探尋全球智慧農業高地

智慧農業雖然在中國起步較晚，但是在美國、日本等農業發達國家，智慧農業已經悄然發展了 30 多年。如今這些國家智慧農業的現狀如何？「2023 年生物光學與智慧農業產業國際論壇」上，來自日本、美國、新加坡的多位學術頂流，帶來了來自智慧農業先行國的樣本和經驗。

日本園藝植物育種研究所的丸尾達教授，曾在千葉大學做了 40 年作物栽培研究，2021 年退休后一直從事園藝育種工作。本屆論壇，丸尾達教授以《日本植物工廠的產業化發展路徑》為主題，分享了

日本園藝植物育種研究所的丸尾達教授，曾在千葉大學做了 40 年作物栽培研究，2021 年退休后一直從事園藝育種工作。本屆論壇，丸尾達教授以《日本植物工廠的產業化發展路徑》為主題，分享了日本植物工廠的產業化路徑，并希望能為中國 LED 植物工廠的產業化帶來一些啟示。

丸尾達介紹說，日本人工光線植物工廠已經有 40 年的歷史，從早期的高壓鈉燈時代，到熒光燈時代，再到如今的閉鎖型育苗系統和全自動化的植物工廠，大型植物工廠的產量為每天超過 3 萬株，最高可突破 10 萬株一天。但是，日本的植物工廠和中國的植物工廠一樣，同樣面臨成本過高和盈利困難的困境。

經過多年的科研攻關和技術迭代之后，日本植物工廠通過升級能源控制系統，升級育種技術，不僅實現了病蟲害的高效防治，而且大大提高了植物工廠的單位產量，實現了生產效率的倍增，大大加快了植物工廠的產業化進程。

美國特拉華大學的孟慶午博士，特別介紹了近年來美國農業部所支撐的大型科研項目，以及在智慧農業領域引起美國科研界重視的諸多研究項目。

論壇現場，孟慶午博士系統介紹了包括 NCEAR-101、 NE-1835、美國園藝協會、OptimIA、LAMP 等在內的諸多美國大型科研項目，這些項目的使命大大同小異，基本都是為了通過技術創新和技術攻關，實現可控農業的資源優化，以及農業效益的最大化，同時也致力通過各種類型的學術和交流活動，推動行業交流合作和互利共贏。

與此同時，孟慶午博士還特別介紹了美國在可控光照科研領域的一些最新進展，并重點提到了德州農工大學、猶他州立大學和佐治亞大學聯合做出來非常引人注目的成果——不僅揭示了遠紅光在植物光合作用中的扮演的角色，而且率先證明了在紅藍光和白光的背景下，將一部分光換成遠紅光單葉片，光合速率與光合效率將得到顯著提升。

除此之外，孟慶午博士還展示了其參與打造的可控光照實驗室，以及和歐司朗公司合作研發的 LED 燈具，二者組合可以設計出來很多光強、光周期處理組，并對比怎么樣可以提升作物產量和質量。

來自新加坡南洋理工大學的副教授何潔，本屆論壇介紹了僅有 580 萬人口的新加坡是對待智慧農業的態度以及聚焦垂直農業的踐行。

何潔介紹說，新加坡僅有 580 萬人口，人口密度全球第三，能用來耕種的土地只有 1%，跟美國相比有 40%， 90% 的糧食都是進口的。為了加強糧食保障，新加坡政府劃撥了 60 公頃土地公開招標，最終能否拿到這 60 公頃土地，不是看誰出價高，而是看誰能用更好的現代技術去發展這個農場。

在劃撥專用土地用于發展現代農業的同時，新加坡政府同步通過自主研究經費的方式，鼓勵聚焦現代農業開展科研。如何用 60 公頃的土地，實現新加坡 30% 的糧食供給，答案是——垂直農業。

2012 年，新加坡誕生了第一家垂直農場，2016 年垂直農場增至 7 家，2021 年垂直農場飆升至 113 家。這些垂直農場不僅種菜，同時還養魚、養螃蟹。雖然 2021-2023，新加坡垂直農業受疫情影響較大，但是政府和資本對于垂直農業的熱情并未減退。

論壇當天，何潔分享了他與團隊聚焦智慧農業開展的科研實踐。近年來，何潔及其團隊一直在研究利用根部冷噴營養液來降低能耗，同時也在研究溫室多層種植過程中，如何通過延長光的周期來提高土地利用率，讓本來 4 個禮拜采收的菜實現 3 個禮拜采收，以利用新加坡日照環境，實現農業生產效率的最大化。

雖然目前新加坡垂直農廠依然面臨產品售價過高、缺乏競爭力的問題，但是何潔認為在 2030 年之前，新加坡垂直農業有望通過技術攻關，實現產能和效率的雙向提升，并達成 30% 糧食自給的展覽目標。