【TED】室內垂直農場(chǎng)是農業(yè)的未來(lái)么？
如果你生活在地球上， 并且是每天需要食物 的 70 億人中的一員， 我需要你注意， 因為在接下來(lái) 30 年， 我們將必須應對 我們這個(gè)時(shí)代最重要 的全球挑戰。 我不是在說(shuō)氣候變暖， 我在討論食物和農業(yè)。 2050 年，全球人口預計 將達到 98 億人， 68% 的人將生活在城市里面。 為了養活這么大規模的人口， 我們需要把現有的農業(yè)產(chǎn)出規模 增加 70%。 為了讓你們對這個(gè)數字有個(gè)概念， 這相當于在未來(lái) 35-40 年， 需要增加的食物將會(huì )超過(guò) 過(guò)去 1 萬(wàn)年的總和。 簡(jiǎn)單來(lái)講，我們的 全球人口不僅變得更多， 也變得更密集， 并且我們必須用 更有限的土地和資源 去種植更多的糧食。
當前農業(yè)面臨的挑戰 使我們當前應對 這些重大人口變化 的努力復雜化了。 從全球來(lái)看，我們生產(chǎn)的 食物有 1/3 被浪費了， 相當于 16 億噸的食物 在運往市場(chǎng)的途中爛掉， 或者躺在我們的冰箱里過(guò)期， 又或者被超市和餐飲 在每天打烊時(shí) 丟棄掉。 每年，多達 6 億的人 因為吃被污染的食物而患病， 凸顯了我們維持全球 食品安全的挑戰。 此外，大家不難想象， 農業(yè)產(chǎn)業(yè) 是最大的單一淡水消費領(lǐng)域， 占全球使用量的 70%。
聽(tīng)到下面的消息 你可能會(huì )感到輕松一些： 農業(yè)產(chǎn)業(yè) 以及由大學(xué)，公司和 非營(yíng)利組織發(fā)起的全球運動(dòng) 正在推動(dòng)全面的研究 和開(kāi)發(fā)新的技術(shù) 來(lái)解決這些問(wèn)題。 很多機構已經(jīng) 致力于這個(gè)領(lǐng)域長(cháng)達幾十年。 但最近有一個(gè)食物生產(chǎn)方面的創(chuàng )新 被部署在了北美的工業(yè)園區， 在亞洲的城市中心， 甚至是中東干旱的沙漠中， 那就是可控環(huán)境農業(yè)。
可控環(huán)境農業(yè)是 對不受天氣或者環(huán)境影響 的農業(yè)的花俏叫法， 與傳統的二維農場(chǎng)不同， 許多這樣的農場(chǎng) 在垂直的架子上 立體地種植糧食作物。 所以這種類(lèi)型 的食物生產(chǎn)模式也叫做 室內垂直農場(chǎng)。
在過(guò)去 5 年半的時(shí)間里， 我一直涉足 室內垂直農場(chǎng)領(lǐng)域， 開(kāi)發(fā)能讓這種類(lèi)型的食物生產(chǎn) 更加高效和低成本的技術(shù)。 這張照片是在一個(gè)廢棄 的集裝箱外面拍的， 我們把它改造成了一個(gè)室內農場(chǎng)， 然后把它運到迪拜的中心 和高溫地區。
從商業(yè)角度講，室內垂直農場(chǎng)是 最近才出現的現象， 原因在于消費者 越來(lái)越關(guān)注食物安全 和他們食物的產(chǎn)地， 并且讓這一切成為可能的必要技術(shù) 也已經(jīng)變得更容易獲取，更廉價(jià)； 另外，全球食物生產(chǎn) 的成本其實(shí)在增加， 使得這類(lèi)食物生產(chǎn)更具競爭力。
所以如果你想要建造 室內垂直農場(chǎng)， 你將需要用人工替代品 取代傳統的農場(chǎng)元素， 從陽(yáng)光開(kāi)始。 在室內垂直農場(chǎng)， 自然光源由 LED 這樣 的人工光源代替。 雖然有許多不同類(lèi)型 的 LED 被使用， 我們決定安裝在這里的 叫做“全光譜 LED”， 專(zhuān)門(mén)針對我們種植 的蔬菜進(jìn)行了優(yōu)化。 同時(shí)，為了在給定空間中 最大化產(chǎn)出， 室內垂直農場(chǎng)也會(huì ) 利用和安裝貨架系統 來(lái)立體種植蔬菜。 有些最大的設施 把它們的產(chǎn)品排布到 14-16 層樓高。
這些農場(chǎng)大多 是水培或氣培系統， 這意味著(zhù)使用的不是土壤， 而是聚氨酯海綿， 可生物降解的 泥煤苔之類(lèi)的替代材料， 甚至是無(wú)機材料， 如珍珠巖和粘土球團。 這些農場(chǎng)的另一個(gè)獨特之處是 它們使用的精準養分配方 在整個(gè)設施內不斷被循環(huán)和回收， 并直接輸送到蔬菜的根部 來(lái)促進(jìn)植物的生長(cháng)。 最后，這些農場(chǎng)使用 復雜的監控和自動(dòng)化系統， 顯著(zhù)提高了產(chǎn)量， 效率和一致性， 這些工具也會(huì )給生產(chǎn)的食物帶來(lái) 更容易追蹤和更安全的額外好處。
這種方式培育糧食作物 的一些明顯的好處是， 你全年都可以生產(chǎn)蔬菜， 且品質(zhì)一致， 你還可以預測產(chǎn)出。 其他一些主要好處 包括顯著(zhù)的資源利用效率， 尤其是水。 以這種方式種植的每公斤蔬菜， 與傳統的耕作方法相比， 可以節省數百公升的水。 在省水的同時(shí)， 化肥的使用也有所下降。 一個(gè)產(chǎn)量最高的農場(chǎng) 每平方米種植的糧食比 傳統農場(chǎng)高 350 多倍。 耐候性 意味著(zhù)完全控制 外來(lái)的污染和害蟲(chóng)， 完全不需要使用化學(xué)殺蟲(chóng)劑。 需要澄清的是， 這些農場(chǎng)可以生產(chǎn)大量的食物， 最大的一個(gè)工廠(chǎng) 每天可生產(chǎn) 3 萬(wàn)顆蔬菜。
然而，跟任何新的 技術(shù)或創(chuàng )新一樣， 這項技術(shù)也存在一些不足。 你應該可以想象， 以這種方式種植食物 會(huì )消耗大量的能量。 此外，這些農場(chǎng)只能商業(yè)化 生產(chǎn)少量品種的蔬菜， 且整體的生產(chǎn)成本仍然相當高。
為了解決這些問(wèn)題， 一些最大、最先進(jìn)的農場(chǎng) 做了大規模的投資，從能源效率開(kāi)始。 為了降低過(guò)高的能源消耗， 人們嘗試著(zhù)開(kāi)發(fā)更高效的 LED， 開(kāi)發(fā)適合植物生長(cháng)的激光器， 并且使用像這樣的光纖電纜 在白天將陽(yáng)光直接 導入室內垂直農場(chǎng) 以減少對人工照明的需求。
同樣，為了降低因雇傭更加熟練， 更城市化和擁有更高技能的勞動(dòng)力 所帶來(lái)的高成本， 機器自動(dòng)化在大型設施中 得到了廣泛應用。 你永遠不可能實(shí)現 資源的真正高效利用。 將室內垂直農場(chǎng)建在 都市或都市周邊 可以幫助縮短農業(yè)供應鏈， 并維持蔬菜的營(yíng)養含量。 此外，在很多國家 都存在食物沙漠地區， 那里的人沒(méi)法得到有營(yíng)養的蔬菜， 隨著(zhù)這個(gè)行業(yè)的成熟， 即便是最貧窮的社區 也能夠得到高質(zhì)量， 高營(yíng)養的蔬菜供應。
最后，也是我個(gè)人尤為興奮的一點(diǎn)， 室內垂直農場(chǎng)可以與城市景觀(guān) 進(jìn)行無(wú)縫融合， 來(lái)幫助重新利用閑置、未充分利用 和未使用的城市基礎設施。 事實(shí)上，目前這樣的事 已經(jīng)在發(fā)生了。 共享汽車(chē)服務(wù)減少了 數百萬(wàn)輛汽車(chē)的出行， 并且顯著(zhù)減少了對停車(chē)空間的需求。
這個(gè)我們在北京市中心安裝的農場(chǎng) 位于一個(gè)未被充分利用 的地下停車(chē)場(chǎng)， 用于為附近的酒店種植蔬菜。 未充分利用的基礎設施 不僅限于大型土木工程項目， 它們也可以包括較小的空間， 如空閑的餐廳角落。 這是一個(gè)我們直接安裝在 酒店入口隔墻的農場(chǎng)， 用來(lái)給廚師們現場(chǎng)提供 新鮮的香料和蔬菜。 老實(shí)說(shuō)，如果你環(huán)顧四周， 你會(huì )發(fā)現到處都是未被 充分利用的空間—— 城區的地下，周?chē)蛢炔俊?這是我們安裝在 空置的辦公室角落 來(lái)為附近咖啡館的員工 種植新鮮蔬菜的農場(chǎng)。
我有幸成為了農業(yè)產(chǎn)業(yè)中 這些超酷項目的一員， 協(xié)助提高新鮮營(yíng)養農產(chǎn)品 的普及度和可負擔性， 希望很快能惠及任何地方的任何人。 這是我所做過(guò)的最快樂(lè )， 也是最謙卑和最具挑戰的事情。
現在我已經(jīng)證明了 農業(yè)也可以非常性感， 但你們也會(huì )很驚訝， 甚至很震驚的發(fā)現， 我仍然很難去 充分闡明我是如何，以及 為什么決定在農業(yè)產(chǎn)業(yè)工作， 并將持續工作下去。 但在幾年前，我無(wú)意間找到了 一個(gè)相當獨特的答案。 我閱讀過(guò)一篇文章， 是關(guān)于你的名字， 尤其是你的姓氏， 如何對你的性格， 你的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域等一切事情 產(chǎn)生強大的影響。 這是我的日語(yǔ)姓氏： Oda. 這個(gè)詞在字面上的翻譯是 “小農場(chǎng)”。
