高科技解決方案對抗飢餓
隨著全球人口激增，食物短缺現象日益嚴重。如果沒有突破性創新，食物將很快供不應求。垂直農業、城市農業、有「車輪上的分析實驗室」之稱的新型收割機和智慧手機，它們是未來農業的希望。
糧食滿倉的年代已經一去不復返。過去十年裡，世界糧食儲備指數（衡量全球糧食供給能力的最重要指數）已經下降至警戒線。2013年全球玉米、小麥和大米的儲備量僅能供應全球人口76天，而10年前是107天。
氣候變化、缺水、土壤侵蝕和人口成長等問題，使得糧食供應越來越難以為繼。農業正逐漸成為21世紀最重要的產業。Lester R. Brown 在《人滿為患、家無餘糧》（Full Planet, Empty Plates）一書中警告：人類很快就會迎來價格暴漲、饑荒肆虐的新時代。作為地球政策研究所（Earth Policy Institute，總部位於華盛頓特區）的創辦人兼總裁，Brown是當代最偉大的環保主義先鋒之一。他在書中預言，很快就會「食物如油，土地如金。」他認為，圍繞食物展開的地緣政治即將興起，各國將竭盡全力攫取和保護自己的利益。
土地如金
世界人口已經遠遠超過了地球所能負荷的數量。現在，每八個人中就有一個人遭受長期饑餓的折磨。預測資料顯示，到2050年，全球人口將增加20億。理論上，為了提供足夠的食物，讓所有人免於饑饉，農業產量需要提高70%以上。1聯合國糧農組織（FAO）提供的這些資料其實是被低估的，因為還沒有將動物飼料和生物燃料計算在內。
農業正面臨著與能源政策同樣的根本轉變。一方面，耕地數量稀少。沙漠化每年吞噬的耕地多達1200萬公頃，相當於英國國土面積的一半。另一方面，隨著越來越多的人轉向以肉食為主的西化生活方式，對耕地數量的需求正不斷增加——畢竟，豬牛也需要飼料。柏林洪堡大學國際農業貿易和發展系教授Harald von Witzke博士表示：「增加耕地面積只能滿足全球10%不到的新增需求。剩餘部分必須通過提高產量來解決。」我們不僅要提高食物生產的效率，更要提高可持續性，否則就會將賴以生存的自然資源消耗殆盡。
「食物如油，土地如金。」
Lester R. Brown, 地球政策研究所（Earth Policy Institute，總部位於美國華盛頓特區）創辦人兼總裁
垂直農業
甚至連「怎麼做」都不是最大的問題。Lester R. Brown警告：「時間才是最缺的資源。」迫在眉睫的危機，讓幾年前還被嗤之以鼻的解決方案，一下子成了眾人眼中的「香餑餑」。新加坡在700平方公里的國土上聚集了500多萬人口。在這裡，農業已經逐漸開始垂直化。Sky Greens運營的城市垂直農場採用了120個9米高的鋁合金旋轉架，使菠菜、捲心菜和萵苣能夠輪流接受陽光照射。在日本，福島核電站事故不僅破壞了大片耕地，也讓公眾對當地出產的農作物失去了信心，垂直農業逐漸開始蓬勃發展。日本最大的蔬菜公司Spread Co.每年在無窗廠房中種植730萬根萵苣。這些廠房更像是飛機棚而非暖房，裡面的作物既見不到陽光，也沒有土壤，而是直接種植在浮床上，由營養液提供養分，藍色LED燈提供光線。
紐約哥倫比亞大學生物系退休教授Dickson Despommier博士早在90年代末就建議修建30層高的摩天大樓用於開展垂直農業。儘管這項「奢華」專案從未真正實施，但他卻認為自己找對了方向。Despommier表示：「十年內，日本半數以上的食物將來自於作物工廠。垂直農業也不僅僅是日本農民的專利。其他國家同樣可以效仿。」據Despommier介紹，室內一公頃的產量約相當於室外的十公頃。工廠種植的蔬菜不會受到四季變化、病蟲害或乾旱的影響。事實上，在人造環境中作物才能充分發揮基因潛力。此外，其用水量僅為室外的三分之一，施肥量更只有四分之一。蔬菜工廠還完全不需要使用殺蟲劑。
不過，蔬菜工廠只是對抗全球饑饉行動的一部分。它們對全球食物供應安全的貢獻主要取決於其成本，農學教授von Witzke解釋：「目前只有富裕國家才負擔得起這些昂貴的蔬菜工廠。」
然而，要為快速成長的人口提供充足的食物，高效的蔬菜工廠是一個不容錯過的選擇。von Witzke說：「我們必須沿著這條路繼續前進。」按照他的計算，歐洲蔬菜工廠生產的食物每增加1%，就能幫助其他國家節約120萬公頃耕地，轉而被用於滿足其自身的食物需求。如此一來，60萬公頃熱帶雨林的生物多樣性也得以保存。
「農民擁有的即時資訊數量越多、品質越高，他們的決定就越有效。」
英國什羅普郡哈珀亞當斯大學教授 Simon Blackmore博士
產量可望提高50%
然而，von Witzke將最大的希望放在了作物育種上，他認為這樣不但可以獲得耐受性更強的作物，還可以因地制宜地提供作物保護。在他看來，即使是德國這樣在農業生產中實現高度工業化的國家，也依然可以將產量提高50%。von Witzke表示：「透過對作物基因潛力的善加利用，可能達到更高產量。」氣候和土壤品質的確會影響收成——但未來的智慧農業機械和機器人可以給予作物更具針對性的呵護。
關於如何保護自然資源的理念層出不窮。據英國什羅普郡哈珀亞當斯大學教授Simon Blackmore博士介紹，在攝像頭的輔助下，負責葉片噴塗的噴霧器可以提高作物保護產品的效率。其它機器人可以使用雷射光束對付雜草。為了避免田間表面不平對鐳射精度造成的影響，研究人員正在開發農業無人機。有一點毫無疑問：我們世世代代賴以為生的土壤將在未來得到更好的保護。
減少穀類作物也有一定的幫助。巴斯夫正在開發新型動物飼料，從而為食物生產做出可持續的貢獻。在飼料中加入複合酶可使禽類和豬隻更有效地吸收糧食中的營養。這些酶可以分解多糖，促進消化。這樣一來，動物就可以將其作為能量來源，進而減少糧食消耗。
這是一場與時間的賽跑。在20世紀初，人們普遍認為全球固定氮儲量將在未來幾十年內消耗殆盡。然而，氮卻是所有生物生長所必須的物質——無論是人，還是動植物。雖然這種惰性氣體佔空氣的78%，但作物只能吸收固定氮。
1908年，弗裡茨•哈伯（Fritz Haber）透過氨合成工藝首次實現了大氣氮的固定，由此取得了突破性進展。然而，他的實驗室技術在大規模生產上遇到了瓶頸，因為反應爐必須承受高溫、高壓和氫氣的影響。最後是卡爾•博世（Carl Bosch）解決了這個問題。他後來成為了巴斯夫執行董事會的主席。1913年，巴斯夫建立了世界上第一套氨生產裝置。兩位元科學家也因此獲得諾貝爾化學獎。
目前全球每年使用哈伯-博世工藝生產的氮肥超過一億噸，有效地確保了數十億人的食物供應。每個人，特別是工業國家的公民，都受惠於兩位發明家的遺澤：現在我們體內40%的氮是透過這項工藝合成的。
了解更多資訊，請訪問：過去與現在的思想先驅：氨合成
機器人保護資源
為了以最少的資源實現最大的產量，人們利用現代技術不斷改善品種選育、作物保護、施肥和灌溉手段。除土地之外，資料在農業生產中的重要性也日益突出。現在，使用最智慧的技術，才能獲得最好的收成。Simon Blackmore相信，在未來十到二十年的時間裡，機器人將使農業發生革命性的變化。Blackmore 表示：「我們迫切需要新的管理體系以應對複雜的現狀。農民擁有的即時資訊數量越多、品質越高，他們的決定就越有效。」
而這正是巴斯夫與設備製造商約翰迪爾合作的內容。雙方於2013年下半年公佈了跨行業聯盟計畫。建立這個非排他性聯盟，是因為兩家公司都堅信，只有結合農業和設備兩個領域的專業知識才能發現最佳解決方案。現在，農民可以利用myjohndeere.com等資料平臺，通過電腦、平板電腦和智慧手機即時追蹤曳引機的位置。由於裝配了高科技感測器，現代化聯合收割機的擁有者可隨時通過GPS查看機器位置，分析每塊土地的作物品質，並採取精確的糾正措施。
智慧型農業機械
負責農業與草坪設備業務部技術與資訊解決方案部門的約翰迪爾副總裁Patrick Pinkston表示：「每平方公尺的土地都將成為試驗田。智慧農業機械可以產生龐大的資料庫——想想看「大數據」。農民如果同意參與專案並共用資料，巴斯夫的農學專家就可以使用這些資料為他們提供自動化的建議。隨著季節的更替，農民收到的資訊將越來越可靠，更加精確地模擬出農民決策對收成的影響。這些資訊還有助於解讀更多生物學的奧秘，使育種者得以對種子進行進一步優化。
巴斯夫農業資訊技術（agIT）專案負責人Matthias Nachtmann博士表示：「產量感測器技術的商業化已有10年歷史。現在我們的目標是將透過多種管道收集來的資料用作決策依據，可持續地提高生產力。」巴斯夫計畫投資數千萬歐元，用於開發以大數據為基礎的行動決策工具。
與高科技蔬菜工廠不同，智慧耕作能夠讓即使是最貧困的國家也快速提高產量。因為只需要一個智慧手機就能將知識傳播到整個村莊。比如，農民可以透過天氣預報防止暴雨沖走剛播下的種子。其它手機應用軟體則可以告訴他們應該施用哪些肥料。此外，它們還可以幫助診治作物病患。巴西農民和農業顧問已經用上了巴斯夫提供的類似工具。有了患病作物的圖片，專家們就能推薦相應的作物保護產品。同時，圖片也可説明他們確定所需的肥料。雖然這個應用原本是針對英國市場開發，但現在很多印度和智利農民也在使用。
智慧耕作並非只誕生於高科技領域。據2013年某項研究統計，目前IT輔助型農業工具的數量已達到1600多種。Nachtmann總結：「現有的IT工具已經無法滿足農民的需求。未來的一體化解決方案將使他們受益匪淺。」
