雖說未來還沒來,但我們預(yù)測未來的能力已經(jīng)堪比叮當(dāng)貓。因為我們看的見“趨勢”:它就像行駛在大馬路上的公交車,我們看見它來了,也知道它將開往哪里。
就像世界農(nóng)業(yè)的未來,我們可以依憑其趨勢可見一斑。
農(nóng)業(yè)的總體趨勢是從粗放型向精準(zhǔn)型發(fā)展。
由此推斷,未來的農(nóng)業(yè),就像工業(yè)一樣,再也不用看天吃飯,不確定性會逐漸減弱,甚至只有百分之零點零零幾,就像計算機(jī),輸入一個值,它就輸出一個相應(yīng)的值。投入什么,產(chǎn)出什么。
未來農(nóng)業(yè)如何像工業(yè)一般精準(zhǔn),而我們能看到的趨勢又是什么?變不確定因素為可控制因素。
首先要解決的便是不確定因素變?yōu)榭煽刂埔蛩。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,最主要的是影響作物生長的因素:光照、溫度、土壤和濕度等。有三個領(lǐng)域的發(fā)展趨勢值得關(guān)注。
數(shù)據(jù)獲取的精準(zhǔn)化。數(shù)據(jù)的獲取來源于各色各樣的傳感器,讓人在判斷農(nóng)作物的生長狀況之時,大大減少僅憑肉眼判斷所帶來的誤差。比如大到對大田數(shù)據(jù)采集的無人機(jī),小到園圃一個感知植物情緒的智能傳感器,讓我們越來越精確地診斷出這一片田、這一株植物,到底有沒有患病。
美國Edyn公司研發(fā)的智能傳感器
對作物屬性的深入了解。假如通過數(shù)據(jù)的獲取發(fā)現(xiàn)問題以后你不了解作物的屬性,不能對癥下藥,從傳感器得到的信息有什么用處?隨著科技水平的日益成熟,我們對作物的屬性將會了解得越發(fā)深入,這個領(lǐng)域的研究很多正被加速轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用,我們對作物的培育方式作出了許多合理的調(diào)整。另外,對作物屬性的了解另一個重要作用則是可節(jié)約不必要的資源浪費。
紅藍(lán)光源能讓植物產(chǎn)生最佳的光合作用
環(huán)境控制的智能化,F(xiàn)在最為普遍的有溫室、大棚等。主要對作物的培育方式進(jìn)行調(diào)整。按照作物的屬性,需要什么樣的環(huán)境,便營造什么樣的環(huán)境出來。在可控制的環(huán)境里,我們更容易對植物的需求進(jìn)行查缺補(bǔ)漏。目前荷蘭便研究出一類全封閉式的溫室,可減少溫室與外界的熱交換,依靠高新技術(shù),溫室可同時置換出能量,不僅為城市提供農(nóng)產(chǎn)品,還提供熱量。
溫室大棚追求“單位面積的產(chǎn)量最大化”
其次,像工業(yè)一樣追求單位面積的產(chǎn)量最大化。利用進(jìn)步科技節(jié)省不必要的時間與資源上的浪費,每一種資源都恰到好處地用在刀刃上。針對這點,可以舉現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的節(jié)能與自動化趨勢的例子。
追求極致的節(jié)能。例如現(xiàn)今荷蘭用作植物基質(zhì)的東西叫巖棉,在其使用壽命結(jié)束以后,這些巖棉會被重新送回工廠,加工成磚塊去建房子;前面舉的例子荷蘭封閉式溫室亦如此,在一個特殊裝置的調(diào)節(jié)下,溫室夏天吸收熱能,冬天供給熱能。溫室聯(lián)合成智能化能源網(wǎng)絡(luò),將給周圍城市提供熱能進(jìn)而電力。
封閉溫室加熱與冷卻的過程原理 (圖片來源:知乎用戶)
自動化。在歐洲自動化程度已經(jīng)相當(dāng)高了,自動化在播種、生長階段也已相當(dāng)成熟,但是在收獲階段的自動化還在探索中,因為這一段需要更多的傳感器,更復(fù)雜的軟件。其最難的點在于機(jī)器人有時候不知道如何判斷什么是成熟的西紅柿(傳感),在收獲黃瓜的時候機(jī)械臂又經(jīng)常不知道要怎么繞開葉子(路徑優(yōu)化)。
收獲機(jī)器目前只能收割少部分種類作物完善儲藏和物流
農(nóng)業(yè)將會像工業(yè)一樣從土地到餐桌上盡量做到農(nóng)產(chǎn)品的無損。儲藏和運輸也會更規(guī)范。如今讓我們困擾的生鮮物流問題,在未來也都會得到完善的解決。除了冷鏈的技術(shù)得到提升、冷鏈的成本降低以外,也得益于我們對植物屬性的了解。例如如今櫻桃的冷鏈物流,櫻桃需要等待成熟才能采摘,采摘下來處理不當(dāng)會很容易壞掉,而處理方法則是往貨柜里通臭氧,這樣臭氧能殺掉那些微生物,同時氧化掉乙烯。
未成熟的櫻桃不能摘挖掘價值潛力巨大的作物
當(dāng)然,價值潛力巨大的作物會成為未來農(nóng)業(yè)的寵兒,比如水藻。荷蘭一家水藻養(yǎng)殖基地300平方米的水池一年可以產(chǎn)出20噸干重的水藻。如果可吃,足夠一個家庭吃上2000年。它的價值不僅如此。作為可再生能源,它的產(chǎn)油量是油棕的10倍-23倍;作為食品,是飼料的理想添加劑;其藥用價值在于提煉水藻酸和加工蛋白質(zhì),其蛋白質(zhì)含量是干重時的50%,同等種植面積下,最后的蛋白質(zhì)總量可以達(dá)到玉米的50倍。
生長在水里的海藻
當(dāng)然,這些趨勢還不算完整,但可用一句話總結(jié):農(nóng)業(yè)的發(fā)展來自于工業(yè)發(fā)展的反哺,其突飛猛進(jìn)的發(fā)展未來依賴于工業(yè)技術(shù)與科技的發(fā)展。我們的科學(xué)技術(shù)能走多遠(yuǎn),農(nóng)業(yè)也將相應(yīng)走多遠(yuǎn)。