2012年6月29日

我的窗戶有農場-WindowFarms

我一直有想在家裡種菜的念頭,可是住在公寓大樓裡,沒有太多的土地可以利用,只好遺憾放棄。直到上週看到朋友轉貼的這篇文章《辦公桌般大小菜園也能養活六口之家》之後,開始有些不同了。




影片中那個拿個袋子就能種菜的方法,真是吸引我。,我開始搜尋家中的材料,也想要在後陽台種菜玩玩,但我不想用袋子來種,於是就找了一堆寶特瓶,我胡思亂想怎樣才能不費工夫地種菜,最好是我不用澆水,它就可以自己喝水長大。所以我就開始構思如何用綿線的毛細現象來澆水,以及寶特瓶應該怎樣組合在一起。

邊想邊做遇到了瓶頸,就丟下手邊工作上網找靈感。我用bottle和plant找著網路上的資料,突然我看到了這道光! WindowFarms

WindowFarms這個計劃,是藝術家Britta Riley在看了麥可波倫(《雜食者的兩難:速食、有機和野生食物的自然史》的作者)的文章之後,開始發想如何在公寓中像NASA那樣進行水耕栽培。

她將設計放上網路後,吸引許多人跟著做,並進行修改,而且還延伸出許多作法。這個WindowFarms讓她也受邀到TED演講。中文譯稿可以看此篇《Britta Riley 談我公寓中的花園

看了她的介紹之後,我也上網找了NASA的水耕學習活動,以下是其中兩個可在教室中操作的課程。
http://quest.nasa.gov/smore/teachers/act3.html
http://quest.arc.nasa.gov/space/challenge/learning/farming/

言歸正傳,現在來講講WindowFarms要怎麼做。

這是我的初始作品,一開始是在後陽台製作的。


準備數個寶特瓶作為基本的架構,最好用的是茶飲料、果汁或瓶裝水的罐子,碳酸飲料的罐子因為需抵抗內部較大壓力,所以瓶底很硬,不容易切割,建議不要用那種。

寶特瓶的底部切開一個洞,足以讓另外一個寶特瓶的瓶口塞入即可,另外瓶身也切開一個橢原型的洞,讓植物可以放入。為了避免瓶內照光有藻類生長,所以瓶身用噴漆或膠帶纏繞包覆遮光。



這個WindowFarm不需用土栽培,只需要找個排水良好的塑膠花盆,裡頭放發泡煉石,再塞入植物就可以。我在尋找塑膠花盆的時候,遍尋不著合適大小的,後來心生一計,乾脆用塑膠杯來替代,而杯子的排水孔是用焊槍戳洞的。


WindowFarms最經典的設計就是「垂直」以及「水循環」,培養液(灌溉水)泵打到最上面之後,再一層一層流下來,所以用少量水就可以栽培了。
 

如果擔心上層的水流下的時候到處亂噴,可以在瓶口裝上瓶蓋,中間鑽洞塞入風管,將水直接導下。


WindowFarms最關鍵的設計就是如何將水打到高處,一般的想法會是用沉水馬達來做。WindowFarms第1代的確是用沉水馬達來做的,但是後來在網路社群的討論中,來自其他地區的網友提議,可以用打氣馬達取代沉水馬達,不僅節省成本,同時也較省電。


以我買到最便宜的兩款馬達來說,
空氣馬達 139元,耗電2W,出氣量 1.2L/min,壓力: 0.09 kg/cm2
沉水馬達 199元,耗電8W,水流量 200L/hr ,最大揚程 100cm
要在節省資源的前提下,達到灌溉的效果,的確用空氣馬達就行了。

WindowFarms第二代第三代的作法原理是這樣的,當空氣管灌氣進入的時候,會讓周圍的水從球針進入到管子內,進而被空氣推動而達到水上升的目的。我在試作的過程,有些時候的確可以成功讓球針吸水,但大多數的時間卻是讓球針變成排氣的孔道。(想看清楚原理的話,可以看這篇)




我花了三天時間最後放棄原本的作法,而改用其他網友提供的作法,改採用連通管來強迫供水。右方倒置的寶特瓶中有灌溉水,會透過三通管進入裝置之中,下方的止逆閥可在水族館買到,目的是防止斷電時,水倒灌進入空氣馬達。如果沒有止逆閥,把空氣馬達放到比灌溉水的水面高的位置也可以避免倒灌的問題。

當空氣和水同時進入管中的時候,會因為兩者都佔有體積,因此不斷擠入的空氣就會推動水上升了。比較生活化而且噁心的例子,就是帶屁的拉稀會噴的比較遠,可是不帶屁的拉稀就很沒威力了。
 


經過這番改裝之後,果然順利很多,現在我的窗邊就擺了兩道WindowFarms。我好喜歡看著那些水管的水一段段地被推到最頂端,然後再一層層滑落到下面,超有療癒效果的。不知道為什麼,盯著看很容易放空耶,那種感覺就像是看著庭園裡頭竹管盛水又滴水的樣子啊。



 

這種垂直水耕的水會不斷循環,所以水量不需多,我只用約100ml 。耗電量的部份,一個空氣馬達是2W,我利用定時器作開15分鐘,關15分鐘的週期,一年下來耗電量約8度。如果要更省電一點,可以買太陽能的馬達來使用。

給肥料的方式,是稀釋之後放在最底層的培養液中(如上圖中的藍色),但我其實還想繼續延伸做下去,例如把下面的瓶子用大一點來養魚。

我用這樣的想法上網查,果然還查到有這種養殖方式,就叫作Aquaponics,翻成魚菜共生或養耕共生。aquaponics 是個組合字,由水耕(hydroponics)和水產養殖 (aquaculture)所組成,基本概念就是「魚的廢物,變成菜的養分,凈化後的水再流回給魚」,也就是氮循環的實際作法。


最陽春的方式是把之前做的那種瓶中生態系底下再養魚就行了,不過我想來玩大一點,下一步就先改裝實驗室的水族箱吧。等完成設計之後,再來寫寫怎麼做。以下是些參考網站和魚菜共生的影片

http://aquaponics-taiwan.blogspot.tw/2011_12_01_archive.html
http://www.solar-i.com/cha.htm
http://twaquaponics.blogspot.tw/





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