日前,第五届“多多农研科技大赛”决赛启动仪式暨植物工厂落成仪式,在上海农业科创谷顺利举行。闯入决赛的4支队伍各具特色,既有深耕垂直农业多年的行业先锋,也有跨学科融合的青年科创力量;既有扎根产业一线的实践团队,也有专注前沿技术攻关的科研队伍,全方位展现了智慧农业的多元探索。
在此之前,4支队伍已按照各自的设计方案,完成了植物工厂的建造、设备调试及测试种植工作。接下来的6个月里,他们将聚焦高产量、高品质、低成本、低能耗四大核心目标,在50平方米的植物工厂内,围绕空间利用与能耗控制两大关键,用科技重新定义草莓种植的新模式。从这场赛事中,我们能清晰看到智慧农业向工业化、数字化、商业化迈进的生动实践与探索。

精耕方寸空间,破解能耗难题
走进拟生态团队打造的植物工厂,一组组种植架在可移动地轨上有序排列,LED照明灯的光线均匀洒在草莓植株上,一旁的监测屏实时显示着温湿度、光照等环境数据,一座充满科技感的“草莓工厂”跃然眼前。
“最初,我们是按照最大产量和种植空间来设计工厂的,理论上能容纳7000多株草莓。”拟生态团队队长何政洋介绍,“但实际操作中,为了兼顾后期维护的便利性和工人作业的舒适度,我们决定牺牲一部分种植位,最大化预留操作空间。”优化后,草莓种植数量计划控制在4600株,保守预估产量可达3800斤。
赛博农人团队则在建造设计上另辟蹊径,放弃传统地轨,采用天轨模式。“天轨能有效避免地面沉降或轨道积尘影响工厂运行精度,让设备运行更平稳。”团队队长陈民慧表示,他们还引入可移动式系统,通过灵活拉开或合拢种植位,在保证操作空间的同时,实现了空间利用率的最大化。
各团队不仅在空间利用上精打细算,在草莓品质上也追求极致。陈民慧告诉记者:“前期评估发现,种植密度过高会导致植株争夺营养,反而影响产量和品质。因此,我们通过精准疏花管理,计划每序花只保留3个果实,确保单颗草莓重量达到30克以上,全力追求更优的单果品质。”
种好草莓只是第一步,控制能耗是各参赛团队需要攻克的另一大难关。据了解,植物工厂的能耗主要来自照明和空调,约占总运营成本的七成,如何有效降本节能,成为团队比拼的核心焦点。
欧普智莓团队从照明节能入手,引入离网光伏储能系统,在植物工厂顶部及南立面外层安装了24块高效光伏板,将太阳能转化为电能,有效降低了能耗支出。
莓立方团队则从“优能”和“精控”两个方向发力,全面提升能源利用效率。“优能”方面,他们采用上届比赛迭代的反光膜材料,将照射到工厂内壁的LED光高效反射至作物表面,提升光环境均匀度,让边角处的植株也能充分吸收光能,让每一束光都“物尽其用”;“精控”方面,团队对风机、空调、除湿机等设备采用独立开关控制,实现单一设备精准启停,让每一度电都用在刀刃上。
勇于直面挑战,探索多元路径
从去年11至12月制定设计方案、建造植物工厂,到今年1至4月完成设备调试及测试种植,各支决赛队伍在实践中不断突破困局,勇于探索智慧农业的新路径。
莓立方团队队长贺世伟至今难忘试种期间的一次“意外”:试种的草莓突然出现叶片边缘卷曲、叶脉发黄的情况。“看似只是叶色不均一个小问题,背后可能涉及空气湿度、环境温度、水肥量等多种原因。”贺世伟说,他们只能逐项排查干扰因素,而植物的生长反馈存在延迟,一轮调试往往需要一周甚至更久。
这次意外,让团队意识到快速识别草莓病变的重要性。为此,他们打造了一套图像识别智能诊断系统——通过摄像头实时捕捉草莓植株的生长状态,由系统自动比对分析,计算出植株体内氮、钾等元素的含量,并迅速生成针对性的种植调整方案,实现了从“经验决策”向“量化决策”的转变。“要提高系统精度,需要大量图片、视频数据支撑,目前我们已采集了4个月的数据,系统精度达到90%以上。”贺世伟介绍道。
拟生态团队则走出了一条更具挑战性的道路——他们没有选择常见的基质培模式,而是采用浅液流模式,成为本次决赛中唯一选用该模式的队伍。“无土栽培有多种形式,浅液流的特点是营养液层很薄,对种植技术要求极高,是一种具有挑战性的栽培方式。”本次大赛评委、杭州市农业科学研究院草莓研究团队负责人、正高级农艺师余红解释道。
“基质就像缓冲垫,即便管理出现小失误,也能留出挽救时间。但浅液流水培不同,其内部环境本身就对植物构成生理挑战,一旦控制不当,环境剧烈变化会直接导致整片植株死亡。”何政洋直言,他们之所以选择这种模式,是因为凭借成熟的控制算法,已经攻克了“养分沉淀”与“生理胁迫”两大技术难点,“我们希望通过拟生态植物工厂模式大幅降低种植成本,这也是我们此次参赛想要展示的核心技术。”
成果走出赛场,科技扎根田间
目前,植物工厂在国内的大规模应用,面临的最核心问题是硬件投资成本过高。“高投入必然要求高产出,但目前软件与硬件的匹配度还不够理想,要实现真正的优质、稳产、高产,依然面临不少挑战。”余红表示,技术不能只停留在论文里,更要落地实践,形成实实在在的产品,而“多多农研科技大赛”正是搭建了一座科技成果走向市场的桥梁。
稷青科技(上海)有限公司总经理秦清,在莓立方团队中负责商业化推广工作。谈及农业科技成果的转化落地,她感触颇深:“植物工厂要成为中国草莓产业大规模可复制的最优方案,还有很长的路要走。我们参赛的目的,绝不仅仅是种出一颗完美的草莓,更重要的是通过比赛,探索出一条产学研融合发展的可行路径。”
结合多年产业实践,秦清分享了推动农业科技与产业深度融合的三个思路:一是推动技术外溢,让赛场成果“走进农场”,企业将算法、模型进行产品化、普惠化改造,让前沿技术惠及普通农户;二是构建数据纽带,统一产业实践与前沿科技之间的话术和语境,通过积累高质量数据集,为产业升级提供科学依据;三是整合人才与资本,唯有二者深度结合,科技与产业才能真正实现融合发展。
赛场之外,技术转化的种子已经悄然发芽。欧普智莓团队在比赛中研发的一款多通道可调光谱条形灯具,已经收到了云南商家的订单,即将投入当地种植基地的补光试验中。
在陈民慧看来,植物工厂的核心优势在于能够实现全周年生产和品质均一化,通过提升草莓的溢价能力和产出效率,植物工厂有望实现真正的商业化盈利,进而推动整个草莓产业的高质量发展。