不敢想象！地球上最古老的行业，被一棵生菜颠覆？_风闻

欢迎来到未来！一个遍布机器的赛博空间。

摄像头对着一排排生物，不动声色推进，准确识别出叶片上的绿色素面积。另一台机器记录生物长度数据。还有机器时刻感应温度和湿度，超出阈值立刻报警。

图源：Plenty官网

置身其中，你一定会相信《黑客帝国》已照进现实。

把镜头拉远，会发现4个集装箱罗列在上海郊区的一处草坪上，为魔都营造出外星人登陆建营地的魔幻感。

不过如此科幻，关乎的不仅是星辰大海的太空漫游，更关乎人类的一日三餐。

今年ChatGPT横空出世，无数行业被瞬间颠覆。眼下种种迹象表明，随着科技的不断加持，地球上最古老的行业，也迎来了它的ChatGPT时刻。

4个集装箱PK，角逐过程空前激烈，却没有硝烟，大多数时候空无一人。

图源：中国农业科学院都市农业研究所智能园艺机器人团队

传感器负责对蔬菜成长周期进行监控，并将实时数据传到千百里以外的“战队指挥官”的手机上。只需滑动手指，能远程操控光照、温度、湿度、营养液配比等参数。

4支战队分别来自上海交通大学、上海农科院、中国农业大学、北京极星农业。队伍里学霸云集、极客遍布、皆是科学精英，可能集齐了国内农业科技最强阵容。

看到这里，你肯定要灵魂拷问——比种地何必如此费力，为什么不在田里或大棚比？

一般人可能不知道，农业的未来趋势和终极形态，就隐藏在这宛如魔盒一般的垂直空间里，它的学名叫——植物工厂。

植物工厂概念最早在上世纪50年代由丹麦科学家提出，其它发达国家迅速跟进。

在美国，植物工厂最初用于NASA模拟在太空极端条件下的种菜需求。1991年，参与NASA计划的威斯康辛大学成功落地，当时称其为——太空农业。

图源：MEBIOL

日本更早于1983年建好了全球第一个用于生产实践的植物工厂。多年探索让日本在该领域技术日趋成熟，最近还输出阿联酋，为这个沙漠国家造出火星营地一般的奇观。

荷兰、以色列、奥地利纷纷加入，谁都不想缺席这场事关未来的博弈。

最意外的是主打金融、贸易、航运的新加坡。由于面积狭小，淡水资源匮乏，新加坡长期依赖马来西亚的农产品进口。自从有了植物工厂，新加坡在摩天大楼里玩转垂直农业，创下每5平米就能年产38000颗蔬菜的傲人纪录。

经过各国反复打磨与迭代，如今植物工厂大概是这样的：

图源：Future Crops官网

一栋类似集装箱的建筑，可以建在任何地方。推门映入眼帘的是可以向上叠加层数的种植架，每层平均分布着近百个种植槽孔，植物从槽孔中长出来。

无论四季交替、昼夜更迭，永远保持着适宜的生长环境：空调恒温，传感器调整二氧化碳浓度，水混合特定比例的营养液顺着管子供给种植槽孔，人造光模拟阳光均匀照在菜叶上。

不仅是农业强国的博弈前沿，更是影响人类饭碗的重要方向。

首先是它高产，较于传统蔬菜大田，植物工厂按N层标准模组计算，相当于同样的土地面积，能够多出N倍种植面积。

图释：日本植物工厂造出的“太阳”

此外由于人造光源代替了太阳，拉上光照时长，比传统陆地种植平均增长20-30倍。日本最厉害的植物工厂，可以增产至夸张的100倍。

其次是高品质，由于生长环境及生产过程完全可控，植物工厂蔬菜可达到提高维生素、无农药残留、无重金属、低硝酸盐、无菌、无需清洗。

第三是可持续，植物工厂灌溉用水和营养液可循环使用。

在中国南方，每生产1斤水稻要消耗400-800斤水。在黑科技异常发达且滴水贵如油的以色列，这个指标也只能压缩到每斤水稻消耗200斤水。

植物工厂轻松实现节水95%以上！

据联合国统计，全球水资源70%消耗于农业生产。倘若植物工厂普及，对节约水资源，实现可持续发展，是功德无量的事。

图源：成都日报

植物工厂离中国不远。就在一个多月前举行的第二届国际垂直农业大会(Vertifarm2023)上，由中国农业科学院都市农业研究所自主研发设计全球首座超高层垂直智慧植物工厂亮相成都。

植物工厂最显著特征是技术的高度集成与应用，因此又被认为是衡量一个国家农业技术的重要标志。与大飞机、半导体一样，发达国家会技术封锁，中国必须依靠自主研发。

令人振奋的是，成都植物工厂并非是一场先锋实验，而是在国内已经次第生长的注脚。

山东、河北、河南这些农业大省，都能见到植物工厂的身影。连遥远的南疆喀什，植物工厂也“生根发芽”。

《人民日报》发表《植物工厂拓展农业生产边界》一文一语道破——植物工厂可在戈壁、沙漠、盐碱地等非耕地上建设，有助于缓解我国农业资源的瓶颈约束。

农业本来是国家的发展命门。因为农作物生长周期是固定的，化肥和大规模机械的运用虽能提升产量，却无法带来几何式裂变。

气候与时间，几乎是农业无法去除的影响因子。靠天吃饭，是农业1.0形态。农业2.0大棚温室出现，才逐步开始积蓄“逆天”的力量。而数字化与智能化的农业3.0玻璃温室出现，带来更多蝶变的曙光。

摄影：顾辰

值得一提的是，最初两届“多多农研科技大赛”就是在玻璃温室比的。今年举办的第三届“多多农研科技大赛”则选在了更具前瞻性和未来感的植物工厂。

而植物工厂也被很多专家预言为农业的终极形态——农业4.0。

种植作物的选择同样考究。

多多农研科技大赛第一届比种草莓，第二届比种番茄，这次比种生菜，一届比一届接近普罗大众餐桌上的刚需。

种粮解决吃饱的问题，种菜则是吃好的第一步。中国人对此最感同身受，中国蔬菜品种繁多，且做法更多，在国人食谱中占据重要地位。

就算吃肉也离不开蔬菜！最近国人迷上烧烤。炉上鲜嫩诱人的肉块，伴随“滋滋”的声响，扑鼻而来的香气，彻底捕获了食客所有的感官。纵使四周人声鼎沸、人影穿梭，丝毫不影响嗅觉味觉交融的享受。等你迫不及待夹起一块肉，蘸上酱料，准备大快朵颐，才发现缺了——生菜！

有了生菜，才有了清脆爽口、香而不腻的极致体验。以至于不禁自问：世间为何会有如此美妙的搭配？

就是这样一棵鲜嫩脆爽、营养丰富的生菜，一度让比赛中的4支战队遇到了难题。

“第三届多多农研科技大赛”不仅首次引入植物工厂，还把赛程压缩。时间紧迫不允许人犯错，一旦犯错就很难挽回。即便种菜老司机，也绝对手忙脚乱。

徐丹的LettUs Grow团队是上届农研大赛的冠军。徐丹毕业于荷兰顶级农业学府瓦赫宁根大学，回国后创立北京极星农业，这家公司曾为北京冬奥会供应生菜。

图释：上一届比赛的云南玻璃温室

上一届比赛在玻璃温室举行，徐丹得心应手，他在北京密云的基地也是同样的环境。今年比赛换到植物工厂，这种差异让徐丹一开始不知所措，比赛第一轮将很多时间花费在了对集装箱环境的适应上。

“我们最初有些懵，因为玻璃温室的种植本质是对自然环境的优化和妥协，但植物工厂是所有环境由自己定义，比如我们要定义太阳。”

挑战不止一个。所有团队事先都不知道，这次种的生菜来自瑞克斯旺种子公司的全新品种“翠恬”，“翠恬”格外娇气，生长后期极易出现烧心现象。

图释：生菜新品种“翠恬”

来自中国农学最高学府——中国农业大学的CyberFamer团队率先出招。

队长郑建锋是年轻有为的90后，来自产粮重镇河南周口，现在是中国农大博士后。郑建锋经验丰富，对生菜烧心现象并不陌生。较高的生长速率是比赛的重要打分项，但在高生长速率下，生菜容易出现烧心。

郑建锋第一时间调低生长速率，6天后新长出的第3片叶已不再烧心。烧心的生菜再多产量也无法带来商业价值，因此调整成适度控制的生长速率，不失为权宜之计。

其实解决烧心现象最有效的办法是加强生菜周围的通风，让多余水汽及时蒸发。说白了，看上去是一个农学问题，实际上是一个工学问题。

“我们忽略了通风这么一个核心因素，其实在植物工厂这么密闭的环境中，循环通风变得非常重要。”徐丹在决赛后期，才发现有竞争对手早在第一天就装上了风扇。

角逐过程中，工科背景强大的上海交通大学“生生不息”团队让大家眼前一亮。

队长鲍华是上海交大的博导，擅长打破学科壁垒，用全新视角解答农学难题。“把集装箱看作一个建筑，将过去积累的建筑能源控制经验运用到集装箱垂直农场上。”

鲍华是一位“节能大师”，研究领域是微纳米尺度的热量输送及能量转换。曾与上海交大农业与生物学院合作，在无土、无淡水、无电源的条件下成功种菜，为海岛等偏远无淡水地区的蔬菜供应提供解决方案。

这恰恰又成为了本次比赛的另一加分项！

植物工厂最大BUG是能耗成本。

传统大田种的生菜，每千克成本大约在4-8元。植物工厂通过人工控制温、光、水、肥、气等核心种植条件，大幅提升生菜产量和品质，同时也提高了能耗成本。当前行业顶尖的植物工厂种植1千克生菜最少需10度电，对应成本大约20元。

生菜是口粮菜，一旦价格贵了，其它优点统统失去意义，商业化也就无从谈起。

于是本届农研大赛，将降低能耗放在与提高产量同样的权重。希冀倒逼参赛队伍能在摸石头过河的比赛过程中，摸索出一套解决方案。

徐丹通过建立菜苗不同成长周期的种植密度，尽可能地减少早期光照和温度的耗能成本。上海交大团队则自研了一套以节能为导向的环境控制算法。

八仙过海，各显神通。

笑到最后的是上海农科院团队。一开始不显山不露水的他们，曾为我国南极科考队员提供极端环境的蔬菜种植培训。

不同于其他团队炫目的招式，上海农科院大道至简，无招胜有招——直接“抹平”昼夜温差，始终恒温在最适宜生菜成长的22度。光照上也没用自然界的黑夜环境，而采用了无固定暗期，通过调节三层灯光变换让生菜始终处于最高成长速度模式。

夺冠不是终点，反而只是一次尝试的开始。

队长何立中博士表示：

此次赛用集装箱式植物工厂并非生产型，仅安装了三层层架，如果增加种植架层数，提高空间利用效率，以我们的种植方案推算，生产效率完全可能达到国际先进水平。

而获得“最佳能耗奖”的CyberFarmer团队则认为，如果将他们的种植方案运用到大型植物工厂，每千克生菜的耗电量可以降低到9.5度，“优于1千克生菜10度电的行业较高水平”。

比赛也不是目的，而是高手眼中的进化。很多做学问时遇不到的问题，在比赛创造的实操环境下层出不穷。可一旦解决它，又会成为迈向更强大自己的台阶。

对本次比赛，4支队伍的感悟是不约而同的——在未来农业形态，也就是植物工厂里，一定是交叉学科的舞台，农学造诣再高，不懂工学等跨学科，就很难更上一层楼。

大赛评委、光明母港农业总监王金华认为农业是一门复杂学科，横跨植物学、生物学、机械工程、计算机等专业。“大赛考验团队知识储备的广度、深度以及不同背景队员高效沟通、灵活变通的能力。”

赛事评委会主席、中国工程院院士赵春江赛后接受媒体采访时谈到：

田忌赛马，多多益善。工农企，学院派、科研派、实践派等多角色的交叉碰撞、百家争鸣，将有助于我们模拟出作物最理想的生长环境，更加透彻理解以‘植物’工厂为代表的智慧农业，以及更好将其中国化、商业化。

同时，赵春江不忘借赛事呼吁：

以“植物工厂”为代表的智慧农业已成为世界现代农业发展趋势，我国要进一步缩小差距、迎头赶上，亟需储备人才队伍：

一是对农业有情怀，喜欢现代农业；二是知识交叉型，能用计算机把不同专业的知识结合起来，建立知识系统；三是技能实战型，要会操作拖拉机、植保机等农业机械；四是具有工匠精神，要精益求精；五是懂经营会管理，提供专业化和社会化服务；六是适应信息化趋势，推动智慧农业发展。

如百川入海，这也是中国推进农业现代化，迈向农业4.0的钥匙。

绝不能让人觉得没劲，绝不能墨守成规，必须让人意想不到。通过惊讶、通过刺激、通过游戏、通过好玩，来把我们导向真理。重要的是此时此刻的真实，这时候，形式就完成了它的使命，把我们带到了这个独一无二的、不可重复的时刻。这时候，门敞开了，我们的视界改变了。

这段话出自艺术大师彼得·布鲁克论述戏剧的专著《敞开的门》。

这届农研科技大赛跌宕起伏的曲折过程，同样呈现了戏剧般的效果。

已经举办了三届的多多农研科技大赛，变得越来越好玩了。以至于看了新闻后，很多人觉得不过瘾，直呼这比赛可以拍成综艺节目。

图释：参加第二届多多农研科技大赛的队员们

赛场上，年轻面孔变得越来越多。

这届比赛所有参赛队员中，80%以上都是90后，甚至还有00后。徐丹回忆，上一届跟他一起参赛的队员还是95后，今年就变成了97、98年的年轻人。

赛场外，徐丹也遇到了一件振奋的事，一个20多年没联系的老朋友突然给他发微信，只为帮家里今年参加高考的孩子咨询报考农学专业的事情。

CyberFarmer成员杨瑞梅当年报志愿的时候，情况完全不是这个样子。

杨瑞梅生长在云南剑川的一个农村。童年记忆是走不出的大山，农民躬下身，背起塞满苞谷的麻袋，穿过坡地小径，将重物转交给马匹。画面仿佛是一种农村特有的深沉又悲壮的挽歌。

就是这样不美好的现实，让考上中国农大博士的杨瑞梅，被乡亲们质问——“你都考上大学，去了北京，怎么还种地？”

农研大赛这样的契机，让学农的年轻人扬眉吐气。也让酷炫的新农人，被更多人看见。于是我们突然明白——原来现在的农业一点不low，还挺有趣的，也挺有前途的。

科技改变了年轻人对农业的看法，也重塑了年轻人对农业的信念。

在国家的蓝图里，农学的位置愈发重要。

今年由教育部等五部门印发《普通高等教育学科专业设置调整优化改革方案》明确提出：以新工科、新医科、新农科、新文科建设为引领。

国内很多名校积极响应国家“新农科”发展战略，进行与新农科相关的学科调整。

农科前面加一个“新”字，却是翻天覆地的变革。按《方案》，新农科是一门横跨规划、建筑、经济、管理、生态、农学、工学等多个学科的交叉领域。

未来的农村，不再只是一片简单的田地，将成为一个充满可能性的空间、一个实现梦想的舞台、一种安放乡愁的生活方式。

就像徐丹有次在从北京到安徽的高铁上。车窗外，平原一闪而过又延绵不绝，发芽的麦苗忽隐忽现，惊觉“又到春耕的季节了。”在被忽略的、黑暗寒凉的泥土里，麦子会萌芽，然后拔节、抽穗、开花，翻涌金色麦浪。

诗意与情怀之外，这几届多多农研大赛的成果都不同程度地在产业端落地应用：

图释：智多莓队的AI农业应用，卷积神经网络算法识别草莓叶

第一届农研大赛获奖团队“智多莓”在比赛过程中看到了智慧种植的广阔前景，从而成立了智多莓公司，将科研成果应用于广袤的田间地头，帮助中小种植者提升效益。

第二届多多农研大赛的冠军团队“番茄快长”设计的产量预测模型，被应用到极星公司自己的玻璃温室种植中。

图源：极客公园

今年农研大赛中国农大CyberFarmer团队研发出生菜营养液独家配方，也准备将其在北京小汤山基地中推广应用。

国家的重视，企业的助力，科技的赋能，让农业获得越来越多的关注。

最初是徐丹、郑建锋这样自发从事农业的新农人，变成科技大厂和投资机构看到了机会，双向奔赴。

拼多多连续三年举办农研大赛，因为农产品本就是其重要品类。百亿补贴后，拼多多的第二个百亿项目留给了农业研究。

作为全国最大的农产品上行平台，在销售环节优势明显的拼多多深刻认识到，科技创新是农业产业链的重要环节。

因此，拼多多一直积极参与前端的农业科技创新，旨在通过技术手段提高农业生产效率和质量，优化农业产业链，提高农产品的附加值和市场竞争力。

同时，拼多多也希望通过对农业科技的持续投入，完善现代化农业的产业链，为我国广大农村地区的乡村振兴尽一份绵薄之力。

过去，企业和投资者更关注如何从交易农产品的过程中获得收益，彼时农业电商是最活跃的投融资领域。近年，更“硬核”的农业科技成为资金的主要流向。大家都意识到，科技才能为农业开拓更广阔的天地，而农业关乎着人的初心与未来。

生长，本就是万物本能。