2023-03-23 14:49:21
距離上海市中心約百公里的崇明島上，有一個用花博會閑置集裝箱改造的“植物工廠”。這里擺放著的每一個集裝箱內，都有可以自動控溫、測溫的空調，自動為植物補給養(yǎng)分的儀器，還有比自然光更能促進植物生長的多光譜光源。植物在集裝箱里，相比在溫室大棚里，長得更茂盛。
最近，一群來自上海農業(yè)科學院、上海交通大學、中國農業(yè)大學、荷蘭瓦赫寧根大學及研究公司、拜耳作物科學公司、北京極星農業(yè)公司等大學、研究所和企業(yè)的青年科學家聚集在這里，他們?yōu)橐豢妹麨椤按涮瘛钡男缕贩N生菜而來。
從2月13日開始，他們在這里進行一場種生菜比賽，或現(xiàn)場、或遠程控制，這些名校的碩士博士用90天的時間PK誰種的生菜更多、更有營養(yǎng)、口感更好，還要PK誰的算法更優(yōu)、能耗更低。這場比賽名為“光明多多垂直農業(yè)挑戰(zhàn)賽”，種植場地為上海本土國企光明集團在崇明布局的光明母港垂直農業(yè)研究中心，比賽組織方為以農業(yè)為核心的互聯(lián)網(wǎng)公司拼多多。
擺在這群“高知農人”面前的是設施農業(yè)的“高端局”。種植場景從前兩屆大賽的云南高原溫室升級為純人工光、立體種植的集裝箱。
農業(yè)“高端局”亟待破局
垂直農業(yè)是近年來在海外興起的一種新型農業(yè)種植類型，它是指在室內，采用無土栽培的方式，配合生物有機肥，將規(guī)定面積內的畝產效益最大化。它可以將污水轉化成電力，大大降低能源成本，同時能夠提供更多的食物。
但垂直農業(yè)在我國的發(fā)展前景尚未可知。一個重要的原因是，種植成本過高，參與企業(yè)盈利不易。
“設施成本、后期維護成本都比傳統(tǒng)農業(yè)貴；另一方面，我國的蔬菜價格較低，盈利困難。”上海農科院團隊負責人、畢業(yè)于南京農業(yè)大學蔬菜學專業(yè)的博士何立中告訴記者，目前我國有個別“植物工廠”在探索種植草莓、西瓜等經濟水果，摸索盈利模式。
他介紹，近年來隨著LED光源、空調、自動灌溉設備等產品的性能提升、價格降低，垂直農業(yè)已經受到越來越多大企業(yè)的關注?！?0年前的LED燈大約要賣50元一根，現(xiàn)在只需10元一根；10年前可能耗電100瓦，現(xiàn)在耗電只有50瓦?！焙瘟⒅姓f，隨著垂直農業(yè)所需硬件設施的迭代更新，這種農業(yè)“高端局”也將逐步迎來發(fā)展的春天。
拼多多副總裁戴志輝告訴記者，我國人口眾多，像北京、上海這樣的超大型一線城市未來需要破局“城市農業(yè)如何用更少資源種出更多糧食”，“從大田到大棚，我們已經實現(xiàn)了對環(huán)境的部分控制；而封閉環(huán)境下的垂直農業(yè)可以實現(xiàn)獨立于外界的持續(xù)食物供應，這是未來農業(yè)的大勢所趨?！?/p>
一棵生菜動用了4個博士、1個碩士、兩個學士
2月14日，上海市人社局認定的“超級博士后”、上海交通大學農業(yè)與生物學院博士后查凌雁來到光明母港垂直農業(yè)研究中心的一處集裝箱植物房內，查看主辦方前期種下的對照組生菜的生長情況。
為了讓所有參賽團隊可以“對比”一般情況下的生菜生長情況，主辦方特地在經其自備研究團隊確認的種植環(huán)境中，先行種植了一批同款生菜?！翱照{溫度感覺略高了一些，能耗會高。”査凌雁在團隊里負責植物的栽培工作。她要定時觀察生菜的生長情況，并作出相應的營養(yǎng)液調整、室溫調整、燈光調整的安排。
她本科是設施農業(yè)專業(yè)，碩博是農業(yè)生物環(huán)境與能源工程專業(yè)，是典型的工農交叉專業(yè)人才。記者注意到，上海交大的這支7人團隊中，像查凌雁一樣具有農學背景的有3人，其余4人均為“工科男”。團隊內包括4名博士、1名碩士和兩名學士。
“我們對植物的生長進行實時分析研究，根據(jù)不同生長階段為植物配比更加合適的‘土壤’；工科生負責實現(xiàn)植物生長的自維持?！辈榱柩愀嬖V記者，每一支參賽團隊都有自己的集裝箱，里頭都布置著相同的空調、灌溉設備、LED燈帶，如何調試好這些設備、如何準備營養(yǎng)液、如何讓這些設備盡量自動化地運作，是各個團隊的“秘笈”。農學專業(yè)的成員負責判斷生菜需要什么，工科生們則負責實現(xiàn)他們的各種設想。
比如，為了盡可能減少人員進出給集裝箱內帶入病菌，農學生們就要求給植物裝上24小時直播的微距攝像頭，讓他們可以遠程觀察生長情況；植物全都無土栽培，能不能長好主要靠“水”，水從哪里引入、引入后如何與營養(yǎng)液進行自動配比并灌溉到一層疊著一層的“田”里，灌溉的頻次是多少、如何遠程調控等，也需要工科生們來負責實現(xiàn)。
工科生也想入局農業(yè)
上海交大團隊的導師鮑華博士畢業(yè)于美國普渡大學，這個工學背景的長聘副教授近來當上了上海交大綠色能源與新農村中心的主任。他告訴記者，如果僅從就業(yè)角度來看，上海交大的工科生幾乎都不發(fā)愁，但現(xiàn)如今，不少工科生產生了去看似較為冷門的農業(yè)領域發(fā)力的想法。
焦隆就是其中之一。他在讀研期間就瞄準了“海上種生菜”項目。為了把生菜種好，他還自己在實驗室里種了40多批次的不同品種的生菜。生菜種出來后，他也學著農學生那樣去分析生菜生物量、營養(yǎng)素含量、保鮮能力等。
“其實做這些設備，對我們工科生來說并不難。海上種生菜也是一樣，本質都是一些不算太難的工程問題。我比較在意的，是誰能想到在海上種生菜這樣一個應用場景?！苯孤≌f，只要有好點子，工科生都能幫忙實現(xiàn)。
比如，在上海這樣的農業(yè)用地稀少、人口眾多、蔬菜需求量極大的城市用集裝箱種蔬菜，實現(xiàn)一年四季季季有收獲且產量翻上10倍、20倍。像這樣的“好點子”，焦隆覺得就很值得自己為此付出經歷去投入。據(jù)悉，焦隆所在團隊前期在上海交大“深藍計劃”的支持下，搭建了一個只需要太陽能和海水即可長期穩(wěn)定運行的“無能耗海上自維持蔬菜種植系統(tǒng)”。
法籍華裔工科生熊元科也想在工農交叉學科領域有所發(fā)展，為此他主動請纓加入上海交大種生菜的團隊，“我從小在歐洲長大，特別能感受農業(yè)現(xiàn)代化的重要性。垂直農業(yè)在歐洲不算新鮮事物，但在國內還沒發(fā)展起來?！?/p>
記者注意到，隨著近年交叉學科的興起，與工科交叉的農學專業(yè)也越發(fā)受到青年學子的歡迎。何立中所在的國家設施工業(yè)工程技術研究中心崇明基地，近幾年的碩士招考分數(shù)始終名列前茅。“有時還會有最高分的學生進我們研究中心。”何立中說。
他介紹，過去不少青年學生一聽說“大田”就緊張，覺得大田里做學術研究很辛苦。但現(xiàn)在，隨著設施農業(yè)、植物工廠、人工智能的發(fā)展，農業(yè)有了“高端局”——手機軟件點一點，田里就能實現(xiàn)自動灌溉，“農業(yè)與高科技一結合，對年輕人的吸引力就大了”。
但何立中也注意到了植物工廠未來發(fā)展的瓶頸問題——能耗較高?！皻W洲這兩年因為能源緊張，也陸續(xù)關閉了一些植物工廠、垂直農業(yè)工廠。”他介紹，目前已有一些有前瞻視野的企業(yè)開始嘗試與高校合作，從節(jié)能角度更新、轉化一些農業(yè)設施，專利成型后再由企業(yè)去推廣產品，“目前國內（企業(yè)）這種意識還不是很強。垂直農業(yè)在全球來看是‘風口’，在國內則有些高冷?！?/p>
據(jù)悉，光明多多垂直農業(yè)挑戰(zhàn)賽自去年8月開賽以來，已經吸引了全球30支團隊、150多位青年科學家報名。初篩后，15支隊伍進入初賽。經過比拼，最終4支高水平戰(zhàn)隊晉級決賽，包括“賽博農人”隊（CyberFarmer）、上海農科院隊、生菜快長隊（Lettus Grow）和上海交大“生生不息”隊。
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