在日本的一个小番茄的温室中,将覆盖在畦上的塑胶板掀开,只看到一张薄膜上密密的爬满细根,将薄膜掀起一看,下层的防水布上积了仅数公分的水。
“我们称它为薄膜农法,这张膜是用水凝胶做成的,把原本用在人工透析的医疗用膜再进行开发,用于种植植物”。在美日两地投入透析膜、人工内脏的开发数十载、亦是早稻田大学的客座教授、薄膜栽培的发明者森有一社长说。
森有一社长和Imec薄膜
透析·种植
“Imec薄膜”是透析膜,由水凝胶制作而成,上面有无数个纳米大小的细孔,水和养分能够通过,但害虫或病菌则无法穿过。因此,不用农药也可以防止细菌与病毒的污染。在薄膜与土壤之间铺上防水片,因防水片完全与地面隔离,所以在沙漠地区、受污染的土壤以及混凝土等任何地方都能培育出优质的蔬菜。
Imec薄膜原理示意图
薄膜系统装设非常简单,在地表设置防水布和营养液滴水管、铺上无纺布,最后防上水凝胶膜与营养液胶灌管便可完成。在防水布上注入营养液,植物在薄膜上生长,吸收水凝胶膜中所含的水与养分。
植物种植示意图
而且水凝胶膜意外创造了一个有压力生长的环境。透过水凝胶来吸收养分与水分并不容易,因此植物的根会拼命生长,特别是专门吸收养分的根毛数量会大大增加。
在薄膜上种植的青菜
此外,与一般栽培相比,薄膜栽培法不仅能节约70%的水,而且没有养分流失的问题,能够大幅度减少肥料的使用,并且不会造成地下水的污染。
与传统的栽培方法相比,薄膜栽培法培育出来的作物的含糖量及营养价值更高更美味。这是因为栽培时控制供水,通过给植物施加压力,使之产生更多的糖分及氨基酸。
此外,水凝胶膜燃烧后不会产生有毒气体,放在90度以上的热水就会溶解,森有一社长表示,目前在实验室中已经成功地将溶解后的水凝胶莫重新再制,达到百分百的利用。
应用·推广
由于不受土壤的限制、需水量较少,薄膜栽培法不管是在水泥地、沙漠、盐害地带、重金属或辐射污染的土地上都能够应用,且目前已在迪拜的沙漠中栽培成功。
迪拜种植番茄
目前新加坡、上海等地也开始尝试薄膜栽培。另外,由于海啸造成表土的流失,农业生产复兴遥遥无期的岩手县陆前高田市,从去年开始也引入了1.2公顷的水凝胶膜栽培。
目前,森有一社长正在进行草莓的栽培试验。除了草莓,哈密瓜及小黄瓜已经陆续投入实际栽培。水胶凝膜能很好的解决哈密瓜硝酸盐残留的问题。
森有一社长说:“不管种的人是谁、不管在哪里,都能够稳定生产安全而好吃的食物—这就是Mebiol的目标。”