受控环境农业结合了节能、透明的太阳能电池板；低能干燥剂冷却；耐盐食用植物；和藻类生物技术。图片来源：© 2020 KAUST；伊万·格罗米乔
利用沙漠海岸可用资源种植农作物的高效温室综合体可以改善数百万人的粮食安全。
可以利用新兴技术，利用中东和北非 (MENA) 地区炎热潮湿的沿海沙漠的优势来种植粮食和其他作物。
KAUST 研究人员呼吁在新型太阳能电池板、空气冷却技术和耐盐农业进步的支持下建造新一代的大型温室综合体。他们的概念可能会在世界各地的沿海沙漠地区引发一场可持续农业革命。
“受控环境农业 (CEA) 使用集成系统来促进大规模的可持续本地作物生长，”合成生物学家 Kyle Lauersen 说。 “我们的愿景结合了 KAUST 目前正在开发的几种技术：节能、透明的太阳能电池板；低能干燥剂冷却；耐盐食用植物；和藻类生物技术。”
中东和北非地区的沿海地区拥有充足的海水和全年强烈的阳光。 CEA 使利用海水种植耐盐作物成为可能，例如新发现的西红柿和绿色蔬菜品种。混合灌溉意味着 CEA 对市政供应的影响较小。为了获取额外的淡水，研究人员计划从潮湿的空气中获取。
“我们对利用液体干燥剂的冷却技术的发展感到兴奋，”研究科学家 Ryan Lefers 说。 “干燥剂是一种高度浓缩的物质，可以从空气中吸收水分——想想电子包装中的二氧化硅包。当潮湿空气通过液体干燥剂系统时，它会使用高盐溶液来吸收水分。”
系统释放的空气更干燥、更凉爽，可以在温室内循环，同时回收捕获的淡水。温室内过热的积聚是中东和北非地区的一个主要问题。 KAUST 初创公司 iyris 提供了一种解决方案：它使用半透明太阳能电池板作为窗户。这种面板允许可见光通过以促进植物生长，同时将红外能量（热）转化为电能。
研究人员还希望将植物和藻类的生长结合起来，不仅可以生产食物，还可以生产用于水产养殖、动物饲料、化学工业产品和生物塑料的生物质原料。藻类可以在CEA内部的光生物反应器中生长，这种共培养将增加系统的价值输出。
“根据市场需求，我们看到不同设施中耐盐和淡水物种的区域性混合物具有不可思议的潜力，”劳尔森说。 “在更靠近需要它的社区生产食品和产品变得越来越重要。 CEA 还将为全年出口提供粮食安全、就业机会和经济基础。”
“这就是多学科研究发挥作用的地方，”植物科学家 Mark Tester 说。 “作为我们的衍生公司 Red Sea Farms 的一部分，KAUST 正在建设一个试点 CEA 温室，我们将与大学内外的同事合作，展示 CEA 令人兴奋的潜力。”
参考：“在中东-北非沿海地区的极端环境中实现可持续可控环境农业的新兴技术”，作者：Ryan M. Lefers、Mark Tester 和 Kyle J. Lauersen，2020 年 7 月 2 日，植物科学前沿 .
DOI：10.3389/fpls.2020.00801
