在墙上种水果?欧洲土大棚的前世今生
2019-07-22 11:59

在墙上种水果?欧洲土大棚的前世今生

本文来自微信公众号: 食通社KnowYourFood(ID:foodthinkchina),作者:Kris De Decker,头图来自:东方IC,首发于Low-tech Magazine,翻译:邓尧文,编辑:棒恩乙,排版:妞妞,作者授权食通社翻译发布,较原文略有删改


巴黎市郊蒙特勒伊的果墙。


如今,我们常常被教导说:要多食用当地食物和时令食材,因为其它食物牵涉到长途运输,要么是在高耗能的温室中种植的。这背后都隐藏着许多不必要的能源消耗。


但情况并非历来如此。16到20世纪期间,城市农民仅依靠着可再生能源,就将地中海的水果和蔬菜,种植到了英格兰和荷兰等北部地区。


中世纪的温室是这样的一番景象:作物在硕大的“果墙”的包围下生长,果墙能储存来自太阳的热量,并在夜间释放,形成比实时温度高10°C以上的小气候(microclimate)


到了19世纪末,果墙摇身一变,成为完全被玻璃覆盖、靠能源加热的设施建筑,也就是如今大家印象中的玻璃温室。玻璃的热质量(即储存热量的能力)极低,这让里边的热量几乎瞬时流失,与它的前身——果墙——在逻辑上背道而驰。


当代温室大棚常常位于冬季温度较低的地区,需要大量能源投入。能耗主要集中在加热设施的运转、人工补光的照明设备和湿度的控制设备上。


根据联合国粮农组织(FAO)的报告,在玻璃温室中种植的作物所需要的能源消耗,是在户外农田中种植的相同作物的10到20倍。就拿西红柿和辣椒[1]来举例吧,如果要在新型温室中种出一公斤蔬菜,需要耗费大约40兆焦耳(MJ)的能量。这使温室种植作物的耗能强度形同生产猪肉(在美国,每公斤猪肉生产需要40-45MJ)[2]。


荷兰风格的全玻璃温室。图片|维基共享资源


在世界上最大的温室作物生产国荷兰,单是2013年一年间,就有大约1.05万公顷的温室,总共使用了120皮焦(PG, 1皮焦等于1000兆焦耳)的天然气——这大约相当于所有荷兰客车在一年里所使用的化石燃料量的一半[3]。


既然玻璃温室如此耗能,它为何会在19世纪末20世纪初取代果墙呢?本文中,我来给大家介绍一下这个低能耗、高热质量的“果墙”究竟是什么东西,在欧洲各国都有哪些应用,以及它退出历史舞台的缘由和仍保有的应用价值。


1“果墙”的发端


现代玻璃温室的设计与其中世纪的原型截然不同。最初,在温带地区生产喜热作物,或者延长本地作物的生长季,根本不需使用任何玻璃。


1561年,瑞士植物学家康拉德·盖斯纳(Conrad Gessner)描述了受太阳照热的墙壁对无花果和红醋栗成熟的影响:离墙近的红醋栗比离墙远的红醋栗成熟得更快。盖斯纳的观察促成了果墙在西北欧地区的遍地开花。果墙会在白天反射阳光,改善作物的生长条件。它还能吸收太阳热量,并在夜间缓慢释放,防止霜冻的损害。


最初的温室原型是罗马人在公元二世纪发明的。不幸的是,当西罗马帝国崩溃时,这项技术也随之湮灭。罗马人可以生产大型玻璃板,并紧靠着砖墙建造温室。他们的技术在19世纪才被荷兰人超越。然而,罗马温室始终是富人的玩物,从未成为大宗食品生产的基础设施。中国人和韩国人在中世纪之前或其间也建造了温室。他们用油纸作为透明的覆盖物, 所有这些温室都有厚实的墙壁,以保留来自太阳和辐射供暖系统的热量(比如中国和韩国的炕)


在英国的“果墙”实践。图片来源|维基共享资源


除了保热以外,“果墙”还能保护农作物免受寒冷的北风影响。突出的屋顶瓦片或木制檐篷经常可以为果树遮挡雨水、冰雹和鸟粪。就这样,果墙的南侧就形成了较为温暖的全天24小时的微气候。


果墙出现在所谓的小冰期(Little Ice Age)的开端,那是欧洲特有的一段寒冷时期,大约从1550年持续到1850年。在果墙技术传开之后,法国人迅速开始通过修剪果树枝来改进这门技术,使得果树可以固定在墙上的木框上。


法国人改良后的“果墙”设计图。


这种被称为“墙树(espalier)”的做法,使它们能够优化对现有空间的使用,并进一步改善作物的生长条件。他们将果树种植在离墙壁有一定距离的地方,从而为地下的根茎留足空间。这样的考虑不仅能保证良好的空气流通环境,同时也能够减少害虫。


2“果墙”应用一:巴黎的桃墙


最初,果墙出现在欧洲富人的巨大的花园中,如凡尔赛宫。后来,法国的一些城市逐渐发展出了以果墙为基础设施的都市农业。最引人注目的例子是巴黎郊区的蒙特勒伊(Montreuil),桃子在那里得到大规模的种植。


蒙特勒伊于17世纪建立,在19世纪70年代,也就是果墙概念最为兴盛的时候,那里曾有超过600公里的果墙。拔地而起如迷宫般的墙壁占地面积达300公顷,足以使外来人感到眼花缭乱。普鲁士军队在1870年围困巴黎时,都对蒙特勒伊采取了绕道而行的策略。



拔地而起如迷宫般的墙壁占地面积达300公顷,足以使外来人感到眼花缭乱。


桃子原产于法国的地中海地区,而纬度更高的蒙特勒伊,在果墙技术的加持下硬是达到了1700万个桃子的年产量,且以其质量优异而闻名。大量果墙密密匝匝地建立起来,这些墙体高2.5-3.5米,厚度超过半米,且涂有石灰泥膏。这样的设计进一步增强了“果墙”技术的效果。在被围墙封住的果园内,温度通常比外界高8到12°C。


3“果墙”应用二:托梅里的葡萄


1730年,一个类似的葡萄种植实践在托梅里(Thomery)悄然兴起,该地区位于巴黎东南部约60公里处,属于相当北部的种植葡萄区。在二十世纪初的生产高峰时段,布满150公顷土地的果墙总长约300公里。在这里,一年能出产800多吨葡萄。


这些果墙由粘土制成,上有茅草覆盖,高3米,长100米,间隔9到10米。果墙在建成时都有瓷砖顶盖,有些还有一个小型玻璃顶盖。


由于葡萄藤需要干燥和温暖的气候,大多数果墙都尽量朝东南向修建,享有东南向的光照。南向的光照是最温暖的,西部和西南部的墙壁则被用来生产质量较次的葡萄。



今天的托梅里镇的一部分,来自谷歌地图的鸟瞰。古旧的果墙仍然占据着地面景观。房子是后来建立的。


托梅里的一些耕种者也建造了“反作用墙树(counter-espaliers)”,也就是与单面果墙相对而立的小墙壁。这些墙只有1米高,放置在离果墙约1至2.5米的地方,从而进一步改善小气候。


4变体:蛇形的果墙


低地国家(如比利时和荷兰)的果墙业也致力于生产葡萄。自1850年代起,浩拉尔特(Hoeilaart,位于布鲁塞尔附近)和韦斯特兰(Westland,现为荷兰最大的温室工业区)成为鲜食葡萄的重要产地。到1881年,韦斯特兰拥有长达178公里的果墙。


荷兰人也为果墙的发展做出了贡献。他们在18世纪上半叶开始兴建果墙,最初只在城堡和乡间别墅的花园里建造。其中许多都造型别致。最引人注目的是蛇形或“弯弯曲曲(crinkle crankle)”墙。

 

一个荷兰的蛇形“果墙”。来源|维基共享资源[6]


蛇形“果墙”的变体设计。来源|维基共享资源[7]


虽然“蛇形墙”实际上比笔直的墙更长,但墙壁中交替的凸面和凹面曲线确保了壁体稳定性,也有助于抵抗侧向力。此外,斜坡的结构创造出了比墙壁更加温暖的小气候。这对于在巴黎以北近400公里的荷兰人来说意义非凡。


“蛇形墙”的变体在凹处和凸处有许多种角度形式。除了荷兰人在英格兰东部建立的那些墙(其中三分之二在萨福克县),似乎很少“蛇形墙”变体是在荷兰以外建造的。



果墙的另一种变体是“倾斜墙”。它由瑞士数学家迪勒(Nicolas Fatio de Duillier)设计,并在其1699年出版的《改进果墙(Fruit Walls Improved)》一书中有所描述。倾斜墙从北部地平线向南倾斜45度并朝向南方,从而每天吸收太阳能量的时间更长,能增加植物生长


5给果墙加个灶:“自体加热果墙”


英国没有发展出大规模的都市农业,但从17世纪开始,果墙成为乡村花园的标准特征。为确保水果不被霜冻破坏,同时促进果实和树枝成熟,英国人在18、19世纪开发了“自体加热果墙”。


一堵利物浦的克罗克斯泰思庄园(Croxteth Hall)围墙厨房花园的“自体加热果墙”。图片来源|The Horticultural Therapist[9]


在这些“热墙”中,水平的烟气来回穿梭,并在墙壁顶部通向烟囱。最初,借助在里侧点起的火焰或位于墙壁后部的小型火炉,中空的墙壁能被加热。在19世纪下半叶,越来越多的加热果墙由热水管道来提供的热能。


欧洲果墙的衰落始于19世纪末。原因是多重的。


首先,维护果墙是一项消耗大量劳动力的工作,涉及到诸如修剪、打薄、移除叶子的等比较繁杂的劳动。其次,铁路的发展和普及让从南方进口农产品变得越来越便利。在南方种植的农产品所需的劳动力较少,因此生产成本较低,价钱也相对实惠。相比之下,在果墙中种植食物则需要耗费更多的人力,承担更多的成本。而人工加热的温室则能减少人力投入,但取得类似或更高的收成。


6果墙的衰落:玻璃温室的诞生


中世纪和近代欧洲,大尺寸玻璃的长途运输几乎不可行,这就限制了温室的发展。那时候的玻璃通常由手工吹制的平板玻璃制成,且只能以小尺寸生产。为了制作大玻璃板,需要将小块玻璃放在棍棒或玻璃棒中进行组合。


然而,自17世纪初以来,欧洲种植者就采用了小规模的温室方法。最简单的应用形式是“钟形玻璃罩(cloche)”——一个放在植物顶部的钟形罐或无底玻璃壶;以及冷床或者热床——也就是一个装在玻璃顶盒中的小苗床。在热床中,正在分解的马粪会被添加进去,以进行额外加热。



在19世纪,一些比利时和荷兰的种植者开始尝试在果墙侧面放置玻璃板,并发现这可以进一步促进作物生长。这种方法逐渐发展成当代温室的雏形,在果墙旁加筑玻璃板。在荷兰的韦斯特兰地区,第一个这样的温室建于1850年左右。到1881年,韦斯特兰长达178公里的果墙中约有22公里处于玻璃的覆盖下。


图片来源|Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed[10]


随着时间的推移,这些新型温室结构变得越来越大,越来越精细,但其实所依赖的还是果墙技术最初的原理——即利用果墙储存太阳的热量,以供夜间使用。此外,许多这样的新型温室都设有隔热垫,在夜间或在天气寒冷多云时可以铺在玻璃盖上。简而言之,这样的一面土墙+一面玻璃的“新型温室”,也可被称为“被动式的太阳能建筑”。


靠着一堵蛇形果墙而建立的温室。图片来源|Rijksdienst voor het culturele erfgoed[11]


一个三十年代的荷兰温室,靠着一堵砖墙而建。图片来源|Naaldwijk in oude ansichten[12]


在新型温室之后,第一个全部由玻璃组成的温室修建于19世纪90年代,首先建于比利时。玻璃温室受益于两个趋势:第一个是平板玻璃生产方法的发明——这使得更大的窗户玻璃的价格也更加低廉实惠;第二个是化石燃料的进步——这让玻璃建筑在有很多热量流失的情况下仍能保持温暖。


因此,温室在20世纪初,便成了没有储存热量能力的空间。而作为温室发轫之端的果墙,在欧洲已经消匿踪迹了。


当时间推进到20世纪70年代,石油危机的掀起让依靠燃料加热的玻璃温室变得十分奢侈。在这个前提下,人们对低能耗的果墙技术又重新燃起了兴趣。然而,当能源价格下降,人们对此的关注又迅速消失了。


至今,玻璃温室仍然是欧洲偏北地区的园艺业主力。而在过去的30多年中,中国人建造了80万公顷的“被动式太阳能温室”,是荷兰所有玻璃温室面积的80倍。


-食通社说 


什么是“被动式太阳能温室”?其实就是大家所熟知的北方土大棚,也叫暖棚。这些一面砖墙、一面塑料覆膜的大棚能在北方寒冷的夜晚维持棚内的温度,极大延长了北方地区的蔬菜供应季,特别是冬天,有了这些大棚,北方居民才能吃到萝卜白菜等冬储菜以外的新鲜蔬菜。


然而,这种不必耗费额外能源的土大棚,如今却越来越多地被看起来更加“先进、科学”的高能耗玻璃大棚所替代,后者还在国内以“设施农业”的名义得到政府大量补贴,荷兰等国的“设施农业”企业也靠“技术输出”在国内赚得盆满钵盈。当然,将这两者武断地放在一起比较可能有失妥当,毕竟玻璃大棚在温度和湿度控制方面比土棚更有优势,即使这样的成果是建立在巨大的能源消耗和昂贵的建造成本上的。


食通社翻译此文,是想提醒大家,在能源紧缺的当下和未来,挖掘和开发低能耗的农业生产技术,总有其不可忽视的重要性。如果您是熟悉中国大棚技术发展历程的实力派农友或专家,欢迎与我们分享中国传统和现代农业技术中节能、高效的“低技术”。


来源

[1] http://www.fao.org/docrep/014/i2454e/i2454e00.pdf

[2]https://books.google.es/books?id=ClAttEBYLHsC&pg=PA297&lpg=PA297&dq=one+kilo+meat+megajoule&source=bl&ots=mfS1J1L_Ql&sig=leo_G6Yog1jBhtsiWxXo85LplfI&hl=nl&sa=X&ved=0ahUKEwi3wp_V7uLJAhWGRhQKHcRSDEkQ6AEIIzAA#v=onepage&q=one%20kilo%20meat%20megajoule&f=false

[3]http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/indicatoren/nl0013-Energieverbruik-door-de-land--en-tuinbouw.html?i=6-40

[4]http://www.notechmagazine.com/2015/08/insulation-glass-buildings.html

[5]http://fr.topic-topos.com/chambre-a-raisin-thomery

[6]https://nl.wikipedia.org/wiki/Slangenmuur#/media/File:WLM_-_R%26@E_-_506982_slangemuur_Beeckestijn.jpg

[7]https://nl.wikipedia.org/wiki/Slangenmuur#/media/File:Retranchementen-muur_Berbice_2.jpg

[8]http://www.flickriver.com/photos/davydutchy/3958487038/

[9]https://thehorticulturaltherapist.wordpress.com/2013/06/02/croxteth-hall-walled-kitchen-garden/

[10]https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schietraam-Honselersdijk-20405430-RCE.jpg

[11]https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Interieurmuurkas,slangenmuurmetlatwerk-'s-Graveland-20405341-RCE.jpg

[12]http://www.inoudeansichten.nl/ansichten/naaldwijk/p92889-naaldwijk-kopkas-met-knie-1930.html


本文来自微信公众号: 食通社KnowYourFood(ID:foodthinkchina),作者:Kris De Decker,翻译:邓尧文,编辑:棒恩乙,排版:妞妞

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