六、環控農業的相關應用實例
6.9 太空農業
太空農業的研發分三個方向: 太空旅行,太空站,太空殖民地。研發計畫中較著名者包括:
- 第二生物球試驗: BIOSPHERE II, 美國
Arizona 州沙漠區，4 對成年男女研究人員, 1991 - 1993 第一次試驗。
生態控制下維生系統:
- CELSS：Controlled Ecological Life Support System，生態控制下的維生系統。NASA 太空計畫
1991-1995。
CBLSS：Controlled Bioregenerative L.S.S.，可控制的生質再生的維生系統。 NASA 目前之主要太空計畫之一。
BIOS-3: 前蘇聯太空計畫之一。
生物圈-J : 日本太空計畫之一。
6.9.1 在CBLSS投資損益平衡的計算
- 人體每日需求:
640 g食物(乾重): 450g 碳水化合物,130g 蛋白質,60g 脂肪，860 g O2，1270 g H2O (食物中)，2360 g H2O (飲用)，1140 g CO2 (移走) 。
在太空梭上的載重成本為 2000 $/kg。
投資損益平衡為 2.6 年 for crew of 4。
6.9.2 在CELSS中植物扮演的角色
在CELSS中植物扮演的角色包括吸收CO2，釋出O2 ，食物生產與淨化H2O。CBLSS 中的主要精神則在於強調系統的封閉與生質再生，系統與外界無任何質量傳遞，唯一的熱量傳遞將僅有太陽能，如下圖所示：
6.9.3 在CELSS中選擇作物的條件
高產量，可食部份比例高，可食部份可完全消化，可自動化生產，體積小
6.9.4 在CELSS中作物選擇的結果
小麥/稻米，馬鈴薯/甘薯，大豆/花生，甜菜，萵苣
6.9.5 栽培系統需求
(CELSS)
- 降低風險:機械故障,病蟲害傳染。
量化資料容易建立。
允許同時栽培多種作物。
容易擴充與管理。
6.9.6 作物栽培方法
(CELSS)
- 質量與體積均小
高產量
可靠性高
容易自動化
無殘留物
6.9.7 繁殖方式(CELSS)
- 以生物技術繁殖無菌,高品質,品質均一的單細胞或癒合組織
希望在營養繁殖階段即可收穫
6.9.8 參考閱讀
- Food in Space - Advancing the technology of greenhouse vegetable production/by Bruce Bugbee/21st Century Gardener Volume 4 Issue II p29-36.
- Optimizing crop production environments for a Controlled Ecological Life Support System (CELSS) to be deployed in Space/by C.A. Mitchell/ fro HSA Proceedings 9th Annual Conference
- Hydroponic culture of plants in space/by T.W. Tibbitts
- Maximizing Productivity for CELSS using hydroponics/by S.L. Knight/from HSA Proceedings 10th Annual Conference
- Farming on the moon - reaching the potential of crop productivity/by F.L. Salisbury/from HSA Proceedings 10th Annual Conference
- Design of an experimental hydroponic system for space flight/by S.H. Schwartzkopf
- Cultivating the high frontier/ by R. Fortson/from Agricultural Engineering/Nov. 1992
補充閱讀
