四維生態(tài)：數(shù)字農(nóng)業(yè)筑造夢想家園

任日瑩

“無需陽光、無需土壤”的植物工廠，竟然可以搬進(jìn)尋常百姓家。疫情防控期間，不少居民在自己家的陽臺上、客廳里種出了雞毛菜、茼蒿等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)種植方式正在發(fā)生顛覆性的改變。在杭州，有一家以“植物工廠”、垂直農(nóng)業(yè)等新技術(shù)為特色的企業(yè)，這幾年在數(shù)字農(nóng)業(yè)領(lǐng)域嶄露頭角，也讓人們看到物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的積極影響。

突破傳統(tǒng)的“植物工廠”

在四維生態(tài)科技（杭州）有限公司位于濱江區(qū)的植物工廠展示區(qū)，記者看到了不同于傳統(tǒng)種植大棚的“植物工廠”。每個即將進(jìn)入種植區(qū)域的人員必須換上無菌防護(hù)服，經(jīng)過風(fēng)淋室除塵消毒后方可入內(nèi)。純白的貨架上陳列著各類蔬菜、水果、花卉，排列密集而整齊。ABS塑料和種植海綿代替土壤給予植物更為安全穩(wěn)定的生長環(huán)境，每一層貨架的營養(yǎng)液液泵直抵植物根系，給予營養(yǎng)補(bǔ)充。公司自主研發(fā)的LED燈板放置于每一層貨架的植物上方，使它們能有更充足的光照。“LED燈發(fā)熱量低，因此植物的排布能夠更為密集;耗能低，就大大降低了運(yùn)營成本。最關(guān)鍵的一點(diǎn)，LED燈能夠?yàn)橹参锾峁┳钸m合生長的特定光譜，提高生長效率?！彼木S生態(tài)工作人員告訴記者。

在種植區(qū)域外的電子大屏幕上，正實(shí)時(shí)更新種植區(qū)域的光照、溫度、濕度、二氧化碳含量等數(shù)據(jù)，植物生長的實(shí)時(shí)畫面也正同步顯示?！肮ぷ魅藛T能第一時(shí)間掌握所有信息，以確保植物生長的萬無一失?！庇捎谌鞒瘫O(jiān)控的精密與準(zhǔn)確，病蟲害幾乎沒有生存空間，無需使用農(nóng)藥，生產(chǎn)了真正意義上的健康無污染瓜果蔬菜。

這樣“無需陽光、無需土壤”的植物工廠，還被搬進(jìn)尋常百姓家。四維生態(tài)研發(fā)的一款室內(nèi)種植機(jī)——迷你版“植物工廠”，可在家居、辦公、學(xué)校等環(huán)境的任何方寸之間，提供植物生長所需的光和營養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)全年可種植、可收獲的小勞作?！爸恍枰凑帐謨圆僮?，無需施肥，還可以縱向放置好幾臺，節(jié)省空間，提高生產(chǎn)效率。一定程度上可以滿足小家庭的需求。”杭州的王大伯說。

從可視可控的“植物工廠”，到寄居于城市樓宇的微型市內(nèi)種植機(jī)，通過無土栽培技術(shù)和環(huán)境調(diào)控以及人工光源技術(shù)，原本的平地溫室變成一層層向上延伸的“溫室大廈”，讓垂直農(nóng)業(yè)有了更豐富的內(nèi)容。過去具有保溫性能的傳統(tǒng)大棚被具有環(huán)境控制系統(tǒng)的連棟溫室替代，如今連棟溫室正被高精度環(huán)境控制的“植物工廠”所替代。這種種植方式所體現(xiàn)的節(jié)能環(huán)保與高效便捷，也讓越來越多的人開始關(guān)注新的農(nóng)業(yè)技術(shù)。

垂直農(nóng)業(yè)與夢想家園

垂直農(nóng)業(yè)是將植物向上種植以最大化利用種植空間，減少對自然的依賴，實(shí)現(xiàn)作物全年均在最優(yōu)條件下進(jìn)行生長，減少病蟲災(zāi)害和自然災(zāi)害的幾率。

2000年，美國哥倫比亞大學(xué)教授迪克遜·德斯帕米爾最早提出“垂直農(nóng)場”的概念。他的設(shè)想是在由玻璃和鋼筋組成的光線充足的建筑物中，生產(chǎn)出人們所需全年的食物量。后來由該靈感設(shè)計(jì)產(chǎn)生的“垂直蜻蜓農(nóng)場”，設(shè)有28個種植區(qū)，在種植農(nóng)作物的同時(shí)，還能飼養(yǎng)豬、牛等牲畜，農(nóng)場利用風(fēng)能與太陽能所提供的動力，有效地將固體垃圾轉(zhuǎn)化為肥料并凈化廢水。雖然“垂直農(nóng)場”概念在當(dāng)年的實(shí)際操作中困難重重，這幾年，卻在新加坡、日本等國土面積較小、嚴(yán)重依賴于食品進(jìn)口的國家得到較好的實(shí)踐。

數(shù)據(jù)顯示，如果按照傳統(tǒng)的耕作方式繼續(xù)進(jìn)行，到2025年，全球預(yù)計(jì)將需要109公頃的新土地來種植食物以滿足人類需求。而現(xiàn)實(shí)是，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）及美國國家航空暨太空總署（NASA）的統(tǒng)計(jì)顯示，目前全世界80%以上適合種植農(nóng)作物的土地，都已開發(fā)利用?！盁o論是需求端日趨緊張的糧食缺口壓力，還是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植與自然環(huán)境間的矛盾，都正將室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)推向風(fēng)口。”四維生態(tài)科技（杭州）有限公司COO王海說。

2018年，四維生態(tài)在垂直農(nóng)業(yè)領(lǐng)域嶄露頭角。作為一家專注于光生物學(xué)應(yīng)用、室內(nèi)農(nóng)業(yè)人工智能技術(shù)、植物生長照明與環(huán)境控制等研究的企業(yè)，這些年的四維生態(tài)一直深耕垂直農(nóng)業(yè)、“植物工廠”的實(shí)踐探索。

“相較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，垂直農(nóng)業(yè)與植物工廠需要新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，也勢必對企業(yè)的高新技術(shù)及人才儲備提出更高要求。”王海說，這幾年，四維生態(tài)與浙江省農(nóng)科院、浙江大學(xué)建立戰(zhàn)略合作，打造包括全人工光型植物工廠、移動式集裝箱種植系統(tǒng)、數(shù)智種植模組、室內(nèi)種植機(jī)、植物照明系統(tǒng)等全系列，提供集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的新型農(nóng)業(yè)種植一體化解決方案，推動垂直農(nóng)業(yè)的規(guī)?；瘧?yīng)用。作為具備高機(jī)動性的植物工廠系統(tǒng)，四維生態(tài)的集成化集裝箱群種植系統(tǒng)還可通過整體吊裝、貨車陸運(yùn)、遠(yuǎn)洋海運(yùn)等方式快速轉(zhuǎn)運(yùn)至全球各地，成為具備全氣候適應(yīng)能力的“移動農(nóng)場”。

曾有實(shí)驗(yàn)顯示，垂直農(nóng)業(yè)可使用不足1%的土地和1%的水量，實(shí)現(xiàn)高效連續(xù)生產(chǎn)，增加百倍以上的產(chǎn)量。人類一直以來的夢想家園，從最初的生態(tài)社區(qū)——烏托邦之城阿科桑地，自給自足的村社區(qū)概念，到今天的垂直農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)技術(shù)的更新?lián)Q代給人類社會更多生存空間，也給現(xiàn)代農(nóng)業(yè)更多想象空間。

數(shù)字農(nóng)業(yè)，未來鄉(xiāng)村新生態(tài)

這幾年，京東、中糧等中國企業(yè)都在引進(jìn)“植物工廠”相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)種植。盡管中國的“植物工廠”相比于歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家起步較晚，但是近年來普及速度卻非常迅速。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，中國的“植物工廠”總數(shù)已超過200座，成為數(shù)量僅次于日本的植物工廠發(fā)展大國。

垂直農(nóng)業(yè)、“植物工廠”的市場熱度，一定程度反映了目前全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的數(shù)字化趨勢。

2019年，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室聯(lián)合印發(fā)的《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019-2025年）》，提出到2025年，數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)取得重要進(jìn)展，有力支撐數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略實(shí)施;2022年，《中共中央國務(wù)院關(guān)于做好2022年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見》，提倡大力推進(jìn)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。這也是21世紀(jì)以來，第19個指導(dǎo)“三農(nóng)”工作的中央“一號文件”。種種信號顯示，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)遙感大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將成為農(nóng)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要的一步。

2022年3月，“杭州市四維生態(tài)公司聚焦未來農(nóng)業(yè)打造數(shù)智植物工廠”入選了浙江省鄉(xiāng)村振興創(chuàng)新實(shí)踐優(yōu)秀案例，成為杭州三個入選項(xiàng)目之一，也是唯一一個入選的公司案例。2018年成立至今，短短4年多的時(shí)間，四維生態(tài)已在浙江、云南、山東等地建立了種苗生產(chǎn)基地、植物補(bǔ)光試驗(yàn)基地、蔬菜植物工廠生產(chǎn)基地和牧草植物工廠生產(chǎn)基地，年產(chǎn)種苗達(dá)幾十億株。這些基地項(xiàng)目為浙江及周邊地區(qū)蔬菜種植戶穩(wěn)定提供了高品質(zhì)的種苗，有效解決了蔬菜種苗“供應(yīng)不足、品質(zhì)不穩(wěn)”的難題，促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)增收，保障“菜籃子”供應(yīng)安全。“植物工廠是數(shù)字農(nóng)業(yè)的典型案例，諸如四維生態(tài)這樣的企業(yè)發(fā)展，特別在技術(shù)上的突破革新，對于促進(jìn)農(nóng)村三產(chǎn)融合發(fā)展也有積極的推動作用?！鞭r(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)為，這些創(chuàng)新技術(shù)能更好地服務(wù)于國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化戰(zhàn)略。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全流程智能化逐步成為現(xiàn)實(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始滲入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施，不斷提高的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化水平。雖然這條道路依舊漫長，但因?yàn)橛羞@些活躍在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的新興力量，讓未來鄉(xiāng)村有了更生動、更具象的新生態(tài)。6D5465C4-0FA7-4A33-B55C-9702861D5285