科技模块3——农业设计
农业总体理念:
传统农业高度依赖耕地和气候条件,土壤肥沃和雨热充足的土地一直是有限而珍贵的资源。为了应对未来人口的膨胀,有必要降低农业对外在自然环境的依赖程度,因此我们的世界将很大程度上采用无土栽培、室内种植等技术。除了外在依赖性,粮食浪费也是农业的一大痼疾,对此,我们的世界将利用大数据精细化控制粮食产量,采取适当的分配制度和生产制度,减少冗余产量造成的浪费,同时尝试在百万立方的小型社会中使节约意识深入人心。在经济作物方面,兼顾观赏性和实用性,发展采摘园、花卉主题风景区,丰富居民生活和粮食供给。
供给目标:
人口:816(出发前选择)+163(乱入)+66(移民)=1045
每人营养需求:主粮400g每天,蔬菜400g,肉类150g,水果100g,奶类及豆类150g,油脂25g.
总计(全世界每年):主粮154111kg,蔬菜154111kg,肉类57791kg,水果38527kg,奶类57791kg,油脂9631kg.
计算公式:年消耗量=总人数 *365 /(1-食物浪费率) *每人每天营养需求
年消耗量=1045*365/0.99*每人每天营养需求
(注:移民使得食物供给需求增加6.3%)
- l 农业区总体布局:
1. 中央产粮区:
(1)概述:设置垂直农场,以下称为FTW(Feed The World)大楼,负责粮食作物、蔬菜、油料作物的生产。大楼共25层,地上22层,地下3层。顶层为中央控制室,地上部分从上往下依次为香料层、油料层、药物层、蔬菜层、养殖层、主粮层。分配层数分别为1层、2层、2层、5层、1层、10层,(除养殖层外)每层种植不同品种的作物,并且配置有光温控制系统。地下部分为低温贮藏层,储存各类种子和各类农产品。地上地下之间有空调系统进行热量交换,满足两者高、低温的设计需求。1~20层分为生长区,科研区,控制区。生长区占大部分面积,科研区用于优良种子的研究,控制区实时监控光、温、CO2的情况。第11层分区块进行牛、猪、鸡的养殖。
(2)占地:圆柱形区域,直径70m,绝对高度差60m.体积:230907m³。
(3)人员:顶层2人(部长和秘书长),往下每层一人,负责监管系统运行情况。共计25人。
2. 水果主产区:
(1) 概述:进行集约化的果树种植,果树排列规整紧密,适合机器采集成熟的水果。种类包括亚热带适合的水果柑橘、梨、猕猴桃、葡萄。
(2) 占地:圆环形区域,内径35m,外径65m,面积9425㎡,高度按果树平均高度3米记,体积为28274m³。
(3) 人员:每个分区两人,共计8人。
3. 水果采摘园
(1) 概述:果树种植较稀疏而杂乱,营造出丰富的空间感,且不对路面起伏进行平滑处理,以提供更真实的采摘体验。通过门票数量的控制实现水果产量和采摘量的平衡,未被挑选的劣果任其自由脱落。因而不需如主产区专人采集成熟果实。
(2) 占地:圆环形区域,内径65m,外径105m,面积21363㎡,体积64088m³。
3) 人员:秩序维护共8人,果树清理与种植4人。共计12人。
4. 花田
(1) 概述:用极具观赏性的花儿为世界增添色彩,主要包括杜鹃、茶花、桂花、百合。采集部分花瓣用于生产饮品。供居民消遣游玩,也负责满足XXG节祭祀时对花卉的需求。
(2) 占地:圆环形区域,内径105m,外径140m,面积26939m,高度按1米记,体积共计26939m³。
(3) 人员:每种配备两人,负责花朵的日常呵护,同时研究通过嫁接,杂交(与中央大楼科研部合作)培育珍稀品种的方法。共计8人
5. 总计:占地35w m³;人员:53人。
- l 采用主要技术:
垂直农场:
雾化:雾培技术又称喷雾栽培、气雾培,它是所有无土栽培技术中根系水气矛盾解决得最好的一种形式,同时它也易于自动化控制和进行立体栽培,提高温室空间的利用率。
智能温室养殖技术
- l 粮食作物:粮食作物具有需求量较大且固定的特点,为提高粮食供给稳定性,有必要建立粮仓,人工控制作物生长条件,做好极端天气等突发情况的应对准备,实现粮食供给的多重保险,确保居民的粮食安全。
- 1) 水稻:选种:选用目前最高产的杂交水稻“湘两优900”和口感较优的“五优稻2号”等,满足居民的多层级需求。
- 2) 玉米:选种:采用“华耘黑糯501" “科甜糯8号"“浙科糯8号”“先甜糯868"“美玉糯16号”五种玉米混种的方式。通过对产量、品质、抗性等进行综合对比,上述5个鲜食糯玉米品种较适宜在舟山市海岛地区进行推广种植。
- 3) 土豆:荷兰15号,亩产达到4000kg。
- 粮食需求:根据中国人推荐膳食结构,每人每天摄入谷类应在300~500g,取400g。0.4kg*1045*365=154111kg. 本世界采用的水稻种类产量按亩产799.4kg记,提供60%的谷类;玉米产量按亩产994.8kg记,提供20%的谷类;土豆产量按4000kg记,提供20%的谷类。则需的有效耕地面积.在FTW大楼的底10层实现。
- l 经济作物:
经济作物种类繁多,为满足人们多样化的需求,推广植物工厂技术。在植物工厂中,完全可以根据植物的生长习性,提供最佳的生长环境,因此生产的植物包罗万象,品种丰富。将在FTW大楼的11~20层和外围环绕带实现。
蔬菜:大白菜、鸡毛菜、通心菜、油麦菜、番茄、辣椒、茄子、黄瓜、冬瓜、南瓜、丝瓜等。
水果:梨、苹果、芒果、桑葚、樱桃等(春季)、葡萄、西瓜、荔枝、李子、杏子、桃子等(夏季)、石榴、猕猴桃、枣、山楂等(秋季)、柑橘、橙子、柚子(冬季)
花卉:
种类:茶花、杜鹃、百合、桂花;罂粟(严格管控,用于化工生产)、
分布:主要分布在花田区;在居住区的绿化带、阳台也会有分布,作为点缀。
用途:提取、制作香料;制作鲜花饼等食品,具有食用价值;入药、,制作麻醉药具有药用价值;装扮居住地,宁静安神,纾解压力,具有美学价值。
油料作物:油菜。油菜运往工厂制备植物油。与海产品制备的动物油共同满足世界对食用油的需求。
糖料作物:甜菜,甘蔗。
豆类:黄豆、红豆、绿豆、黑豆、豌豆、蚕豆等。其中黄豆除直接食用外还将被用于豆奶的生产,满足一部分奶类的需求。
- l 渔业:提供每年50000kg的肉类
由于花鸟岛上畜牧业收到一定的限制,渔业将承担起大部分动物蛋白的供应任务,因此,充分利用渔业资源将是重要的。考虑到第一批居民人口数量级较小,在第一个世纪内不对捕捞量加以限制,由市场自由调控,但仍要求捕捞点每年更换。
- 1) 捕鱼:花鸟岛地处著名的舟山渔场中心,水产品资源丰富,被称为“东海鱼仓”和“海上牧场”,盛产带鱼、大小黄鱼、墨鱼、鳗鱼和蟹、虾、贝、藻等500多种海洋生物。嵊泗县还被中国渔业协会授予“中国贻贝之乡”称号,拥有全省最大的贻贝产业化基地和深水网箱养殖基地。我们的世界将设立10人的捕捞队,在捕捞季捕捞各类水产品,部分作为应季食品即时投入市场,部分进行适当处理,做成相对耐储存的产品等,在下一个捕捞季到来前填充海产品的空白。
- 2) 海钓:资源是海钓产业存在和发展的基础,舟山市素有“东海鱼仓”之称,宽阔的大陆架、充足的日照、寒暖流交汇等诸多因素使得舟山渔场成为多种经济鱼类洄游的必经之路。并且海钓品种大多独具一格,舟山市的石斑鱼、鲷科鱼类在海钓界属珍稀、优质品类,目前在亚洲附近海域均难以觅得。据此,我们将定期举办海钓节,居民所获得幼年鱼放生,成年鱼类都归己所有。
- 3) 海产品的衍生产品:从鱼类中提取油脂,制成动物油(金龙鱼油1:1:1);将鱼类进行腌制,制成咸鱼、小鱼干;鱼子酱。
- l 畜牧业:在FTW大楼的第11层实现,提供每年15000kg的肉类。鸡、猪、牛各5000kg。
分类:
鸡肉:一只出栏的艾维茵白羽肉鸡大约3.5公斤,从破壳到出栏约需42天。每年消耗164只鸡,则养殖200只鸡。
猪肉:肉猪出栏时间约6月,出栏重量约100公斤。每年消耗25头猪,则养殖50头猪。
牛肉:肉牛出栏周约1-1.5年,优良品种的肉牛体重量在500公斤以上。每年消耗10头牛,则养殖20头牛。
说明:饲料来源于无食用价值的水稻秸秆和部分玉米粒,以及被人们浪费的食物。而禽畜的粪便将被收集,作为农作物的肥料。
参考文献
- [1] 23个鲜食糯玉米品种在舟山海岛地区的种植比较试验.严中琪,张琪晓,朱家骝.2021(05)
负责人员:巫医