突破可能将城市屋顶变成丰收的菜园

科学家发现，从通风系统中排出的空气可以使玉米和菠菜长得更高，更大，回收富含二氧化碳的室内空气来给可食用的植物施肥。

随着世界城市的发展，人们一直在寻找使它们更环保、更可持续、更宜居的方法。利用未充分利用的屋顶空间的屋顶农场和花园是一个受欢迎的选择，提供新的食物资源，同时冷却周边地区，增加建筑物的隔热性，改善空气质量。但屋顶上的条件——更大的太阳辐射、更多的风暴露、更少的土壤湿度——往往意味着植物更小、更不健康。由萨拉贝斯·巴克利(Sarabeth Buckley)博士领导的一个团队，现在在剑桥大学，从理论上讲，将建筑废气中的二氧化碳重新用作一种肥料可能有助于应对其中一些挑战。为了探索这一点，他们在波士顿大学的一座校园建筑的屋顶上种植了玉米和菠菜。

“我们想测试建筑物内是否有未开发的资源，可用于使屋顶农场中的植物生长得更大，”Buckley说，他的团队将他们的实验花园命名为BIG GRO，并于今天在“可持续粮食系统前沿”上发表了他们的工作。“创造更有利的条件来增加增长可以帮助屋顶农场更成功，从而在建筑物上安装更可行的选择。

屋顶菜园

选择玉米和菠菜是因为它们是常见的可食用植物，并且因为它们使用不同的光合作用途径，其中一种(C3，由菠菜使用，而不是玉米)对升高的CO2水平更敏感，并且应该从排气口的CO2含量中受益更多。玉米充当了对照，以查看靠近排气口的位置的其他方面 - 例如，相对于进行实验的一年中的时间的较高温度 - 如何影响植物生长。

屋顶花园还具有由大型风扇扇动的控件，没有任何废气，以防通风口的空气流动是一个促成因素。定期测量建筑物内教室和花园中的 CO2 浓度，以确定有多少额外的 CO2 到达了工厂。

“通过二氧化碳测量，当人们在建筑物中时，在教室内和屋顶排气口都发现了高浓度，”巴克利说。“在教室里，二氧化碳水平平均超过百万分之1000 - 建议的极限 - 在屋顶排气口超过800ppm - 高到足以增加植物的生长。

菠菜的四重帮助

在整个生长过程中监测植物的大小，叶子的数量，然后在收获后进行湿润和干燥的生物质监测，结果非常显着：在排气口旁边生长的菠菜的生物量是控制风扇旁边生长的菠菜的生物量的四倍。即使大风降低了尺寸优势，植物仍然比对照组大一倍。

“在实施之前，该系统仍有许多方面需要确定，例如最佳的空气应用设计和增强生长效果的可能程度，”Buckley警告说。“此外，随着风速的增加，增长会减少，因此需要找到最佳风速并将其纳入系统设计中。

植物的优势似乎并不完全归功于CO2的“施肥”——本来应该受益较少的玉米也比对照组大两到三倍。然而，该研究仍然为重复使用二氧化碳提供了重要的可能性，否则这些二氧化碳将被视为废物，以提高城市农场的产量并保护它们免受恶劣条件的影响。

“我们希望这可能导致该系统的进一步发展，并最终在屋顶花园和农场实施，”巴克利说。“如果发生这种情况，那么希望能够安装更多的屋顶农场。它们可以提供许多环境和社会效益，例如为建筑物节省能源，减少碳排放，减缓气候，减少城市热量，当地粮食生产，社区建设机会以及美学和心理健康益处。