導(dǎo)語：2050年世界總?cè)丝趯⑦_到97億，要解決如此龐大人口的吃飯問題，我們或許需要在摩天大樓里種糧食蔬菜了。如今垂直農(nóng)場席卷全球，而在中國爆發(fā)還要等5-10年，為什么？
長久以來，農(nóng)業(yè)科技一直試圖解決一個問題：如何在未來人口不斷增長的情況下，以有限的資源提供充足的農(nóng)產(chǎn)品？
最佳答案也許已經(jīng)有了：垂直農(nóng)場。
在國外，資本洶涌而入，垂直農(nóng)場成為世界級農(nóng)業(yè)風(fēng)口。在中國，我們剛剛起步。
什么是垂直農(nóng)場？“垂直農(nóng)場”（Vertical Farming) 的名字來源為：在室內(nèi)高大的機架上，逐層種植植物?？臻g內(nèi)部有氣候調(diào)控裝置，確保農(nóng)作物可以最快速度生長并實現(xiàn)產(chǎn)量最大化。
垂直農(nóng)場的一大主要優(yōu)勢在于節(jié)約用水。例如：北美最大的室內(nèi)垂直農(nóng)場Farmed Here 所用水量僅為傳統(tǒng)耕作灌溉量的 1/3。因為農(nóng)場處于封閉狀態(tài)，LED 燈光可以確保足夠的全年“日曬”，遠離蟲子、病害、農(nóng)藥、氣候等影響，所以無需施用農(nóng)藥。
傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品往往要經(jīng)過數(shù)千公里的長途運輸才送到消費者手中，而“垂直農(nóng)場”在城市就地生產(chǎn)，配送距離最多幾公里，節(jié)約能耗、運輸時間和成本的同時，讓消費者及時享用更新鮮更健康的農(nóng)產(chǎn)品。
“垂直農(nóng)業(yè)”這個專業(yè)術(shù)語最早由20世紀初由美國地質(zhì)學(xué)家吉爾伯特·埃利斯·貝利提出。2007年，美國哥倫比亞大學(xué)教授迪克森·德波爾提出了“垂直農(nóng)場”的概念。
從外形上看垂直農(nóng)場和一般的辦公大樓沒有任何區(qū)別，高度大都在30到40層樓之間，每層都可以栽種各種各樣的農(nóng)作物，根據(jù)不同農(nóng)作物的生長特點進行科學(xué)的分層種植。
我們常說的農(nóng)場的核心定位還是在鄉(xiāng)村，然而垂直農(nóng)場卻是以城市為核心的農(nóng)場開發(fā)模式，即，在高樓大廈間種田種菜，實現(xiàn)城市資源的可持續(xù)利用。
目前美國、法國、英國、瑞典、日本等多個國家都已經(jīng)陸續(xù)設(shè)計并運行了自己的垂直農(nóng)場，我國也在躍躍欲試。
垂直農(nóng)場或?qū)⑽桂B(yǎng)全球97億人據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織預(yù)測，2050年世界總?cè)丝趯_到97億。經(jīng)測算，想要養(yǎng)活這么多人口，全球糧食產(chǎn)量必須提高70%。
與此同時，隨著城市化進程的不斷加快，城市人口也越來越多——2050年全球城市人口將會再增加25億，世界三分之二的人將生活在城市中。
城市人口的增加，蔬菜和食物的供應(yīng)量和安全等矛盾都相應(yīng)產(chǎn)生。
面對激增的城市人口和越來越緊缺的土地，糧食蔬菜成為了全球各大城市后城市化時代需要面對的問題。
因此，要解決如此龐大人口的吃飯問題，我們或許需要一種新的食物生產(chǎn)模式——在摩天大樓里種植糧食蔬菜的垂直農(nóng)場。
當種植的蔬菜不再受制于天氣的干或澇，不再需要擔(dān)心土壤的污染和蟲害的肆虐時，食物的命運，就能被人類掌握在手里了。
三大痛點，垂直農(nóng)場都能解決
解決痛點一、畝產(chǎn)效益。
傳統(tǒng)種植業(yè)畝產(chǎn)效益基本上固定，有些還是低于預(yù)期，或者說產(chǎn)量的不可控性。
垂直農(nóng)場可以利用單體面積和多空間來設(shè)計。同一面積下，可以使用雙層或者多層進行生產(chǎn)和種植。
因此，有很多國外的農(nóng)場紛紛表示，畝產(chǎn)高于傳統(tǒng)的百倍之多。
解決痛點二、蔬菜安全性。
現(xiàn)如今，環(huán)境污染、極端天氣和人口過多等問題日趨嚴重，室外種植受到了嚴重威脅。
安全的農(nóng)產(chǎn)品成為消費主流趨勢。垂直農(nóng)場通過室內(nèi)和無土栽培的方式提高了蔬菜的安全性。
解決痛點三、持續(xù)產(chǎn)出。
垂直農(nóng)場沒有季節(jié)性，全年可以收成。傳統(tǒng)的種植業(yè)一年只有一二次，然而垂直農(nóng)業(yè)幾乎每個月都可以產(chǎn)出。
這也解決因季節(jié)性導(dǎo)致收成不高的窘?jīng)r，實現(xiàn)持續(xù)產(chǎn)出。垂直農(nóng)場的種植者再砍掉中間包裝、分銷、批發(fā)商三個環(huán)節(jié)，利潤可能是最終售價的45%-65%。
世界級風(fēng)口垂直農(nóng)場席卷全球自從垂直農(nóng)業(yè)的概念提出來以后，世界各國眾多“因地制宜”的垂直農(nóng)場逐步建成。有報告預(yù)計到 2022 年，僅垂直農(nóng)業(yè)這一個類別的公司，市值預(yù)計將超過60億美元。
荷蘭：Staay
2017年2月，荷蘭Dronten鎮(zhèn)開放了歐洲第一家垂直農(nóng)場。Staay食品集團建造一個九層樓的建筑，并將在這里培養(yǎng)各種萵苣。
該農(nóng)場900平方米的室內(nèi)植物工廠將擁有3,000平方米種植面積，用于生產(chǎn)無農(nóng)藥生菜。隨著對生菜農(nóng)藥殘留水平更嚴格的法規(guī)即將出臺，零售商將必須提供高品質(zhì)、無農(nóng)藥的生菜。
荷蘭領(lǐng)先的鮮果蔬菜公司Staay食品集團應(yīng)用LED植物照明，種植高品質(zhì)、無農(nóng)藥的新鮮生菜，供應(yīng)歐洲最大的連鎖超市之一。
英國：斯肯索普垂直農(nóng)場
斯肯索普的垂直農(nóng)場是由一架食品公司建造的，旨在每年能夠生產(chǎn)500噸植物，包括韭菜，香菜，羅勒等蔬菜，以滿足人類日益增長的需求。
垂直農(nóng)場包括兩個相同的種植房間，總種植面積為228平方米，采用全方位的氣候控制和循環(huán)水栽培系統(tǒng)。斯肯索普農(nóng)場使用的LED燈，相當于38座埃菲爾鐵塔。粉色光芒照亮了5120平方米的工廠，相當于26個網(wǎng)球場的面積。
在這里沒有農(nóng)田，沒有聯(lián)合收割機，沒有拖拉機，在農(nóng)場只有幾個工作人員，他們并不像是農(nóng)民，他們只是監(jiān)測數(shù)據(jù)，這里就是世界最先進的商業(yè)垂直農(nóng)場！
美國：Aero Farms農(nóng)場
位于美國新澤西州紐瓦克市的世界最大垂直農(nóng)場Aero Farms，這座占地面積6500平方米的廠房距離紐約曼哈頓約一個小時車程。
每年，Aero Farms將可以收獲20次，同時產(chǎn)出約200萬磅（約合91萬公斤）的蔬菜。而比如遵循傳統(tǒng)土地耕種的紐約州室外農(nóng)場，哪怕是在好年份，每年也僅能收獲3次萵苣。Aero Farms相比傳統(tǒng)的土壤種植蔬菜，能節(jié)省95%的水和50%的肥料。
迪拜：Crop One Holdings農(nóng)場
迪拜即將建成世界上最大的垂直農(nóng)場，竣工后將占地18.11畝，產(chǎn)量卻相當于5463.2畝的農(nóng)田。在全面生產(chǎn)下，該設(shè)備每天能2700公斤高質(zhì)量、無除草劑和無農(nóng)藥的綠葉蔬菜，而且用水量更比室外種植減少99％。
該農(nóng)場與消費區(qū)毗鄰的地理位置還確保新鮮農(nóng)產(chǎn)品可以在收獲后的幾個小時內(nèi)快速送達客戶手中，保證了蔬菜的新鮮度和營養(yǎng)價值。
該垂直農(nóng)場由阿聯(lián)酋航空餐飲公司（EKFC）和總部位于美國的垂直農(nóng)場運營公司Crop One Holdings共同投資4000萬美元建設(shè)，預(yù)計將于2018年11月動工，將打破之前美國新澤西州Aero Farms的世界記錄。
比利時：蜻蜓農(nóng)場
蜻蜓垂直農(nóng)場是在2009年由比利時一位杰出的建筑師文森特·卡勒鮑特設(shè)計的。農(nóng)場共有132層，兩邊的“觸角”達700m以上，農(nóng)場最高建筑達600多米。
該農(nóng)場的動力來源完全由風(fēng)能和太陽能提供，冬天的時候，兩扇“翅膀”間的熱空氣可以為農(nóng)作物提供保暖；夏天的時候，農(nóng)場通過自然通風(fēng)和植物的蒸騰作用來調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)的溫度，使農(nóng)場內(nèi)達到冬暖夏涼的效果。
除此之外，農(nóng)場內(nèi)還設(shè)有住宅區(qū)、辦公室等供居民休閑娛樂，人們可以在工作之余，種些自己喜歡的植物，體驗多元化的生活。
新加坡：熱帶地區(qū)生態(tài)設(shè)計大廈
新加坡國土面積只有710平方公里，耕地面積僅為250英畝（約合1500畝）。以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的方式基本不可能滿足日益增長的人口。新加坡有超過90%的食品依靠進口，這對國家安全與穩(wěn)定來說是個很大的問題。
人口密集、地價高昂，唯一能增加單位面積產(chǎn)量的方式只能是垂直農(nóng)場。
新加坡，最典型的垂直農(nóng)場莫過于新加坡熱帶地區(qū)生態(tài)設(shè)計大廈。這棟外表被綠色植物覆蓋的生態(tài)大廈共有26個樓層，外面一半以上的面積被當?shù)仄贩N的植物覆蓋。
為了充分吸收太陽能，建筑物表面覆蓋有855㎡的太陽能電池板，這些太陽能電池板每天產(chǎn)生的電量能夠滿足大廈至少40%的用電需求。為了達到節(jié)能環(huán)保的目的，生態(tài)設(shè)計大廈的建材均選用回收材料或者可回收材料。不僅如此，大廈還運用多種環(huán)保技術(shù)，如雨水收集回收處理系統(tǒng)、中水系統(tǒng)等，有效解決大廈一半以上的用水需求。
日本：Spread垂直農(nóng)場
Spread是日本目前最大的垂直農(nóng)場，目前只能產(chǎn)出四種不同的萵苣，但隨著種植技術(shù)的改良，未來將可全年生產(chǎn)各種類型的綠葉蔬菜。
公司計劃在2016年年底前建立一座全自動化垂直農(nóng)場，占地有3,500平方公尺，并預(yù)計于2017年秋季迎來第一次收成，此后每天的萵苣產(chǎn)量將可增加到3萬顆左右。
另外，Spread也開發(fā)出蔬菜工廠專用的低成本LED光照系統(tǒng)。這些LED燈的耗電低、效率高，可節(jié)省約30%的電力開銷。水耕（hydroponic）與氣霧耕（aeroponic）技術(shù)能夠?qū)⑺Y源的損失減少到最小。全新的回收、過濾、消毒系統(tǒng)，還可以將98%的廢水回收再利用。
5—10年后，垂直農(nóng)場在中國會更有市場垂直農(nóng)業(yè)所面臨的三個最大問題是作物單一性，高昂的建設(shè)成本，以及高能耗帶來的污染。
首先，并不是所有的植物都適合垂直種植。
目前適合的種類僅限于蔬菜、草藥、水果和可食用的鮮花等。因為主要糧食作物的種植方法還沒有被找到，垂直農(nóng)業(yè)目前可能只是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的有效補充，而不是替代。
其次，垂直農(nóng)業(yè)的成本和能耗始終居高不下。
據(jù)統(tǒng)計，垂直農(nóng)業(yè)的成本非常高，一棟高質(zhì)量的垂直農(nóng)場可能需要數(shù)十億美元。而且目前垂直農(nóng)場的能源消耗很大，美國堪薩斯州土地研究所的研究人員認為，如果想利用垂直農(nóng)業(yè)取代美國目前全年的小麥生產(chǎn)，僅照明需要的電量就是美國所有電站一年發(fā)電量的8倍。
第三，因為LED輔助型垂直農(nóng)場要求LED照明系統(tǒng)24小時對作物進行照射，很多人也在擔(dān)心垂直農(nóng)業(yè)到底會消耗多少能源？
目前研究表明，大規(guī)模垂直農(nóng)場由于消耗電能所間接產(chǎn)生的碳足跡（carbon footprint），是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的10倍。
任何技術(shù)走向商業(yè)化，再邁向規(guī)模化，都有太多的問題需要一步步去解決，而并非一蹴而就。除了技術(shù)難題，調(diào)查發(fā)現(xiàn)2016-2017年之間美國、日本有一大批垂直農(nóng)場倒閉，原因諸多，但最終離不開“無法盈利”的窘?jīng)r。
根據(jù)中國城市化的進程預(yù)測，或許5—10年后垂直農(nóng)場在中國會更有市場。
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