導(dǎo)讀：上世紀(jì)中葉綠色革命的效果因土地稀缺日益微弱。《新聞周刊》封面文章稱，要養(yǎng)活2050年預(yù)計將近百億的全球人口，農(nóng)業(yè)須再來一場革命：蔬菜水果可在垂直農(nóng)場栽培，提高主糧生產(chǎn)的科技水平及改變主糧以水稻、玉米、小麥為主的結(jié)構(gòu)，增加馬鈴薯、紅薯等單位面積產(chǎn)量熱量高的作物食用比例。

目前全世界總?cè)丝诔^70億，為了維持生存，我們占據(jù)了地球陸地總面積的40%，把它開墾為農(nóng)田、果園、牧場，大量生產(chǎn)人類所需的農(nóng)產(chǎn)品(15.72， -0.25， -1.57%)和肉類。

全世界總?cè)丝诘?050年將增至96億。聯(lián)合國糧農(nóng)組織預(yù)計，屆時糧食生產(chǎn)須增長70%才不至于餓肚子。問題是絕大多數(shù)可生產(chǎn)糧食的土地已經(jīng)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(xiàn)有熱帶雨林。這意味著我們要對耕作方式進行一些大規(guī)模改變。

耕作方式大改變并非不可能，其實幾十年前就發(fā)生過一次。美國植物學(xué)家諾曼-博勞格(Norman Borlaug)鮮為人知，但如果你探索農(nóng)業(yè)革命，他可能是你景仰之情油然而生的第一人。20世紀(jì)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(chǎn)量，于是培育了幾種非常適合墨西哥山區(qū)的高產(chǎn)、抗病半矮桿小麥。種植博勞格小麥的農(nóng)民產(chǎn)量立刻見長，在施加氮肥的土地上種植產(chǎn)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(chǎn)量90%為博勞格矮桿小麥。1944年(博勞格抵達(dá)墨西哥那一年)-1963年，墨西哥小麥產(chǎn)量增長了5倍。

20世紀(jì)60年代，主要由于本地區(qū)糧食產(chǎn)量跟不上人口增長，南亞出現(xiàn)饑荒。博勞格認(rèn)為自己能幫上忙，于是把他的高產(chǎn)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(dǎo)頭幾批小麥種植和收獲。結(jié)果相當(dāng)驚人：只用了5年時間，印度和巴基斯坦小麥產(chǎn)量便幾乎翻番。到1974年，兩國糧食產(chǎn)量已能自給，博勞格方法迅速向南亞其他地區(qū)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(yuǎn)超博勞格時代。時間還證明這場革命遠(yuǎn)非完善；為了增加產(chǎn)量，博勞格鼓勵單一種植(同一塊土地年復(fù)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(nóng)作物產(chǎn)量短期內(nèi)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(xiàn)在所知營養(yǎng)更多、單位面積產(chǎn)量熱量產(chǎn)生更多的農(nóng)作物：比如馬鈴薯和紅薯。

不管怎樣，我們現(xiàn)在的糧食格局是博勞格奠定的。但我們現(xiàn)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(chǎn)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(nóng)墾機構(gòu)(Instituto Nacional de Colonización)所開辟土地分配項目的產(chǎn)物。溫室環(huán)境可控、作物美觀，它生產(chǎn)的水果蔬菜銷量不久便穩(wěn)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(nóng)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)相當(dāng)比例的新鮮作物，但隨著世界其他地區(qū)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(huán)境和土地利用的角度來看，可控環(huán)境耕作是一個偉大的想法。室內(nèi)種植的蔬菜水果單產(chǎn)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(shù)問題蕩然無存。再加上水培法這類科技，產(chǎn)量甚至可進一步提高。更妙的是做一個模塊化的旋轉(zhuǎn)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(nóng)民只能種一層。

可以把作物“堆種”發(fā)揮到極致。2005年，哥倫比亞大學(xué)公共衛(wèi)生專業(yè)榮譽教授德波米耶(Dickson Despommier)建立一個宣揚“垂直農(nóng)場”的網(wǎng)站。垂直農(nóng)場是德波米耶和學(xué)生四年前提出的概念，顧名思義：“垂直農(nóng)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(zhàn)。“有很多需要克服的技術(shù)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(zāi)難使垂直農(nóng)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(nóng)田。仙臺位于日本最大島本州島北部沿海區(qū)域。為了彌補損失土地，日本政府決定掀起垂直農(nóng)場建設(shè)熱。四年后日本已有幾百家垂直農(nóng)場，這是堆疊成多層摩天大樓的溫室，農(nóng)作物每日輪流吸收陽光。作物根部裸露浸泡在濃縮營養(yǎng)液或營養(yǎng)霧中，無須向垂直農(nóng)場運送土壤。

水培法姊妹技術(shù)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(chǎn)量。與植物根部浸泡在營養(yǎng)液中的水培法不同，氣培法用營養(yǎng)霧噴灑植物根部。“由于吸收相同數(shù)量的營養(yǎng)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(nóng)場概念類似的高層農(nóng)場。美國芝加哥也出現(xiàn)了這類農(nóng)場，同時新澤西州紐瓦克、懷俄明州杰克遜都與可供環(huán)境供應(yīng)商簽訂了建設(shè)垂直農(nóng)場的合約。

不過垂直農(nóng)場的日照仍是一個問題，至少按目前的設(shè)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(nóng)場建設(shè)方必須設(shè)法旋轉(zhuǎn)種植的植物，保證它們?nèi)寄塬@取充分陽光。或者可采用較簡單的解決辦法：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(jīng)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(lán)光和紅光。只利用這些顏色的可見光，“粉室”十分高效：野外農(nóng)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(dá)15%。此外，由于生長過程完全在室內(nèi)，光線、溫度、濕度的可控程度甚至為技術(shù)最高、不依靠太陽的垂直農(nóng)場和溫室所不及。

于是粉室農(nóng)作物生長速度比露天農(nóng)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(shè)前期成本居高不下，但預(yù)計今后五年LED價格可下降一半。有鑒于此，我們也許應(yīng)該做好準(zhǔn)備迎接大部分農(nóng)作物在布滿LED的高層建筑工業(yè)化栽培的時代。

薯類作物復(fù)興

據(jù)統(tǒng)計，在美國多達(dá)40%的農(nóng)產(chǎn)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(nóng)產(chǎn)品的需求意味著菜農(nóng)果農(nóng)須彌補所有他們銷售不出去的農(nóng)產(chǎn)品成本。結(jié)果在雜貨店賣的農(nóng)產(chǎn)品就只有那些利潤豐厚的農(nóng)產(chǎn)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(huán)境絕大多數(shù)用于栽培生鮮農(nóng)產(chǎn)品的原因：在可控環(huán)境下勞作的農(nóng)夫可栽培出賣相一貫不錯的農(nóng)產(chǎn)品。它們在當(dāng)前賣相勝于一切的蔬菜水果市場有著巨大優(yōu)勢。此外，新鮮也是農(nóng)產(chǎn)品的一大賣點。到消費者餐桌的距離越短，農(nóng)產(chǎn)品的口味就更好，消費者也就愿意多付錢。而且可控環(huán)境使得農(nóng)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(dāng)今市售新鮮西紅柿40%產(chǎn)自溫室。

但與蔬菜水果相比可控環(huán)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(nóng)作物的利潤微薄，所以對創(chuàng)新和生產(chǎn)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(fù)制蔬菜水果溫室栽培盈利模式?jīng)]有經(jīng)濟意義，所以對我們最重要的農(nóng)作物來說可控環(huán)境種植還不能取代露天種植。

主糧產(chǎn)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(xiàn)代化就夠了。美國前農(nóng)業(yè)部長、現(xiàn)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(fā)達(dá)國家的貧困農(nóng)民耕作方式仍和一萬年前一樣。沒有輪作、沒有灌溉，人們?nèi)允鞘褂眯罅ΑＶ灰熏F(xiàn)代耕作方式擴展到全球就能有效提高產(chǎn)量。”

如今漫灌是一種普遍灌溉方式，但也越來越被認(rèn)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(chǎn)量。

普遍采用輪作方式尤其能改變局面。如果不進行干預(yù)，重復(fù)種植主要農(nóng)作物的田地最終將“耗盡”肥力——農(nóng)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(fù)農(nóng)作物能再次生長。這兩種辦法的經(jīng)濟成本(肥料價格不低，尤其是對農(nóng)業(yè)地區(qū)的小農(nóng)而言)或熱量成本(土地拋荒不能生產(chǎn))相當(dāng)大。不過也有相當(dāng)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(fù)肥力。也就是說，通過輪流種植玉米和豌豆或黃豆，土地永遠(yuǎn)無需拋荒。

此外，農(nóng)作物的多樣化還能為大多數(shù)當(dāng)?shù)仫嬍吃鎏砑毙璧臓I養(yǎng)。2008年，農(nóng)學(xué)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(xié)助工人向當(dāng)?shù)剞r(nóng)民介紹輪作。“這里的人嚴(yán)重依賴玉米，”伯恩說。“他們吃的白玉米粥給他們大部分熱量，但其他營養(yǎng)成分很低，所以讓農(nóng)民種植豆類、花生有助于改善該地區(qū)營養(yǎng)。”

另外更新穎但尚不實際的選擇是改革我們的全球飲食構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)生的熱量有1030萬卡，而且紅薯可在貧瘠土壤生長、能經(jīng)受旱澇；馬鈴薯可產(chǎn)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(yè)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(yǎng)活后代，它們注定將會復(fù)興。其實在可耕地缺乏的地區(qū)這種變化已經(jīng)開始：在農(nóng)業(yè)非政府組織一英畝基金(One Acre Fund)協(xié)助下，肯尼亞政府鼓勵農(nóng)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(lián)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(lián)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(fù)興，重頭戲都在效率上面。全球差不多一半谷物產(chǎn)自美國、印度和中國。在這三個國家，數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)、新研究領(lǐng)域正在興起。

伊利諾伊大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物工程系主任K-C-金(K.C. Ting)與傳統(tǒng)露天耕種農(nóng)民合作提高產(chǎn)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(nóng)田地圖，計算何處產(chǎn)量最高，然后收集這些地方從土壤PH值、水位到礦物質(zhì)含量的各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)。金和其他農(nóng)業(yè)生物工程師利用這些信息就可以幫助農(nóng)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(guī)模較大的農(nóng)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(nóng)用設(shè)備自動化還有助于工程師們收集更多數(shù)據(jù)——隨著數(shù)據(jù)收集越來越多，農(nóng)場的效率就更高。

偶爾寫寫農(nóng)場生活博客的印第安納州農(nóng)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(nóng)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(jīng)播種的播種機、農(nóng)地pH檢測、產(chǎn)量地圖和產(chǎn)量歷史圖……。雖然一些最熱門的工具(如農(nóng)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(shù)工具已經(jīng)幫他增加了產(chǎn)量并顯著降低開支。

不過當(dāng)問及美國高科技農(nóng)場的產(chǎn)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(chǎn)量達(dá)到300蒲式耳——幾乎為去年創(chuàng)記錄平均產(chǎn)量的兩倍——誠然不錯，但那時價格又會到什么地步？”

斯科特?fù)?dān)心，玉米生產(chǎn)過剩使價格大降，那么很多農(nóng)場主就會覺得大量生產(chǎn)玉米不值——從而導(dǎo)致全球玉米產(chǎn)量下降；結(jié)果農(nóng)作物產(chǎn)量增加并不一定會惠及貧窮國家。所以經(jīng)濟刺激很關(guān)鍵，“很多農(nóng)場主最近跟我說，他們對養(yǎng)活全世界人口的想法沒有多少共鳴，” 科特如是說。