觉在农作物中穿梭，寻找杂草。它依靠机载超级计算机和高分辨率摄像机来识别不需要的植物，然后用8个同时工作的150瓦激光器瞄准它们的分生组织，用热能将它们杀死，每小时可杀死10万多株杂草。

而其激光器不干扰周围的土壤，以保护其微生物。该公司称其自主除草机是提高作物产量的经济解决方案，特别是对于有机种植者和那些采用再生耕作法以确保其土壤长期健康的种植者。

（引用自腾讯网 运用激光的精准自主除草机器人 每小时可"烧死"100000株杂草）

激光除虫技术

每年全世界由于虫害造成的农作物损失高达1000亿美元。为杀灭农田害虫，农业科学家们想尽了办法，但以往的杀虫方法效果都不大理想。

化学农药，会使害虫产生抗药性，而且对农作物本身和周围环境也会造成污染；生物治虫，虽然不会引起其他公害，但被治的害虫的种类受到限制，有些害虫仍"逍遥法外"。

激光杀虫是杀虫的另一种武器。利用红宝石和二氧化碳激光器输出的激光，对一些农业害虫进行照射时，害虫纷纷死亡。科学家们发现，不同种类的昆虫，对不同波长的激光有着不同的敏感性。摸清了昆虫中各类害虫对激光的敏感波长，在用激光杀虫时便可以选择那些使害虫致死的激光波长，有目标地杀死真正的害虫，而不用担心在激光杀虫时杀死有益的昆虫。

就目前而言，Intellectual Ventures 公司已经在美国弗罗里达周农业部的站点安装了一种除虫设备——激光栅栏（PF），它可以利用摄像机探测入侵的飞虫，然后用激光把这些飞虫射下来。

 PF使用了相机和光学器件的组合来创建100米范围内的近红外光墙壁，任何飞入该区域的飞虫都将会被识别，根据列入的害虫名单，PF会用激光把识别出来的害虫杀死。

（引用自百科百度及威锋网 激光秀杀伤力：蚊子等害虫100米外被瞬间秒杀）

甲烷减排

甲烷是导致地球变暖的温室气体之一。全世界每年由反刍牲畜产生的甲烷对地球气候变暖所起的作用相当于21亿吨二氧化碳的效果，这比人类活动相关的温室气体排放量的4%还多一点。这让奶牛成为甲烷减排的诱人目标。一项新研究表明，给奶牛的饲料里简单添加一点东西就可能大量减少甲烷排放。

在新研究中，研究人员将化合物3-硝基丙醇添加到84只产奶的荷斯坦牛的饲料中——其饲料以玉米和苜蓿为基料，并连续12周监测它们的甲烷产量。据研究人员表示，这是在泌乳牛身上所做的目前为止规模最大、耗时最长的此类试验。

结果显示，对于那些饲料里含有3-硝基丙醇的奶牛而言，甲烷排放量平均下降了30%。据了解，排放量的下降在试验的前两周发生，并持续了整个测试阶段。另外，该添加剂似乎对奶牛的胃口并没有影响，同时也没有影响奶牛产奶或者是所产牛奶的构成。并且由于3-硝基丙醇加强了饲料中营养物质的消化率，接受添加物补给的奶牛实际比那些没有接受补给的奶牛更重了。

来源：贤集网 松卿 一种化合物或有助于降低养牛场甲烷排放量

原文链接https://www.xianjichina.com/news/details_3276.html

牛屁甲烷回收

阿根廷科学家最新研制一种"fartpacks"，一天可以从奶牛体内提取300升甲烷。从背包一端延伸的管子插入奶牛的消化腔，收集它们排放的气体。采集的甲烷气体能转化为充足能量，使汽车行驶24个小时。阿根廷国家农业学院研究员吉列尔莫-贝拉（Guillermo Berra）在卡斯特拉尔牧场的奶牛背上放置一个全塑储罐，用于收集奶牛每天排放的甲烷气体，每头奶牛相当于一个微型"能源站"。

植树无人机

2018年，英国工程公司BioCarbon 与无人机制造商Parrot 合作研发了一套自主种植树木的系统，每秒发射一个种子，每天可以发射播播种种子达到10万粒，而且系统可以通过监控砍伐树木的行为，打击非法伐木的行为。

据统计全球范围内砍伐树木的数量在150亿棵，而植树数量为90亿棵呈负增长，除了有大量的非法砍伐之外，主要原因是传统的手动种植速度慢效率低成本高，而有了无人机种植树木的系统比传统手动种植速度快十倍，成本减少85%，省时省力省钱，而且在一些高危地带，人类无法种植的区域，无人机也可以顺利进行种植。

这套自主种植树木系统由6架无人机组成，每个无人机都采用全球最先进的视觉技术创建3D地图，然后将6架飞机统计数据进行整理综合，确定需要重新种植的范围，然后无人机装好携带正在发芽的种子，在地图确定好的地理范围内发射种植这些种子，做到精确无误的种植，一秒钟可以发射一粒种子，每天播种种子的数量可以达到10万粒，并且每架飞机都可以携带不同的种子，做到生态化多样性的种植，可以更好的改善环境。

那无人机种植系统究竟有哪些优点呢？首先相对于人类来说，无人机种植更快种植效率高，而之前也有直升机种植树木的例子，缺点是种植范围失误太大，存活率低，而无人机种植系统由体积较小的无人机组成，可以更加灵活的种植，精确种植范围，误差很小，仅在几厘米之间。

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注：农业生产的所用农产品运输至工厂进行食品加工与贮存处理。