四月中下旬，在上海農業科創谷，四座“方盒子”靜靜矗立科技。這些由參賽團隊自行設計、建造的植物工廠即將成為第五屆“多多農研科技大賽”（以下簡稱“農研大賽”）的決賽賽場。在這裡，數千株草莓苗將在完全由人工控制的光、溫、水、氣、肥環境中，展開一場為期六個月的生長較量。
這場步入第五屆的賽事正不斷向更融合、更集約、更智慧的方向演進科技。回顧往屆，從2020年首屆在雲南比拼傳統薄膜溫室與玻璃溫室種植，到第二屆玻璃溫室種植番茄，再到第三屆、第四屆在集裝箱式植物工廠內挑戰生菜種植，賽事的難度與前沿性持續提升。今年，挑戰再度升級：參賽隊伍需在規定時間內自行設計、建設佔地50平方米的植物工廠，並在此完成國產草莓種植實踐。
在第五屆“多多農研科技大賽”決賽啟動暨植物工廠落成儀式上，中國工程院院士、國家農業資訊化工程技術研究中心主任、首席專家、大賽評審組組長趙春江道出了賽事的核心目標：“激發參賽團隊創新潛能，推動植物工廠關鍵核心技術國產化突破，破解行業發展的痛點難點科技。”農研大賽緊扣“高產量、高品質、低成本、低能耗”的“兩高兩低”要求，在這背後是環環相扣的產業考題：如何在技術極限上實現穩定生產？如何壓降植物工廠高昂的能耗成本？創新實踐又如何跨越從實驗室到市場的鴻溝，形成可持續的商業模式？
賽博農人團隊啟用天軌種植架，幫助工人高效作業科技。
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工人透過數字看板即時核對植物工廠的環境引數科技。 陸雲波攝
擬生態團隊正在種植由蔣桂華老師選育的“越秀”草莓品種科技。 陸雲波攝
採用可移動式種植架，極大提升了工廠的空間利用率科技。陸雲波攝
三重挑戰下的產業深水區
植物工廠並非新概念科技。事實上，植物工廠是指透過設施內高精度環境控制，實現高產高效、節能環保、清潔健康、生態智慧、週年穩定的農業生產系統。
作為現代農業發展的重要方向，植物工廠擁有廣闊的發展前景科技。近年來，植物工廠正在蓬勃成長。一方面，多項政策相繼出臺，積極推動植物工廠發展；另一方面，在生菜、菠菜等葉菜類作物的工業化生產上，國內外已有較多嘗試。然而，將草莓這類高附加值、生長週期長的果菜引入植物工廠，仍處於探索的“深水區”。中國農業大學水利與土木工程學院教授、博士生導師、大賽評委賀冬仙介紹，儘管已有企業嘗試草莓植物工廠的產業化，但整體仍面臨顯著挑戰。因此，本屆大賽選擇草莓作為競賽作物，意在直面產業化的核心難題，探索可複製、可推廣的國產化方案。
首重挑戰在於技術複雜度的躍升科技。賽博農人團隊隊長陳民慧介紹，種草莓與種生菜本質不同。草莓是連續開花結果的作物，需要在營養生長和生殖生長兩個不同階段精準調控環境，並在長達半年的週期內保障連續收穫的產量與品質。實現高質高產，關鍵在於對光配方、溫溼度週期、二氧化碳濃度和水肥配方的精準動態管理，不僅要讓草莓“活”下去，更要讓草莓持續健康地開花、結果，並積累風味物質，這對植物工廠系統的穩定性和動態響應能力提出了更高要求。
第二重挑戰源於能源消耗的巨大壓力科技。有資料顯示，植物工廠50%—60%的運營成本來源於能耗。補光燈替代陽光，空調系統維持恆溫恆溼，都是成本偏高的主要原因。如何用更少的電，產出更多、更好的草莓，成為植物工廠能否走出實驗室、走向市場的關鍵，也是參賽團隊面臨的硬指標。
最終，所有挑戰都指向成本控制與商業化的平衡科技。初期的高額建設投入與持續的能耗、人工成本使得植物工廠草莓的價格遠超傳統產品。如何尋找獨特的市場價值與成本平衡點，打通從“技術可行”到“市場可接受”的路徑，實現經濟、社會與生態效益的統一，是本屆賽事試圖回答的現實課題。
正因如此，“高產量、高品質、低成本、低能耗”成為衡量各隊方案產業潛力的核心標尺科技。“農研大賽強調實戰性和綜合性，在評價標準上，設計建造、栽培管理、產量品質、投入產出比和商業性都將納入大賽考核範圍內。”賀冬仙稱。
解題思路百花齊放
面對同一份高難度考卷，闖入決賽的四支隊伍提交了風格迥異卻同樣精彩的“解題方案”，猶如四把不同的鑰匙，合力解鎖未來農業的發展路徑科技。
上海交通大學領銜的莓立方團隊主攻“算”出來的精準模式科技。傳統大棚的草莓種植，大多依賴資深果農的“經驗之談”，不僅標準難以統一，優質經驗也難以大規模複製、擴散。為了實現科學診斷、開方，莓立方團隊打造了一套影像識別智慧診斷系統。
“我們自主開發了預設控制演算法，根據溼度調整空調和除溼機的應用策略科技。同時，我們構建了AI影像識別演算法，透過手機影像，AI即可對草莓進行即時診斷，及時調整水肥策略。”莓立方團隊隊長賀世偉表示：“作為新農人，團隊的目標是將傳統農戶的草莓種植經驗資料化。我們希望後續不斷迭代完善後，它能做到病蟲害預測、營養元素檢測、水肥需求診斷等，讓草莓一直健康生長。”
作為大賽的“五屆元老”，來自中國農業大學的賽博農人團隊延續了往屆經驗，致力於構建模擬未來的智慧農業系統科技。他們透過部署感測器和影像採集裝置，遠端即時監測植株的生理狀態和表型變化，並開發基於AI的水肥調控模型，在草莓不同生長階段提供定製化的營養配方。在能耗方面，團隊沿用了高效的環境調控策略，在冬季將室外冷空氣作為自然冷源，引入植物工廠內，從而降低空調能耗，提高系統的環境自適應能力。
作為照明企業牽頭的團隊，歐普智莓團隊從最擅長的光領域入手，將突破口聚焦於能耗科技。傳統LED照明燈依靠直流電驅動工作，每盞燈通常需要安裝獨立的驅動電源，效率較低且發熱量大。歐普智莓團隊創新性地將400多盞LED燈的獨立電源整合為一個置於室外的大型直流電源，並透過電力載波通訊進行控制。這記“組合拳”不僅提升了電能轉換效率、簡化了線路，更將電源移至室外，直接減少了室內熱源，降低空調負荷。此外，團隊還為燈具加裝了水冷系統，進一步最佳化室內溫度，降低了植物工廠能耗。對此，隊長王萬海算了一筆賬：“新系統可以實現400多盞燈具比常規植物照明燈具系統降低能耗10%。”
擬生態團隊則嘗試探索一種模仿自然迴圈的新路徑科技。作為唯一選用“淺液流培”模式參賽的隊伍，他們嘗試打破傳統“有機”與“無機”的二元對立，在無土環境中透過新增特定微生物菌劑來模擬自然界的根際共生系統，將植物的殘體透過發酵變回營養液，實現資源的迴圈利用。
跨學科產學研實戰融合
無論是AI影像識別、智慧環控、光能最佳化還是擬生態迴圈，任何一項創新背後都不是單一學科的勝利，而是一幅產學研協同創新圖景科技。
縱覽四支決賽隊伍，成員背景覆蓋了園藝學、人工智慧、自動化、光學工程、電子工程、建築工程等多個領域科技。例如，莓立方團隊匯聚了機器控制領域的教授、10年以上草莓種植經驗的專家，以及設施農業種植管理方向的青年學者。歐普智莓團隊融合了園藝、商業化、零碳建築、AI大模型、植物照明等領域專業人才。這種深度交叉的團隊構成，正是應對植物工廠高度複雜性的必然要求，讓方案既能“上天”觸及理論前沿，又能“入地”解決實際工程和農藝問題。
多學科交叉之下，越來越多的目光和人才匯聚於此科技。“今年賽事的一個顯著進步是育種專家的深度參與。”賀冬仙表示，“擬生態團隊引入了育種專家，評審專家組中也吸納了該領域的權威，這意味著本屆賽事更全面地串聯了從種業、智慧裝備製造、栽培管理到商品流通的完整產業鏈條，以更系統化的思維方式探索整體商業模式。”
值得一提的是，產學研協同並非簡單疊加，而是以真實產業需求為導向科技。在正高階農藝師、杭州市農業科學研究院草莓研究團隊負責人餘紅看來，農業科研成果轉化難，通常是因為科研與產業需求脫節。而“理論—技術—產業”的組合大大加速了創新從論文到產品、從賽場到田間的程序。
“農戶需要適合的作物品種，企業與工廠需要可行的生產模式，市場需要穩定的品質和產量，而科研需要解決這些現實問題科技。”餘紅稱，“農研大賽充當了產業需求與科研之間的橋樑，讓科技成果能夠直面市場，而非作為一紙論文。”
將論文寫在田間地頭上
比賽的終場哨聲將在六個月後吹響，但農研大賽的價值遠不止於評獎科技。連續五屆的升級和迭代，已經將農研大賽打磨成產業創新“壓力測試艙”與科技成果轉化加速器，持續推動兼具技術價值與產業潛力的系統性解決方案從賽場走向廣闊天地。去年，主辦方之一的拼多多推出“千億扶持”計劃，在農研領域持續加碼投入，多多農研科技大賽就是平臺助力新模式、新技術探索，培育農業新質生產力的重要抓手之一。
過往賽事已經驗證了這條路徑的可行性科技。那些從比賽中走出的“創新火種”，已在現實土壤中生根發芽、開花結果——生菜快長團隊創立了新公司，以自主研發的農業智慧化、自動化解決方案為核心，實現業務全球化佈局；葉菜俠團隊將植物工廠技術應用於湖北宜昌、北京平谷農業中關村、深圳等多地的示範專案，累計面積近2萬平方米；墨泉團隊將經過大賽試驗改良的系統應用於上海援藏集裝箱農場專案中……這些成功案例印證了“以賽促研、以賽促產”模式的巨大潛力，而本屆圍繞草莓植物工廠的攻堅，有望孕育出應對高附加值果菜工業化生產挑戰的新一代解決方案。
而在業內看來，此類探索也為破解超大城市農業資源約束提供了前沿思路科技。植物工廠讓農業生產在空間上（城市、荒漠、海島、極地乃至太空）和時間上（365天全年不間斷）獲得更大程度的自由，推動實現食物的就近、週年、穩定供應，是保障大城市鮮活農產品供應鏈韌性、應對極端氣候的重要技術儲備。儘管當前成本有待進一步最佳化，但賀冬仙認為，植物工廠未來可能在特定高階蔬果、中藥材，乃至合成生物學（如疫苗生產）等領域成為重要解決方案，是構成多元化食物供給體系、發展農業新質生產力的重要拼圖。
而這些優勢都將重構農業的未來想象與人才吸引力科技。當農業的產出、品質、能耗全部可量化、可最佳化時，它不再是“面朝黃土背朝天”的傳統行業，而是能夠匯聚尖端科技、吸引青年人才的創新領域。那些在比賽中成長起來的、兼具科學家思維、工程師技能與農戶經驗的新一代農業科技工作者，正是發展農業新質生產力所亟需的核心力量。正如賀冬仙所言，今年比賽最大的特點是主體性很強，年輕人不再是被動的執行者，而是設計建造、模型引數調整的主導者。他們的參與為“三農”事業注入了更為活躍的基因。
當然，創新之路絕非坦途科技。賀冬仙也坦言，目前多數團隊種植的草莓尚未達到最佳狀態，準備仍有不足，但這恰恰是一個寶貴的起點。在這幅關於青年人才將論文寫在大地上的生動畫卷中，探索本身，已然擁有深遠價值。
“技術研究不能一蹴而就科技。在研發中不斷發現問題、解決問題，才能形成成熟方案。農業發展就是這樣一步步在探索中向前走。”餘紅感嘆道，“我們應該允許嘗試和失敗，萬一成功了呢？” 文/李濛
