導讀：上世紀中葉綠色革命的效果因土地稀缺日益微弱?！缎侣勚芸贩饷嫖恼路Q，要養活2050年預計將近百億的全球人口，農業須再來一場革命：蔬菜水果可在垂直農場栽培，提高主糧生產的科技水平及改變主糧以水稻、玉米、小麥為主的結構，增加馬鈴薯、紅薯等單位面積產量熱量高的作物食用比例。

目前全世界總人口超過70億，為了維持生存，我們占據了地球陸地總面積的40%，把它開墾為農田、果園、牧場，大量生產人類所需的農產品(15.72， -0.25， -1.57%)和肉類。

全世界總人口到2050年將增至96億。聯合國糧農組織預計，屆時糧食生產須增長70%才不至于餓肚子。問題是絕大多數可生產糧食的土地已經開墾，剩下的都是高山或南極的不毛之地。尚存的唯一潛在可耕地是需要進行刀耕火種的現有熱帶雨林。這意味著我們要對耕作方式進行一些大規模改變。

耕作方式大改變并非不可能，其實幾十年前就發生過一次。美國植物學家諾曼-博勞格(Norman Borlaug)鮮為人知，但如果你探索農業革命，他可能是你景仰之情油然而生的第一人。20世紀40年代中葉，博勞格希望提高墨西哥中南部高原地帶小麥產量，于是培育了幾種非常適合墨西哥山區的高產、抗病半矮桿小麥。種植博勞格小麥的農民產量立刻見長，在施加氮肥的土地上種植產量增長尤其明顯。這種種植方式迅速流行，到1963年墨西哥小麥產量90%為博勞格矮桿小麥。1944年(博勞格抵達墨西哥那一年)-1963年，墨西哥小麥產量增長了5倍。

20世紀60年代，主要由于本地區糧食產量跟不上人口增長，南亞出現饑荒。博勞格認為自己能幫上忙，于是把他的高產小麥向南亞次大陸推廣。最后他移居南亞，用16年時間管理指導頭幾批小麥種植和收獲。結果相當驚人：只用了5年時間，印度和巴基斯坦小麥產量便幾乎翻番。到1974年，兩國糧食產量已能自給，博勞格方法迅速向南亞其他地區和東南亞普及。饑荒得以避免。

但我們不能抱著博勞格開啟的“綠色革命”不思進取——如今土地溢價遠超博勞格時代。時間還證明這場革命遠非完善；為了增加產量，博勞格鼓勵單一種植(同一塊土地年復一年地種植一種作物，不進行多樣化種植或輪作)及大量利用從石油制造的氮肥，這兩種辦法都可使農作物產量短期內大量增加，但長期卻使得土壤肥力下降。此外，博勞格只注重用大米、玉米和小麥防止饑荒，而忽視我們現在所知營養更多、單位面積產量熱量產生更多的農作物：比如馬鈴薯和紅薯。

不管怎樣，我們現在的糧食格局是博勞格奠定的。但我們現在需要對這一格局做出一些改變，在同樣面積的土地上多生產70%的熱量。我們先從水果和蔬菜開始。

水果摩天大樓

這份成績歸功于溫室。全世界首批溫室建于1963年，是西班牙國家農墾機構(Instituto Nacional de Colonización)所開辟土地分配項目的產物。溫室環境可控、作物美觀，它生產的水果蔬菜銷量不久便穩定超過露天種植的水果蔬菜，成為從前貧窮的阿爾梅里亞省(塔韋納斯沙漠所在省份)農民的意外之財。這些資金進行再投資以擴大溫室——廉價的塑料薄膜取代玻璃成為保溫的主要材料——如今塔韋納斯沙漠溫室面積5萬英畝(約合30萬市畝)，年產值15億美元(約合人民幣100億美元).

塔韋納斯沙漠的壯觀溫室——近地軌道肉眼可見——被譽為經濟奇跡，但它們的意義不僅在于此：它們還是理論用之于實踐的證明。如今只有富裕但土地緊張的歐洲利用溫室生產相當比例的新鮮作物，但隨著世界其他地區迅速富裕和土地日益緊張，塔韋納斯模式也許值得推廣。

這是因為從環境和土地利用的角度來看，可控環境耕作是一個偉大的想法。室內種植的蔬菜水果單產往往比室外種植的高很多。圍上一片地、蓋上屋頂便可種植，雜草、害蟲、惡劣天氣造成的絕大多數問題蕩然無存。再加上水培法這類科技，產量甚至可進一步提高。更妙的是做一個模塊化的旋轉堆種水培臺——這意味著你可在同一塊土地上種植幾層作物(假定陽光充足)，而露天耕種的農民只能種一層。

可以把作物“堆種”發揮到極致。2005年，哥倫比亞大學公共衛生專業榮譽教授德波米耶(Dickson Despommier)建立一個宣揚“垂直農場”的網站。垂直農場是德波米耶和學生四年前提出的概念，顧名思義：“垂直農場就是一個多層高科技溫室?！?不過從為所有作物獲得充分陽光到避免病蟲害確保良好長勢，其中存在從眾多挑戰?！坝泻芏嘈枰朔募夹g和工程問題，這就是非到萬不得已時它不能成功的原因。”

2011年，日本的一場災難使垂直農場成為必要。造成福島核事故的海嘯毀滅了仙臺附近的大部分農田。仙臺位于日本最大島本州島北部沿海區域。為了彌補損失土地，日本政府決定掀起垂直農場建設熱。四年后日本已有幾百家垂直農場，這是堆疊成多層摩天大樓的溫室，農作物每日輪流吸收陽光。作物根部裸露浸泡在濃縮營養液或營養霧中，無須向垂直農場運送土壤。

水培法姊妹技術氣培法已在日本開展，利用氣培法的高科技溫室迅速取得可觀產量。與植物根部浸泡在營養液中的水培法不同，氣培法用營養霧噴灑植物根部?！坝捎谖障嗤瑪盗康臓I養必須增大表面積，氣培法作物的根系要長的多，”德波米耶解釋道，這反過來使得作物生長加速。

新加坡、瑞典、韓國、加拿大、中國、荷蘭等國如今都有與日本垂直農場概念類似的高層農場。美國芝加哥也出現了這類農場，同時新澤西州紐瓦克、懷俄明州杰克遜都與可供環境供應商簽訂了建設垂直農場的合約。

不過垂直農場的日照仍是一個問題，至少按目前的設想來看是如此。栽培塔必須足夠狹小才能讓陽光全方位進入，否則垂直農場建設方必須設法旋轉種植的植物，保證它們全都能獲取充分陽光?；蛘呖刹捎幂^簡單的解決辦法：用人工光源(如LED)替代陽光。

英國、荷蘭、美國波士頓和布萊恩已經采用人工光源。這些有時被稱為“粉室”(Pinkhouse)的溫室使用作物吸收效果最佳的可見光藍光和紅光。只利用這些顏色的可見光，“粉室”十分高效：野外農作物吸收的光線最多只有8%了被利用，而在粉室這一比例可高達15%。此外，由于生長過程完全在室內，光線、溫度、濕度的可控程度甚至為技術最高、不依靠太陽的垂直農場和溫室所不及。

于是粉室農作物生長速度比露天農作物快20%，用水和肥料微不足道，還沒有病蟲害困擾。目前由于LED價格使得粉室建設前期成本居高不下，但預計今后五年LED價格可下降一半。有鑒于此，我們也許應該做好準備迎接大部分農作物在布滿LED的高層建筑工業化栽培的時代。

薯類作物復興

據統計，在美國多達40%的農產品既未賣出也未食用。原因竟然是長相太丑。

消費者不愿意買不完美的水果蔬菜，雜貨店拒絕進貨。對“漂亮”農產品的需求意味著菜農果農須彌補所有他們銷售不出去的農產品成本。結果在雜貨店賣的農產品就只有那些利潤豐厚的農產品。

這也是從波士頓粉室到阿爾梅里亞塑料薄膜溫室的可供環境絕大多數用于栽培生鮮農產品的原因：在可控環境下勞作的農夫可栽培出賣相一貫不錯的農產品。它們在當前賣相勝于一切的蔬菜水果市場有著巨大優勢。此外，新鮮也是農產品的一大賣點。到消費者餐桌的距離越短，農產品的口味就更好，消費者也就愿意多付錢。而且可控環境使得農夫能夠后屋栽培前店銷售。所以即便是在土地資源豐富的美國，當今市售新鮮西紅柿40%產自溫室。

但與蔬菜水果相比可控環境耕種主要糧食作物利潤要微薄得多。水稻、玉米、小麥——為全世界人口提供大約一半熱量的谷物——價格全都很低，而且外觀或多或少已不重要。這些農作物的利潤微薄，所以對創新和生產方式的任何追加投資都將造成難以置信的價格飆升。只有在大片土地種植大量作物，主糧種植者才能盈利；讓他們復制蔬菜水果溫室栽培盈利模式沒有經濟意義，所以對我們最重要的農作物來說可控環境種植還不能取代露天種植。

主糧產量增加到滿足96億人所需的程度也許并不需要如阿爾梅里亞溫室那樣壯觀的東西；只需提高種植方式的現代化就夠了。美國前農業部長、現為希望解決世界糧食問題的幾個非盈利組織顧問的格里克曼(Dan Glickman)說：“不發達國家的貧困農民耕作方式仍和一萬年前一樣。沒有輪作、沒有灌溉，人們仍是使用畜力。只要把現代耕作方式擴展到全球就能有效提高產量。”

如今漫灌是一種普遍灌溉方式，但也越來越被認為是低效的方式。智能灌溉——通過智能手機進行的滴灌——將有助于充分利用資源和增加產量。

普遍采用輪作方式尤其能改變局面。如果不進行干預，重復種植主要農作物的田地最終將“耗盡”肥力——農作物吸干土壤中的氮含量使其成為不毛之地。最常見的解決辦法是通過肥料補充氮或拋荒直到土壤肥力恢復農作物能再次生長。這兩種辦法的經濟成本(肥料價格不低，尤其是對農業地區的小農而言)或熱量成本(土地拋荒不能生產)相當大。不過也有相當直接的替代辦法：可以種植某些作物——主要為具有固氮作用的豆科類——而不用拋荒以恢復肥力。也就是說，通過輪流種植玉米和豌豆或黃豆，土地永遠無需拋荒。

此外，農作物的多樣化還能為大多數當地飲食增添急需的營養。2008年，農學家、記者、《富庶的末日》(The End of Plenty)一書作者伯恩(Joel Bourne)前往馬拉維協助工人向當地農民介紹輪作?！斑@里的人嚴重依賴玉米，”伯恩說?！八麄兂缘陌子衩字嘟o他們大部分熱量，但其他營養成分很低，所以讓農民種植豆類、花生有助于改善該地區營養?！?/p>

另外更新穎但尚不實際的選擇是改革我們的全球飲食構成。與其他可能主要作物相比，水稻、小麥和玉米的單位面積熱量并不是特別多。每英畝土地種植玉米產生的熱量有750萬卡，水稻為740萬卡，小麥只有300萬卡。相比之下每英畝土地種植紅薯產生的熱量有1030萬卡，而且紅薯可在貧瘠土壤生長、能經受旱澇；馬鈴薯可產生熱量920萬卡，能在任何排水良好的土壤中生長且不怕霜凍。它們倆都可成為主糧作物——比如不起眼的馬鈴薯讓歐洲成功度過了工業革命的人口大爆炸，紅薯長期是夏威夷土族和毛利人的主食——但卻在博勞格的“綠色革命”中備受冷落。

鑒于馬鈴薯和紅薯的高熱量比，如果我們希望養活后代，它們注定將會復興。其實在可耕地缺乏的地區這種變化已經開始：在農業非政府組織一英畝基金(One Acre Fund)協助下，肯尼亞政府鼓勵農民種植紅薯而非玉米，與此同時中國政府號召市民把馬鈴薯納入食譜。甚至聯合國也開始把重點放在薯類植物，2008年馬鈴薯被宣布為“未來食品”。如今聯合國有一只基金專門支持全球馬鈴薯種植者。

直到薯類植物全球復興，重頭戲都在效率上面。全球差不多一半谷物產自美國、印度和中國。在這三個國家，數據農業、新研究領域正在興起。

伊利諾伊大學農業與生物工程系主任K-C-金(K.C. Ting)與傳統露天耕種農民合作提高產量，同時保持灌溉、化肥等成本不變甚至有時還降低。金和研究人員繪制農田地圖，計算何處產量最高，然后收集這些地方從土壤PH值、水位到礦物質含量的各種關鍵數據。金和其他農業生物工程師利用這些信息就可以幫助農民計劃在哪里耕種、哪里噴灑殺蟲劑、除草劑、化肥和灌溉。在規模較大的農場，耕地、噴灑、施肥等過程可部分或全部自動化，所以效率要比人力高得多。農用設備自動化還有助于工程師們收集更多數據——隨著數據收集越來越多，農場的效率就更高。

偶爾寫寫農場生活博客的印第安納州農場主斯科特(Brian Scott)種植了2000多英畝玉米、小麥和大豆。他一一列舉了農場所用高科技工具：能始終把田地犁得筆直的安裝GPS的自動控制拖拉機、知道在哪里播種及哪里已經播種的播種機、農地pH檢測、產量地圖和產量歷史圖……。雖然一些最熱門的工具(如農作物傳感器、智能手機灌溉)他還沒用上，但他表示所用的技術工具已經幫他增加了產量并顯著降低開支。

不過當問及美國高科技農場的產量是否有助于減輕將來90多億世界人口的饑餓時，斯科特陷入了沉默。隨后他若有所思的回答道：“人們有時候忘記了每英畝玉米產量達到300蒲式耳——幾乎為去年創記錄平均產量的兩倍——誠然不錯，但那時價格又會到什么地步？”

斯科特擔心，玉米生產過剩使價格大降，那么很多農場主就會覺得大量生產玉米不值——從而導致全球玉米產量下降；結果農作物產量增加并不一定會惠及貧窮國家。所以經濟刺激很關鍵，“很多農場主最近跟我說，他們對養活全世界人口的想法沒有多少共鳴，” 科特如是說。