在幾乎密室般存在的“集裝箱”里種菜，是一種怎樣的體驗(yàn)？
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在位于崇明區(qū)的光明母港垂直農(nóng)業(yè)研究中心，就“散落”著十多個(gè)集裝箱，外部看起來(lái)沒(méi)有什么特別，走進(jìn)去卻別有洞天：在沒(méi)有土壤和陽(yáng)光的“極端環(huán)境”下，一顆顆全新生菜品種“翠恬”漲勢(shì)喜人。以科技加持，向“向設(shè)施農(nóng)業(yè)要食物”，來(lái)自不同領(lǐng)域、不同學(xué)科背景的年輕專家組成的“戰(zhàn)隊(duì)” 嘗試突破學(xué)科壁壘，還要以更低能耗種植更優(yōu)品質(zhì)、更高產(chǎn)量。
6月27日，光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第三屆“多多農(nóng)研科技大賽”揭曉比賽結(jié)果。經(jīng)專家評(píng)委審定，何立中博士帶領(lǐng)的上海農(nóng)科院隊(duì)最終摘得冠軍，并奪得“最高產(chǎn)量獎(jiǎng)”。這支農(nóng)學(xué)家團(tuán)隊(duì)曾為我國(guó)南極科考隊(duì)員提供極端環(huán)境的蔬菜種植培訓(xùn)。來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的“賽博農(nóng)人”隊(duì)榮獲大賽第二名與“最佳節(jié)能獎(jiǎng)”。上海交通大學(xué)博導(dǎo)鮑華帶領(lǐng)的“生生不息”隊(duì)與極星農(nóng)業(yè)創(chuàng)始人徐丹領(lǐng)銜的“生菜快長(zhǎng)”隊(duì)并列第三。
“這些青年科學(xué)家的身上充滿了新農(nóng)人青春蓬勃的朝氣、迎難而上的勇氣、敢為人先的銳氣；有著創(chuàng)業(yè)拼搏的動(dòng)力，奮斗成事的能力，永不言敗的毅力，這讓我們感到非常欣慰。”大賽評(píng)審組代表、中國(guó)工程院趙春江院士表示。
黨的二十大報(bào)告指出，要樹(shù)立大食物觀，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，構(gòu)建多元化食物供給體系。這屆比賽是一次“向設(shè)施農(nóng)業(yè)要食物”的嘗試。“‘多多農(nóng)研科技大賽’以探索前瞻性的‘智慧農(nóng)業(yè)’為辦賽宗旨，其賽馬式的比拼方式為農(nóng)業(yè)科研提供了新思路。”上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會(huì)黨組書(shū)記、主任馮志勇說(shuō)。
光明母港（上海）種業(yè)科技有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理褚偉琦承諾，未來(lái)將繼續(xù)開(kāi)放基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、提供項(xiàng)目孵化機(jī)會(huì)，進(jìn)行人才聯(lián)合培養(yǎng)。
“決賽隊(duì)伍讓我們看到汗水農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的方向與路徑。拼多多將持續(xù)舉辦創(chuàng)新賽事，鼓勵(lì)大家把論文寫(xiě)在大地上，把成果留在農(nóng)民家。”拼多多黨委書(shū)記、高級(jí)副總裁王堅(jiān)表示。
以賽為媒促進(jìn)工農(nóng)融合
在大賽評(píng)委、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)賀冬仙教授看來(lái)，進(jìn)入決賽的四支隊(duì)伍各有千秋。“決賽最大的看點(diǎn)是上海農(nóng)科院隊(duì)、‘生菜快長(zhǎng)’隊(duì)代表的農(nóng)學(xué)團(tuán)隊(duì)與上海交大‘生生不息’隊(duì)、‘賽博農(nóng)人’隊(duì)代表的工學(xué)團(tuán)隊(duì)的較量。”
兩者的區(qū)別在于，農(nóng)業(yè)學(xué)者習(xí)慣從作物栽培的需求與規(guī)律入手，將傳統(tǒng)種植經(jīng)驗(yàn)與人工智能結(jié)合，獲取更佳的種植結(jié)果；工科專家則將生菜種植作為應(yīng)用場(chǎng)景，以前沿技術(shù)解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)難題。
工農(nóng)聯(lián)合，解決農(nóng)學(xué)難題，誰(shuí)更勝一籌？
由于“翠恬”生菜為全新品種，各隊(duì)在比賽期間總共種植三茬，其中，最終茬的種植結(jié)果記入決賽成績(jī)。數(shù)據(jù)顯示，上海農(nóng)科院隊(duì)最后一茬生菜的生產(chǎn)效率達(dá)到0.18kg/m2/天。“此次賽用集裝箱式植物工廠并非生產(chǎn)型，僅安裝了三層層架，如果增加種植架層數(shù)，提高空間利用效率，以我們的種植方案推算，生產(chǎn)效率完全可能達(dá)到0.4 kg/m2/天的國(guó)際先進(jìn)水平。”何立中表示。品質(zhì)方面，上海農(nóng)科院隊(duì)在脆度一項(xiàng)中的得分同樣名列前茅。又脆又甜，冠軍隊(duì)成功種出了“翠恬”生菜的品種特點(diǎn)。
比賽期間，上海農(nóng)科院隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一套智慧種植決策管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合植株的生長(zhǎng)模型、光截獲模型、蒸騰模型等算法，實(shí)時(shí)收集各類傳感器回傳的數(shù)據(jù)，尤其是利用深度相機(jī)多源采集圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行植株長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)，可輔助有關(guān)光配方優(yōu)化、環(huán)境調(diào)控、緩解燒心以及及時(shí)采收等方面的種植策略判斷。
“四支團(tuán)隊(duì)的決賽報(bào)告都將數(shù)字科技與農(nóng)業(yè)緊密結(jié)合起來(lái)了。”趙春江表示，“數(shù)字技術(shù)手段始終是一種工具和方法，要解決農(nóng)業(yè)問(wèn)題，必須將農(nóng)業(yè)理解透徹，如此，工學(xué)與農(nóng)學(xué)的結(jié)合才會(huì)有更好的效果。”
工科專家的表現(xiàn)也可圈可點(diǎn)。例如，“賽博農(nóng)人”隊(duì)長(zhǎng)鄭建鋒認(rèn)為，如果將他們的種植方案運(yùn)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(yōu)于1千克生菜10度電的行業(yè)較高水平”。
“這次比賽讓我們看到不同團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)。上海交大‘生生不息’隊(duì)就從工科角度提供了與農(nóng)學(xué)思維完全不同的思路。比賽促成了思想的碰撞。”上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所所長(zhǎng)朱為民表示。
在聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織駐華代表處助理代表張忠軍看來(lái)，“本次大賽為廣大青年科學(xué)家提供了展示創(chuàng)新能力與創(chuàng)業(yè)精神的平臺(tái)。賽事涌現(xiàn)的優(yōu)秀選手，或?qū)⒊蔀槲磥?lái)中國(guó)乃至全球農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域的重要力量。”
農(nóng)研成果轉(zhuǎn)化成效初顯
“多多農(nóng)研科技大賽”過(guò)去已經(jīng)舉辦了兩屆。與挑戰(zhàn)溫室種植不同，本次比賽以集裝箱式植物工廠為種植場(chǎng)景。當(dāng)植物工廠的操控者成為植株的“奶爸奶媽”，如何閱讀作物、適度“雞娃”，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量生產(chǎn)，成為關(guān)鍵難題。比賽過(guò)程中，選手們各顯神通，又在實(shí)踐中積累了經(jīng)驗(yàn)與成果。
作為參賽隊(duì)伍中唯一一支企業(yè)隊(duì)，“生菜快長(zhǎng)”隊(duì)是“應(yīng)用派”，想要借助比賽做一些創(chuàng)新的嘗試。比如，這是唯一一支全程沒(méi)有派駐人工進(jìn)駐蹲點(diǎn)的隊(duì)伍，甚至連必須要人工操作的移植環(huán)節(jié)都“托管”了。不是不重視，而是團(tuán)隊(duì)希望看看，在完全無(wú)人的情況下，是否能靠探測(cè)器等技術(shù)手段讓生菜茁壯成長(zhǎng)。
他還關(guān)注接地氣的“產(chǎn)銷對(duì)接”問(wèn)題，“我們結(jié)合視覺(jué)識(shí)別模型與植物生長(zhǎng)模型，設(shè)計(jì)了生菜重量預(yù)測(cè)算法。基于預(yù)測(cè)值，種植者可以提前安排采收工人、聯(lián)系收購(gòu)商；也可按需定產(chǎn)，反向指導(dǎo)生產(chǎn)端的種植計(jì)劃。”他認(rèn)為，這種創(chuàng)新未來(lái)可以進(jìn)行復(fù)制推廣。
長(zhǎng)期從事設(shè)施園藝環(huán)境工程研究的“賽博農(nóng)人”隊(duì)提出，要基于作物的生理反饋，實(shí)現(xiàn)植物工廠的智能環(huán)控。他們將生長(zhǎng)速率作為環(huán)控的重要依據(jù)。當(dāng)溫光水氣肥等條件適宜，生菜便會(huì)快速生長(zhǎng)。而悖論在于，長(zhǎng)得太快，生菜容易燒心，影響品質(zhì)。于是，他們將環(huán)控目標(biāo)設(shè)定為，適度控制生長(zhǎng)速率，不追求生物量最大，追求經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最大。
“要產(chǎn)量還是要品質(zhì)，在種植過(guò)程中，我們糾結(jié)過(guò)。但最終，我們?cè)谧詈笠徊邕x擇犧牲部分產(chǎn)量，改善整齊度、感官、商品率等品相指標(biāo)。”鄭建鋒說(shuō)，“未來(lái)，我們會(huì)繼續(xù)推動(dòng)植物工廠的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這個(gè)決定也會(huì)一直指導(dǎo)我們。”
上海交大“生生不息”隊(duì)這群參賽前沒(méi)種過(guò)菜的工科專家則利用專業(yè)特長(zhǎng)構(gòu)建了輔助智慧栽培的信息化平臺(tái)。該平臺(tái)不斷迭代，生菜快速增產(chǎn)，第三茬的生物量較第二茬增長(zhǎng)86%，較第一茬增長(zhǎng)135%。這讓不少評(píng)審專家感慨，“如果多種幾茬，冠軍可能就是工學(xué)家了。”
本屆比賽結(jié)束后，作為主辦方之一，拼多多鼓勵(lì)獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步完善農(nóng)研成果，把技術(shù)方案應(yīng)用到廣袤的田間地頭，讓青年科學(xué)家的聰明才智與時(shí)代的需求結(jié)合起來(lái)，助力農(nóng)戶增收與鄉(xiāng)村振興。
例如，首屆“多多農(nóng)研科技大賽”獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)“智多莓”就在比賽過(guò)程中看到技術(shù)產(chǎn)品化的市場(chǎng)前景，從而決定成立“智多莓”公司，幫助中小種植者提升效益。在鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)幫扶地云南省怒江州老窩村，“智多莓”為當(dāng)?shù)卮罱〝?shù)字化草莓生產(chǎn)體系，使得老窩村草莓產(chǎn)業(yè)常用工成本下降30%以上，包括肥料支出減少2500元/畝、植保支出減少1000元/畝，草莓產(chǎn)量增加30%，有效助力了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民增收與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
而“賽博農(nóng)人”隊(duì)在此前賽事中積累的營(yíng)養(yǎng)液配方動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)，目前已被寫(xiě)成科普論文，所有數(shù)據(jù)也已嵌入模型，形成了標(biāo)準(zhǔn)算法，正在北京小湯山基地應(yīng)用。
“科技在上海蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一直發(fā)揮著重要作用。田頭打硬仗，筆尖下功夫，40年前上一輩專家首次引進(jìn)大棚，到今天多多農(nóng)研科技大賽的年輕學(xué)者比拼智慧種植，是一次場(chǎng)景創(chuàng)新，是對(duì)上海農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的傳承。”朱為民分享了自己對(duì)“蔬菜、設(shè)施、科技”的觀點(diǎn)。
“拼多多連續(xù)舉辦了三屆‘多多農(nóng)研科技大賽’，我們希望借此促進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)交流、創(chuàng)新和發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。”拼多多黨委書(shū)記、高級(jí)副總裁王堅(jiān)認(rèn)為，這一賽事可以吸引更多的青年農(nóng)業(yè)創(chuàng)新人才和優(yōu)秀的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)參與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，還可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益和競(jìng)爭(zhēng)力，為農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支持。
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