千億規模的垂直農業，中國農業現代化的新賽道？

【文/觀察者網 周毅】

相傳在公元前600年，古巴比倫國王尼布甲尼撒給自己思鄉成疾的妻子阿米蒂斯修建了一個“空中花園”，裏面種植着許多花草樹木。據説，整個花園被懸掛在4層平台之上，配有灌溉系統。遠遠看上去，猶如一座花園懸浮在半空中，由此得名。

對這個故事，有些人持有不同看法。一種説法是，空中花園並非是“吊在空中的花園”，而是對希臘文paradeisos的意譯。paradeisos直接翻譯過來，應該是“梯形高台”的意思，空中花園實際上是一個建築在梯狀高台上的花園。後來英文的天堂（paradise）一詞，就是從paradeisos蜕變過來的。

“空中花園”究竟如何，目前暫不可考。但讓農業飛向天空，甚至脱離土壤，人類從來都是認真的。

1627年，弗朗西斯·培根在其著作中，提出了無土種植陸生植物的想法；1909年，《生活》雜誌刊登了一幅圖片，首次描述了“垂直農莊”；1915年，美國地質學家貝利在其著作中創造了“垂直農業”一詞——不過此處的“垂直”是向下的：用炸藥炸開地面，進行“深耕”細作，獲取更大的產量。

一幅描述露台種植作物的圖片 圖源AB Walker

1999年，哥倫比亞大學教授德斯波米爾（Despommier）提出了**“垂直農業”（vertical farming）的現代概念**。出於商業目的，人類可以在摩天大樓中大規模種植動植物。這些坐落於城市中的垂直農場，既可以提供安全穩定的食物供應，又可以讓因水平農業受到傷害的生態系統得到恢復。

後來，伴隨着科技進步，新加坡、荷蘭、美國、加拿大等國都湧現了大量從事垂直農業的企業。

垂直農業，正在成為一條快速崛起的賽道。有機構分析預測，室內垂直農場領域的投資額，將從2018年的14億美元增至2026年的180億美元；Insight Partners公司此前的一項研究指出，垂直農業的市場份額將從2021年的43億美元，增長到2028年的198.64億美元（約合人民幣1438億元）。

垂直農業，是一個千億級人民幣的賽道，也是一個世界級的技術對決主戰場。

2022年，美國《福布斯》曾列出了驅動農業發展的四大技術，垂直農業與人工智能、區塊鏈和自主機器&機器人齊名。圍繞垂直農業進行的理論探索和技術研發，不僅事關一個地區的農業現代化水平，也將成為企業乃至國家科技競爭的前沿陣地之一。中國恐怕也無法置身事外。

不過垂直農業衍生的產量、能源等問題，一直是各國各企業的老、大、難問題。

在垂直農業這一技術領域，中國絲毫沒有落後。6月27日，由跨學科年輕專家組成的4支戰隊，從全球15支初賽隊伍中脱穎而出，殺入光明多多垂直農業挑戰賽暨第三屆“多多農研科技大賽”決賽賽場。他們用不同方案回答了：如何以更低能耗，在全封閉集裝箱種植更優品質、更高產量的生菜品種。

圖為集裝箱式植物工廠中的“翠恬”生菜  圖源新華社

千億規模的垂直農業賽道，因為中國年輕科研工作者的嘗試，再添新變量。

一場不亞於“登月”的科技競爭，中國團隊在細微處下功夫

垂直農場概念的提出者、哥大教授德斯波米爾曾説過這樣一句話，“我們對垂直農場所傾注的精力和關注，並不亞於其他科學家所致力的登月計劃。我們所要解決的問題……是使全球人類不必再擔心下一頓飯從何而來。”不難發現，垂直農業的出發點始終是如何擺脱“靠天吃飯”。

垂直農業的優勢在於，它可以全年365天不間斷地種植、收割。它不需要忍受大自然變幻無常的氣候，它不受土壤、水源、光照、蟲害等自然因素影響。這種立體種植農場還擁有更多的“精細化”和“模塊化”能力：人們可以精確計算並提供最適合的光照和水分，還可以不斷將新能源和AI等技術引入進來。

垂直農場是城市農業狂想曲，但是它也有天然的侷限性。

《華爾街日報》曾在報道中指出，創造和維護“垂直農場”，需要大量的成本和投入，例如技術支持、能源供應。此外，行業飽受產量太低、不經濟划算等問題困擾。很多垂直農場賽道的企業，都遭遇了失敗或者停止了擴張，“因為它們難以管理成本並在當地市場競爭。”

媒體報道截圖

這是一個世界性難題。

在集裝箱式植物工廠中種植生菜，是垂直農業落地的典型案例。2021年，國內進行了一次測試，某企業的植物工廠每生產1千克生菜要消耗10度電，相當於6元人民幣。結合產量分析計算，每千克生菜的生產成本為21.19元。但當時露地生菜的零售價僅4-6元/千克。“即便是生產蔬菜，盈利也很難。”

**垂直農場受技術和成本雙重製約。**這從一個側面解釋了，為何在日本、美國等國家，植物工廠出產的蔬菜有專門的標識和認證，市場售價通常比常規蔬菜高出1倍左右。如何降低建設和運營成本，提高“性價比”，開闢一條新路，其實一直是“垂直農場”的技術型前沿課題。

面對讓全球業界和學界頭大的難題，中國科研工作者並沒有躺平，反而在細微處不斷打磨。

來自中國農業大學的工科專家，組成了“賽博農人”隊。據隊長鄭建鋒介紹，將他們的種植方案運用到大型植物工廠，每千克生菜的耗電量可以降低到9.5度，“優於1千克生菜10度電的行業較高水平”。在不久前的第三屆“多多農研科技大賽”中，“賽博農人”隊榮獲“最佳節能獎”。

對於困擾行業的“產量問題”，與“賽博農人”隊同台競技的上海農科院隊做出了嘗試。

在比賽中，上海農科院隊使用了三層層架，最後一茬生菜的生產效率達到0.18kg/m2/天。據技術專家介紹，如果增加種植架層數，提高空間利用效率，那麼在該方案下，生菜的生產效率完全可能達到0.4 kg/m2/天的國際先進水平。最終，上海農科院隊也收穫了大賽的“最高產量獎”。

對於1400億的垂直農業賽道而言，這些技術上的嘗試或許只是“一小步”。在技術商業化應用的可及性上面，中國或許仍有極大的提升空間。但是這些嘗試背後的路徑思考是值得借鑑的：“靠天吃飯”是農業的“命運”，但是科技進步可以為農業爭取更多空間。

**有效供給的增加，不僅將帶來千億級產業，提供大量創業和就業的崗位，同時也將提升中國現代化農業的底層能力。**在中國農業現代化的過程中，農產品質量和技術都要面臨一個上行的過程，這其實孕育着大量的市場機遇，值得中國科技企業和平台企業給予足夠的重視。

中國農業現代化的推力，本質上還是對技術力的打磨

集裝箱式植物工廠種生菜，其實是“向農業設施要食物”，不靠天吃飯的一次科研嘗試。

這種科研投入是累積性的，它將持續、深遠地作用於我國的智慧農業事業。雖然很多項目都是一種“進行時”，但是它對中國農業現代化的意義不言而喻。這不僅僅意味着面對國外同行的競爭，中國不能坐視不管；這同樣意味着對於農業現代化這個時代主題而言，每一個舞台提供的機遇都不應該放棄。

垂直農業的千億賽道，和動輒萬億的其他賽道相比雖然“小”。但它背後也是一個深遠的命題。

説到底，**中國農業現代化的推力，本質上還是對技術力的打磨。**這也是企業的機遇所在。

在全世界範圍內，產業化農業的不同階段，其驅動力依次是：殖民化、工業化、三產化和社會化生態。最適合中國的是社會化生態農業，它有兩台作用力極為明顯的“引擎”：其一是互聯網，其二是綠色創新。簡言之，中國農業的最大驅動力量，未來必將是“技術力”。

先聊一個很有趣的事情：中國的“農民”，用英文應該怎麼翻譯？

工人是worker，教師是teacher，農民可以是farmer嗎？站在全球殖民歷史的角度上來看，farmer是不合適的——farmer指的應該是農場主。以美洲為代表的大陸型農業，即一些人推崇的“大農場農業”，它有一個前提：歷史上的大規模農場往往是殖民化的結果。西方範式下的規模農業，通常不適合從來沒有被徹底殖民化的中國。

簡言之，中國的農業現代化，基因上就不能照搬美國等外國模式。更遑論地理天文條件的客觀差異。

農業的工業化，是用設施化農業、工廠化農業改造農業。它確實發揮了一些積極作用，但是也有侷限，例如對土壤水質等環境的破壞，例如面對規模化農業的缺乏比較優勢……工業化，也不是中國農業現代化的全部。我們還是得進一步思考，繼續展開。

農業三產化，是將農業甚至農村和服務業等第三產業相結合，例如旅遊、養生和教育。理論上，農業三產化的重新定價獲得，綜合下來會高於第一產業和第二產業維度上的“農業”，更有利於提高資源環境收入，推動鄉村振興。但是，也應該承認，它也只能是未來農業現代化的一部分而不是全部。

例如資源稟賦的差異性。從旅遊養生來説，山區的農業三產化，通常會高於平原地區的農業三產化；發達地區的農業三產化，通常會快於欠發達地區的農業三產化；消費活躍地區的農業三產化，通常會“猛”於消費保守地區的農業三產化……農業三產化，某種程度上也是“靠天吃飯”。

那麼農業的現代化，有沒有一種穿越地域、時間甚至經濟週期，“成事在人”的道路呢？

社會化生態農業，或許就是其中之一。社會化生態農業，是農業的社會化和生態化，一方面，它要讓農村經濟迴歸鄉土社會、迴歸資源環境，讓“人迴歸自然”，繼承和發揚農業三產化的優勢；另外一方面，它要共建一個繁榮的生態，例如城市和農村的結合，市民和農民的互助。

最典型的“社會化生態農業”，就是科研下鄉，為農業增添更多的技術力。

越來越多的中國科技企業，正在積極地將各類資源引入農業。例如此前，騰訊曾舉辦國際智慧温室種植挑戰賽，參賽隊伍要用AI和IoT物聯網等技術方案，研發並不斷優化AI種植方案，在WUR真實温室中實現全自動生產。

例如，在計算機視覺部分，參賽團隊要根據不同品種、生長階段、生長條件下的生菜圖像，研發算法並預測生菜實際生長結果；在機器學習部分，參賽團隊要在虛擬温室中利用仿真器，讓AI學習温度、光照等氣候數據對生菜生產的影響，並不斷優化算法得到最佳種植策略，精準利用資源，提高作物的品質和產量。

科技興農，不讓農民獨自搞農業，或許這就是刪繁就簡之後，中國農業現代化穿越週期的密碼。

對於中國平台企業而言，通過各種渠道支持和投入研發，也是提高自身競爭力的一種表現。

據彭博社報道，五年前（2017年），全球Top5的研發巨頭分別是亞馬遜、字母表、三星電子、大眾和微軟，華為位居第6位；五年後（2023年），全球Top5的研發巨頭分別是亞馬遜、字母表、元、蘋果和微軟，華為位次不變，榜單新增字節（第12位）、騰訊（14位）和阿里（第23位）。

彭博社報道截圖

拼多多等中國企業對科研事業一如既往的重視，未來或將為科技領域和商業市場帶來更多變量。

例如首屆多多農研科技大賽獲獎團隊“智多莓”，後來成立了專門公司。截至今年一季度，該公司已經在雲南、上海和北京等地輸出40套系統，輔助草莓、藍莓生產。在雲南某地，該系統讓當地肥料支出減少2500元/畝、植保支出減少1000元/畝，草莓產量增加30%。

再例如，在上海崇明翠冠梨盒馬村，值守果園的機器人、低空植保噴灑作業的無人機等智能化農業設備已經投入實戰。前沿科技的運用既降低了成本，也推動了“精細化種植”：根據盒馬數字化方案，基地中的翠冠梨生產，已經精細到果與果之間距離為20釐米，平均一個果周圍有20至25片葉子……

在農業領域，很多企業的“內卷”已經變成供應鏈和技術力的“內卷”。

伴隨着互聯網普及率的提高，中文互聯網競爭日益白熱化。或許未來，行業競爭也將從流量流水向科技研發等領域轉變。這種跨業務領域的“充分競爭”是一個好事情：平台之間不僅圍繞自身業務進行比拼，在研發投入或者科研支持上，不同業務領域的企業也將產生更多的碰撞，最終讓用户和社會受益。