6月27日，上海崇明岛热浪翻滚，光明母港基地一个个陈列的集装箱内，清凉依旧。颗颗生菜在人工定制的“光温水肥气”中完成生长并顺利采摘，一场“没有土壤”的种植终极大比武宣告结束。
“光明多多垂直农业挑战赛”暨第三届“多多农研科技大赛”结果揭晓：自2022年7月27日大赛启动以来，经过初赛、决赛、大众评审品鉴以及专家闭门评审等多个环节，上海农科院团队获得一等奖及“最高产量奖”、Cyber-Farmer团队获二等奖及“最佳节能奖”、上海交大“生生不息”团队和Lettus Grow团队获三等奖。
设施农业向立体种植要食物
(资料图片仅供参考)
“有人认为农业很土，AI算法很高大上，但其实AI算法说白了就是破解一道数学题，把简单科学原理应用到农业生产，两者都很贴近我们的日常生活。”参赛队员们感慨道，“‘老把式’们正在老去，希望借助比赛呼吁更多跨界人才参与，共同完善农研技术，培养更多高素质农民。”这些“新农人”希望打破刻板印象，把农业做出“科技感”和“新鲜感”，吸引更多青年人投身农业。
科技是第一生产力，通过科技创新，我国农业生产效率和质量效益大幅提升。2022年我国农业科技进步贡献率达到62.4%，农业科技创新整体水平已经迈入世界第一方阵。处在世界百年未有之大变局，我国农业面临更加严峻的风险和考验，农业发展要赢得主动、赢得优势、赢得未来，科技引擎必须“马力”强劲。
这届比赛是一次“向设施农业要食物”的尝试。“‘多多农研科技大赛’，以探索前瞻性的智慧农业为宗旨，其赛马式的比拼方式为农业科研提供了崭新思路。”上海市农业农村委员会党组书记、主任冯志勇在当天的颁奖仪式上说。
据大赛评委、中国农业大学教授、国家中药材产业技术体系岗位科学家贺冬仙介绍，生产效率、能源利用效率和劳动效率是衡量现代农业发展水平最重要的3个指标。作为设施农业的前沿，“垂直农业”概念在美国一经提出，既让全球振奋，也因成本高昂备受质疑。全球遭遇能源危机，如何运用人工智能等前沿科技推进立体种植，同时有效控制成本，成为推广“垂直农业”的必解难题。
“我们连续举办了三届‘多多农研科技大赛’，希望促进农业领域的技术交流、创新和发展，推动我国农业技术的高质量发展。”拼多多党委书记、高级副总裁王坚表示，拼多多希望通过对农业科技的持续投入，完善现代化农业产业链，为我国广大农村地区的乡村振兴作出自己的贡献。
种菜“不靠天”到底有多难
“刚开始推广设施农业时，有农民反映，大棚可以住人，种地是肯定不行的。”上海市农业科学院园艺所所长朱为民介绍，如今我国设施农业面积已占世界80%以上，向智能转型已成为设施农业的重要趋势。设施农业在我国得到广泛推广应用的历程，就是科技赋能农业、创造富民产业的生动实践。
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，“光温水肥气”都需要人利用算法控制不同的参数实现，同时也依赖着工业化设备的稳定性。一旦设置不合理，将对植物生长产生毁灭性的打击。LED灯如何调配，营养液怎样配比，能耗又如何降低……如何精准调控集装箱，找到不同时段适应植物生长的“最优解”，这牵涉工学、农学等学科领域，考验着“新农人”的跨界能力。
植物的不同生长时期，对“光温水肥气”的需求对应着完全不同的环境参数。以本届“多多农研科技大赛”种植的“翠恬”生菜为例，“这个品种对环境非常敏感，温度升高1摄氏度就能看到它的外在形态会产生明显变化——可能会长得比较细长。如果对光配方进行调整，光照稍微弱一点强一点，叶面的颜色也会有变化。”上海农业科学院农业科技信息研究所研究员钱婷婷说。
大赛组委会介绍，普通生菜每千克成本大约4元至8元，而水平较高的植物工厂每生产1千克生菜需要消耗10度电，产品成本或达20多元。较高的价格阻碍了这些品质蔬菜进入大众餐桌。
降低能耗成本正是所有参赛团队的重要得分点。“赛博农人”队队长、中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室的郑建锋算了笔账，智能LED集装箱植物工厂的投入成本，大致可以分为能耗、人工、设备折旧和物资投入等几个部分；大规模种植下的统计成本，其中能耗就占据了20%，而光照投入又占据能耗成本的50%-60%。想要兼顾产量、品质和能耗成本，找到最佳平衡点，并不容易。不过，“赛博农人”队队员介绍，他们此次研究的种植方案如果运用到大型植物工厂，每千克生菜的耗电量可以降低到9.5度。
“要客观认识当前植物工厂技术的发展阶段。在技术应用早期一定是高投入的，随着技术的成熟和人对技术的熟练掌握，慢慢会实现性价比更高的规模量产和商业复制。发展未来农业的长期目标一定是比农民种植成本更低、产量更高、品质还更好。”贺冬仙认为，未来还要在提高能源利用率和生产效率上下功夫，调度包括企业在内的各方面资源力量，加快科技攻关。
智慧农业从种植源头提升效率
不仅要帮卖还要帮种，国内电商平台开启由种植端介入助农新时代，“多多农研科技大赛”正是其中一种有益探索。从解决终端销路、帮助农民口袋鼓起来，到畅通供应链促进农业升级，再到发展智慧农业从种植源头提升效率，农村电商正由浅入深重塑乡村价值链。
作为“接地气”的AI农技大赛，三届“多多农研科技大赛”都密切关注赛事期间产生的革新性成果以及成果的商业化可行性。首届“多多农研科技大赛”获奖团队“智多莓”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，帮助中小种植者提升效益。目前“智多莓”已研发智能灌溉、智能温室环控等硬件、软件、算法产品，并在辽宁、云南、安徽、内蒙古、上海、北京等地输出40套系统，用于辅助草莓、蓝莓生产。
在乡村振兴重点帮扶地云南省怒江州老窝村，智多莓公司为当地搭建数字化草莓生产体系，使得老窝村草莓产业日常用工成本下降30%以上、肥料支出减少2500元/亩、植保支出减少1000元/亩、草莓产量增加30%，有效助力当地农民增收与产业发展。
与前两届“多多农研科技大赛”挑战温室种植不同，本次比赛以集装箱式植物工厂为种植场景，最大程度阻隔外界环境影响，回归植物本身需求。当植物工厂的操控者成为植株的“奶爸”“奶妈”，如何实现高质量生产，成为关键难题。
本届比赛期间，上海农科院队开发了一套智慧种植决策管理系统，正在申请专利和软件著作权。该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，尤其是利用深度相机多源采集图像数据进行植株长势监测，可辅助有关光配方优化、环境调控、缓解烧心、及时采收等方面的种植策略判断。
从我国国情农情来看，人口众多、农产品需求数量超大且不断增长，与耕地、淡水等资源总量有限且分布不均存在突出矛盾，尤其需要充分发挥科技创新力量，提高农业土地产出率、劳动生产率和资源利用率，为我国农业实现由大到强的跨越提供强劲动力。
王坚表示，作为“腿上有泥”的新电商平台，拼多多始终将实现农业高质量发展作为重要立足点。平台自成立以来一直积极参与前端的农业科技创新，以“百亿农研”为抓手，持续举办“多多农研科技大赛”、“拼多多杯”科技小院大赛、全球农创客大赛等，以竞赛促进创新，以技术进步助力乡村产业高质量发展。
展望未来，伴随着互联网、5G、大数据、人工智能与农业领域的融合创新不断深化，农业智能化升级步伐必将加速。而把控源头产品质量、重塑高效供应链和产业链、助力“新农人”成长的农村电商，将成为推动农业农村现代化的重要引擎。
（实习编辑：李安）
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