千亿规模的垂直农业，中国农业现代化的新赛道？

相传在公元前600年，古巴比伦国王尼布甲尼撒给自己思乡成疾的妻子阿米蒂斯修建了一个"空中花园"，里面种植着许多花草树木。据说，整个花园被悬挂在4层平台之上，配有灌溉系统。远远看上去，犹如一座花园悬浮在半空中，由此得名。

对这个故事，有些人持有不同看法。一种说法是，空中花园并非是"吊在空中的花园"，而是对希腊文paradeisos的意译。paradeisos直接翻译过来，应该是"梯形高台"的意思，空中花园实际上是一个建筑在梯状高台上的花园。后来英文的天堂（paradise）一词，就是从paradeisos蜕变过来的。

(资料图片)

"空中花园"究竟如何，目前暂不可考。但让农业飞向天空，甚至脱离土壤，人类从来都是认真的。

1627年，弗朗西斯·培根在其著作中，提出了无土种植陆生植物的想法；1909年，《生活》杂志刊登了一幅图片，首次描述了"垂直农庄"；1915年，美国地质学家贝利在其著作中创造了"垂直农业"一词--不过此处的"垂直"是向下的：用炸药炸开地面，进行"深耕"细作，获取更大的产量。

一幅描述露台种植作物的图片图源AB Walker

1999年，哥伦比亚大学教授德斯波米尔（Despommier）提出了"垂直农业"（vertical farming）的现代概念。出于商业目的，人类可以在摩天大楼中大规模种植动植物。这些坐落于城市中的垂直农场，既可以提供安全稳定的食物供应，又可以让因水平农业受到伤害的生态系统得到恢复。

后来，伴随着科技进步，新加坡、荷兰、美国、加拿大等国都涌现了大量从事垂直农业的企业。

垂直农业，正在成为一条快速崛起的赛道。有机构分析预测，室内垂直农场领域的投资额，将从2018年的14亿美元增至2026年的180亿美元；Insight Partners公司此前的一项研究指出，垂直农业的市场份额将从2021年的43亿美元，增长到2028年的198.64亿美元（约合人民币1438亿元）。

垂直农业，是一个千亿级人民币的赛道，也是一个世界级的技术对决主战场。

2022年，美国《福布斯》曾列出了驱动农业发展的四大技术，垂直农业与人工智能、区块链和自主机器&机器人齐名。围绕垂直农业进行的理论探索和技术研发，不仅事关一个地区的农业现代化水平，也将成为企业乃至国家科技竞争的前沿阵地之一。中国恐怕也无法置身事外。

不过垂直农业衍生的产量、能源等问题，一直是各国各企业的老、大、难问题。

在垂直农业这一技术领域，中国丝毫没有落后。6月27日，由跨学科年轻专家组成的4支战队，从全球15支初赛队伍中脱颖而出，杀入光明多多垂直农业挑战赛暨第三届"多多农研科技大赛"决赛赛场。他们用不同方案回答了：如何以更低能耗，在全封闭集装箱种植更优品质、更高产量的生菜品种。

图为集装箱式植物工厂中的"翠恬"生菜图源新华社

千亿规模的垂直农业赛道，因为中国年轻科研工作者的尝试，再添新变量。

一场不亚于"登月"的科技竞争，中国团队在细微处下功夫

垂直农场概念的提出者、哥大教授德斯波米尔曾说过这样一句话，"我们对垂直农场所倾注的精力和关注，并不亚于其他科学家所致力的登月计划。我们所要解决的问题……是使全球人类不必再担心下一顿饭从何而来。"不难发现，垂直农业的出发点始终是如何摆脱"靠天吃饭"。

垂直农业的优势在于，它可以全年365天不间断地种植、收割。它不需要忍受大自然变幻无常的气候，它不受土壤、水源、光照、虫害等自然因素影响。这种立体种植农场还拥有更多的"精细化"和"模块化"能力：人们可以精确计算并提供最适合的光照和水分，还可以不断将新能源和AI等技术引入进来。

垂直农场是城市农业狂想曲，但是它也有天然的局限性。

《华尔街日报》曾在报道中指出，创造和维护"垂直农场"，需要大量的成本和投入，例如技术支持、能源供应。此外，行业饱受产量太低、不经济划算等问题困扰。很多垂直农场赛道的企业，都遭遇了失败或者停止了扩张，"因为它们难以管理成本并在当地市场竞争。"

媒体报道截图

这是一个世界性难题。

在集装箱式植物工厂中种植生菜，是垂直农业落地的典型案例。2021年，国内进行了一次测试，某企业的植物工厂每生产1千克生菜要消耗10度电，相当于6元人民币。结合产量分析计算，每千克生菜的生产成本为21.19元。但当时露地生菜的零售价仅4-6元/千克。"即便是生产蔬菜，盈利也很难。"

垂直农场受技术和成本双重制约。这从一个侧面解释了，为何在日本、美国等国家，植物工厂出产的蔬菜有专门的标识和认证，市场售价通常比常规蔬菜高出1倍左右。如何降低建设和运营成本，提高"性价比"，开辟一条新路，其实一直是"垂直农场"的技术型前沿课题。

面对让全球业界和学界头大的难题，中国科研工作者并没有躺平，反而在细微处不断打磨。

来自中国农业大学的工科专家，组成了"赛博农人"队。据队长郑建锋介绍，将他们的种植方案运用到大型植物工厂，每千克生菜的耗电量可以降低到9.5度，"优于1千克生菜10度电的行业较高水平"。在不久前的第三届"多多农研科技大赛"中，"赛博农人"队荣获"最佳节能奖"。

对于困扰行业的"产量问题"，与"赛博农人"队同台竞技的上海农科院队做出了尝试。

在比赛中，上海农科院队使用了三层层架，最后一茬生菜的生产效率达到0.18kg/m2/天。据技术专家介绍，如果增加种植架层数，提高空间利用效率，那么在该方案下，生菜的生产效率完全可能达到0.4 kg/m2/天的国际先进水平。最终，上海农科院队也收获了大赛的"最高产量奖"。

对于1400亿的垂直农业赛道而言，这些技术上的尝试或许只是"一小步"。在技术商业化应用的可及性上面，中国或许仍有极大的提升空间。但是这些尝试背后的路径思考是值得借鉴的："靠天吃饭"是农业的"命运"，但是科技进步可以为农业争取更多空间。

有效供给的增加，不仅将带来千亿级产业，提供大量创业和就业的岗位，同时也将提升中国现代化农业的底层能力。在中国农业现代化的过程中，农产品质量和技术都要面临一个上行的过程，这其实孕育着大量的市场机遇，值得中国科技企业和平台企业给予足够的重视。

中国农业现代化的推力，本质上还是对技术力的打磨

集装箱式植物工厂种生菜，其实是"向农业设施要食物"，不靠天吃饭的一次科研尝试。

这种科研投入是累积性的，它将持续、深远地作用于我国的智慧农业事业。虽然很多项目都是一种"进行时"，但是它对中国农业现代化的意义不言而喻。这不仅仅意味着面对国外同行的竞争，中国不能坐视不管；这同样意味着对于农业现代化这个时代主题而言，每一个舞台提供的机遇都不应该放弃。

垂直农业的千亿赛道，和动辄万亿的其他赛道相比虽然"小"。但它背后也是一个深远的命题。

说到底，中国农业现代化的推力，本质上还是对技术力的打磨。这也是企业的机遇所在。

在全世界范围内，产业化农业的不同阶段，其驱动力依次是：殖民化、工业化、三产化和社会化生态。最适合中国的是社会化生态农业，它有两台作用力极为明显的"引擎"：其一是互联网，其二是绿色创新。简言之，中国农业的最大驱动力量，未来必将是"技术力"。

先聊一个很有趣的事情：中国的"农民"，用英文应该怎么翻译？

工人是worker，教师是teacher，农民可以是farmer吗？站在全球殖民历史的角度上来看，farmer是不合适的--farmer指的应该是农场主。以美洲为代表的大陆型农业，即一些人推崇的"大农场农业"，它有一个前提：历史上的大规模农场往往是殖民化的结果。西方范式下的规模农业，通常不适合从来没有被彻底殖民化的中国。

简言之，中国的农业现代化，基因上就不能照搬美国等外国模式。更遑论地理天文条件的客观差异。

农业的工业化，是用设施化农业、工厂化农业改造农业。它确实发挥了一些积极作用，但是也有局限，例如对土壤水质等环境的破坏，例如面对规模化农业的缺乏比较优势……工业化，也不是中国农业现代化的全部。我们还是得进一步思考，继续展开。

农业三产化，是将农业甚至农村和服务业等第三产业相结合，例如旅游、养生和教育。理论上，农业三产化的重新定价获得，综合下来会高于第一产业和第二产业维度上的"农业"，更有利于提高资源环境收入，推动乡村振兴。但是，也应该承认，它也只能是未来农业现代化的一部分而不是全部。

例如资源禀赋的差异性。从旅游养生来说，山区的农业三产化，通常会高于平原地区的农业三产化；发达地区的农业三产化，通常会快于欠发达地区的农业三产化；消费活跃地区的农业三产化，通常会"猛"于消费保守地区的农业三产化……农业三产化，某种程度上也是"靠天吃饭"。

那么农业的现代化，有没有一种穿越地域、时间甚至经济周期，"成事在人"的道路呢？

社会化生态农业，或许就是其中之一。社会化生态农业，是农业的社会化和生态化，一方面，它要让农村经济回归乡土社会、回归资源环境，让"人回归自然"，继承和发扬农业三产化的优势；另外一方面，它要共建一个繁荣的生态，例如城市和农村的结合，市民和农民的互助。

最典型的"社会化生态农业"，就是科研下乡，为农业增添更多的技术力。

越来越多的中国科技企业，正在积极地将各类资源引入农业。例如此前，腾讯曾举办国际智慧温室种植挑战赛，参赛队伍要用AI和IoT物联网等技术方案，研发并不断优化AI种植方案，在WUR真实温室中实现全自动生产。

例如，在计算机视觉部分，参赛团队要根据不同品种、生长阶段、生长条件下的生菜图像，研发算法并预测生菜实际生长结果；在机器学习部分，参赛团队要在虚拟温室中利用仿真器，让AI学习温度、光照等气候数据对生菜生产的影响，并不断优化算法得到最佳种植策略，精准利用资源，提高作物的品质和产量。

科技兴农，不让农民独自搞农业，或许这就是删繁就简之后，中国农业现代化穿越周期的密码。

对于中国平台企业而言，通过各种渠道支持和投入研发，也是提高自身竞争力的一种表现。

据彭博社报道，五年前（2017年），全球Top5的研发巨头分别是亚马逊、字母表、三星电子、大众和微软，华为位居第6位；五年后（2023年），全球Top5的研发巨头分别是亚马逊、字母表、元、苹果和微软，华为位次不变，榜单新增字节（第12位）、腾讯（14位）和阿里（第23位）。