上海奉贤,上海农业科创谷。四座约50平方米的植物工厂并排而立,外表看像是大号的工业集装箱,内部却别有洞天——从可移动立体栽培架到水冷LED照明,从光伏储能系统到AI视觉诊断,农业愿景与技术野心在这里交汇。
这是第五届“多多农研科技大赛”决赛启动暨植物工厂落成仪式的现场。从22支初赛队伍中突围的四支团队——来自北京的赛博农人团队、上海的莓立方团队和欧普智莓团队、浙江的拟生态团队,将在各自建设的植物工厂里,展开为期六个月的草莓种植比拼。他们将共同走向一场关于如何“高产量、高品质、低成本、低能耗”种植草莓的攻坚战。
当懂AI大模型、照明技术、零碳建筑等前沿技术的“新农人”走进植物工厂,新的农业智慧从四面八方而来。从植物工厂的雏形之中,未来的农业图景也正徐徐展开。
各显神通破局种植难题
走进比赛现场,四座植物工厂外观相似,内部逻辑却截然不同。
来自中国农业大学的赛博农人团队是“元老级”选手,已经连续参加了五届“多多农研科技大赛”,学院派的严谨被充分装进了他们身后的这个植物工厂。
“我们调取了上海地区近20年的气象数据,因地制宜地设计植物工厂的参数,在设备的选型上,因为本次的大赛要求我们国产化,我们也实地去跟每个企业进行交流,根据需求获得我们适配的选型。”赛博农人团队的队长陈民慧告诉记者。在他们最终建成的这个植物工厂里,从空调、移动架栽培、补光灯,以及太阳能板等,都做到了完全服务草莓种植。

4支决赛队伍各自设计、建造了50平方米的草莓植物工厂。陆云波摄
在这套系统中,传感器与图像采集设备持续记录植物状态,算法根据数据判断草莓所处生长阶段,并动态调整环境与水肥,他们“与植物对话”的参赛理念也通过技术路线落到了实处。
来自浙江的拟生态团队则打开了另一种可能。他们提出“拟生态农业”的概念,打破了传统“有机”与“无机”的二元对立:模拟自然界的循环代谢,利用微生物菌剂在无土环境中构建共生系统,并且是另辟蹊径采用了浅液流培种植的参赛队伍。

拟生态团队选择浅液流草莓种植方式,搭配极致的环控换取极致的口感。陆云波摄
“浅液流培模式下,内部环境本身就对植物构成生理挑战,一旦控制不当,巨变会直接‘杀死’整片植株。”拟生态团队队长何政洋介绍。尽管挑战更为“惊险”了,但他们的目标是用成熟的控制算法攻克“养分沉淀”与“生理胁迫”两大技术难点,用极致的环境控制换取极致的口感。
上海交通大学领衔的莓立方团队则提出了草莓种植的“硬目标”:每公斤草莓耗电控制在30度以内,单株产量超0.4公斤,甜度稳定在12度以上。
在植物工厂内,莓立方团队采用反光膜材料,将照射到植物工厂内壁的LED光高效反射至作物表面,提升光环境均匀度,使单株种植能耗节省36%,产量提升21%。此外,通过AI视诊,年轻的队员们通过摄像头实时捕捉草莓植株的生长状态,交由系统自动比对分析后,给出种植参考方案,让每一株草莓的生长都被量身定制。
“通过这样一个比赛,我们正在探索出一条产学研真正融合发展的路径。”莓立方团队的队员表示。一颗草莓的种植比拼仍在如火如荼进行中,但对参赛团队来说,更重要的是科技如何从赛场走到农场,实现技术的外溢。
跨界融合拓宽农业边界
以“多多农研科技大赛”为主线,记者观察到,一个明显的趋势是农业的边界正不断拓展。
在本届参赛的四支队伍中,还有一支由企业牵头、从照明行业跨界进入农业的队伍——欧普智莓团队,汇集了照明专家、AI大模型工程师和农业种植专家等多元力量。
他们的参赛,始于一次偶然的“听会”。欧普智莓团队的队长王万海告诉记者,上一届“多多农研科技大赛”颁奖时,正巧赶上他在参加一个会议,听到有团队在分享植物工厂的种植方案,植物工厂最大的能耗来自照明和空调,与欧普照明所研究的领域相关,一下子激发了他的参赛兴趣。
欧普照明一直有植物照明相关的产品,以往除了卖灯,也做解决方案,根据用户的需求去定制光谱。“但这确实是我们第一次亲自下场种草莓,以前可能是去回访种植用户,现在自己种的感觉是完全不一样的。”王万海分享道。
随着亲自下场种植,欧普智莓团队也将植物工厂里的“灯”从固定的光配方进化到可调节的光配方。荷兰瓦赫宁根大学的季永然博士也加入到这支团队中,他们提出了草莓种植动态光配方方案,即通过调节红、白、蓝和远红外四种光的配比、强度、时长,以适应草莓不同生长阶段的需求,让草莓长得更高效。

欧普智莓团队成员在植物工厂内,利用植物光照分析仪采集关键数据。陆云波摄
尽管有着参赛压力,他们的一部分尝试还是更多看向了未来。在节能设计上,欧普智莓团队使用了光伏储能系统,王万海坦言,在当前的赛事规则下,这个方案可能存在一些成本弱势,但它具有较强的实验性和引领性。从长远来看,光伏发电成本下降,已是大势所趋,在欧普智莓的植物工厂里,这个面向未来的种子也被种下。
比起比赛的剑拔弩张,参赛的团队们均在受访时更多提及了互相交流、借鉴的场景。五届“多多农研科技大赛”的背后,是越来越多年轻科研人员,甚至跨界人才,正在进入农业领域。
“农业绝对是一个跨学科、跨领域,特别高端的行业,它对人才的需求,对技术的需求,对AI旺盛的需求,以我们想象不到的复杂体系在推进我们产业的发展。”本届大赛评委,中国农业大学水利与土木工程学院教授、博士生导师贺冬仙表示。
更多新人才、新技术、新产业进入植物工厂的同时,农业变得更融合、开放,开始拥有全新的想象力。
未来窗口正被打开
植物工厂的未来图景是什么?
“大家都觉得植物工厂应该是完全可控、完全没有病虫害、完全高品质的。这可能并不现实。”谈及这个问题,贺冬仙坦言,当农业的对象是有生命的作物时,许多不可控的因素让产业难以像工业生产线一样标准化,比起单一的“最优解”,参赛团队们更多在寻找不断逼近现实的“可行解”。
随着赛事的深入,植物工厂的商业化前景也被放入了赛事讨论中。上海市农业科学院林果所副研究员方献平分享了一组数据:根据该院植物工厂三年的生产数据测算,生产一斤草莓能效控制在10-15度电左右,整个植物工厂的运营平衡点在27元左右。建造成本如果按照15年折旧,生产平衡点在33元/斤左右。这意味着,如果一斤草莓的售价在40元/斤左右的话,每平方米可以实现500元的利润,但是每斤只能卖到20元的话,每平方米就要亏损600多元。
如何解答植物工厂的盈利问题、推动产业的长期可持续发展也是赛事各方所关注的问题。方献平提到,植物工厂要进行高附加值产品的输出,才能够进行持续的盈利。如何加强关键技术研发、深化智能模型应用、强化品质风味调控、推进整个生产流程的标准化与模式化等是全产业的共同课题。
本届赛事中,另一条正在被持续拉长的探索线,是AI与育种如何真正进入生产一线。
已连续五届参加大赛的赛博农人团队提到,在对原有的几代AI模型优化以及实际栽培数据积累的基础上,本届比赛中,他们对AI应用策略也在不断优化。团队希望,未来能够完全凭借AI,现场采集数据、对生产进行有效的指导,让AI能像DeepSeek或ChatGPT那样,成为农业的生产助手。

连续五届参赛的“老将”赛博农人团队,今年希望超越过去的自己。陆云波摄
伴随着AI技术和数据采集的优化,农业正在寻找产业和科技之间的纽带。一位参赛选手提到,过去,当他们走到田间地头时,农户说起关窗、移栽的时间,常说的是“差不多”,来自经验判断。而如今,团队种植方案的选择更多来自数据,依靠二氧化碳、温度数值去做决策。
如今,农业领域的AI应用仍面临着垂类模型、数据缺乏等问题,探索AI种植过程中,每一届“多多农研科技大赛”实际也是种植经验与AI技术融合、农业数据采集的过程。
“农业领域的AI应用,大家可能想象得比较好,但实际上并没有到大语言模型的(成熟)程度。”贺冬仙提到,AI的标准化是产业所期待的,但农业要实现高科技,科研现场与生产现场一定要跑通,吸引更多从业者要到生产线上去训练各种各样的数据,进行学习、提升、进步,迭代出更多数据和成熟技术。在她看来,这也是大赛更深刻的意义所在。
作为赛事的主办方,拼多多去年推出“千亿扶持”计划,加大农业科创投入,通过牵头举办“多多农研科技大赛”等高水平赛事,希望吸引更多创新人才和企业参与到农业技术创新中,培育新质生产力,利用新模式、新技术推动农业数字化发展。
“在AI时代下,我们会去共享我们数据,共享我们理念,共享我们的经验,跟大家一起去进行AI模型的迭代,共同促进这个产业的发展。”赛博农人团队队员郭申伯表示。比起科研的试验场,一个个植物工厂更是产业的前哨站,共同寻找着推动中国农业向上的新路径。
早春4月的上海奉贤,不仅记录着智慧农业的技术演进路径,也构建着观察农业新质生产力的重要窗口。


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