在上海市农业科学院的草莓工厂研发试验区域，农业已告别“面朝黄土背朝天”的传统意象，进化为精密的光、数据与生命体对话的科技系统。这里不仅能生产出甜蜜、安全、高品质的果实，更是向大家展示了一种面向未来的农业理念——精准、高效、可持续，让农产品优质、安全变得可控、可感。
走进植物工厂的总控间，市农科院草莓植物工厂负责人方献平博士展示了一份关于“远红光光谱参数”的数据报告，这是团队破解草莓奶油香气形成机制的关键依据。他说，当前，团队围绕草莓植物工厂研发的“香气光配方数据库”“自主金奖草莓品种”“AI 生长数字模型” 三项核心科研成果，目前已在上海青浦区白鹤镇的在建植物工厂中开展试点应用，不仅助力当地草莓产业高质量发展，还填补了行业多项空白。
“在传统露天种植中，草莓的香气和品质高度依赖季节。冬季温差大，果实累积的甜蜜物质多、风味好；而夏季高温多湿，不仅容易产生病虫害，糖分与香气积累也会有所下降，导致同一品种风味波动剧烈。”方献平解释道，植物工厂的核心优势在于彻底打破了气候束缚，即全年都可以通过对环境的精准调控，模拟最适合草莓高质量生长的冬季环境，从而不仅实现草莓周年稳定生产，并能够确保草莓品质长期处在最佳状态。
为解决“风味靠天”的难题，团队以自主培育的优质品种“东方丽人”为样本，在植物工厂的可控环境下，展开了长达两年的香气形成机理研究。通过多次试验揭示，远红光能显著促进草莓中标志性“奶油香气”的关键物质——γ-癸内酯的合成。经过上百组严格对照试验，团队精准锁定了远红光的作用机制与最佳参数。在此基础上，团队构建了“草莓香气光配方数据库”。该成果发表于国际食品权威期刊《Food Chemistry》，在此之前，国际权威学术期刊尚未发表过同类系统性成果，成为我国在草莓品质定向光调控方面的首个权威国际认证。
这意味着，草莓的风味不再受制于自然变量，而是可通过光谱调控实现“定制化”。“根据数据库调整光配方，我们能将草莓的奶油香、果香等特征香气的浓郁度和稳定性全面提升，相较于受季节制约的露天种植，综合风味稳定性可提升60%以上。”作为青浦白鹤数智草莓工厂的核心技术支撑之一，其已在厂区开展部分场景落地应用，有效提升了工厂化栽培草莓的品质稳定性。
走进市农科院草莓育种区域，一排排脱毒苗在洁净环境中生长 —— 这里是多个金奖品种的“诞生地”。
植物工厂高效、安全的草莓生产模式固然让人向往，但同时也对草莓品种提出了更苛刻的要求：不仅要抗病、高产，还需适应高密度、低光照的人工环境。
在市农科院草莓育种团队的不懈努力下，利用杂交育种与分子标记辅助选择技术，团队成功筛选出兼具“长势强、品质优、耐弱光”的突破性优系。
其中，红果品种“东方丽人”在全国性草莓种苗擂台赛中斩获金奖；粉橙品种“东方凤凰”则以独特色泽与口感连续两年夺得全国精品草莓金奖。尤为关键的是，这些专为设施环境培育的新品种相较于市场主栽品种，拥有更强的连续开花坐果能力。
在植物工厂条件下，通过周年不间断生产，采用三层立体栽培模式（实际生产可达八层），并结合高产草莓连续开花、坐果能力强的品种特性，亩产可达传统露天土壤种植的10倍，且果实糖度稳定在12—15度。同时，通过全周期水培或基质栽培，全程无需使用农药，可实现产量与品质的双重飞跃。
为进一步筑牢种业“芯片”，团队正筹建脱毒种苗研发中心，依托茎尖培养技术清除种苗病毒，将成活率提升至95%以上，从源头上解决草莓传统种植中的病害重、苗质差等瓶颈问题。目前，这些优质新品种已推广至山东、河南、云南、新疆、四川、贵州及长三角地区，推广面积达12000亩以上，为产业升级提供了核心种源。
在市农科院草莓植物工厂的中控室，显示屏上实时显示着工厂内部的光、温、湿、水、气、肥等数据，AI视觉智能巡检机器人正沿着轨道对草莓生长状态进行拍照分析——这背后，是市农科院林果所联合信息所共同开发的“AI视觉决策模型”在发挥作用。“我们目前收集了2年、12个生长周期的草莓数据，通过AI算法构建出生长模型。”市农科院信息所研究员钱婷婷说，该模型基于两年共12个生长周期的大数据，通过AI算法自主决策，按苗期、花期、果期等不同阶段自动调节光、温、水、气、肥。例如，花期自动维持温度在15—25℃之间，果期则精准增加水肥以提升糖度。模型还能预测成熟时间，实现采收计划智能化。同时，搭载高光谱相机的AI系统能识别病虫害早期征兆，如蚜虫造成的微小斑痕，实现98%的病虫害防治率。
据统计，在该系统支持下，植物工厂的人工成本较传统种植降低80%，能耗较普通植物工厂下降30%，肥水利用率提高70%，真正实现了种植的精准化与资源的高效化。
作为拼多多第五届全球草莓植物工厂大赛的技术主办方，方献平团队的这项系统性创新，构建了“品种—光配方—智能系统”的全链条技术闭环，为我国设施农业的标准化、精品化、智能化提供了可复制的范式。团队计划在未来三年内，建立10个区域示范基地，覆盖智能温室与植物工厂等多种场景。同时，将进一步研发低成本光源技术与轻量化AI模型，推动技术向中小型农场与城市农业场景渗透。
