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(gè)用花博會(huì)閑置集裝箱改造的“植物工廠”。這里擺放著的每一個(gè)集裝箱內(nèi)，都有可以自動(dòng)控溫、測(cè)溫的空調(diào)，自動(dòng)為植物補(bǔ)給養(yǎng)分的儀器，還有比自然光更能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的多光譜光源。植物在集裝箱里，相比在溫室大棚里，長(zhǎng)得更茂盛。
最近，一群來(lái)自上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院、上海交通大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)及研究公司、拜耳作物科學(xué)公司、北京極星農(nóng)業(yè)公司等大學(xué)、研究所和企業(yè)的青年科學(xué)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(lái)。
從2月13日開(kāi)始，他們?cè)谶@里進(jìn)行一場(chǎng)種生菜比賽，或現(xiàn)場(chǎng)、或遠(yuǎn)程控制，這些名校的碩士博士用90天的時(shí)間PK誰(shuí)種的生菜更多、更有營(yíng)養(yǎng)、口感更好，還要PK誰(shuí)的算法更優(yōu)、能耗更低。這場(chǎng)比賽名為“光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽”，種植場(chǎng)地為上海本土國(guó)企光明集團(tuán)在崇明布局的光明母港垂直農(nóng)業(yè)研究中心，比賽組織方為以農(nóng)業(yè)為核心的互聯(lián)網(wǎng)公司拼多多。
擺在這群“高知農(nóng)人”面前的是設(shè)施農(nóng)業(yè)的“高端局”。種植場(chǎng)景從前兩屆大賽的云南高原溫室升級(jí)為純?nèi)斯す?、立體種植的集裝箱。
農(nóng)業(yè)“高端局”亟待破局
垂直農(nóng)業(yè)是近年來(lái)在海外興起的一種新型農(nóng)業(yè)種植類型，它是指在室內(nèi)，采用無(wú)土栽培的方式，配合生物有機(jī)肥，將規(guī)定面積內(nèi)的畝產(chǎn)效益最大化。它可以將污水轉(zhuǎn)化成電力，大大降低能源成本，同時(shí)能夠提供更多的食物。
但垂直農(nóng)業(yè)在我國(guó)的發(fā)展前景尚未可知。一個(gè)重要的原因是，種植成本過(guò)高，參與企業(yè)盈利不易。
“設(shè)施成本、后期維護(hù)成本都比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)貴；另一方面，我國(guó)的蔬菜價(jià)格較低，盈利困難。”上海農(nóng)科院團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、畢業(yè)于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜學(xué)專業(yè)的博士何立中告訴記者，目前我國(guó)有個(gè)別“植物工廠”在探索種植草莓、西瓜等經(jīng)濟(jì)水果，摸索盈利模式。
他介紹，近年來(lái)隨著LED光源、空調(diào)、自動(dòng)灌溉設(shè)備等產(chǎn)品的性能提升、價(jià)格降低，垂直農(nóng)業(yè)已經(jīng)受到越來(lái)越多大企業(yè)的關(guān)注。“10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(shuō)，隨著垂直農(nóng)業(yè)所需硬件設(shè)施的迭代更新，這種農(nóng)業(yè)“高端局”也將逐步迎來(lái)發(fā)展的春天。
拼多多副總裁戴志輝告訴記者，我國(guó)人口眾多，像北京、上海這樣的超大型一線城市未來(lái)需要破局“城市農(nóng)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(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境的部分控制；而封閉環(huán)境下的垂直農(nóng)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于外界的持續(xù)食物供應(yīng)，這是未來(lái)農(nóng)業(yè)的大勢(shì)所趨。”
一棵生菜動(dòng)用了4個(gè)博士、1個(gè)碩士、兩個(gè)學(xué)士
2月14日，上海市人社局認(rèn)定的“超級(jí)博士后”、上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院博士后查凌雁來(lái)到光明母港垂直農(nóng)業(yè)研究中心的一處集裝箱植物房?jī)?nèi)，查看主辦方前期種下的對(duì)照組生菜的生長(zhǎng)情況。
為了讓所有參賽團(tuán)隊(duì)可以“對(duì)比”一般情況下的生菜生長(zhǎng)情況，主辦方特地在經(jīng)其自備研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)的種植環(huán)境中，先行種植了一批同款生菜?！翱照{(diào)溫度感覺(jué)略高了一些，能耗會(huì)高?！睎肆柩阍趫F(tuán)隊(duì)里負(fù)責(zé)植物的栽培工作。她要定時(shí)觀察生菜的生長(zhǎng)情況，并作出相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液調(diào)整、室溫調(diào)整、燈光調(diào)整的安排。
她本科是設(shè)施農(nóng)業(yè)專業(yè)，碩博是農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程專業(yè)，是典型的工農(nóng)交叉專業(yè)人才。記者注意到，上海交大的這支7人團(tuán)隊(duì)中，像查凌雁一樣具有農(nóng)學(xué)背景的有3人，其余4人均為“工科男”。團(tuán)隊(duì)內(nèi)包括4名博士、1名碩士和兩名學(xué)士。
“我們對(duì)植物的生長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析研究，根據(jù)不同生長(zhǎng)階段為植物配比更加合適的‘土壤’；工科生負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)植物生長(zhǎng)的自維持。”查凌雁告訴記者，每一支參賽團(tuán)隊(duì)都有自己的集裝箱，里頭都布置著相同的空調(diào)、灌溉設(shè)備、LED燈帶，如何調(diào)試好這些設(shè)備、如何準(zhǔn)備營(yíng)養(yǎng)液、如何讓這些設(shè)備盡量自動(dòng)化地運(yùn)作，是各個(gè)團(tuán)隊(duì)的“秘笈”。農(nóng)學(xué)專業(yè)的成員負(fù)責(zé)判斷生菜需要什么，工科生們則負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)他們的各種設(shè)想。
比如，為了盡可能減少人員進(jìn)出給集裝箱內(nèi)帶入病菌，農(nóng)學(xué)生們就要求給植物裝上24小時(shí)直播的微距攝像頭，讓他們可以遠(yuǎn)程觀察生長(zhǎng)情況；植物全都無(wú)土栽培，能不能長(zhǎng)好主要靠“水”，水從哪里引入、引入后如何與營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行自動(dòng)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(yuǎn)程調(diào)控等，也需要工科生們來(lái)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)。
工科生也想入局農(nóng)業(yè)
上海交大團(tuán)隊(duì)的導(dǎo)師鮑華博士畢業(yè)于美國(guó)普渡大學(xué)，這個(gè)工學(xué)背景的長(zhǎng)聘副教授近來(lái)當(dāng)上了上海交大綠色能源與新農(nóng)村中心的主任。他告訴記者，如果僅從就業(yè)角度來(lái)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(chǎn)生了去看似較為冷門的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)力的想法。
焦隆就是其中之一。他在讀研期間就瞄準(zhǔn)了“海上種生菜”項(xiàng)目。為了把生菜種好，他還自己在實(shí)驗(yàn)室里種了40多批次的不同品種的生菜。生菜種出來(lái)后，他也學(xué)著農(nóng)學(xué)生那樣去分析生菜生物量、營(yíng)養(yǎng)素含量、保鮮能力等。
“其實(shí)做這些設(shè)備，對(duì)我們工科生來(lái)說(shuō)并不難。海上種生菜也是一樣，本質(zhì)都是一些不算太難的工程問(wèn)題。我比較在意的，是誰(shuí)能想到在海上種生菜這樣一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。”焦隆說(shuō)，只要有好點(diǎn)子，工科生都能幫忙實(shí)現(xiàn)。
比如，在上海這樣的農(nóng)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(shí)現(xiàn)一年四季季季有收獲且產(chǎn)量翻上10倍、20倍。像這樣的“好點(diǎn)子”，焦隆覺(jué)得就很值得自己為此付出經(jīng)歷去投入。據(jù)悉，焦隆所在團(tuán)隊(duì)前期在上海交大“深藍(lán)計(jì)劃”的支持下，搭建了一個(gè)只需要太陽(yáng)能和海水即可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的“無(wú)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(nóng)交叉學(xué)科領(lǐng)域有所發(fā)展，為此他主動(dòng)請(qǐng)纓加入上海交大種生菜的團(tuán)隊(duì)，“我從小在歐洲長(zhǎng)大，特別能感受農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要性。垂直農(nóng)業(yè)在歐洲不算新鮮事物，但在國(guó)內(nèi)還沒(méi)發(fā)展起來(lái)?！?/p>
記者注意到，隨著近年交叉學(xué)科的興起，與工科交叉的農(nóng)學(xué)專業(yè)也越發(fā)受到青年學(xué)子的歡迎。何立中所在的國(guó)家設(shè)施工業(yè)工程技術(shù)研究中心崇明基地，近幾年的碩士招考分?jǐn)?shù)始終名列前茅。“有時(shí)還會(huì)有最高分的學(xué)生進(jìn)我們研究中心。”何立中說(shuō)。
他介紹，過(guò)去不少青年學(xué)生一聽(tīng)說(shuō)“大田”就緊張，覺(jué)得大田里做學(xué)術(shù)研究很辛苦。但現(xiàn)在，隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)、植物工廠、人工智能的發(fā)展，農(nóng)業(yè)有了“高端局”——手機(jī)軟件點(diǎn)一點(diǎn)，田里就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉，“農(nóng)業(yè)與高科技一結(jié)合，對(duì)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(lái)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題——能耗較高?！皻W洲這兩年因?yàn)槟茉淳o張，也陸續(xù)關(guān)閉了一些植物工廠、垂直農(nóng)業(yè)工廠?！彼榻B，目前已有一些有前瞻視野的企業(yè)開(kāi)始嘗試與高校合作，從節(jié)能角度更新、轉(zhuǎn)化一些農(nóng)業(yè)設(shè)施，專利成型后再由企業(yè)去推廣產(chǎn)品，“目前國(guó)內(nèi)（企業(yè)）這種意識(shí)還不是很強(qiáng)。垂直農(nóng)業(yè)在全球來(lái)看是‘風(fēng)口’，在國(guó)內(nèi)則有些高冷。”
據(jù)悉，光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽自去年8月開(kāi)賽以來(lái)，已經(jīng)吸引了全球30支團(tuán)隊(duì)、150多位青年科學(xué)家報(bào)名。初篩后，15支隊(duì)伍進(jìn)入初賽。經(jīng)過(guò)比拼，最終4支高水平戰(zhàn)隊(duì)晉級(jí)決賽，包括“賽博農(nóng)人”隊(duì)（CyberFarmer）、上海農(nóng)科院隊(duì)、生菜快長(zhǎng)隊(duì)（Lettus Grow）和上海交大“生生不息”隊(duì)。
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