“植物工廠”中的種菜實驗，“多多農研科技大賽”與“新農人”共繪未來農業圖景

記者：楊昕怡

離開了日照、土壤等農業生產中仰其鼻息的自然條件，如何以低能耗種好因脆嫩而嬌弱的“翠恬”生菜？

由幾十位不同領域、不同學科背景的年輕專家組成的四支戰隊接下了這份挑戰書。過去90天，他們在位于上海崇明的集裝箱種植“賽場”里交出了答卷。

6月27日，光明多多垂直農業挑戰賽暨第三屆“多多農研科技大賽”揭曉比賽結果。從2022年7月27日大賽啟動以來，經過初賽、決賽、大眾評審品鑒以及專家閉門評審等多個環節，上海農科院團隊獲得第三屆“多多農研科技大賽”一等獎及“最高產量獎”、CyberFarmer團隊獲二等獎及“最佳節能獎”、上海交大“生生不息”團隊和Lettus Grow團隊獲三等獎。

除了優質可口的“水果生菜”，先進的農研成果也是本屆大賽的累累收獲。

據了解，比賽期間，CyberFamer隊研發了基于作物生理反饋的植物工廠智能環控方法，上海農科院隊總結出了植物工廠生菜栽培技術規范，LettUs Grow隊打造了生菜重量預測模型以及“生生不息”團隊創建了以節能為導向的環控算法。

“這次比賽讓我們的技術理念完成了一次實際應用上的實踐，其他團隊的表現也讓我們感受到農業技術確實在進步，為后續科研指明了方向。”CyberFarmer團隊隊長、90后博士鄭建鋒在連續參與三屆大賽后對現代農業模式又有了新的認識。

從溫室到“植物工廠”，“多多農研科技大賽”兼具耐心和勇氣，不斷挑戰復雜的農業問題，探索農業的全新可能性，也吸引著越來越多像鄭建鋒這樣學農愛農的“新農人”投身“種菜”事業。

一場“植物工廠”中的種菜實驗

“生菜我們肯定種過，但‘翠恬’這個品種大家都不熟悉，沒想到這么難種。”6月28日，上海農科院隊代表向記者介紹起了本次比賽的高難度“賽題”，“這個品種對環境的變化反應很強烈，抽薹、燒心……幾乎種生菜遇上的問題都會在它身上發生。”

本次大賽主辦方之一、光明母港農業事業部總監王金華也表示，“翠恬”生菜是一個全新品種，種出來不難，但如何種好是個大問題。

“溫、光、水、肥、氣，僅光這一個環節，光周期、光譜、光量子密度這三個要素如何搭配就極大程度影響著作物的產量與品種，更別提其他幾大環境要素了。它們疊加的控制難度可謂是指數級增長。”他指出。

而種植環境的更改讓大賽難度加倍。與前兩屆不同，本屆大賽的種植場景從云南高原溫室升級為純人工光的“集裝箱式植物工廠”。

據了解，植物工廠是現代設施農業發展的高級階段，是農業產業化進程中吸收應用高新技術成果最具活力和潛力的領域之一，代表著未來農業的發展方向。

在這里，植物生長不再“靠天吃飯”，集裝箱內的陽光、雨露、溫度均通過AI監測數據、人工調配而成。

“靠天吃飯很難，但沒天可靠是另一種難。”鄭建鋒表示，在封閉空間種植意味著需要對每棵生菜的生長狀況、環境做出更精確的數據搜集，再將種植經驗轉化成智能化調控，這對算法與編程能力也提出了更高要求。

面對這樣一道考驗著團隊“跨界”能力的試題，四支隊伍各顯神通。由于四支隊伍的學科背景不同，在大賽評委、中國農業大學賀冬仙教授看來，決賽最大的看點是工學團隊和農學團隊的碰撞和較量。

她認為，農業學者習慣從作物栽培的需求與規律入手，將傳統種植經驗與人工智能結合，獲取更佳的種植結果；工科專家則將生菜種植作為應用場景，以前沿技術解決農業生產的現實難題。

其中，誰將拔得頭籌？在6月26日的決賽評審會上，大賽評委就各隊最終茬生菜的種植結果進行了品質、能耗、商業化等多維度的評選打分，決出了最終名次。

數據顯示，冠軍上海農科院隊最后一茬生菜的生產效率達到0.18kg/m2 /天。“此次賽用集裝箱式植物工廠并非生產型，僅安裝了三層層架，如果增加種植架層數，以我們的種植方案推算，生產效率完全可能達到0.4kg/m2/天的國際先進水平。”該團隊隊長何立中表示。

在品質方面，上海農科院隊送檢生菜的可溶性糖含量達到0.43%，也位列四支隊伍中的第一。

同時，作為“最佳節能獎”的得主，CyberFarmer隊隊長鄭建鋒表示，得益于光配方的優化，團隊實現了“低能耗種好菜”的目標，“如果將我們的種植方案運用到大型植物工廠，每千克生菜的耗電量可以降低到9.5度，優于每千克生菜10度電的行業較高水平。”

讓技術扎根土地，農研成果轉化見效

讓一粒種子改變一個世界，讓一項技術創造一個奇跡，作為連續舉辦了三屆農研大賽的主辦方，拼多多鼓勵獲獎團隊進一步完善農研成果，讓農業科學家的技術扎根土地，在廣袤的田間地頭開出智慧農業的花。

據了解，此前兩屆多多農研科技大賽中的不少技術已在賽后進行了推廣落地，幫助了中小種植者提升效益。

例如，首屆“多多農研科技大賽”獲獎團隊“智多莓”已將其開發的AI種植系統向云南昆明滇池西岸的100余戶草莓種植戶提供服務。有農戶將自家的兩畝草莓接入該系統后，不僅實現了單產季增收三四萬元，還節省了近4000元的肥料成本，草莓產量也增加了30%。

而CyberFamer隊在此前賽事中積累的草莓營養液配方動態調整技術，目前也已被寫成科普論文，所有數據被嵌入模型，形成了標準算法，正在北京小湯山基地應用。

身為第二屆比賽的冠軍，Lettus Grow隊隊長徐丹告訴記者，第二屆比賽期間團隊創造的產量預測模型及病蟲害預警模型已應用到了實際生產中，目前正在優化升級，以備后續商業化推廣，以期幫助種植者收獲更高產量、品質的作物，并以更高的效率售出。

接地氣的“產銷對接”問題依然是Lettus Grow這支唯一的企業隊在今年的一大關注重點。

在今年的大賽中，他們再度結合視覺識別模型與植物生長模型，設計了生菜重量預測算法。基于預測值，種植者可以提前安排采收工人、聯系收購商；也可按需定產，反向指導生產端的種植計劃。

上海交大“生生不息”隊介紹，本次大賽期間，團隊利用專業特長構建了輔助智慧栽培的信息化平臺，“這一平臺將幫助人們在對新品種了解有限、數據有限及專家經驗有限的情況下實現作物的產量提升。”

實驗數據提供了有力的佐證。通過該平臺的不斷迭代，生菜增產顯著，第三茬的生物量較第二茬增長86%，較第一茬增長135%。

在這場拒絕“靠天吃飯”的大膽實驗里，沉淀下來的農研成果不但提升了作物的產量，也保證了作物的高質量。

“要產量還是要品質，在種植過程中，我們糾結過。最終，我們在最后一茬選擇犧牲部分產量，改善整齊度、感官、商品率等品相指標。”鄭建鋒和隊員在賽程中發現快速生長的生菜容易燒心，影響品質。于是他們研發了基于作物生理反饋的植物工廠智能環控方法，適度控制生長速率，以實現經濟產量的最大化。

一項項科研技術正從“賽場”走向生產端，背后也是拼多多這家“身上有土、腿上有泥”的電商平臺對高質量發展的重視。

拼多多黨委書記、高級副總裁王堅表示，“拼多多連續舉辦了三屆‘多多農研科技大賽’，我們希望借此促進農業領域的技術交流、創新和發展，推動我國農業技術的高質量發展。”

集結“生菜博士”，共繪未來農業圖景

在豐富的農研成果之外，令人驚喜的是，本屆農研大賽也讓人看到了我國農業中的大批后起之秀。這批優秀的“新農人”正從上一代人手中接過這一質樸的產業，并肩負起了發展現代農業的重任。

據了解，2021年第一屆大賽中，約有80%的參賽者是90后，第二屆參賽隊伍更為年輕化，大部分參賽隊員為90后、95后。而在這屆“多多農研科技大賽”決賽隊伍中，其中年齡最小的一位博士生還不到25歲。

“本科期間有一堂課，講到我們之所以看到大多數植物是綠色的，是因為綠光大部分不被植物所吸收，這讓我覺得很有意思，決定研究生攻讀植物有關的方向。”CyberFarmer隊隊員李雨濃向記者說起了她與農業結緣的契機。

CyberFarmer全隊均來自中國農業大學農業農村部設施農業工程重點實驗室，是典型的90后“智慧新農人”團隊。

隊長鄭建鋒出生于河南第一產糧大市周口，因為從小目睹了父輩耕種的艱辛，便立志長大后學好先進的現代農業技術。高考結束，他報考了中國農業大學的農建專業，并在本碩博連讀后留校做博士后研究，主要從事面向設施作物高效生產的光照和水肥智能調控技術研究。

始于興趣或情懷，久于堅持和熱愛，越來越多像鄭建鋒這樣的年輕人因為相似的理由選擇學習農業、研究農業、投身現代農業建設，通過科技為傳統的農業領域帶來翻天覆地的新改變。

業內人士指出，目前我國農業正處于轉型升級的關鍵期，而我國從事農業勞動的一線勞動力普遍年齡在55～60歲間，勞動力人口和農技人才的缺口逐漸制約了現代農業的發展，農業人才的培訓和培養迫在眉睫。

對此，王堅表示，“多多農研科技大賽”可以吸引更多的青年農業創新人才和優秀的現代農業企業參與農業領域的科技創新，還可以促進農業科技成果的轉化和應用，提高農業生產的效益和競爭力，為農業高質量發展提供有力支持。

“這個比賽也讓大家看到了我們這樣的‘新農人’，我們需要這種‘看見’，去更新大家對農業的傳統看法，讓更多的人了解到農業的更多可能性。”Lettus Grow隊隊員如是說。

智慧且專業的青年才俊，腳踏實地、立足農業的平臺和不會辜負每一滴汗水的土地，這些要素將構成我國現代農業發展中的正向循環，讓中華大地結出更多更好的豐碩果實。