“碼農(nóng)也是農(nóng)”,90后博士集裝箱里“拼”種菜,多項成果達(dá)國際領(lǐng)先水平
來源:每日經(jīng)濟(jì)新聞作者:楊昕怡2025-01-02 09:20

“這是我們第一次在植物工廠把‘優(yōu)雅’生菜種得這么大。”看著45天里種出的460克“菜王”,葉菜俠隊隊長解曉巍期待著賽后和其他“學(xué)院派”團(tuán)隊的博士隊員們討論合作,“看看能不能出個課題或?qū)W術(shù)論文?!?br/>

創(chuàng)新的實踐型比賽課題、“學(xué)院派”和“產(chǎn)業(yè)派”的同臺競技及以賽促學(xué)的氛圍,這些是“多多農(nóng)研科技大賽”一直以來的“打開方式”。

2024年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。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(jìn)行生菜生產(chǎn),吸引了16支隊伍的142位國內(nèi)外青年專家學(xué)者報名,最終6支隊伍晉級決賽。

決賽種植結(jié)果顯示,有4支隊伍在播種后的38天至42天均實現(xiàn)了單株生菜重量超150克,達(dá)到國際領(lǐng)先水平。而綜合各項評分,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)賽博農(nóng)人隊奪冠,上海農(nóng)科院團(tuán)隊獲二等獎,來自山東農(nóng)業(yè)科技有限公司的葉菜俠科技隊以及國家農(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。

作為本次大賽的評委之一,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李道亮表示,多多農(nóng)研科技大賽的評選維度越來越多元,2024年多支參賽隊伍在空間利用上的創(chuàng)新方案讓他印象深刻,“未來在農(nóng)業(yè)上一定是多層次、多學(xué)科的交叉創(chuàng)新,本次大賽在比賽議題設(shè)置、團(tuán)隊構(gòu)成等方面都和這一大趨勢是高度契合的。”

以農(nóng)業(yè)為“根”的拼多多自2020年起就開始為“新農(nóng)人”們提供這一切磋交流的平臺,致力于探索、培育農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力,讓中國的數(shù)字農(nóng)業(yè)方案在更多的土地上生根發(fā)芽。

“大賽自啟動以來,便承載著探索農(nóng)業(yè)科技新邊界、賦能現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型、助力鄉(xiāng)村振興的崇高使命?!逼炊喽喔呒壐笨偛谩⑹紫l(fā)展官朱政在本次大賽的頒獎典禮上表示,“通過大賽,我們也欣喜地看到,青年科學(xué)家們不僅將論文寫進(jìn)植物工廠里,更將成果留在了千家萬戶中?!?/p>

集裝箱種菜再提速,多項賽果比肩國際水平

“我們團(tuán)隊2024年做了很多方案改進(jìn),栽培面積、產(chǎn)量等多項數(shù)據(jù)和2023年比賽相比有了顯著提升?!闭劶氨敬伪荣惖谋憩F(xiàn)時,多支隊伍的隊員都像賽博農(nóng)人隊隊長楊浩一樣,將“提升”變成了回答中的高頻詞。

提升出現(xiàn)在反映種植能力的方方面面上。據(jù)了解,本次比賽的數(shù)據(jù)結(jié)果主要圍繞產(chǎn)量、品質(zhì)、能耗三個基本維度,每一維度下另有多項細(xì)分指標(biāo)。

“能直觀感受到大賽的評選維度越來越豐富了,2024年選手們的表現(xiàn)也很優(yōu)異,前兩名比分非常接近?!币娮C著大賽的日漸成熟,評委李道亮在2024年格外關(guān)注各支隊伍的投入產(chǎn)出比,“我個人更看重投入產(chǎn)出比,因為這會影響到方案的推廣?!?/p>

令人滿意的投入產(chǎn)出比,意味著在低能耗、小空間的情況下,生產(chǎn)出盡可能多且好的作物。讓李道亮“眼前一亮”的是,不同團(tuán)隊在空間利用上的奇思妙想。

例如,為了將種植區(qū)面積最大化,上海農(nóng)科院團(tuán)隊在集裝箱內(nèi)“動態(tài)”種菜,設(shè)計了一套移動式垂直吊掛栽培架,將水平的層架轉(zhuǎn)變?yōu)槊恳涣袨橐粋€種植單元的垂直設(shè)計。

得益于這一創(chuàng)新的種植模式,該團(tuán)隊創(chuàng)造出了最大的種植規(guī)模,共播種了1740粒種子,定植株數(shù)為1682株。隊長苗辰指出,“我們的用氣量、用水量和用電量看似中規(guī)中矩,但平均到每千克產(chǎn)量上,(相比2023年參賽,對能耗的節(jié)約)有了大幅度的提升?!?/p>

據(jù)苗辰介紹,本次比賽中,團(tuán)隊方案的單茬產(chǎn)量突破300千克,其中A級產(chǎn)量達(dá)270.8千克,占總產(chǎn)量的90%;單位面積產(chǎn)量達(dá)0.28千克/平方米/天,每千克蔬菜的耗電量為12.2千瓦時。

經(jīng)團(tuán)隊核算,1千克生菜的直接生產(chǎn)成本為10.7元。而記者在盒馬、七鮮等多家線下商超走訪看到,傳統(tǒng)種植模式下的高原生菜每千克售價約為11元。對比之下,足以見得其方案規(guī)?;虡I(yè)推廣的可行性。

值得注意的是,本次大賽中的多項成果已達(dá)國際領(lǐng)先水平。冠軍隊伍賽博農(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。

決賽階段,賽博農(nóng)人隊敏銳地捕捉環(huán)境的變化,進(jìn)行了大膽創(chuàng)新,將外界冷源系統(tǒng)引入。這一嘗試使得該隊在栽培面積提升2倍多、產(chǎn)量增加近6倍的情況下,“空調(diào)能耗占比從2023年的80%然后降到了30%。”

“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)?!标犻L楊浩表示。

面對多項創(chuàng)新農(nóng)技帶來的數(shù)據(jù)提升,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、本次賽事評委之一賀冬仙在大賽終期評審時評價稱:“這次比賽(部分成果)在中國絕對是Top水平的,個人認(rèn)為已經(jīng)到了國際水平。”

“碼農(nóng)也是農(nóng)”,多門派共推農(nóng)業(yè)天花板

多多農(nóng)研科技大賽,和多數(shù)人對農(nóng)業(yè)比賽的想象不同之處還在于,參賽隊員的多元化。參賽隊員在年齡、社會身份甚至學(xué)科背景上都存在著差異。

決賽隊伍中,占比較多的是95后高學(xué)歷“新農(nóng)人”。其中,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,由11位跨學(xué)科博士組成,是本屆大賽人均學(xué)歷最高的團(tuán)隊。

“智慧農(nóng)業(yè)是非常綜合的學(xué)科,需要各種專業(yè)知識背景的人。比如做智慧管控,需要學(xué)計算機(jī)、自動控制的人才;設(shè)計溫室結(jié)構(gòu)、植物工廠結(jié)構(gòu)時,需要機(jī)械專業(yè)的;調(diào)光、水肥時,又需要水土工程、栽培行業(yè)的等?!本G葉先鋒隊隊員孫維拓表示,發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力需要復(fù)合型人才,“只有這些專業(yè)融合在一起,才能真正實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)?!?/p>

“碼農(nóng)也是農(nóng)”,墨泉隊隊長秦楚漢笑稱,此前他在加拿大學(xué)習(xí)了多年計算機(jī)專業(yè)。此次比賽中,他和團(tuán)隊訓(xùn)練了3個模型來解決種植數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)、量不達(dá)標(biāo)的問題,“在有這么多環(huán)境變量的情況下,人腦肯定會越來越難以計算或難以達(dá)到理想結(jié)果。如果可以結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、視覺識別(進(jìn)行種植),我相信一定會有非常大的價值?!?/p>

集裝箱不僅是賽場,更像是一個集百家之長的學(xué)術(shù)論壇,來自不同領(lǐng)域的觀念在此碰撞、交融。本科農(nóng)學(xué)專業(yè)、碩士為園藝方向的苗辰記得,在集裝箱的前期建設(shè)過程中,他向計算機(jī)背景的參賽成員進(jìn)行了多次請教,“農(nóng)學(xué)、園藝專業(yè)的同學(xué)也要積極地以交叉學(xué)科的態(tài)度擁抱新知識、新技術(shù),才能夠進(jìn)一步發(fā)展我們所處的研究領(lǐng)域?!?/p>

除了標(biāo)準(zhǔn)的“學(xué)院派”,“產(chǎn)業(yè)派”的加入也為大賽提供了全新的“破題”視角和獨特的“解題”思路,將比賽的行業(yè)意義推向了新高度。

作為山東濰坊的“產(chǎn)業(yè)派”代表,解曉巍坦言,他們將比賽的重心放在了和供應(yīng)商合作的一套全新環(huán)境控制系統(tǒng)上,“我們自己作為企業(yè),要去開發(fā)產(chǎn)品、去銷售,所以我們更關(guān)注人工智能種植真正具備的解決問題的能力有多少?!?/p>

解曉巍在2019年成立了一家專注于沙拉菜、中國菜、中草藥材、合成生物等綠葉草本類作物標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工藝研究的企業(yè)。在是否要參加本屆比賽的決定上,他曾猶豫過,擔(dān)心比得不好。然而,前來參賽的收獲遠(yuǎn)超他的預(yù)期——一顆重達(dá)460克的“菜王”,還有一群愿意和他探討“菜王”是如何誕生的“學(xué)院派”伙伴。

把科技的種子,撒向更多的土地

既然農(nóng)業(yè)是與全球人類生計最為相關(guān)的產(chǎn)業(yè),那么農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究絕不應(yīng)該是小模型里的一次理想實驗,而需要我們從廣袤的土地中真真切切地捧出果實來。

楊浩介紹,團(tuán)隊在第一屆比賽中沉淀的移動式補(bǔ)光技術(shù)已申請國家發(fā)明專利,應(yīng)用于北京小湯山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園,“當(dāng)時在示范園區(qū)的5000平方米草莓薄膜連棟溫室里得到應(yīng)用,效果特別好,種植出的草莓特別喜人?!?/p>

此外,賽博農(nóng)人隊還將基于離子濃度的營養(yǎng)液精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)申請了國際專利,目前正與北京首農(nóng)翠湖工場進(jìn)行合作,在他們的玻璃連棟溫室中種植番茄。

本屆比賽里,多個團(tuán)隊也已將成果推向了更多的應(yīng)用場景。綠葉先鋒隊隊長魏曉明介紹,結(jié)合比賽中環(huán)境控制的相應(yīng)成果,團(tuán)隊形成了一套完整的、在北方可復(fù)制的裝備式柔性日光溫室系統(tǒng),并在2024年全國設(shè)施蔬菜的主推溫室棚型結(jié)構(gòu)中進(jìn)行規(guī)?;茝V。

朱政發(fā)言表示,截至目前,已有多項大賽成果被寫進(jìn)論文或進(jìn)入專利實審受理階段,涉及植物工廠環(huán)境優(yōu)化技術(shù)和調(diào)控方法、營養(yǎng)液動態(tài)調(diào)整技術(shù)等。同時,已有部分科研成果比如溫室種植、無土栽培、AI種植等多個前沿項目成功進(jìn)行轉(zhuǎn)化,廣泛應(yīng)用于遼寧、安徽和云南等地。包括基于日累計光照量的植物補(bǔ)光方法、番茄產(chǎn)量預(yù)測模型等一系列創(chuàng)新種植技術(shù),也開始運(yùn)用或推廣至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線。

與此同時,“多多農(nóng)研科技大賽”也堅持與時俱進(jìn),聚焦農(nóng)業(yè)前沿的發(fā)展所需,設(shè)置真正有價值、有挑戰(zhàn)性的賽題,從而吸引更多愛農(nóng)、懂農(nóng)的人才來到這里。

秦楚漢告訴記者,“在2023年第三屆大賽舉辦時,我們就了解到了這一比賽。不過當(dāng)時的比賽主要是統(tǒng)一的硬件,比拼的更多是園藝種植方面的技術(shù),不是我們最大的強(qiáng)項,但2024年了解到每支隊伍可以自己設(shè)計、改建集裝箱并進(jìn)行種植,于是我們就來參賽了?!?/p>

“未來,拼多多將繼續(xù)堅持在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的投入,更好地服務(wù)于鄉(xiāng)村振興?!敝煺l(fā)言表示,“通過多多農(nóng)研科技大賽這樣的好平臺,深化農(nóng)業(yè)科技研究與應(yīng)用,加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合,不斷創(chuàng)新比賽形式與內(nèi)容,強(qiáng)化農(nóng)業(yè)科技人才培養(yǎng)與引進(jìn),為推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)中國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)更多的‘多多’力量。”

責(zé)任編輯: 陳勇洲
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