未来粮食行业探索

1、未来粮食行业探索民以食为天，粮食是全世界最大的天，实现“零饥饿”被联合国列入2030可持续发展的目标之一。据统计，至今全球仍有超过6.9亿人在挨饿，预计到2030年，受饥饿影响的人数将超过8.4亿。过去，为了解决粮食短缺的问题，人们主要看天吃饭，更多依赖于资源禀赋，比如气候、土壤条件， 以及农业劳动力的补给等。但随着自然环境的变化、城市化进程的加速，仅依赖现有自然条件以及传统农业技术，很难支撑2030可持续发展目标的达成：农业从事者长期流失：根据国际劳工组织的数据， 在全球范围内，从事农业工作的人的比例从1991 年的43.699%下降到2019年的26.757%。人均耕地面积减少：据世界银行

2、数据显示，在1968-2018这50年间，全球人均耕地已从0.323 公顷下降至0.184公顷,下降43%。土壤农药污染严重： 据统计，目前全球64%的农业土地(大约2450万平方公里)面临着农药污染的风险，其中31%的土地面临着高风险。与此同时，随着消费的升级，人们对于饮食的需求有了新的变化，从“好吃”转向“吃好”，越来越追求吃得健康，吃得放心。2018年，中国获 得食品行业绿色认证的产品数量达到13,316个， 2019年，这一数量增至14,699个，同比增长10.4%6绿色认证产品的背后是对种植环境和技术更高的要求。在迈向2030年的进程中，挑战与需求并存，我们通过洞察看到，科技正在为农

3、业赋能，帮助突破种植条件的限制，全面提升粮食的产量，让绿色食品进入每个普通人的餐桌。探索方向一：用精准的数据，让种庄稼不再只靠经验正所谓“栽种有时，收获有时”（a time to plant and a time to pluck up that which is planted）。 传统农业，适合播种的时节并不多，因而才制订了历法，以方便人们判断“农时”，即便有历法参考， 人们依然需要个人经验来辅助。何时播种，何时施肥，何时除虫，若仅靠经验来判断，便会让农业生产有着极大不确定性和产生诸多浪费。未来场景：精准农耕，构建农情多元数据图谱在同一片大田中的两块土地，土壤的水分含量、营养情况、农作物的

4、生长情况都可能不相同，而传感器和移动设备等既可远程管理农场，也能够做到实时监测土壤湿度、环境温度、作物状况， 获得精准数据。在肥力高的地方进行密集种植， 反之则稀疏种植，播种、给水、施肥、调种等一系列农艺措施都可基于多元数据进行灵活调整， 让土壤和作物处于最佳匹配状态。以玉米为例， 仅依据数据进行的自适应播种这一改变，就能带来每公顷300-600公斤的增产。精准农耕的前提，是对所收集数据的深入分析， 形成农情多元数据图谱。基于云服务的农情图谱可以帮助农民迅速得到农作物在不同关键生长阶段的所需的土壤灌溉、肥力需求；还可结合地形的特征、气候预期、病虫害程度等信息进行产量预估、农作活动安排、预算管理

5、等。多元数据图谱提供对农田的状态和农业生产过程的多维度实时监测与分析，在多变环境中做出敏捷而高效的预警，及时给予多种应对措施的建议、快速锁定损失区域并估算后期产量。从而降低突变环境因素对产量的影响，帮助农民及时止损。探索方向二：农场工厂化，让农业生产不再受自然环境的影响精准农耕的确能够用数据来提高粮食产量，但在人口增加、人均耕地下降、农田受污染和气候变迁等大背景下，要想满足未来庞大的粮食需求，它不能当作唯一的解决方案。精准农耕是依据时刻变化的数据，来分析、计算，以判断最好的种植方案。然而，风云变幻难测，数据只能用于当下，这无法解决农业数据分析结果的迭代使用问题。除“精准农耕”外，还可以将“农业

6、工厂化” 打造“垂直农场”作为补充，在封闭环境下，模拟作物生长发育所需的环境要素。“垂直农场” 不但可以收集数据，同时可以人为调控，确保庄稼始终在最合适的环境内。事实上，无论耕地稀缺的日本、韩国和新加坡，还是土地资源丰富的美国，都在积极发展“垂直农场”技术。未来场景：智能垂直农场，打造未来农业新形态农业工厂化的一个典型案例就是在室内种植的“垂直农场”，即用数据构建突破地域限制的标准化生长环境。在垂直农场里，从苗圃播种到施肥再到收割，每个环节都离不开对光照、温度、用水和营养输送等的精确控制，而数据就是掌握这些植物生命密码的“钥匙”。它会在全链条的各个环节发力，因地因时调整参数，为农作物构建起最为

7、适宜的生长环境。总体而言，垂直农场有几大优势：无需农药，无需土壤，减低对农业用水的浪费：垂直农场的模式下，通过营养液，利用水培或气雾栽培的方式， 确保养分被植物高效吸收，残余养分，也可以和水一起回收。其所需用水不到传统种植方法的10%，创造无污染的绿色农作物。不受环境气候影响，始终确保新鲜农产品的理想生长条件： 在封闭的环境中，借助自动控制系统，打造一个植物生长的可控环境确保高品质蔬菜的大规模可靠生产。这样可以让蔬菜生产落地更多的地域和气候环境中。无论在屋顶、办公楼、废弃厂房、沙漠、水上、甚至地下室，都能搭建起“垂直农场”。创造全球可复制的智能农业模式：同一套ICT控制系统和数据模型，可在世界

8、上任何一个地方得到几乎一致的生产效果。在垂直农场的模式下，我们可以模仿出，酿制最好年份红酒所用的葡萄的生长环境；在光照时间短又干燥的地区，也可以种植出喜温且不耐寒的车厘子。业界公司的尝试显示，在7,000平方米的空间里，可实现蔬菜每16天收割一次，达到每年90万公斤的惊人产量。探索方向三：餐桌上的3D打印，打造肉类食品的低碳方案除粮食蔬菜外，肉类也是人类必不可少的食物来源。传统畜牧业不但低效，难以满足未来的肉类供应需求，而且容易对环境造成影响，据估算，畜牧业每年大约排放71亿吨二氧化碳当量 ，占人为温室气体排放总量的14.5。甲烷是一种短暂但强大的温室气体，是仅次于二氧化碳的第二大气候变化“贡

9、献者”，而人类引起的甲烷排放的大部分来自牲畜（全世界大约有10亿头牛）。随着全球人口持续成长，联合国粮食及农业组织（FAO）估计，2050年全球对肉的需求将比现 在增长7011。因此，我们需要积极寻找新方式来解决肉类的获取问题。人造肉的探索也获得业界越来越多的关注。未来场景：3D人造肉追求健康安全3D打印是改善人造肉口感、外形、味道等质量 因素以及规模化生产的重要技术之一，无论是使用植物蛋白还是动物细胞，都可以使用3D打印 技术：在植物蛋白合成肉的过程中，可用3D打 印技术来搭建纤维支架，尽量模仿天然肉的外观和口感；当用动物细胞来培育肉时，3D打印将 肌肉组织、脂肪等营养元素，一层层堆叠起来、

10、最终形成人工肉。当前，通过3D打印技术，已 经可以实现猪肉、鸡肉、牛排的等多种类型肉类的制作，且人造牛排的价格正向超市牛排趋近。结语：让健康可计算， 让生命有质量未来，人们可以利用物联网技术，监测与分析每一份土地环境、每一株农作物长势的实时状态，通过精准的数据来提升产量。我们还能够依靠历史数据来预测未来的种植环境变化，提前采取干预措施，降低减产风险。运用大数据+人工智能+农艺知识相结合的 科学决策体系，实现精准的农事操作，如水肥一体化实现精准的施水施肥，通过无人机实现察打一体，实现精准施药。利用类似“垂直农场”这样的新种植模式，可以帮助我们通过数据来打造不受气候变化和自然地理环境影响，可全球复

11、制的智能农业形态，普惠绿色饮食。此外，每个人还可以按照自己对肉类的偏好，形成个性化的口感、营养成分的数据模型， 通过3D打印，获得符合个人健康需求且口感最佳的人造肉。面向2030年，我们通过ICT技术将更多的农田、农具、农作物等关键农业生产要素联 接起来，收集并综合利用气候、土壤、农作物生长状态等多类数据，以提升粮食产量。AA预测：到2030年，全球每年产生的数据总量达1YB，相比2020年，增长23倍； 全球联接总数达2000亿；IPv6地址渗透率达90%。未来随着数据不断在农业中体现， 我们将逐步构建一个更有弹性、更绿色的粮食系统。相关引用1：UN /sustainabledevelopm

12、ent/hunger/2：UN /content/china/zh/home/sustainable-development-goals.html 3：International Labour Organization /indicator/SL.AGR.EMPL.ZS 4：World Bank /indicator/AG.LND.ARBL.HA.PC5：Fiona H. M. Tang et al. “Risk of pesticide pollution at the global scale” /articles/s41561-021-00712-56：观研天下 2021年中国绿色食品市场调研报告-行业运营态势与发展前景预测7：新闻中国采编网，大数据谋定农业发展路径-丰收节贸易会：全球十大经典案例/v.php?info_id=113098：AeroFarms / 9：联合国粮食及农业组织（FAO） 全球温室气体排放评估与减排/3/i3437zh/I3437ZH.pdf10：World Econmic Forum “Study shows that feedin