2024年8月，上海交通大學(xué)，熊元科（右二）和他的隊(duì)友在植物工廠實(shí)驗(yàn)室合影。

楊浩在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室測(cè)量黃瓜植株的光合性能。

秦楚漢（左一）和同事在上海的辦公室里搭建種植模塊并合影。

2024年7月，廣東，熊元科（左一）在植物工廠參觀交流。本組圖片均由受訪者提供

為了種出茁壯可口的生菜，這群來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、上海農(nóng)科院、北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站等高校院所的年輕人使出渾身解數(shù)：“大模型+小模型”智能控制系統(tǒng)、空調(diào)節(jié)能控制算法、冷凝水回收、旋轉(zhuǎn)式種植架……最終，產(chǎn)量高、品質(zhì)好、能耗低、花費(fèi)少的隊(duì)伍將會(huì)勝出。在集裝箱里長(zhǎng)出的，將是垂直農(nóng)業(yè)的未來(lái)。

——————————

“碼農(nóng)”轉(zhuǎn)型“菜農(nóng)”

2016年，秦楚漢在加拿大一家智能自行車公司做軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，因?yàn)椤皭?ài)折騰”，他一直在尋覓新的創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域和機(jī)遇。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)共享單車風(fēng)靡，有朋友建議他“復(fù)制”到加拿大，“肯定很賺錢”。但他沒(méi)有追逐“風(fēng)口”，而是想找到一個(gè)能長(zhǎng)期追求的事業(yè)。

從“碼農(nóng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤安宿r(nóng)”的契機(jī)源于他在一期播客中聽(tīng)到“惡劣天氣和地質(zhì)災(zāi)害都能立即切斷糧食供應(yīng)”的信息，這觸發(fā)了秦楚漢創(chuàng)業(yè)的火苗。半年后，秦楚漢辭職，在加拿大創(chuàng)辦了一家垂直農(nóng)業(yè)公司，他的同學(xué)、朋友幾乎都在金融、計(jì)算機(jī)、咨詢等行業(yè)。有人不解：“你一個(gè)碼農(nóng)，為啥要去農(nóng)業(yè)掙錢？”

作為程序員的秦楚漢認(rèn)為，世界上每件復(fù)雜的事情都可以被量化，也都有規(guī)律可循。在他的頭腦里，“‘萬(wàn)物皆可碼代碼’，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也不例外”。

小時(shí)候，在上海的家里，他觀察陽(yáng)臺(tái)上大蒜生長(zhǎng)、植物開(kāi)花，認(rèn)識(shí)到“有了合適的營(yíng)養(yǎng)和溫度就能長(zhǎng)大”。入行之后，結(jié)合編程思維，秦楚漢想為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造不依賴自然環(huán)境的“象牙塔”，滿足“溫、光、水、氣、肥”的需求。

“象牙塔”的專業(yè)說(shuō)法是“植物工廠”，也稱為垂直農(nóng)業(yè)。這是一種比溫室大棚更有技術(shù)含量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)、電子傳感系統(tǒng)等裝備對(duì)植物生長(zhǎng)的環(huán)境進(jìn)行高精度、自動(dòng)化控制。秦楚漢碼代碼的技能，在植物工廠大有用武之地。

植物工廠顛覆了“迎合大自然節(jié)律變化”的原始耕種邏輯，在空空的房間里，為植物搭建“討好型”自然環(huán)境，憑借AI技術(shù)，使環(huán)境反過(guò)來(lái)迎合植物的生長(zhǎng)需要。作物把生長(zhǎng)的潛能發(fā)揮到極致，生產(chǎn)效率和產(chǎn)量自然提升。

以葉菜為例，傳統(tǒng)農(nóng)田種植一年只能種兩三茬兒蔬菜，但植物工廠無(wú)須休耕，一年可以種植10-15茬兒，生長(zhǎng)周期比露地栽培縮短五到八成。年畝產(chǎn)量可達(dá)傳統(tǒng)農(nóng)田栽培的數(shù)十倍至上百倍。這次參加比賽，秦楚漢種的是生菜，如果全年不間斷生產(chǎn)，他估計(jì)同等面積年產(chǎn)量約是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的40-70倍。

“有1000種作物，就要碼1000套代碼。”每次增種一個(gè)品種，秦楚漢都要在海量的文獻(xiàn)里“泡”一周，記錄作物的基本信息和習(xí)性，琢磨國(guó)內(nèi)外專家的經(jīng)驗(yàn)和方法。

燈光、空調(diào)、水泵、通風(fēng)、種植架、監(jiān)測(cè)水培溶液電導(dǎo)率和酸堿度、空氣溫濕度、二氧化碳濃度以及光強(qiáng)度的傳感器……這些因素都要接入代碼。在設(shè)計(jì)算法初期，最密集的時(shí)候，秦楚漢每3-5分鐘就要采集一次植物生長(zhǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量達(dá)到六位數(shù)，基于植物生長(zhǎng)所需的基準(zhǔn)值，初始算法才能構(gòu)建出來(lái)。

植物是活的，每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，在不同的生長(zhǎng)周期，需求各不相同。這意味著，代碼中會(huì)產(chǎn)生很多變量，一個(gè)變量的產(chǎn)生，牽動(dòng)其他數(shù)值的變化。有時(shí)候，含氧量偏離了幾毫克，作物就會(huì)有“應(yīng)激”反應(yīng)。這些因素挑戰(zhàn)著秦楚漢的耐心。

“農(nóng)業(yè)是一門(mén)非常浩瀚的學(xué)科，植物比人類存活的時(shí)間久，是非常復(fù)雜的生物體。”說(shuō)起這些，秦楚漢的眼里滿是敬畏。創(chuàng)業(yè)4年后，他才賺到錢。

從“伺候”人到“伺候”菜

10月的上海崇明島上，25歲的熊元科也和隊(duì)友們擁有一個(gè)集裝箱。作為比賽“對(duì)手”的他，和秦楚漢有著同樣的目標(biāo)，“讓人類不再看天吃飯”。

種菜，熊元科是“門(mén)外漢”。在上海交通大學(xué)，他讀研的方向是能源動(dòng)力學(xué)，主要研究空調(diào)的能源系統(tǒng)。他在父母用軟件搶菜時(shí)發(fā)現(xiàn)，上海的蔬菜是從外地運(yùn)過(guò)來(lái)的，他想：為啥不直接在城市里種菜？

“我想試著解決。”熊元科聯(lián)系到學(xué)校研究植物工廠的老師和同學(xué)，大家一拍即合，一起參加了兩屆光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽。“他們需要咱們學(xué)動(dòng)力的來(lái)解決節(jié)能減耗的問(wèn)題”。

在垂直農(nóng)業(yè)中，用電構(gòu)成最大的運(yùn)營(yíng)成本。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，植物工廠種植一千克生菜需要消耗10度電左右，而電量成本占總成本的40%-70%。

為了讓普通農(nóng)戶用上植物工廠，降成本是比賽比拼的重要指標(biāo)，主辦方為每支參賽隊(duì)伍設(shè)定了40萬(wàn)元的經(jīng)費(fèi)上限，包括硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)和安裝運(yùn)輸?shù)乳_(kāi)銷。產(chǎn)量高、品質(zhì)好、花費(fèi)少的團(tuán)隊(duì)能獲得最終勝利，這意味著光是技術(shù)牛，成本不可控，是贏不了的。

熊元科團(tuán)隊(duì)的集裝箱內(nèi)部更亮堂。他們?cè)谙潴w上貼了一種反光膜，能提高光的利用率，節(jié)省45%的光能耗。他們還研發(fā)了空調(diào)節(jié)能控制算法，將集裝箱內(nèi)原本每日70度的耗電量降到30度以下。其他參賽隊(duì)伍也在節(jié)能方面費(fèi)盡心思：遮光、改善通風(fēng)、冷凝水回收，哪怕省一度電，都要盡力一試。

為了提高每平方米的產(chǎn)量，熊元科團(tuán)隊(duì)給生菜聽(tīng)音樂(lè)。他們做了3組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，一組聽(tīng)搖滾樂(lè)，一組聽(tīng)電子樂(lè)，還有一組安安靜靜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一天聽(tīng)3個(gè)小時(shí)音樂(lè)的兩組生菜，總體產(chǎn)量有10%左右的提升。

相比種菜，熊元科更喜歡為菜服務(wù)。“植物比人更脆弱”，熊元科說(shuō)，植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性很低，一旦離開(kāi)了某個(gè)區(qū)間，它們很難活下去。以本次大賽種植的“優(yōu)雅”生菜品種為例，它們最喜歡的溫度在22攝氏度左右，大幅過(guò)熱會(huì)造成燒心，降冷過(guò)頭又容易限制長(zhǎng)勢(shì)。

植物對(duì)環(huán)境越敏感、越脆弱，對(duì)人為操作的能力要求就越高，越能激發(fā)熊元科的戰(zhàn)斗力。上一屆比賽結(jié)束后，熊元科放棄了已經(jīng)寫(xiě)了快一半的碩士畢業(yè)論文——關(guān)于地鐵空調(diào)系統(tǒng)的研究，轉(zhuǎn)而從頭撰寫(xiě)與植物工廠相關(guān)的論文，在他看來(lái)，前者是“伺候”人，后者則是“伺候”植物。今年9月，他開(kāi)始在上海交通大學(xué)攻讀博士學(xué)位，研究方向?yàn)橹参锕S的生物環(huán)控能源系統(tǒng)。

“植物每時(shí)每刻的需求都不大一樣，就像沒(méi)有人會(huì)一直吃炒米粉，總會(huì)想吃點(diǎn)別的。”熊元科是為植物配營(yíng)養(yǎng)餐的廚師，決定他們什么時(shí)候“吃”藍(lán)光，什么時(shí)候“補(bǔ)鈣”。

熊元科希望植物工廠能像冰箱和手機(jī)一樣，讓人們?cè)诩覍?shí)現(xiàn)想吃什么種什么。“總有一天，我們要讓家家戶戶吃上新鮮無(wú)公害食物，不再看天吃飯。”這位工科生覺(jué)得，如果這件事能做成，一定很酷。

“有點(diǎn)甜、有點(diǎn)脆，也有點(diǎn)苦”

熊元科嘗過(guò)自己種的生菜：“有點(diǎn)甜、有點(diǎn)脆，有的也有點(diǎn)苦。”他點(diǎn)評(píng)道，“總體而言比市場(chǎng)上賣的好吃”。

自從迷上種菜以后，秦楚漢的嘴巴變“刁”了。實(shí)驗(yàn)室里種的番茄、豌豆尖、草莓剛成熟，他和同事摘下來(lái)就往嘴里送，他管這個(gè)叫——“活殺的”，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室里很干凈，根本不用洗，他們吃到的是最新鮮、口感最佳的蔬果。

與秦楚漢一起參加今年比賽的韓霖來(lái)自天津農(nóng)學(xué)院。她忘不了第一次在實(shí)驗(yàn)室采收番茄時(shí)的情景，“一個(gè)個(gè)像紅燈籠一樣，吊在上面，特別好看”。

她把它們摘下來(lái)，小心翼翼地放進(jìn)箱子里，一口氣摘了三大箱，要小推車才能搬動(dòng)。咬上一口：“甜”，她將豐收的果實(shí)分享給老師和同學(xué)，自己吃了不知多少顆，“吃完后很長(zhǎng)時(shí)間，嘴里都彌漫著番茄的清香”。

跟完全跨專業(yè)的秦楚漢和熊元科不一樣，韓霖學(xué)的是園藝學(xué)，以為自己將來(lái)會(huì)成為一個(gè)擺弄花花草草的人。今年4月，她參加學(xué)校聯(lián)合培養(yǎng)計(jì)劃，到北京市農(nóng)林科學(xué)院學(xué)習(xí)種番茄、種生菜。

“農(nóng)活看起來(lái)少，干起來(lái)多。”這個(gè)23歲的姑娘說(shuō)。隊(duì)友李生輝（化名）難忘韓霖和幾個(gè)女生“趴”在田里刨坑的場(chǎng)景。

韓霖的主要任務(wù)是構(gòu)建水肥環(huán)境對(duì)番茄影響的模型，訓(xùn)練智能水肥機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)配、灌溉的功能。但在機(jī)器達(dá)到智能化之前，她的日常工作是密集地監(jiān)測(cè)、記錄數(shù)據(jù)：灌進(jìn)去多少、作物長(zhǎng)出來(lái)多少、葉片數(shù)是多少……至少需要采集3個(gè)多月的數(shù)據(jù)，最密集的時(shí)候5分鐘就要測(cè)一次。有一次北京下大暴雨，她沖到實(shí)驗(yàn)室看作物，抵達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)門(mén)口已放著兩把濕漉漉的傘，有小伙伴已經(jīng)趕來(lái)了。

有一段時(shí)間，韓霖發(fā)現(xiàn)番茄的葉片發(fā)黃、卷邊，有些干枯，她急得連續(xù)3周每天都在實(shí)驗(yàn)室守候，一邊噴藥一邊念叨著：“小番茄，你們今天怎么樣？快點(diǎn)好起來(lái)呀。”有時(shí)，韓霖還會(huì)夢(mèng)見(jiàn)番茄，“閉上眼睛，腦子里全是番茄”。

韓霖不覺(jué)得累，反而越干越有勁。“看到這些小生命一天天長(zhǎng)大，能帶給我很多能量。”韓霖說(shuō)，湊近生菜時(shí)，能聞到一股甜甜的味道。她告訴記者，生菜的甜和番茄的甜是不一樣的，一走進(jìn)種番茄的實(shí)驗(yàn)室，甜味就撲面而來(lái)，“葉子比果實(shí)甜”。

在將實(shí)驗(yàn)成果寫(xiě)成論文的時(shí)候，韓霖下定決心，將來(lái)要從事與垂直農(nóng)業(yè)相關(guān)的工作。李生輝在內(nèi)的同隊(duì)組員，也將垂直農(nóng)業(yè)作為長(zhǎng)期的職業(yè)方向。

比賽主辦方工作人員告訴記者，參賽年輕人中，90%表示將來(lái)會(huì)從事農(nóng)業(yè)。李生輝想過(guò)，干這行將來(lái)收入可能不會(huì)太高，同專業(yè)的同學(xué)中，只有他選擇農(nóng)業(yè)，但他很堅(jiān)定：“只要我學(xué)的東西真的有用。”

李生輝出生在農(nóng)村，但這之前從沒(méi)種過(guò)地，也從未想過(guò)要種菜。父母在地里辛苦勞作，種玉米、番茄、綠葉菜。小時(shí)候的他不懂怎么種菜，現(xiàn)在長(zhǎng)大了，父母也不懂他怎么種菜。他把父母種菜的經(jīng)驗(yàn)碼成集裝箱里的算法模型，希望有一天，家鄉(xiāng)的人能用上這套新技術(shù)。

韓霖說(shuō)出了大家的心聲：“現(xiàn)在，我們科研人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大一些，等這些智能裝備實(shí)現(xiàn)之后，就能大大減少農(nóng)民的勞動(dòng)時(shí)間。”

“讓彎腰種地的人少一些”

回想起自己第一次種生菜時(shí)的情景，楊浩感到“特別開(kāi)心、特別驕傲”。

楊浩是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的一名博士研究生，連續(xù)4年參加拼多多主辦的多多農(nóng)研科技大賽。他“跨”的學(xué)科可謂豐富，本科學(xué)機(jī)械工程，跨考電氣類研究生，調(diào)劑到農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程專業(yè)，他種的第一種作物就是生菜，至今，他已經(jīng)和生菜“朝夕相處”了8年。

今年，作為隊(duì)長(zhǎng)的楊浩，給團(tuán)隊(duì)起名“賽博農(nóng)人”，意思是要成為“智慧新農(nóng)人”，他希望能用所學(xué)的知識(shí)和技術(shù)賦能農(nóng)業(yè)，“讓彎腰種地的人少一些。”

我國(guó)是世界上最大的生菜生產(chǎn)國(guó)，生菜產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的一半以上，“但按每平方米的產(chǎn)量算，我們還有一定差距。”本屆比賽評(píng)委、浙江大學(xué)數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)村研究中心主任何勇告訴記者。中國(guó)對(duì)植物工廠的研究起步較晚，但近年來(lái)發(fā)展迅速，目前已有商業(yè)化植物工廠250余座。在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)但自然資源稟賦并不優(yōu)越的日本，10年前，植物工廠的數(shù)量已接近200座。

2022年，秦楚漢的初創(chuàng)公司登上加拿大的“科創(chuàng)板”，市值約有2億元人民幣。但他放棄了剛有些起色的公司，說(shuō)服大部分同事一起回國(guó)。他認(rèn)為，植物工廠在國(guó)內(nèi)是藍(lán)海行業(yè)，也是具備發(fā)展?jié)摿Φ某?yáng)行業(yè)。

回國(guó)那年秦楚漢30歲。他懷揣著美好愿景，也不斷迎接各種挑戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)植物工廠的接受程度較低，價(jià)格高是主要因素，他種的菜比田里的菜貴了至少3倍，“100個(gè)投資人中都不一定會(huì)有一個(gè)人認(rèn)可”。有時(shí)還要面對(duì)“箱子里種的菜能好吃嗎”的質(zhì)疑。

幾乎沒(méi)有盈利的頭兩年，秦楚漢難免感到困惑。植物的成長(zhǎng)和更新，給了他適應(yīng)變化無(wú)常的韌性，他始終堅(jiān)信，“這是值得付出青春的行業(yè)”。

作為首次參賽的選手，秦楚漢今年在比賽中認(rèn)識(shí)了很多志同道合的年輕人。在這里，他們一起認(rèn)真地討論如何“閱讀”生菜的心情、生菜燒邊的原因、節(jié)能的方法、商業(yè)化的可能性……在評(píng)委何勇看來(lái)，這是一群有著理想主義情懷的年輕人，他們對(duì)垂直農(nóng)業(yè)的熱情和投入讓他動(dòng)容，“我們國(guó)家的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化需要更多這樣有知識(shí)、有技能、有理想的年輕人參與進(jìn)來(lái)”。

“我想通過(guò)我們這些人讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生質(zhì)變，那樣的話，下一代人再進(jìn)入這行的時(shí)候，就不會(huì)覺(jué)得薪資和計(jì)算機(jī)、金融行業(yè)有什么落差。”楊浩的師弟陳堅(jiān)說(shuō)。今年剛滿24歲的他，準(zhǔn)備在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)攻讀博士學(xué)位。

聯(lián)合國(guó)人口學(xué)家估算，到2050年，全球人口將達(dá)到96億。“秦楚漢和熊元科們”，正試圖改變“人類靠天吃飯的命運(yùn)”。

崇明島上的集裝箱里，生菜在這群年輕人的呵護(hù)下，靜靜長(zhǎng)大。30多天后，這個(gè)約40立方米的集裝箱里，將長(zhǎng)出綠油油的生菜。他們共同期待，在這個(gè)充滿科技感的空間里，長(zhǎng)出垂直農(nóng)業(yè)的未來(lái)。