作者 | 張俊寶
民以食為天。在數字化轉型趨勢下，工業產業飛速發展，現代農業也不再僅僅是農業這一個領域的工作。如今，現代農業的發展建設牽涉計算機、軟體工程、工學、材料學、機械製造與自動化等多個學科的專業知識。黨的二十大報告指出，要樹立大食物觀，發展設施農業，構建多元化食物供給體系。所以，如何通過跨學科的技術應用，促進農業科技成果的轉化和應用，推動農村經濟的高質量可持續發展，成為當下農業產業重點關注的發展方向之一。
在這樣的背景下，拼多多已連續三屆舉辦「多多農研科技大賽」。拼多多高級副總裁王堅表示：「我們希望通過賽事的舉辦促進農業領域的技術交流、創新和發展，吸引更多的青年農業創新人才和優秀的現代農業企業參與到農業領域的科技創新中來，推動農業技術的升級和轉型，推動我國農業技術的高質量發展。」
那麼，科技能否為傳統種植注入新活力？
「接地氣」的 AI 和大數據
「翠恬」，是一種因嚼起來聲音清脆而得名的水果生菜品種。第三屆多多農研科技大賽要求參賽隊伍使用技術手段在全封閉的貨櫃內，以更低能耗種植更優品質、更高產量的全新生菜品種「翠恬」。參賽隊伍在比賽期間總共種植三茬，其中，最終茬的種植結果計入決賽成績。
據悉，本屆比賽以貨櫃式植物工廠為種植場景，能夠最大程度阻隔外界環境的影響。經過激烈比拼，上海農科院隊、CyberFamer 隊、「生生不息」隊和 LettUs Grow 隊從全球 15 支初賽隊伍中脫穎而出，入圍決賽。
文章開篇提到的「生菜重量預測模型」就是 LettUs Grow 隊提出的參賽方案。據悉，他們的團隊成員包括生菜栽培專家、生菜生長模型專家、數據科學家、植物生理學專家、農業商業模式專家以及 AI 算法工程師，分別來自荷蘭瓦赫寧根大學及研究中心、北京極星農業有限公司、拜耳作物科學等機構。他們在比賽中研發了硬體設備報警系統、生菜重量預測模型等，能夠幫助提升植物工廠生菜產量和品質。
上海農科院隊給出了更加系統的解題思路。他們構建了一套相對成熟的智慧種植決策管理系統，基於大數據云平台的資料庫構建，融合了植株的生長模型、光截獲模型、蒸騰模型等算法，實時收集各類傳感器回傳的數據用於種植策略分析和決策。
「我們遇到的困難包括品種特性不了解，貨櫃設備不熟悉、LED 光照不均勻，灌溉控制系統不夠精確等。」上海農科院隊隊長何立中表示，「我們將憑經驗總結的一些種植技術，通過跨學科的團隊協作，交叉融合，通過這次比賽開發了一個決策管理系統。」基於數據平台精準地數據獲取和分析能力，上海農科院隊最早採收了生菜，也獲得了這次大賽的冠軍，並奪得「最高產量獎」。
其實從參賽選手背景上看，CyberFamer 隊和上海農科院隊是四支決賽隊伍中的農業團隊。他們習慣從作物栽培的需求與規律入手，將傳統種植經驗與人工智慧結合，獲取更佳的種植結果。CyberFamer 隊和「生生不息」隊是工學團隊，他們將生菜種植作為應用場景，以前沿技術解決農業生產的現實難題。
兩支農學團隊和兩支工學團隊的較量，被大賽評委、中國農業大學賀冬仙教授視為決賽的最大看點。
農學團隊 VS 工學團隊，誰更勝一籌？
由於比賽僅以最終茬的種植結果記入決賽成績，所以最終茬的種植數據是關鍵。農學團隊之一上海農科院隊的隊長何立中表示：「通過前兩茬（生菜種植）設置不同密度試驗、不同光質配比試驗、不同光周期試驗、生長檢測、能耗記錄模擬、營養液配方控制、環境溫濕度調控，團隊人員熟悉了比賽品種特性，掌握並適應了貨櫃使用，完善了我隊比賽策略，控制了燒心、綠藻等問題，優化了植株生長和能耗之間的平衡關係。」
據悉，上海農科院隊最後一茬生菜的生產效率達到 0.18kg/ m2 / 天。「此次使用貨櫃式植物工廠並非生產型，僅安裝了三層層架，如果增加種植架層數，提高空間利用效率，以我們的種植方案推算，生產效率完全可能達到 0.4 kg/ m2 / 天的國際先進水平。」何立中表示。品質方面，該隊送檢生菜的可溶性糖含量達到 0.43%，為四支團隊之最。
工學團隊的上海交大「生生不息」隊從技術視角大幅提升了生菜的產量。他們構建了「生生不息」信息化平台，通過遠程採集並可視化超過 13 萬組數據，構建智慧栽培提供「基礎設施」，解決因對新品種了解有限、數據有限及專家經驗有限的情況下實現產量提升。據悉，經過三輪的疊代與優化，「生生不息」隊第三茬的生物量較第二茬增長 86%，較第一茬增長 135%。這也讓不少評審專家感慨，「如果多種幾茬，冠軍可能就是工學家了。」
「生生不息」隊隊長鮑華談道：「我們前期花費較多精力在硬體適應上，團隊成員多次前往現場親自調試，並積極與中科三安工程師線上探討如何解決問題，我們自己開發了『生生不息數據平台』，實現數據自動導入和後續模型分析，最終我們想要的功能基本實現。」
他們以節能為導向，綜合環控算法，調控室內種植的溫濕度和 CO2 濃度；通過數據平台的環境參數監控植物生長變化，初步證明以節能為導向的環控算法在室內種植場景的可行性和有效性。
冠軍只有一個，但農學團隊和工學團隊的表現都可圈可點。「四支團隊都將數字科技與農業緊密結合起來了」，大賽評審組代表、中國工程院趙春江院士表示，「數位技術手段始終是一種工具和方法，要解決農業問題，必須將農業理解透徹，如此，工學與農學的結合才會有更好的效果。」
AI 時代需要「新農具」
從刀耕火種、石器鋤耕到無人機播種，機械化收割，現代農業是在現代工業和現代科學技術基礎上發展起來的農業。農具的進化是推動現代農業發展的重要發展動力。從「多多農研科技大賽」中，我們可以看到，AI 時代，雲、大數據等技術已經成為推動農業產業發展的新動能。
首屆「多多農研科技大賽」獲獎團隊「智多莓」在比賽過程中看到技術產品化的市場前景，成立了「智多莓」公司，幫助中小種植者提升效益。據悉，在鄉村振興重點幫扶地雲南省怒江州老窩村，「智多莓」為當地搭建數字化草莓生產體系，使得老窩村草莓產業用工成本下降 30% 以上，包括肥料支出減少 2500 元 / 畝、植保支出減少 1000 元 / 畝，草莓產量增加 30%。目前，「智多莓」已形成智能灌溉、智能溫室環控等硬體、軟體、算法產品，截至今年一季度已在遼寧、雲南、安徽、內蒙古、上海、北京等地輸出 40 套系統，用於輔助草莓、藍莓生產。
CyberFamer 隊長鄭建鋒認為，如果將他們的種植方案運用到大型植物工廠，每千克生菜的耗電量可以降低到 9.5 度，「優於 1 千克生菜 10 度電的行業較高水平」。目前，CyberFamer 隊在比賽中積累的營養液配方動態調整技術，已被寫成科普論文，所有數據也已嵌入模型，形成了標準算法，正在北京小湯山基地應用。
拼多多黨委書記、高級副總裁王堅表示表示：「決賽隊伍讓我們看到汗水農業向智慧農業轉型的方向與路徑。拼多多將持續舉辦創新賽事，鼓勵大家把論文寫在大地上，把成果留在農民家。」
用好 AI 時代的「新農具」，第三屆多多農研科技大賽只是開始。