看完多多农研的比赛,我才发现,种草莓已经进化成这样了
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长三角MOMO
把草莓挪到植物工厂,打脸往往发生在最微小的细节上,比如近百只熊蜂被放进房间后,为啥会突然集体罢工啃花。但这种充满戏剧性的试错,正是未来农业走向成熟、让老农的直觉与算法的精度相互校准最值钱的教科书。
在长三角的一座高规格科创谷里,几间占地50平方米的密闭房间被关上了大门。
房间里没有阳光,没有风吹雨打,也没有四季的自然更替。屋内布满了密密麻麻的LED光谱灯,空气由变频空调和新风系统调控,草莓根部要么扎在基质盆里,要么泡在流动的水槽中。
这是第五届“多多农研科技大赛”决赛阶段的真实现场。在长达半年的周期里,参赛团队需要在这个自建的全人工光植物工厂里,攻克国产草莓品种的全周期种植。
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(四支决赛团队搭建的植物工厂,从左往右依次是拟生态团队、赛博农人团队、莓立方团队、欧普智莓团队)
不少青年专家怀着技术人员特有的自信走进来。在他们的预想中,只要把光照、温度、湿度、水肥和二氧化碳浓度设定成最优参数,种草莓就像在工业流水线上组装标准件一样顺理成章。
但活生生的植物,很快给这群“极客”上了生动的一课。
01
实验室之外的
咬合与试错
这届大赛,把种植难度拉到了一个新高度。
上一届比赛,大家还在集装箱里种生菜,生菜主要依靠营养生长,不涉及开花、授粉、坐果;而草莓,不仅要经历长叶子的营养生长,还要完成抽花序、开花、授粉、坐果等一系列复杂的生殖生长。
半年的漫长赛程下来,几支团队展示出了截然不同的探索轨迹。
由中国农业大学几位硕博生组成的“赛博农人”团队,在这次比赛中拿下了一等奖。队长陈民慧和队员们虽然自称是“种植小白”,但他们是科班出身,把多年积累的作物机理文献和老专家经验融合成了知识图谱。
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(试种植阶段,赛博农人团队正测试生长光源的光谱配方)
他们用机器视觉识别花朵数量,精准计算蜂群投放量,还独创了白红LED光配方。整整170天里,他们的草莓没有出现病害失控,坐果率保持在90%以上,大众评审试吃时,果实的甜度、香气和口感都得到了高分。
但在隔壁的比赛房间里,过程却没有那么平坦。
以上海交大师生和产业力量为主的“莓立方”团队,前期长势非常旺盛,但到了熊蜂授粉环节,却发生了一个意想不到的事件:近百只熊蜂被放进房间后,突然集体“闹脾气”,不出巢、啃花,甚至攻击工作人员。
排查到最后,大家才发现,蜂箱刚好被摆在了气流和噪音的扰动中心,蜜蜂应激了。后来团队挪了蜂箱位置、给足适应期,熊蜂才重新上工。
采用水培浅液流(NFT)模式的“拟生态”团队也遇到了麻烦。他们的浅液流槽让根系像“裸泳”一样直接浸泡在营养液中,缓冲性远不如基质。在他们的种植过程中,草莓完成花芽分化要求夜间气温低于15摄氏度,但降温连带把水温也拉低了,根系生长停滞甚至休眠,莓果很难长到大克重。
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(拟生态团队采用浅液流栽培方案,仅用约40天就收获头茬草莓)
“以往做研究,失败了可以重新来过;这次是一株一株活着的草莓在承担我们判断的后果。”莓立方的队员吕兆晨在赛后复盘时写下了这段话。
拼多多举办这场比赛,把规则制定得非常贴合产业端要求,但同时也留出了足够大的试错空间。农业领域没有一蹴而就的完美代码,那些在试错中暴露出来的温控冲突、蜜蜂应激和根区水温失衡,恰恰是科技与自然规律咬合时最真实的痕迹。
比赛并没有把目光局限在单一的技术对比上,而是鼓励大家探索多样化的硬件和模式解法。
比如赛博农人团队加装了光伏板,并设计了冷凝水回收系统,把植物蒸腾出来的水分重新收集循环,回收利用率达到了75%以上;拟生态团队则坚持尝试以零排放为目标的浅液流闭环,为不依赖基质的现代农业栽培探索新的路径。
这些在真实场景下撞出来的经验与数据,本身就是极其有价值的技术沉淀。
02
未来的农业
呼唤懂技术的“两栖人”
莓立方队员吕兆晨坦言,自己赛前曾有“技术傲慢”。
作为年轻人,拥有传感器、深度学习算法和光谱调控技术,潜意识里觉得传统老农的种植经验,不过是一堆待采集的数据,随时可以被算法替代。
但真正在工厂里守了半年之后,吕兆晨在赛后复盘时改变了看法。
“以前我们看到叶片边缘有一点焦黄,要调图像识别、跑模型分析;但我们团队里的老专家看一眼,三秒钟就知道是缺水还是缺光。”吕兆晨感叹说。
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(莓立方团队正在记录试种植阶段的草莓果径)
老农那“三秒钟的整体感”,是几代人用身体对活物长期观察积累下来的直觉,很难直接转化为算法代码。
莓立方复盘时说,草莓不是工业标准件。如果你给它一个绝对舒服的“舒适圈”,它反而不开花、不结果,必须适当制造一点生存压力来促发花芽;赛博农人团队也提到,盛花期舍不得疏花疏果,营养生长和生殖生长就会失衡。
农业的不确定性,谁都无法消灭。植物工厂能做的,只是把不确定性从不可控的天气,转移到了人类的每一次决策和策略调整里,再对决策和策略不断调整、优化。
这也让行业看到了人才结构上的新需求。
单纯懂代码的工程师,如果不理解作物的生理规律,写出来的策略很可能是空中楼阁;而习惯了看天种地的传统把式,面对复杂的自动化设备和数据报表,也容易手足无措。
比赛现场交出的答卷表明,未来推动农业前行的,必然是既懂植物生长规律、又能熟练运用现代化工具的“两栖人”。
通过多多农研科技大赛这种产学研用一体化的竞赛平台,农科院的育种专家、高校的工科硕博生以及企业工程师站在一起,在实践中互相校准、补齐短板,为现代农业提供了跨学科协作的样本。
03
从长三角的“方寸工厂”
到雪域高原的扎根
对于拼多多这样的平台来说,持续加码支持农业科技竞赛,真正的关注点是要看这些技术,最终能否走到真实的生产和应用场景中去。
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比赛的终点,远不止长三角科创谷里这几间占地50平方米的房间。
第四届多多农研科技大赛的优胜奖获得者墨泉团队队长秦楚汉,赛后带领团队持续迭代技术,并做出了一个出乎意料的决定:把植物工厂设备和技术,送到西藏亚东县庞达村等边境村庄。
亚东县庞达村一带海拔高、紫外线强,河谷雨水多、日照少,可种植土地有限;对人员来说还有低压缺氧的挑战。外地转运过去的蔬菜要走很久的货车,新鲜度大打折扣。但青藏高原拥有丰富的绿色能源,部分地区电价比较优惠,这恰好填平了植物工厂最大的用电成本。
秦楚汉和团队成员在海拔几千米的高原上跑前跑后,招募当地村民,从零开始教他们使用自动化设备。据团队介绍,已累计运送13个植物工厂设备,试种过生菜、小青菜、菌菇等10余个品种,让高海拔地区的群众吃上了本地产的鲜菜。
从长三角植物工厂里精细调试的光配方与环控系统,到雪域高原集装箱植物工厂里月产可达6000斤的绿叶菜,现代农业技术的应用边界,正在被一步步拓宽。
多多农研是一场围绕设施农业的种地比赛,至今已经办了六年,没有夸张的口号,也没有凭空诞生的神话。有的是青年科研群体对土地和生命的敬畏,有的是在一次次故障与复盘中积累下来的真实经验。
这些脚踏实地的探索,正在给中国现代农业的创新与落地,带来微小而扎实的改变。
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