千億規(guī)模的垂直農(nóng)業(yè)，中國農(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“空中花園”，里面種植著許多花草樹木。據(jù)說，整個花園被懸掛在4層平臺之上，配有灌溉系統(tǒng)。遠遠看上去，猶如一座花園懸浮在半空中，由此得名。

對這個故事，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”，而是對希臘文paradeisos的意譯。paradeisos直接翻譯過來，應(yīng)該是“梯形高臺”的意思，空中花園實際上是一個建筑在梯狀高臺上的花園。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，進行“深耕”細作，獲取更大的產(chǎn)量。

一幅描述露臺種植作物的圖片 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)模種植動植物。這些坐落于城市中的垂直農(nóng)場，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，伴隨著科技進步，新加坡、荷蘭、美國、加拿大等國都涌現(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。有機構(gòu)分析預(yù)測，室內(nèi)垂直農(nóng)場領(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公司此前的一項研究指出，垂直農(nóng)業(yè)的市場份額將從2021年的43億美元，增長到2028年的198.64億美元（約合人民幣1438億元）。

垂直農(nóng)業(yè)，是一個千億級人民幣的賽道，也是一個世界級的技術(shù)對決主戰(zhàn)場。

2022年，美國《福布斯》曾列出了驅(qū)動農(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)塊鏈和自主機器&機器人齊名。圍繞垂直農(nóng)業(yè)進行的理論探索和技術(shù)研發(fā)，不僅事關(guān)一個地區(qū)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，也將成為企業(yè)乃至國家科技競爭的前沿陣地之一。中國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，從全球15支初賽隊伍中脫穎而出，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。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，因為中國年輕科研工作者的嘗試，再添新變量。

一場不亞于“登月”的科技競爭，中國團隊在細微處下功夫

垂直農(nóng)場概念的提出者、哥大教授德斯波米爾曾說過這樣一句話，“我們對垂直農(nóng)場所傾注的精力和關(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)點始終是如何擺脫“靠天吃飯”。

垂直農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢在于，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)場還擁有更多的“精細化”和“模塊化”能力：人們可以精確計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)引入進來。

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

《華爾街日報》曾在報道中指出，創(chuàng)造和維護“垂直農(nóng)場”，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)濟劃算等問題困擾。很多垂直農(nóng)場賽道的企業(yè)，都遭遇了失敗或者停止了擴張，“因為它們難以管理成本并在當(dāng)?shù)厥袌龈偁帯！?/span>

媒體報道截圖

這是一個世界性難題。

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，國內(nèi)進行了一次測試，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)量分析計算，每千克生菜的生產(chǎn)成本為21.19元。但當(dāng)時露地生菜的零售價僅4-6元/千克。“即便是生產(chǎn)蔬菜，盈利也很難。”

垂直農(nóng)場受技術(shù)和成本雙重制約。這從一個側(cè)面解釋了，為何在日本、美國等國家，植物工廠出產(chǎn)的蔬菜有專門的標識和認證，市場售價通常比常規(guī)蔬菜高出1倍左右。如何降低建設(shè)和運營成本，提高“性價比”，開辟一條新路，其實一直是“垂直農(nóng)場”的技術(shù)型前沿課題。

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

來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的工科專家，組成了“賽博農(nóng)人”隊。據(jù)隊長鄭建鋒介紹，將他們的種植方案運用到大型植物工廠，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”隊榮獲“最佳節(jié)能獎”。

對于困擾行業(yè)的“產(chǎn)量問題”，與“賽博農(nóng)人”隊同臺競技的上海農(nóng)科院隊做出了嘗試。

在比賽中，上海農(nóng)科院隊使用了三層層架，最后一茬生菜的生產(chǎn)效率達到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)效率完全可能達到0.4 kg/m2/天的國際先進水平。最終，上海農(nóng)科院隊也收獲了大賽的“最高產(chǎn)量獎”。

對于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”，但是科技進步可以為農(nóng)業(yè)爭取更多空間。

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

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

集裝箱式植物工廠種生菜，其實是“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)、深遠地作用于我國的智慧農(nóng)業(yè)事業(yè)。雖然很多項目都是一種“進行時”，但是它對中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的意義不言而喻。這不僅僅意味著面對國外同行的競爭，中國不能坐視不管；這同樣意味著對于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化這個時代主題而言，每一個舞臺提供的機遇都不應(yīng)該放棄。

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

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

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)動力依次是：殖民化、工業(yè)化、三產(chǎn)化和社會化生態(tài)。最適合中國的是社會化生態(tài)農(nóng)業(yè)，它有兩臺作用力極為明顯的“引擎”：其一是互聯(lián)網(wǎng)，其二是綠色創(chuàng)新。簡言之，中國農(nóng)業(yè)的最大驅(qū)動力量，未來必將是“技術(shù)力”。

先聊一個很有趣的事情：中國的“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)場農(nóng)業(yè)”，它有一個前提：歷史上的大規(guī)模農(nóng)場往往是殖民化的結(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。

簡言之，中國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，基因上就不能照搬美國等外國模式。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)。它確實發(fā)揮了一些積極作用，但是也有局限，例如對土壤水質(zhì)等環(huán)境的破壞，例如面對規(guī)模化農(nóng)業(yè)的缺乏比較優(yōu)勢……工業(yè)化，也不是中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的全部。我們還是得進一步思考，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)化的重新定價獲得，綜合下來會高于第一產(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，推動鄉(xiāng)村振興。但是，也應(yīng)該承認，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，通常會高于平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化；發(fā)達地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化，通常會快于欠發(fā)達地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化；消費活躍地區(qū)的農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化，通常會“猛”于消費保守地區(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、時間甚至經(jīng)濟周期，“成事在人”的道路呢？

社會化生態(tài)農(nóng)業(yè)，或許就是其中之一。社會化生態(tài)農(nóng)業(yè)，是農(nóng)業(yè)的社會化和生態(tài)化，一方面，它要讓農(nóng)村經(jīng)濟回歸鄉(xiāng)土社會、回歸資源環(huán)境，讓“人回歸自然”，繼承和發(fā)揚農(nóng)業(yè)三產(chǎn)化的優(yōu)勢；另外一方面，它要共建一個繁榮的生態(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，騰訊曾舉辦國際智慧溫室種植挑戰(zhàn)賽，參賽隊伍要用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真實溫室中實現(xiàn)全自動生產(chǎn)。

例如，在計算機視覺部分，參賽團隊要根據(jù)不同品種、生長階段、生長條件下的生菜圖像，研發(fā)算法并預(yù)測生菜實際生長結(jié)果；在機器學(xué)習(xí)部分，參賽團隊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)民獨自搞農(nóng)業(yè)，或許這就是刪繁就簡之后，中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化穿越周期的密碼。

對于中國平臺企業(yè)而言，通過各種渠道支持和投入研發(fā)，也是提高自身競爭力的一種表現(xiàn)。

據(jù)彭博社報道，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）。

彭博社報道截圖

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

例如首屆多多農(nóng)研科技大賽獲獎團隊“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，值守果園的機器人、低空植保噴灑作業(yè)的無人機等智能化農(nóng)業(yè)設(shè)備已經(jīng)投入實戰(zhàn)。前沿科技的運用既降低了成本，也推動了“精細化種植”：根據(jù)盒馬數(shù)字化方案，基地中的翠冠梨生產(chǎn)，已經(jīng)精細到果與果之間距離為20厘米，平均一個果周圍有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)競爭日益白熱化。或許未來，行業(yè)競爭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“充分競爭”是一個好事情：平臺之間不僅圍繞自身業(yè)務(wù)進行比拼，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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