瑞士银行未来农业报告：粮食的未来和我们面临的挑战
瑞士银行首席投资办公室（UBS Chief Investment Office，简称UBS）今年七月发布了一项研究报告，系统剖析了当下农业及食品行业的技术和产业趋势，35斗对这份名为《食物革命：粮食的未来和我们面临的挑战》的报告进行了编译（原报告在公众号“35斗”后台回复“未来农业报告”即可获取）。
科技重塑农业传统，设施农业、有机食品、人造肉潜力大农业逐渐向城市和垂直方向发展
城市农业和垂直农业属于创新的解决方案，并开始在世界范围内获得吸引力。它们可以以商业生产的形式出现在办公室或超市顶部的天空农场、公共分配区(比如由于空间不足而位于草坪边缘)、公园和花园的可食用边界、建筑物上的生活墙，以及为支持弱势社区而设立的社会食品项目。 总的来说，这一技术发展是为了减少资源浪费，与传统农业相比，它带来了巨大的环境效益，具体包括： •与传统的田间种植相比，减少了95% - 99%的用水量，没有农业径流(据了解，废水是可饮用的); •零杀虫剂、除草剂或杀菌剂(没有土壤的封闭环境) 的使用，更少使用化肥(植物使用的剂量是很小的，没有过量或浪费肥料)。 在未来10年，技术发展会允许我们制造出替代肉类、鱼类、蛋类和乳制品的食品，它们具有更低的碳足迹，而且不需要屠宰动物，因而成为一种可行的商业选择。例如，《环境科学与技术》(2011)杂志上的一篇文章表示：实验室里研发的肉类可以减少78-96%农业造成的温室气体排放量，同时减少99%的土地使用。 近年来，本地食品运动已成为世界各地出现的优质食品行业的一个引人注目的组成部分。它产生于对种植自己食物的人的诚信进行评估的愿望，并将这一过程视为确保更健康、更安全、更环保的可持续食物不可或缺的一部分。 随着我们对渗透在日常生活中的毒素和致癌物了解加深，许多消费者对有机和生物产品的信任似乎正在增强。 高价值消费者对食品安全和营养质量的担忧，以及对产品品牌和营销方式创新的担忧，正在降低这些产品的需求弹性。 微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。 藻类个体大小悬殊，其中，只有在显微镜下才能分辨其形态的微小藻类类群被人们称为微藻（microalgae），故此微藻不是一个分类学上的名称。 我们认为，克服这些障碍对于满足人类的需要将是至关重要的，且不会增加过度捕捞和气候变化对海洋生态系统的压力。 我们似乎正处在一个重大变革的风口上，不仅是在生产力方面，而且在如何、在何处、何时种植粮食等基本问题上都面临着挑战。初创企业各大公司拥有一系列技术创新，通过将数字解决方案集成到农业系统中，提高了营养物质和其他投入的精确应用度，即 “农业4.0”。在这样做的同时，尽量减少对土壤的破坏，提高无人机技术在陆地和空中的使用，加强动植物遗传、营养和健康，以提高生产力。 连通性差和缺乏综合的实际解决方案是数字化滞后的另一个原因。此外，机器人机器的成本仍然高得让人望而却步，而像无人机和物联网领域这样的尖端解决方案成本高昂，而且学习难度大。 尽管农业科技还未尽善尽美，但是情况在不停地变化，我们将在下文中继续讨论。 拖拉机制导和自动驾驶技术已经成熟，但是无人驾驶的自动拖拉机要想成为普遍使用的拖拉机还需要很长的时间。监管、高传感器成本和信任缺乏才是主要限制因素，而不是技术本身。然而，智能工具的崛起正在加快步伐。事实上，先进的视觉技术是源于机器学习(即深度学习)。在这里，机器学会区分作物和杂草，因为工具是沿着田地拉，使他们能够采取特定地点的除草或喷洒行动。我们预计这种工具将越来越普遍。现在他们还处于婴儿期，软件还在开发中。博世(Bosch)与拜耳(Bayer)联合开发智能喷雾器的合资企业正接近大规模商业化。 无人机现在在种植周期的每个阶段都有使用。他们制作精确的三维地图用于早期土壤分析，帮助规划种子种植，并收集数据来帮助管理灌溉和氮水平。 在我们的长期投资主题“能使用的技术”中，我们将云技术和大数据确定为五大使能用技术中的两项，这两项技术将增强许多行业的技术颠覆能力，甚至可能取代现有的行业领导者。在我们看来，云技术的兴起是一种民主化。它使较小的企业能够使用大企业级别的应用程序，而大数据可以帮助从过于复杂而无法用传统方法和工具操作的大型未开发数据池中提取重要的价值。 在食品生产中，物联网和传感器等联网设备使得通过云计算和大数据技术收集大量数据进行分析成为可能。其结果是对农业因素的深入了解，如湿度、当地降雨率和温度变化，可用于优化许多过程。 毕马威会计师事务所(KPMG, 2019)称，随着成本下降和定期从小型、成本相对较低的轨道卫星系统收集大面积陆地图像的能力增强，利用卫星的精准农业变得越来越可操作。该技术利用生物算法和其他工具对这些图像进行分析，以观察、测量、理解和响应作物田间和田间的变化。 根据联合国的数据，23亿人无法获得足够的卫生设施。超过6.5亿人无法获得安全饮用水。全球的粮食生产系统占据着全球最大的用水系统，它消耗了地球上70%的淡水。 水资源短缺不仅影响社会和经济稳定，而且破坏自然环境和生态系统的可持续性。联合国的研究表明，43个国家已经面临严重的水资源短缺，预计到2030年，全球一半人口可能生活在水资源高度紧张的地区。 分布式账本技术提供了进一步影响交易员和最终用户行为的机会，通过以公开和透明的方式在用户之间实现水分配的点对点交易。 随着世界人口规模和财富的增长以及城市化进程，食品行业将需要不断地进行自我创新。它必须处理气候变化、自然资源限制、日益增长的健康问题以及最新的时尚和生活方式趋势的现实影响。我们现在吃的东西和吃的方式与上一代人不同，而10年后又将出现新的变化。技术创新塑造了从配料、口味到功能的新的食品需求。 生物技术，包括转基因生物(GMOs)利用和CRISPR基因编辑，是食品生产和安全方面的一项重大进展。特别是CRISPR技术，可以在养活当前和不断增长的世界人口方面大有助益。我们已经在努力养活目前的70亿人口，而气候变化在未来几十年只会带来新的挑战。最终，我们需要提高农业生产力，同时防止生物多样性的丧失。因此，科学将被要求帮助克服障碍，满足全球粮食需求。 CRISPR工程作物将具有对干旱、害虫和疾病的内生抗性，这意味着更少的化学干预，形成更好的环境影响。此外，设计的产品可以有更大的功能效益，如较高的维生素和矿物质含量，这将有利于人类健康。 人们怀疑植物性肉类替代品能否提供真正的同类体验，并让许多消费者不敢大量转向这些产品。尽管如此，它们的受欢迎程度正在上升。这些产品面临的一个关键挑战是复制肉类的脂肪平衡，尽管新的替代蛋白质在味道上比它们的前辈有了巨大的改善，而且正在形成。 虽然下一代配料、机器人设备、新颖的烹饪方法和其他技术有望重塑我们的烹饪风格，但3D食品打印已经进入了实验厨房。从美国国家航空航天局(nasa)剥离出来的BeeHex公司的3D打印机可以为游乐园、体育赛事场馆、大型餐厅甚至政府/军方食堂打印披萨。通过将披萨原料制成粉末并进行脱水，他们的打印机甚至可以在太空中制作披萨。 随着消费者越来越复杂地意识到饮食如何影响他们的健康，他们将寻求满足他们的需求和生活方式的产品和服务。营养建议正迅速从一个静态的大众市场演变为实时的个性化解决方案。事实上，随着饮食越来越成为预防和管理慢性病的目标，药物和营养之间的界限正在变得模糊。研究将肠道健康和微生物群与整体健康联系起来，并将其转化为商业机会并取得快速增长。 根据CSIRO（2019）的研究，全球个性化医疗的价值预计将大幅膨胀：从2018年到2022年，健康和福利市场预计将同比增长5%。市场机会很大，而且已经有大公司联合起来，即雀巢和三星正在合作开发一个数字健康平台。毕马威等公司认为，这些合作关系正在增加，尤其是与亚马逊、阿里巴巴和京东等主要互联网平台的合作。 营养科技公司Habit与AmazonFresh、Fitbit合作，提供基于数据的个性化营养，这类初创企业的前景源于先进的预测分析、负担得起的诊断工具，以及可穿戴技术和物联网的快速更新。它利用血液检测结果和血压等实时数据，提供每日的食物指南、每个食物组的排名以及个性化的食谱和菜单。 大多数消费者并不知道他们吃的食物是如何送到餐桌上的。许多涉及供应链内食品污染的丑闻和事件已经粉碎了消费者对它们的信心，并造成了大量的财政、政治和卫生成本。世界卫生组织估计，每年近十分之一的人因食用受污染的食品而患病。 物联网正在改变世界对食物的看法。除了作为数据处理和以生产商为基础的硬件（如无人机、自动驾驶拖拉机和农作物监测器）之间的接口，它还通过下游创新做出了同样的贡献。 阿里巴巴和京东这两大商业巨头，证明了区块链支持的供应链可追溯性可以提高消费者对食品真实性的信心。总部位于北京的京东开始追踪从内蒙古科尔沁公司到北京、上海和广州客户的牛肉。 随着创造可持续环保产品的需求增加，消费品的包装（和处理）方式也必须重新设计。生物可降解塑料可以降低垃圾填埋场的垃圾量，减少温室气体排放，并减少海洋中的塑料碎片，这些塑料碎片会导致许多问题，误食的鱼类和海洋哺乳动物可能因此死亡；同时还会释放有毒化合物。智能包装还可以延长新鲜食品的货架期，减少浪费。 最近，科学家在用（纤维素或木质素植物中的干物质）生产塑料方面取得了突破，这是一项很有前途的创新。这些材料可以来自非食用植物，例如生长在不适合种植食用作物的边缘土地上的巨树，或者来自没有其它功能的废木材和农业副产品。以藻类和蘑菇为基础的替代品也受到了宜家等公司的欢迎。
科学家进军肉制品研究
有机农产品成为主流
微藻可以改变世界
天上无人机，地上机器人，智慧农业系统成型
在农场里拥抱创新
地面机器人
空中无人机
大数据与互联互通
卫星系统
节水技术至关重要
基因工程蔬菜、植物汉堡、3D打印食品将成为餐桌主角
生物技术：基因编辑食品是下一个巨大的飞跃
植物蛋白正在扰动肉类市场
3D打印食品呼之欲出
个性化营养数字化
数字化创新推动供应链更加高效，物联网和新零售是主要力量
物联网（loT）对食品供应链的三种影响方式
区块链将带来食品革命
生物塑料在对抗污染方面至关重要
重塑食品零售的数字渠道
