A beautiful encounter between plant factory and intensive breeding farm.
植物工厂与集约化养殖场的美丽邂逅
——新型种养结合模式构想
程林春/希普生物
养殖场臭气成分复杂，其中主要是氨（NH3）、硫化氢（H2S）及挥发性脂肪酸，二氧化碳（CO2）虽然没有臭味，但高浓度CO2严重影响畜禽健康，它是畜禽呼吸及碳水化合物有氧分解产生的，代表空气的污染程度，但CO2是植物光合作用的碳源，绿色植物通过光合作用将H2O和CO2合成有机物并释放O2。研究表明：如果把CO2浓度从大气的浓度（300PPM左右）提高到1000PPM，植物的光合效率可提高一倍以上，在植物种植中可以作为气肥施用，而NH3转化为NH4+后可以被植物作为氮肥利用，可见作为养殖场的有害物却是植物所需营养物，而植物放出的O2又是畜禽舍所缺少的，人们很早就发现其中奥秘，将种植业与养殖业统一起来，形成了多种种养结合模式，如猪粪还田；桑基鱼塘等，在散养或小规模养殖时代，这种模式运作良好，达到一种平衡状态，完全不存在环境污染问题。但随着养殖规模扩大和集约化程度提高，传统种植方法已超出植物利用极限，同时需要大片土地（据测算每5头猪对应1亩地的有机肥当量）实际生产中难以实施，平衡被打破，由此导致严重环境污染。近年来种植业也得到飞速发展，其具体体现便是植物工厂，由此笔者设想：是否能利用植物工厂与规模养殖场结合，使种养结合重新获得一种集约化下的平衡？
图片源自网络
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技术方案如下：
设置于养殖舍墙体上的多个风机，分别通过管道将臭气送入一个微酸性的液体处理池中，池中加入适量磷酸（H3PO4）、或者盐酸(HCL)、或者硫酸（H2SO4）、或者硝酸（HNO3）或者醋酸（CH3COOH），在池中臭气中NH3与溶液中的酸发生反应生成NH4+溶于液体中；
NH3+HNO3===NH4NO3；
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4；
NH3+HCL===NH4CL；
3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4；
NH3+CH3COOH===CH3COONH4。
反应池设置有风机和水泵，将逸出的CO2通过池体的出气口，用风机送入植物工厂栽培室中作CO2气肥给植物利用。
当池中NH4+浓度达到需要的浓度时，用泵送入储液池中。
储液池中溶液用泵送入配料罐中作为基础液，配料罐具有营养成分加入口，再加入其它营养物质配制成植物所需营养液；通过管道送入植物工厂内，再以基质培、水培或气雾培的方式培养植物。
在栽培基质中，营养液浇灌于基质中，提供作物所需各种元素；或者根部直接浸泡于营养液中；或者根部悬空于一密闭容器中，用雾化头将营养液雾化后直接喷于根表面，这样营养液中NH4+做氮肥利用，被植物转化成蛋白质。
在沼气发酵中沼液可以作为营养液的基础液，配置成全营养液后喷施或灌溉植物。
通过类似的设施，将养殖场臭气充分利用作为植物生长所需元素，既解决了环境污染问题又可以收获植物，植物还可以反过来饲喂动物（如果种植高品质蔬菜可以直接售卖）。植物产生的新鲜空气可以输送到养殖舍，改善舍内环境，由此达到一种种养结合的循环状态。此设想是否能实现还有待实践检验，但如同所有的种养结合模式一样，养殖规模同种植规模应该相匹配才能达到理想状态。
此模式可以固定一定量的碳，未来养殖业一定会面临“双碳”压力，掌握减碳的新技术就能获得先机，甚至成为行业规则制定者，道阻且长，行则将至。