千億規(guī)模的垂直農(nóng)業(yè)，中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的新賽道？

相傳在公元前600年，古巴比倫國(guó)王尼布甲尼撒給自己思鄉(xiāng)成疾的妻子阿米蒂斯修建了一個(gè)“空中花園”，里面種植著許多花草樹木。據(jù)說，整個(gè)花園被懸掛在4層平臺(tái)之上，配有灌溉系統(tǒng)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看上去，猶如一座花園懸浮在半空中，由此得名。

對(duì)這個(gè)故事，有些人持有不同看法。一種說法是，空中花園并非是“吊在空中的花園”，而是對(duì)希臘文paradeisos的意譯。paradeisos直接翻譯過來，應(yīng)該是“梯形高臺(tái)”的意思，空中花園實(shí)際上是一個(gè)建筑在梯狀高臺(tái)上的花園。后來英文的天堂（paradise）一詞，就是從paradeisos蛻變過來的。

“空中花園”究竟如何，目前暫不可考。但讓農(nóng)業(yè)飛向天空，甚至脫離土壤，人類從來都是認(rèn)真的。

1627年，弗朗西斯·培根在其著作中，提出了無土種植陸生植物的想法；1909年，《生活》雜志刊登了一幅圖片，首次描述了“垂直農(nóng)莊”；1915年，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家貝利在其著作中創(chuàng)造了“垂直農(nóng)業(yè)”一詞——不過此處的“垂直”是向下的：用炸藥炸開地面，進(jìn)行“深耕”細(xì)作，獲取更大的產(chǎn)量。

一幅描述露臺(tái)種植作物的圖片 圖源AB Walker

1999年，哥倫比亞大學(xué)教授德斯波米爾（Despommier）提出了“垂直農(nóng)業(yè)”（vertical farming）的現(xiàn)代概念。出于商業(yè)目的，人類可以在摩天大樓中大規(guī)模種植動(dòng)植物。這些坐落于城市中的垂直農(nóng)場(chǎng)，既可以提供安全穩(wěn)定的食物供應(yīng)，又可以讓因水平農(nóng)業(yè)受到傷害的生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)。

后來，伴隨著科技進(jìn)步，新加坡、荷蘭、美國(guó)、加拿大等國(guó)都涌現(xiàn)了大量從事垂直農(nóng)業(yè)的企業(yè)。

垂直農(nóng)業(yè)，正在成為一條快速崛起的賽道。有機(jī)構(gòu)分析預(yù)測(cè)，室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)領(lǐng)域的投資額，將從2018年的14億美元增至2026年的180億美元；Insight?Partners公司此前的一項(xiàng)研究指出，垂直農(nóng)業(yè)的市場(chǎng)份額將從2021年的43億美元，增長(zhǎng)到2028年的198.64億美元（約合人民幣1438億元）。

垂直農(nóng)業(yè)，是一個(gè)千億級(jí)人民幣的賽道，也是一個(gè)世界級(jí)的技術(shù)對(duì)決主戰(zhàn)場(chǎng)。

2022年，美國(guó)《福布斯》曾列出了驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的四大技術(shù)，垂直農(nóng)業(yè)與人工智能、區(qū)塊鏈和自主機(jī)器&機(jī)器人齊名。圍繞垂直農(nóng)業(yè)進(jìn)行的理論探索和技術(shù)研發(fā)，不僅事關(guān)一個(gè)地區(qū)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，也將成為企業(yè)乃至國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)的前沿陣地之一。中國(guó)恐怕也無法置身事外。

不過垂直農(nóng)業(yè)衍生的產(chǎn)量、能源等問題，一直是各國(guó)各企業(yè)的老、大、難問題。

在垂直農(nóng)業(yè)這一技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)絲毫沒有落后。6月27日，由跨學(xué)科年輕專家組成的4支戰(zhàn)隊(duì)，從全球15支初賽隊(duì)伍中脫穎而出，殺入光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第三屆“多多農(nóng)研科技大賽”決賽賽場(chǎng)。他們用不同方案回答了：如何以更低能耗，在全封閉集裝箱種植更優(yōu)品質(zhì)、更高產(chǎn)量的生菜品種。

圖為集裝箱式植物工廠中的“翠恬”生菜 圖源新華社

千億規(guī)模的垂直農(nóng)業(yè)賽道，因?yàn)橹袊?guó)年輕科研工作者的嘗試，再添新變量。

一場(chǎng)不亞于“登月”的科技競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)團(tuán)隊(duì)在細(xì)微處下功夫

垂直農(nóng)場(chǎng)概念的提出者、哥大教授德斯波米爾曾說過這樣一句話，“我們對(duì)垂直農(nóng)場(chǎng)所傾注的精力和關(guān)注，并不亞于其他科學(xué)家所致力的登月計(jì)劃。我們所要解決的問題……是使全球人類不必再擔(dān)心下一頓飯從何而來。”不難發(fā)現(xiàn)，垂直農(nóng)業(yè)的出發(fā)點(diǎn)始終是如何擺脫“靠天吃飯”。

垂直農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于，它可以全年365天不間斷地種植、收割。它不需要忍受大自然變幻無常的氣候，它不受土壤、水源、光照、蟲害等自然因素影響。這種立體種植農(nóng)場(chǎng)還擁有更多的“精細(xì)化”和“模塊化”能力：人們可以精確計(jì)算并提供最適合的光照和水分，還可以不斷將新能源和AI等技術(shù)引入進(jìn)來。

垂直農(nóng)場(chǎng)是城市農(nóng)業(yè)狂想曲，但是它也有天然的局限性。

《華爾街日?qǐng)?bào)》曾在報(bào)道中指出，創(chuàng)造和維護(hù)“垂直農(nóng)場(chǎng)”，需要大量的成本和投入，例如技術(shù)支持、能源供應(yīng)。此外，行業(yè)飽受產(chǎn)量太低、不經(jīng)濟(jì)劃算等問題困擾。很多垂直農(nóng)場(chǎng)賽道的企業(yè)，都遭遇了失敗或者停止了擴(kuò)張，“因?yàn)樗鼈冸y以管理成本并在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。”

媒體報(bào)道截圖

這是一個(gè)世界性難題。

在集裝箱式植物工廠中種植生菜，是垂直農(nóng)業(yè)落地的典型案例。2021年，國(guó)內(nèi)進(jìn)行了一次測(cè)試，某企業(yè)的植物工廠每生產(chǎn)1千克生菜要消耗10度電，相當(dāng)于6元人民幣。結(jié)合產(chǎn)量分析計(jì)算，每千克生菜的生產(chǎn)成本為21.19元。但當(dāng)時(shí)露地生菜的零售價(jià)僅4-6元/千克。“即便是生產(chǎn)蔬菜，盈利也很難。”

垂直農(nóng)場(chǎng)受技術(shù)和成本雙重制約。這從一個(gè)側(cè)面解釋了，為何在日本、美國(guó)等國(guó)家，植物工廠出產(chǎn)的蔬菜有專門的標(biāo)識(shí)和認(rèn)證，市場(chǎng)售價(jià)通常比常規(guī)蔬菜高出1倍左右。如何降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，提高“性價(jià)比”，開辟一條新路，其實(shí)一直是“垂直農(nóng)場(chǎng)”的技術(shù)型前沿課題。

面對(duì)讓全球業(yè)界和學(xué)界頭大的難題，中國(guó)科研工作者并沒有躺平，反而在細(xì)微處不斷打磨。

來自中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的工科專家，組成了“賽博農(nóng)人”隊(duì)。據(jù)隊(duì)長(zhǎng)鄭建鋒介紹，將他們的種植方案運(yùn)用到大型植物工廠，每千克生菜的耗電量可以降低到9.5度，“優(yōu)于1千克生菜10度電的行業(yè)較高水平”。在不久前的第三屆“多多農(nóng)研科技大賽”中，“賽博農(nóng)人”隊(duì)榮獲“最佳節(jié)能獎(jiǎng)”。

對(duì)于困擾行業(yè)的“產(chǎn)量問題”，與“賽博農(nóng)人”隊(duì)同臺(tái)競(jìng)技的上海農(nóng)科院隊(duì)做出了嘗試。

在比賽中，上海農(nóng)科院隊(duì)使用了三層層架，最后一茬生菜的生產(chǎn)效率達(dá)到0.18kg/m2/天。據(jù)技術(shù)專家介紹，如果增加種植架層數(shù)，提高空間利用效率，那么在該方案下，生菜的生產(chǎn)效率完全可能達(dá)到0.4 kg/m2/天的國(guó)際先進(jìn)水平。最終，上海農(nóng)科院隊(duì)也收獲了大賽的“最高產(chǎn)量獎(jiǎng)”。

對(duì)于1400億的垂直農(nóng)業(yè)賽道而言，這些技術(shù)上的嘗試或許只是“一小步”。在技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的可及性上面，中國(guó)或許仍有極大的提升空間。但是這些嘗試背后的路徑思考是值得借鑒的：“靠天吃飯”是農(nóng)業(yè)的“命運(yùn)”，但是科技進(jìn)步可以為農(nóng)業(yè)爭(zhēng)取更多空間。

有效供給的增加，不僅將帶來千億級(jí)產(chǎn)業(yè)，提供大量創(chuàng)業(yè)和就業(yè)的崗位，同時(shí)也將提升中國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的底層能力。在中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的過程中，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)都要面臨一個(gè)上行的過程，這其實(shí)孕育著大量的市場(chǎng)機(jī)遇，值得中國(guó)科技企業(yè)和平臺(tái)企業(yè)給予足夠的重視。

中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推力，本質(zhì)上還是對(duì)技術(shù)力的打磨

集裝箱式植物工廠種生菜，其實(shí)是“向農(nóng)業(yè)設(shè)施要食物”，不靠天吃飯的一次科研嘗試。

這種科研投入是累積性的，它將持續(xù)、深遠(yuǎn)地作用于我國(guó)的智慧農(nóng)業(yè)事業(yè)。雖然很多項(xiàng)目都是一種“進(jìn)行時(shí)”，但是它對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的意義不言而喻。這不僅僅意味著面對(duì)國(guó)外同行的競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)不能坐視不管；這同樣意味著對(duì)于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化這個(gè)時(shí)代主題而言，每一個(gè)舞臺(tái)提供的機(jī)遇都不應(yīng)該放棄。

垂直農(nóng)業(yè)的千億賽道，和動(dòng)輒萬億的其他賽道相比雖然“小”。但它背后也是一個(gè)深遠(yuǎn)的命題。

說到底，中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推力，本質(zhì)上還是對(duì)技術(shù)力的打磨。這也是企業(yè)的機(jī)遇所在。

在全世界范圍內(nèi)，產(chǎn)業(yè)化農(nóng)業(yè)的不同階段，其驅(qū)動(dòng)力依次是：殖民化、工業(yè)化、三產(chǎn)化和社會(huì)化生態(tài)。最適合中國(guó)的是社會(huì)化生態(tài)農(nóng)業(yè)，它有兩臺(tái)作用力極為明顯的“引擎”：其一是互聯(lián)網(wǎng)，其二是綠色創(chuàng)新。簡(jiǎn)言之，中國(guó)農(nóng)業(yè)的最大驅(qū)動(dòng)力量，未來必將是“技術(shù)力”。

先聊一個(gè)很有趣的事情：中國(guó)的“農(nóng)民”，用英文應(yīng)該怎么翻譯？

工人是worker，教師是teacher，農(nóng)民可以是farmer嗎？站在全球殖民歷史的角度上來看，farmer是不合適的——farmer指的應(yīng)該是農(nóng)場(chǎng)主。以美洲為代表的大陸型農(nóng)業(yè)，即一些人推崇的“大農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)”，它有一個(gè)前提：歷史上的大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)往往是殖民化的結(jié)果。西方范式下的規(guī)模農(nóng)業(yè)，通常不適合從來沒有被徹底殖民化的中國(guó)。

簡(jiǎn)言之，中國(guó)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，基因上就不能照搬美國(guó)等外國(guó)模式。更遑論地理天文條件的客觀差異。

農(nóng)業(yè)的工業(yè)化，是用設(shè)施化農(nóng)業(yè)、工廠化農(nóng)業(yè)改造農(nóng)業(yè)。它確實(shí)發(fā)揮了一些積極作用，但是也有局限，例如對(duì)土壤水質(zhì)等環(huán)境的破壞，例如面對(duì)規(guī)模化農(nóng)業(yè)的缺乏比較優(yōu)勢(shì)……工業(yè)化，也不是中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的全部。我們還是得進(jìn)一步思考，繼續(xù)展開。

農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化，是將農(nóng)業(yè)甚至農(nóng)村和服務(wù)業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，例如旅游、養(yǎng)生和教育。理論上，農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化的重新定價(jià)獲得，綜合下來會(huì)高于第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)維度上的“農(nóng)業(yè)”，更有利于提高資源環(huán)境收入，推動(dòng)鄉(xiāng)村振興。但是，也應(yīng)該承認(rèn)，它也只能是未來農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一部分而不是全部。

例如資源稟賦的差異性。從旅游養(yǎng)生來說，山區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化，通常會(huì)高于平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化；發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化，通常會(huì)快于欠發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化；消費(fèi)活躍地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化，通常會(huì)“猛”于消費(fèi)保守地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化……農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化，某種程度上也是“靠天吃飯”。

那么農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化，有沒有一種穿越地域、時(shí)間甚至經(jīng)濟(jì)周期，“成事在人”的道路呢？

社會(huì)化生態(tài)農(nóng)業(yè)，或許就是其中之一。社會(huì)化生態(tài)農(nóng)業(yè)，是農(nóng)業(yè)的社會(huì)化和生態(tài)化，一方面，它要讓農(nóng)村經(jīng)濟(jì)回歸鄉(xiāng)土社會(huì)、回歸資源環(huán)境，讓“人回歸自然”，繼承和發(fā)揚(yáng)農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化的優(yōu)勢(shì)；另外一方面，它要共建一個(gè)繁榮的生態(tài)，例如城市和農(nóng)村的結(jié)合，市民和農(nóng)民的互助。

最典型的“社會(huì)化生態(tài)農(nóng)業(yè)”，就是科研下鄉(xiāng)，為農(nóng)業(yè)增添更多的技術(shù)力。

越來越多的中國(guó)科技企業(yè)，正在積極地將各類資源引入農(nóng)業(yè)。例如此前，騰訊曾舉辦國(guó)際智慧溫室種植挑戰(zhàn)賽，參賽隊(duì)伍要用AI和IoT物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)方案，研發(fā)并不斷優(yōu)化AI種植方案，在WUR真實(shí)溫室中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)。

例如，在計(jì)算機(jī)視覺部分，參賽團(tuán)隊(duì)要根據(jù)不同品種、生長(zhǎng)階段、生長(zhǎng)條件下的生菜圖像，研發(fā)算法并預(yù)測(cè)生菜實(shí)際生長(zhǎng)結(jié)果；在機(jī)器學(xué)習(xí)部分，參賽團(tuán)隊(duì)要在虛擬溫室中利用仿真器，讓AI學(xué)習(xí)溫度、光照等氣候數(shù)據(jù)對(duì)生菜生產(chǎn)的影響，并不斷優(yōu)化算法得到最佳種植策略，精準(zhǔn)利用資源，提高作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。

科技興農(nóng)，不讓農(nóng)民獨(dú)自搞農(nóng)業(yè)，或許這就是刪繁就簡(jiǎn)之后，中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化穿越周期的密碼。

對(duì)于中國(guó)平臺(tái)企業(yè)而言，通過各種渠道支持和投入研發(fā)，也是提高自身競(jìng)爭(zhēng)力的一種表現(xiàn)。

據(jù)彭博社報(bào)道，五年前（2017年），全球Top5的研發(fā)巨頭分別是亞馬遜、字母表、三星電子、大眾和微軟，華為位居第6位；五年后（2023年），全球Top5的研發(fā)巨頭分別是亞馬遜、字母表、元、蘋果和微軟，華為位次不變，榜單新增字節(jié)（第12位）、騰訊（14位）和阿里（第23位）。

彭博社報(bào)道截圖

拼多多等中國(guó)企業(yè)對(duì)科研事業(yè)一如既往的重視，未來或?qū)榭萍碱I(lǐng)域和商業(yè)市場(chǎng)帶來更多變量。

例如首屆多多農(nóng)研科技大賽獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)“智多莓”，后來成立了專門公司。截至今年一季度，該公司已經(jīng)在云南、上海和北京等地輸出40套系統(tǒng)，輔助草莓、藍(lán)莓生產(chǎn)。在云南某地，該系統(tǒng)讓當(dāng)?shù)胤柿现С鰷p少2500元/畝、植保支出減少1000元/畝，草莓產(chǎn)量增加30%。

再例如，在上海崇明翠冠梨盒馬村，值守果園的機(jī)器人、低空植保噴灑作業(yè)的無人機(jī)等智能化農(nóng)業(yè)設(shè)備已經(jīng)投入實(shí)戰(zhàn)。前沿科技的運(yùn)用既降低了成本，也推動(dòng)了“精細(xì)化種植”：根據(jù)盒馬數(shù)字化方案，基地中的翠冠梨生產(chǎn)，已經(jīng)精細(xì)到果與果之間距離為20厘米，平均一個(gè)果周圍有20至25片葉子……

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，很多企業(yè)的“內(nèi)卷”已經(jīng)變成供應(yīng)鏈和技術(shù)力的“內(nèi)卷”。

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)普及率的提高，中文互聯(lián)網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益白熱化。或許未來，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也將從流量流水向科技研發(fā)等領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。這種跨業(yè)務(wù)領(lǐng)域的“充分競(jìng)爭(zhēng)”是一個(gè)好事情：平臺(tái)之間不僅圍繞自身業(yè)務(wù)進(jìn)行比拼，在研發(fā)投入或者科研支持上，不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的企業(yè)也將產(chǎn)生更多的碰撞，最終讓用戶和社會(huì)受益。

內(nèi)容來源：觀察者網(wǎng)     作者：周毅，農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察全網(wǎng)推薦

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