约翰迪尔, 一家以生产拖拉机而闻名的公司, 进入人工智能行业. In 2017, 约翰迪尔实验室以3.05亿美元收购了蓝河科技公司, 一家拥有计算机视觉和机器学习技术的初创公司，可以识别农场上的每一棵植物. 这意味着可以很容易地将抗除草剂杂草与健康植物区分开来. 最终结果是? 据Blue River称，农民可以在提高产量的同时减少约95%的化学品使用.

环境, 社会, 人口因素对传统农业食品生产技术的压力越来越大, 投资者和企业家都开始转向创新.

舞台布置好了 喂养未来:农业食品工业概述, 现在我们将进一步详细介绍正在彻底改变食品生产业务的创新技术. 我们详细介绍了该领域有前景的新技术，以及将这些技术付诸实践的有趣初创公司, 如 垂直农场, 替代蛋白质, 精确农业, 农业生物技术, 其他有趣的未来趋势.

垂直农业实现可控和可持续生产

垂直农业是在垂直堆叠层中种植作物的做法. 这可以通过使用悬挂在墙上或篱笆上的生长架和实施水培技术来滋养植物.

该技术具有很大的潜力，因为它确保了对许多生产变量的控制. 它不仅减少了消耗的投入物数量，而且还可以控制作物病原体和寄生虫. 这使得 更短的作物周期 和 全年生产的可能性:

• 减少农业用地
• 有效应对城市化趋势，将作物移入城镇
• 减少了将食品运送数百公里到市场的需要
• 无论季节或天气如何，都要保持生产
• 防止…发生的 与气候变化有关的危害

这, 结合在水和投入方面的显著节约, 在面对日益增长的粮食需求和农业食品工业的成功方面，这将是一个关键的驱动因素吗.

然而，扩大垂直农业可能会带来困难，主要是由于 高能耗 这种技术要求，这不可避免地会对其碳足迹产生影响. 垂直农民愿意使用可再生能源为他们的经营提供动力, 但该行业仍有很长的路要走.

大多数垂直农场都失败了，因为成本太高 机械设备 人造光输给了泥土、温室和太阳等更简单的技术. 但这个概念现在正吸引着企业投资的激增, 以Spread或很多等公司为例, 美国创业公司 $200 来自软银的孙正义和亚马逊的杰夫·贝佐斯等投资者. 根据Markets和Markets的说法，农业食品市场的这一部分正在快速增长 24.8%的复合年增长率预计将达到5美元.2022年达到80亿美元.

水培法和气培法是该领域应用的两种主要技术. 两者之一的实施涉及大量的资源节约和用水与必要的肥料/营养物之间的良好平衡.

气候控制装置 会是这个市场中增长最快的硬件部分吗, 对提高产量起着至关重要的作用. 确保受保护的生长环境, 影响气候的几个因素需要在先进水平上加以控制.

垂直农业市场 亚太地区 与其他地区相比，预计到2022年将拥有最大的份额.

各地区垂直农业市场(百万美元)

日本有许多农场, 新加坡, 台湾, 以及其他已经在推动该地区市场的技术先进国家. 投资大幅增长 2015年和2016年为6000万美元，2017年和2018年为4.14亿美元.

资本支出 对这些公司来说高吗. 一个小规模的, 低技术含量的垂直农场业务大约需要280美元,2000万美元用于启动第二代工厂，高达1500万美元用于建设第二代工厂. 最具创新性的工厂包括数据管理, 工厂管理自动化, 收获自动化, 收获后自动化. 平均而言，这种植物每单位的产量是传统农场的55倍. 此外, 创新应该减少运营费用:例如, 提高这种技术中使用的LED灯的效率.

这个市场的主要参与者是 AeroFarms该公司是一家总部位于美国的公司，从事这一业务已有15年，并已获得融资 $238 百万, 很多 (美国) $226 几百万.

对于欧洲环境而言， Infarm (德国)是一家总部位于柏林的公司，已经筹集了大约1.22亿美元， Agricool (法国)已经筹集了3600万美元，其主要重点是草莓生产， Agrilution (德国)筹集了4美元.600万; Sfera阿格里科拉 (意大利)筹集了7美元.500万美元，收益4美元.2300万年.

增加替代蛋白质的使用

研究人员和初创公司正在努力研究替代蛋白质, 由于肉类需求的持续增长，用牲畜的肉来喂养不断增长的人口很可能会变得相当困难.

因此， 46% 在全部农产品中，目前仅用于饲养牲畜. 提高传统肉类生产效率的解决方案几乎已经用尽, 追求这些目标并不能克服全球农业和粮食挑战.

因此，新的肉类产品和市场参与者正在不断发展. 一些公司没有加强传统的肉类生产，而是专注于 发明 新产品取代传统肉类. 一些最有前途的领域是 昆虫肉，新型纯素肉类替代品，以及人造肉.

生产肉类 蛋白质主要来自蟋蟀和粉虫吗. 这种趋势有一些好处, 比如，与传统肉类相比，它能更好地转化能量和蛋白质. 昆虫食品有更大的潜力用于喂养牲畜而不是人类，因为它的味道和质地与传统肉类不同，而且在绝大多数西方国家，消费者对昆虫作为食物的看法是消极的.

全球肉类市场预测

最有趣的两个趋势可能是新型纯素肉类替代品和人造肉. 第一种不需要动物成分, 与传统的素食替代品相比，它的感官特征更接近肉类. 其主要原因是一个复杂的生产过程，使用从植物发酵提取的血红蛋白和粘合剂. 这个领域的创业公司(例如.g., 不可能的食物, 只是, 除了肉)筹集了超过9亿美元的资金，截至2018年, 这些产品已经在超市和餐馆有售.

人造肉代表了一种肉类的替代品，它是通过生物反应器中的指数细胞生长产生的. 肉类养殖将代表最大的机会，尽管由于与之相关的巨大成本，它处于发展不佳的状态.

的 过程 当一个细胞从活的动物身上提取出来，并在实验室中培养，以永久建立一个培养物(称为细胞系)。. 这些细胞可以来自多种来源:活体动物的活组织切片, 鲜肉块, 或者手机银行. 细胞系可以基于 主细胞 或在 干细胞. 一旦选择了一个好的细胞系, 样品被引入生物反应器，在那里细胞呈指数增殖并可以收获. 其结果是肉几乎无法区分动物的肉. 目前还没有商业产品出售即使这项技术有可能颠覆数十亿美元的全球肉类产业.

最具潜在破坏性的趋势可能是新型素食和人造肉, 由于与真正的肉类高度相似，它们具有很高的商业潜力，到2040年，它们将分别占全球市场价值的25%和35%. 这使得它们对风险资本具有吸引力. 特别是, 从长远来看，人造肉将是赢家, 但在过渡阶段，新的纯素肉类替代品将是必不可少的.

最先进的新型纯素肉类替代企业位于美国. 除了肉和不可能的食物是其中最著名的，已经筹集了数亿美元.

不可能的食物在2019年的E轮融资中筹集了3亿美元, 使总股本价值达到7亿美元. 投资者包括比尔·盖茨等知名人士, GV(前谷歌风投), 瑞银(UBS), 和帆船资本. 除了肉已经上市.

来源:Crunchbase实际上.

这些公司最接近于将其产品商业化. 植物性食品和饮料替代品市场是 预期 达到80美元.到2024年将达到430亿美元，并以每年13%的速度增长.预测期间复合年增长率为82% 期 2019年至2024年.

最大的人造肉企业位于美国. 灰熊肉这家总部位于旧金山的公司筹集了1.61亿美元，用于建立一个以细胞为基础的肉类工厂. 这轮投资使这家总部位于加州的肉类公司的资金总额增加了8倍多. 投资者包括泰森食品、理查德·布兰森和比尔·盖茨.

在过去的10年里，投资者已经向美国植物性和细胞性肉类公司投入了160多亿美元，仅在2017年和2018年就投入了130亿美元, 根据 两份报告 释放 好食物协会 in 2019.

精准农业成为主流

在过去的二十年里, 精准农业已经成功地从一个学术研究课题转变为农业领域的有益实践. 到2030年底， 精确农业 即将成为农业领域最具影响力的趋势之一.

各地区精准农业市场增长率(2021-2024年)

精准农业是一种以观察为基础的农业经营理念, 测量, 并对作物的田间和田间变异性做出反应，目标是定义一个决策支持系统(DSS)，以优化投入回报，同时保护资源.

2015年，精准农业投资达到6.61亿美元，涉及96笔交易, 与2014年相比增长了140%, 根据 AgFunder. 然而, 精准农业在2016年减少了4.05亿美元, 这主要是由于无人机支出的减少. 我们可以确定精准农业的三个主要方向，这些方向将指导该行业的未来: 图像和传感器, 机器人与自动化, 数字化和大数据.

图像和传感器 关注现场绩效监测的做法, 土壤监测, 并通过现场计算机或卫星实时操作, 无人机图像, 作物状况传感器, 旨在提供一个帮助监控和自动化输入的系统.

机器人与自动化 指机器视觉、航空传感、人工智能等技术.

数字化和大数据 使用野外地图, 增强现实, 和开放数据平台，以达到先进的分析和智能机械设计的商业智能服务.

预计该市场将在2012年实现增长.8%的复合年增长率达到5美元.到2021年将达到50亿美元. 目前，EMEA地区占据市场主导地位(41%)，其次是亚太地区(32%)和美洲(27%)。. 拜耳 成立了400多名专业人士的团队，投资1亿美元.250亿美元用于推动为农民提供数字产品的发展.

由于潜力巨大，精准农业是一个拥挤的领域. 对许多不同的玩家来说，养活世界并获得回报是一种极大的激励. 像约翰迪尔这样的公司, CNH, 日本久保田公司, 博世, 特林布尔, 和Topcon也在关注这一领域, 还有大量的创业公司, 包括:

农业生物技术正在改变农业经营

另一个快速增长的利基市场采用了相关数量的技术创新 农业生物技术, 这包括农场中使用的所有生物或化学工具和过程，以及农场后的过程. 这一类别涉及不同类型的技术和科学，包括 遗传学, 繁殖, 微生物研究, 合成化学, 动物健康.

遗传学 通过直接操纵生物体的遗传物质，将有用的特性从一种植物转移到另一种植物.

繁殖 这门科学是通过改变植物的性状来产生我们想要的性状吗.

微生物研究 包括对微生物群落的生物学及其对环境和宿主的影响产生有价值的见解.

合成化学 一个新兴的研究领域是否旨在创造新的生物部件, 设备, 和系统, 或者重新设计自然界中已经存在的系统.

动物健康 包括提高动物饲料质量的技术, 动物表演, 和/或动物健康, 以及创造作为主要或次要食物来源的新型动物饲料的技术.

全球农业生物技术市场预计将达到33美元.80亿年 by 2024生长在10英寸.年复合增长率9% (2019-2024). 由于对转基因生物的接受程度最高，北美是最大的农业生物技术市场.

的 基因工程 转基因作物是一个快速增长的市场，可以对环境产生积极影响, 土地, 和机械, 这有助于减少环境污染和温室气体排放. 进一步, 这门科学的重点主要是创造能够抵抗除草剂的新种子和植物, 昆虫, 病毒在生长过程中对环境压力具有耐受性.g.(如干旱、洪水)，并有额外的营养价值和改善的味道.

基因工程也有一些缺点. 一般, 病原体能够适应新的基因图谱, 因此, 可能会有意想不到的副作用.g.例如，抗旱植物对阳光直射的耐受性较差)。.

除了, 使用版权和专利来保护知识产权(IPR)是这一领域的一大优势, 模仿成本低的以模仿成本低为特点的.

一些活跃在农业生物技术领域的初创企业和中小企业有:

未来的其他有趣趋势

从历史上看, 农业经历了一系列提高效率的革命, 收益率, 盈利能力也达到了以前难以想象的水平. 对未来10年的市场预测显示 数字革命 这可能会影响到农业食物链的各个方面.

从气候的角度来看, 人们越来越需要弄清楚如何在相同数量的农田(如果不是更少的话)下生产尽可能多的粮食。. 然而, 如前所述, climate change is not the only factor threatening the food business in the next few years; there will also be a 对农业技术解决方案的需求日益增长.

以前, 我们讨论了培养肉在未来的重要性, CRISPR和基因组编辑, 精确农业, 垂直农业. 但这些并不是研究人员正在研究的唯一可用技术. A 广泛的解决方案 是为了应对气候变化与粮食相关的挑战和粮食需求的扩大而进行的探索吗. 一些例子包括:

• 使用化合物 防止肥料将土壤微生物转化为一氧化二氮这是一种非常有效的温室气体.
• 发展品种 吸收更多的作物 氮.
• 减少牲畜的碳足迹 用不同的方式喂养它们，比如用海藻.
• 采用 沙漠农业 海水养殖. 由于资源的日益匮乏, 世界必须把沙漠和海洋变成粮食生产设施.
• 应用 3 d打印技术 粮食生产. 专家认为，使用水胶体的打印机可以用藻类等可再生能源取代食物的基本成分, 浮萍, 和草. 现在，一些科学家正在试验用藻类代替动物蛋白.

不幸的是, a lot of these agrifood technologies are not yet receiving the number of 投资 they require to be effectively implemented; nonetheless, 这个领域正在上升。 意识 很快，然后 投资 因此在增长.

阅读本系列的第一部分: 喂养未来:农业食品工业概述.