在科幻大片《火星救援》里，被困在外太空的人类宇航员，将居住舱改造成一片土豆农场，绝地求生多天后最终得救。生长环境完全“人工定制”，类似的农业技术，已经从科幻走进现实。
在位于崇明花博园内的光明母港垂直农业研究中心，集中放置的8个集装箱看似平常，实则别有洞天。一丛丛绿色蔬菜整齐排列在多层立体栽培架上，依靠配置的营养液以及led光源，获取生长所需的能量。
这样的模式，被称为“垂直农业”或“植物工厂”。凭借节约耕地、一年天收获等有别于传统农业的特性，在国内外不少城市均有实践。多家初创企业获得大额融资向外拓展的同时，受限于成本等因素，也有不少追随风口的企业倒下，只留下探索的脚印。
“究竟是海市蜃楼，还是城市绿洲？”对于垂直农业的未来，人们正在寻找答案。
生长环境“人工定制”
8月的上海，40℃+高温天持续，热浪不时来袭。
在花博园内的集装箱内，却有一番凉爽的体感。空调机正隆隆地运作着，将温度调整到作物最舒适的范围内。
集装箱内保持着适宜的温度
“在这里，光照、温度、水肥、co?以及其他营养物质等生产环境要素，都可以实现严格控制。”光明母港垂直农业研究中心工作人员介绍，垂直农业属于可控环境农业，应用了农业以及其他行业的诸多“黑科技”，是精准环控、环境控制系统、光照系统、自动化系统、植物生长模型算法等的集大成者。
记者注意到，现场的集装箱数量虽然不算多，但是囊括中科三安、maryag、verticalfields、京东方和未来智农等业内重量级产品，汇集了不同的技术流派。
随机进入其中之一，在18平方米的空间内，左右分布着五层式立体栽培架，多个品种的生菜浸泡在托盘的营养液里。营养液通过管道与控制台相连，可以长期保持设定的浓度。集装箱的金属外壳并不透光，作物在人工定制的光与液中生长，看起来新鲜茁壮。
集装箱内五层式立体栽培架
集装箱内旋转式栽培架
在它们的叶片上，还有研究人员写下的当前叶片数，作为生长过程的监测记录。工作人员解释，每种作物都有适宜的光照、营养液等配方，配比不同，生长的状态以及产品的口感都会有差异。因此，需要通过数据收集系统模式，来确定它们在每一个阶段的需求量。
单从技术层面上看，垂直农业的生产模式，可以让农业生产摆脱长久以来“看天吃饭”的困境。高温干旱、病虫害等，在精准的环境控制下，不再成为制约生产的因素。同时，在上海这样的超大型城市，农业用地有限，大部分蔬菜供应来自外地，垂直农业有助于在城市内灵活寻找种植空间，凭借一年四季不间断产出的优势，成为城市食物应急保障体系的补充。
“目前，集装箱面积有限，更多的是作为前期的技术积累以及人才储备。”根据光明母港的规划，花博园内的复兴馆将打造成平方米的超级植物工厂，采用全程自动化生产模式，预计达到每天1至2吨蔬菜的产能规模。
谁在做垂直农业？
年7月，日本富豪孙正义旗下的软银愿景基金，给美国垂直农业公司plenty的b轮融资砸下2亿美元，为垂直农场点上一把火。
向上要空间的垂直农业，已经吸引一批投资者，成为他们投注希望的新型农业模式。不过，“应对城市化进程以及土地资源紧张”的理想很丰满，现实却是发展很不平衡。
在国外，它是资本的新宠，已经出现包括plenty、boweryfarming、aerofarm、infarm等在内的头部玩家。年成立的初创企业plenty，于年1月在e轮融资中融得4亿美元，创下垂直农业领域里迄今为止最大的融资纪录。
而在中国，还未有一家垂直农业经营者获得融资，能数得上名的也不算多，包括京东方、中环易达、中科三安、京东，以及建立垂直农业研究中心的光明母港等。
“由于国内的城市化进程，一些农用地利用率不高甚至荒弃，尚待进一步开发。而且，垂直农业的蔬菜产品价格远高于普通农产品。国内对于依靠高科技或者营养液培育的产品，消费习惯也尚未养成。”有业内人士指出，作为面向未来的农业模式，需要在技术成本、创新发展等方面进一步探索，寻找到适宜的发展路径。
实际上，如今的探索，既是技术积累，也在发挥垂直农业的另一重价值——帮助加快育种研发进程。在跨国公司长驱直入中国市场，民族种子的发展面临严峻挑战的背景下，垂直农业凭借可控的生产环境，能够助力解决种业“卡脖子”问题。
比如，中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队与中国水稻研究所钱前院士团队合作，成功实现植物工厂水稻种植60天左右收获的重要突破，将传统大田环境下天左右收获的水稻生长周期缩短了一半。
以研发“农业芯片”为主业的光明母港，计划在植物工厂嵌入育种实验室、组培实验室，加入科普体验功能，体现商务、科研办公作用，可举行育种技术论坛、实操培训。
光明母港垂直农业研究中心
“我们将垂直农业研究中心作为建设的第一步，筑巢引凤。以植物工厂、设施农业科技为突破，加大与种源农业的融合，超级植物工厂、生物育种平台、育种加速器等重点科创项目加紧谋划，回到解决技术卡脖子的落脚点，推进农业高质量发展。”光明母港执行董事、总经理诸伟琦表示。
推广难题：不仅仅是成本
集装箱式垂直农业代表着一种高质量、现代化的农业生产方式，它的提出者美国哥伦比亚大学教授迪克逊·德斯帕米尔希望，在由玻璃和钢筋组成的光线充足的建筑物里生产人类所需的食物，破解农业生产受资源制约的难题。
但不容忽视的是，智慧农业的推广也面临一定难题。“我国智慧农业发展水平与发达国家相比还有差距，尤其是农业传感器、农业模型和核心算法、智能农机装备等核心关键技术需要我们创新和发展。”中国农业大学水利与土木工程学院教授贺冬仙说。
就垂直农业实践而言，不少前车之鉴也给后来者带来思考。
北美最大的室内垂直农场farmedhere成立于年，曾一度是行业先驱，后因深受led灯照明成本的困扰而宣告停业。有数据显示，如果想利用垂直农业取代美国全年的小麦生产，仅照明用电需要的电量就是美国所有电站1年生产总电量的8倍。
不过，电力成本还不是唯一的难题。
集装箱内常年需要led灯照明
包括“就地种植”在内的不少垂直农场，都不约而同地把失败原因归结于“位置”。比如农场所在位置的生产成本，除了土地本身，还包括每个集装箱内所需要的控温、通风、消*设备，这背后涉及大量费用。按照中国农业专家的估计，垂直农业的成本每平方米高达0到1万元人民币。一栋高质量的垂直农场可能需要数十亿美元，远超传统农业。
除此之外，还要让农场产地尽可能靠近市场和消费者，从而缩短供应链环节。另一家大型垂直农业农场podponics，其破产的原因就是供应链出现了问题。
另外，从实验室到农场，农科“落地”也有很长的路要走。
“面朝*土背朝天”是我国几千年来传统的农耕方式，不需要光照与土壤的垂直农业，敢于尝试者还是少数。不少业内人士表示，目前垂直农业在国内很难大面积推广开来，对于传统农业来说，这仅是一种创新尝试。
未来的路怎么走？
尽管垂直农业还处于探索阶段，但并不影响欧美等发达国家加速布局。据统计，全行业在年共筹集了超过10亿美元的资金，超过了年和年产生的资金总额，增速迅猛。
在发展模式上，垂直农业作为小众领域，已经探索出一些主攻方向。
比如，基于高成本现实，加大对高附加值作物的科研并投入商用生产。中科三安已经作出示范，利用植物工厂环境可控的优势条件，生产出自然资源极为稀有的金线莲，实现市场前景和自然资源保护的双重价值。
或者，瞄准中高端市场，开拓新消费场景。比如，成立于德国的infarm，将模块化的微型垂直农场单元直接放置在超市、购物中心等场景，通过直面客户的方式增强消费者体验。光明母港则计划后续推出模块化、中小型、全算法的种植设备，走入大型社区或者家庭，并提供一站式种子、水肥、远程算法控制的服务。
在业内人士看来，或许与国外的发展路径有所不同，随着腾讯、拼多多、叮咚买菜等互联网企业纷纷扎堆农业，行业的发展有了更多可能性。今年初，腾讯领投了荷兰一家垂直农场公司的新一轮融资，这是腾讯首次对外公开披露对垂直农场初创公司的投资。
近日，光明多多垂直农业挑战赛暨第三届“多多农研科技大赛”在上海启动，赛题就是在集装箱内种植因嚼起来声音清脆而得名的“水果生菜”品种翠恬（crunchy）。
“考核的标准就是更低能耗、更短时间、更高产量、更好品质。”本次大赛评委之一、光明母港农业总监王金华希望，通过聚焦上海特大型城市的农业科技发展和高品质产品供应，推动农业产业资源要素集聚。从业者们共同探索垂直行业关键共性问题的解决之道，推动智慧农业快速发展。
从太空中种土豆，到集装箱里种生菜，农业的“脑洞”正越开越大。“令人欣喜的是，我们看到越来越多的新生代农人正投身农业，更多运用科技力量推动行业加速发展。”拼多多副总裁戴志辉说。
栏目主编：陈玺撼
本文作者：束涵俱鹤飞