21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者 易佳穎
歷經(jīng)半年全球選拔,第五屆“多多農(nóng)研科技大賽”近日在上海農(nóng)業(yè)科創(chuàng)谷正式打響決賽。
四支從全球46支強隊中突圍的頂尖團隊,已在此完成50平方米定制化植物工廠的建設(shè)。目前,測試種植已經(jīng)結(jié)束,即將開啟為期6個月的最終種植挑戰(zhàn)。
本屆大賽由拼多多、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、上海農(nóng)業(yè)科創(chuàng)谷主辦,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)及浙江大學(xué)聯(lián)合主辦,是拼多多“千億扶持”計劃加碼農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域的重要落子。與上一屆局限于20英尺集裝箱植物工廠不同,本屆賽事首次將場地擴容至50平方米,要求參賽團隊自主設(shè)計、建設(shè)完整的植物工廠,并依托該設(shè)備開展國產(chǎn)草莓的立體種植,旨在推動技術(shù)從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化。
“今年第五屆大賽站在新的起點上,錨定植物工廠環(huán)境下國產(chǎn)草莓品種立體種植的核心命題。”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、首席專家、大賽評審組組長趙春江表示,“在賽制設(shè)計,技術(shù)難度,產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向和成果轉(zhuǎn)化等方面全面升級優(yōu)化,核心目標(biāo)是激發(fā)參賽團隊創(chuàng)新潛能,推動植物工廠關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化突破,破解行業(yè)發(fā)展的痛點難點。”
在初賽階段,賽事吸引了來自中國、俄羅斯、日本等國的超300人報名。最終,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)“賽博農(nóng)人團隊”、上海歐普照明牽頭的“歐普智莓團隊”、上海交通大學(xué)領(lǐng)銜的“莓立方團隊”及浙江塔金麥公司主導(dǎo)的“擬生態(tài)團隊”成功晉級決賽。目前,四支團隊的植物工廠已完成設(shè)計建設(shè)、設(shè)備調(diào)試和測試種植。
“‘多多農(nóng)研科技大賽’聚焦設(shè)施農(nóng)業(yè)、未來農(nóng)業(yè)和前沿農(nóng)研科技,可以為未來農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供可落地的實施路徑,”拼多多相關(guān)負責(zé)人表示,“我們希望通過搭建高能級發(fā)展平臺,不斷吸引更多創(chuàng)新人才和企業(yè)參與到農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中,為助推農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、鄉(xiāng)村振興全面發(fā)展提供新的動力源泉。”
決賽階段,評委會將從工程設(shè)計、種植成果、系統(tǒng)穩(wěn)定性及成本控制等多維度綜合打分,角逐出實現(xiàn)“高產(chǎn)量、高品質(zhì)、低成本、低能耗”的最優(yōu)方案。
降本攻堅戰(zhàn)
“農(nóng)業(yè)長遠發(fā)展,面臨著規(guī)模化種植與自然生態(tài)可持續(xù)的沖突。”擬生態(tài)團隊隊員、浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所研究員、草莓育種與栽培專家蔣桂華的發(fā)言直擊行業(yè)痛點。上海農(nóng)科院數(shù)據(jù)顯示,植物工廠草莓種植的運營成本平衡點約27元/斤,含折舊則約33元/斤,盈虧平衡線高懸頭頂。
上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果所副研究員方獻平進一步指出,對于植物工廠而言,成本控制尤為關(guān)鍵。目前,能耗約占總運營成本的50%至60%,是第一大成本;而第二大成本則集中在人工管理環(huán)節(jié),占比約為30%至40%。
為此,歐普智莓團隊從能源側(cè)破局。“運營成本結(jié)構(gòu)中占比最大的是能耗。深入分析可見,光、溫、水、氣、肥中,僅光照一項就占據(jù)了總能耗的約70%。針對光環(huán)境,通過優(yōu)化光譜配方以及應(yīng)用光伏儲能、直流發(fā)電技術(shù)以減少傳輸損耗,實現(xiàn)節(jié)能降本。”團隊隊員沈天瑞暢想道,這些技術(shù)未來還可遷移至玻璃溫室等更廣泛的設(shè)施農(nóng)業(yè)場景中,從而產(chǎn)生巨大的產(chǎn)業(yè)輻射效應(yīng)。
擬生態(tài)團隊則以算法驅(qū)動打造“無人化”植物工廠,團隊隊長何朝輝介紹道,50平方米的小型植物工廠,隊伍設(shè)計的種植架可移動,極致的空間利用率下可種植4600株草莓,真正實現(xiàn)了“機器換人”與標(biāo)準(zhǔn)化種植。
本屆大賽也成為植物工廠商業(yè)模式探索的試驗場。“我們深入走訪了北京多家大型商超與批發(fā)市場,包括盒馬、山姆會員店以及新發(fā)地農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,白色草莓品類在終端零售環(huán)節(jié)具備顯著的價格優(yōu)勢。基于此,我們最終確定種植‘粉玉二號’草莓品種。”賽博農(nóng)人團隊隊員郭申伯介紹道,“植物工廠能實現(xiàn)草莓一年四季的穩(wěn)定栽培與產(chǎn)出。正是通過這種‘優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)’的交付能力,我們未來才有可能與大型商超及電商直播平臺建立穩(wěn)固的供需匹配關(guān)系,簽訂長期合作訂單。”
值得一提的是,本屆大賽還將“國產(chǎn)化水平”也納入核心評分指標(biāo),倒逼參賽團隊突破技術(shù)壁壘。歐普智莓團隊交出亮眼答卷:其采用的四通道可調(diào)光譜燈具搭載的水冷降溫和集中電源控制系統(tǒng),讓400多盞燈具能實現(xiàn)比常規(guī)系統(tǒng)降低能耗10%,并構(gòu)建了基于GreenLightPlus模型的環(huán)境調(diào)控系統(tǒng),進一步降低單位能耗。而這些軟硬件系統(tǒng)均為國產(chǎn)。
跨學(xué)科“新農(nóng)人”
值得一提的是,不少參賽選手都非常年輕。如賽博農(nóng)人團隊中博士生7人、均為90后,碩士生3人、均為00后,卻涵蓋了植物種植管理、水培管理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及算法開發(fā)與植物生長模型構(gòu)建等多個領(lǐng)域。
這也道出本屆大賽最深遠的意義,鼓勵跨學(xué)科青年人才更多地投入三農(nóng)事業(yè)。更多參賽團隊構(gòu)成印證了這一趨勢,莓立方團隊更是形成“高校+科研機構(gòu)+企業(yè)”的混編軍團,裝備控制領(lǐng)域的教授、10年以上草莓種植經(jīng)驗的專家,以及設(shè)施農(nóng)業(yè)種植管理方向的青年學(xué)者并肩作戰(zhàn)。
這種融合催生出更多的創(chuàng)新。莓立方團隊開發(fā)的AI視診系統(tǒng),通過手機拍攝葉片、AI分析,即可識別植株氮、鉀含量,試種階段精度達90%。團隊隊員秦清還介紹道,“我們還自主研發(fā)了一套預(yù)測控制模型,能夠?qū)崟r采集工廠內(nèi)部環(huán)境數(shù)據(jù),同時聯(lián)動外部空氣變化,每3個小時就會進行一次決策。每半小時,對空調(diào)、除濕機等設(shè)備的運行策略進行調(diào)整,有效降低能耗。”
比賽也為青年科研人員提供了一個絕無僅有的“練兵場”。在這里,紙上談兵的理論必須接受真實種植周期和成本核算的檢驗。莓立方團隊隊長賀世偉的感觸極具代表性:在賽事中,他成長為一個統(tǒng)籌采購、施工、協(xié)調(diào)多方資源的“項目經(jīng)理”。
“以前沒管過這么多錢,現(xiàn)在要學(xué)會合理規(guī)劃、精打細算;曾經(jīng)不擅長社交溝通,到了這里也得硬著頭皮跟形形色色的人打交道。”賀世偉坦言,“時間過得飛快,我跟著成長了不少。”
產(chǎn)學(xué)研協(xié)同機制深化,孕育著生態(tài)變革。“往屆大賽沉淀的優(yōu)秀成果,已在國內(nèi)多個農(nóng)產(chǎn)區(qū)落地生根,真正把實驗室的科研成果、科研論文變成了廣袤田野上的豐碩實景。”正如趙春江院士所言,這場革命,讓實驗室的論文真正寫在祖國大地上。
從賽場到市場
盡管比賽剛剛進入最終種植階段,但這場關(guān)于未來農(nóng)業(yè)的探索早已超越了單純的科研競技范疇。
四支隊伍在追求技術(shù)指標(biāo)的同時,無不將“商業(yè)化落地”作為核心考量,試圖通過大賽這一平臺,驗證其技術(shù)方案的市場生命力。
對于連續(xù)五屆參賽的賽博農(nóng)人團隊而言,隊長陳民慧指出,長期以來,高能耗一直是植物工廠商業(yè)化最大的爭議點。我們認為,草莓作為一種高經(jīng)濟價值作物,是打破這一瓶頸的關(guān)鍵品類。“我們今年的策略是‘精控品質(zhì)’,通過精準(zhǔn)的疏花管理,確保每顆草莓重量達30克、糖度穩(wěn)定在12-13度。”陳民慧算了一筆賬,通過提升草莓的溢價能力與產(chǎn)出效率,植物工廠有望實現(xiàn)真正的商業(yè)化盈利,從而為投資者帶來實質(zhì)性收益,并推進行業(yè)的整體發(fā)展。
擬生態(tài)團隊的商業(yè)化目標(biāo)則更為宏大。隊長何政洋表示,團隊旨在證明“擬生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式在高品質(zhì)產(chǎn)出以及大規(guī)模商業(yè)化上的可行性。“目前,即使是全球頂尖水培技術(shù),也主要局限于葉菜類。至于水培草莓、番茄、西瓜等,國際上仍缺乏成熟的方案。而我們在浙江桐鄉(xiāng)的試驗基地已經(jīng)證明:淺液流栽培模式下,規(guī)模化量產(chǎn)高價值果菜是完全可行的。”他進一步介紹道,團隊剛剛向卡塔爾多哈出口了一套擬生態(tài)草莓種植集裝箱。
更進一步的是,大賽搭建的產(chǎn)學(xué)研平臺,極大地加速了技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化進程。“作為一支首次參賽的隊伍,名次和成績都不是最重要的,真正吸引我們的,是在實踐中的收獲。”歐普智莓團隊隊長王萬海表示。他透露,團隊在比賽中研發(fā)的一款多通道可調(diào)光譜條形燈具,憑借其創(chuàng)新的集中供電和高效散熱設(shè)計,已經(jīng)在決賽前就獲得了云南某基地的訂單,即將投入實地補光實驗。
這充分證明,比賽面對的真實產(chǎn)業(yè)難題,能直接牽引出具備市場潛力的解決方案。比賽成為了創(chuàng)新技術(shù)最好的“試金石”和“展示窗”。而拼多多發(fā)起此項賽事的深層邏輯,也正是在于探索適用于中國國情的智慧農(nóng)業(yè)路徑,對兼具技術(shù)價值與產(chǎn)業(yè)潛力的系統(tǒng)性解決方案的追尋,更是鼓勵更多青年科學(xué)家投身農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,打破行業(yè)壁壘,利用技術(shù)專長,跨界賦能,為農(nóng)業(yè)注入新活力。2025年,拼多多還推出“千億扶持”計劃,在農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域持續(xù)加大科創(chuàng)投入。
四支隊伍的技術(shù)路線,恰好提供了不同的可能性,這些探索未必都能立即大規(guī)模推廣,但它們像一顆顆種子,揭示了未來農(nóng)業(yè)不同的進化方向。這四個50平方米空間內(nèi)的較量,其回響注定將超越賽場,為更廣闊田野的數(shù)字化革命,播下充滿希望的種子。
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