【TED】室內(nèi)垂直農(nóng)場是農(nóng)業(yè)的未來么？
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?yàn)樵诮酉聛?30 年， 我們將必須應(yīng)對 我們這個(gè)時(shí)代最重要 的全球挑戰(zhàn)。 我不是在說氣候變暖， 我在討論食物和農(nóng)業(yè)。 2050 年，全球人口預(yù)計(jì) 將達(dá)到 98 億人， 68% 的人將生活在城市里面。 為了養(yǎng)活這么大規(guī)模的人口， 我們需要把現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出規(guī)模 增加 70%。 為了讓你們對這個(gè)數(shù)字有個(gè)概念， 這相當(dāng)于在未來 35-40 年， 需要增加的食物將會(huì)超過 過去 1 萬年的總和。 簡單來講，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(dāng)前農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn) 使我們當(dāng)前應(yīng)對 這些重大人口變化 的努力復(fù)雜化了。 從全球來看，我們生產(chǎn)的 食物有 1/3 被浪費(fèi)了， 相當(dāng)于 16 億噸的食物 在運(yùn)往市場的途中爛掉， 或者躺在我們的冰箱里過期， 又或者被超市和餐飲 在每天打烊時(shí) 丟棄掉。 每年，多達(dá) 6 億的人 因?yàn)槌员晃廴镜氖澄锒疾。?凸顯了我們維持全球 食品安全的挑戰(zhàn)。 此外，大家不難想象， 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè) 是最大的單一淡水消費(fèi)領(lǐng)域， 占全球使用量的 70%。
聽到下面的消息 你可能會(huì)感到輕松一些： 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè) 以及由大學(xué)，公司和 非營利組織發(fā)起的全球運(yùn)動(dòng) 正在推動(dòng)全面的研究 和開發(fā)新的技術(shù) 來解決這些問題。 很多機(jī)構(gòu)已經(jīng) 致力于這個(gè)領(lǐng)域長達(dá)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(qū)， 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(nóng)業(yè)。
可控環(huán)境農(nóng)業(yè)是 對不受天氣或者環(huán)境影響 的農(nóng)業(yè)的花俏叫法， 與傳統(tǒng)的二維農(nóng)場不同， 許多這樣的農(nóng)場 在垂直的架子上 立體地種植糧食作物。 所以這種類型 的食物生產(chǎn)模式也叫做 室內(nèi)垂直農(nóng)場。
在過去 5 年半的時(shí)間里， 我一直涉足 室內(nèi)垂直農(nóng)場領(lǐng)域， 開發(fā)能讓這種類型的食物生產(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(nèi)農(nóng)場， 然后把它運(yùn)到迪拜的中心 和高溫地區(qū)。
從商業(yè)角度講，室內(nèi)垂直農(nóng)場是 最近才出現(xiàn)的現(xiàn)象， 原因在于消費(fèi)者 越來越關(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， 使得這類食物生產(chǎn)更具競爭力。
所以如果你想要建造 室內(nèi)垂直農(nóng)場， 你將需要用人工替代品 取代傳統(tǒng)的農(nóng)場元素， 從陽光開始。 在室內(nèi)垂直農(nóng)場， 自然光源由 LED 這樣 的人工光源代替。 雖然有許多不同類型 的 LED 被使用， 我們決定安裝在這里的 叫做“全光譜 LED”， 專門針對我們種植 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(nèi)垂直農(nóng)場也會(huì) 利用和安裝貨架系統(tǒng) 來立體種植蔬菜。 有些最大的設(shè)施 把它們的產(chǎn)品排布到 14-16 層樓高。
這些農(nóng)場大多 是水培或氣培系統(tǒng)， 這意味著使用的不是土壤， 而是聚氨酯海綿， 可生物降解的 泥煤苔之類的替代材料， 甚至是無機(jī)材料， 如珍珠巖和粘土球團(tuán)。 這些農(nóng)場的另一個(gè)獨(dú)特之處是 它們使用的精準(zhǔn)養(yǎng)分配方 在整個(gè)設(shè)施內(nèi)不斷被循環(huán)和回收， 并直接輸送到蔬菜的根部 來促進(jìn)植物的生長。 最后，這些農(nóng)場使用 復(fù)雜的監(jiān)控和自動(dòng)化系統(tǒng)， 顯著提高了產(chǎn)量， 效率和一致性， 這些工具也會(huì)給生產(chǎn)的食物帶來 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(yù)測產(chǎn)出。 其他一些主要好處 包括顯著的資源利用效率， 尤其是水。 以這種方式種植的每公斤蔬菜， 與傳統(tǒng)的耕作方法相比， 可以節(jié)省數(shù)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(nóng)場 每平方米種植的糧食比 傳統(tǒng)農(nóng)場高 350 多倍。 耐候性 意味著完全控制 外來的污染和害蟲， 完全不需要使用化學(xué)殺蟲劑。 需要澄清的是， 這些農(nóng)場可以生產(chǎn)大量的食物， 最大的一個(gè)工廠 每天可生產(chǎn) 3 萬顆蔬菜。
然而，跟任何新的 技術(shù)或創(chuàng)新一樣， 這項(xiàng)技術(shù)也存在一些不足。 你應(yīng)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(nóng)場只能商業(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(dāng)高。
為了解決這些問題， 一些最大、最先進(jìn)的農(nóng)場 做了大規(guī)模的投資，從能源效率開始。 為了降低過高的能源消耗， 人們嘗試著開發(fā)更高效的 LED， 開發(fā)適合植物生長的激光器， 并且使用像這樣的光纖電纜 在白天將陽光直接 導(dǎo)入室內(nèi)垂直農(nóng)場 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 所帶來的高成本， 機(jī)器自動(dòng)化在大型設(shè)施中 得到了廣泛應(yīng)用。 你永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn) 資源的真正高效利用。 將室內(nèi)垂直農(nóng)場建在 都市或都市周邊 可以幫助縮短農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈， 并維持蔬菜的營養(yǎng)含量。 此外，在很多國家 都存在食物沙漠地區(qū)， 那里的人沒法得到有營養(yǎng)的蔬菜， 隨著這個(gè)行業(yè)的成熟， 即便是最貧窮的社區(qū) 也能夠得到高質(zhì)量， 高營養(yǎng)的蔬菜供應(yīng)。
最后，也是我個(gè)人尤為興奮的一點(diǎn)， 室內(nèi)垂直農(nóng)場可以與城市景觀 進(jìn)行無縫融合， 來幫助重新利用閑置、未充分利用 和未使用的城市基礎(chǔ)設(shè)施。 事實(shí)上，目前這樣的事 已經(jīng)在發(fā)生了。 共享汽車服務(wù)減少了 數(shù)百萬輛汽車的出行， 并且顯著減少了對停車空間的需求。
這個(gè)我們在北京市中心安裝的農(nóng)場 位于一個(gè)未被充分利用 的地下停車場， 用于為附近的酒店種植蔬菜。 未充分利用的基礎(chǔ)設(shè)施 不僅限于大型土木工程項(xiàng)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(nóng)場， 用來給廚師們現(xiàn)場提供 新鮮的香料和蔬菜。 老實(shí)說，如果你環(huán)顧四周， 你會(huì)發(fā)現(xiàn)到處都是未被 充分利用的空間—— 城區(qū)的地下，周圍和內(nèi)部。 這是我們安裝在 空置的辦公室角落 來為附近咖啡館的員工 種植新鮮蔬菜的農(nóng)場。
我有幸成為了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中 這些超酷項(xiàng)目的一員， 協(xié)助提高新鮮營養(yǎng)農(nóng)產(chǎn)品 的普及度和可負(fù)擔(dān)性， 希望很快能惠及任何地方的任何人。 這是我所做過的最快樂， 也是最謙卑和最具挑戰(zhàn)的事情。
現(xiàn)在我已經(jīng)證明了 農(nóng)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(xiàn)， 我仍然很難去 充分闡明我是如何，以及 為什么決定在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)工作， 并將持續(xù)工作下去。 但在幾年前，我無意間找到了 一個(gè)相當(dāng)獨(dú)特的答案。 我閱讀過一篇文章， 是關(guān)于你的名字， 尤其是你的姓氏， 如何對你的性格， 你的專業(yè)領(lǐng)域等一切事情 產(chǎn)生強(qiáng)大的影響。 這是我的日語姓氏： Oda. 這個(gè)詞在字面上的翻譯是 “小農(nóng)場”。
