俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)的糧食安全問(wèn)題仍在發(fā)酵中，不但烏克蘭農(nóng)產(chǎn)品因戰(zhàn)事持續(xù)而難以輸出，還有干旱、熱浪等極端氣候威脅著美國(guó)、加拿大的農(nóng)產(chǎn)量，加上第二大小麥生產(chǎn)國(guó)印度突然宣布禁止小麥出口，令全球糧食供給雪上加霜。為降低對(duì)國(guó)際糧食供應(yīng)鏈的依賴，有別于傳統(tǒng)耕種方式的“垂直農(nóng)業(yè)”（Vertical Farming）開(kāi)始在世界各地興起！最近，新加坡首次成功在垂直農(nóng)場(chǎng)種出稻米，更讓這種新型種植技術(shù)倍受矚目。

　　烏克蘭生產(chǎn)了全球15.3%的玉米、12.6%的大麥、10%的小麥、以及49.6%的葵花籽油，可說(shuō)是世上重要的糧食供應(yīng)國(guó)之一。因著俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)系，現(xiàn)時(shí)約有2,500萬(wàn)噸糧食滯留在烏克蘭港口，為全球糧食供應(yīng)帶來(lái)很大缺口。

　　更糟糕的是，氣候變遷的負(fù)面影響在2022夏季變得更加明顯，對(duì)糧食種植構(gòu)成嚴(yán)重威脅。美國(guó)中部的干旱現(xiàn)象已迫使部分小麥農(nóng)田棄耕；加拿大阿爾伯塔省 (Alberta) 的小麥耕地過(guò)于干燥，曼尼托巴省 (Manitoba) 則遭受風(fēng)暴侵襲，以致農(nóng)民無(wú)法進(jìn)田耕種。歐洲產(chǎn)糧大國(guó)法國(guó)亦面對(duì)高溫和干旱天氣威脅，估計(jì)小麥、大麥、玉米、向日葵產(chǎn)量可能會(huì)因此而減少。

　　美國(guó)農(nóng)業(yè)部評(píng)估，在極端氣候影響下，2022年美國(guó)小麥種植面積為4,740 萬(wàn)英畝，只比2021年增長(zhǎng)1%，創(chuàng)下自1919年以來(lái)的第五低水平。（圖片來(lái)源：

　　亞洲方面，中國(guó)遭受2021年秋季異常水災(zāi)的影響，使冬小麥?zhǔn)粘刹患?，所以要增加糧食進(jìn)口，現(xiàn)時(shí)小麥、玉米、大豆的入口量已達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄水平。印度也遭逢熱浪，西北部與中部于2022年4月錄得122年以來(lái)最高溫紀(jì)錄，影響當(dāng)?shù)匦←準(zhǔn)粘桑A(yù)計(jì)收成將減少5%以上，因此在5月13日宣布暫停小麥出口，對(duì)全球糧食供應(yīng)帶來(lái)又一次打擊。

　　面對(duì)全球糧食不足的挑戰(zhàn)，不受極端氣候影響的“垂直農(nóng)業(yè)”，遂成為拯救糧食危機(jī)的一道曙光。所謂“垂直農(nóng)業(yè)”，意指在垂直堆棧層面種植糧食的做法，有時(shí)候也會(huì)在工廠大廈、舊倉(cāng)庫(kù)、或貨柜箱內(nèi)進(jìn)行種植。為求在有限空間內(nèi)獲得最豐富的農(nóng)產(chǎn)量，垂直農(nóng)場(chǎng)會(huì)利用層架以垂直方式來(lái)栽種農(nóng)作物，有些大型設(shè)施甚至可以堆棧到14至16樓層。

　　垂直農(nóng)業(yè)主要使用控制環(huán)境耕種（Controlled-Environment Agriculture）技術(shù)，讓所有環(huán)境因素都可以控制，所以無(wú)懼氣候變化。垂直農(nóng)場(chǎng)內(nèi)的農(nóng)作物不是種植在泥土中，而是養(yǎng)殖在聚氨酯海綿的替代原料、生物降解性的泥炭苔、或是黏土顆粒的無(wú)機(jī)材料里；透過(guò)水培或氣培系統(tǒng)，向農(nóng)作物輸送營(yíng)養(yǎng)配方，直接讓根部吸收以促進(jìn)生長(zhǎng)。

　　室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)配備大量實(shí)驗(yàn)室級(jí)傳感器，負(fù)責(zé)監(jiān)察植物的生長(zhǎng)變化，并收集溫度、濕度、土壤養(yǎng)分等環(huán)境數(shù)據(jù)，再經(jīng)由AI人工智能進(jìn)行分析，得出需微調(diào)改善之處，從而調(diào)控養(yǎng)分供應(yīng)與生長(zhǎng)環(huán)境，以提高農(nóng)產(chǎn)量和維持穩(wěn)定質(zhì)量。

　　以亞馬遜創(chuàng)辦人貝佐斯（Jeff Bezos）參與投資的Plenty為例，其垂直農(nóng)場(chǎng)每平方英尺的農(nóng)作物產(chǎn)量是傳統(tǒng)農(nóng)場(chǎng)的350倍。同時(shí)，種植場(chǎng)內(nèi)采用精準(zhǔn)的澆水系統(tǒng)與水循環(huán)機(jī)制，故此用水量?jī)H為傳統(tǒng)農(nóng)場(chǎng)的5%，加上種植過(guò)程無(wú)需施加殺蟲劑，所以被視為環(huán)保的耕種方式。

　　有別于大部分垂直農(nóng)場(chǎng)在層架上種菜，Plenty將20呎高的長(zhǎng)管相隔4吋豎立平排，讓蔬菜沿著長(zhǎng)管橫向生長(zhǎng)，組成密密麻麻的蔬菜墻。水與養(yǎng)分會(huì)從長(zhǎng)管的頂部灌注，靠地心吸力向下自然流動(dòng)，以便把多余的水回收重用。（圖片來(lái)源：Plenty官網(wǎng)）

　　為確保農(nóng)產(chǎn)品的衛(wèi)生水平，Plenty要求工作人員穿著全套的個(gè)人防護(hù)裝備，又會(huì)使用機(jī)器人進(jìn)行采摘，務(wù)求讓“第一個(gè)用手碰到食物的人就是消費(fèi)者”。（圖片來(lái)源：Plenty官網(wǎng)）

　　各國(guó)政府與企業(yè)均看好垂直農(nóng)業(yè)的前景，紛紛投資于相關(guān)的農(nóng)業(yè)科技初創(chuàng)公司。美國(guó)初創(chuàng)Plenty于2022年1月宣布，在E輪融資中獲得4億美元（約31.2億港元），由One Madison Group與JS Capital領(lǐng)投，參與投資者還包括沃爾瑪（Walmart）與軟銀愿景基金（SoftBank Vision Fund）。

　　德國(guó)初創(chuàng)Infarm在2021年12月最近完成2億美元（約15.6億港元）的D輪融資，由卡塔爾投資局（Qatar Investment Authority）領(lǐng)投，讓公司估值超越10億美元（約78億港元），成為歐洲首家“獨(dú)角獸”級(jí)的垂直農(nóng)業(yè)初創(chuàng)。目前室內(nèi)農(nóng)業(yè)只占整體農(nóng)業(yè)市場(chǎng)不到10%的份額，但在垂直農(nóng)業(yè)的帶動(dòng)下，有業(yè)者認(rèn)為10年內(nèi)市占率有望大增至接近50%。

　　Infarm垂直農(nóng)場(chǎng)以“種植中心”為單位，每個(gè)種植中心由多個(gè)垂直模塊連接，組成多層式層架，可在6個(gè)星期內(nèi)完成部署，將一個(gè)40平方米的空間變成垂直農(nóng)場(chǎng)，每年可生產(chǎn)逾50萬(wàn)株農(nóng)作物。（圖片來(lái)源：Infarm官網(wǎng)）

　　Infarm垂直農(nóng)場(chǎng)現(xiàn)已進(jìn)駐美國(guó)、加拿大、日本和歐洲，更計(jì)劃于2023年在中東卡塔爾開(kāi)設(shè)種植中心，被卡塔爾投資局視為提升國(guó)家糧食安全的有效措施。（圖片來(lái)源：Infarm官網(wǎng)）

　　然而，也有不少人對(duì)垂直農(nóng)業(yè)持反對(duì)意見(jiàn)。有批評(píng)者認(rèn)為，人工照明過(guò)于耗電，不但造成大量碳排放，而且能源成本太高，讓農(nóng)場(chǎng)難以長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)。日本設(shè)施園藝協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，及至2020年2月，日本總共有386座垂直農(nóng)場(chǎng)，其中4成呈虧損狀態(tài)，迫使不少企業(yè)接連退出市場(chǎng)。

　　為應(yīng)對(duì)此困境，部分業(yè)者嘗試轉(zhuǎn)用綠色能源和低耗電照明系統(tǒng)。譬如Crop One與Plantagon采用太陽(yáng)能為垂直農(nóng)場(chǎng)供電，并改進(jìn)LED燈效能，以減少碳排放；GoodLeaf則引入照明方案商Signify的全自動(dòng)化農(nóng)業(yè)照明系統(tǒng)，能夠精準(zhǔn)控制照射光譜，有效縮短農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期，幫助降低營(yíng)運(yùn)成本。

　　但最教人頭痛的是，垂直農(nóng)場(chǎng)能種植的農(nóng)作物品種有限。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析公司Agrilyst指出，垂直農(nóng)場(chǎng)最常見(jiàn)的農(nóng)作物分別為葉菜類植物、菜苗、西紅柿、花、以及香草；至于稻米、小麥、粟米、大豆等主糧則很難在這類農(nóng)場(chǎng)內(nèi)大量栽種。

　　例如Infarm主要種植香草、沙拉菜、綠葉蔬菜，并計(jì)劃在2022年內(nèi)試種豌豆、蘑菇、櫻桃西紅柿等；Plenty則以量產(chǎn)生菜、芥菜、羅勒、羽衣甘藍(lán)為主，亦曾嘗試種植西瓜、士多啤梨、紅蘿卜、西紅柿等，惟卻始終無(wú)法大規(guī)模種出根莖類蔬菜與樹(shù)上水果。

　　目前Infarm垂直農(nóng)場(chǎng)能種出75種綠葉蔬菜、沙拉菜與香草，最終目標(biāo)是能夠種出整個(gè)水果與蔬菜籃。（圖片來(lái)源：Infarm官網(wǎng)）

　　Plenty能夠把一幅283萬(wàn)平方米的農(nóng)田濃縮在95,000平方米的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，讓種植所需的土地面積縮到最小，再透過(guò)人工照明、環(huán)境控制來(lái)調(diào)控生長(zhǎng)環(huán)境，免去極端氣候影響，故此每年收成次數(shù)比傳統(tǒng)耕種方法為多。（圖片來(lái)源：Plenty官網(wǎng)）

　　紐西蘭在2019年發(fā)表的研究報(bào)告指出，垂直農(nóng)業(yè)只適合種植綠葉蔬菜與草本植物，無(wú)法取代能種植多種農(nóng)作物的常規(guī)耕種方式。假如依賴垂直農(nóng)場(chǎng)來(lái)取代因日漸流失的傳統(tǒng)耕地，最終可能會(huì)造成另一種糧食危機(jī)。

　　不過(guò)，隨科技持續(xù)改進(jìn)，垂直農(nóng)場(chǎng)不能栽種主糧的局限性，終于取得突破進(jìn)展了。新加坡淡馬錫基金會(huì)與淡馬錫生命科學(xué)研究院攜手進(jìn)行的“大樓種稻”試點(diǎn)項(xiàng)目，剛于2022年2月完成，成功在垂直農(nóng)場(chǎng)中種出稻米。

　　淡馬錫生命科學(xué)研究院在溫室內(nèi)培育淡馬錫米的幼苗，待稻苗發(fā)芽后，便會(huì)移送到淡濱尼組屋區(qū)的垂直農(nóng)場(chǎng)繼續(xù)栽種。（圖片來(lái)源：淡馬錫官網(wǎng)）

　　研究人員先在溫室中培育“淡馬錫米”的稻苗。這款特種稻米較常見(jiàn)的品種矮小，適合在較擁擠的環(huán)境中成長(zhǎng)。它不僅具有抗蟲害能力，還兼?zhèn)淞己玫哪秃敌?，可?個(gè)星期沒(méi)水灌溉的情況下繼續(xù)生長(zhǎng)。南宮28官網(wǎng)同時(shí)，其生長(zhǎng)周期短至4個(gè)月，故此一年可以有3次收成。

　　當(dāng)?shù)久绨l(fā)芽后，便會(huì)被轉(zhuǎn)送到6層樓高的垂直農(nóng)場(chǎng)，試驗(yàn)中的淡馬錫米被栽種在頂層大約兩平方米大小的土壤中。負(fù)責(zé)管理農(nóng)場(chǎng)的科技公司Netatech，使用精密滴灌系統(tǒng)，精準(zhǔn)調(diào)控水與養(yǎng)分供應(yīng)，直接輸送到稻苗根部。

　　樓高6層的垂直農(nóng)場(chǎng)由鐵架依組屋外墻搭建而成，試驗(yàn)中的淡馬錫米生長(zhǎng)在頂層約兩平方米大小的土壤里。（圖片來(lái)源：淡馬錫官網(wǎng)）

　　種植區(qū)設(shè)有傳感器，藉由物聯(lián)網(wǎng)與人工智能系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)稻米的生長(zhǎng)狀態(tài)與環(huán)境變化，一旦發(fā)現(xiàn)環(huán)境變得高溫干燥，即會(huì)自動(dòng)調(diào)整灌溉。因此，工作人員每周只需到場(chǎng)檢查一次，確保農(nóng)場(chǎng)裝置運(yùn)作正常即可，令人力成本得以大幅減省。

　　除此以外，傳統(tǒng)稻田以漫灌方式栽種稻米，平均每公斤米需用到2,500公升水，惟在垂直農(nóng)場(chǎng)中使用滴灌法種米，每公斤米只需使用約750升水，耗用的水資源大減7成。

　　首批在垂直農(nóng)場(chǎng)種出的淡馬錫米已在2022年2月收成，被帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試；后續(xù)研究是如何改進(jìn)淡馬錫米的味道、纖維度、以及升糖指數(shù)，讓其質(zhì)量與傳統(tǒng)農(nóng)田種植的稻米相若。

　　淡馬錫生命科學(xué)研究院研發(fā)的淡馬錫米已在印尼的稻田大量種植，并在新加坡超市販?zhǔn)?。這次把淡馬錫米移師至垂直農(nóng)場(chǎng)栽種，成功產(chǎn)出的首批稻米已被送到實(shí)驗(yàn)室作進(jìn)一步研究。（圖片來(lái)源：淡馬錫官網(wǎng)）

　　近年受到極端氣候的影響，適合農(nóng)耕的土地愈來(lái)愈少；就算農(nóng)作物順利成長(zhǎng)，也可能在收割前受自然災(zāi)害侵襲，造成嚴(yán)重農(nóng)損。垂直農(nóng)場(chǎng)既不用考慮外在氣候影響，又可以利用有限土地來(lái)提高農(nóng)產(chǎn)量，因而備受看好。可是，人類只吃葉菜始終不能填飽肚子，所以垂直農(nóng)業(yè)技術(shù)尚有待進(jìn)一步突破。除稻米以外，假如有一天垂直農(nóng)場(chǎng)還能種出小麥、大豆、粟米等主糧，才算是真正解救全球糧食危機(jī)喔！