探寻全球智慧农业高地

智慧农业虽然在中国起步较晚，但是在美国、日本等农业发达国家，智慧农业已经悄然发展了 30 多年。如今这些国家智慧农业的现状如何？「2023 年生物光学与智慧农业产业国际论坛」上，来自日本、美国、新加坡的多位学术顶流，带来了来自智慧农业先行国的样本和经验。

日本园艺植物育种研究所的丸尾达教授，曾在千叶大学做了 40 年作物栽培研究，2021 年退休后一直从事园艺育种工作。本届论坛，丸尾达教授以《日本植物工厂的产业化发展路径》为主题，分享了

日本园艺植物育种研究所的丸尾达教授，曾在千叶大学做了 40 年作物栽培研究，2021 年退休后一直从事园艺育种工作。本届论坛，丸尾达教授以《日本植物工厂的产业化发展路径》为主题，分享了日本植物工厂的产业化路径，并希望能为中国 LED 植物工厂的产业化带来一些启示。

丸尾达介绍说，日本人工光线植物工厂已经有 40 年的历史，从早期的高压钠灯时代，到荧光灯时代，再到如今的闭锁型育苗系统和全自动化的植物工厂，大型植物工厂的产量为每天超过 3 万株，最高可突破 10 万株一天。但是，日本的植物工厂和中国的植物工厂一样，同样面临成本过高和盈利困难的困境。

经过多年的科研攻关和技术迭代之后，日本植物工厂通过升级能源控制系统，升级育种技术，不仅实现了病虫害的高效防治，而且大大提高了植物工厂的单位产量，实现了生产效率的倍增，大大加快了植物工厂的产业化进程。

美国特拉华大学的孟庆午博士，特别介绍了近年来美国农业部所支撑的大型科研项目，以及在智慧农业领域引起美国科研界重视的诸多研究项目。

论坛现场，孟庆午博士系统介绍了包括 NCEAR-101、 NE-1835、美国园艺协会、OptimIA、LAMP 等在内的诸多美国大型科研项目，这些项目的使命大大同小异，基本都是为了通过技术创新和技术攻关，实现可控农业的资源优化，以及农业效益的最大化，同时也致力通过各种类型的学术和交流活动，推动行业交流合作和互利共赢。

与此同时，孟庆午博士还特别介绍了美国在可控光照科研领域的一些最新进展，并重点提到了德州农工大学、犹他州立大学和佐治亚大学联合做出来非常引人注目的成果——不仅揭示了远红光在植物光合作用中的扮演的角色，而且率先证明了在红蓝光和白光的背景下，将一部分光换成远红光单叶片，光合速率与光合效率将得到显著提升。

除此之外，孟庆午博士还展示了其参与打造的可控光照实验室，以及和欧司朗公司合作研发的 LED 灯具，二者组合可以设计出来很多光强、光周期处理组，并对比怎么样可以提升作物产量和质量。

来自新加坡南洋理工大学的副教授何洁，本届论坛介绍了仅有 580 万人口的新加坡是对待智慧农业的态度以及聚焦垂直农业的践行。

何洁介绍说，新加坡仅有 580 万人口，人口密度全球第三，能用来耕种的土地只有 1%，跟美国相比有 40%， 90% 的粮食都是进口的。为了加强粮食保障，新加坡政府划拨了 60 公顷土地公开招标，最终能否拿到这 60 公顷土地，不是看谁出价高，而是看谁能用更好的现代技术去发展这个农场。

在划拨专用土地用于发展现代农业的同时，新加坡政府同步通过自主研究经费的方式，鼓励聚焦现代农业开展科研。如何用 60 公顷的土地，实现新加坡 30% 的粮食供给，答案是——垂直农业。

2012 年，新加坡诞生了第一家垂直农场，2016 年垂直农场增至 7 家，2021 年垂直农场飙升至 113 家。这些垂直农场不仅种菜，同时还养鱼、养螃蟹。虽然 2021-2023，新加坡垂直农业受疫情影响较大，但是政府和资本对于垂直农业的热情并未减退。

论坛当天，何洁分享了他与团队聚焦智慧农业开展的科研实践。近年来，何洁及其团队一直在研究利用根部冷喷营养液来降低能耗，同时也在研究温室多层种植过程中，如何通过延长光的周期来提高土地利用率，让本来 4 个礼拜采收的菜实现 3 个礼拜采收，以利用新加坡日照环境，实现农业生产效率的最大化。

虽然目前新加坡垂直农厂依然面临产品售价过高、缺乏竞争力的问题，但是何洁认为在 2030 年之前，新加坡垂直农业有望通过技术攻关，实现产能和效率的双向提升，并达成 30% 粮食自给的展览目标。