“码农也是农”,90后博士集装箱里“拼”种菜,多项成果达国际领先水平
来源:每日经济新闻作者:杨昕怡2025-01-02 09:20

“这是我们第一次在植物工厂把‘优雅’生菜种得这么大。”看着45天里种出的460克“菜王”,叶菜侠队队长解晓巍期待着赛后和其他“学院派”团队的博士队员们讨论合作,“看看能不能出个课题或学术论文。”

创新的实践型比赛课题、“学院派”和“产业派”的同台竞技及以赛促学的氛围,这些是“多多农研科技大赛”一直以来的“打开方式”。

2024年12月27日,2024光明多多垂直农业挑战赛暨第四届“多多农研科技大赛”收官。本届大赛要求参赛队伍在规定的预算范围内,将一只20英尺的集装箱改造为“新农田”,并设计智慧种植方案进行生菜生产,吸引了16支队伍的142位国内外青年专家学者报名,最终6支队伍晋级决赛。

决赛种植结果显示,有4支队伍在播种后的38天至42天均实现了单株生菜重量超150克,达到国际领先水平。而综合各项评分,中国农业大学赛博农人队夺冠,上海农科院团队获二等奖,来自山东农业科技有限公司的叶菜侠科技队以及国家农业智能装备工程技术研究中心和北京市农业技术推广站联合组建的绿叶先锋队并列第三。

作为本次大赛的评委之一,中国农业大学教授李道亮表示,多多农研科技大赛的评选维度越来越多元,2024年多支参赛队伍在空间利用上的创新方案让他印象深刻,“未来在农业上一定是多层次、多学科的交叉创新,本次大赛在比赛议题设置、团队构成等方面都和这一大趋势是高度契合的。”

以农业为“根”的拼多多自2020年起就开始为“新农人”们提供这一切磋交流的平台,致力于探索、培育农业新质生产力,让中国的数字农业方案在更多的土地上生根发芽。

“大赛自启动以来,便承载着探索农业科技新边界、赋能现代农业转型、助力乡村振兴的崇高使命。”拼多多高级副总裁、首席发展官朱政在本次大赛的颁奖典礼上表示,“通过大赛,我们也欣喜地看到,青年科学家们不仅将论文写进植物工厂里,更将成果留在了千家万户中。”

集装箱种菜再提速,多项赛果比肩国际水平

“我们团队2024年做了很多方案改进,栽培面积、产量等多项数据和2023年比赛相比有了显著提升。”谈及本次比赛的表现时,多支队伍的队员都像赛博农人队队长杨浩一样,将“提升”变成了回答中的高频词。

提升出现在反映种植能力的方方面面上。据了解,本次比赛的数据结果主要围绕产量、品质、能耗三个基本维度,每一维度下另有多项细分指标。

“能直观感受到大赛的评选维度越来越丰富了,2024年选手们的表现也很优异,前两名比分非常接近。”见证着大赛的日渐成熟,评委李道亮在2024年格外关注各支队伍的投入产出比,“我个人更看重投入产出比,因为这会影响到方案的推广。”

令人满意的投入产出比,意味着在低能耗、小空间的情况下,生产出尽可能多且好的作物。让李道亮“眼前一亮”的是,不同团队在空间利用上的奇思妙想。

例如,为了将种植区面积最大化,上海农科院团队在集装箱内“动态”种菜,设计了一套移动式垂直吊挂栽培架,将水平的层架转变为每一列为一个种植单元的垂直设计。

得益于这一创新的种植模式,该团队创造出了最大的种植规模,共播种了1740粒种子,定植株数为1682株。队长苗辰指出,“我们的用气量、用水量和用电量看似中规中矩,但平均到每千克产量上,(相比2023年参赛,对能耗的节约)有了大幅度的提升。”

据苗辰介绍,本次比赛中,团队方案的单茬产量突破300千克,其中A级产量达270.8千克,占总产量的90%;单位面积产量达0.28千克/平方米/天,每千克蔬菜的耗电量为12.2千瓦时。

经团队核算,1千克生菜的直接生产成本为10.7元。而记者在盒马、七鲜等多家线下商超走访看到,传统种植模式下的高原生菜每千克售价约为11元。对比之下,足以见得其方案规模化商业推广的可行性。

值得注意的是,本次大赛中的多项成果已达国际领先水平。冠军队伍赛博农人队的最终栽培面积生产效率为0.33千克/平方米/天,目前日本植物工厂领军企业未来公司的该项数值为0.3~0.45千克/平方米/天。

决赛阶段,赛博农人队敏锐地捕捉环境的变化,进行了大胆创新,将外界冷源系统引入。这一尝试使得该队在栽培面积提升2倍多、产量增加近6倍的情况下,“空调能耗占比从2023年的80%然后降到了30%。”

“如果将这套方案应用到大型植物工厂,每公斤生菜的用电成本可以降到行业领先的10度电以内。”队长杨浩表示。

面对多项创新农技带来的数据提升,中国农业大学教授、本次赛事评委之一贺冬仙在大赛终期评审时评价称:“这次比赛(部分成果)在中国绝对是Top水平的,个人认为已经到了国际水平。”

“码农也是农”,多门派共推农业天花板

多多农研科技大赛,和多数人对农业比赛的想象不同之处还在于,参赛队员的多元化。参赛队员在年龄、社会身份甚至学科背景上都存在着差异。

决赛队伍中,占比较多的是95后高学历“新农人”。其中,国家农业智能装备工程技术研究中心和北京市农业技术推广站联合组建的绿叶先锋队,由11位跨学科博士组成,是本届大赛人均学历最高的团队。

“智慧农业是非常综合的学科,需要各种专业知识背景的人。比如做智慧管控,需要学计算机、自动控制的人才;设计温室结构、植物工厂结构时,需要机械专业的;调光、水肥时,又需要水土工程、栽培行业的等。”绿叶先锋队队员孙维拓表示,发展农业新质生产力需要复合型人才,“只有这些专业融合在一起,才能真正实现智慧农业。”

“码农也是农”,墨泉队队长秦楚汉笑称,此前他在加拿大学习了多年计算机专业。此次比赛中,他和团队训练了3个模型来解决种植数据不够精准、量不达标的问题,“在有这么多环境变量的情况下,人脑肯定会越来越难以计算或难以达到理想结果。如果可以结合机器学习、视觉识别(进行种植),我相信一定会有非常大的价值。”

集装箱不仅是赛场,更像是一个集百家之长的学术论坛,来自不同领域的观念在此碰撞、交融。本科农学专业、硕士为园艺方向的苗辰记得,在集装箱的前期建设过程中,他向计算机背景的参赛成员进行了多次请教,“农学、园艺专业的同学也要积极地以交叉学科的态度拥抱新知识、新技术,才能够进一步发展我们所处的研究领域。”

除了标准的“学院派”,“产业派”的加入也为大赛提供了全新的“破题”视角和独特的“解题”思路,将比赛的行业意义推向了新高度。

作为山东潍坊的“产业派”代表,解晓巍坦言,他们将比赛的重心放在了和供应商合作的一套全新环境控制系统上,“我们自己作为企业,要去开发产品、去销售,所以我们更关注人工智能种植真正具备的解决问题的能力有多少。”

解晓巍在2019年成立了一家专注于沙拉菜、中国菜、中草药材、合成生物等绿叶草本类作物标准化生产工艺研究的企业。在是否要参加本届比赛的决定上,他曾犹豫过,担心比得不好。然而,前来参赛的收获远超他的预期——一颗重达460克的“菜王”,还有一群愿意和他探讨“菜王”是如何诞生的“学院派”伙伴。

把科技的种子,撒向更多的土地

既然农业是与全球人类生计最为相关的产业,那么农业技术的研究绝不应该是小模型里的一次理想实验,而需要我们从广袤的土地中真真切切地捧出果实来。

杨浩介绍,团队在第一届比赛中沉淀的移动式补光技术已申请国家发明专利,应用于北京小汤山现代农业科技示范园,“当时在示范园区的5000平方米草莓薄膜连栋温室里得到应用,效果特别好,种植出的草莓特别喜人。”

此外,赛博农人队还将基于离子浓度的营养液精准调控技术申请了国际专利,目前正与北京首农翠湖工场进行合作,在他们的玻璃连栋温室中种植番茄。

本届比赛里,多个团队也已将成果推向了更多的应用场景。绿叶先锋队队长魏晓明介绍,结合比赛中环境控制的相应成果,团队形成了一套完整的、在北方可复制的装备式柔性日光温室系统,并在2024年全国设施蔬菜的主推温室棚型结构中进行规模化推广。

朱政发言表示,截至目前,已有多项大赛成果被写进论文或进入专利实审受理阶段,涉及植物工厂环境优化技术和调控方法、营养液动态调整技术等。同时,已有部分科研成果比如温室种植、无土栽培、AI种植等多个前沿项目成功进行转化,广泛应用于辽宁、安徽和云南等地。包括基于日累计光照量的植物补光方法、番茄产量预测模型等一系列创新种植技术,也开始运用或推广至农业生产一线。

与此同时,“多多农研科技大赛”也坚持与时俱进,聚焦农业前沿的发展所需,设置真正有价值、有挑战性的赛题,从而吸引更多爱农、懂农的人才来到这里。

秦楚汉告诉记者,“在2023年第三届大赛举办时,我们就了解到了这一比赛。不过当时的比赛主要是统一的硬件,比拼的更多是园艺种植方面的技术,不是我们最大的强项,但2024年了解到每支队伍可以自己设计、改建集装箱并进行种植,于是我们就来参赛了。”

“未来,拼多多将继续坚持在农业领域的投入,更好地服务于乡村振兴。”朱政发言表示,“通过多多农研科技大赛这样的好平台,深化农业科技研究与应用,加强产学研用结合,不断创新比赛形式与内容,强化农业科技人才培养与引进,为推动农业可持续发展、实现中国的农业现代化建设贡献更多的‘多多’力量。”

责任编辑: 陈勇洲
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