未來(lái)糧食行業(yè)探索

1、未來(lái)糧食行業(yè)探索民以食為天，糧食是全世界最大的天，實(shí)現(xiàn)“零饑餓”被聯(lián)合國(guó)列入2030可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至今全球仍有超過6.9億人在挨餓，預(yù)計(jì)到2030年，受饑餓影響的人數(shù)將超過8.4億。過去，為了解決糧食短缺的問題，人們主要看天吃飯，更多依賴于資源稟賦，比如氣候、土壤條件， 以及農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的補(bǔ)給等。但隨著自然環(huán)境的變化、城市化進(jìn)程的加速，僅依賴現(xiàn)有自然條件以及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)，很難支撐2030可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的達(dá)成：農(nóng)業(yè)從事者長(zhǎng)期流失：根據(jù)國(guó)際勞工組織的數(shù)據(jù)， 在全球范圍內(nèi)，從事農(nóng)業(yè)工作的人的比例從1991 年的43.699%下降到2019年的26.757%。人均耕地面積減少：據(jù)世界銀行

2、數(shù)據(jù)顯示，在1968-2018這50年間，全球人均耕地已從0.323 公頃下降至0.184公頃,下降43%。土壤農(nóng)藥污染嚴(yán)重： 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球64%的農(nóng)業(yè)土地(大約2450萬(wàn)平方公里)面臨著農(nóng)藥污染的風(fēng)險(xiǎn)，其中31%的土地面臨著高風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，隨著消費(fèi)的升級(jí)，人們對(duì)于飲食的需求有了新的變化，從“好吃”轉(zhuǎn)向“吃好”，越來(lái)越追求吃得健康，吃得放心。2018年，中國(guó)獲 得食品行業(yè)綠色認(rèn)證的產(chǎn)品數(shù)量達(dá)到13,316個(gè)， 2019年，這一數(shù)量增至14,699個(gè)，同比增長(zhǎng)10.4%6綠色認(rèn)證產(chǎn)品的背后是對(duì)種植環(huán)境和技術(shù)更高的要求。在邁向2030年的進(jìn)程中，挑戰(zhàn)與需求并存，我們通過洞察看到，科技正在為農(nóng)

3、業(yè)賦能，幫助突破種植條件的限制，全面提升糧食的產(chǎn)量，讓綠色食品進(jìn)入每個(gè)普通人的餐桌。探索方向一：用精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，讓種莊稼不再只靠經(jīng)驗(yàn)正所謂“栽種有時(shí)，收獲有時(shí)”（a time to plant and a time to pluck up that which is planted）。 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，適合播種的時(shí)節(jié)并不多，因而才制訂了歷法，以方便人們判斷“農(nóng)時(shí)”，即便有歷法參考， 人們依然需要個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)輔助。何時(shí)播種，何時(shí)施肥，何時(shí)除蟲，若僅靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，便會(huì)讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著極大不確定性和產(chǎn)生諸多浪費(fèi)。未來(lái)場(chǎng)景：精準(zhǔn)農(nóng)耕，構(gòu)建農(nóng)情多元數(shù)據(jù)圖譜在同一片大田中的兩塊土地，土壤的水分含量、營(yíng)養(yǎng)情況、農(nóng)作物的

4、生長(zhǎng)情況都可能不相同，而傳感器和移動(dòng)設(shè)備等既可遠(yuǎn)程管理農(nóng)場(chǎng)，也能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度、環(huán)境溫度、作物狀況， 獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在肥力高的地方進(jìn)行密集種植， 反之則稀疏種植，播種、給水、施肥、調(diào)種等一系列農(nóng)藝措施都可基于多元數(shù)據(jù)進(jìn)行靈活調(diào)整， 讓土壤和作物處于最佳匹配狀態(tài)。以玉米為例， 僅依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行的自適應(yīng)播種這一改變，就能帶來(lái)每公頃300-600公斤的增產(chǎn)。精準(zhǔn)農(nóng)耕的前提，是對(duì)所收集數(shù)據(jù)的深入分析， 形成農(nóng)情多元數(shù)據(jù)圖譜?；谠品?wù)的農(nóng)情圖譜可以幫助農(nóng)民迅速得到農(nóng)作物在不同關(guān)鍵生長(zhǎng)階段的所需的土壤灌溉、肥力需求；還可結(jié)合地形的特征、氣候預(yù)期、病蟲害程度等信息進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)估、農(nóng)作活動(dòng)安排、預(yù)算管理

5、等。多元數(shù)據(jù)圖譜提供對(duì)農(nóng)田的狀態(tài)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的多維度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，在多變環(huán)境中做出敏捷而高效的預(yù)警，及時(shí)給予多種應(yīng)對(duì)措施的建議、快速鎖定損失區(qū)域并估算后期產(chǎn)量。從而降低突變環(huán)境因素對(duì)產(chǎn)量的影響，幫助農(nóng)民及時(shí)止損。探索方向二：農(nóng)場(chǎng)工廠化，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不再受自然環(huán)境的影響精準(zhǔn)農(nóng)耕的確能夠用數(shù)據(jù)來(lái)提高糧食產(chǎn)量，但在人口增加、人均耕地下降、農(nóng)田受污染和氣候變遷等大背景下，要想滿足未來(lái)龐大的糧食需求，它不能當(dāng)作唯一的解決方案。精準(zhǔn)農(nóng)耕是依據(jù)時(shí)刻變化的數(shù)據(jù)，來(lái)分析、計(jì)算，以判斷最好的種植方案。然而，風(fēng)云變幻難測(cè)，數(shù)據(jù)只能用于當(dāng)下，這無(wú)法解決農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果的迭代使用問題。除“精準(zhǔn)農(nóng)耕”外，還可以將“農(nóng)業(yè)

6、工廠化” 打造“垂直農(nóng)場(chǎng)”作為補(bǔ)充，在封閉環(huán)境下，模擬作物生長(zhǎng)發(fā)育所需的環(huán)境要素?！按怪鞭r(nóng)場(chǎng)” 不但可以收集數(shù)據(jù)，同時(shí)可以人為調(diào)控，確保莊稼始終在最合適的環(huán)境內(nèi)。事實(shí)上，無(wú)論耕地稀缺的日本、韓國(guó)和新加坡，還是土地資源豐富的美國(guó)，都在積極發(fā)展“垂直農(nóng)場(chǎng)”技術(shù)。未來(lái)場(chǎng)景：智能垂直農(nóng)場(chǎng)，打造未來(lái)農(nóng)業(yè)新形態(tài)農(nóng)業(yè)工廠化的一個(gè)典型案例就是在室內(nèi)種植的“垂直農(nóng)場(chǎng)”，即用數(shù)據(jù)構(gòu)建突破地域限制的標(biāo)準(zhǔn)化生長(zhǎng)環(huán)境。在垂直農(nóng)場(chǎng)里，從苗圃播種到施肥再到收割，每個(gè)環(huán)節(jié)都離不開對(duì)光照、溫度、用水和營(yíng)養(yǎng)輸送等的精確控制，而數(shù)據(jù)就是掌握這些植物生命密碼的“鑰匙”。它會(huì)在全鏈條的各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)力，因地因時(shí)調(diào)整參數(shù)，為農(nóng)作物構(gòu)建起最為

7、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境?？傮w而言，垂直農(nóng)場(chǎng)有幾大優(yōu)勢(shì)：無(wú)需農(nóng)藥，無(wú)需土壤，減低對(duì)農(nóng)業(yè)用水的浪費(fèi)：垂直農(nóng)場(chǎng)的模式下，通過營(yíng)養(yǎng)液，利用水培或氣霧栽培的方式， 確保養(yǎng)分被植物高效吸收，殘余養(yǎng)分，也可以和水一起回收。其所需用水不到傳統(tǒng)種植方法的10%，創(chuàng)造無(wú)污染的綠色農(nóng)作物。不受環(huán)境氣候影響，始終確保新鮮農(nóng)產(chǎn)品的理想生長(zhǎng)條件： 在封閉的環(huán)境中，借助自動(dòng)控制系統(tǒng)，打造一個(gè)植物生長(zhǎng)的可控環(huán)境確保高品質(zhì)蔬菜的大規(guī)?？煽可a(chǎn)。這樣可以讓蔬菜生產(chǎn)落地更多的地域和氣候環(huán)境中。無(wú)論在屋頂、辦公樓、廢棄廠房、沙漠、水上、甚至地下室，都能搭建起“垂直農(nóng)場(chǎng)”。創(chuàng)造全球可復(fù)制的智能農(nóng)業(yè)模式：同一套ICT控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)模型，可在世界

8、上任何一個(gè)地方得到幾乎一致的生產(chǎn)效果。在垂直農(nóng)場(chǎng)的模式下，我們可以模仿出，釀制最好年份紅酒所用的葡萄的生長(zhǎng)環(huán)境；在光照時(shí)間短又干燥的地區(qū)，也可以種植出喜溫且不耐寒的車?yán)遄?。業(yè)界公司的嘗試顯示，在7,000平方米的空間里，可實(shí)現(xiàn)蔬菜每16天收割一次，達(dá)到每年90萬(wàn)公斤的驚人產(chǎn)量。探索方向三：餐桌上的3D打印，打造肉類食品的低碳方案除糧食蔬菜外，肉類也是人類必不可少的食物來(lái)源。傳統(tǒng)畜牧業(yè)不但低效，難以滿足未來(lái)的肉類供應(yīng)需求，而且容易對(duì)環(huán)境造成影響，據(jù)估算，畜牧業(yè)每年大約排放71億噸二氧化碳當(dāng)量 ，占人為溫室氣體排放總量的14.5。甲烷是一種短暫但強(qiáng)大的溫室氣體，是僅次于二氧化碳的第二大氣候變化“貢

9、獻(xiàn)者”，而人類引起的甲烷排放的大部分來(lái)自牲畜（全世界大約有10億頭牛）。隨著全球人口持續(xù)成長(zhǎng)，聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）估計(jì)，2050年全球?qū)θ獾男枨髮⒈痊F(xiàn) 在增長(zhǎng)7011。因此，我們需要積極尋找新方式來(lái)解決肉類的獲取問題。人造肉的探索也獲得業(yè)界越來(lái)越多的關(guān)注。未來(lái)場(chǎng)景：3D人造肉追求健康安全3D打印是改善人造肉口感、外形、味道等質(zhì)量 因素以及規(guī)模化生產(chǎn)的重要技術(shù)之一，無(wú)論是使用植物蛋白還是動(dòng)物細(xì)胞，都可以使用3D打印 技術(shù)：在植物蛋白合成肉的過程中，可用3D打 印技術(shù)來(lái)搭建纖維支架，盡量模仿天然肉的外觀和口感；當(dāng)用動(dòng)物細(xì)胞來(lái)培育肉時(shí)，3D打印將 肌肉組織、脂肪等營(yíng)養(yǎng)元素，一層層堆疊起來(lái)、

10、最終形成人工肉。當(dāng)前，通過3D打印技術(shù)，已 經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)豬肉、雞肉、牛排的等多種類型肉類的制作，且人造牛排的價(jià)格正向超市牛排趨近。結(jié)語(yǔ)：讓健康可計(jì)算， 讓生命有質(zhì)量未來(lái)，人們可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，監(jiān)測(cè)與分析每一份土地環(huán)境、每一株農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來(lái)提升產(chǎn)量。我們還能夠依靠歷史數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的種植環(huán)境變化，提前采取干預(yù)措施，降低減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)+人工智能+農(nóng)藝知識(shí)相結(jié)合的 科學(xué)決策體系，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的農(nóng)事操作，如水肥一體化實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的施水施肥，通過無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)察打一體，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥。利用類似“垂直農(nóng)場(chǎng)”這樣的新種植模式，可以幫助我們通過數(shù)據(jù)來(lái)打造不受氣候變化和自然地理環(huán)境影響，可全球復(fù)

11、制的智能農(nóng)業(yè)形態(tài)，普惠綠色飲食。此外，每個(gè)人還可以按照自己對(duì)肉類的偏好，形成個(gè)性化的口感、營(yíng)養(yǎng)成分的數(shù)據(jù)模型， 通過3D打印，獲得符合個(gè)人健康需求且口感最佳的人造肉。面向2030年，我們通過ICT技術(shù)將更多的農(nóng)田、農(nóng)具、農(nóng)作物等關(guān)鍵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素聯(lián) 接起來(lái)，收集并綜合利用氣候、土壤、農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)等多類數(shù)據(jù)，以提升糧食產(chǎn)量。AA預(yù)測(cè)：到2030年，全球每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量達(dá)1YB，相比2020年，增長(zhǎng)23倍； 全球聯(lián)接總數(shù)達(dá)2000億；IPv6地址滲透率達(dá)90%。未來(lái)隨著數(shù)據(jù)不斷在農(nóng)業(yè)中體現(xiàn)， 我們將逐步構(gòu)建一個(gè)更有彈性、更綠色的糧食系統(tǒng)。相關(guān)引用1：UN /sustainabledevelopm

12、ent/hunger/2：UN /content/china/zh/home/sustainable-development-goals.html 3：International Labour Organization /indicator/SL.AGR.EMPL.ZS 4：World Bank /indicator/AG.LND.ARBL.HA.PC5：Fiona H. M. Tang et al. “Risk of pesticide pollution at the global scale” /articles/s41561-021-00712-56：觀研天下 2021年中國(guó)綠色食品市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告-行業(yè)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)與發(fā)展前景預(yù)測(cè)7：新聞中國(guó)采編網(wǎng)，大數(shù)據(jù)謀定農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑-豐收節(jié)貿(mào)易會(huì)：全球十大經(jīng)典案例/v.php?info_id=113098：AeroFarms / 9：聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO） 全球溫室氣體排放評(píng)估與減排/3/i3437zh/I3437ZH.pdf10：World Econmic Forum “Study shows that feedin