一群青年人的农业实验：不靠天不靠地，种菜还能靠什么？
一群青年人的农业实验：不靠天不靠地，种菜还能靠什么？
50多年前，在崇明岛的滩涂荒地，数万人凭着超强的体力和毅力，围垦造田，解决上海老百姓的吃饭、吃菜难题。时光轮转，在同一片土地上，关于农业的新一轮“速度与激情”正在发生。一群青年人以近50立方米的集装箱为试验场，在国内首场完全人工光型植物工厂种植比赛中，利用计算机、大数据、AI控制等 “新农具”和“新农资”，比拼效率与操作。
如何摆脱靠天吃饭、如何提高作物的市场化率……一场比赛虽已落下帷幕，但新一代农人们的交流与碰撞仍将继续。他们正试图回答，中国农业现代化的未来。
“工农联合”
来自上海农科院的“95后”姑娘张滢钰，本科报考园艺专业时没想过，有一天自己会研究种菜。
原本，她的职业规划很简单。“毕业之后可以去植物园或者园林设计公司，每天和花花草草打交道。”一场作为交换生的荷兰之行，彻底扭转了曾经的想法。
张滢钰还记得，第一次走进现代化玻璃温室的震动。“在传统印象里，农业是‘面朝黄土背朝天’。但是，荷兰温室就像是现代化工厂，数千平方米的空间里，只需要一两名管理者，通过控制屏就可以实时监控温室环境。硬件设计也充满了细节，是一代又一代人改进后的成果。”这为她打开了大农业的广阔视野，此后，张滢钰继续攻读植物科学硕士，还额外选修多门课程，既有机器学习、生态学建模，也有视觉识别，遥感技术等。
“工农联合”，是农业现代化的发展趋势，也是本届光明多多垂直农业挑战赛里的高频词汇。它的含义在于，以物联网、大数据、人工智能、机器人等技术为支撑，调控和改善生物生长环境，让农业产量、品质更加稳定可控。
大赛选定的全人工光植物工厂，正是考验植物脾性了解程度的极佳试验场。温度、光照、空气、肥料等关键指标全部私人定制，且种菜人不必亲临现场，通过电子传感器、视觉识别等技术与植物“在线相见”，并搭建算法模型辅助种植策略，实现与植物对话。
集装箱里成长中的翠恬生菜。
“植物需要什么，我们就给予什么。”来自中国农业大学的“赛博农人”队，长期从事设施园艺环境工程研究，今年已经是第三次参加大赛。此前，他们积累的营养液配方动态调整技术被写成科普论文，所有数据也已嵌入模型形成标准算法，在北京小汤山基地应用。
出身农学的青年人，虽然入行的机缘不一，却都有着一致的愿景——打破刻板印象，把农业做出“新鲜感”。“很多人有一个误区，认为农业很土，AI很高大上，并不会把这两者联系到一起。但其实，AI说白了就是数学问题，把一些简单的原理应用到农业生产，两者都很贴近我们的日常生活。”
而曾经对农业全然陌生的工科人，在细致观察植物生长的日夜里，逐渐体会到交叉学科思维碰撞的乐趣。上海交通大学“生生不息”团队的焦隆就读于能源动力专业研究生二年级，此前参与过海上作业等极端环境下无能耗种植平台的研究，他与成员们共同开发了海水淡化系统，结合水培技术，搭建起一套自动化种植平台，实现了“海上也能吃到新鲜蔬菜”的目标。
“工科项目里的研究对象，往往存在一个或几个最优解。”这一年多来，焦隆最大的感受是，也许农业并不存在单一的最优解。比如研发海水淡化蒸馏器，就是尽可能提高它的产水率，目标很明确。但是在生菜种植上，到底是追求总产量、品质，还是单位能耗下的产量，针对这些要素的平衡，将会导向很不一样的种植策略。在他看来，“这也是农业有趣的地方。”
本次大赛的四个集装箱式植物工厂将成为拼多多与光明母港共建的农研基地，继续用于垂直农业的研究与探索。
植物生长的变量
植物平时看上去很安静，对于外部世界的反馈，实则远比想象的要热闹许多。比赛择定的“翠恬”品种，因其娇嫩的特性，更是将变量推向极致。种植策略的细微差异，都极大地影响着成品的表现。
“决赛最大的看点，就是农学团队与工学团队的较量。”中国农业大学教授贺冬仙认为，两者的区别在于，农业学者习惯从作物栽培的需求与规律入手，将传统种植经验与人工智能结合，获取更佳的种植结果；工科专家则将生菜种植作为应用场景，以前沿技术解决农业生产的现实难题。
最终夺冠的上海农科院队，胜在将传统经验与前沿技术结合。团队开发了一套智慧种植决策管理系统，融合植株的生长模型、光截获模型、蒸腾模型等算法，实时收集各类传感器回传的数据，并在模型的实时模拟预测结果基础上，结合农事经验，及时做出决策判断。“经验是AI学习的养料，它决定了用以支撑模型数据的准确性，反过来，模型的持续演化，可以预判植物的生长趋势。”团队成员钱婷婷解释。
图为大众评审试吃的“翠恬”生菜。
最终，上海农科院团队最后一茬生菜的生产效率达到每天每平方米0.18千克，大概是传统生产的5.4倍。而根据成员们的测算，如果增加种植架层数，提高空间利用效率，生产效率可能达到每天每平方米0.4千克的国际先进水平。
从路径来看，专家学者都将植物需求视作种植的落点。而具体到产量、口感、能耗等商品化指标，并不像解方程式一样，有统一的答案。正如焦隆感受到的那样，各队的侧重，导向了完全不同的种植策略、技术及成果。
“当温光水气肥等条件适宜，生菜便会快速生长。而悖论在于，长得太快，生菜容易烧心，影响品质。”围绕着产量和品质，“赛博农人”队的成员们曾经纠结过，在最后一茬还是选择牺牲部分产量，改善整齐度、感官、商品率等品相指标。
上海交大团队在能耗上的表现，赢得了其他团队的目光。成员们对集装箱进行了规则允许范围内的硬件改造，并构建一套环控系统降低能耗。数据显示，团队第三轮种植的日能耗比第一轮节省了17%左右。并且，这一数值的前提是，第三轮外界温度要比第一轮高出9℃以上。
本次决赛在上海崇明的光明母港垂直农业研究中心进行。
最后一公里
比赛落下帷幕，这群青年人也将回到学校和科研院所，继续完成自己的学业和课题。但这场比赛还需要回答的一个问题是，农研如何打通从科研到产业的“最后一公里”？
在上海市农业科学院园艺所所长朱为民看来，植物工厂是上海推进的一个重点方向，在城市空间中推进植物工厂大有可为。“我们向城市要空间，城市的公共区域、超市、家庭都能成为有效的植物工厂。搞农业的、搞信息化的、搞能源的，聚在一起想办法怎么种出更多的、更好吃的菜，也只有这样，农业才能真正地现代化。”
通过人工调节温、光、水、肥，集装箱内一年可以培育10茬甚至11茬生菜，也显示出植物工厂在育种方面的优势。通过缩短育种周期，植物工厂相当于育种“加速器”，帮助科研人员在有限时间里，研发出更多科研成果，为现代育种产业提供技术支撑。
参赛队伍“生菜快长”队，就特别关注到了“产销对接”问题，希望在农业生产以及流通的格局上进行突破和创新。他们结合视觉识别模型与植物生长模型，设计了生菜重量预测算法。基于预测值，种植者可以提前安排采收工人、联系收购商，也可按需定产，反向指导生产端的种植计划。“未来，消费者可以知道这批菜具体的上市时间，且品质、成本、质量都可控。”团队将之总结为，“让国内更多农产品从现货变为期货”。
通常，35天左右，一棵生菜就能从种苗长大成熟。
“光明多多农业挑战赛圆满结束，可还有一个更大的赛道远没结束，那就是农业技术发展的‘超车之路’。”光明母港（上海）种业科技有限公司执行董事、总经理褚伟琦说，一场比赛，不是为了比个高下、分个输赢、博个眼球、赚个流量，而是要以赛会友、以赛促发展。“创新永远在路上”。
把技术方案应用到广袤的田间地头，让青年科学家的聪明才智与时代的需求结合起来，助力农户增收与乡村振兴，才是一场比赛的应有之义。拼多多党委书记、高级副总裁王坚表示：“这次比赛让我们看到汗水农业向智慧农业转型的方向与路径。我们将持续举办创新赛事，鼓励大家把论文写在大地上，把成果留在农民家。”返回搜狐，查看更多
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