没有阳光和土壤，让一群博士比赛种菜？ | 莓AI
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► 文 张枫
导语
面朝黄土背朝天，如果你还这样看农业，那就大错特错了！
智能温控和光源调节、精细营养液配比、针对植物生长的AI模型训练，在沙漠、戈壁滩、甚至南极、海面上等任何恶劣环境都能365天不间断种植，这才是新时代农业的正确打开方式。
农民这一职业也不再是老一辈的专属，一大群来自农学、机械与动力、能源、AI算法等综合学科的90后新农人，正前赴后继演绎“植物种植传奇”，为提升农业生产力、乡村振兴赋予全新可能。
“做自己热爱的事情”
出生于河南周口、从小对农事耳濡目染的郑建锋填报志愿时毫不犹豫选择了中国农业大学的农建专业，虽然从小被教育“好好学习，争取以后不再务农”，他仍然在农业之路上走得异常坚定。他说，“跟同届的同学比，我能做自己热爱的事情，是一件很幸福的事情”。
92年出生的他，如今已学农十余年。目前，他在中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室从事博士后研究，同时也是国家中药材产业技术体系智能化管控研究的专家队成员之一。2020年，由于所学专业契合度高，他接触到了拼多多农研比赛，并屡次与实验室的队员们杀入决赛。
郑建锋团队
队员杨瑞梅则来自云南农村，她深感传统农业的瓶颈所在：机械化程度低、生产规模小、靠天吃饭、经济效益差。本硕研究大型农业，博士研究植物工厂的她，希望通过自己专业知识给解决民生问题。
与前几届相比，第三届多多农研科技大赛条件更为苛刻，往年的温室种植可以借助自然光“靠天吃饭”，今年则把种植地放到改造好的20尺集装箱植物工厂内，“温、光、水、肥、气”等要素全部依赖人工调节，这意味着对人工决策的容错率更低，挑战更大。
此外，参赛队伍还需要通过编程，将种植经验转化为数字化控制解决方案。这就要求，参赛团队需要拥有跨学科的背景，这也是本次赛事的初衷之一。
当前我国科研机构在智慧农业上虽有积极探索，但面临普及程度、行业规模以及商业创新难的问题，此外，针对人口密度高、种植面积稀缺的特大型城市，城市农业的发展也需要创新解决方案。
这与郑建锋团队的研究方式一致，今年他们将继续通过智能化环控技术和数字化精准种植，提高生产效率和品质。他说，学习现代农业技术，让种地不再那么难，是一件很有意义的事。
与郑建锋团队类似，徐丹团队是国内设施农业（即人为创造适宜作物生长的环境）领域的佼佼者，他们今年派出了更为年轻的96、97年队员，拥有栽培、生长模型、数据、植物生理学、农业商业模式以及AI算法等综合背景和经验，他们希望验证AI在农业生产中的作用。
作为新农人，徐丹认为，现阶段，我国设施农业水平参差不齐，但同时，从业人口的结构变化、以及消费者对食物需求的改变都给我国的农业发展提出了挑战。“我们希望运用更少的土地、更少的自然资源和更少的人工，产出更多的蔬菜来保证菜篮子稳定。”徐丹称。
可以看到，农田不再是老一辈的专属，年轻的新农人正以创新技术能力趟出一条新路。
植物工厂——新农人的战场
如何一年四季都能种出高质量的蔬菜？
这是我国目前应用最为广泛的日光温室，也称暖棚，资金投入少、维护成本低，农民铺设简单设备即可使用，但受限也明显：由于没有加温设备，大棚温度受天气影响大，此外空气不流通、湿度大，也容易造成作物大规模灾害。
一面是产量面临突破瓶颈，一面是居民生活水平提高带来对果蔬的高要求，两难之下，植物工厂应运而生。
不需要土壤和阳光，在沙漠、戈壁、盐碱地都能种出新鲜果蔬。这是本届农研比赛的主战场，也是对未来农业形态的前瞻探索。当人类面临气候灾害问题，保障新型粮食供应，解决民生供应，是重中之重。
郑建锋认为，设施农业生产的重要目标就是高效，追求产量高、品质优、商品性好、经济价值高、资源和能源利用效率高，实现这一目标离不开对设施环境的精细化和智能化控制。
郑建锋告诉观察者网，在前几届比赛结束后，他们的科研成果已经在小汤山国家农业科技示范园进行推广，包括草莓营养液配方动态调整技术和基于日累积光照量的植物补光控制方法。
辽宁一家草莓合作社在引进获胜团队智多莓公司AI技术后，实现了一个人管理7-8个大棚同时产量翻倍的效果。
此外，来自上海市农业科学院园艺所及信息所的团队，长期从事植物工厂无土栽培、智慧农业等相关研究，也在积极突破自我。为改善南极科考队员长期吃不到新鲜蔬菜的情况，他们在崇明建了长城站、中山站温室1:1模型，仿真南极极端条件，手把手教南极队员们“种蔬菜”。
南极科考队种植的青菜，图源《新民晚报》
但他们并不满足，队长何立中博士认为，集装箱垂直农场是一种新型的植物工厂栽培模式，易于实现从精准农业向智慧农业的跨越。以往一公斤生菜需要消耗大约10度电，希望在此基础上可以自我突破，提供高效生产和资源充分利用的解决方案。
值得一提的是，在这里，学习机械工程、植物病理、光学、AI算法的学生都能有用武之地。农业有了更好形式得表达， 不再是“LOW”的代名词，干净整洁的工作环境更利于吸引和留住人才。
农业强国不是一句口号
当前，我国正处于新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展阶段，党的二十大和中央农村工作会议也多次强调，农业强国。这要求我们要充分发挥科技创新的力量，加大农业产业基础技术研发和推广，完善农业科技创新激励机制。
一方面需要强化育种技术，作为果蔬“芯片”，我国种子长期依赖进口，面临严重贸易逆差。据农业农村部统计，2021年，我国农作物进口额高达6.8亿美元，但出口只有3.3亿美元，贸易逆差达到3.5亿美元。
在例如水稻、小麦、玉米已经可以实现自给自足的情况下，西兰花、胡萝卜、辣椒、高端番茄等品种仍依赖进口。
另一方面，对于设施农业来说，则是要进一步降低传统农业对土壤、水源、环境和人力的损耗。
郑建锋介绍，目前我国人工光型植物工厂技术对标日本进行研发，智能温室则对标荷兰进行研发。虽然植物工厂发展前景明朗，但前期投入成本较高，前者造价每平米1-2万，后者1500-2000元，但日本农产品售价高，在补贴、技术、产品价格等多重利好下，大部分企业都能盈利；荷兰占据气候红利，同样技术拿到国内难以盈利，环控成本高，还需要研发适合我国国情的温室。
对我国温室来说，目前想要盈利仍需要以特定人群为突破口。“随着技术的进步、产业的发展、建设和运营成本的降低，未来还是有希望降低（植物工厂）农产品价格的”，郑建锋称。
水培生菜
气培生菜
据光明母港工作人员介绍，他们引进的水培集装箱一个月耗水量为500升，气培耗水量一个月为300升。前者造价28万左右，后者15万。
AI技术也在农业领域大显身手。通过农研比赛积累下来的温、光、水、气、肥数据，将代替传统经验性农作方式，极大代替人力实现全年不间断高产量生产。
尾声
过去的几个世纪，我国曾长期处于农耕文明，并一度踏上世界之巅。但是随着工业革命和互联网革命的到来，工作条件艰苦、收入微薄、发展前景不明朗等因素很大程度上制约了这一传统劳作方式的发展。
农业是生产生活以及经济活动的基石，无农业不生存。希望借助多多农研大赛这样这样一场持续性的农研“大练兵”比赛，让更多人看到现代农业的魅力。只有当越来越多全领域的青年才俊自发积极参与农业科创，中国农业才有未来。
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