【TED】室内垂直农场是农业的未来么？

如果你生活在地球上， 并且是每天需要食物 的 70 亿人中的一员， 我需要你注意， 因为在接下来 30 年， 我们将必须应对 我们这个时代最重要 的全球挑战。 我不是在说气候变暖， 我在讨论食物和农业。 2050 年，全球人口预计 将达到 98 亿人， 68% 的人将生活在城市里面。 为了养活这么大规模的人口， 我们需要把现有的农业产出规模 增加 70%。 为了让你们对这个数字有个概念， 这相当于在未来 35-40 年， 需要增加的食物将会超过 过去 1 万年的总和。 简单来讲，我们的 全球人口不仅变得更多， 也变得更密集， 并且我们必须用 更有限的土地和资源 去种植更多的粮食。

当前农业面临的挑战 使我们当前应对 这些重大人口变化 的努力复杂化了。 从全球来看，我们生产的 食物有 1/3 被浪费了， 相当于 16 亿吨的食物 在运往市场的途中烂掉， 或者躺在我们的冰箱里过期， 又或者被超市和餐饮 在每天打烊时 丢弃掉。 每年，多达 6 亿的人 因为吃被污染的食物而患病， 凸显了我们维持全球 食品安全的挑战。 此外，大家不难想象， 农业产业 是最大的单一淡水消费领域， 占全球使用量的 70%。

听到下面的消息 你可能会感到轻松一些： 农业产业 以及由大学，公司和 非营利组织发起的全球运动 正在推动全面的研究 和开发新的技术 来解决这些问题。 很多机构已经 致力于这个领域长达几十年。 但最近有一个食物生产方面的创新 被部署在了北美的工业园区， 在亚洲的城市中心， 甚至是中东干旱的沙漠中， 那就是可控环境农业。

可控环境农业是 对不受天气或者环境影响 的农业的花俏叫法， 与传统的二维农场不同， 许多这样的农场 在垂直的架子上 立体地种植粮食作物。 所以这种类型 的食物生产模式也叫做 室内垂直农场。

在过去 5 年半的时间里， 我一直涉足 室内垂直农场领域， 开发能让这种类型的食物生产 更加高效和低成本的技术。 这张照片是在一个废弃 的集装箱外面拍的， 我们把它改造成了一个室内农场， 然后把它运到迪拜的中心 和高温地区。

从商业角度讲，室内垂直农场是 最近才出现的现象， 原因在于消费者 越来越关注食物安全 和他们食物的产地， 并且让这一切成为可能的必要技术 也已经变得更容易获取，更廉价； 另外，全球食物生产 的成本其实在增加， 使得这类食物生产更具竞争力。

所以如果你想要建造 室内垂直农场， 你将需要用人工替代品 取代传统的农场元素， 从阳光开始。 在室内垂直农场， 自然光源由 LED 这样 的人工光源代替。 虽然有许多不同类型 的 LED 被使用， 我们决定安装在这里的 叫做“全光谱 LED”， 专门针对我们种植 的蔬菜进行了优化。 同时，为了在给定空间中 最大化产出， 室内垂直农场也会 利用和安装货架系统 来立体种植蔬菜。 有些最大的设施 把它们的产品排布到 14-16 层楼高。

这些农场大多 是水培或气培系统， 这意味着使用的不是土壤， 而是聚氨酯海绵， 可生物降解的 泥煤苔之类的替代材料， 甚至是无机材料， 如珍珠岩和粘土球团。 这些农场的另一个独特之处是 它们使用的精准养分配方 在整个设施内不断被循环和回收， 并直接输送到蔬菜的根部 来促进植物的生长。 最后，这些农场使用 复杂的监控和自动化系统， 显著提高了产量， 效率和一致性， 这些工具也会给生产的食物带来 更容易追踪和更安全的额外好处。

这种方式培育粮食作物 的一些明显的好处是， 你全年都可以生产蔬菜， 且品质一致， 你还可以预测产出。 其他一些主要好处 包括显著的资源利用效率， 尤其是水。 以这种方式种植的每公斤蔬菜， 与传统的耕作方法相比， 可以节省数百公升的水。 在省水的同时， 化肥的使用也有所下降。 一个产量最高的农场 每平方米种植的粮食比 传统农场高 350 多倍。 耐候性 意味着完全控制 外来的污染和害虫， 完全不需要使用化学杀虫剂。 需要澄清的是， 这些农场可以生产大量的食物， 最大的一个工厂 每天可生产 3 万颗蔬菜。

然而，跟任何新的 技术或创新一样， 这项技术也存在一些不足。 你应该可以想象， 以这种方式种植食物 会消耗大量的能量。 此外，这些农场只能商业化 生产少量品种的蔬菜， 且整体的生产成本仍然相当高。

为了解决这些问题， 一些最大、最先进的农场 做了大规模的投资，从能源效率开始。 为了降低过高的能源消耗， 人们尝试着开发更高效的 LED， 开发适合植物生长的激光器， 并且使用像这样的光纤电缆 在白天将阳光直接 导入室内垂直农场 以减少对人工照明的需求。

同样，为了降低因雇佣更加熟练， 更城市化和拥有更高技能的劳动力 所带来的高成本， 机器自动化在大型设施中 得到了广泛应用。 你永远不可能实现 资源的真正高效利用。 将室内垂直农场建在 都市或都市周边 可以帮助缩短农业供应链， 并维持蔬菜的营养含量。 此外，在很多国家 都存在食物沙漠地区， 那里的人没法得到有营养的蔬菜， 随着这个行业的成熟， 即便是最贫穷的社区 也能够得到高质量， 高营养的蔬菜供应。

最后，也是我个人尤为兴奋的一点， 室内垂直农场可以与城市景观 进行无缝融合， 来帮助重新利用闲置、未充分利用 和未使用的城市基础设施。 事实上，目前这样的事 已经在发生了。 共享汽车服务减少了 数百万辆汽车的出行， 并且显著减少了对停车空间的需求。

这个我们在北京市中心安装的农场 位于一个未被充分利用 的地下停车场， 用于为附近的酒店种植蔬菜。 未充分利用的基础设施 不仅限于大型土木工程项目， 它们也可以包括较小的空间， 如空闲的餐厅角落。 这是一个我们直接安装在 酒店入口隔墙的农场， 用来给厨师们现场提供 新鲜的香料和蔬菜。 老实说，如果你环顾四周， 你会发现到处都是未被 充分利用的空间—— 城区的地下，周围和内部。 这是我们安装在 空置的办公室角落 来为附近咖啡馆的员工 种植新鲜蔬菜的农场。

我有幸成为了农业产业中 这些超酷项目的一员， 协助提高新鲜营养农产品 的普及度和可负担性， 希望很快能惠及任何地方的任何人。 这是我所做过的最快乐， 也是最谦卑和最具挑战的事情。

现在我已经证明了 农业也可以非常性感， 但你们也会很惊讶， 甚至很震惊的发现， 我仍然很难去 充分阐明我是如何，以及 为什么决定在农业产业工作， 并将持续工作下去。 但在几年前，我无意间找到了 一个相当独特的答案。 我阅读过一篇文章， 是关于你的名字， 尤其是你的姓氏， 如何对你的性格， 你的专业领域等一切事情 产生强大的影响。 这是我的日语姓氏： Oda. 这个词在字面上的翻译是 “小农场”。