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<随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c>拼(pin)多(duo)多領(ling)著(zhe)科(ke)研(yan)高(gao)材(cai)生(sheng)種(zhong)生菜(cai) 不(bu)靠(kao)土(tu)壤(rang)靠裝(zhuang)備(bei)，不靠天(tian)靠科技(ji)

沒(mei)土壤、没陽(yang)光(guang)，只(zhi)有(you)電(dian)能(neng)帶(dai)動(dong)装备運(yun)轉(zhuan)，植(zhi)物(wu)生長(chang)能突(tu)破(po)大(da)自(zi)然(ran)的(de)限(xian)制(zhi)嗎(ma)？

近(jin)日(ri)，光明(ming)多多垂(chui)直(zhi)農(nong)業(ye)挑(tiao)戰(zhan)賽(sai)暨(ji)第(di)三(san)屆(jie)“多多农研科技大赛”比(bi)赛結(jie)果(guo)出(chu)爐(lu)。為(wei)了(le)种好(hao)壹(yi)棵(ke)生菜，15支(zhi)隊(dui)伍(wu)進(jin)入(ru)初(chu)赛，四(si)組(zu)團(tuan)队殺(sha)出重(zhong)圍(wei)，並(bing)最(zui)終(zhong)摘(zhai)得(de)一、二(er)、三等(deng)獎(jiang)以(yi)及(ji)“最高產(chan)量(liang)奖”“最佳(jia)節(jie)能奖”。

這(zhe)場(chang)比赛是(shi)一场工(gong)學(xue)與(yu)农学的精(jing)彩(cai)碰(peng)撞(zhuang)融(rong)合(he)，參(can)赛队伍突破学科壁(bi)壘(lei)，基(ji)於(yu)作(zuo)物生长模(mo)擬(ni)、大數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)和(he)终端(duan)智(zhi)能調(tiao)控(kong)的系(xi)統(tong)，讓(rang)植物工廠(chang)中(zhong)的生菜在(zai)生长速(su)率(lv)、能耗(hao)消(xiao)耗、經(jing)濟(ji)产量之(zhi)間(jian)求(qiu)得平(ping)衡(heng)，为最终农研成(cheng)果的商(shang)业化(hua)提(ti)供(gong)可(ke)行(xing)方(fang)案(an)。在新(xin)农人(ren)的眼(yan)裏(li)，他(ta)們(men)嘗(chang)試(shi)的垂直农业、設(she)施(shi)农业不僅(jin)是为了在不適(shi)合植物生长的地(di)方實(shi)現(xian)种植，突破生长限制，其(qi)种植過(guo)程(cheng)還(hai)是一场精密(mi)且(qie)復(fu)雜(za)的运算(suan)。

“在不适合植物生长的地方实现种植”

模拟最理(li)想(xiang)生长環(huan)境(jing)

歷(li)時(shi)近5個(ge)月(yue)、工学和农学结合、控制能效(xiao)、平衡生长速率和产量……一群(qun)新农人为了让一棵生菜长得更(geng)好，共(gong)同(tong)参加(jia)了第三届“多多农研科技大赛”。

從(cong)全(quan)球(qiu)15支初赛队伍中脫(tuo)穎(ying)而(er)出的四支战队，由(you)幾(ji)十(shi)位(wei)不同领域(yu)、不同学科背(bei)景(jing)的年(nian)輕(qing)專(zhuan)家(jia)组成。他们尝试突破学科壁垒，合力(li)挑战在全封(feng)閉(bi)的集(ji)装箱(xiang)以更低(di)能耗种植更優(you)品(pin)質(zhi)、更高产量的全新生菜品种“翠(cui)恬(tian)”。

经专家評(ping)委(wei)審(shen)定(ding)，何(he)立(li)中博(bo)士(shi)带领的上(shang)海(hai)农科院(yuan)队最终摘得冠(guan)軍(jun)，并奪(duo)得“最高产量奖”。这支农学家团队曾(zeng)为我(wo)國(guo)南(nan)極(ji)科考(kao)队員(yuan)提供极端环境的蔬(shu)菜种植培(pei)訓(xun)。來(lai)自中国农业大学的“CyberFarmer”队榮(rong)獲(huo)大赛第二名(ming)与“最佳节能奖”。上海交(jiao)通(tong)大学博導(dao)鮑(bao)華(hua)带领的“生生不息(xi)”队与极星(xing)农业創(chuang)始(shi)人徐(xu)丹(dan)领銜(xian)的“LettUs Grow”队并列(lie)第三。

“学科与学科之间的融合，相(xiang)互(hu)配(pei)合的模式(shi)是非(fei)常(chang)難(nan)的。”光明母(mu)港(gang)农业事(shi)业部(bu)總(zong)監(jian)王(wang)金(jin)华坦(tan)言(yan)，“多多农研科技大赛”跨(kua)过了不同学科之间的鴻(hong)溝(gou)和壁垒，尤(you)其是让工学和农学相輔(fu)相成，这是一次(ci)打(da)破学科科研邊(bian)界(jie)的探(tan)索(suo)。

在获勝(sheng)的四组比赛团队，从事农学研究(jiu)的上海农科院团队长期(qi)探討(tao)研究溫(wen)室(shi)葉(ye)菜，如(ru)今(jin)正(zheng)考慮(lv)將(jiang)有工科和計(ji)算機(ji)背景的人员融入到(dao)农业技術(shu)人员的团队，後(hou)者(zhe)可以對(dui)农业生产产生指(zhi)导性(xing)，例(li)如叶菜生长过程所(suo)需(xu)的农藥(yao)量、生长周(zhou)期的特(te)质等。“要(yao)有工科背景的同行，甚(shen)至(zhi)团队要根(gen)据需求編(bian)織(zhi)相關(guan)专员。”王金华更为看(kan)中跨学科合作的重要性。

实際(ji)上，所有的参赛队伍对于新品种生菜翠恬的品性、特性、生长模型(xing)都(dou)不熟(shu)悉(xi)，加之外(wai)部环境不可抗(kang)的變(bian)量，都对参赛队伍产生了挑战。即(ji)便(bian)如此(ci)，四组参赛队伍以及组委會(hui)评委均(jun)認(ren)为，能在集装箱內(nei)達(da)到理想效果，解(jie)決(jue)种植过程中遇(yu)到的种种难點(dian)，才(cai)能更适用(yong)于商业化场景。

“从科研層(ceng)面(mian)看，多多农研科技大赛提供了一个較(jiao)为密闭的集装箱环境，可以給(gei)植物任(ren)何它(ta)需要的环境，比如增(zeng)加生菜喜(xi)歡(huan)的光、更适合的濕(shi)度(du)，探索植物在不同环境里的表(biao)现，为科研提供新的研究方向(xiang)。”徐丹直言，实驗(yan)就(jiu)是在摸(mo)索植物的上限和下(xia)限，将有利(li)于植物生长的條(tiao)件(jian)在植物工厂放(fang)大，人为制造(zao)出一个超(chao)越(yue)大自然的环境，最大限度挖(wa)掘(jue)植物生长的潛(qian)力。

不仅限于徐丹的团队，4个获奖团队都是在模拟植物生长需要的最理想的生长环境，不受(shou)制于自然条件、地勢(shi)、氣(qi)候(hou)等限制，也(ye)能对抗外界各(ge)种不可抗因(yin)素(su)，例如嚴(yan)寒(han)、病(bing)蟲(chong)害(hai)等。这意(yi)味(wei)着，未(wei)来，依(yi)靠电和水(shui)，就能構(gou)建(jian)一个超自然且适合植物生长的环境，在不适合植物生长的地方也能实现种植。

“我们相信(xin)设施农业是未来。”徐丹感(gan)慨(kai)于设施农业無(wu)限可能性，也是看到了工学、农学、计算机等学科专业交叉(cha)融合的未来。LettUs Grow队6人中，4人学农、2人对AI頗(po)有研究，他们包(bao)括(kuo)了生菜栽(zai)培专家、生菜生长模型专家、数据科学家、植物生理学专家、农业商业模式专家以及AI算法(fa)工程師(shi)。参赛团队“生生不息”只有一人懂(dong)农学，其余(yu)5人均是工学出身(shen)。

在大赛评委、中国农业大学教(jiao)授(shou)賀(he)冬(dong)仙(xian)看来，四支队伍各有千(qian)秋(qiu)。“决赛最大的看点是上海农科院队、LettUs Grow队代(dai)表的农学团队与上海交大‘生生不息’队、‘CyberFarmer’队代表的工学团队的较量。”兩(liang)者的區(qu)別(bie)在于，农业学者習(xi)慣(guan)从作物栽培的需求与規(gui)律(lv)入手(shou)，将傳(chuan)统种植经验与人工智能结合，获取(qu)更佳的种植结果；工科专家則(ze)将生菜种植作为應(ying)用场景，以前(qian)沿(yan)技术解决农业生产的现实难題(ti)。

“四支团队的决赛報(bao)告(gao)比初赛更加成熟，都将数字(zi)科技与农业緊(jin)密结合起(qi)来了。”中国工程院院士趙(zhao)春(chun)江(jiang)表示(shi)，“数字技术手段(duan)始终是一种工具(ju)和方法，要解决农业問(wen)题，必(bi)須(xu)将农业理解透(tou)徹(che)，如此，工学与农学的结合才会有更好的效果。”

可以說(shuo)，这并不仅仅是單(dan)一的农业种植比赛，更像(xiang)是一场科技技术的比拼。农业产业每(mei)一次的巨(ju)大升(sheng)級(ji)，都来自于前沿科学的驅(qu)动。为应对可能的变化，全球的頂(ding)尖(jian)机构都将数字化、信息化、智能化的探索作为首(shou)要發(fa)展(zhan)任務(wu)。正如徐丹所言，植物成熟度、成熟时间等信息都可以生成模拟算法，一边传给生产端，监控生长情(qing)況(kuang)，一边传给生产者，为采(cai)收(shou)与銷(xiao)售(shou)鋪(pu)路(lu)。

“追(zhui)求经济产量最大更重要”

反(fan)复拉(la)扯(che)只为降(jiang)低能耗

无論(lun)是口(kou)感最优，抑(yi)或(huo)是品相最佳，四支参赛队伍都不約(yue)而同地在产能和耗能中尋(xun)找(zhao)平衡。为了降低耗能，参赛团队可謂(wei)絞(jiao)盡(jin)腦(nao)汁(zhi)。“在集装箱这樣(yang)一个较为封闭的场景，耗能无非来自于空(kong)调，用来維(wei)持(chi)内部温度穩(wen)定时产生的能源(yuan)消耗，以及提供植物所需光照(zhao)时的能耗。”鄭(zheng)建鋒(feng)十分清(qing)楚(chu)翠恬生菜生长期内的耗能来自于哪(na)。

同样，三號(hao)集装箱的参赛团队LettUs Grow队队长徐丹也将关註(zhu)重点放在了控制耗能，即控制电耗。“降低电耗是实验过程中最难突破的点，会影(ying)響(xiang)成本(ben)以及推(tui)廣(guang)”，徐丹詳(xiang)細(xi)地舉(ju)例，生产1公(gong)斤(jin)生菜需要22度电，也就意味着每生产1公斤生菜，徐丹的团队仅在电費(fei)上就已(yi)经支出10元(yuan)，已经遠(yuan)超商业化时市(shi)场能接(jie)受的水平。

第三輪(lun)种植正值(zhi)室外温度快(kuai)速升高的5月，集装箱外的温度较高，各团队为保(bao)證(zheng)生菜品质需要保持较低的室内种植温度，由于内外温差(cha)较大，空调调降温負(fu)荷(he)不斷(duan)增加，直接产生了大量的电能消耗。在不改(gai)变外界环境条件和集装箱结构的传熱(re)特性前提下，CyberFarmer设计了一套(tao)控制系统，自主(zhu)控制各设备的运行和啟(qi)动，让整(zheng)个系统更加节能。

“植物有明期暗(an)期，要不停(ting)地開(kai)燈(deng)和关灯，温度设置(zhi)自然不同，空调运行也需要隨(sui)时调控。”郑建锋繼(ji)續(xu)解釋(shi)：空调確(que)保室温在19-22攝(she)氏(shi)度，并控制空调在暗期向明期转換(huan)期间不启动加温，在明期向暗期转换期间根据室内外温差判(pan)断是否(fou)启动降温，減(jian)少(shao)不必要的能耗。不仅如此，控制營(ying)養(yang)液(ye)供液泵(beng)在明暗期以合适的頻(pin)率间歇(xie)运行；前期不对营养液做(zuo)降温處(chu)理，仅在后期品质形(xing)成的关鍵(jian)时期进行降温处理……种种方式都在为控制能耗做努(nu)力。

毋(wu)庸(yong)置疑(yi)，工学背景的加持对能耗有了极佳的控制。郑建锋认为，如果将他们的种植方案运用到大型植物工厂，每千克(ke)生菜的耗电量可以降低到9.5度，“优于1千克生菜10度电的行业较高水平”。

一开始，郑建锋带领着团队CyberFarmer围繞(rao)生菜的商业性进行布(bu)局(ju)，并没有以最大生物量为唯(wei)一的衡量標(biao)準(zhun)，而是兼(jian)顧(gu)产量和品质的基礎(chu)上不断调整生长速度。保证生菜不燒(shao)心(xin)的同时，尽可能降低能耗，促(cu)使(shi)产量和品质同时达到优质水平。

郑建锋提出，要基于作物的生理反饋(kui)，实现植物工厂的智能环控。团队将生长速率作为环控的重要依据，當(dang)温光水气肥(fei)等条件适宜(yi)，生菜便会快速生长。而悖(bei)论在于，长得太(tai)快，生菜容(rong)易(yi)烧心，影响品质。团队将环控目(mu)标设定为，适度控制生长速率，不追求生物量最大，追求经济产量最大。

“要经济产量，也要品相品质好，是我们一开始给自己(ji)制定的目标。”郑建锋和团队希(xi)望(wang)借(jie)此机会验证植物工厂的产业化率，以便于后期推动设施农业的产业化发展以及快速的商业化。

在种植过程中，CyberFarmer根据前期的种植经验，制定了一条产量和品质能同时达到相对较优狀(zhuang)態(tai)的目标成长曲(qu)線(xian)，团队围绕这条曲线目标，实时调控翠恬生菜的实际生长速率和目标生长曲线保持一致(zhi)。

有趣(qu)的是，上海交大“生生不息”队这群参赛前没种过菜的工科专家，则利用专业特长构建了辅助(zhu)智慧(hui)栽培的信息化平臺(tai)。該(gai)平台不断叠(die)代，生菜快速增产，第三茬(cha)的生物量较第二茬增长86%，较第一茬增长135%。这让不少评审专家感慨，“如果多种几茬，冠军可能就是工学家了”。

在四支参赛队伍中，获得冠军的上海农科院队最后一茬生菜的生产效率达到0.18kg/m2/天。“此次赛用集装箱式植物工厂并非生产型，仅安(an)装了三层层架(jia)，如果增加种植架层数，提高空间利用效率，以我们的种植方案推算，生产效率完(wan)全可能达到0.4 kg/m2/天的国际先(xian)进水平。”何立中表示。在品质方面，上海农科院队送(song)檢(jian)生菜的可溶(rong)性糖(tang)含(han)量达到0.43%，为四支团队之最。

比赛期间，上海农科院队还开发了一套智慧种植决策(ce)管(guan)理系统。该系统融合植株(zhu)的生长模型、光截(jie)获模型、蒸(zheng)騰(teng)模型等算法，实时收集各類(lei)传感器(qi)回(hui)传的数据，尤其是利用深(shen)度相机多源采集圖(tu)像数据进行植株长势监測(ce)，可辅助有关光配方优化、环境调控、緩(huan)解烧心以及及时采收等方面的种植策略(lve)判断。

“自动化种植无需面朝(chao)黃(huang)土背朝天”

商业转化已有成效

“想要植物工厂产业化，农作物商品性就一定要好，这样才能取得一定的经济價(jia)值。”在三轮种植过程中，郑建锋相较于其他团队算得上是先行一步(bu)，一早(zao)就从商品化出发，考虑实验室长大的翠恬生菜要尽快落(luo)地和普(pu)及，优先考虑最佳经济产量的标准，而非最大生物量。CyberFarmer团队经过核(he)算，如果大规模生产，翠恬生菜单株成本可降到2.8元，已经较为接近市面上的生产成本，“单株按(an)照4元销售，平均五(wu)年能实现盈(ying)利”。

郑建锋和CyberFarmer团队设定，在大城(cheng)市内部或周边实现鮮(xian)食(shi)免(mian)洗(xi)生菜的就近供应，让高品质的蔬菜每天都能持续稳定供应消费者。

比赛伊(yi)始，单一的突出因素并不能成为跑(pao)贏(ying)的唯一指标，比赛结果之间的评分差異(yi)，是一个綜(zong)合性衡量之后的结果：要最大限度实现产量和算法的平衡。在专业评委评選(xuan)环节，王金华对比赛考量因素进行了解释，产量代表着每个团队的产出和产品质量，然后再(zai)评判基于智能化应用对生产的决策性指导的作用，最后将各項(xiang)因素综合考虑得出评分。

“大赛是希望能夠(gou)让更多学科走(zou)进农业，为农业強(qiang)国做出努力。”王金华解释稱(cheng)，举辦(ban)赛事的一个初衷(zhong)就是今后自动化种植方式，能够解决面朝黄土背朝天的传统种植方式，让更多的掌(zhang)握(wo)工学、计算机学技术背景的新科学人员願(yuan)意从事农学，技术扶(fu)持可以大幅(fu)改善(shan)从业环境。

拼多多黨(dang)委書(shu)記(ji)、高级副(fu)总裁(cai)王堅(jian)表示，“决赛队伍让我们看到汗(han)水农业向智慧农业转型的方向与路徑(jing)。拼多多将持续举办创新赛事，鼓(gu)勵(li)大家把(ba)论文(wen)寫(xie)在大地上，把成果留(liu)在农民(min)家”。就像是郑建锋团队在此前赛事中積(ji)累(lei)的营养液配方动态调整技术，目前已被(bei)写成科普论文，所有数据也已嵌(qian)入模型，形成了标准算法，正在北(bei)京(jing)小(xiao)湯(tang)山(shan)基地应用。

工学智能算法引(yin)入对环境的监控、生长預(yu)期预估(gu)能力等，为农学提供了有意的方式方法。计算机处理手段非常有效地控制了能耗，相较于传统农业种植，设施农业的产值效率已经提高了30%-50%，效能也较此前降低了近30%，王金华强调比赛得出的结果对智慧农业带来哪些(xie)作用时给出了上述(shu)数据，并认为“这些数据足(zu)以证明该项技术成果已经具备可推广性”。

当談(tan)及集装箱里的种植技术距(ju)離(li)商业化推广和落地还差什(shen)麽(me)，王金华强调，“尽管可复制推广，但(dan)我们需要将当前应用的系统完善，加速各个团队和企(qi)业之间的深入合作，持续将整个系统和生产过程深化和完善，最终形成一套具备可操(cao)作性和可实施性的生产系统加模型”。

作为参赛选手的徐丹认为，“从实验室走到商业化难点在于‘心理’，即便是采用无死(si)角(jiao)的远程监控，实时数据回传可查(zha)看情况，我们总是不放心实验室里的情况，仍(reng)需要有工作人员在现场以便不时之需”。“如果难以擺(bai)脱人力，就意味着应用场景的擴(kuo)大会受限，”徐丹直言，还是要解决设备的稳定性，那(na)些不能通过远程解决的问题才是需要解决的难点。

本届比赛结束(shu)后，作为主办方之一，拼多多鼓励获奖团队进一步完善农研成果，把技术方案应用到广袤(mao)的田(tian)间地頭(tou)，让青(qing)年科学家的聰(cong)明才智与时代的需求结合起来，助力农戶(hu)增收与鄉(xiang)村(cun)振(zhen)興(xing)。

首届“多多农研科技大赛”获奖团队“智多莓(mei)”就在比赛过程中看到技术产品化的市场前景，从而决定成立“智多莓”公司(si)，幫(bang)助中小种植者提升效益(yi)。目前，“智多莓”已形成智能灌(guan)溉(gai)、智能温室环控等硬(ying)件、軟(ruan)件、算法产品，截至今年一季(ji)度已在遼(liao)寧(ning)、雲(yun)南、安徽(hui)、内蒙(meng)古(gu)、上海、北京等地輸(shu)出40套系统，用于辅助草(cao)莓、藍(lan)莓生产。

在乡村振兴重点帮扶地云南省(sheng)怒(nu)江州(zhou)老(lao)窩(wo)村，“智多莓”为当地搭(da)建数字化草莓生产體(ti)系，使得老窝村草莓产业常用工成本下降30%以上，包括肥料(liao)支出减少2500元/畝(mu)、植保支出减少1000元/亩，草莓产量增加30%，有效助力了当地的农民增收与产业发展。

“拼多多連(lian)续举办了三届‘多多农研科技大赛’，我们希望借此促进农业领域的技术交流(liu)、创新和发展，推动我国农业技术的高质量发展。”王坚认为，这一赛事可以吸(xi)引更多的青年农业创新人才和优秀(xiu)的现代农业企业参与农业领域的科技创新，还可以促进农业科技成果的转化和应用，提高农业生产的效益和競(jing)爭(zheng)力，为农业高质量发展提供有力支持。

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