普通人吃不起粮食和蔬菜的时代来了？

◎智谷趋势（ID：zgtrend） |  逍道一

台风过后，高温又卷土重来。

台风吹不到的美国，早已处于水深火热中。

7月17日，Saratoga Spring站测得53.9度，距美国最高气温纪录也是全球实测最高气温纪录54.4度只差0.5度。

旷世高温给人带来了肉体可见的烧烤感，小命全靠空调续着。

靠天吃饭的行业就更惨些，也更令人揪心，比如——农业。

从明天起，关心粮食和蔬菜。

7月10日，世界气象组织发布报告称，世界刚刚经历了有记录以来最热的一周。随着高温还将持续，或对全球粮食产量造成不利影响，而且全球农产品价格或将上涨。

这不是危言耸听。地球上最发达的国家，已经在承受冲击。

早在今年春天，干旱导致美国春小麦种植面积达到1972年以来的最低。

截至6月20日，高温又导致64%的玉米种植面积和57%的大豆种植面积受影响。仅过一周，美国玉米和大豆的受影响面积又分别增加了7%、6%。

欧洲同样不乐观。

有“欧洲农场”之誉的西班牙，60%的农业地区超过350万公顷的农作物由于极端高温遭受不可逆的损失。

农作物都有各自的耐受温度，比如小麦为26摄氏度，水稻是34摄氏度，玉米是38摄氏度。如果气温高于农作物的耐受温度，农作物生长就会受到影响。

联合国政府间气候变化委员会预测：全球平均气温每升高1摄氏度，会导致主要粮食作物减产19.7%，到2040年，高温将使全球粮食减产30%到40%。

如果感受还不直观，接下来有图有真相。

水果没得吃了！去年8月，“40度高温天，四川南充的葡萄干”视频爆红网络。当地受灾葡萄种植面积30多亩，预计造成损失约30万元。

海鲜没得吃了！去年夏天加拿大温哥华海滩上，数以万计的贻贝、蛤蜊、海星和藤壶被活活热死，裂开露出了里面的肉，仿佛是一场巨大的“露天海鲜烧烤”。

温哥华的海滩上被烤熟的贻贝，图源：Alyssa Gehman

小龙虾也没得吃了！去年日本，稻田里的小龙虾被热熟了。

一测水温好家伙，43度，这温度洗脚都觉得烫。

为什么都是去年的图呢？因为今年夏天刚开始啊！

在最强厄尔尼诺的捣乱下，今年恐怕比去年更热。18万年的高温记录，已经被打破了。

一边是地球上最古老产业——农业靠天吃饭的特性。一边奈何天公死活不作美，极端天气一年更甚一年。

我们就只能坐以待毙吗？

气候几乎是农业无法去除的影响因子，但人类并未放弃改造自然的努力。

无论是改良生产工具，还是通过水利变湖泽为水田，改造都是在露天进行，当时生产力水平只能到这一步。这是农业1.0时代。

直到上世纪80年代，塑料大棚出现。

于是哪怕严冬，千里冰封，大棚内依旧一派生机。大棚让海拔4000-5000米左右的青海、西藏等地，许多有史以来没有生长过农作物的地方，第一次长出了农作物，还高产稳产。

大棚因此被称作中国“第五大发明”。

阳光、空气、水是万物生长3大要素。大棚的出现，让人类开始干预空气(温度和湿度)。这是农业2.0时代。

从农业1.0到2.0，花了上千年时间。但随着技术的加速，没过多久玻璃温室就出现了。

别把玻璃温室当成了加固板大棚，两者最大区别在于是否“主动”。

普通大棚调控是被动的：天气热，棚里跟着热；天气冷，棚里跟着冷。大棚只能做到延缓温度的上升或者下降。玻璃温室则可最大程度随意调节温度、水肥、湿度等。

某种意义上，这是一种农业工业化趋势。向工业靠拢，因为工业环境相对可控。

玻璃温室除了让人类农业生产彻底驾驭空气这一因素，温室内滴灌技术同时可以调节水这一因素，堪称农业3.0时代。

图源：极星农业

“逆天”的脚步还没结束。上世纪50年代，丹麦最早提出了植物工厂的概念。

美国植物工厂最初用于NASA模拟在太空极端条件下的种菜需求。1991年，参与NASA计划的威斯康辛大学成功落地，当时称其为——太空农业。

如今植物工厂在中国遍地开花，河北、河南、山东、四川、甚至新疆，都能见到它的身影。

它长这样：一栋类似集装箱的建筑，推门映入眼帘的是可以向上叠加层数的种植架，每层平均分布着近百个种植槽孔，植物从槽孔中长出来。

无论四季交替、昼夜更迭，永远保持着适宜的生长环境：空调恒温，传感器调整二氧化碳浓度，水混合特定比例的营养液顺着管子供给种植槽孔，人造光模拟阳光均匀照在菜叶上。

图源：Future Crops官网

据联合国统计，全球水资源70%消耗于农业生产。

中国南方，每生产1斤水稻要消耗400-800斤水。即使在黑科技异常发达且滴水贵如油的以色列，这个指标也只能压缩到每斤水稻消耗200斤水。

因为灌溉用水和营养液可循环使用，植物工厂能实现节水95%以上！这对节约水资源，着实是功德无量的事。

更赛博朋克的是，植物工厂用人造光替代了太阳。

这样植物可以24小时连续生长，比传统陆地种植平均增长20-30倍。日本最厉害的植物工厂，可以增产至夸张的100倍。

植物工厂的集装箱形态，理论上可以搭建在任何地方。

《人民日报》发表《植物工厂拓展农业生产边界》一文一语道破——植物工厂可在戈壁、沙漠、盐碱地等非耕地上建设，有助于缓解我国农业资源的瓶颈约束。

试想一下，当农田都变成工厂，但工厂里实际上又是农田，是不是很酷？

图源：Plenty官网

欢迎来到农业4.0时代！

农业4.0是大国的又一个竞技场。除了中美，日本、荷兰、以色列纷纷加入，谁都不想缺席这场事关未来的博弈。

植物工厂最显著特征是技术的高度集成与应用，因此又被认为是衡量一个国家农业技术的重要标志。与大飞机、半导体一样，发达国家会卡脖子，中国必须依靠自主研发。

比起技术，更大难点在于成本。

植物工厂在封闭环境下进行作物生产，因此要需要花钱维护空调、人工光源、多层栽培架、计算机控制系统等配套装备。

其中电费占运营成本35%左右，已经被视为植物工厂发展的主要瓶颈。以生菜为例，传统大田生菜每千克成本大约在4-8元，植物工厂的生菜每千克成本至少20元。

如此一来想覆盖成本，唯一出路是——生产高品质蔬菜，对接精品商超。

事实上，这确实是植物工厂的一大优势。由于生长环境及生产过程完全可控，植物工厂蔬菜可达到提高维生素、无农药残留、无重金属、低硝酸盐、无菌、无需清洗。

但这是否意味着咱普通人就永远吃不起植物工厂种的菜？

图源：智能园艺机器人创新团队

我们不该放弃。既然植物工厂本身是科技的产物，那么能否通过科技来破局？

这个问题成了“第三届多多农研科技大赛”，多位科学家、工程师、农学家共同攻坚的方向。对于这些学霸来说，烧钱炫技不算本事，能控成本、普及大众才是真牛。

于是这次大赛，将降低能耗放在与提高产量同样的权重。希冀用参赛规则倒逼选手在比赛过程中摸石头过河，闯出一套解决方案。

农学出身的徐丹通过建立菜苗不同成长周期的种植密度，尽可能地减少早期光照和温度的耗能成本。工学出身的上海交大团队则AI先行，自研了一套以节能为导向的环境控制算法。

上海农科院团队直接“抹平”昼夜温差，始终恒温在最适宜生菜成长的22度。光照上也没用自然界的黑夜环境，而采用了无固定暗期，通过调节三层灯光变换让生菜始终处于最高成长速度模式。道理简单粗暴却有用——让菜尽快长熟，缩短能耗时间，不就省电了吗？

图源：智能园艺机器人创新团队

相比中国在模拟环境中极限施压，常年处于“极限”的新加坡，提供了另一种思路。

由于面积狭小，淡水资源匮乏，新加坡长期依赖马来西亚的农产品进口。植物工厂虽好，新加坡也不差钱，可惜新加坡甚至连建植物工厂的地都没有。

但新加坡不缺摩天大楼。于是直接把这种垂直农业形态搬进写字楼和商场，充分利用建筑垂直高差，还让都市白领了有了近距离接触现代农业的机会。

在摩天大楼里玩转垂直农业，新加坡创下每5平米就能年产38000颗蔬菜的傲人纪录。新加坡甚至举一反三，从垂直农场，衍生出垂直养鱼场。

同样处于资源“极限”的日本，则从源头入手。

东京电力、乐天、富士通、松下、夏普等科技巨头纷纷投身其中，加大研究投入，不断升级更节能的LED植物生长灯。

对于已经能节水95%的植物工厂，也想省得更极致。

科学家森有一将原本治疗肾脏疾病聚合物薄膜，推广到幼苗种植，薄膜可存储水分和养分。利用薄膜种菜，可以在原有基础上再节水90%。

人工肾中的薄膜带来的灵感，图源：MEBIOL

除了算小账，也要算大帐。

去年旷世高温，令14亿人心有余悸。种种迹象表明，今年热浪有增无减。

伴随而来的是电力供应紧张。火力发电又是主力，煤炭生产带来污染，因此不能忽视植物工厂耗费电所产生的环境成本。

相比之下，孰轻孰重？

尽管如此，业界还是越来越倾向于算大帐——不要只把目光局限于植物工厂上，需要综合考虑大田农业和植物工厂从产地到餐桌的综合能耗。

大田农业生产大量使用化肥和农药，对土壤环境造成了极大破坏。尤其是我国化肥总产量和总用量长期位居世界首位，约占全球三分之一。算下来农业造成的面源和点源污染甚至高于工业。

植物工厂几乎不适用农业和化肥。

此外，蔬菜从田间到餐桌，无法避免长途运输带来的损耗，以及货车尾气污染。甚至清洗制作过程都有损耗。

一斤菜能上餐桌的部分大约在30%-60%。植物工厂的蔬菜除了根系都能吃，利用率95%，几乎消灭了厨余垃圾。

而且植物工厂选址灵活，可就近盘活城市里闲置的废弃厂房、烂尾楼。像上海、深圳这样的城市完全可以学新加坡，把垂直农业请进写字楼和商场。这样“就地产、就地销”又降低了运输成本。

当农业进入4.0阶段，更多商机开始爆发。

农林牧渔是国内上市公司一个相对薄弱的板块，与农业相关的上市公司大多从事后续加工等环节，有土地的也基本上只对外出租。

过去，企业和投资者更关注如何从交易农产品的过程中获得收益，彼时农业电商是最活跃的投融资领域。

农业4.0后，摆脱了依赖气候、土地、劳动力、水等自然资源的“看天吃饭”传统模式，让农业生产在可设计、可感知、可量化、可调控的过程中完成。这让越来越多资本在介入这个环节。

近两年，农业科技成为资金的主要流向。大家都意识到，科技才能为农业开拓更广阔的天地。

今年3月，腾讯领投了农业初创公司Future Crops，这是腾讯首次披露对植物工厂初创公司的投资。2016年成立的Future Crops是欧洲乃至世界最大的垂直农场之一，在荷兰Westland建立了全自动室内垂直农场。

目前国内投资植物工厂主要有三类，一类是装备销售商，一类是研发机构，还有一类是LED开发者。

比如中国科学院植物研究所与福建三安集团于2015年合资成立中科三安，致力于研发适合植物工厂的LED设备。

全国最大的农产品上行平台拼多多则从“人”入手。7月5日，“中国研究生乡村振兴科技强农+创新大赛之‘拼多多杯’第二届科技小院大赛”正式启动。大赛面向全国各高校科技小院团队，评比过去一年深入农业、农村一线，针对生产、生活实际问题，通过科技创新、应用创新、产业创新等方式助力乡村振兴所取得的丰硕成果。

只有越来越多的年轻人有志于投身农业4.0，农业科技的进步才算有了源源不断的源头活水。

农业其实很酷，值得我们重新认识与发现。

农业同时也很重要，除了关乎大家的饭碗，还关乎那些田园牧歌的乡愁，以及人类的未来。

参考资料：

《不敢想象！地球上最古老的行业，被一棵生菜颠覆？》智谷趋势

《植物工厂拓展农业生产边界》人民日报

《不再“看天吃饭” 植物工厂吸引各路资本》证券时报

《是谁发明了塑料大棚》瞭望东方周刊

《植物工厂，困在成本里？》35斗

《在北京郊区，做一场最难的「实验」》极客公园