首页科技快讯集装箱里种生菜：从田间到赛场

集装箱里种生菜：从田间到赛场

来源：晰数塔互联网快讯时间：2024年12月31日 20:03

像流水线那样种菜：输入数据，收获果实，降低成本，提高质量。

植物不会说话，中国农民通过观看农作物长势，来判断其状态和需求，把手伸进泥土中，靠经验种了几千年地。

2023 年，中国农业科技进步贡献率为 63.2%，这一指标被视为衡量农业科技进步对农业总产值增长贡献的指标。中国人民大学经济学院刘守英教授曾指出，发达经济体的农业科技贡献率通常在 80% 左右。如何让中国农研科技成果走出实验室，是农业科技进步贡献率提升的关键。

上海市农业科学院园艺所所长朱为民说：“现在老一代的菜农都已经步入老年，他们为中国蔬菜产业发展做出了很大贡献。但很多贡献源于他们自身的吃苦耐劳，甚至以牺牲身体健康为代价。”

露天种植的阳光和粉尘、温室环境下的高湿度、日复一日的弯腰与蹲跪，对菜农的腰膝关节、呼吸系统的损伤都很大。当农民后代的职业选择开始转向、农业生产方式进入新的转型阶段时，需要更多从业者的交流，并激发新的解决方案出现，让经验流动起来。

12 月 27 日，第四届 “多多农研科技大赛” 落下帷幕。本次沿用了第三届在全封闭的集装箱里种生菜的题目，但首次将集装箱改建为 “新农田” 的设计方案与建设效果纳入考察范围，通过数字科技、智能装备与农学结合，以更低能耗、追求更优品质和更高产量。

以往，农业科技竞赛都是 “学院派” 与 “科研派” 之间的竞争，他们大多都是科班出身，要么是农业类大学的博士，要么是农科院的专家，这些人也被称为 “国家队”。本次比赛中，出现了更多来自商业公司的创业团队。

决赛中，6 支队伍要在 20 英尺的集装箱里种植散叶生菜。在 160 多天的时间里，参赛队伍要自己设计搭建集装箱、测试、种植。通过精准控制温度、光照、水分、湿度、肥料等等，并观察作物在不同参数下的生长状态，不断优化方案。最后组委会从空间布局、种植架设、实际产量、品质、能耗等方面评选出获胜者。

创新、交流与降本增效

利用新技术辅助农业生产，并非新兴概念。然而其推进过程中存在显著的难点：农作物具有一定的生长周期，种植方案难以实现快速的迭代与优化。

比赛这种形式，可以激发创新与实践方案的出现，促进不同领域的参与者交流，让研究成果，更快地转化成社会价值。

这次进入决赛的六支团队中，企业、高校、科研院所各有 2 家。解晓巍所在的叶菜侠队来自企业。他说，其实公司在上一届比赛时就在犹豫要不要参加。但由于过去很少与学界交流，一看到参赛的都是 “国家队”，信心不足，不清楚自己在这之中是什么水平。

他认为，目前农业生产技术领域的交流相对较少。对待同一个问题，科研与产业的理解不同，解决起问题来各有各的方法。虽然都能达成目的，但将不同想法交流碰撞的机会却不多。在今天的农业研究领域，这种交流是非常必要的。

“学院派” 的农研人员在看了比赛成果以后，产生了相似的思考：在实验室做科研，往往只需要关注自己的细分方向，比如光照参数、营养液配比。但今天，研究更多需要带着产业的诉求，引入经济的视角。

比如，植物工厂往往被看作一个近乎完美的农业种植形态，但缺陷在于，培养作物的环境所需的能耗成本太高。此前水平较高的植物工厂每生产 1 公斤生菜的成本或达 20 多元，接近普通生菜的 10 倍。

本次是多多农研科技大赛第二次在集装箱里搭建植物工厂，赛事的组织方也开始更多地思考赛事科技成果的转化问题：在此前的集装箱比赛中，集装箱的搭建与设计都由主办方提供，选手们比的是 AI 算法。而本次比赛，则将集装箱改造的设计方案与建设成本都纳入比赛内容，选手们获得了更多的发挥空间，也面对着更高的不确定性。

在集装箱里种生菜，人为因素的干预则可以渗透到植物生长的方方面面，打造出一个满足植物生长所需全部营养要素（光、温、水、肥、气等）的环境，让农业种植摆脱自然环境的限制。这很大程度上是在用标准化、工业化的方式发展农业。

比赛过程中，仅仅是为了达成 “节约资源” 的目的，各队的解决方案就已经十分多样。

冠军队中国农业大学赛博农人队，通过冷源接入技术，将集装箱和自然环境设计为一体，在生菜生长期，当箱外温度低于箱内温度特定值时，系统会自动引入外界冷源进行降温。决赛阶段，一波侵袭上海的寒潮开启了冷源接入系统，使空调日能耗环比前日降低了 56%。

赛博农人的环控系统面板，可以看到 “净水罐水量” 与 “制冷量” 等指标。

另外，成长期的生菜蒸腾量大幅上升，赛博农人团队在箱内设置了冷凝回收技术，重新收集作物的呼吸作用所产生的水蒸气，并将其用以调配营养液，节约水资源。这项功能在沙漠等缺水地区将更加实用。

最终，赛博农人队将集装箱种植生菜的耗电量降低至 12.25 千瓦时/千克，而栽培面积生产效率提升到 0.33 千克/平方米/天，目前日本植物工厂领军企业未来公司的该项数值为 0.3-0.45 千克/平方米/天。

上海农科院团队的方案从视觉上看来十分科幻。他们在集装箱的改造上采用了可移动式垂直吊挂栽培架，在植物的不同生长阶段进行动态调节，既减少了黄叶的产生，也将水平的层架变为以列为种植单元的垂直设计，提高了空间使用率与种植数量。

同时，他们采用了多种补光灯协同使用的方法，配备了光质、光强、光周期可调的红蓝光 LED，采用交替补光策略来节能降耗。

最终，上海农科院团队的生菜总产量超过 300 千克，位列第一。折算栽培面积生产效率，也达到了 0.28 千克/平方米/天。

上海农科院团队方案：可移动式垂直吊挂栽培架带来了更高的空间利用率，红蓝光 LED 交替补光来实现节能。

首次参赛，解晓巍所在的 “叶菜侠” 队获得了并列第三的成绩。他们制定了一套植物生长环境线性控制系统，而非开关控制系统。以灯光为例，叶菜侠队有一个 0%-100% 的灯源控制区间，能根据植物的不同状态、不同生长阶段调节。同时，他们为了更准确地判断作物状态，还在环境指标之上，尝试直接监测生理指标。

解晓巍说：“常见的监测指标大概是温度、湿度、二氧化碳浓度三种，但这其实是环境指标，植物要经受的变量太多了，所以我们尝试去判断它的生理指标。比如说它的叶片温度。” 通过与环境温度的对比，来判断植物的蒸腾状态，进而判断光合作用是否在进行，植物是否在生长等等。最终，叶菜侠种出单株重达 460 克的 “菜王”。

进化中的中国农业

2025 年，中国农业科技规模预计将达到 1.26 万亿元，占据农业增加值的 15%。本次农研科技大赛还在进行中时，部分团队方案已经投入商业化或迎来合作意向。

在最后的终审汇报环节，赛博农人团队看中了中国的沙拉消费市场，将集装箱植物工厂定位为 “超级轻食中央工厂”，目标是 20 到 35 岁之间的女性群体消费者，月点餐频次在 10 次以上，客单价在 15 到 35 元，通过优化传统农业的产业链环节，满足她们对轻食的喜好。

以上海为例，上海每天绿叶菜需求量达到 6000 吨以上，但是本地生产的绿叶菜仅占 40%，60% 依靠周边地区的供应。将集装箱植物工厂布置在离消费者更近的地方，不仅可以很好地弥补供需缺口，还可以保证食材的新鲜、减少运输成本、降低生鲜产品的损耗率。

叶菜侠队解晓巍进一步提出了集装箱植物工厂在社区里作为硬件场景所承载的商业想象力——用在社区里生产和展销一体的口袋农场，家庭园艺产品的销售，生鲜物资的应急供给，农业科普场所等。

在解晓巍看来，集装箱植物工厂的种植技术也可以反哺传统农业，“集装箱就是把我们在露天、在温室种植的各项技术累积到一起，反过来集装箱植物工厂的核心技术也可以提取出来，下放，比如育苗技术、垂直通风等。” 决赛期间，叶菜侠队的合作方曾到现场观赛，欲寻求集装箱植物工厂合作方案。

近年来，叶菜侠围绕 NFT、DFT、垂直农场等新型栽培技术、依托山东制造优势，形成了多套自主知识产权的绿叶菜生产装备体系，并成功推广至国内外，在日本、韩国、阿鲁巴、泰国等国家和地区落地植物工厂模式。

墨泉队目前正与上海餐饮企业合作，试种健康绿色的韭菜。该公司还与中东企业合作尝试种植罗勒、芝麻菜等沙拉菜品种，在泰国尝试种植草莓等非热带水果，希望将植物工厂技术推广至更多地区。

第一届比赛上获奖的团队 “智多莓” ，就曾在比赛过程中看到技术产品化的市场前景，决定成立 “智多莓” 公司，帮助中小种植者提升种植草莓、蓝莓的效益。

近几年，越来越多公司开始意识到科学在农业领域的重要作用。一些企业尝试通过对前端农业种植技术投入研究，提升产品产量、降低成本、提升口感和品质。也有一些公司开始像拼多多一样，参与农业研究、牵头举办相关活动。这意味着，这些公司在逐渐意识到，推动农业发展或现代化转型，只是靠资金投入并不够，它是一个需要技术、人才等系统性投入的长期工程。

“科技创新是推动农业高质量发展的关键引擎。” 拼多多高级副总裁、首席发展官朱政说：“拼多多近年来更多参与农业科技创新，助力农业科研转化为新质供给。”

经过多年发展，拼多多在农业上的项目已经扩展到了很大范围：

聚焦农业科技领域，举办 “多多农研科技大赛”，支持 “拼多多杯科技小院大赛” 、 “全球农创客大赛” 等高能级赛事，通过数字科技与农学结合，让农产品有更好的品质和更高产量。推出 “农地云拼” 模式，通过 “拼购 + 产地直发” 的模式，连接起产消两端，将分散的消费需求积聚，推动各地农产带的农产品销售。发起 “农云行动”，持续帮助产业带 “上云”，曾到云南、陕西、山东、安徽、广东等地农产带，为当地商家提供运营指导，尽可能推动农特产的标准化、数字化发展。

农业是个慢行业，其短期效益常被高估、长期效益又容易被低估。无论是种草莓，还是种生菜，最终的目标都是让科技反哺传统农业，让农业科技创新走出实验室，回到更广阔的农田。

题图来源：《火星救援》