加入最愛專欄  收藏文章 

2022-05-20

新加坡室內稻米種植成功!垂直農業突破品種限制,用最小空間種米種菜!全球糧食缺口現曙光?

  俄烏戰爭引發的糧食安全問題仍在發酵中,不但烏克蘭農產品因戰事持續而難以輸出,還有乾旱、熱浪等極端氣候威脅著美國、加拿大的農產量,加上第二大小麥生產國印度突然宣布禁止小麥出口,令全球糧食供給雪上加霜。為降低對國際糧食供應鏈的依賴,有別於傳統耕種方式的「垂直農業」(Vertical Farming)開始在世界各地興起!最近,新加坡首次成功在垂直農場種出稻米,更讓這種新型種植技術倍受矚目。

 

戰事+極端氣候引發糧食危機

 

  烏克蘭生產了全球15.3%的玉米、12.6%的大麥、10%的小麥、以及49.6%的葵花籽油,可說是世上重要的糧食供應國之一。因著俄烏戰爭的關係,現時約有2,500萬噸糧食滯留在烏克蘭港口,為全球糧食供應帶來很大缺口。

 

  更糟糕的是,氣候變遷的負面影響在2022夏季變得更加明顯,對糧食種植構成嚴重威脅。美國中部的乾旱現象已迫使部分小麥農田棄耕;加拿大阿爾伯塔省 (Alberta) 的小麥耕地過於乾燥,曼尼托巴省 (Manitoba) 則遭受風暴侵襲,以致農民無法進田耕種。歐洲產糧大國法國亦面對高溫和乾旱天氣威脅,估計小麥、大麥、玉米、向日葵產量可能會因此而減少。

 

美國農業部評估,在極端氣候影響下,2022年美國小麥種植面積為4,740 萬英畝,只比2021年增長1%,創下自1919年以來的第五低水平。(圖片來源:Pixabay.com)

 

  亞洲方面,中國遭受2021年秋季異常水災的影響,使冬小麥收成不佳,所以要增加糧食進口,現時小麥、玉米、大豆的入口量已達創紀錄水平。印度也遭逢熱浪,西北部與中部於2022年4月錄得122年以來最高溫紀錄,影響當地小麥收成,政府預計收成將減少5%以上,因此在5月13日宣布暫停小麥出口,對全球糧食供應帶來又一次打擊。

 

垂直農業成拯救糧食缺口曙光

 

  面對全球糧食不足的挑戰,不受極端氣候影響的「垂直農業」,遂成為拯救糧食危機的一道曙光。所謂「垂直農業」,意指在垂直堆疊層面種植糧食的做法,有時候也會在工廠大廈、舊倉庫、或貨櫃箱內進行種植。為求在有限空間內獲得最豐富的農產量,垂直農場會利用層架以垂直方式來栽種農作物,有些大型設施甚至可以堆疊到14至16樓層。

 

  垂直農業主要使用控制環境耕種(Controlled-Environment Agriculture)技術,讓所有環境因素都可以控制,所以無懼氣候變化。垂直農場內的農作物不是種植在泥土中,而是養殖在聚氨酯海綿的替代原料、生物降解性的泥炭苔、或是黏土顆粒的無機材料裏;透過水培或氣培系統,向農作物輸送營養配方,直接讓根部吸收以促進生長。

 

  室內垂直農場配備大量實驗室級感測器,負責監察植物的生長變化,並收集溫度、濕度、土壤養分等環境數據,再經由AI人工智能進行分析,得出需微調改善之處,從而調控養分供應與生長環境,以提高農產量和維持穩定品質。

 

垂直農業初創獲資本市場青睞

 

  以亞馬遜創辦人貝佐斯(Jeff Bezos)參與投資的Plenty為例,其垂直農場每平方英尺的農作物產量是傳統農場的350倍。同時,種植場內採用精準的澆水系統與水循環機制,故此用水量僅為傳統農場的5%,加上種植過程無需施加殺蟲劑,所以被視為環保的耕種方式。

 

有別於大部分垂直農場在層架上種菜,Plenty將20呎高的長管相隔4吋豎立平排,讓蔬菜沿著長管橫向生長,組成密密麻麻的蔬菜牆。水與養分會從長管的頂部灌注,靠地心吸力向下自然流動,以便把多餘的水回收重用。(圖片來源:Plenty官網)

為確保農產品的衛生水平,Plenty要求工作人員穿著全套的個人防護裝備,又會使用機器人進行採摘,務求讓「第一個用手碰到食物的人就是消費者」。(圖片來源:Plenty官網)

 

  各國政府與企業均看好垂直農業的前景,紛紛投資於相關的農業科技初創公司。美國初創Plenty於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領投,參與投資者還包括沃爾瑪(Walmart)與軟銀願景基金(SoftBank Vision Fund)。

 

  德國初創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)領投,讓公司估值超越10億美元(約78億港元),成為歐洲首家「獨角獸」級的垂直農業初創。目前室內農業只佔整體農業市場不到10%的份額,但在垂直農業的帶動下,有業者認為10年內市佔率有望大增至接近50%。

 

Infarm垂直農場以「種植中心」為單位,每個種植中心由多個垂直模組連接,組成多層式層架,可在6個星期內完成部署,將一個40平方米的空間變成垂直農場,每年可生產逾50萬株農作物。(圖片來源:Infarm官網)

Infarm垂直農場現已進駐美國、加拿大、日本和歐洲,更計劃於2023年在中東卡塔爾開設種植中心,被卡塔爾投資局視為提升國家糧食安全的有效措施。(圖片來源:Infarm官網)

 

垂直耕種農作物品種有局限性

 

  然而,也有不少人對垂直農業持反對意見。有批評者認為,人工照明過於耗電,不但造成大量碳排放,而且能源成本太高,讓農場難以長期經營。日本設施園藝協會的統計資料顯示,及至2020年2月,日本總共有386座垂直農場,其中4成呈虧損狀態,迫使不少企業接連退出市場。

 

  為應對此困境,部分業者嘗試轉用綠色能源和低耗電照明系統。譬如Crop One與Plantagon採用太陽能為垂直農場供電,並改進LED燈效能,以減少碳排放;GoodLeaf則引入照明方案商Signify的全自動化農業照明系統,能夠精準控制照射光譜,有效縮短農作物的生長週期,幫助降低營運成本。

 

  但最教人頭痛的是,垂直農場能種植的農作物品種有限。農業數據分析公司Agrilyst指出,垂直農場最常見的農作物分別為葉菜類植物、菜苗、番茄、花、以及香草;至於稻米、小麥、粟米、大豆等主糧則很難在這類農場內大量栽種。

 

  例如Infarm主要種植香草、沙律菜、綠葉蔬菜,並計劃在2022年內試種豌豆、蘑菇、櫻桃番茄等;Plenty則以量產生菜、芥菜、羅勒、羽衣甘藍為主,亦曾嘗試種植西瓜、士多啤梨、紅蘿蔔、番茄等,惟卻始終無法大規模種出根莖類蔬菜與樹上水果。

 

目前Infarm垂直農場能種出75種綠葉蔬菜、沙律菜與香草,最終目標是能夠種出整個水果與蔬菜籃。(圖片來源:Infarm官網)

Plenty能夠把一幅283萬平方米的農田濃縮在95,000平方米的倉庫內,讓種植所需的土地面積縮到最小,再透過人工照明、環境控制來調控生長環境,免去極端氣候影響,故此每年收成次數比傳統耕種方法為多。(圖片來源:Plenty官網)

 

新加坡垂直農場首次種出稻米

 

  紐西蘭在2019年發表的研究報告指出,垂直農業只適合種植綠葉蔬菜與草本植物,無法取代能種植多種農作物的常規耕種方式。假如依賴垂直農場來取代因日漸流失的傳統耕地,最終可能會造成另一種糧食危機。

 

  不過,隨科技持續改進,垂直農場不能栽種主糧的局限性,終於取得突破進展了。新加坡淡馬錫基金會與淡馬錫生命科學研究院攜手進行的「大樓種稻」試點項目,剛於2022年2月完成,成功在垂直農場中種出稻米。

 

淡馬錫生命科學研究院在溫室內培育淡馬錫米的幼苗,待稻苗發芽後,便會移送到淡濱尼組屋區的垂直農場繼續栽種。(圖片來源:淡馬錫官網)

 

  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的品種矮小,適合在較擁擠的環境中成長。它不僅具有抗蟲害能力,還兼備良好的耐旱性,可在2個星期沒水灌溉的情況下繼續生長。同時,其生長週期短至4個月,故此一年可以有3次收成。

 

  當稻苗發芽後,便會被轉送到6層樓高的垂直農場,試驗中的淡馬錫米被栽種在頂層大約兩平方米大小的土壤中。負責管理農場的科技公司Netatech,使用精密滴灌系統,精準調控水與養分供應,直接輸送到稻苗根部。

 

樓高6層的垂直農場由鐵架依組屋外牆搭建而成,試驗中的淡馬錫米生長在頂層約兩平方米大小的土壤裏。(圖片來源:淡馬錫官網)

 

室內農場種米減省人力與用水

 

  種植區設有感測器,藉由物聯網與人工智能系統,監測稻米的生長狀態與環境變化,一旦發現環境變得高溫乾燥,即會自動調整灌溉。因此,工作人員每週只需到場檢查一次,確保農場裝置運作正常即可,令人力成本得以大幅減省。

 

  除此以外,傳統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,惟在垂直農場中使用滴灌法種米,每公斤米只需使用約750升水,耗用的水資源大減7成。

 

  首批在垂直農場種出的淡馬錫米已在2022年2月收成,被帶回實驗室進行測試;後續研究是如何改進淡馬錫米的味道、纖維度、以及升糖指數,讓其質量與傳統農田種植的稻米相若。

 

淡馬錫生命科學研究院研發的淡馬錫米已在印尼的稻田大量種植,並在新加坡超市販售。這次把淡馬錫米移師至垂直農場栽種,成功產出的首批稻米已被送到實驗室作進一步研究。(圖片來源:淡馬錫官網)

 

  近年受到極端氣候的影響,適合農耕的土地愈來愈少;就算農作物順利成長,也可能在收割前受自然災害侵襲,造成嚴重農損。垂直農場既不用考慮外在氣候影響,又可以利用有限土地來提高農產量,因而備受看好。可是,人類只吃葉菜始終不能填飽肚子,所以垂直農業技術尚有待進一步突破。除稻米以外,假如有一天垂直農場還能種出小麥、大豆、粟米等主糧,才算是真正解救全球糧食危機喔!

 

Read More:全球糧食危機殺到!推動自動化垂直農場、昆蟲源飼料生產,智慧農業可望解救?

Read More:人造肉商機!麥當勞、百事推植物肉,初創爭相研發,能否壓低成本成決勝關鍵!

 

 

 《經濟通》所刊的署名及/或不署名文章,相關內容屬作者個人意見,並不代表《經濟通》立場,《經濟通》所扮演的角色是提供一個自由言論平台。

【讀者專享獨家優惠】火速訂購etnet 28周年呈獻《線條下的香港.沈平鋼筆畫作》! ► 立即行動

更多智城物語文章
你可能感興趣
#Smart Living #俄烏戰爭 #初創 #垂直農業 #Infarm #糧食危機 #農產品 #稻米 #糧食安全問題 #糧食缺口曙光 #小麥. 全球糧食供給 #極端氣候
編輯推介
即時報價
全文搜索
Search
最近搜看
大國博弈
中概風暴
More
Share