作者 | 舍予/文 潘西/编辑

过去90天，来自北京和上海的四支战队，在上海崇明的集装箱种植“赛场”上演了一场“没有日照与土壤”的种植大比武。他们用装备替代劳作，用计算机、大数据、AI控制等作为“新农具”，挑战以更低能耗种植更高产量、更好品质的新生菜品种“翠恬”。

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这场对决，谁更胜一筹？近日，光明多多垂直农业挑战赛暨第三届“多多农研科技大赛”比赛结果出炉，上海农科院团队拿下了本次大赛一等奖，生产效率可达到每天每平方米0.18千克，是传统种植的5.4倍。此外，“赛博农人”团队摘得二等奖，上海交大“生生不息”团队和Lettus Grow团队获三等奖。

▲四支决赛团队与赛事主办方及指导单位的专家、领导在一起。顾辰 | 摄

值得一提的是，与前两届相比，本届大赛综合运用人工智能、作物科学、植物生物技术等多学科交叉融合技术，打破了立体种植技术的痛点与难点，让今年的比赛成为了新科技赛场。更为重要的是，农研大赛的多项成果正陆续落地到产业里。据不完全统计，多多农研大赛先后孵化了温室种植、无土栽培、AI种植等多个领域的前沿项目，目前正广泛应用于辽宁、安徽和云南等地。

不难看出，这并不仅仅是单一的农业种植比赛，更是一次来自前沿科学驱动带来的农业产业的升级。在拼多多党委书记、高级副总裁王坚看来，各参赛团队探索的工程、算法、栽培等方面的农业科研成果将转化为现实生产力，进一步验证数字技术和人工智能能够有效赋能农业，为农业高质量发展提供有力支持。

四支团队“解锁”集装箱 工农融合加速智慧农业落地

今年2月，四支背景各异的决赛团队齐聚上海崇明岛，这次，摆在他们面前的是设施农业的“高端局”。种植场景从此前的云南高原温室升级为纯人工光、立体种植的集装箱。他们要在90天的时间里，自主控温、控光、控肥，探索植物生长的极限。这是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给出的“命题作文”。

与温室种植相比，集装箱的种植环境主要依赖人工调节，对人工决策的容错率更低，挑战更大；另一方面，由于种植的是一种全新的生菜品种，参赛队伍对于新品种生菜翠恬的品性、特性、生长模型都不熟悉，加之外部环境不可抗的变量，都对其提出了更高的要求。

▲ 本次大赛的四个集装箱式植物工厂将成为拼多多与光明母港共建的农研基地，继续用于垂直农业的研究与探索。顾辰▏摄

光明母港农业事业部总监王金华坦言，生菜种出来不难，但如何种好是个大问题。农作物生长需要5个条件，包括温、光、水、肥、气，但是仅光这一个环节，光周期、光谱、光量子密度这三个要素如何搭配就极大程度影响着作物的产量与品种，它们叠加的控制难度更是指数级增长。

根据规则，各队在比赛期间总共种植三茬，其中，最终茬的种植结果记入决赛成绩。经专家评委审定，上海农科院队凭借最后一茬生菜的生产效率0.18kg/㎡/天摘得冠军，并获得“最高产量奖”。对于夺冠的原因，该团队队长何立中表示，此次比赛使用的是昼夜同温同光策略，不模拟白天和夜晚，让集装箱内的植物始终处于接近的温度和光照条件下，从而提高产量。

在他看来，此次赛用集装箱式植物工厂并非生产型，仅安装了三层层架，如果增加种植架层数，以他们的种植方案推算，生产效率完全可能达到0.4kg/㎡/天的国际水平。

虽然没有夺冠，但是“赛博农人”团队的表现也可圈可点。在此次比赛中，“赛博农人”团队采用的是与上海农科院队截然相反的策略，尽可能地模拟自然环境中光照和气温的昼夜差别，种出了形态更漂亮、可食用比例更多的翠恬生菜。

中国工程院院士赵春江表示，四支团队的决赛报告比初赛更加成熟，都将数字科技与农业紧密结合起来了。数字技术手段始终是一种工具和方法，要解决农业问题，必须将农业理解透彻，并将工学与农学相结合才会产生更好的效果。

能耗瓶颈制约发展 技术赋能提高农产品竞争力

作为现代设施农业的一部分，集装箱植物工厂已经在逐渐被推广，不但可以避免春夏秋冬四季更迭对植物的制约，还可以实现作物的连续生产。

不容忽视的是，植物工厂产出的菜比普通蔬菜要贵一些，仍面临高成本的困扰。以常见的生菜为例，每生产1千克生菜需要消耗10度电，相当于6元。结合产量分析计算，每千克生菜的生产成本或高达20多元，价格阻碍了这些品质蔬菜进入大众餐桌。

而在最为关键的第三轮种植中，正值室外温度快速升高的5月，集装箱外的温度较高。加之室内外温度相差近20度，参赛团队为保证生菜品质需要保持较低的室内种植温度，空调降温负荷不断增加，直接产生了大量的电能消耗。因此，如何降低能耗、提高能源利用效率成为关键。

为了降低能耗，四支队伍绞尽脑汁。比赛期间，“赛博农人”队研发了基于作物生理反馈的植物工厂智能环控方法，上海农科院队通过蒸腾模型、智能算法、经验决策应用等多举措来降低能耗。LettUs Grow队通过密度变更的栽培方式，节约了10%的用电量。“生生不息”团队则创建了以节能为导向的环控算法。

据“赛博农人”队长郑建锋介绍，由于外界温度较高，空调降温负荷较大，所以大量的电能消耗用于空调降温。其中，控制空调在暗期向明期转换期间不启动加温，明期向暗期转换期间则需要根据室内外温差判断是否启动降温，减少不必要的能耗。不仅如此，控制营养液供液泵在明暗期以合适的频率间歇运行；前期不对营养液做降温处理，仅在后期品质形成的关键时期进行降温处理……种种方式都在为控制能耗做努力。

在郑建锋看来，如果将他们的种植方案运用到大型植物工厂，每千克生菜的耗电量可以降低到9.5度，优于1千克生菜10度电的行业较高水平。

在这背后，是综合运用人工智能、作物科学、植物生物技术等多学科交叉融合技术，打破了立体种植技术的痛点与难点，也让今年的比赛成为了新科技赛场。

科技成果转化效果初显 数字化技术应用提速

农业科技成果转化率偏低仍是农业科技发展中的一个瓶颈，似乎在实验室与大田之间，始终横亘着一条难以逾越的鸿沟。破解科技与经济“两张皮”难题，是实现农业科技自立自强亟解决的难题。

作为参赛队伍中唯一一支企业队，LettUs Grow队率先从商品化出发，关注接地气的“产销对接”问题。他们结合视觉识别模型与植物生长模型，设计了生菜重量预测算法。基于预测值，种植者可以提前安排采收工人、联系收购商；也可按需定产，反向指导生产端的种植计划。

在三轮种植过程中，“赛博农人”队则优先考虑翠恬生菜极佳经济产量的标准，而非最大生物量。经过核算，发现如果大规模生产，翠恬生菜单株成本可降到2.8元，较为接近市面上的生产成本。如果按照单株4元销售，五年可实现盈利。

值得一提的是，此前来自农研大赛的项目也都落地到了产业里。首届“多多农研科技大赛”获奖团队“智多莓”就在比赛过程中看到技术产品化的市场前景，从而决定成立“智多莓”公司，帮助中小种植者提升效益。

目前，“智多莓”已形成智能灌溉、智能温室环控等硬件、软件、算法产品，截至今年一季度已在辽宁、云南、安徽、内蒙古、上海、北京等地输出40套系统，用于辅助草莓、蓝莓生产。

在乡村振兴重点帮扶地云南省怒江州老窝村，“智多莓”为当地搭建数字化草莓生产体系，使得老窝村草莓产业常用工成本下降30%以上，包括肥料支出减少2500元/亩、植保支出减少1000元/亩。

而“赛博农人”队在此前赛事中积累的营养液配方动态调整技术，目前已被写成科普论文，所有数据也已嵌入模型，形成了标准算法，正在北京小汤山基地应用。

王坚指出，智慧农业的未来，就是如何更好运用数字化，促进农业产业实现降本增效。未来，拼多多将鼓励获奖团队进一步完善农研成果，把技术方案应用到广袤的田间地头，助力农户增收与乡村振兴，让未来农业迸发出更多可能性。