文/姚淼
编辑/张成
2024年5月到12月，一种名为“优雅”的散叶生菜，成了一群青年科研专家学者关注的焦点。
上海崇明岛上，六个20英尺全封闭的集装箱，相当于一个小型的自动化“植物工厂”，这里的“优雅”没有土壤做伴，没有阳光照射，甚至不需要人工每日悉心照顾。
〓决赛期间的集装箱
等待50天，从播种到收获，一个集装箱里收获的“优雅”总重突破300公斤；一个集装箱里面出现了株重460克的“菜王”；还有一个集装箱单位生菜耗电量仅12.25kWh/kg，处在国内领先水平……
高产出、好品质、低能耗，集装箱内的种植实践让农民离“不用看天吃饭”又近了一大步。
这些亮眼的成绩，来源于一场赛事。
〓大众评审对6支团队种植的生菜进行食味品鉴
2024年12月27日，2024光明多多垂直农业挑战赛暨第四届“多多农研科技大赛”落下帷幕。最终，在进入决赛的6组选手中，赛博农人队、上海农科院团队、叶菜侠队、绿叶先锋队经过激烈的角逐，排名前三。
同台竞技中，选手们惺惺相惜，所有人都有一个共同的愿望：努力把行业的天花板推到更高。
集装箱里的农田“奇迹”
当叶菜侠队的集装箱里面出现了株重460克的“菜王”时，队长解晓巍自己也感到惊讶，“没想到这么大。”
他曾错过上一届“多多农研科技大赛”，但这一次，在队伍中有人担心长达七个月的比赛会耽误工作时，他却坚定起来，“集装箱改装设计方案与公司推进的项目太过贴合，如果不来，我怕后面没有机会了。”
〓决赛现场的集装箱
仅仅8天，解晓巍带着团队完成了集装箱改建的硬件交付，并针对比赛制定了一套植物生长环境线性控制系统，通过技术调控，模拟植物自然生长环境。
这是个精细并复杂的操作，为了让植物能够适应环境友好生长，风、水、灯、配肥等要素要同时进行考量和调试。
为此，团队给每个种植单元安装了遮光帘，配备了专属的空调风管，甚至在育苗阶段保证每日顶部喷水，后期底部再做浸水，这使得叶菜侠队的菜在早期根系时就格外强壮。
〓叶菜侠队队长解晓巍与队员毛欣
然而，解晓巍也坦言，在空间与产量之间寻找平衡这一点，他们做得还不够，需要向上海农科院团队学习，在进入决赛的6组队伍中，这是唯一总产量突破300公斤的团队。
与其他团队的集装箱相比，上海农科院团队的方案更加“激进”，集装箱内6层的可移动式垂直吊挂栽培架，将空间利用到极致，本次比赛他们一共播种了1740粒种子，最后的定植株数为1682株，加上取样和品鉴的14单株，总产量达到了302千克。
“如果采取保守策略，我们可以做成不可移动的常规植物工厂，但这又有什么挑战性？”据队长苗辰介绍，团队还考虑了横向和纵向的空间配置，通过设置不同密度的栽培板，以满足植物不同生长阶段的需求。
〓上海农科院团队队长苗辰
而常年困扰植物生长的黄叶问题，也在可移动式垂直吊挂栽培架中得到了解决方案。
在植物工厂的生产中，由于密植追求单位面积的产量，往往会导致下部叶片接受的光照不足，导致叶片黄化。苗辰表示，“可移动式的栽培架可以通过空间的动态调节能力，在前期进行合拢种植，当冠叶覆盖率达到一定程度时，这个吊挂式栽培架就可以自动展开，植入的下部叶片可以接受到更多的光照，从而减少黄叶的产生。”
成绩是最有力的证明。本次上海农科院团队“优雅”中的黄叶重量仅占到总产量的1%。同时，其A级产量达到了270.8千克，占到总产量的90%。
〓上海农科院团队决赛期间给集装箱植物工厂内种植的“优雅”生菜补光。倪永孝▕摄
和上海农科院团队不同，赛博农人队的杨浩在集装箱的设计上相对“保守”，“固定式的栽培模式在运输过程中会更稳固。”
而他的“大胆”则留给了创新节能技术，将种植能耗降低至12.25kWh/kg。
杨浩描述它们的特别之处在于将空调内嵌于集装箱壁，并接入外界冷源系统，当室外温度足够低，系统将自动引入外界冷源进行降温，通过该技术，其空调日能耗可降低50%。
除此之外，他和团队还设计出冷凝水回收方案，收集植物蒸腾的水分，加到营养液中，实现内部循环。
整个赛事期间，赛博农人队做到日回收水源约20升，没有再注入更多水，团队也是6支队伍中耗水量第二少的。
是赛场，更是交流会
外界喜欢把6支决赛队伍分成两个派系，拥有先进理念的赛博农人队、上海农科院团队、绿叶先锋队、室墨司源队是学院派；拥有实体种植公司的墨泉队、叶菜侠队是产业派。
杨浩能明显感受到两个派系的不同，“学院派更偏技术的创新和应用，而产业派更关注的重点是推广。”
作为产业派的代表，墨泉队队长秦楚汉也有同感，“学院派会从基础逻辑往上走，产业派则是从用户需求，到工程，再到理论倒推。”
〓墨泉队队长秦楚汉
但即使想法不同，他们却更愿意称呼对方为“朋友”，而非“对手”。
解晓巍在比赛中收获了许多感悟，过去企业更多地关注于跟市场做连接，因为他们的出发点是创造更多经济价值。但在植物生理专业度上，学院派会用复杂的参数和刁钻的角度去评价植物的指标，“这让我们非常佩服，毕竟这是种菜，是植物，是一种生命。”
而独属于产业派的优势，也在赛事上发光发热。他们在市场推广上具有一定优势，可以帮助学院派实现技术落地，赋能产业。
解晓巍已经有所行动，“赛博农人队的空调我们已经买了，还没有到货，等到货的第一时间，我们就要把它装进集装箱里。还有上海农科院团队6层的可移动式垂直吊挂栽培架，用这个种草莓应该有非常意想不到的效果，它的商品性表现可能会非常好。”
〓决赛期间所种植的生菜
6层的可移动式垂直吊挂栽培架同样吸引住了秦楚汉，都是做可移动式栽培架，他从中获得了启发，“旋转式在内空高的大规模植物工厂里有非常多的优势，但在集装箱这种内空较低的植物工厂就需要优化改进设备。”
比赛还未结束，他就开始构思新的方案，比如走廊空间可以继续压缩，减少浪费的面积，降低种植成本；15根灯管数量还是不够，光照不充足的地方需要补充，而相对地，亮度可以减弱，保持能耗不变。
对于怎样从底层逻辑出发，怎样在种植上通过数据做出更精准的设计，秦楚汉认为自己还有很多东西需要学习。
“垂直农业在发展过程中，在中国充满了挑战，但大家都一致认为，这是非常有前景且正确的方向。通过比赛交流获取更多机会，一起合力把行业的天花板推高，这是最有意义的事情。”
四年的播种与收获
自2020年首次开赛以来，“多多农研科技大赛”已经有了四年经验，从种草莓，到种番茄，再到种生菜，不止涉及的比赛内容多样化，赛事流程和目标也愈发明确。
〓大众评审对6支团队种植的生菜进行食味品鉴
连续参加四届的赛博农人队对此拥有话语权。首届比赛考验的是在“无人温室”中，利用IoT 设备、摄像头及传感器，收集温室种植环境和作物生长数据，创造出一套人工智能种植解决方案。
简单来说，就是要论证在农业种植领域，机器能否在一定程度上战胜人？
但人工智能种植解决方案，一定要和人站在对立面吗？
比赛结束后，思考并未停滞。一年又一年的比赛让举办方和选手意识到，推动农业多元化的模式创新，需要长期深耕，一步一个脚印。
“最开始第一届，这场比赛是为了宣传AI种植，但后面越来越脚踏实地，AI 种植是未来的发展方向，但目前阶段，还是先要有人的大脑，然后才能做AI。”杨浩说。
四年比赛也贯穿了杨浩的博士生涯。从在团队中负责数据采集、图像采集、文本总结的队员，到整体把控项目走向的队长，他感觉成长了很多，“这是我自己的困难，也是对自身能力的提升。”
〓赛博农人队队长杨浩
作为四届比赛中最难的一届，要考虑的部分有很多，包括植物工厂的设计与建设、种植成果、系统稳定性与经费控制、路演与文本总结这四大部分。
不过，压力也给杨浩带来了动力。
赛博农人队从比赛之初就坚持“对话植物，高效生产”的理念。其核心原理是，通过监测集装箱内二氧化碳与水的消耗量，判断整个环境是否适合植物生长，同时借助机器视觉辅助判断植株是否健康，并据此进行环境调控。
在此基础上，杨浩又率领团队做了很多方案改进，与上届的比赛以及北京实验室的数据进行比较，有了显著提升。
其中，团队栽培面积的生产效率为0.33千克/平方米/天，与第三届比赛相比提高了240%，达到国际领先水平；生菜单株重量从上一年的72克提升到了230多克，是原来的三倍之多；空调能耗占比也从上一年的80%降到30%，单产能耗从28度电/公斤，下降至12.2度电/公斤。
中国农业大学教授、本次赛事评委之一贺冬仙为本届比赛成绩感到由衷的高兴，“比赛看重的不是名次，不是讲天花乱坠的大模型小模型，而是真正的技术水平是否稳定，是否可靠，是否能促进量产，如果连菜都没种好的时候，谈什么AI？”
从图纸走向现实
当然，仅仅将未来农业发展希望寄托于比赛中的集装箱，是远远不够的。
贺冬仙表示，搞科研，不光要会写论文，还要面向产业。目前，植物工厂产业化还在起步阶段，比赛的意义之一是促进产业技术进步并吸引更多人才加入。她鼓励具有创新思维和跨学科研究能力的青年学者踊跃参赛，为植物工厂的降本增效和产业化发展贡献聪明才智。
在贺冬仙看来，农业是工业化的一个重要的缩影，它可以把技术用到淋漓尽致，“我们讲究低投入、高产出、高收益，怎样把投入都变成收益，是未来的重点。”
〓12月6日，15位大众评审对6支团队种植的生菜进行食味品鉴。倪永孝▕摄
而达成这个目标所需要的时间，或许比预设的要更短。在推进行业发展的过程里，比赛中沉淀的一些AI技术成果已经有了用武之地。
赛博农人队在第一届比赛中，研发的基于离子浓度的营养液精准调控技术、基于DLI的移动式补光技术均已申请国家专利。前一技术与北京首农翠湖智慧农业创新工场进行合作，在玻璃连栋温室种植番茄；后一技术应用于北京小汤山现代农业科技示范园，在示范园区的5000平草莓薄膜连栋温室种植草莓，效果喜人。
而2024年首次参赛的两个产业派团队，也获得了不同程度的曝光，成功推动科技成果产业化进一步应用。
以墨泉队为例，其参赛方案获得了不少市场主体青睐，正在与上海餐饮企业合作，试种绿色、健康的韭菜，目前处在试验阶段。
叶菜侠公司的垂直农场等新型栽培技术，以及拥有多套自主知识产权的绿叶菜生产装备也有了被外界看到并认可的机会。
〓决赛期间所种植的生菜
解晓巍表示，参加比赛是在行业中证明实力的一种方式，“比赛中接到不少电话，结果出来的前一天，还有上海的客户跑到活动现场找我表达合作意愿。”
比赛虽然已经结束，但关于未来如何持续推进商业化进展，参赛团队们的畅想仍在继续。
解晓巍的脑海中回忆着比赛期间与其他队吃饭交流的场景，“希望即便是比赛过后，我们六个团队的成员、队长之间继续多多交流，两个企业公司能够作为技术转化、成果转化的出口，搞搞国内市场、国际市场。”
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