雖然目前成本高昂，但卻是未來發展的趨勢。

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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，造成了對農產品的需求斷崖式下跌。雖然由于人們居家做飯，商店對農產品的需求增加了，但農產品在轉換運輸目的地的過程中出現了大量損耗。這對農民來說是不小的沖擊，在美國，又出現了牛奶被倒進下水道的情形。如今的作物和生產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”既能解決農田對環境的破壞問題，又能解決作物運輸系統不靈活的問題，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。

今年突如其來的新冠疫情迫使許多餐館關了門，這導致對某些農產品的需求突然下降。在美國，又出現了牛奶被倒進下水道的情形。那些長期固定供應餐館農產品的農民，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。在產品迅速轉移的過程中，數百萬噸農產品被浪費了。

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的弱點。我們需要讓食物的供應免受天氣、季節、時間、距離、流行病、害蟲、自然災害、季節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，也使得傳統農業越來越不穩定，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系統。斯托雷是垂直室內農場公司（vertical indoor farming ）plenty的聯合創始人和首席科學官，該公司是當今走在農產品種植前沿的初創公司之一。

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和口味的目的而培育。這些農場附近的社區全年都能吃到高質量的農產品，而且這些農產品不使用殺蟲劑或除草劑，對環境的影響也較小。

垂直種植的農產品可以顯著減少由傳統耕作和運輸方式造成的下游污染問題。

因為溫度、養分和水分可以在最佳狀態下提供給農作物，而無需根據天氣和土壤的需求，所以農產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，可以連續收獲和播種。這種局部城市室內農場構建起的網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、經濟的、氣候的、還是政治的。

雖然垂直種植的農產品已經開始出現在商店里，行業也在穩步增長，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和農業歷史不平等問題，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品。疫情造成的糧食危機提醒我們，發展室內垂直種植應該提上日程了。因為大規模發展室內垂直種植需要數年時間，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。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），書中概述了農業對環境的毀滅性影響，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，：“我們現在種植作物的面積相當于整個南美洲。這太荒謬了，農業對硬木森林、土壤、生物多樣性等都會造成很大破壞。”

傳統農業正快速消耗著種植大部分作物所必需的富含營養的表層土壤，在未來的60年里，富含營養的表層土壤可能會全部消失。戶外農業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。傳統農業還需要化肥、除草劑和殺蟲劑，這些會破壞農田，污染下游的生態系統。而且，在到達消費者手中之前，產品會被污染的卡車運輸數百或數千英里。

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分的水中或霧靄中，會比傳統農場少消耗70-90%的水和養分。通過控制種植區的物種進入，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，“與傳統農業相比，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種植、監控和收獲作物。

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從室外農業過渡到室內農業，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，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，每年種植數百萬磅的綠葉蔬菜。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，希望能將這些發現應用到尚未在室內大規模種植的新產品上。

“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境壓力因素影響植物中重要的植物營養素和揮發物，從而創造出最美味和最有營養的產品,”AeroFarms公司研發副總裁史黛西·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的創意和溝通副總裁麗貝卡·哈德斯(Rebecca Haders)說。“種子培育者也建立了垂直農場，他們正在現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的種子。”

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生產小麥，使供給曲線變得平滑，其產量是室外小麥的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，它不太可能具有經濟上的競爭力。”

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，以發展業務。它的一些研究得到了食品與農業研究基金會(FFAR)的資助。FFAR是一個由美國農業部創建的非營利組織，旨在為“大膽的”農業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)研究聯盟的一部分，該聯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，且專注于優質農產品的情況下，該行業正準備讓農民和特權階層的消費者受益，就像傳統農業已經做到的那樣。一些業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境管理和可持續發展的副教授，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的可持續性和公平性。阿什頓告訴Future Human：“部分挑戰是來源于資金壓力，我認為，現金流管理對于室內農業的成功來說是一個重要的挑戰。”

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

可持續發展的問題一直都在，且資源每年都在枯竭，垂直室內農業的創新能幫我們應對環境退化問題，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。垂直室內農業和其他重新構想的農業形式現在必須向前發展，因為未來還有很多東西要研究。我們不知道，目前的食物系統還要經歷多少年的發展，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

網頁名稱：“室內垂直種植”會是未來農業的新趨勢嗎？
URL地址：http://m.newbst.com/article30/scdgso.html

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