作者：张朝琴。来源：DIGITIMES

人口的快速增长和城镇化的发展趋势预计将推动垂直农业产业的发展和壮大。垂直农场被认为能够解决一些粮食生产问题，但它能否成为可持续的粮食生产解决方案，专家认为实际上仍存在挑战。

据《食品导航》（Food Navigator）、《卫报》以及联合国调查显示，全球人口将从目前的73亿增长到2030年的85亿，到2050年将达到97亿。联合国粮农组织估计，为了满足2050年全球人口的粮食需求，粮食产量需比2007年增长70%，到2050年，全球粮食产量必须从21亿吨增加到30亿吨。肉类产量也需要翻一番，达到4.7亿吨。

调整和增加农业用地未必能解决某些国家的粮食短缺问题。英国已将72%的土地用于农业生产，但仍需进口粮食。英国也在尝试其他耕作方式，例如利用二战遗留的防空隧道进行温室种植。该项目发起人理查德·巴拉德还计划在2019年扩大种植范围。

另一方面，用水也是粮食生产的一大障碍。根据经合组织（OECD）的统计数据，约70%的用水用于农业。气候变化也加剧了生产难题。城市化进程也要求粮食生产系统在农村劳动力减少、土地和水资源有限的情况下，满足快速增长的城市人口的粮食需求。这些问题正在推动垂直农场的发展。
垂直农场的低占用率特性将为农业生产进入城市带来机遇，并使其更贴近城市消费者。农场到消费者的距离缩短，整个供应链也随之缩短，城市消费者将更加关注食物来源，并更容易获得新鲜营养的产品。过去，城市居民难以获得健康新鲜的食物。而垂直农场可以直接建在厨房或自家后院。这将是垂直农场发展传递的最重要信息。

此外，垂直农场模式的采用将对传统农业供应链产生广泛影响，传统农业药物（如合成肥料、杀虫剂和除草剂）的使用量将大幅减少。另一方面，为了维持最佳的气候和河水管理条件，对暖通空调系统和控制系统的需求将会增加。垂直农业通常使用特殊的LED灯来模拟阳光，并利用其他设备来构建室内或室外建筑。

垂直农场的研发也包括前文提到的用于监测环境状况和优化水、矿物质利用的“智能技术”。物联网（IoT）技术也将发挥重要作用，可用于记录植物生长数据。作物的收成将可通过其他地方的计算机或手机进行追踪和监控。

垂直农场可以用更少的土地和水资源生产更多的食物，而且远离有害的化肥和农药。然而，房间里层层叠叠的货架比传统农业需要更多的能源。即使房间里有窗户，由于其他限制因素，通常也需要人工照明。气候控制系统可以提供最佳的生长环境，但同时也非常耗能。

根据英国农业部的统计数据，生菜在温室中种植，估计每年每平方米种植面积需要约250千瓦时（kWh）的能源。而德国航空航天中心（DLR）的相关合作研究表明，同等规模的垂直农场每年需要消耗高达3500千瓦时的能源。因此，如何提高能源利用效率将是未来垂直农场技术发展的重要课题。

此外，垂直农场也面临投资资金问题。一旦风险投资家撤资，商业运营就会停止。例如，位于英国德文郡的佩恩顿动物园成立于2009年，是最早的垂直农场创业公司之一。它使用VertiCrop系统种植叶菜类蔬菜。五年后，由于后续资金不足，该系统也宣告失败。其后续公司Valcent（后更名为Alterrus）开始在加拿大推广屋顶温室种植模式，但最终也以破产告终。