能源、AI、光配方……种一棵生菜的科技含量竟然这么高！

提起种菜，你会想到什么？是在乍暖还寒的天气里松土插苗，或是焦虑如何在适当的时候施肥除虫？是“看天吃饭”的碰运气，还是“面朝黄土背朝天”的艰辛？如果你有上述的想法，那么这场农研大赛，可能会改变你对“种菜”的固有印象。

近日，拼多多与光明母港（上海）种业科技有限公司共同举办的2022光明多多垂直农业挑战赛暨第三届“多多农研科技大赛”决赛开启。在接下来90天的时间里，从全球30支报名参赛的团队中脱颖而出的“赛博农人”队（CyberFarmer）、上海农科院队、生菜快长队（Lettus Grow）、上海交大“生生不息”队四支决赛队伍将操作各自的集装箱垂直农场，完成三茬“翠恬”生菜的种植。没听说过“翠恬”？这是一种口感甜脆的全新生菜品种，其种植经验在国际上都极为稀少。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。

图为赛事主办方使用集装箱垂直农场试种的“翠恬”生菜。光明网记者冯浩/摄

“种菜”的科技含量居然这么高？

走进位于上海崇明的第三届“多多农研科技大赛”农研基地，零星散落着多幢不同规格的集装箱式的垂直植物工厂。在看似平平无奇的外表下，这些建筑却有着完整的空调、新风系统、营养液调节装置，能够实时探测二氧化碳含量和温、湿度等。作为新型设施农业之一，植物工厂能够对“温、光、水、肥、气”等要素实现精细化、全人工控制，满足农作物的生长需求。更为便捷的是，参赛选手可通过手机APP直接对这些参数进行设置调节，进而实现种植箱的无人化管理。

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。 光明网记者冯浩/摄

“光配方我们已经进行了很多年的研究，从最初的单波到复合波长，我们希望通过调控光配方来实现生菜作物的优质高产。”攻克过极端环境种菜难题的上海农科院队队长何立中对这场挑战信心满满。此前，为解决科考队员的吃菜问题，何立中等专家通过温室种植探索了仿真南极条件的温室种菜技术及经验，再传授给科考队员，帮助他们在冰天雪地里实现了“蔬菜自由”。

在上届“多多农研科技大赛”冠军、“生菜快长”队队长徐丹看来，控制植物生长的秘诀在于“阅读”植物，通过充分掌握植物的信息，结合理论，研判植物目前的状态是否理想，再动态调整温度、光照、湿度、二氧化碳等因素。而在这个过程中，人工智能能够起到相当大的辅助作用。“这个比赛有个很大的命题，就是看人工智能到底能够在农业生产上走多远，我们希望借助这个比赛去验证到底目前的生产决策中，有多少可以被人工智能代替，有多少是人工智能可以帮助我们去降低出错概率、提高工作效率。”

“赛博农人”队的队员都来自农业农村部设施农业工程重点实验室、国家中药材产业技术体系智能化管控岗位科学家团队，曾获得“第一届多多农研科技大赛”AI组冠军。团队成员年轻但却经验丰富，他们在前两届大赛中使用的创新技术已经落地应用到了农业科技示范园中。“本次大赛，我们的核心理念是基于植物对话的智能环控技术，其中一个创新技术是连续动态检测生菜的光合同化量，以这次比赛验证我们技术。”“赛博农人”队队长、90后农业科学家郑建锋介绍了他们的“撒手锏”。

“垂直农业是最接近于工业的一种生产形式，我们会把集装箱看作一个建筑，将过去积累的建筑能源控制经验运用到集装箱垂直农场上。”“生生不息”队队长、上海交通大学博导鲍华是一位“能耗大师”。近些年，他将专长应用于农业场景，曾与上海交大农业与生物学院合作，在无土、无淡水、无电源的条件下成功种菜，为海岛等偏远无淡水地区的蔬菜供应提供了一种解决方案。

当植物的生长要素完全由人工控制时，这些在工程、算法、栽培等方面都有着先进技术和丰富经验的“新农人”能创造出怎样的丰硕成果呢？值得拭目以待。

我们为什么需要植物工厂？

明明能够直接在地里种菜，为什么还需要植物工厂？面对这样的“灵魂拷问”，大赛评委、光明母港农业总监王金华给出了答案。

首先，植物工厂非常高产。相对于传统的蔬菜大田种植，垂直植物工厂一般是6层标准模组，相当于同样的土地面积，垂直植物工厂却能够多出5倍的种植面积。因为植物工厂内能控制蔬菜生产环境，所以，生产不受自然灾害的影响，实现了作物的周年连续生产，一年能生产15~20茬。总体来说，其产量要比陆地种植要高产20~30倍！

图为集装箱式植物工厂培训的蔬菜。 光明网记者冯浩/摄

其次，植物工厂可以让人们吃到更高品质的蔬菜。在植物工厂中，减少了自然变量对农业生产的影响，可以种植出高品质、高产量、标准化、无污染、无农残、无需清洗的蔬菜。同时，由于植物工厂一般建造在城市周边，运输更为便捷，缩短了从田间地头到厨房饭桌的距离。

你想过阳台种菜吗？不会种菜、空间太小、没时间照顾等现实因素常常将人们“劝退”。但通过对于植物工厂的研究实践，“一个阳台供应一家人的蔬菜”可能就在不久的将来得到实现。无需自己调温、浇水，只要用手机App选择合适的种植模式，就能通过这种小型的植物工厂自动完成浇水、营养液配比等。

参赛选手参加设备培训。 光明网记者冯浩/摄

农业变“酷”，希望能吸引更多年轻人参与进来

“我们现在很头疼的是农民的种植水平是越来越低，10年前那些大户种植能手水平很高，现在这些人年纪都大了。”大赛评委、上海市农业科学院园艺所所长朱为民一语道破中国现代蔬菜种植业的困境，“所以中国的农业蔬菜必须培养新型农民，而且一定是高素质的农民。这个比赛说明年轻人不是说对农业不感兴趣，而是农业的生存方式要改变，他们才愿意搞农业。”

而农业变“酷”，确实让更多年轻人投身到了农业领域。

从小出生在云南农村，亲身体会过农活的辛苦的“赛博农人”队队员、中国农业大学农业生物环境与能源工程专业博三在读的杨瑞梅希望通过自己的研究帮助更多农民改善种植条件。“进入大学，看到先进农业设备能够实现自动化、快速、精准施肥，极大地解放了劳动力、提高了生产效率，这种强烈对比让我很受触动。”谈及对于未来的规划，她表示“将自己掌握的的知识、技术运用到农业，是能够解决很多问题的。”

“植物工厂也是一个利用自然能源的过程，我相信可以从建筑设计的角度重塑农学的概念，因此对我来说农研很酷。” “生生不息”队队员、上海交通大学能源与动力工程专业2021级研究生熊元科讲述了以工科生身份加入到农研领域的初心。在这位年仅24岁的年轻人看来，垂直农业的潜能巨大。

熊元科正在观察试种的“翠恬”生菜 。光明网记者冯浩/摄

农业，是国之根本；青年，是国之未来。正是因为有了这些有志青年，中国现代农业才更彰青春蓬勃的动力、更显深耕厚植的稳健发展态势。

来源：光明网