上海崇明岛,零星散落着多幢内里散发出紫色光的集装箱,中国农业大学农业生物环境与能源工程研究生李雨浓正穿梭其中忙碌着。这些不同规格集装箱里,都能实现自动控温、测温,自动为植物补给养分,集装箱里还有比自然光更能促进植物生长的多光谱光源。
“赛博农人”队(CyberFarmer)、上海农科院队、生菜快长队(Lettus Grow)、上海交大“生生不息”队,四组高学历的硕博团队正在参与一场由互联网企业发起的垂直农业挑战赛。他们需要操作各自的集装箱垂直农场,在为期90天里完成三茬“翠恬”生菜的种植,比拼谁能种出数量更多、营养价值更高、口感更好、所需能耗更低的生菜。
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集装箱里种生菜,比谁更高产
这些其貌不扬的集装箱,实际上是近年来在海外兴起的一种新型农业种植类型:垂直农业,也被形象地称作“植物工厂”。
在这个“农场”里,没有土壤和阳光的存在,取而代之的是科研专用的四路光谱调光灯和环控系统。队员们通过水培法或气培法,对作物生长所需要的光照、湿度、空气等各种环境要素进行控制,完成种植。
比赛从2月中旬开始,在接下来的90天里,四个团队将完成三茬“翠恬”生菜的种植,比赛种出数量更多、营养价值更高、口感更好、所需能耗更低的生菜。根据赛制,产量高、品质好、算法优且能耗低的团队将获得最后的胜利。
“我们把比赛看作一次试验,看看技术的实际效果。”“赛博农人”队队员李雨浓分享说,课题组多年来积累的技术和经验得以落地生根。
其他队伍地参赛目的亦是如此,“生菜快长”队队员陈宇冲分享称,自己团队已经有四、五年的水培种植经验了,希望借助这次比赛,将实验室中的技术应用到实际。
高学历团队,爱上了种菜
“不好好学习,将来就去种地。”如今,此言差矣。在这里,开展的是一场种菜“高端局”,告别了传统农业的风吹、日晒、雨淋。集装箱垂直农场最终目的是要实现对环境要素的全面掌控。
如何才能精准调控集装箱?这牵涉机械工程、植物病理、植物生理、光学等多学科领域。参赛团队平均学历均在研究生以上,队员来自上海农业科学院、上海交通大学、中国农业大学、荷兰瓦赫宁根大学及拜耳作物科学公司、北京极星农业公司等大学、研究所和高新科技额企业。
高学历团队为什么会选择投身农业?陈宇冲的回答是希望用自己的行动推动行业发展。在荷兰瓦格宁根大学修读硕士学位期间,陈宇冲见识到荷兰先进的设施农业,“荷兰的温室种植震撼到我。”他决心学成归国,进行相关方面的深耕,于是选择加入北京极星农业。
写论文的时候需要测一个光合数据,陈宇冲从白天到黑夜12个小时待在温室,闷热难耐,“但是当发现这个数据符合预期的时候,是挺开心的一件事。”他说。
更重要的是,参赛的队员,多多少少有一种“土地情怀”。
“赛博农人”队队员杨瑞梅是中国农业大学农业生物环境与能源工程专业博士,出生在云南农村的她,体会过农活的辛苦,更希望通过自己的研究帮助农民改善种植条件。“进入大学,看到先进农业设备能够实现自动化、快速、精准施肥,极大地解放了劳动力、提高了生产效率,这种强烈对比让我很受触动。”
李雨浓回忆小时候在山东淄博跟姥爷下田,“蚊子咬我一腿,碰到了蚂蚱把我吓得慌。农药味道也很难闻。”上大学后,她才发现,植物工厂里没有肆意飞舞的蚊虫,也没有冲鼻的农药味。“比赛时看着植物生长的过程,有时候觉得自己在照顾一个婴儿。”李雨浓觉得农业生产也可以是轻松有趣的。
“农业生产是保障人民的粮食、蔬菜等重大民生问题,怎么样让从事农业的人更轻松、更舒适,是我想研究的。”李雨浓表示希望未来农民能在更舒适的环境中工作。
植物工厂,摆脱“靠天吃饭”
如果参照植物工厂的形式,不久将实现“一个阳台供应一家人的蔬菜”:无需自己调温、浇水,只要用手机App选择合适的种植模式,就能通过这种小型的植物工厂自动完成浇水、营养液配比等动作。
植物工厂更大的意义在于让农民从“靠天吃饭”变为“靠数据种植”。“光、温、水、肥、气”,传统农业中的五大元素,在植物工厂中都成了一个个可以调控的数据。运用光生物LED植物照明、垂直立体种植、植物营养与作物栽培、环境控制与机械设计等高新技术,破解传统农业生产效益不高和土地资源紧缺等难题。
“如果把植物工厂中植物生产的细节环境调控研究透彻了,所积累的经验和技术可以移植到其他设施农业的形态中。”李雨浓提到。
不过,这个模式如今面临的难题是成本过高,特别是人工制造的光源使得能源消耗量居高不下。从这里走出的农产品价格仍然相对较高,以生菜为例,800克的价格为15.8元,普通生菜每千克成本大约4至8元。
未来,随着新生力量的加入,跨学科下碰撞出思维“火花”,共同解决当下困境,推动智慧农业发展。
【记者】黄晓韵
【剪辑】周鑫宇
【海报】吴颖岚
【统筹】程鹏 郜小平 柴亚娟