未来我们将如何种植粮食

去年冬天，当密歇根湖畔他那 3 万平方英尺的仓库外堆积着接近创纪录的大雪时，罗伯特·科朗吉洛 (Robert Colangelo) 站在里面，沐浴在蓝色和红色的 LED 灯光中，周围种满了奶油生菜和香草。

这是位于芝加哥 40 英里外的 Green Sense Farms，也是美国最大的室内垂直农场。作为 Green Sense 的首席执行官，Colangelo 采用水培法种植农产品，包括微型蔬菜和罗勒，在 25 英尺高的架子上持续不断地为它们提供营养丰富的水，在专门的 LED 灯下，由计算机监控，每周收获两次。Colangelo 说：“我们可以在很小的占地面积上种植大量作物，一年 365 天。”“我们不受雨水或干旱的影响。我们控制环境。所以每天的天气都是完美的。”

室内垂直农业已成为当地种植的高利润、易腐烂蔬菜（如羽衣甘蓝、西洋菜和生菜）利基市场的主要参与者。它消除了对杀虫剂的需求。它减少了易腐烂农产品在大陆 3,000 英里的运输过程中发生的腐烂。它大大减少了农用拖拉机和冷藏卡车的碳足迹。它满足了中产阶级城市居民对新鲜农产品日益增长的需求。

许多人说，城市化可以帮助避免迫在眉睫的全球粮食危机，并有朝一日成为农业的未来。联合国预测，到本世纪中叶，全球人口将增加 24 亿，全球 66% 的人口将居住在城市。这对养活所有人提出了挑战。随着世界可耕地需求的不断增加，预计干旱和洪水将更频繁地摧毁农作物——推高粮食价格——一种解决方案是在需要粮食的城市种植粮食。

全球各地的技术专家和具有绿色思维的企业家已经投入了数亿美元培育室内垂直作物。在日本东部，在索尼的一家前半导体工厂里，一位植物科学家每天可以收获 10,000 棵生菜。在新泽西州，康奈尔大学的一位前农业教授在高盛等公司的支持下，正在帮助将一家破旧的钢铁厂改造成一个 69,000 平方英尺的农场。这个农场每年将能够产出 200 万磅农产品，今年冬天开业时，产量将超过科朗杰洛的农场。新农场的用水量将比普通农场少 95%，与其他农场一样，每平方英亩的产量更高，并节省拖拉机燃料等能源成本。

“我们不受雨水或干旱的影响。我们控制环境。所以天气每天都很好。”

在 Green Sense，Colangelo 与电子巨头飞利浦合作，后者在他使用的 9,000 个 LED 灯中创造了独特的蓝光和红光光谱——最适合绿叶植物进行光合作用的光线。当植物直接生长在这种经过特殊调节的 LED 灯下时，它们不会消耗能量向上生长。它们会向外生长，长出茂密的叶子，从而优化营养密度，减少生长时间。Colangelo 说：“我们大约每 12 天可以翻耕一棵微绿色作物，每 30 天翻耕一次嫩叶，每 35 天翻耕一次莴苣。”田间农民每个季节只有一两次翻耕作物的机会。

科朗杰洛将他的 Green Sense 品牌农产品卖给 Whole Foods Market，后者在八个州的 48 家商店有售。“商店买到的都是新鲜的，对顾客来说，质量更好，”科朗杰洛说。

他也在寻找改进运营的新方法。他最近与中国深圳的一家基因组测序实验室合作，以识别对 LED 灯反应最好的种子。“你可以培育杂交种子，然后自然地将它们与其他植物杂交，这样你的作物产量就会翻倍，”他说。“它们就像非转基因超级种子一样。”

还想了解更多？请查看《大众科学》2015 年 10 月刊中关于食品未来的专题。