作者:七佰
植物的生长总是受到自然界土、光、水等各种因素的影响,但在“没有日照与土壤”的集装箱内,各种植物居然也能蓬勃生长。
通过将20尺的标准集装箱改造成产量高、品质好、能耗少、成本低的植物工厂,“集装箱种菜”正在成为现实。
在2024光明多多垂直农业挑战赛暨第四届“多多农研科技大赛”上,各个参赛团队就是通过“集装箱种菜”一决胜负——参赛者不仅将一只外部尺寸长约5.89米、宽约2.35米、高约2.39米的标准集装箱改造为“新农田”,而且还将设计智慧种植方案进行生菜生产。最终,通过产量、品质、花费三个维度选出综合效益最高的团队即为获胜者。
在中国 “集装箱种菜”正在走进现实
理论上,一只20尺的标准集装箱不仅能够改造成产量高、品质好、能耗少、成本低的植物工厂,而且用LED光源、营养液栽培以及智能环境控制等相关技术,还可以满足包括叶菜、芽菜、育苗、茄果、花卉等多类别多品种的种植需求。
相比传统农业,“集装箱种菜”不仅摆脱了“靠天吃饭”,而且还可以节省近90%的用水量、减少农药使用、降低运输成本……
在中国,“集装箱种菜”正在走进现实。
在2024光明多多垂直农业挑战赛上,142位青年科学家组成的15支参赛队伍同台竞技,展示“将集装箱改造成种植箱”的“施工图纸”及种植方案——客观而言,虽然“集装箱种菜”代表着农业发展的科技水平,但目前在运营成本、建设难度等方面还存在较大挑战,这成为目前“集装箱种菜”走进现实的最大难题,也是此次竞赛的主要关注方向。
“尽管植物工厂使农业生产摆脱了对自然环境的依赖,但倘若建设、运营成本昂贵,所产蔬果无法走入寻常百姓家,那农业‘靠天吃饭’的现状便不会改变。这也是我们连续举办多多农研科技大赛的原因,希望面向农业发展的实际痛点、难点,广泛集结一线青年科学家,利用最前沿的农业、生物科学等技术攻坚克难。”拼多多高级副总裁、首席发展官朱政表示。
因此,今年的“多多农研科技大赛”首次将集装箱改装设计方案与建设成本纳入比赛。
在这方面,人工智能绿色农人队、叶菜侠队、河北普兰特生物科技有限公司队、墨泉队等由现代农业企业牵头的“产业派”表现出色,尤其是进入决赛的叶菜侠队、墨泉队:
从“集装箱种菜”本身来说,这两只参赛队伍可以说准确诠释了“集装箱种菜”的概念——在过去两年的基础上,这两个参赛队伍集装箱种菜的流程和技术正在不断成熟,首先集装箱的金属外壳并不透光,植物在人工定制的光与液中不仅能够按照计划生长,而且还有若干传感器对生菜成长周期进行监控,同时通过人工智能算法与模型处理,这可以精准地预测生菜们未来的长势。与此同时,在这些小型生菜“生产车间”里,种植托盘中的营养液通过管道与控制台相连,真正实现了“没有日照与土壤”,他们只需要动动手指在手机App,就可以远程更改集装箱内的光照、温湿度、营养液等配比模式。
在此基础上,两只队伍不断创新,比如,叶菜侠队队长解晓巍大胆提出,植物工厂所使用的集装箱可用快速装配房替换,“疫情期间,大量方舱就以快装房模式建造而成。其造价大约每个1万-1.5万元,比起每个6万-7万元的标准集装箱,投建成本低,且不影响运行。”
墨泉队则提出,在种植环境保持合适温、湿度的前提下,通过在植物灯中集成液冷系统,将多余热量及时导入收集管道,就可以在夏季将废热排到室外以降低制冷能耗,在冬季导入地暖、墙暖系统实现能量循环利用。
与此同时,学院派的代表诸如绿叶先锋队、赛博农人队等表现也吸引了评委关注——比如,绿叶先锋队将采用自主设计的叶菜专用LED生长光源,光源成本和能耗均预计可降低20%;而赛博农人队则准备采用基于卷积神经网络的生态图像识别,自动学习图像特征,能够更加精准地判断植物生长状态。
对此,大赛评委、中国农业大学水利与土木工程学院教授贺冬仙总结说,“比赛不仅要比拼水培生菜AI种植,还要较量集装箱式植物工厂的制造水平,从系统设计、装备制造、安装调试能力、种植水平等方面进行全方位技能考核,全面体现了工学、农学乃至商学的学科交叉与跨界融合。”
统计显示,中国农业科技正在不断提升,其中农业科技进步贡献率为62.4%,作物良种覆盖率超96%,品种对单产贡献率达45%,畜禽、水产核心种源自给率分别超过75%和85%,农作物耕种收综合机械化率达到73%,科技助力我国农业生产效率效益提升已成为我国农业农村发展的基础性战略性支撑。
坚持培育农业人才 加大农研投入
观察荷兰、美国的农业发展可以发现,在全球发达国家当中,其农业发展均在产业链微笑曲线的高附加值两端占据着明显优势:一个是产业链上游的基因、育种,其科技含量较高;另外一个方面就是市场应用,市场规模发展且比较成熟。
而在中国,众所周知,我国农业面积虽然达到惊人4270万亩,占据全球设施农业总面积的80%以上,但是必须正视的现实是:中国超过一半的设施农业仍采用简易型模式,中国农业正处于向高质量、高效能转型的关键时刻,需要一批科研人才和企业一起攻关。
正是在这样的背景下,“多多农研科技大赛”应运而生,它汇集了一线青年科学家,鼓励他们运用最前沿的农业、生物科学等技术,针对农业发展的实际痛点、难点进行深入研究与探索。
自2020年首次开赛以来,多多农研科技大赛至今已走出10余支成绩优异的科研队伍,并将农业科技创新的种子撒进了很多青年学者的心里。
截至目前,已有多项多多农研科技大赛的赛事成果被写成论文或进入专利实审受理阶段,涉及植物工厂环境优化技术和调控方法、营养液配方动态调整技术等。与此同时,包括基于日累积光照量的植物补光方法、增加空气流动降低生菜烧边症状发生率的方法、番茄产量预测模型等一系列比赛过程中形成的创新种植技术,经赛后实践论证后也开始运用或推广至农业生产一线。此外,还有团队在比赛过程中看到“技术产品化”的场景和广阔的市场前景,由此开启了将科研成果应用于田间地头的创业之路。
农业是拼多多的初心。去年,拼多多连续第二年研发投入突破100亿元,其中,农研投入是重要的组成部分之一。对此,拼多多集团执行董事、联席首席执行官赵佳臻表示,“今年,我们将加大对农研赛事、农云行动等农业重点项目的投入,继续推动各地打造更具韧性的数字化农产带,助力乡村振兴与农民增收。”
务农 拼多多是认真的
此前很长一段时间内,由于靠天吃饭,中国的农民不仅收入低,而且颇为辛苦,这让农村人口大量外流,统计显示,自从20世纪90年代始,农村劳动力开始大规模地向城市转移,彼时广为流传的称谓“386199部队”,指的正是留守在基层农村的妇女、儿童和老人。
然而伴随农业电商的发展,如今这一情况正在不断改变,返乡回流正在广大农村不断上演。
在甘肃环县,来自“双一流”高校的米鑫,成为回乡工作大军的一员。他所在的中盛环有是一个羊肉品类的知名电商品牌,在2023年的“年货节”,其羔羊后腿包日销达到3万-5万包。环县是乡村振兴重点帮扶县,中盛环有自2016年开始在环县建设,2018年正式投产,从最初的7万头羊屠宰规模,到2023年的58万头,如今总产值高达7.2亿。中盛环有的拼多多旗舰店“环有肉类”除了传统的半羊、全羊产品,还上架了多种规格的羊肉卷、寸排、法排、羊肉串等,通过参加“百亿补贴”“年货节”等促销活动,“环有肉类”常年保持在羊肉类店铺畅销榜前十,最高曾至第三位。拼多多让环县的羊走出大山,也让环县的年轻人们也看到了回乡的机会。
在广东徐闻,这个全国最大的菠萝产区,被称为“菠萝的海”的地方,也涌动着“新新农人”的返乡潮。之前过度依赖线下销售渠道的徐闻菠萝,曾因疫情影响一度销路受阻。疫情之后,时任县长亲自走进助农直播间,切菠萝、吃菠萝,倾情为徐闻菠萝代言,引得超30万网友围观,近30万斤菠萝销售一空。此后,直播带货、线上流通开始成为徐闻菠萝的主要销售模式之一。95后徐闻本地小伙邹自营受此影响,从广州回到家乡,在拼多多上做起了农产品电商。依托平台农产品零佣金等惠农政策,在截至2023年底的8个月里,店铺累计销售单量超过30万单,利润也达到预期。
数据显示,在如今的拼多多平台上,90后、95后、00后新青年商家占比超过49%,95后“新新农人”占比超过13%,人数超过12.6万,其中大部分是返乡创业青年,而且,一位“新新农人”返乡,能够带动5至10位95后。
通过平台首创的“农地云拼”模式以及农产品零佣金以及百亿补贴等惠农政策,拼多多正在积极推动农产品的上行之路,通过电商新思路改造传统农业产业链,推进“人才本地化、产业本地化、利益本地化”策略,助力农产地的增收致富与产业升级。
现代农业虽然任重而道远,然而,在拼多多及众多新农人的推动下,中国农业正在不断改变当中。
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