2024年12月27日，上海市崇明區(qū)光明花博邨花藝館內(nèi)，6個規(guī)格相同的集裝箱一字排開，集裝箱前人頭攢動。大家都想知道，各支隊(duì)伍的生菜長勢如何？這場面向未來的種菜實(shí)驗(yàn)誰將拔得頭籌？

當(dāng)天，2024光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第四屆“多多農(nóng)研科技大賽”結(jié)果揭曉：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)賽博農(nóng)人隊(duì)奪冠，其憑借精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析和智能調(diào)控，在集裝箱種植生菜的單位面積生產(chǎn)效率和能耗方面，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

值得關(guān)注的是，6支決賽隊(duì)伍各顯神通，在單產(chǎn)、總產(chǎn)、種植效率、能耗等方面均取得豐碩成果，大賽還頒發(fā)了“最佳風(fēng)味獎”“最高單株重量獎”“最佳節(jié)能創(chuàng)意獎”等獎項(xiàng)，特別獎勵單項(xiàng)種植成績突出的團(tuán)隊(duì)。

“各參賽隊(duì)伍展現(xiàn)了卓越的技術(shù)實(shí)力與創(chuàng)新能力。”擔(dān)任大賽評審組組長的中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江表示，大賽不僅體現(xiàn)了選手們在產(chǎn)學(xué)研用方面的深刻理解，更為植物工廠未來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

降本增效，向高能耗發(fā)起挑戰(zhàn)

相比傳統(tǒng)種植，植物工廠具備高產(chǎn)高效、生態(tài)智能的優(yōu)點(diǎn)，但也面臨建設(shè)和運(yùn)營成本高的行業(yè)難題。過去五個半月，6支決賽隊(duì)伍在各自設(shè)計(jì)、改裝的集裝箱植物工廠內(nèi)展開種植生菜的攻堅(jiān)，降本增效成為擺在各團(tuán)隊(duì)面前的最大挑戰(zhàn)。

從上屆大賽“最佳節(jié)能獎”獲得者，到本屆賽事冠軍，賽博農(nóng)人隊(duì)依舊聚焦節(jié)能課題。隊(duì)長楊浩總結(jié)該隊(duì)方案“既大膽又保守”，“保守”體現(xiàn)在種植架的設(shè)計(jì)上選擇了傳統(tǒng)的層架式，“固定式的栽培模式在運(yùn)輸過程中會更穩(wěn)固?！睏詈普f，“大膽”則在于他們采用了冷源接入、冷凝水回收等多源節(jié)能調(diào)控技術(shù)。

“我們將集裝箱和自然環(huán)境設(shè)計(jì)為一體，在生菜生長明期，如果箱外溫度比箱內(nèi)低10攝氏度以上，或在生菜生長暗期，箱外比箱內(nèi)低7攝氏度以上，系統(tǒng)就會自動引入外界冷源進(jìn)行降溫?！睏詈平榻B，這次賽博農(nóng)人隊(duì)利用上海的一波寒潮，開啟了冷源接入系統(tǒng)，使得空調(diào)日能耗環(huán)比降低56%，“對比上屆賽事，我們在栽培面積提升2倍多、產(chǎn)量增加近6倍的情況下，空調(diào)能耗占比反而下降了近70個百分點(diǎn)，成效顯著?！?/p>

賽事組委會公布的數(shù)據(jù)顯示，賽博農(nóng)人隊(duì)的最終栽培面積生產(chǎn)效率（總產(chǎn)量÷種植面積÷定植后天數(shù)）為0.33千克/平方米/天，每千克生菜的耗電量降低至12.25千瓦時，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

“如果將這套方案應(yīng)用到大型植物工廠，每千克生菜的用電成本可以降到10度電以內(nèi)?！睏詈票硎?，這次的方案不僅取得很好的種植效果，也讓他們看到了其他團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新與優(yōu)勢。

冠亞軍爭奪僅在毫厘之間。獲得二等獎的上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)從規(guī)模化生產(chǎn)攤薄邊際成本視角出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套高產(chǎn)、低耗的植物工廠方案。其核心是通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)吊掛式可移動栽培架，讓栽培架根據(jù)作物生長需要收縮或拓展，將集裝箱的空間利用率提升到了2.34；同時，通過大量前期和試種階段的光試驗(yàn)，找到了適合生菜生長的低能耗光配方。

經(jīng)過50天的悉心照顧，上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)最終實(shí)現(xiàn)1680株、總重299.55千克的“大豐收”。而折算栽培面積生產(chǎn)效率，該團(tuán)隊(duì)取得了0.28千克/平方米/天的優(yōu)異成績。上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)隊(duì)長苗辰坦言，隊(duì)伍最初設(shè)定了每千克生菜耗電量10度的目標(biāo)，“我們現(xiàn)在已經(jīng)做到了12.2度電的水平，而賽博農(nóng)人隊(duì)在比賽中嘗試的冷源接入模式給我們很大的啟發(fā)，未來可以嘗試以這樣的方法繼續(xù)降低空調(diào)能耗，攻關(guān)技術(shù)難點(diǎn)?！?/p>

垂直農(nóng)業(yè)，不斷推高行業(yè)“天花板”

本次賽事中，一株460克的巨型生菜成為關(guān)注焦點(diǎn)。這株“菜王”來自山東的葉菜俠隊(duì)，團(tuán)隊(duì)采用植物生長環(huán)境線性控制系統(tǒng)搭配“豪華”的通風(fēng)設(shè)計(jì)，模擬出逼真的自然環(huán)境，收獲了單株均重超300克的好成績。

“這是我們第一次在植物工廠把‘優(yōu)雅’生菜種這么大?！辟惡蠼邮懿稍L時，葉菜俠隊(duì)隊(duì)長解曉巍坦言，能種出這么大的生菜完全出乎他的意料。作為一支從生產(chǎn)實(shí)際中走出的隊(duì)伍，葉菜俠隊(duì)正積極尋求與“學(xué)院派”團(tuán)隊(duì)合作，從學(xué)術(shù)角度對巨型生菜展開進(jìn)一步的分析和研究。

為了讓各支隊(duì)伍熟悉“優(yōu)雅”生菜在崇明的生長規(guī)律，正式比賽種植前可以試種一茬。在試種階段，6支隊(duì)伍都在主辦方提供的場地調(diào)試設(shè)備。最初大家有些拘謹(jǐn)，相互只是點(diǎn)頭之交，隨著日子一天天過去，“產(chǎn)業(yè)派”和“學(xué)院派”逐漸融合。

對于本次大賽中唯一省去“操作艙”的綠葉先鋒隊(duì)來說，他們將集裝箱的空間利用率提升至傳統(tǒng)田間種植方式的2.8倍，以近290千克的成績獲得了大賽產(chǎn)量第二名。“賽后，我們將在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、環(huán)境控制、品質(zhì)營養(yǎng)、栽培工藝等方面繼續(xù)發(fā)力，爭取將中國的植物工廠做成世界領(lǐng)先的水平。”綠葉先鋒隊(duì)隊(duì)員孫維拓說。

室墨司源隊(duì)隊(duì)長熊元科也認(rèn)同合作的力量?！氨荣愔?，我們將大部分精力都放在了節(jié)能上，相應(yīng)的策略也取得了很好的效果。這些積累的成果與創(chuàng)意，可以與其他團(tuán)隊(duì)或企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同進(jìn)步。”

“垂直農(nóng)業(yè)進(jìn)入中國20來年，技術(shù)不斷發(fā)展、效率越來越高，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用依然面臨不少挑戰(zhàn)，但大家仍一致認(rèn)為，這是一個非常有前景且正確的方向?！眱?yōu)勝獎獲得者、墨泉隊(duì)隊(duì)長秦楚漢介紹，“通過比賽交流獲取更多機(jī)會，大家一起合力推高行業(yè)天花板，是非常有意義的事?！?/p>

從集裝箱走向廣闊天地

“科技創(chuàng)新是推動農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵引擎?！逼炊喽喔呒壐笨偛?、首席發(fā)展官朱政指出，拼多多攜手各方力量，搭建起一個開放、包容、合作的平臺，旨在激發(fā)社會各界對農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的熱情，共同探索智慧農(nóng)業(yè)的新路徑。

拼多多一直致力于鼓勵和推動獲獎團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步完善創(chuàng)新成果，將技術(shù)方案應(yīng)用到廣袤的田間地頭，用新技術(shù)賦能傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，形成品質(zhì)更穩(wěn)定、產(chǎn)品更標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)更可控的發(fā)展方式。

以葉菜俠隊(duì)為例，近年來，圍繞垂直農(nóng)場等新型栽培技術(shù)、依托山東制造的優(yōu)勢，形成了多套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的綠葉菜生產(chǎn)裝備體系，并在日本、韓國、泰國、阿魯巴等國家和地區(qū)落地了植物工廠模式。決賽期間，還有其合作方到現(xiàn)場觀賽，欲尋求集裝箱植物工廠合作方案。

墨泉隊(duì)的參賽方案也獲得了不少市場主體的青睞，目前正與上海餐飲企業(yè)合作，試種健康綠色的韭菜。該公司還與中東地區(qū)的企業(yè)合作嘗試種植羅勒、芝麻菜等沙拉菜品種，在泰國嘗試種植草莓等非熱帶水果，希望將植物工廠技術(shù)推廣至更多地區(qū)。

“我們在第一屆比賽中沉淀的基于DLI的移動式補(bǔ)光技術(shù)申請了國家發(fā)明專利，應(yīng)用于北京小湯山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園，跟他們簽訂校企合作，當(dāng)時在示范園區(qū)的5000平方米草莓薄膜連棟溫室得到應(yīng)用，效果特別好，種植出的草莓特別喜人?；陔x子濃度的營養(yǎng)液精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)，申請了國際專利，目前正在與北京首農(nóng)翠湖智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新工場進(jìn)行合作，在他們的玻璃連棟溫室種植番茄?！睏詈普f。

“以賽為媒，加大在農(nóng)業(yè)科技研發(fā)與應(yīng)用上的投入，我們將繼續(xù)與各方攜手把這些優(yōu)秀的成果在崇明乃至更廣闊的土地上推廣開來?！鄙虾；ɑ軋@藝（集團(tuán)）有限公司總裁佟德川則表示。

截至目前，歷次“多多農(nóng)研科技大賽”已有多項(xiàng)成果被寫進(jìn)論文，或進(jìn)入專利實(shí)審受理階段，涉及植物工廠環(huán)境優(yōu)化技術(shù)和調(diào)控方法、營養(yǎng)液動態(tài)調(diào)整技術(shù)等。同時，部分科研成果如溫室種植、無土栽培、AI種植等多個前沿項(xiàng)目已成功進(jìn)行轉(zhuǎn)化，廣泛應(yīng)用于遼寧、安徽和云南等地。包括基于日累計(jì)光照量的植物補(bǔ)光方法、番茄產(chǎn)量預(yù)測模型等一系列創(chuàng)新種植技術(shù)，也開始運(yùn)用或推廣至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線。(杜娟)