雖然目前成本高昂，但卻是未來發(fā)展的趨勢。

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編者按：在疫情的沖擊下，今年很多餐館都被迫停止營業(yè)，造成了對農產(chǎn)品的需求斷崖式下跌。雖然由于人們居家做飯，商店對農產(chǎn)品的需求增加了，但農產(chǎn)品在轉換運輸目的地的過程中出現(xiàn)了大量損耗。這對農民來說是不小的沖擊，在美國，又出現(xiàn)了牛奶被倒進下水道的情形。如今的作物和生產(chǎn)和運輸方式比較固化，很難應對需求端的大幅變化。這讓我們的眼光轉向“室內垂直種植”，即利用立體空間，把一片土地的利用面積以倍數(shù)增加，使得土地的利用率大大提高。這種種植方式可以讓作物生產(chǎn)地就位于市中心，隨時為市民提供新鮮的蔬菜和糧食。“室內垂直種植”既能解決農田對環(huán)境的破壞問題，又能解決作物運輸系統(tǒng)不靈活的問題，帶來的好處是方方面面的。雖然目前“室內垂直種植”的成本還很高昂，但是它是未來的發(fā)展趨勢。本文作者Laura Marie，原標題為" Indoor Vertical Farms Are the (Very Expensive) Future of Food"，希望對您有所啟發(fā)。

今年突如其來的新冠疫情迫使許多餐館關了門，這導致對某些農產(chǎn)品的需求突然下降。在美國，又出現(xiàn)了牛奶被倒進下水道的情形。那些長期固定供應餐館農產(chǎn)品的農民，眼睜睜地看著自己平常的訂單化為烏有。與此同時，由于人們被迫在家做飯，食品雜貨店的需求激增。在產(chǎn)品迅速轉移的過程中，數(shù)百萬噸農產(chǎn)品被浪費了。

農學家和作物科學家納特·斯托雷（Nate Storey）博士告訴Future Human：“新冠肺炎暴露了我們復雜的食品配送物流系統(tǒng)的弱點。我們需要讓食物的供應免受天氣、季節(jié)、時間、距離、流行病、害蟲、自然災害、季節(jié)和缺乏控制的影響和限制。”

氣候變化、可耕地日益稀缺、城市人口不斷增加，也使得傳統(tǒng)農業(yè)越來越不穩(wěn)定，資源效率越來越低。斯托雷（Storey）認為，如果大部分食物是在多層室內農場種植的，將會形成一個更好的農業(yè)系統(tǒng)。斯托雷是垂直室內農場公司（vertical indoor farming ）plenty的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學官，該公司是當今走在農產(chǎn)品種植前沿的初創(chuàng)公司之一。

室內垂直種植使用多層建筑，上面堆放著種植容器和燈，而不是戶外土地和陽光。它們可以建在城市中心，然后向上擴張，而不是向外擴張，以最小化土地的使用。室外種植的植物必須經(jīng)過培育以適應惡劣天氣和長途運輸，而室內種植的植物幾乎可以完全為了營養(yǎng)和口味的目的而培育。這些農場附近的社區(qū)全年都能吃到高質量的農產(chǎn)品，而且這些農產(chǎn)品不使用殺蟲劑或除草劑，對環(huán)境的影響也較小。

垂直種植的農產(chǎn)品可以顯著減少由傳統(tǒng)耕作和運輸方式造成的下游污染問題。

因為溫度、養(yǎng)分和水分可以在最佳狀態(tài)下提供給農作物，而無需根據(jù)天氣和土壤的需求，所以農產(chǎn)品可以在室內生長得更快，通常以六到八周為周期，而在室外一年只能種一到兩季。室內農場的每個部分都允許在不同的時間成熟，可以連續(xù)收獲和播種。這種局部城市室內農場構建起的網(wǎng)絡可以增強我們應對未來食品供應面臨的沖擊,不管是生物的、經(jīng)濟的、氣候的、還是政治的。

雖然垂直種植的農產(chǎn)品已經(jīng)開始出現(xiàn)在商店里，行業(yè)也在穩(wěn)步增長，但它還沒有成為主流。垂直種植是很昂貴的，而且必須克服作物研究的挑戰(zhàn)和農業(yè)歷史不平等問題，這樣我們才能有望在市場上的每個角落，都擺滿室內種植的產(chǎn)品。疫情造成的糧食危機提醒我們，發(fā)展室內垂直種植應該提上日程了。因為大規(guī)模發(fā)展室內垂直種植需要數(shù)年時間，但我們還不知道具體要多久，一種主要的植物疾病或大流行會摧毀我們目前的糧食系統(tǒng)。室內垂直種植可能是我們抵御未來不確定性所需要的保障。

1999年，哥倫比亞大學微生物學教授迪克森·德斯波米耶博士（Dickson Despommier, phD）研究了屋頂花園種植的食物是否足以養(yǎng)活紐約市。他告訴Future Human，這是個好的解決方案，但還不夠深入。他說：“如果我們把種植物搬到室內，把整棟樓都裝滿呢？紐約市一度有4000棟廢棄的公寓樓，這些房子毫無用處。如果我們把這些樓里都種上作物呢？”

德斯波米耶接著出版了一本很有先見之明的書《垂直農場》（The Vertical Farm），書中概述了農業(yè)對環(huán)境的毀滅性影響，并呼吁以多層室內農場的形式進行可持續(xù)性革命。這本書在2010年首次出版時，市面上還沒有這樣的農場。在今年出版的十周年紀念版中，他列舉了全球60多家從事這項工作的公司。

德斯波米耶告訴Future Human，：“我們現(xiàn)在種植作物的面積相當于整個南美洲。這太荒謬了，農業(yè)對硬木森林、土壤、生物多樣性等都會造成很大破壞。”

傳統(tǒng)農業(yè)正快速消耗著種植大部分作物所必需的富含營養(yǎng)的表層土壤，在未來的60年里，富含營養(yǎng)的表層土壤可能會全部消失。戶外農業(yè)以灌溉的形式消耗了全世界清潔用水的70%，它需要大量的資源從蓄水層中提取、凈化和分配灌溉水。傳統(tǒng)農業(yè)還需要化肥、除草劑和殺蟲劑，這些會破壞農田，污染下游的生態(tài)系統(tǒng)。而且，在到達消費者手中之前，產(chǎn)品會被污染的卡車運輸數(shù)百或數(shù)千英里。

相比之下，許多垂直農場不使用土壤，而是依靠水培法或氣培法，這兩種方法分別將根系懸浮在富含養(yǎng)分的水中或霧靄中，會比傳統(tǒng)農場少消耗70-90%的水和養(yǎng)分。通過控制種植區(qū)的物種進入，室內農場能保持種植室的清潔，減少或消除對所有殺蟲劑和除草劑的使用。在垂直農場里，生長設備和LED燈陣列堆放在建筑物的多層面上，這樣可以讓這些農場在城市只占一小塊土地。斯托雷（Storey）說，在plenty公司，“與傳統(tǒng)農業(yè)相比，我們的每英畝的收益是其150 - 350倍。”

自2018年開始種植以來，plenty的農場已經(jīng)采取了多種形式，在最近的幾次改造中，從地板到天花板的綠色種植墻都配有明亮的LED燈陣列。由機器學習驅動的技術可以快速識別生病的植物，農場工人通過機器人系統(tǒng)種植、監(jiān)控和收獲作物。

許多室內垂直農場目前專注于種植微型蔬菜、草本植物、生菜和其他多葉蔬菜，因為它們生長迅速，成本低廉。這是一個良好的開端，但要將整個作物系統(tǒng)從室外農業(yè)過渡到室內農業(yè)，盈利作物的種類必須從綠色作物擴展到主食作物，包括小麥、大米和藜麥，它們是世界上主要的卡路里來源。這樣做面臨很大挑戰(zhàn)，因為每一種植物對室內人工照明下的生長都有不同的反應，而且種植某些植物不太劃算，因為整株植物只有一小部分會被吃掉。例如，主食作物需要植株大量生長，但只需有少量的果仁或種子能作為食物，而羽衣甘藍植物的大部分都可以食用。因為促進植物的生長是很昂貴的，所以每一點收獲都很重要。

AeroFarms是一家總部位于新澤西州的室內農業(yè)公司，成立于2004年。該公司使用一種獲得專利的航空電子系統(tǒng)，每年種植數(shù)百萬磅的綠葉蔬菜。該公司目前正在研究室內農場中一些變化的變量（比如光波波長、養(yǎng)分水平、溫度和生長介質等）是如何影響植物的品質和味道的，希望能將這些發(fā)現(xiàn)應用到尚未在室內大規(guī)模種植的新產(chǎn)品上。

“我們在表型方面取得了重大進展，能快速檢測和確定哪些特定的環(huán)境壓力因素影響植物中重要的植物營養(yǎng)素和揮發(fā)物，從而創(chuàng)造出最美味和最有營養(yǎng)的產(chǎn)品,”AeroFarms公司研發(fā)副總裁史黛西·希梅爾（Stacy Kimmel）博士和首席技術官羅杰·比洛（Roger buelow）在一封電子郵件中告訴Future Human。

這是一個相對較新的研究領域，種植作物的設備也在不斷改進。“目前還沒有實現(xiàn)那么多的標準化，每個人都在自己研究，”總部位于俄亥俄州的室內垂直農場公司80 Acres的創(chuàng)意和溝通副總裁麗貝卡·哈德斯(Rebecca Haders)說?！胺N子培育者也建立了垂直農場，他們正在現(xiàn)場測試能夠高效種植的新品種。他們研究的是專門用于垂直農業(yè)的種子?！?/p>

與此同時，戴斯波米耶（Despommier）也正在研究小麥等主要作物如何在室內種植。今年8月，他與人合著了《美國國家科學院院刊》(proceedings of the National Academy of Sciences)的一項研究。該研究表明，室內種植可以通過全年連續(xù)生產(chǎn)小麥，使供給曲線變得平滑，其產(chǎn)量是室外小麥的600倍。只有一個問題：“考慮到人工照明的能源成本和資本成本，”該團隊寫道，“與當前的市場價格相比，它不太可能具有經(jīng)濟上的競爭力?！?/p>

室內垂直農場是很昂貴的：控制準入的潔凈室，精心校準的種植燈，種植和收割的機器都需要高昂的前期成本，更不用說為農場建造房屋了。機器學習、機器人技術和自動化的成本也很高。到目前為止，垂直室內農場在公共資助、私人投資和社會影響獎的共同幫助下取得了進展。但在很大程度上，垂直農業(yè)仍然沒有得到足夠的重視，潛力還有待挖掘。

AeroFarms擁有來自私營部門的投資者，但也在積極尋求公共科學研究基金，以發(fā)展業(yè)務。它的一些研究得到了食品與農業(yè)研究基金會(FFAR)的資助。FFAR是一個由美國農業(yè)部創(chuàng)建的非營利組織，旨在為“大膽的”農業(yè)研究尋找公共和私人資助。具體來說，它是FFAR的精確室內植物(pIp)研究聯(lián)盟的一部分，該聯(lián)盟致力于培育適合室內生長的作物，如生菜、番茄和草莓等。

盡管室內種植有可能通過增加供應來解決食物獲取不平等的問題，但其高昂的成本使其無法成為一種完美的解決方案，至少目前情況是如此。在成本較高，且專注于優(yōu)質農產(chǎn)品的情況下，該行業(yè)正準備讓農民和特權階層的消費者受益，就像傳統(tǒng)農業(yè)已經(jīng)做到的那樣。一些業(yè)內人士正在試圖改變路線。

威斯琳·阿什頓博士（Weslynne Ashton, phD）是伊利諾斯理工學院環(huán)境管理和可持續(xù)發(fā)展的副教授，除了在該領域進行研究之外，她還與當局一起致力于提高城市食品系統(tǒng)的可持續(xù)性和公平性。阿什頓告訴Future Human：“部分挑戰(zhàn)是來源于資金壓力，我認為，現(xiàn)金流管理對于室內農業(yè)的成功來說是一個重要的挑戰(zhàn)?！?/p>

室內垂直種植不會完全解決如今食物系統(tǒng)的缺點，但它有潛力提供我們需要的靈活性，以適應世界的持續(xù)變化。增加作物產(chǎn)量意味著在危機期間糧食供應穩(wěn)定，減少對農田的依賴意味著減輕對環(huán)境的負擔。戴斯波米耶（Despommier）設想了這樣一個未來：農作物在室內種植，而以前的農田上發(fā)展出更穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，且所有這一切都不需要放棄我們對城市生活的偏好。

可持續(xù)發(fā)展的問題一直都在，且資源每年都在枯竭，垂直室內農業(yè)的創(chuàng)新能幫我們應對環(huán)境退化問題，還能幫我們解決農作物和蔬菜等的供應鏈管理問題，它所帶來的好處是方方面面的。垂直室內農業(yè)和其他重新構想的農業(yè)形式現(xiàn)在必須向前發(fā)展，因為未來還有很多東西要研究。我們不知道，目前的食物系統(tǒng)還要經(jīng)歷多少年的發(fā)展，才能強大到足夠抵抗下一次像新冠疫情這樣的沖擊。

譯者：Jane

網(wǎng)頁名稱：“室內垂直種植”會是未來農業(yè)的新趨勢嗎？
URL地址：http://redsoil1982.com.cn/article30/scdgso.html

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