當番茄種植遇上「科技范兒」的新農人

新華網 發佈 2022-08-16T01:41:30.145501+00:00

環境傳感器實時收集玻璃溫室內的溫度、濕度、光照等數據,上載至人工智慧系統,系統依據算法模型給出何時調整光照、何時澆水施肥、何時修剪葉片的建議,種植者即便相隔千里,也能夠及時控制著溫室里的一切…

浙江大學博士研究生朱常安(右)與同學在玻璃溫室中觀察番茄生長。受訪者供圖

環境傳感器實時收集玻璃溫室內的溫度、濕度、光照等數據,上載至人工智慧系統,系統依據算法模型給出何時調整光照、何時澆水施肥、何時修剪葉片的建議,種植者即便相隔千里,也能夠及時控制著溫室里的一切……

你以為這是電影描繪的未來農業?不,這是三位「學霸」在描述他們在一次農業科技大賽上種番茄的場景。從他們的描述里,你是否感覺「未來已至」?

這三位年輕人,有海歸碩士,有本土博士,雖然他們經歷各不相同,卻因種番茄結緣。他們身上,有科技從業者的求知與探索,有「Z世代」敢於爭先的青春銳氣,更有新農人對實現農業現代化的遠大夢想。

番茄、生菜種出「科技范兒」

北京密雲,三萬平方米的玻璃溫室內,一排排翠綠鮮嫩的生菜被整齊劃一地碼放在半人高的種植鋼架上。一個白色小方盒從屋頂吊裝在半空,監控著環境的各項指標。隨著午後的日光發生變化,溫室頂部的漫反射玻璃,被一扇一扇地關上,被散射後的陽光均勻地灑在蓬勃生長的生菜上。

隔壁的育苗溫室里,櫻桃番茄的種苗正在育苗鋼架上茁壯成長。這批櫻桃番茄是溫室去年剛剛引進的新品種,紫紅色的外皮加上遠高於普通番茄的糖度,使其在市場上極為暢銷。再有一個多月,這批番茄種苗將取代溫室里的生菜,成為溫室新寵。

種菜不見地,澆灌不見水。這處極具科幻風格的玻璃溫室是徐丹經營的極星農業科技園。這處農業科技園已經在北京密雲運營了六個年頭。

2011年,徐丹從四川農業大學畢業後,赴荷蘭瓦赫寧根大學深造,從事有機農業研究。在荷蘭,徐丹第一次接觸到了荷蘭以芬洛式連棟溫室為代表的設施農業技術。

「人們可以在一個裝備精良的玻璃溫室里,給番茄提供其需要的生長條件。在可控的環境中,番茄不僅可以保證品質,產量也遠高于田間地頭或日光大棚。」徐丹說。

見識到更先進的農業技術後,徐丹就有了把這套技術帶回國的想法。帶著這樣的希冀,徐丹放棄了申請瓦赫寧根大學的博士項目,入職當地一家番茄種植企業。兩年後,他帶著自己在荷蘭積累的技術和人脈,回國創業,募集投資近2億元,帶回全套荷蘭進口的設備和技術,這才有了如今密雲這片小有規模的玻璃溫室。

「整套玻璃溫室設施是請荷蘭團隊設計的,並專門根據北京的氣候進行了優化和改良,我們也將荷蘭無土栽培、番茄工廠化育苗、水培生菜等技術帶回國內,花了三四年消化這些技術,並培養了一批年輕技術骨幹。」徐丹介紹道。

「我可能是我們團隊裡為數不多的『80後』,團隊裡基本都是『90後』,可能很快『00後』們就要取代我們幾個『老傢伙』了。」徐丹笑著說。

廣西小伙兒陳宇沖,是徐丹技術團隊的一員,今年剛剛26歲。他本科畢業於上海交通大學植物科學與技術專業,碩士同樣畢業於瓦赫寧根大學,是徐丹的師弟。

回憶起高考後的專業選擇,陳宇沖坦言自己是被調劑才去了農業類專業,但自己學著學著就深愛上了。帶著這份不期而遇的熱情,陳宇沖完成了四年學業,並申請去設施農業領域的頂尖學府瓦赫寧根大學留學,希望學習荷蘭頂尖的溫室技術經驗。

畢業之際,陳宇沖求職時認識了徐丹。那時徐丹的公司剛成立不久,技術團隊急需懂行的專業人才。二人一拍即合,陳宇沖就這樣被徐丹從荷蘭招到北京。

陳宇沖的加入助力了徐丹公司的技術研發進展,多項新專利得以成功申請,不少溫室環境控制的「黑科技」被應用到溫室的日常生產中。

種的是番茄,競的是「黑科技」

2021年8月,一次偶然的機會,兩人得知由拼多多、中國農業大學、浙江大學聯合籌劃的第二屆「多多農研科技大賽」即將舉辦,參賽團隊需要運用前沿營養科學、設施農業、人工智慧等技術,在6個月的時間裡,挑戰遠程在雲南百餘平米的實驗溫室中種番茄。

對於徐丹和陳宇衝來說,這項賽事像是為他們量身定製的。兩人從荷蘭帶回並鑽研多年的溫室技術,有了一個展示的舞台,他倆也希望在比賽中見識其他團隊的技術成果,取長補短。

就這樣,徐丹和陳宇沖組建了「番茄快長」隊參加了比賽,他們採用「人機融合智能」的算法策略,將自己多年積累的種植經驗轉換成算法模型輔佐種植。出色的技術優勢,積累多年的實踐經驗,讓「番茄快長」隊順利進入了決賽。

進入決賽的四支隊伍中,陳宇沖和來自浙江大學的「喜柿」隊隊長朱常安結下了深厚的友誼。陳宇沖在荷蘭研究番茄的溫室種植,朱常安則在浙江大學研究番茄育種的基因編輯技術,兩人的研究方向一個偏實踐操作,一個偏基礎研究,相仿的年齡,互補的研究方向,讓二人時常在比賽之餘暢談番茄。

與陳宇沖漸漸愛上農業不同,山東小伙兒朱常安從小就對農業有深厚感情。

「我是農村長大的孩子,從小就看著家人面朝黃土背朝天種地。2016年高考結束後,我選擇了西北農林科技大學的設施農業專業。非常希望通過自身所學,為國家農業發展出一份力,也想為家鄉農業面貌的改善提供支持。」朱常安道出自己的初衷。本科畢業後,朱常安被浙江大學的碩博連讀項目錄取,目前在農業與生物技術學院就讀,師從中國工程院院士喻景權教授。

決賽階段,「番茄快長」隊、「喜柿」隊與另外的兩支隊伍在算法、環境控制、農事操作等多個方面進行了激烈的比拼。四支隊伍用線上系統遠程控制著遠在雲南的實驗溫室,各隊成績的比拼是用番茄的產量和質量來衡量,這些顯性指標背後,是各隊多學科交叉研究成果科技水平的較量。

當幾支隊伍種在實驗溫室的作物出現相似問題時,幾支隊伍也會一起交流,為番茄「把脈」。

「有一次,我們幾個隊伍的種苗同時出現了葉片發黃的疑似病害現象,但奇怪的是四個隊的AI系統都沒有報警。我們交流過後堅信不是算法出了問題,而是另有隱情。把『發病』植株從雲南郵寄到實驗室檢測也發現,植株並未遭遇病害。後來我們反覆查看比賽的監控畫面時才發現,原來是農事操作過程中,實驗溫室內的捲簾上的露水不小心濺到植株的葉片上,才導致了病斑,著實讓我們虛驚一場。」朱常安和陳宇沖共同回憶著比賽過程中的小插曲。

2022年4月,決賽結果公布,挺進決賽的四支隊伍的櫻桃番茄平均產量均達到傳統種植的兩倍以上,營養價值也均符合高品質的行業標準。這對於徐丹、陳宇沖、朱常安這些農業科研人來講,是共同的勝利。

「科研+實踐」經驗豐富的「番茄快長」隊,在環境控制上更出色,決賽拔得頭籌。朱常安的「喜柿」隊,則在番茄品質的較量中最終獲勝,維生素C和番茄紅素的含量均為四支隊伍中最高的。

「比賽的結果對於我們來講不是最重要的。這次比賽讓我們知道,起碼在設施農業這個領域,有這麼多志同道合的人,大家既有實踐派,又有學院派,在彼此相互交流的過程中,碰撞出了許多好的想法,這些想法讓我們對中國設施農業的未來發展充滿了希望。」徐丹說。

今年8月,第三屆「多多農研科技大賽」開啟報名,這屆比賽聚焦用科技的力量挑戰種生菜。徐丹和陳宇沖看著自己溫室里生菜綠意盎然的景象,哥倆想衛冕的心情溢於言表,商量著今年要繼續參賽。

設施農業之路,未來如何走?

番茄是三大世界性貿易蔬菜之一,在全球蔬菜貿易中占有重要地位。截至2020年,全球番茄種植面積達505.5萬公頃。中國是世界番茄產量最大的國家,2020年中國番茄產量為6515萬噸,接近全球番茄產量的1/3,番茄種植面積達到110.4萬公頃。

即便是全球第一大番茄產地,中國與農業技術發達國家相比,番茄種植效率卻落後不少。2020年全球番茄產量數據顯示,中國番茄每平方米產量為5.9千克,而在荷蘭,每平方米番茄產量可達50.7千克。通過溫室技術對番茄的生長環境進行精確控制,極大地提升了荷蘭的生產效率。

在徐丹和陳宇沖看來,雖然荷蘭的設施農業裝備和技術可以進口,但這項技術在中國的「本地化」還有很長的一段路要走。

陳宇沖告訴記者,荷蘭是典型的溫帶海洋性氣候,冬天不會特別冷;夏天不會特別熱,氣候波動小,北京則是冬冷夏熱,荷蘭的溫室最重要的是解決冬季的光照問題,而北京的溫室就必須在溫度控制上花更大的心思。

「我們現在引進的是這套產業鏈的產品,如果想讓這項技術在中國大規模擴展,就需要構建中國自己的設施農業技術產業鏈。這樣才能控制溫室的建設成本,並培養更多的技術人員。」陳宇沖補充道。

而在朱常安看來,荷蘭設施農業高效率與其遵循的生產銷售制度分不開。荷蘭的番茄產業是訂單農業,訂單中規定農產品收購數量、質量和最低保護價,訂單農業使農產品在生產之前就明確了銷路,在一定程度上避免了價格波動和市場供求關系所帶來的風險。而生產者只需要承擔生產風險,按照訂單保質保量完成生產任務即可。

「相比之下,國內的蔬菜種植農戶,既要管好生產,又要拓展銷路,生產者需要直面市場,蔬菜的價格稍微一波動,種植戶們的收益就會大受影響。很多種植戶不敢將大量的資金用於農業設施和農業技術,擔心會血本無歸。」朱常安說道。

設施農業是現代農業的重要組成部分。「中國的設施農業還處在起步階段,急需其他學科的人才進入到這個領域群策群力,我們經常去一些高校交流,發現許多高校是有符合我們溫室技術標準的研究成果的,但他們卻從沒想過自己的研究成果可以在農業領域落地。」徐丹說。

中國農業大學國際學院院長、教育部長江學者李道亮在第二屆「多多農研科技大賽」決賽後表示,高水平農業科研人才隊伍對於中國未來農業發展極其重要。在他看來,中國未來探索現代農業、設施農業等新的方向,需要年輕學者在算法模型、基因編輯、智慧種植等方面進行大膽的前瞻性創新和嘗試。當這些技術真正落地之時,將對我們國家農業的未來發展起到極大推動作用。(記者張米揚、莫鑫)

來源:新華每日電訊

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2021-11-16T06:44:29.475962+00:00

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