導(dǎo)讀在疫情大流行期間，因為供應(yīng)鏈中斷和勞動力短缺引發(fā)了人們對全球糧食供應(yīng)的擔(dān)憂，而俄烏危機(jī)，更是將這種擔(dān)憂推向了頂峰。在此背景下，利用人造光和無土栽培等條件在室....

在疫情大流行期間，因為供應(yīng)鏈中斷和勞動力短缺引發(fā)了人們對全球糧食供應(yīng)的擔(dān)憂，而俄烏危機(jī)，更是將這種擔(dān)憂推向了頂峰。在此背景下，利用人造光和無土栽培等條件在室內(nèi)堆疊的種植系統(tǒng)—垂直農(nóng)場，成為人們熱議的話題。那么，垂直農(nóng)場真的是未來人們擺脫糧食供應(yīng)鏈之苦的希望，還是僅僅是炒作的題材？

什么是垂直農(nóng)場？

撇開疫情、極端天氣、地緣危機(jī)等原因，由于水土流失、土壤鹽漬化等問題，我們正在越來越多地失去可耕作的土地。同時，在不久的將來，還需要養(yǎng)活預(yù)計高達(dá)100億的人口，有時候這看起來像是一場失敗的抗?fàn)帯?/p>

但或許并沒有看起來那樣讓人絕望。畢竟，我們的遠(yuǎn)古祖先已經(jīng) 找到了許多使用最基本的技術(shù)形式，來提高糧食產(chǎn)量的方法：化肥、灌溉、梯田耕作…當(dāng)然，隨著可持續(xù)農(nóng)業(yè)的實踐和生物技術(shù)的進(jìn)步，我們找到了解決這一系列困境的辦法。事實上，我們可能已經(jīng)在這樣做了，這就是垂直農(nóng)場。

從字面理解，就是在垂直傾斜的緯度上生產(chǎn)食物，垂直農(nóng)業(yè)區(qū)別于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的水平面種植，是一種將作物種植在托盤和其它模塊化結(jié)構(gòu)中的農(nóng)場，這些結(jié)構(gòu)可以垂直堆疊以最大化利用有限的空間，從而提高作物的產(chǎn)量，通常在受控的室內(nèi)環(huán)境中。作物生長在強(qiáng)化的土壤、水或空氣中，在受控的環(huán)境下，通過人造光模擬太陽光，誘導(dǎo)植物進(jìn)行光合作用，可以在任何氣候條件下全年進(jìn)行糧食生產(chǎn)，并使農(nóng)場能夠?qū)Ｗ⒂谔岣呤称钒踩唾|(zhì)量。

現(xiàn)代垂直農(nóng)場的歷史先驅(qū)

其實，垂直農(nóng)場并不是一個新概念，而有著悠久的歷史，巴比倫人2500年前建成的空中花園，被認(rèn)為是最早的垂直農(nóng)場原型。除了古老的世界奇觀外，還有無數(shù)的例子證明現(xiàn)代文明是如何努力操縱環(huán)境以使農(nóng)業(yè)更容易或更高效。

一千年前，中美洲阿茲特克人，開創(chuàng)了在懸浮的河流或淺湖床上的沼澤“木筏”上種植植物，這就是水培法的原型。

隨后，在1600年代，法國和荷蘭人在寒冷的北歐氣候中種植地中海水果，他們使用石頭精心制作的“水果墻”，在白天吸收熱量并貯存，在寒冷的夜晚釋放熱量，從而保護(hù)水果。

當(dāng)然，包括我國在內(nèi)的很多亞洲國家，一直也在使用一種垂直農(nóng)場的形式—梯田，其目標(biāo)與今天的垂直農(nóng)場相同，利用最少的土地生產(chǎn)更多的糧食，并將自然資源陽光、水分、養(yǎng)分用于多種用途。

垂直農(nóng)場的概念是由美國地質(zhì)學(xué)家吉爾伯特·埃利斯·貝利于1915年提出，近年來隨著人們對有機(jī)食品、城市空間優(yōu)化、能源節(jié)約、糧食安全等關(guān)注度的提高，垂直農(nóng)場越來越受到歡迎。

垂直農(nóng)場的優(yōu)勢是什么？

在耕地和其它自然資源受限的情況下，除了垂直農(nóng)場，或許你再也想不到其它更好的辦法。垂直農(nóng)場有它的優(yōu)勢，以下這些是我們應(yīng)該知道的。

有效利用空間。與傳統(tǒng)水平耕作相比，垂直耕作使我們能夠在更小的空間內(nèi)種植更多的作物。垂直農(nóng)場也可以建在任何地方，無論土壤質(zhì)量如何，從廢棄的倉庫到城市中的存儲設(shè)施再到集裝箱，任何一小塊空間都可以變成垂直農(nóng)場，同時，在相同的土地上，垂直農(nóng)場的產(chǎn)量是傳統(tǒng)農(nóng)場的100倍左右。這意味著農(nóng)產(chǎn)品可以在靠近人口中心的地方種植，即使在沒有合適農(nóng)田的地方也是如此，將以前的工業(yè)建筑改造成垂直農(nóng)場即可。

全年種植作物的能力。你無須擔(dān)心像傳統(tǒng)種植容易受到極端天氣、陽光和水等資源的限制。氣候受控的環(huán)境允許垂直農(nóng)場一年365天都可以種植，這意味著消費者可以在任何時間都能夠獲得當(dāng)?shù)胤N植的新鮮農(nóng)產(chǎn)品。

與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，它需要更少的水。垂直農(nóng)場的水是可以被回收和循環(huán)利用的，水培法比傳統(tǒng)種植用水量減少90%，氣培法比水培法用水量又減少了70%。

病蟲害的發(fā)生率顯著降低。對于病蟲害基本上可以通過受控環(huán)境消除，因此，垂直農(nóng)場不含殺蟲劑和除草劑，并消除了可能對當(dāng)?shù)毓┧⒅参锷鸵吧鷦游镉泻Φ奈廴尽?/p>

垂直農(nóng)場可以在更靠近消費城市的地方種植作物，減少和消除食物里程（食物到達(dá)貨架的距離）長途運輸中常見的食物浪費，縮短從收獲到農(nóng)產(chǎn)品上架的時間，用于將農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)場運往世界各地城市的卡車、船只和飛機(jī)的運輸成本和氣體排放量更低。

以上這些優(yōu)勢表明，垂直農(nóng)場非常適合應(yīng)對未來可能帶來的任何對事物需求的增長。

垂直農(nóng)場的缺點是什么？

目前已經(jīng)有不少公司在世界各地建立了垂直農(nóng)場，以生產(chǎn)有限種類的作物，在專業(yè)（例如美食）市場上銷售。然而，實話實說，他們還沒有看到錢，還沒有看到光明。

確實是因為錢的問題！

垂直農(nóng)業(yè)很大程度上依賴于技術(shù)（控制溫度、光照、濕度和其他參數(shù)）和先進(jìn)的園藝技能。坦率地說，垂直農(nóng)業(yè)的主要缺點是太貴了。

盡管城市地區(qū)最需要垂直農(nóng)場，因為食品必須從很遠(yuǎn)的地方運輸，因此食品質(zhì)量較低。不幸的是，大城市的土地價值和勞動力成本相當(dāng)高，通過人工維持最佳溫度、濕度和二氧化碳水平以促進(jìn)植物健康生長的成本也是如此。 水培法、氣培法、以及最終的氣候控制設(shè)備等的高額初始投資和對技術(shù)的依賴目前阻礙了該領(lǐng)域的市場增長。

垂直農(nóng)場依賴于室內(nèi)受控的環(huán)境條件。在這種情況下，沒有蜜蜂、蝴蝶、昆蟲等授粉媒介，農(nóng)民需要使用人工授粉，這個過程可能是勞動密集型和昂貴的。

垂直農(nóng)場的最大障礙是人工照明成本，它消耗了垂直農(nóng)場成本的近 70%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空氣管理、養(yǎng)分輸送系統(tǒng)和植物健康監(jiān)測系統(tǒng)的成本。

垂直農(nóng)民選擇模仿太陽的光源來“誘騙”植物進(jìn)行光合作用。LED（用于發(fā)光二極管）燈泡很受歡迎，因為它們是“定向的”，即它們向特定方向發(fā)射特定的光，從而非常有效地利用光和能量。

這很重要，因為不同的植物在不同的生長階段需要不同的色譜區(qū)域。例如，生菜在藍(lán)光下從地里出來時生長最好，在紅光下開花最好，而具有類胡蘿卜素細(xì)胞的植物在綠光下往往生長得更好。目前科學(xué)家們正在探索有機(jī) LED (OLED) 在垂直農(nóng)場中的用途。

垂直農(nóng)業(yè)：是未來糧食供應(yīng)的希望還是炒作？

由于目前垂直農(nóng)場在很大程度上仍然無利可圖且規(guī)模很小，高昂的初始資本投資和運營成本意味著難以盈利。企業(yè)必須支付專門的勞動力并面臨巨額的照明和通風(fēng)電費，同時必須提供有競爭力的價格來吸引消費者，在目前這似乎很難做到。

另外，垂直農(nóng)業(yè)還必須克服一些消費者通常沒有根據(jù)的看法。其中，它不可能與用在土壤中和陽光下種植的農(nóng)產(chǎn)品的味道相提并論就是一條最常見的偏見。

恰恰相反，對生長環(huán)境的完全控制是垂直農(nóng)業(yè)的一大賣點，它可確保可靠、優(yōu)質(zhì)的作物。“食物里程”的減少使消費者能夠獲得更新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，從而進(jìn)一步提高口味。

懷疑論者之所以持有偏見，是因為將垂直農(nóng)場與溫室大棚種植的作物聯(lián)系了起來，通常溫室大棚首先考慮的是產(chǎn)量而不是口味。

正因為高昂的成本和人們的偏見，讓垂直農(nóng)場披上了炒作的外衣，但其實垂直農(nóng)場的未來看起來很光明。

從技術(shù)挑戰(zhàn)來講，許多垂直農(nóng)場擁有從人工智能和機(jī)器人技術(shù)到照明和水過濾的尖端技術(shù)，一些公司，特別是在亞洲，已經(jīng)建立了成功的流程，相信隨著時間推移，高投入的問題也必然會迎刃而解。

自2014年以來，已有約18億美元流入該行業(yè)，而對該行業(yè)的投資也在持續(xù)增長，預(yù)計到2026年將增長到97億美元。

目前一些運營商已經(jīng)實現(xiàn)了盈利，預(yù)計該行業(yè)將在未來十年內(nèi)增長，研究機(jī)構(gòu) IDTechEx 預(yù)測，到 2030 年，垂直農(nóng)場年銷售額將達(dá)到15億美元。

疫情和俄烏危機(jī)表明，我們迫切需要當(dāng)?shù)亍⒖煽俊⒔】档氖称饭?yīng)。垂直農(nóng)業(yè)的健康未來很大程度上取決于我們增強(qiáng)垂直農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢并克服其劣勢的能力。垂直農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢是顯而易見的：更高的作物產(chǎn)量，新鮮、營養(yǎng)、美味的食品。