春寒料峭的崇明岛连续几天不见太阳，一场接一场的春雨让本不温暖的初春显得格外寒冷。与冷清的天气形成鲜明对比的是，光明母港基地上的“植物工厂”并没有受到外界环境的影响，翠绿的生菜正在茁壮成长。其对面四个泛着紫光的空置集装箱，或将在未来的90天内创造出中国最前沿的垂直农业技术。
一场“没有日照与土壤”的种植大比拼正式拉开帷幕。2月13日，光明多多垂直农业挑战赛暨第三届“多多农研科技大赛”决赛正式打响。来自京沪的4支团队同台竞技。他们将在位于上海崇明的集装箱种植赛场，利用LED照明、室内环境控制技术、营养模型、算法等远程控制作物生产所需的“温、光、水、肥、气”等要素，开启一场为期三个月的种植大比武。届时谁能以更低能耗种出更高产量、更好品质的“水果生菜”，谁就能赢得最终比赛。
▲ 本次决赛在上海崇明的光明母港垂直农业研究中心进行。莫斯提｜摄
本次大赛主办方之一、光明母港农业事业部总监王金华表示，通过比赛可以建立垂直农业标准化的模型，以平衡生产作物的单位成本，最终让消费者认知、接受。同时，通过各个学科对农业的加持，可以提升农业在整个社会的竞争力。
值得关注的是，2023年中央一号文件提出推动农业关键核心技术攻关，加快前沿技术突破；坚持产业导向，支持农业领域国家实验室、全国重点实验室、制造业创新中心等平台建设。拼多多高级副总裁朱建翀认为，作为中国最大的农产品上行平台，可以利用新模式、新技术推动农业数字化发展，希望通过科技带来农业领域的革命性变化。
“植物工厂”种菜 考验参赛选手“跨界”能力
在完全由人为控制的“植物工厂”——集装箱里种生菜，会是一种怎样的体验？这不是一个普通的实验，也不是一场平常的比赛，而是融合多个学科的前沿技术交流。让人工智能赋能农业，在没有“阳光和土壤”的环境里种出蔬菜，成为今年“多多农研科技大赛”决赛主题。
分出胜负并非最主要的目的，如何让人工智能与顶尖农人相互借鉴，打破立体种植技术瓶颈才是根本。
据拼多多方面介绍，此次进入决赛的共有4支团队，分别是上海农科院团队、上海交大鲍华团队、CyberFarmer团队以及Lettus Grow团队。此次也是农学家与工科博士的对阵，农业学者从作物栽培的需求与规律入手，将传统的种植经验与人工智能结合，以获取更佳的种植结果；而工科专家则将生菜种植作为应用场景，通过技术解决农业生产的现实难题。
▲ 上海市农业农村委员会副主任夏明林（左二）、上海市农业科学院副院长赵志辉（左四）、光明食品集团总经济师邵黎明（右一）、拼多多副总裁戴志辉（右三）为四支参赛团队颁发集装箱钥匙。
根据比赛规则，参赛队伍需要在90天内，在已改造好的20尺集装箱植物工厂内，完成三茬“翠恬”生菜的种植。他们可以利用LED照明、室内环境控制技术、营养模型、算法等远程控制作物生产所需的“温、光、水、肥、气”等要素，挑战以更低的能耗种植出产量更高、品质更好的生菜，设计产品最终形态，并验证商业化可行性。根据赛制，产量高、品质好、算法优且能耗低的团队将获得最后的胜利。
大赛指导单位上海市农业农村委员会副主任夏明林在当天的开赛仪式上表示，这四支团队，在工程、算法、栽培等方面都有着先进技术和丰富经验。两支来自北京，两支来自上海。京沪都是中国的科技高地，如何更好整合科技、人才、政策优势，有效破解资源瓶颈是我们共同的重大命题。
值得一提的是，与前两届大赛的智能温室种植相比，此次本赛难度有所升级。一方面，与温室种植相比，集装箱的种植环境主要依赖人工调节，对人工决策的容错率更低，挑战更大；另一方面，由于种植的是一种全新的生菜品种，参赛选手需要快速掌握作物的生长发育过程，这既考核了选手收集信息数据的能力，也对他们处理海量信息数据的能力提出了要求。
作为新型设施农业，集装箱垂直农场可以实现对环境要素的全面掌控。靠天吃饭很难，“没天可靠”是另一种难。如何精准调控集装箱，这牵涉工学、农学等学科领域，考验着参赛选手的“跨界”能力。
▲ 图为此次比赛使用的集装箱垂直农场及内部基础配套设施。空豆｜摄
“以前可能我们认为植物长成什么样子就是什么样子，但是当给我们在一个完全可控的环境，应该去探寻真正支持其产量和品质的更大潜力，对团队来说是一个新命题，也是一个很好的挑战。”“生菜快长”队长、极星农业创始人徐丹表示，“未来，设施农业应是跨学科、跨领域的综合体，需要大量传感器和大数据算法作为支撑，改变目前农业以经验种植为主的现状。”。
光明食品集团总经济师邵黎明表示，日新月异的科技为农业发展带来了前所未有的挑战和机遇。各参赛队伍通过探索垂直农业行业发展关键共性问题的解决之道，推动智慧农业快速发展。
加快创新成果转化 改变传统农业模式
农业科技成果转化率偏低，一直困扰着业界。破解科技与经济“两张皮”难题，是实现农业科技自立自强的关键所在。
可喜的是，多多农研团队已经迈出了一小步——第一届的优胜队智多莓队向昆明市滇池西岸的100余户草莓种植户提供AI种植支持服务。一季结束，农民发现2亩草莓地能比去年多赚了三四万元，而且还节省了将近4000元的肥料成本。
此次参赛队之一的上海农科院团队，曾为我国南极科考队员提供极端环境的蔬菜种植培训，不仅教他们如何在极地“种蔬菜”，并且如果南极温室遇到种植难题，科考队员只要将采集到的图像及电脑数据传回崇明温室内，上海农科院的研究人员便会提供指导和诊断分析，帮助科考人员在冰天雪地实现“蔬菜自由”。
上海农科院队队长何立中表示，植物工厂是一个复杂系统，而植物生长和发育也是一个复杂系统，如何实现植物工厂内植物的高效生产和资源的充分利用是行业研究的热点。希望通过本次赛事，为集装箱垂直农场的优质、高效、智慧生产提供解决方案。
LettUs Grow是四支晋级团队中唯一一支“企业队”。作为新一代的农业从业者，徐丹认为，现阶段，我国设施农业水平参差不齐，整体处于较低科技水平，但同时，从业人口的结构变化、以及消费者对食物需求的改变都给我国的农业发展提出了挑战。
“我们希望运用更少的土地、更少的自然资源和更少的人工，产出更多的蔬菜来保证菜篮子稳定。更重要的是，克服一些不利的自然条件因素，以实现一个跨地域、跨区域、跨时间的周年生产供应。此外，还要更加准确地把握作物需求，建立相关的植物模型。根据植物的需要，通过一系列物联网自动化的设备，实现植物高产的同时保证高品质。”谈及此次参赛目的，徐丹如此说道。
本次比赛中，除了赛事主办方提供的常规传感器之外，LettUs Grow计划运用团队成员最新的研究成果以及传感器，从而提高生菜产量和质量。
“科技的浪漫和魅力在于，你可以不仅仅只做一个围观者，更可以用它去做出一点点改变，让大家生活在你参与定义的世界里。”拼多多高级副总裁朱建翀表示，多多农研大赛要做的是邀请全球最聪明的大脑，在“城市农业如何用更少资源种出更多粮食”的命题上写出自己的答案。
探索垂直农业前沿技术 商业化指日可待
作为现代设施农业的一部分，集装箱植物工厂已经在逐渐被推广。
据中国科学院植物研究所植物工厂研发中心研究员郑延海介绍，“将‘植物工厂’引进校园，可以让学生们体验‘植物工厂’涉及的农业、生物、物联网、人工智能等多个学科内容，具有示范效应。”在郑延海看来，植物工厂或将成为中国农业发展的方向，它打破了万物生长靠太阳的传统观念，而且避免了春夏秋冬四季更迭对植物的制约，可以实现作物的连续生产。不仅如此，植物工厂不打农药，可以直接食用，也是提高人民健康生活的一个重要途径。
在光明母港农业事业部总监王金华看来，不管是集装箱种植还是植物工厂，都是一种生产形态。而通过大赛的形式，不仅可以让集装箱种植工厂模式形成标准化模型，平衡生产作物的单位成本，具备一定的竞争优势，更重要的是能够让消费者认知、接受，并且通过各个学科交叉融合提升农业在市场的竞争力。
不过，截至目前，国内外的植物工厂大都处于起步阶段，距离规模化商用尚有差距，成本高企仍是行业难题。在本届农研大赛上，选手们面临的新挑战就是“易推广”，对技术实力和成本控制有了更高要求。
郑延海指出，植物工厂的市场需要一个培育的过程，面临的挑战在于市场的接受度。如果消费者了解并且认可这个模式，那其产品自然会得到认可。不过，植物工厂产出的菜比普通蔬菜要贵一些，仍面临高成本的困扰。
王金华也持相同的观点，在他看来，植物工厂另一大难点在于能耗，占比植物工厂生产运营成本的40%至70%，如何降低能耗关系到产品推广与消费者利益的现实问题。
以常见的生菜为例，每生产1千克生菜需要消耗10度电，相当于6元。结合产量分析计算，每千克生菜的生产成本或高达20多元，价格阻碍了这些品质蔬菜进入大众餐桌。
未来，如何利用技术提高植物工厂农产品的市场竞争能力，怎样开拓并推广新的商业模式等都是从业者必须思考并给出答案的问题。
郑延海指出，随着技术水平的提高，成本下降以及人们认识的提升，再加上植物工厂面积越大，成本会逐渐降低。植物工厂将朝着让普通大众消费得起的目标去努力，但这也需要社会各界共同的努力，来实现推动进一步的发展。
王金华认为，植物工厂的能耗绝对值在同样的时间里是不变的，但是如果在同样时间里产能更大，且不断的提高机械设备的转化效率，可以降低单位生产成本，这种集装箱的生产具有市场推广的可行性。不仅如此，集装箱生产已经趋向小型化，阳台种菜和自家种菜也可以成为其商业化落地的又一个场景。
不容忽视的是，2023年中央一号文件提出推动农业关键核心技术攻关，加快前沿技术突破；坚持产业导向，支持农业领域国家实验室、全国重点实验室、制造业创新中心等平台建设。此次“植物工厂”大赛，正是从垂直农业的前沿技术探索出发，通过AI赋能农业最终实现商业化。
在业内看来，前端技术进步的一小步，是农业生产的一大步。这些基于科学实验的创新成果，将很快转化为现实生产力。这也是至今已举办三届的“多多农研科技大赛”一直在做的一件事，通过科技改变农业，服务社会发展的同时，让未来的农业迸发出更多的可能性。
