这株叶尖最甜，越往下越脆，略带一丢丢苦感；那株吃起来是极致的脆爽，带些甜味；最大的那株，毫无意外也是质量最重的，水分、脆甜度中等……
同一个品种的生菜，生长在6种不同的集装箱环境里，一个多月后收获了6种截然不同的口感和品质。
在位于崇明岛的上海光明花博邨，6个20英尺的标准集装箱刚刚经历了一场跨域数月的智慧种菜PK——水培生菜。
2024光明多多垂直农业挑战赛暨第四届多多农研科技大赛，12月27日正式收官。农业高校院所、种植企业等组成的6支背景各异的决赛队伍，为单产、总产、种植效率、能耗等指标各展所长。
这群90后、00后自主研发的精密环控系统，正在重新定义现代农业的生产方式。
现代农业虽然已经拥有更高效的化肥、农药、育种技术和机械设备，但本质上依然是“看天吃饭”，受制于季节、昼夜、降水和土地等自然条件。
如果没有阳光，植物该怎么生长？有没有旱涝保收的解决方案？植物工厂，便是人类探索设施农业高阶版本更多可能性的一种尝试。
本届多多农研科技大赛，就将植物工厂设计改造的主动权交给各支参赛队伍：在规定的40万元总预算内，把一只集装箱改造成“新农田”，并设计智慧种植方案。
比赛种植的生菜品种名叫“优雅”，是植物工厂常见的模式作物，生育周期38-42天，采收后多用于汉堡、三明治配菜，火锅涮菜等。
大赛自3月底启动全球招募以来，共吸引16支队伍的142位国内外优秀青年专家学者报名参与，最终6支队伍成功晋级决赛。他们中有高校院所的硕博士、跨界创业的海归精英，也有已在行业深耕数年的创业者。
（新闻回顾☞ 90后、00后爆改集装箱挑战AI种菜，生菜里藏着不再靠天吃饭的秘密）
“大胆、保守。”杨浩用了两个看似矛盾的词，来形容团队今年的种植方案。他是冠军队——中国农业大学赛博农人队的队长，也是唯一一位连续四届参加多多农研大赛的选手，大赛贯穿了他的整个博士阶段。
作为上一届大赛的最佳节能奖获得者，这支队伍今年继续在这一方向上发力。
能耗直接关系着运行成本，也因此是植物工厂目前最大的技术难题和挑战。赛博农人队大胆采用了冷源接入、冷凝水回收等多源节能调控技术。他们将集装箱和自然环境设计为一体，在生菜生长明期，如果箱外温度比箱内低10℃以上，或在生菜生长暗期，箱外比箱内低7℃以上，系统就会自动引入外界冷源进行降温。11月底12月初，赛博农人队利用上海的一波寒潮，开启冷源接入系统，使得空调日能耗环比前一天降低56%。至于说自己“保守”，是因为他们在种植架的设计上，选择了传统的层架式。
根据赛事组委会公布的数据，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，而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。
杨浩算了算，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能降到行业领先的10°电以内”。
赛场上涌现出了各种脑洞和“金点子”。
在决赛阶段，上海农科院团队的植物工厂方案，被评委和其他团队成员多次提及。这套方案的核心之一，是创新设计吊挂式可移动栽培架，让它根据作物不同生长阶段的需求收缩或展开，以此提高集装箱的空间利用率。
这种可移动的栽培架，还能解决生菜种植过程中的一个痛点：黄叶。“当生菜冠叶覆盖率达到一定程度，栽培架自动展开，增加行距，生菜的下部叶片可以接收更多光照，从而减少黄叶的产生。”上海农科院团队队长苗辰透露，团队最终采收的生菜，黄叶重量仅占总产的1%。
经过50天的培育，上海农科院团队在约42平方米的空间，实现了一茬生菜302公斤的产量突破，其中A级品质占比90%，拿下大赛二等奖和最佳风味奖。
通常“优雅”生菜单株重150-250克，本届大赛培育出的“菜王”竟达到了460克，出自“中国蔬菜之乡”山东潍坊寿光的叶菜侠队。
作为产业派的代表，这支队伍的成员非农学专业出身，在实践中探索出一条适合的路子。“像照顾人一样去照顾作物。”队长解晓巍分享经验。他们用一套针对温、光、水、气、肥的环境线性控制系统，配备专属空调风管，让生菜能在足够舒适和松弛的人工环境中生长，最终收获单株均重超300克的好成绩，将大赛三等奖和最高单株重量奖收入囊中。
遍布的传感器网络持续监测环境的细微变化，智能算法不断调整优化生长条件的参数，自动化系统精准执行每项指令……从播种到收获，AI扮演着重要的角色。
“植物并不会像人和动物一样表达自己的需求。当植物遭到‘胁迫’时（任何环境的突变都可能‘胁迫’植物生长），再进行环境控制就为时已晚。”杨浩表示。赛博农人队参赛的核心理念是“对话植物、高效生产”，他们构建了完整的生理模型和生长模型，通过传感器收集数据，建立起基于植物生理反馈的智能环控系统。
团队还开发了一种水培生菜“烧边”的检测模型。“基于深度学习技术，可以检测到生菜‘烧边’的早期迹象，并立即反馈进行环境控制，以避免它的进一步扩散。”
主要成员来自上海交通大学的室墨司源队则将AI种菜的核心点，放在如何利用AI为植物创造更适宜的生长环境上，“为它们提供合适的温度、湿度，营造一个舒适的‘家’。”
本届大赛另一支三等奖获奖团队绿叶先锋队，依托国家农业智能装备工程技术研究中心、北京市农业技术推广站联合组建，团队成员均为博士。队员孙维拓认为，现阶段AI种植完全替代人和经验还很难实现，它通常在某些环节发挥作用。比如通过图像识别技术监测作物的生长状态，用于环境控制、水肥管理等。
基于实践经验，在他看来，AI智慧农业还有三个方面有待突破和攻关。首先是模型算法，包括植物工厂的环境模型、作物生长模型等，这是基础；其次是控制器，实施模型和算法，必须有适配的控制器；最后是各种设备的稳定性，与传统的室外大棚等相比，植物工厂的设备越标准化，越有利于实施智能控制。
现代农业发展至今，早已超越单一学科的范畴，和人工智能、光学、建筑学、能源科学、机械制造等密不可分。这从本届大赛参赛选手的专业背景便可窥见一斑，覆盖农艺、软硬件工程、算法工程、商业推广等多个领域。
植物工厂的实际应用和产业化发展，也在群策群力中展现出更大的想象空间。
当一些团队极力简化设备仓、扩大种植仓时，叶菜侠队的参赛集装箱，专门设计了工具齐全且全部标签化的设备间，以降低操作门槛。在解晓巍看来，投入商业运营的植物工厂，应该是种植“小白”也能无障碍上手操作。
他给自己的集装箱植物工厂取名为“口袋农场”。在他的设想中，除了集装箱，屋顶阳台、地下室、矿坑矿洞，以及其他一些废弃场所等，都可以成为植物工厂。“只要解决温、光、水、气、肥，确保环境是受控的。”
作为产业派和海归派的代表，墨泉队的参赛方案——欧美技术风格的旋转式种植架，也已在市场上有了一定反响。队长秦楚汉透露，目前正和上海一些餐饮公司合作，试种绿色健康的韭菜。公司还在泰国尝试种植草莓等非热带水果，与中东企业合作试种罗勒、芝麻菜等，“希望将植物工厂技术推广到更多地方”。
在这几个月的比赛中，各支队伍相互交流切磋，建立起友谊。“我们发现赛博农人队的一整套能源系统方案很出色。”解晓巍透露，团队回去就进行了深入分析，订购的空调很快就能生产出来并投入使用。
“大家各有所长，那我们是不是可以抱着开放的态度，去建造一个集各参赛队优势于一体的集装箱？它既经济实用，又能展示植物工厂的种植潜力，并进行推广应用。”苗辰建议。
为推动农业新质生产力的发展，农业起家的拼多多自2020年起牵头举办多多农研科技大赛，围绕设施农业展开攻坚克难。前两届在云南高原温室的环境下，比拼AI种草莓、樱桃番茄；从第三届开始，赛场升级为集装箱植物工厂。
今年是拼多多连续第二年携手光明食品集团，联合中国农业大学、浙江大学，让参赛团队探索自主设计和建设集装箱植物工厂，难度比去年有所升级，竞争也更激烈。
“农为邦本，本固邦宁，科技创新是推动农业高质量发展的关键引擎。”在大赛的颁奖典礼上，拼多多高级副总裁、首席发展官朱政表示，拼多多携手各方力量，搭建起一个开放、包容、合作的平台，旨在激发社会各界对农业科技创新的热情，共同探索智慧农业的新路径。
此外，“青年人才的创新思维、科技能力和科研精神，对于农业质供给的发展至关重要。”朱政希望通过大赛的平台，“吸引更多创新人才和企业参与到农业技术创新中，为助推农业高质量发展、乡村振兴全面发展提供新的动力源泉。”
拼多多高级副总裁、首席发展官朱政出席颁奖典礼并发言 潘勇 摄
在颁奖典礼现场，中国农业大学校长、中国工程院院士孙其信表示，时代进入了又一次创新浪潮，凸显以人工智能和生命科技为代表的交叉融合创新模式。“在这样的大背景下，拼多多和光明花博邨联合举办这样一种以支持青年人才创新创业为主题的大赛，对促进全社会科技进步，对以技术创新推动产业升级，以新业态、新商业模式推动农业农村现代化都具有十分重要的影响力。”
截至目前，多多农研科技大赛的多项赛事成果，已被写成论文或进入专利实审受理阶段，一系列比赛过程中形成的创新种植技术，经赛后实践论证后也开始运用或推广至农业生产一线。
橙柿互动·都市快报 记者 童蔚
编辑 肖旭
审核 罗祎 陈欣文
