12月27日，2024光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第四屆“多多農(nóng)研科技大賽”收官。經(jīng)過160多天的努力，六支決賽隊伍在單產(chǎn)、總產(chǎn)、種植效率、能耗等方面均取得了顯著突破。
最終，綜合各項評分，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)賽博農(nóng)人隊奪得冠軍，其憑借精準的數(shù)據(jù)分析和智能調(diào)控，將集裝箱種植生菜的栽培面積生產(chǎn)效率提升到了0.33千克/平方米/天，而每公斤生菜的耗電量降低至12.25千瓦時，達行業(yè)領(lǐng)先水平。
▲中國農(nóng)業(yè)大學(xué)校長、中國工程院院士孫其信為冠軍團隊賽博農(nóng)人隊頒獎。潘勇▕攝
上海農(nóng)科院團隊在約42立方米的空間中實現(xiàn)了一茬生菜超300公斤的產(chǎn)量突破，且綜合品相、食味俱佳，最終獲得本屆大賽二等獎和“最佳風(fēng)味獎”。
來自葉菜俠（山東）農(nóng)業(yè)科技有限公司的葉菜俠隊以及國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心和北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站聯(lián)合組建的綠葉先鋒隊，并列第三。此外，種出單株重達460克“菜王”的葉菜俠隊獲得“最高單株重量獎”，六支隊伍中用電量最低的上海交通大學(xué)室墨司源隊摘得“最佳節(jié)能創(chuàng)意獎”。
“多多農(nóng)研科技大賽”至今已舉辦四屆，本屆大賽要求參賽隊伍在規(guī)定的預(yù)算范圍內(nèi)，將一只20英尺的集裝箱改造為“新農(nóng)田”，并設(shè)計智慧種植方案進行生菜生產(chǎn)，吸引了16支隊伍的142位國內(nèi)外優(yōu)秀青年專家學(xué)者報名參與，最終六支隊伍成功晉級決賽。
“各參賽隊伍展現(xiàn)了卓越的技術(shù)實力與創(chuàng)新能力。”大賽評審組組長，中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江指出，大賽不僅體現(xiàn)了選手們在產(chǎn)學(xué)研用方面的深刻理解，更為植物工廠未來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗。
在頒獎典禮現(xiàn)場，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)校長、中國工程院院士孫其信表示，當(dāng)今時代進入了又一次創(chuàng)新浪潮，凸顯以人工智能和生命科技為代表的交叉融合創(chuàng)新模式，“在這樣的大背景下，拼多多和光明花博邨聯(lián)合舉辦這樣一種以支持青年人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為主題的大賽，對促進全社會科技進步，對以技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)升級，以新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化都具有十分重要的影響力”。
產(chǎn)業(yè)派、學(xué)院派攜手攻堅
過去五個半月，六支決賽隊伍在各自設(shè)計、改裝的集裝箱植物工廠內(nèi)展開AI種植生菜的攻堅。相比傳統(tǒng)種植，植物工廠具備高產(chǎn)高效、生態(tài)智能的優(yōu)點，但也面臨建設(shè)和運營成本高的行業(yè)難題。降本增效成為擺在各團隊面前的最大挑戰(zhàn)。
賽博農(nóng)人隊是上屆大賽“最佳節(jié)能獎”獲得者，在本屆大賽中大膽采用冷源接入、冷凝水回收等多源節(jié)能調(diào)控技術(shù)，但在種植架的設(shè)計上選擇了傳統(tǒng)的層架式。
12月6日，15位大眾評審對6支團隊種植的生菜進行食味品鑒。倪永孝▕攝
該團隊將集裝箱和自然環(huán)境設(shè)計為一體，在生菜生長明期，當(dāng)箱外溫度比箱內(nèi)低10攝氏度以上，或在生菜生長暗期，箱外比箱內(nèi)低7攝氏度以上，系統(tǒng)就會自動引入外界冷源進行降溫。決賽階段，賽博農(nóng)人隊抓住一波侵襲上海的寒潮，開啟了冷源接入系統(tǒng)，空調(diào)日能耗環(huán)比前日降低了56%。
對比上屆賽事，賽博農(nóng)人隊在栽培面積提升2倍多、產(chǎn)量增加近6倍的情況下，空調(diào)能耗占比反而下降了近70個百分點，成效顯著。
賽事組委會公布的數(shù)據(jù)顯示，賽博農(nóng)人隊的最終栽培面積生產(chǎn)效率為0.33千克/平方米/天，目前日本植物工廠領(lǐng)軍企業(yè)未來公司的該項數(shù)值為0.3-0.45千克/平方米/天。
“如果將這套方案應(yīng)用到大型植物工廠，每公斤生菜的用電成本可以降到行業(yè)領(lǐng)先的10度電以內(nèi)。”隊長楊浩表示，這次既“大膽”又“保守”的方案不僅獲得了很好的種植效果，也讓他們看到了其他團隊的創(chuàng)新與優(yōu)勢。
例如，上海農(nóng)科院團隊從規(guī)模化生產(chǎn)攤薄邊際成本視角出發(fā)，設(shè)計了一套高產(chǎn)、低耗的植物工廠方案。其核心是一方面通過創(chuàng)新設(shè)計吊掛式可移動栽培架，讓栽培架根據(jù)作物生長需要收縮或拓展，將集裝箱的空間利用率提升到了2.34；另一方面則通過大量前期和試種階段的光試驗，找到了適合生菜生長的低能耗光配方。
經(jīng)過50天的線上悉心“照顧”，上海農(nóng)科院團隊最終實現(xiàn)1680株、總重299.55千克的“大豐收”，其中A級商品達標率超90%，加上采樣及大眾評審環(huán)節(jié)采收的生菜，其一茬生菜的總產(chǎn)量達到302千克，排名第一。而折算栽培面積生產(chǎn)效率，該團隊取得了0.28千克/平方米/天的優(yōu)異成績。
▲上海農(nóng)科院團隊決賽期間給集裝箱植物工廠內(nèi)種植的“優(yōu)雅”生菜補光。倪永孝▕攝
冠軍爭奪僅在毫厘之間，在這場科技與農(nóng)業(yè)融合的比賽中，青年科學(xué)家各顯神通，充分調(diào)動創(chuàng)新智慧，將比賽推向新高度。
來自山東的“產(chǎn)業(yè)派”代表葉菜俠隊也不甘示弱，其采用植物生長環(huán)境線性控制系統(tǒng)搭配“豪華”的通風(fēng)設(shè)計，讓作物即便在人造環(huán)境下也能感受到自然的日出日落與清風(fēng)拂面，在足夠“松弛”的環(huán)境中收獲了單株均重超300克的好成績以及一株460克的“菜王”。
“這是我們第一次在植物工廠把‘優(yōu)雅’生菜種這么大，究其原因，我們無外乎將作物當(dāng)做人來照顧，想方設(shè)法讓它更舒適，但最終長這么大還是出乎意料。”賽后接受采訪時，葉菜俠隊隊長解曉巍尋求與“學(xué)院派”團隊合作，從學(xué)術(shù)角度對“浩克生菜”展開進一步的分析和研究。
六支隊伍中唯一省去“操作艙”的綠葉先鋒隊則打造了本屆大賽空間利用率的“天花板”——2.8。這意味著他們設(shè)計的立體式“新農(nóng)田”與相同占地面積的傳統(tǒng)田間種植方式相比，栽培面積是后者的2.8倍。這也為他們最終以近290千克的成績奪得產(chǎn)量第二名奠定了基礎(chǔ)。“賽后，我們將在結(jié)構(gòu)設(shè)計、環(huán)境控制、品質(zhì)營養(yǎng)、栽培工藝等方面繼續(xù)發(fā)力，爭取將中國的植物工廠做成世界領(lǐng)先的水平。”綠葉先鋒隊隊員孫維拓表示。
讓更多人吃上這“一箱子”成果
“農(nóng)為邦本，本固邦寧，科技創(chuàng)新是推動農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵引擎。”頒獎典禮上，拼多多高級副總裁、首席發(fā)展官朱政指出，拼多多攜手各方力量，搭建起一個開放、包容、合作的平臺，旨在激發(fā)社會各界對農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的熱情，共同探索智慧農(nóng)業(yè)的新路徑。
▲ 12月27日，拼多多高級副總裁、首席發(fā)展官朱政出席頒獎典禮并發(fā)言。潘勇▕攝
“垂直農(nóng)業(yè)進入中國20來年，技術(shù)不斷發(fā)展、效率越來越高，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用依然面臨不少挑戰(zhàn)，但大家仍一致認為，這是一個非常有前景且正確的方向。”優(yōu)勝獎獲得者、墨泉隊隊長秦楚漢表示，通過比賽交流獲取更多機會，“大家一起合力推高行業(yè)天花板，是非常有意義的事”。
在決賽的試種階段，六支隊伍都在主辦方提供的場地調(diào)試設(shè)備、生活吃住。最初大家有些拘謹，相互只是點頭之交，隨著日子一天天過去，產(chǎn)業(yè)派和學(xué)院派、南方與北方的藩籬逐漸被打破。
葉菜俠隊的集裝箱緊挨著上海農(nóng)科院團隊，隊員毛欣忙起來便經(jīng)常讓“鄰居”幫忙打飯，今年9月的崇明島很熱，“大家不熟時，都只能含蓄地拿東西扇風(fēng)，后來熟絡(luò)了也就不再拘泥，干脆脫了上衣干活”。
團隊成員生活上相互幫助，技術(shù)上也相互學(xué)習(xí)。上海農(nóng)科院團隊作為上屆比賽冠軍，本次與成功衛(wèi)冕失之交臂，隊長苗辰以跳高來形容自己的心情，“最能體現(xiàn)體育精神的就是跳高比賽，即使是冠軍選手也會選擇自己達不到的高度去挑戰(zhàn)，最后一跳注定失敗。求其上而得其中，這不能算是失敗，只能說有些小遺憾”。
他坦言，隊伍最初設(shè)定了每公斤生菜耗電量10度的目標，“我們現(xiàn)在已經(jīng)做到了12.2度電的水平，而賽博農(nóng)人隊在比賽中嘗試的冷源接入模式給我們很大的啟發(fā)，未來可以嘗試這樣的方法繼續(xù)降低空調(diào)能耗，攻關(guān)技術(shù)難點”。
室墨司源隊隊長熊元科也認同合作的力量。“比賽中，我們將大部分精力都放在了節(jié)能上，相應(yīng)的策略也取得了很好的效果。這些積累的成果與創(chuàng)意，可以與其他團隊或企業(yè)強強聯(lián)手，共同進步。”
以賽為媒、研以致用，賽事主辦方拼多多和光明花博邨一直致力于鼓勵和推動獲獎團隊進一步完善創(chuàng)新成果，將技術(shù)方案應(yīng)用到廣袤的田間地頭，用新技術(shù)煥活傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，形成品質(zhì)更穩(wěn)定、產(chǎn)品更標準、生產(chǎn)更可控的發(fā)展方式，進而有效提升農(nóng)業(yè)新質(zhì)供給的核心競爭力。
“通過比賽中創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用為新質(zhì)供給提供技術(shù)支撐，有助于滿足消費者對高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求，同時提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型。”朱政表示。
以葉菜俠隊為例，近年來，圍繞垂直農(nóng)場等新型栽培技術(shù)、依托山東制造的優(yōu)勢，形成了多套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的綠葉菜生產(chǎn)裝備體系，并在日本、韓國、阿魯巴、泰國等國家和地區(qū)落地了植物工廠模式。決賽期間，還有其合作方到現(xiàn)場觀賽，欲尋求集裝箱植物工廠合作方案。
墨泉隊的參賽方案也獲得了不少市場主體的青睞，目前正與上海餐飲企業(yè)合作，試種健康綠色的韭菜。該公司還與中東企業(yè)合作嘗試種植羅勒、芝麻菜等沙拉菜品種，在泰國嘗試種植草莓等非熱帶水果，希望將植物工廠技術(shù)推廣至更多地區(qū)。
“借助光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽搭建的合作平臺和交流通道，我們希望邀請更多心系農(nóng)業(yè)、情牽農(nóng)村的優(yōu)秀團隊，共同推動鄉(xiāng)村振興。”光明食品集團工會主席劉婧表示。
上?；ɑ軋@藝（集團）有限公司總裁佟德川則表示：“上花集團也將繼續(xù)與各方攜手共進，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)和市場對接的優(yōu)勢，以賽為媒，加大在農(nóng)業(yè)科技研發(fā)與應(yīng)用上的投入，將這些優(yōu)秀的成果在崇明、在上海乃至更廣闊的土地上推廣開來。”
