民以食為天。從古至今,人們從未放棄過對于糧食與蔬菜的浪漫想象。如今,一群“新農人”對于耕種方式的探索與多元場景的創造,將農業競技場地從傳統農田轉換成集裝箱植物工廠;將大數據、人工智能等作為新農具,就此打開農業巨大想象空間。
追光少年
在不久前舉行的2024光明多多垂直農業挑戰賽暨第四屆“多多農研科技大賽”中,作為去年參賽的冠軍團隊,上海農科院隊在今年獲得了更多的關注。這是今年3月籌備參賽以來,隊長苗辰的感受。他的身份從隊員切換到了隊長,這次負責比賽種植方案的制訂與執行。談及對農業的選擇,苗辰說,他本科時沒有主動填報農業專業,而是被調劑的。經過四年的時光,他對農業產生了濃厚的興趣。所以考上研究生,他就主動選擇了植物補光研究這一細分領域。
隨著參與老師的研究課題以及越來越多的基地實踐,苗辰更是越來越能領略到現代農業的魅力。苗辰至今記得那個讓他耳目一新的場景:當時適逢上海的早春季節,大批量的補光燈,同時在棚里散發出紫紅色的光影;一個個嬌艷欲滴的番茄密密麻麻地“站在”連棟的溫室棚里奮力生長,“那種生機勃勃,讓我更加堅定了自己的選擇”。
再度參賽,苗辰的任務是給生菜“補光”。這個聽起來有點不好理解的工作,被這個眼前的大男孩解釋得有板有眼。“這一次,我們隊不僅通過極致的空間使用率大幅提升種植面積,還在傳統LED燈人工光源的基礎上,引入能耗更低的激光燈。每根激光燈管功率僅8瓦,不僅能耗低,還可以更好提高QKFNLSJBm2c5FJCb6nZEdmfZP13DwP/LFSbILT5AlCc=植物的光合效率,促進植物生長發育及品質的提升。”苗辰笑稱負責這個“工種”的他們是“追光的人”。
來自“中國蔬菜之鄉”壽光市所在的濰坊市的葉菜俠隊,也是“追光”中的佼佼者,隊長解曉巍對“光”侃侃而談。“我們不僅要關注燈的轉化效率,還要關注燈本身的散熱和發熱性,搭配導光管,同時我們也在作各種關于光譜、光配方的測試,務求針對不同品種給到最佳的光配方方案,讓蔬菜能更茁壯生長。”
“少年英雄”所見略同
除了要“追光”之外,今年的賽事還增加了一個新環節——“爆改”集裝箱,決賽從7月上旬開始,6支進入決賽的參賽隊伍對賽事主辦方統一提供的集裝箱進行自行設計和改建。參賽隊伍需要比拼集裝箱式植物工廠的制造水平,從系統設計、裝備制造、安裝調試、種植運營等方面進行全方位技能考核,全面體現了工學、農學乃至商學的學科交叉與跨界融合。“以賽促研”,推動植物工廠產業破局。
9月下旬開始,在各自改造好的集裝箱中水培生菜,經過50多天的培育種植出來的成果最終還要經過產量、品質及花費三個維度的衡量,綜合成績最優的團隊才能獲得勝利。雖然“爆改”方案各不相同,但此次參賽的隊伍都有一個相類似的想法:雖然現實中,國內的植物工廠發展至今,仍然受限于資金與規模,且比賽也沒有以產業化為唯一評價標準,但大家都不約而同希望自己的項目成果能激發出現實中植物工廠的商業推廣應用,同時最大化實現農業研究的價值。
上海農科院隊采用了一套總共6層的可移動式垂直吊掛栽培架。從植株的育苗期到成長期,這些架子逐漸展開,可為每架生菜留出20厘米的生長間距,整個空間至多種植1600余株生菜,被認為是6支隊伍中種植數量最“激進”的方案。“比賽是交流研究技術、落地創新成果的契機。只有賽前的技術數據不斷被刷新,現實中才有更大的可能性。”苗辰自信地說道。
從加拿大“回流”的墨泉隊,方案融合了歐美方向和亞洲方向對植物工廠的研究成果,也就是在中西方融合技術創新、高附加值探索方面,推進了國內垂直農業發展。他們集裝箱內的創新機械是全場亮點,吸引了所有人的目光——這是一個長5米、高度超過2.4米的巨型裝置,至少4組半徑約30厘米的滑輪組拉動鉸鏈,帶著逾2米長的食品級不銹鋼種植槽緩慢旋轉。
墨泉隊的“中西合璧”技術風裝置中,大到架構設計,小到滑輪組件,都凝聚了巧思。“在空間利用率、氣候一致性、采摘便捷度等方面,旋轉式栽培架有自己的優勢。”隊長秦楚漢說,由于飲食習慣及經濟發展的差異,歐美植物工廠的設計理念與國內流行的日本流派,差異很大。“國內植物工廠團隊散在全國各地,通過大賽,大家聚在一起,背靠背交流,很有意義。我們把在加拿大學習、創業期間積累的想法、創意帶回國,帶到大賽上,算是拋磚引玉。”
秦楚漢還向記者回憶起自己8年前第一次嘗試“手工改建”植物工廠的情形。他在建材市場購買木材,鋸出雛形,再用紙袋包裹,底部挖幾個孔洞,放入水箱,一個簡易的“番茄工廠”就完成了。也是這個小小的嘗試,讓他在加拿大開啟了“代碼種菜”之路,創辦了自己的農業公司。“但回國這幾年,幾乎把之前賺到的錢全部投入到國內國產化的研發里去了。”秦楚漢說道,參與這次的比賽,他一方面希望借此打響團隊知名度,另一方面也希望能為國內新農業發展道路帶來更多的先進技術和可能性。
與墨泉隊海歸背景與商業模式不一樣的是,首次參賽就闖入決賽的葉菜俠隊已經在植物工廠上實現盈利模式,是現實中已經將植物工廠與產業化比較好結合的一支隊伍。據隊長解曉巍介紹,公司2020年成立以來,專注于中國菜、中草藥材、合成生物等綠葉草本類作物標準化生產工藝研究,目前已經在日本、韓國、阿魯巴、泰國等國家和地區落地植物工廠模式。
這次他們僅用8天就完成了集裝箱改建的硬件交付,是速度最快的團隊;且提出的42-45天能夠達到單株250克的產量指標,也完全顛覆了國內植物工廠種植生菜的產量指標。除了效率高、產量大之外,記者還留意到葉菜俠隊還很看重與植物的友好交往,他們給每個種植單元安裝了遮光簾,配備了專屬的空調風管,讓作物擁有“五星級”的居住體驗。
“新農人”談“新”,新農業萌芽
參賽后,苗辰對于植物工廠亟需解決的市場接受度問題感受更深了。“我們還有很長的科普的路要走,拋開品質與口感不談,起碼讓大眾明白植物工廠生產的蔬菜是安全的,何況品質與口感并不差。”解曉巍則希望“口袋農場”可以走進社區、學校,成為一個絕佳的蔬菜展示平臺、銷售平臺甚至教學平臺。盡管盈利已經不是他當下的最大壓力,但他仍然“希望對接更多資源”。
比賽給“新農人”帶來的影響遠不止于此。參加了上屆比賽的上海交大團隊在賽后仍持續研究比賽所用方案的可操作性和可實現性,不僅發表了6篇相關學術論文,目前還在試驗一種有望推向市場、惠及大眾的智能植物栽培架模型。上海農科院團隊也整合了院內相關團隊和資源,搭建了垂直農場創新研究平臺,開展了一些綠葉菜、草莓、大麥草以及西紅花等中藥材的植物工廠栽培技術研究。
一群抱著理想從四面八方聚集而來的“新農人”,被種菜的魅力折服,為新農業可持續發展打開未來之門,讓“一鍵種菜”成為現實。
正如中國農業大學水利與土木工程學院教授、博士生導師賀冬仙所言,在智能裝備的基礎上,利用人工智能技術顛覆傳統的農業生產方式,植物工廠一定是最具顛覆性的重要體現,也是生產力向新突破的典型范本。
(摘自《21世紀經濟報道》唐韶葵)