先是看到日本垂直農業公司 Spread 拿到 A 輪籌資的消息，寫完之後還是對「垂直農場」的這個題目意猶未盡。不用陽光、不用土壤的垂直農場，重新想像農業的未來。而除了它的優勢之外，背後又有哪些劣勢，未來垂直農場的下個產品線又會是什麼？
垂直農場的出現，並不是要解決任何與人口成長有關的糧食問題，只是為了解決一個生活中不存在的問題。在過去幾十年來，美蘇兩國的太空競爭，也讓科學家著手研究該如何在狹小的太空船內種植作物，所以有關垂直農場的基礎研究幾乎都是來自 NASA （美國國家航空暨太空總署）。
不同於作物是在田地中彼鄰生長的「傳統農業」，「垂直農場」，或稱垂直農業（Vertical farming）則是在建築物、貨櫃屋或封閉空間等中，以垂直、堆疊的方式種植作物，並採用控制環境的種植技術，來優化作物成長。
相較過往種植技術，垂直農場不僅能讓作物，在能源與資源的使用上更有效率外，也允許作物能以更高的密度生長。它的價值就在於可以「控制」，能夠更精準監測作物攝取水分、營養、生長狀況等，從而針對不同情況給予改善，最終提高作物的生產效率。
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不用土壤、不用陽光的「垂直農場」備受青睞
根據 Crunchbase 的數據指出，光是在 2021 年，垂直農場幫助大型農業部門吸引到創紀錄的 50 億美元資金。而在大多數的垂直農場都有兩個共同點：不用土壤、不用陽光。
第一，不用土壤。在垂直農場中種植技術多採用無土栽培技術，其中包含「氣耕」（Aeroponics）、「水耕」（Hydroponics），或是「魚菜共生」等。
氣耕（或稱氣霧耕）是指作物以懸浮的方式在半／封閉式的環境以氣霧化的方式，對作物根部噴灑富有營養物質的水溶液。因此，氣耕不會使用土壤、聚合介質。
水耕（或稱水耕栽培、水培），作物根部是放在富有營養物質的水溶液中，或是讓這些溶液不斷流過作物放在的容器裡。
不管是氣耕或是水耕等無土栽培技術，都比傳統種植技術使用到的水少得多。當然，採取無土栽培技術必然有些優勢。
像是，可以更精準地控制作物根部所接受的養分水準。解決清理雜草、害蟲等問題。沒有土壤，也不太會有需要清理雜草的問題。而且，有助抑制微生物、昆蟲和其他吞噬作物的害蟲（畢竟他們的生命週期都需要土壤）。
同時，避免肥料汙染水資源的問題。沒有土壤也代表著沒有灌溉肥料流到水裡。垂直農場著重在回收、重複利用，也因此會出現像是「魚菜共生」的生態系統。
也就是，植物可以用來餵魚、將水質變得更乾淨讓水生動物使用，以及魚的排泄物也能替植物施肥。
更精確來說，水生動物的排泄物（像是魚、蝦）與水中的有機質，透過分解可以過濾成植物可吸收的硝酸鹽後供應給飼養箱上的蔬菜。同時，作物也能將把系統內的水淨化提供給水生動物使用。
第二，不用陽光。垂直農場的作物光照是來自每層配有的 LED 燈條，這能確保所有作物接收到最佳、最足夠的照明。更重要的是，這和水中營養液相同，可以監測、控制。
然而，事情總是雙面刃，有優勢也有劣勢。陽光沒有成本，但很難控制；LED 燈好控制，但有龐大成本。光是購買 LED 相關設備到裝載完成，都需要成本，而且未來營運的電費也不容小覷。
關於設備成本攀升的劣勢，垂直農場的支持者認為 LED 成本正在下降，而且根據「海茲定律」（Haitz’s Law）它們每千瓦產生的光量正在成長。
「海茲定律」是在 LED 照明系統上，對應摩爾定律（Moore’s Law）的概念。這項定律指出，每 18-24 個月 LED 亮度約可提升一倍。LED 照明系統的效率每十年提高 20 倍。
即便如此，依舊難以忽略的一點是，在垂直農場中，照明、溫度控制的能源成本仍然很高。
雖然有海茲定律，再加上隨著時間產業、企業會出現學習曲線，都能讓設備或人力等成本下降。但值得注意的是，垂直農場使用的大部分能源都來是電力，未來該如何將節省電力使用，或是以更能節省成本的方式進行？
「控制」是垂直農場的關鍵
能夠讓垂直農場做到不用陽光、不用土壤的一大關鍵，就是「控制」。而精準控制建立在擁有數據的基礎之上。
透過 LED 照明系統、自動灌溉施肥系統，再靠全自動化的方式監測作物的溫度、濕度，以及養分等，來進一步優化作物生長條件。
當然，假如垂直農場越大，所擁有的數據越多，理論上分析就越精準。
在垂直農場中所種植的農作物都是經過精心挑選，都脫離不了幾個特點：生長迅速、重量輕、利潤高的產品。像是，日本垂直農場公司 Spread 過去主要種植生菜類作物，近期拿到 A 輪募資後宣布未來將拓展產品線：草莓。
從 2006 年以來，Spread 都是種植投資報酬率低的生菜中，到了第六年才宣布他們開始營利，直到近期才將類似技術轉移到經濟價值更高的作物上。
延伸閱讀：日本垂直農場公司 Spread 如何開創新型態種植技術？
繼生菜後，誰會是下個讓垂直農場相中的產品？
為什麼 Spread 會選擇在種植草莓？
《經濟學人》的報導提到「Berries may be next.」，漿果（藍莓、草莓等）會出現在下個戰場。這裡講道幾個有意思的點：過去種植這類漿果需要大量的殺蟲劑，但未來改以垂直農場種植，也就能夠減少殺蟲劑、肥料等使用，而且也符合企業在友善環境上的價值主張。此外，普遍來說漿果類作物的經濟價值都蠻高的，也比較能忍受長途運輸的過程。
同樣，以草莓為下個主打產品，也發生在垂直農業新創 Bowery。在2015 年創立的 Bowery 以改變全球糧食供應問題為目標，而過去他們也從 Google Ventures 和新加坡淡馬錫控股（Temasek Holdings）籌到 6.5 億美元。
到目前為止，Bowery 的主力產品有羅勒等綠葉蔬菜，且在美國東岸有超過千家商店販售他們的商品。到了今年 2 月，Bowery 收購了一家能夠以機器採摘草莓的公司 Traptic ，也預示著草莓是下個產品線。
如同，Bowery 商務長（Chief Commercial Officer）的 Katie Seawell 提到，「草莓只是開始」，未來也將會拓展到不同的作物當中，像是覆盆子、藍莓等。
結語
講求永續當為商業主張（commercial proposition）、減道的現今，當垂直農場成少碳排和減少環境汙染成為企業的價值主張，必然獲得一定程度的關注。
再加上，不同於過去傳統種植技術、溫室等，垂直農場具備許多獨特優勢，像是種植過程可控制、過去限定季節供應的作物，現在也能做到四季皆能供應、資源使用效率更高等利多，也都讓垂直農場的相關新創，拿到可觀的資金。
對於越來越富裕和城市化（urbanization）的世界來說，可以有效利用都市的土地供應糧食、減少更多運輸食品、作物的碳足跡也將成為推動垂直農場的助力。
垂直農業是種可實行的想像，但在短時間內還很難顛覆整個產業。除了生菜、草莓等作物可透過垂直農場的型態種植出，但其他作物，像是水稻等還是難以種植。
此外，要在垂直農業中的賽局脫穎而出，解決能源問題成為關鍵。除了 LED 照明系統外、自動化系統，以及維護環境的大型供暖和通風系統，都使用到電等各種能源。
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