設(shè)施農(nóng)業(yè)耐人尋味的獨(dú)特之處在于，它是我們食品系統(tǒng)的一個(gè)縮影。無論是在溫室還是在沒有陽光的室內(nèi)環(huán)境中，設(shè)施農(nóng)業(yè)跨越了從生產(chǎn)到消費(fèi)的傳統(tǒng)范疇，許多農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者將他們的產(chǎn)品打造成品牌銷售給消費(fèi)者。設(shè)施農(nóng)業(yè)的價(jià)值鏈反映了當(dāng)今我們整個(gè)農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)面臨的一系列挑戰(zhàn)和機(jī)遇：供應(yīng)鏈、安全性、可持續(xù)性和勞動(dòng)力。當(dāng)然，新冠大流行波及并影響到這個(gè)體系的每一個(gè)環(huán)節(jié)，有時(shí)放大了挑戰(zhàn)，有時(shí)加速了變化和成長(zhǎng)。

自2019年首次發(fā)布“設(shè)施農(nóng)業(yè)科技全景圖”以來，設(shè)施農(nóng)業(yè)繼續(xù)獲得巨大的關(guān)注度和投資吸引力，在受控環(huán)境中種植糧食的好處越來越令人信服。

2021年的“設(shè)施農(nóng)業(yè)科技全景圖”同樣提供了在室內(nèi)食物種植生產(chǎn)價(jià)值鏈上的科技創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的快照：從生產(chǎn)科技組件的公司，到完整種植系統(tǒng)的供應(yīng)商，再到科技驅(qū)動(dòng)型的設(shè)施農(nóng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商，應(yīng)有盡有。

盡管對(duì)“行業(yè)景觀”的描寫不可能做到100%的詳盡，但是仍然跟蹤了行業(yè)里的1300多家公司。這張全景圖旨在突出那些創(chuàng)新參與者，利用數(shù)字化和信息技術(shù)來增強(qiáng)和優(yōu)化設(shè)施農(nóng)業(yè)的規(guī)模。

席卷全球的大流行突顯了現(xiàn)有農(nóng)食供應(yīng)鏈的缺陷，消費(fèi)者更想弄清楚食物來自哪里，加工和包裝過程是否安全，以及運(yùn)輸了多遠(yuǎn)才到達(dá)手中。設(shè)施農(nóng)業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)在潛力，就是應(yīng)對(duì)當(dāng)前這些農(nóng)食系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。

設(shè)施農(nóng)場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)者可以把農(nóng)場(chǎng)設(shè)在離配送中心和靠近消費(fèi)者的地方，減少食品里程和接觸點(diǎn)，潛在地提供更新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，也能減少食物浪費(fèi)，并以“本地特色”品牌獲取擁躉和信賴。這種分散的生產(chǎn)系統(tǒng)還可以增加供應(yīng)鏈的彈性，避免過度依賴某特定的食物來源。

設(shè)施農(nóng)場(chǎng)的本地化發(fā)展有多種形式。溫室種植者更傾向于將農(nóng)場(chǎng)設(shè)在都市以外的地方，而室內(nèi)種植者可能更傾向在城市中心運(yùn)營(yíng)，比如新加坡的垂直農(nóng)業(yè)公司Sustenir Agriculture和倫敦的地下垂直農(nóng)業(yè)公司Growing Underground。

像Square Roots這樣的公司，將他們的貨柜農(nóng)場(chǎng)與合作伙伴的區(qū)域配送中心放在一起；Babylon Micro-Farms在醫(yī)院，養(yǎng)老院以及大學(xué)部署分布式微型垂直農(nóng)場(chǎng)，以滿足客戶們對(duì)新鮮蔬菜的需求。Infarm最近宣布，它將突破在超市內(nèi)擺放模塊化垂直種植柜的模式，將更大規(guī)模化的“種植中心”分散部署到世界上多個(gè)城市。

此外，如果某個(gè)國(guó)家的大部分農(nóng)產(chǎn)品嚴(yán)重依賴于從其他國(guó)家進(jìn)口，那么“本地種植”的價(jià)值可能會(huì)有更大的意義。

這不僅是在食品安全層面，而且關(guān)系到國(guó)家的安全戰(zhàn)略；一些海灣地區(qū)的國(guó)家，比如阿聯(lián)酋，已經(jīng)宣布了與AeroFarms、Pure Harvest等設(shè)施農(nóng)業(yè)公司合作，推動(dòng)溫室和室內(nèi)種植項(xiàng)目，以解決該地區(qū)對(duì)其他國(guó)家的糧食依賴。

隨著消費(fèi)者越來越關(guān)注食品的健康，有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品銷售額增長(zhǎng)在2020年躍升至兩位數(shù)，而大流行額外帶來的對(duì)食品安全的擔(dān)憂只會(huì)加速這一趨勢(shì)。雖然設(shè)施農(nóng)業(yè)不一定都生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)作物，但受控環(huán)境的農(nóng)場(chǎng)保護(hù)農(nóng)作物免于外部污染源，通常也很少或根本不使用殺蟲劑。

隨著供應(yīng)鏈的縮短和生產(chǎn)設(shè)施的高度自動(dòng)化，人對(duì)食物的直接接觸點(diǎn)減少了。同時(shí)，最近業(yè)界也通過建立食品安全聯(lián)盟，采取措施建立生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)消費(fèi)者免受食源性疾病的傷害。

設(shè)施農(nóng)業(yè)行業(yè)一直推銷他們的產(chǎn)品是本地的、新鮮的、清潔的還有質(zhì)量始終如一。如今，這引起了消費(fèi)者的共鳴，因?yàn)樵S多農(nóng)場(chǎng)報(bào)告，2020年的銷售額出現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)，供不應(yīng)求。與消費(fèi)者的擔(dān)憂直接掛鉤，也是這些農(nóng)場(chǎng)能夠溢價(jià)銷售品牌產(chǎn)品的關(guān)鍵，而這對(duì)一些室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)的財(cái)務(wù)生存能力至關(guān)重要。

這種與消費(fèi)者的聯(lián)系還可以讓農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者通過直銷和創(chuàng)造性的商業(yè)模式進(jìn)一步小規(guī)模的顛覆傳統(tǒng)供應(yīng)鏈。例如，室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)Willo.farm允許客戶擁有自己的“客制化垂直農(nóng)場(chǎng)”，并在線觀看他們的作物生長(zhǎng)情況。

與大多數(shù)行業(yè)一樣，農(nóng)業(yè)也面臨著越來越大的壓力，必須更可持續(xù)化地經(jīng)營(yíng)；而設(shè)施農(nóng)業(yè)的種植者們高效地利用資源，也就理所當(dāng)然地將可持續(xù)發(fā)展納入了該行業(yè)的敘述。
我們都很清楚氣候變化的影響，包括天氣模式和生長(zhǎng)季節(jié)的更大變異性。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織預(yù)測(cè)，未來幾十年在傳統(tǒng)耕作方式下，氣候變化將導(dǎo)致全球農(nóng)作物產(chǎn)量下降，造成嚴(yán)重糧食危機(jī)。

設(shè)施農(nóng)業(yè)為農(nóng)作物提供了不受氣候影響的庇護(hù)，單位面積的高產(chǎn)量，以及在不同地點(diǎn)全年生產(chǎn)糧食的能力，甚至那些不曾適合傳統(tǒng)耕作的地點(diǎn)；所以設(shè)施農(nóng)業(yè)可以幫助緩解危機(jī)。

另外，水資源短缺預(yù)計(jì)將在全球范圍內(nèi)加劇，將成為一個(gè)嚴(yán)重的國(guó)家安全問題和生活質(zhì)量問題。根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)，全球70%的淡水用于農(nóng)業(yè)。

設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)水的高效利用減少了90%以上的用水量，收集雨水并重新循環(huán)利用排水已成為最新溫室和垂直農(nóng)場(chǎng)設(shè)施的常見做法，例如荷蘭最大的溫室番茄種植商Agro Care也是如此。

另一方面，對(duì)能源的消耗，特別在室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)設(shè)施中，是可持續(xù)性方面的最大挑戰(zhàn)。能效將繼續(xù)提高，正如世界自然基金會(huì)市場(chǎng)研究所對(duì)室內(nèi)無土農(nóng)業(yè)的分析所表明的那樣，整個(gè)行業(yè)都有機(jī)會(huì)整合替代能源。

越來越多的種植者認(rèn)識(shí)到這是減少能耗負(fù)面影響的機(jī)會(huì)，并已經(jīng)在利用各種替代方法，如熱電聯(lián)產(chǎn)、地?zé)岷陀酂嵩础Ｒ獯罄奈骷t柿種植商H2Orto利用沼氣加熱溫室；美國(guó)Gotham Greens的農(nóng)產(chǎn)品種植在由100%可再生電力供能的溫室里；丹麥的Nordic Harvest將完全依靠風(fēng)力來運(yùn)營(yíng)歐洲最大的垂直農(nóng)場(chǎng)。

整個(gè)農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)價(jià)值鏈都存在勞動(dòng)力挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)。無論是田間還是室內(nèi)，農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者發(fā)現(xiàn)體力要求高的工作很難吸引到工人；甚至在大流行之前，歐美等國(guó)家就面臨農(nóng)場(chǎng)工人短缺的問題。

此外，對(duì)農(nóng)場(chǎng)管理級(jí)別的專業(yè)人士供不應(yīng)求，而勞動(dòng)力老齡化和設(shè)施農(nóng)業(yè)的迅速增加加劇了這一問題。雖然運(yùn)營(yíng)商們希望看到更多訓(xùn)練有素的應(yīng)聘者從大學(xué)項(xiàng)目中脫穎而出，但他們也在尋求技術(shù)和自動(dòng)化來緩解勞動(dòng)力的挑戰(zhàn)。

設(shè)施農(nóng)業(yè)中的大多數(shù)作物已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在育苗和收獲后的自動(dòng)化。另外，綠葉蔬菜作物生長(zhǎng)周期短，生長(zhǎng)習(xí)性好，便于機(jī)械化種植。例如，Green Automation和Viscon的全自動(dòng)從種子到收獲的綠葉蔬菜種植系統(tǒng)已經(jīng)部署在世界主要的溫室作業(yè)中，如Pure Green Farms和Mucci農(nóng)場(chǎng)。

在室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)方面，城市農(nóng)業(yè)初創(chuàng)公司Urban Crop Solutions獨(dú)一無二地在貨柜農(nóng)場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，芬蘭的NetLed公司也開發(fā)了一套全自動(dòng)化的完整種植系統(tǒng)。

值得注意的是，許多規(guī)模較大的垂直農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)自行開發(fā)出成套的自動(dòng)化技術(shù)，以在他們的生產(chǎn)系統(tǒng)中節(jié)省勞動(dòng)力。例如，垂直農(nóng)業(yè)初創(chuàng)公司Fifth Season在整個(gè)生產(chǎn)過程中都部署了機(jī)器人。

盡管業(yè)內(nèi)有許多舉措，但具有挑戰(zhàn)性的日常作物維護(hù)，以及某些作物(西紅柿、辣椒、黃瓜和漿果)的收獲尚未實(shí)現(xiàn)成規(guī)模的自動(dòng)化。然而，近期計(jì)劃商業(yè)部署的去葉和收獲機(jī)器人有望顯著改變這種局面。就在上周，AppHarvest斥資6000萬美元收購(gòu)了收獲機(jī)器人初創(chuàng)公司Root AI。

在軟件方面，如初創(chuàng)公司Nitea和Hortikey的技術(shù)，解決了設(shè)施農(nóng)業(yè)中的勞動(dòng)力管理、作物登記、產(chǎn)量預(yù)測(cè)和工作流程管理，幫助提高較少人工參與下的農(nóng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)效率。

供給、監(jiān)測(cè)和控制氣候、光線、水和養(yǎng)分的技術(shù)已經(jīng)廣泛部署在今天復(fù)雜的受控環(huán)境農(nóng)業(yè)設(shè)施中，保持作物最佳生長(zhǎng)條件至關(guān)重要。它們還構(gòu)成了下一個(gè)行業(yè)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，即作物優(yōu)化，甚至實(shí)現(xiàn)基于成像和傳感器、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字映射和人工智能對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的自主控制，而這方面的創(chuàng)新企業(yè)有Ecoation、iUNU和30 MHz等。

最近的一些對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的探索活動(dòng)，如瓦赫寧根大學(xué)主辦的“自主溫室挑戰(zhàn)賽”，成功地探索了人工智能的潛力，以在降低資源消耗和管理復(fù)雜狀況的同時(shí)提高園藝生產(chǎn)力。

新興的商業(yè)化自主種植創(chuàng)新，如荷蘭初創(chuàng)公司Blue Radix開發(fā)的Crop Controller和Priva BV開發(fā)的Plantonomy，都承諾擴(kuò)大和增強(qiáng)現(xiàn)有種植者專業(yè)知識(shí)的覆蓋范圍，特別是針對(duì)大型和多點(diǎn)農(nóng)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)。

自從首次發(fā)布“設(shè)施農(nóng)業(yè)科技全景圖”以來，該行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了積極的變化，并有理由對(duì)未來持樂觀態(tài)度。然而，與任何不斷發(fā)展的市場(chǎng)和創(chuàng)新領(lǐng)域一樣，這可能是一段坎坷的旅程。

一些人認(rèn)為設(shè)施農(nóng)業(yè)不能解決我們的糧食生產(chǎn)問題，因?yàn)椴⒉皇撬械臇|西都可以在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化經(jīng)濟(jì)種植。設(shè)施農(nóng)業(yè)只是幫助修復(fù)我們的農(nóng)食體系的方法之一，它應(yīng)該存在正確的應(yīng)用場(chǎng)景。

例如，零售超市內(nèi)銷售的西紅柿很可能大部分已經(jīng)是來自于溫室里的，而隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步，預(yù)計(jì)會(huì)有更多的農(nóng)作物能夠在室內(nèi)進(jìn)行商業(yè)化種植。垂直農(nóng)業(yè)公司AeroFarms在本月宣布與智利漿果生產(chǎn)商Hortifrut合作，將研究和開發(fā)在垂直農(nóng)場(chǎng)中種植的藍(lán)莓和山莓品種。

盡管新奇的垂直農(nóng)業(yè)會(huì)吸引更多的關(guān)注，但溫室種植已經(jīng)很好地建立了根基。荷蘭溫室的成功已經(jīng)證明了設(shè)施農(nóng)業(yè)的可行性，50多年的經(jīng)驗(yàn)讓荷蘭擁有“玻璃下的面積比曼哈頓還大”。

美國(guó)的溫室種植商AppHarvest最近的上市成功和18億美元的市值也明顯提高了人們對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的意識(shí)！其他的設(shè)施農(nóng)業(yè)公司，比如BrightFarms和Gotham Greens等等，也吸引了備受矚目的投資并不斷擴(kuò)大規(guī)模；還有，垂直農(nóng)業(yè)公司Aerofarms也即將通過SPAC在今年第二季度實(shí)現(xiàn)上市。

人們經(jīng)常會(huì)問這樣一個(gè)問題：“垂直種植和溫室，哪種種植方式更好？”

設(shè)施農(nóng)業(yè)沒有所謂的靈丹妙藥，答案取決于地點(diǎn)和試圖解決的問題。針對(duì)上海、新加坡和孟買的解決方案，可能與在洛杉磯和多倫多部署的方案不同。不管采取哪種方式，任何一種規(guī)模可觀的科技化室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)都是資金密集型的。

根據(jù)農(nóng)業(yè)咨詢公司Agritecture最近的一項(xiàng)分析表明，建造一個(gè)3英畝的自動(dòng)化室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)的費(fèi)用從500萬美元到1100萬美元不等，而一些正在建設(shè)的大型先進(jìn)溫室項(xiàng)目的成本要超過1億美元。考慮到這種規(guī)模的資本要求，一些人質(zhì)疑從設(shè)施農(nóng)業(yè)行業(yè)獲得風(fēng)險(xiǎn)回報(bào)的機(jī)會(huì)。

盡管如此，2020年該行業(yè)的前十大融資總共募集了超過6億美元的資金，因?yàn)楝F(xiàn)有的參與者正在激烈競(jìng)爭(zhēng)，并向各地?cái)U(kuò)張，同時(shí)還有新公司源源不斷的繼續(xù)進(jìn)入這個(gè)行業(yè)。

展望未來，設(shè)施農(nóng)業(yè)需要解決其能耗和勞動(dòng)力的挑戰(zhàn)。特別是垂直農(nóng)業(yè)要實(shí)現(xiàn)廣泛的盈利能力，還有很多工作要做。此外，為了進(jìn)一步加快受控環(huán)境農(nóng)業(yè)的增長(zhǎng)和對(duì)新技術(shù)的采用，設(shè)施農(nóng)業(yè)需要實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。比如，軟件初創(chuàng)公司W(wǎng)ayBeyond是推動(dòng)開放系統(tǒng)和API來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的企業(yè)之一。

正如本文開頭所說，設(shè)施農(nóng)業(yè)價(jià)值鏈反映了當(dāng)今我們整個(gè)農(nóng)食體系所面臨的一些挑戰(zhàn)和機(jī)遇：供應(yīng)鏈、安全性、可持續(xù)性和勞動(dòng)力。

設(shè)施農(nóng)業(yè)蘊(yùn)藏著巨大的機(jī)遇，雖然這個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域總體上還未成熟，至少它可為糧食在哪里種植和如何分配帶來更高的精確度和靈活性，成為未來農(nóng)食體系必不可缺的一部分。

內(nèi)容來源：城食有農(nóng)，農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察整理編輯