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学霸团队“多多农研科技大赛”获胜后发声:新农业时代即将到来
网经社发布时间:2022年04月27日 13:49:25

(网经社讯)“你知道番茄会说话吗?”在北京密云的种植基地,极星农业负责人徐丹每天走进办公室的第一件事就是打开温室气候计算机,查看云南基地前一夜的温室温度、设备运转情况。

然后,他一天中的大部分时间都与番茄待在一起。这个过程叫“作物阅读”。“它会告诉我它需要什么?我会想办法满足它。如果我做得好,它会想尽办法表达它的高兴,比如,叶子又大又亮、果子又多又甜。”

番茄炒蛋,这是一道家喻户晓的国菜。我国也是全球番茄产量最大的国家之一。但硬币的另一面是,国内的番茄生产目前还面临着环境调控技术粗放、机械化与自动化程度较低等瓶颈问题。

据网经社(WWW.100EC.CN)获悉,去年10月,徐丹带领的“番茄快长”队,中国农业大学牵头的“智茄”队,浙江大学青年学者组成的“喜柿”队以及具备多元化科研背景的“农圣大脑”队从全球15支团队中脱颖而出,闯入第二届“多多农研科技大赛”决赛。这群朝气蓬勃的年轻人通过远程种植的方式,在位于云南昆明赛事基地的高原温室中种植番茄,比拼产量、质量、环境可持续性以及商业化可行性。

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▲冠军队“番茄快长”队长徐丹。彭来|摄

这是继“科技草莓”之后,拼多多推动精准种植技术在农业中加速落地应用的又一次尝试。在4月25日举行的第二届“多多农研科技大赛”决赛线上峰会上,“番茄快长”队摘得冠军,“智茄”队获得卓越奖,“喜柿”队和“农圣大脑”队则荣获优秀奖。据评审结果显示,四支团队的番茄平均产量近两倍于传统种植,营养价值也达到了高品质的行业标准。

“小时候,大人总吓唬我们‘少壮不努力,长大去种地’,仿佛你即便什么都不会也一定会种地似的。”徐丹说,通过“多多农研科技大赛”这样的比赛,他希望更多人可以看到属于这个时代的科技农业。“只有多读书、读好书,才有可能把地种好。”

一切为了让番茄“高兴”

花大半年的时间“遥控”种植远在几千公里之外的番茄园,这是一种什么样的奇妙体验?

与传统的种植大比武不同,“多多农研科技大赛”以远程的方式展开。入围决赛的四支队伍分散在北京、上海、浙江、荷兰等地,大家通过软件远程调控温室。影响比赛结果的是各队采取的种植策略,而这种策略是人工与算法共同决策的结果。

比如,比赛期间,徐丹没法经常亲自“阅读作物”,安装在温室的传感器会告诉他,番茄的生长环境是否舒适。更直接的反馈来自“番茄快长”团队设计的一套“人机融合智能”算法,会根据传感器的“阅读”情况做出“如何让番茄们过得更开心”的决策。对此,徐丹可以同意,也可以拒绝。但只要他做出决策,番茄和算法都会尽可能按照他的设想成长。

而“智茄”队自研的“数字番茄智能管控云平台”,实现了温室环境动态监测、番茄生长图像监测、植株病害识别等功能。当温室环境实时监测数据超出阈值,该系统就会短信提醒操作人员;同理,当系统通过视觉技术识别到不同生长阶段叶片、花朵、果实等方面的问题,也会自动做出精准预警。

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▲“智茄”队研发的“数字番茄智能管控云平台”。

围绕水肥调控、补光策略、病害防治等影响番茄健康成长的关键方面,每个团队都会根据以往的种植经验开发不同的算法,践行各自的策略。而番茄则会做出不同的“表态”。

徐丹第一次到大赛基地现场是去年11月,作物即将入冬。他果断调整了疏花疏果的策略,让现场工人减少留果,让植株尽可能“保存体力”。

每周,赛事组委会会根据各个团队的要求,完成植株身高测量,花朵、果实数量统计等工作,形成一份“体检报告”。

通过这些报告,徐丹发现,云南种植的番茄,叶片更小。比起北京密云基地长达40厘米的叶片,昆明基地植株叶片的平均长度只有30厘米。对此,算法提示,应适当多留一些叶片。于是,在农事操作的环节,“番茄快长”队就将每株番茄保留的叶片数量从过去的11-12片调整为16-17片。

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▲云南昆明的多多农研基地里,补光灯下的番茄。彭来|摄

“喜柿”队也有“讨好”作物的不同妙招。万物生长依赖光合作用,二氧化碳对设施农业的优质高产起着重要的作用。于是,他们引入新型轻简温室二氧化碳加富技术,在促进植株光合作用的同时,有效避免了直接施用二氧化碳但植物利用有限而导致的二次排放问题。得益于此,他们种出的果实,维生素、氨基酸和番茄红素含量都远超传统番茄。

“番茄不会说谎。如果它过得舒服,那就一定好吃。”徐丹说。

逆行向农的青春

作为一名年轻的职业种植者,今年是徐丹在温室里种番茄的第九年。每天早晨7点40分,他准时从北京市区的家中出发,开车100多公里,抵达城郊一处占地3万平方米的种植基地。在早高峰的拥挤车流中,他是一个逆行者,正如很多人眼中的他,逆行向农。

“中国虽然是农业大国,但很多人对农业有着很深的误解,觉得农业的门槛特别低。只要有种子、有土地、有蓝天、有水源,就能变出吃的。但事实上,我们这一代面临的问题是,如何使用更少的地与水,种出更多的食物。这时,我们不能仅仅依靠蓝天,我们还需要别的,那就是科技。”徐丹说。

徐丹毕业于世界农业顶级院校之一的荷兰瓦赫宁根大学,“番茄快长”队的不少队员也来自于此。这所学校主教学楼最显眼的位置摆放着一个地球,“我们接受的教育就是要为全人类吃饱饭这个朴素命题奋斗不止。”

“喜柿”队队长、浙江大学博士生朱常安自小长在农村,“面朝黄土背朝天”的劳作画面是他对家乡的记忆。“我之所以从事农业研究,就是因为见惯了大人用双手在黄土里刨挖生活,以高强度的劳动换来将将温饱的生活。我立志要为他们贡献自己的力量。”

目前,国内樱桃番茄主产区分散在宁夏、广西、海南、山东、内蒙古等地,以露天种植、季节性供应为主,极易受到极端天气的影响。而这也是中国农业的普遍现状。

“我虽然走出了那个生我养我的小乡村,但依然希望改变家乡那种相对落后的农业生产方式。”“农圣大脑”队长、985博士祝清震在改行之前是一名汽车工程师,但看到我国农业技术和装备发展落后的现状后,毅然转而攻读农业工程博士学位。

“农业是最传统的行业和学科,应用AI等最新技术与传统农业结合,是实现产业升级的途径。学科交叉带来技术赋能,传统行业的发展也会进入新维度。”“智茄”队队长、中国农业大学副教授赵然笑称自己是“农业里搞计算机的老师”,拥有贯穿如一的工学学科背景,但学成归国后,他看好中国农业广阔的前景和巨大的空间,选择将之作为自己的跨学科应用方向。

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▲“智茄”队在云南昆明的多多农研基地里做现场数据采集。莫斯提|摄

“进入决赛的四支团队,他们有很多新颖的点子,有的通过不断训练先进的算法模型从而给到种植者建议;有的做出了一目了然的智慧管控云平台;有的结合知识图谱和人工智能模型实现了经济效益最大化,还有的实现了病害的高准确度识别。”大赛评审组组长、中国工程院院士赵春江如此点评。

这些后起之秀八成以上是90后。他们有的来自顶尖科研院校,有的来自一线生产机构,有的在国外求学任职,但无一例外都对农业满怀热情。“我在这里遇到了很多志趣相投的朋友,他们有的从野生番茄基因组中挖掘功能基因改良现有番茄品种,有的研究新型设施园艺二氧化碳加富设备,有的开发检测植物本体胁迫状态的新型传感器,有的应用功能性物质提高番茄果实营养和风味品质。”朱常安说。

“我们很高兴地看到,这些年轻人能够选择农业作为自己的事业,以及‘多多农研科技大赛’在助力青年科学家为中国智慧农业探索前路上所做出的不懈努力。”赵春江表示。

广阔农村,大有作为,但在当下,新科技职业种植者依然有些孤独。“我希望能通过参加‘多多农研科技大赛’这样的方式,让更多年轻人改变认知,加入我们。一代人有一代人的‘长征’,老一辈农人开创的事业,将由我们继续。”徐丹说。

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