自古以來，農業就依賴顛覆性發現和創新產生跨越式進步。在20世紀，遺傳學（育種技術）、機械化、化肥和農藥四項技術給農業帶來了變革。它們使得逐漸減少的土地上能夠生產出更多的食物、飼料和纖維。這些變革打破了現狀，給農民和消費者帶來了巨大的益處。

作者：Paul Teng

譯者：蔡導

編輯：悲催的鉈寶寶

審稿：Yuki

太長不看

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植物遺傳學等創新技術改變了農業

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傳感器和機器人技術等新應用將引領下一輪的農業變革

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亞洲將從農業變革中受益，但不同國家之間的貧富差距可能會擴大

這正符合哈佛商學院教授克萊頓·克里斯坦森（Clayton Christensen）1997年對“顛覆性技術”（Disruptive Technology）的描述：顛覆性取代現有技術並撼動整個行業的技術，或是創造全新行業的突破性產品。

創新給農業帶來了巨大變化| Mitr Phol / IBM Research，CC BY-ND 2.0。圖像經過裁剪

隨著孟德爾遺傳定律的重新發現，現代植物育種擁有了科學和經驗的基礎。20世紀，人們開始生產具有更好潛在收成的新型作物品種。在美國，雜交種子成為了玉米產量增長的主要驅動力。實際上，借助雜交技術，玉米產量在1940年到2000年間增長了7倍，使得世界範圍內，動物飼料量得到了增長，從而滿足了人們，尤其是亞洲人對於動物蛋白不斷增長的需求。雜交玉米技術可以被視為現代農業中最早的顛覆性技術之一。

創新帶動綠色革命

亞洲農業面臨諸多挑戰，亟需技術性的解決方案。食物需求方面的挑戰主要來源於人口增長、城鎮化、人口結構變化和食譜變化。而食物供給方面的挑戰則涉及勞動力​​（農民老齡化，農村向城市的人口遷移）、資本（不確定性增強，獲取途徑減少）、自然資源（淡水資源減少，耕地減少，氣候變化等）和技術（適當使用，技術鴻溝）。

儘管政府和社會解決了一部分問題，但專家們普遍認為，技術創新具有更大的解決問題的潛力。舉一個完美的例子：20世紀60年代第一次“綠色革命”，許多亞洲大國通過應用新的水稻和小麥品種，以及增加在農業中的投入，提升了作物的產量。中國和印度因此避免了大規模飢餓。如果不是這些顛覆性創新的積極影響，亞洲就不會擁有經濟發展所必需的糧食安全保障。

20世紀60年代，許多亞洲大國通過應用新的水稻和小麥品種，以及增加在農業中的投入，提升了作物的產量| Pixabay

誠然，在某些情況下，“綠色革命”技術的濫用導致了農藥和化肥的過度使用，並影響了作物生態系統，而我們的初衷本應是讓生態系統從中受益。過度使用主要發生在上個世紀八九十年代的印度尼西亞和菲律賓等國，殺蟲劑的濫用導致了水稻害蟲褐飛蝨（Nilaparvata lugens）的大爆發。最終，由國際水稻研究所和糧食及農業組織領導的研究，通過基於生態的病蟲害綜合防治開發了解決方案。

第四次工業革命

如今，農業受到所謂的第四次工業革命中數字技術的強烈影響。這些數字技術從2010年左右開始展現威力。“農業技術”（“agtech”，“agricultural technology”）一詞代表了包含無人機、傳感器和智能機器人等振奮人心的新技術。金融技術也加入其中，幫助農民獲得貸款和市場。

新的農業技術是一套強大的顛覆性技術，並已經對亞洲的小規模農業生產帶來變革。這包括了：

農學和農業生物技術應用於農業和畜牧業的創新性投入。如育種、害蟲防治、轉基因種子、微生物群系和動物健康

機械化、機器人技術和設備。如農用機械、自動化、GPS或地理信息系統（GIS）導航的無人機、環境傳感器和生長設備

農場管理軟件，具有傳感和乾預功能的物聯網（IoT）系統，這包括了環境、農業數據收集設備、決策支持軟件、大數據分析和小型便攜式應用。

新型農場系統，如室內農場、環境可控的植物工廠、水產系統和昆蟲、藻類、微生物的生長設施。

第一種顛覆性技術是指利用數字化農業技術設備，如傳感器和無人機等。這些技術和設備能夠協助完成小麥、玉米和水稻等作物種植過程中的營養管理和害蟲防治。中國、印度和菲律賓等國已經開始使用它們。這其中的很多技術由年輕企業家提供給農民，作為諮詢服務的一部分。這種模式不僅能盈利，還被冠以“智慧農業”（Smart Farming）之名。其中，作物和環境的實時數據與物聯網系統相連接，從而產生及時的行動。這是所謂第四次工業革命的一個具有積極影響的例子。

一般而言，灌溉系統完善、種植環境有利的水稻種植者首先受益；而地處邊緣、依賴雨水灌溉地區的農民則較遲受益。

在農業中運用無人機| Pixabay

第二種顛覆性技術則是藉助生物技術，即通過包括轉基因在內的生物科技開發農作物品種。2018年，亞洲種植了世界上11%的轉基因作物，總面積約1900萬公頃，分佈在9個國家。作物包括棉花、木瓜、油菜、玉米、茄子和甘蔗，使數百萬小農戶受益。有些土地原本因為蟲害原因而被放棄耕作，即使使用殺蟲劑也無法治理。而在某些情況下，生物科技改良後的植物能夠種植在這些低品質土地中。展望未來，新的生物技術——基因編輯，將能夠產生更大的影響。

轉基因作物使數百萬小農戶受益| Pixabay

儘管生物技術的優勢已經見諸報端，但日本、韓國等亞洲國家仍然對轉基因作物種植有所猶豫。但是這些國家進口大量用於食物、飼料和加工的轉基因產品。泰國和馬來西亞等發展中國家則只進口轉基因產品，卻未種植任何轉基因作物。

室內農場的興起

第三種顛覆性技術是為了回應城鎮化、氣候變化和消費者對蔬菜需求量的增加而應運而生的，即人工光植物工廠（PFALs）。人工光植物工廠是封閉的、環境控制的大棚，蔬菜種植在其中的分層托盤中。這些室內種植的植物一般不需要使用殺蟲劑，並且由於使用LED燈，單位面積產量能夠提高很多倍。

人工光植物工廠| Pixabay

據報導，截止至2016年，在亞洲有超過450個人工光植物工廠，並且在中國、日本、新加坡、韓國等國家，人工光植物工廠的數量還在不斷增長。這將把聯合國糧食及農業組織（FAO）對城市地區食物產量的預測提高20%。

但是，人造光植物工廠需要大量投資才能建成，而且其產品比室外蔬菜更貴。未來人們的期望是隨著技術規模的擴大，其效率能夠提高，產品能夠更便宜。

另兩種可能成為顛覆性技術的是替代性蛋白質和區塊鏈技術。替代性蛋白包括了植物蛋白、人造肉、昆蟲蛋白等。區塊鏈技術保護了從農場到消費者的食物供應鏈完整性，同時也催生了快速檢測食物欺詐和保證食物身份技術的發展。

蟋蟀粉，一種昆蟲蛋白| Pixabay

許多發展中國家已經從顛覆性技術中受益。然而，還有更多的地方仍未開始使用這些技術。這意味著，在亞洲增加食物產量的農業創業大有可為。

需要注意的是，應當避免農民中因為無法承受技術的成本而出現的“技術鴻溝”。正如在綠色革命初期之時，貧瘠土地上的貧困農民因為無法負擔新種子和化肥的價格而無法受益於技術進步。

排版：凝音

題圖來源：Pixabay

原文鏈接：https://www.scidev.net/asia-pacific/agriculture/opinion/disruptive-technologies-transform-asian-agriculture.html（本文由storythings供稿）