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農場上演“番茄大戰”:面朝黃土,技不壓身

作者:楊國英觀察
農場上演“番茄大戰”:面朝黃土,技不壓身

文/觀察者

“端牢飯碗”,盯緊糧食和蔬菜,自上而下,近兩年突然成了一個熱門話題。

荷蘭光照不足,飯碗端得卻很牢,因為溫室技術領航全球;

以色列水貴如油,缺水必然缺糧,本該是要命的,硬是憑滴灌技術逆天改命,成了嬌豔奪目的“沙漠之花”……

這些不被“祝福”的國家,卻成了農業強國,無他:先天禀賦不足,科技創造來補。

這對我們有何啟發?

01

“技術代差”是條大長腿

中國作為一個傳統的農業大國,曾經世代面朝黃土,發展農業靠的是“人海戰術”。

今天則大可不必,因為我們的農業,正處在技術有代差、二三産業可反哺的紅利期!

政策上,早在2019年,國家就開始了數字農業的具體規劃,圍繞着“網絡化”、“資訊化”、“數字化”三個特點開展農業改革——顯然,中國發展數字農業有一個關鍵優勢,就是我們在工業、服務業領域已經有大量的技術積累和成功經驗,形成了可以為農業所用的“技術代差”。

農場上演“番茄大戰”:面朝黃土,技不壓身

(數字農業的概念,1997年由美國兩院院士正式提出,指在地學空間和資訊技術支撐下的集約化和資訊化的農業技術。今天中國發展數字農業,關鍵優勢就是“技術代差”。)

是以我們看到,2020年7月和2021年8月,拼多多已經先後兩次舉辦“多多農研科技大賽”。這家全國最大的農産品上行平台再進一步,成為助力農業科技下沉的先鋒,并不是偶然。

4月25日,經過8個多月的比拼,第二屆“多多農研科技大賽”決賽峰會線上上舉行,奪冠的“番茄快長”隊種植的番茄,産量和品質都遠超傳統的種植方式。

第二屆多多農研科技大賽,比拼的是智能溫室種番茄,标準比上一屆有所提高——既拼投入和産量,也拼風味和營養。用拼多多的話說,是“既要吃飽,又要吃好”。

展現在“番茄大戰”的過程和結果上,技術競賽的效應顯而易見。

農場上演“番茄大戰”:面朝黃土,技不壓身

(第二屆多多農研科技大賽決賽,智慧溫室種番茄,“番茄快長”團隊最終奪冠)

在這屆科技競賽中,冠軍團隊“番茄快長”研發了“病害管理系統”,該系統可以可以預測四種番茄真菌性病害。從最終結果看,整個智能溫室的設計,讓番茄産量接近了同期荷蘭溫室技術的颠峰産量水準。其他團隊的技術,也在番茄的風味、營養上,超越了傳統種植的水準……

事實上,過去的兩屆多多農研大賽,都在探索将AI技術內建應用于溫室種植,其部分科研成果甚至走出賽場,得到了農民的認可。

中國的農民,勤勞且經驗豐富。先進的技術能得到農民的認可,說明真正成了一條大長腿。

02

瞧不起“溫室裡的花朵”?這是對技術的贊美!

AI算法決勝和農技體系改良共舞,數字農業和“碳中和”齊飛……第二屆多多農研大賽令業内專家學者印象深刻。

沒錯,有了技術的加持,溫室種番茄這件小事,也可以做得很牛。

先科普一下,在全球範圍内,溫室種植技術是一種“廣普”技術——用于種植各種果蔬、花卉,可以超越季節的限制和天氣的影響,明顯提高産量。“溫室裡的花朵”在農人看來,其實是一種贊美。

整體看,溫室種植沿着标準化、自動化、規模化的方向在發展,而在智能化方面又迎來了新的機會——軟硬體一體的大資料、雲計算、人工智能技術,在這一領域的應用前景非常好。

溫室栽培注重各種生長條件的可控性,可以說是數字農業最佳的應用場景。

農場上演“番茄大戰”:面朝黃土,技不壓身

(雲南昆明的多多農研智慧溫室基地)

第二屆多多農研大賽,幾個團隊比拼溫室種番茄,更好的“算法”成了冠軍團隊決勝的關鍵:

“在六個月的種植過程中,番茄快長團隊每周的産量一直都處于領先的地位。随着 AI 算法所收集的資料越來越多,通過校準不斷的更新疊代,番茄産量的提升在種植後期十分明顯。”(第二屆多多農研大賽官方資料)

硬體決定基礎和成本,算法才決定差距。就像自動駕駛,智能硬體用于采集資料,但決定如何使用這些資料、做出決策的軟體或算法才是關鍵,這也是數字農業的根本。

一套成熟的算法可以多、快、好、省地推廣應用,這也是數字農業最有前景的地方。

事實也是如此,第二屆多多農研大賽産生的科研成果,多數都與算法有關。中國農業大學的智茄隊開發了一整套“智慧番茄數字管控雲平台”,其中包含了一個曆史資料分析系統,該團隊還開發了“番茄生長狀态識别模型建構”,用算法就可以判斷果實的大小和成熟度——不僅很快,而且可能比技能水準參差不齊的人工還要靠譜。

農場上演“番茄大戰”:面朝黃土,技不壓身

(智茄隊的“智慧番茄數字管控雲平台”,覆寫灌溉、施肥、環境控制、資料分析等功能)

從多多農研大賽看,智能溫室注重資料分析、精準控制,這種技術特征,不僅是數字農業的精髓,其實對“碳中和”也大有幫助。

農研大賽中的智能溫室,由于其精準智能,可以在各個方面減少資源的浪費式消耗,特别是在農藥、化肥方面,對低碳、環保有重大意義——番茄快長團隊開發的“病害管理系統”,通過對氣候、作物生長狀況的技術監測,可以預測 10 天内常見的真菌性病害感染的風險,這就可以幫助種植者做到提前幹預、精準用藥。

用藥更少了,自然更環保、更低碳。

如今,即便是在一些農業強國,農業依然是一個高消耗、高污染的行業。以美國為例,美國每年生産的3億噸糧食,須消耗石油6000~7000萬噸、鋼鐵約800萬噸、化肥(折純)約4000萬噸,廣義農藥(原藥)100萬噸以上。

是以說,農業減碳的潛力非常大。

也是以,在溫室栽培方面,多多農研大賽并沒有拘泥于數字技術,而是涉及到了整個農技體系的改良,這對“碳中和”也起到了意料之外的作用——浙江大學的喜柿團隊開發的一套“新型輕簡溫室二氧化碳加富技術”,就做到了這一點。(溫室的密封性較好,而二氧化碳又是植物光合作用中最重要的氣體,是以,通過加富技術保證二氧化碳的濃度,對溫室作物的生長非常重要。)

由于沸石對一些營養物質或二氧化碳的吸附性、捕捉能力很強,将沸石作為營養基質,是溫室栽培的趨勢。基于此,喜柿團隊實驗室篩選出多種适宜在農業栽培環境施用的沸石分子篩,研發出了一套“高效捕捉、 輕便轉移、可控施用”的技術體系——該團隊通過改變孔徑結構及原料配比,改良了沸石對二氧化碳 的選擇性吸脫附性能,并調整了合成方法及加工工藝,生産制備可以做到0污染、低成本、高産量;同時,基于沸石分子篩,該團隊還開發了輕簡化二氧化碳加富裝置,适用于玻璃溫室、塑膠大棚,材料本身可以再生後重複使用。

開發這套技術的喜柿團隊,雖然沒有奪冠,但這項技術改良成果,被認為是溫室栽培面向“碳中和、碳達峰”時代極具潛力的新方向。

多多農研大賽非常務實,從第一屆種草莓,到第二屆種番茄,都是“小處着眼”,但技術卻不設邊界——溫室種草莓、種番茄這件小事,已經讓我們看到了數字農業廣闊的技術寬度。

告别“人海戰術”之後的中國農業,技術是唯一的方向,特别是數字農業。就像從簡單的輔助駕駛,到真正的自動駕駛,中間的道路很長,但潛力也很大——農業是長期而艱辛的事業,但放在科技視角下,數字農業的賽道足夠寬闊,從吃飽到真正吃好,這可能是最關鍵的一步。

面朝黃土,曾經是看天吃飯,未來是技不壓身!