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好不好,人说了不算,草莓说了算

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拟生态团队采用浅液流栽培方案,仅用约40天就收获头茬草莓。 李建 摄


中国农业大学组建的赛博农人团队,蝉联“多多农研科技大赛”一等奖。张杭 摄


唯一采用浅液流栽培的拟生态团队,斩获“多多农研科技大赛”二等奖和“创意创新奖”。 张杭 摄


上海交通大学领衔的莓立方团队,摘得“多多农研科技大赛”三等奖。张杭 摄

智慧农业,承载着降低种植门槛、释放农业新质生产力的期待。随着智能技术不断抹平草莓种植的经验壁垒,没有农学功底的普通人,也有望在植物工厂里培育出高品质果实。

近期,第五届“多多农研科技大赛”迎来收官。大赛聚焦植物工厂环境下国产草莓品种立体种植系统部署,开展了为期6个月的最终种植挑战,角逐可复制、可推广的国产化植物工厂方案。参赛者里,既有智能装备人才、育种与栽培专家,也有此前毫无草莓种植经历的“小白”。经过多轮角逐,最终,北京赛博农人团队拿下一等奖,浙江拟生态团队、上海莓立方团队分获二、三等奖。

比奖项更值得琢磨的,是三支队伍截然不同的路径——赛博农人和莓立方团队聚焦于环境控制,前者引入“与植物对话”的理念,后者在多个关键环节尝试自动化,而拟生态团队则将重心放置在栽培方式上,采用不同于基质培的浅液流栽培模式。

赛场之上,技术路线各有不同,而在赛场之外,一道共同的思考题浮出水面:在智能农业场景里,人与环境如何协同,传统农艺经验和数字技术该怎样相融,传统农人与科技农人又该如何共处?最终,赛场实践给出了一个朴素的共识,植物工厂中,作物长势的最终决定权,始终在植物本身,即植物当裁判,人做判断,技术做执行。

  一座“小白也能种出草莓”的自动化工厂?

在智能化的加持下,行业小白、不懂植物的人也能在植物工厂中亲手种出高品质的果实,这是本次比赛中多支队伍想要实现的最终愿景。莓立方团队向南都记者描绘,希望植物工厂未来可以像3D打印机一样普及,“让有种植精力和意愿的人,都能成为植物艺术家”。

赛博农人团队在草莓种植方面便属于“新手小白”。“我以前真的没有亲手种过草莓,但作物的底层逻辑都是一致的,要将硬件和农艺相结合。”赛博农人团队队长陈民慧透露。据介绍,他们此次参赛主要在植物工厂中打造了一个大脑智能环控系统,并应用了与植物对话的智能环控技术SPA。在这套体系里,AI主要承担辅助决策角色,依托预设评估模型每日输出生长报表,再由团队结合专业研判微调环境参数。

中国农业科学院都市农业研究所首席科学家杨其长通俗解释称,通过SPA系统可以自动测算补光、供肥、通风的最优节点,同时核算用电、二氧化碳、水肥等各项成本,在资源消耗最低的前提下稳住产量与品质。最终,赛博农人植物工厂种植的“白草莓”品种粉玉2号,内部总产量达到284.45千克,采收单果最大克重达到73.7克。

莓立方团队同样在智能环境控制方面深有感触。其表示,“我们优先把照明、空调、灌溉等环节实现自动化。做成专家系统后,操作人员不用再自行判断温湿度、灌溉频次,只需要专注病害处理、上报长势,种植门槛就能大幅降低。”各类控制系统分属不同学科,如果没有这套平台,操作的复杂度会显著抬升。但团队也坦言,并非所有环节都能简单交给自动化。作物长势监测、把控存在随机性和未知性,这部分仍需要资深从业者培训或者远程指导。

拟生态团队则选择从栽培方式上寻找突破口,其采用了基于浅液流NFT的拟生态栽培方式,模仿自然生态环境,在水种植系统中建立稳定的生态循环。“我们希望更直接地管理根系接受到的营养、氧气和水分条件,NFT的缓冲较小,流量异常、根区温度变化都可能更快地影响植物。”其还构建了智慧农业云平台与种植模型,监测植物生长状态,并持续积累数据。

不过,这种模式也暗藏风险。拟生态团队赛后复盘提到,高密度NFT体系下,草莓病害的传播更快、影响更大。“我们的草莓在6月大量产出,但从7月开始,100株测试株有一部分产生了问题,后续产量也受到了影响。”

杨其长向南都记者总结,当前,AI等智能技术在植物工厂的应用仍处于起步阶段,核心价值集中在两点:一是助力作物高效生长、保障果品品质;二是优化能耗、水肥等资源投入,算出最优运行方案。他判断,未来几年,植物工厂的智能化进程还会持续提速。而在中国农业大学水利与土木工程学院教授贺冬仙看来,植物工厂的独特魅力,正在于技术的标准化能力,“把难以标准化的种植过程固化下来,实现稳定持续高产,让品种、栽培不再完全绑定人的经验”。

  技术非万能解 旧经验与新技术共同攻坚

技术是重要工具,但赛场结果证明,智能化不是“万能钥匙”,种植成败,终究是植物、技术与人共同作用的结果。贺冬仙表示,“植物比人还智能,最终结果好不好,植物说了算。就算技术体系再完善,一旦暴发病害,前期努力很容易受冲击。”赛博农人团队能够夺冠,一大关键就是全程没有病害侵扰,植株生长稳定性突出。

其余两支队伍都不同程度遭遇病害难题。拟生态团队的植株染病,根源在于“根系管理失当,气温和根系温度不同时没有硬件支撑、调节。”贺冬仙介绍称。莓立方团队也同样曾出现病害,后续依靠捕食螨开展生物防治,控制住病害。

那赛博农人团队是怎样做到不发生病害的?“我们从种苗源头做好预防,选用脱毒的粉玉2号种苗,定植初期提前做防护处理,另外,在种植期间压低环境湿度,避开常见病害高发条件,同时,也严格规范了工人进出消杀流程。”赛博农人团队介绍称。

在赛博农人团队看来,无论是大田种植还是植物工厂,植物永远是核心。技术逻辑应当是根据植株的生长反馈来调整环境,而不是强迫植物去适应预设的环控参数。莓立方团队也在复盘时感慨,智慧农业里,“农业”才是根基。“我们这次的问题是环控策略偏激进,一线工人对方案理解不足、农事操作衔接出了偏差,导致后期长势下滑。拿三等奖我们并不甘心,如果还有机会,我们一定会继续参赛。”

当前,对比大田、玻璃温室,植物工厂已经实现了更高程度的环境可控。几支队伍也畅想过理想的形态,比如全程无病害、全域稳定恒温20℃等。这些“条件”目前还难以落地,但植物工厂的潜力清晰可见,“比如在便利性、零农残、安全性,还有运输成本减免,自由定义品质和口感等方面,都有大田和普通大棚无法企及的优势。”莓立方团队介绍称。

草莓之外,植物工厂的边界还在拓宽,据杨其长介绍,虽然现阶段草莓的投入产出表现最优,但他们团队已经在这套体系里试种过蓝莓、西瓜、甜瓜等品类。“近期中央文件提出大力发展农业工厂等农业新形态,未来五年,国内设施园艺有望迎来快速发展期。”他进一步表示。

此次对植物工厂草莓种植的探索,也是农业新质生产力的一次生动实践。此前拼多多推出“千亿扶持”计划加码高质量生态建设,农业科技创新是重点投入方向。多多农研科技大赛,就是一个打通科研与农业的试验场,吸引青年科研人才跨界投身农业,用新技术打破行业壁垒,为农业现代化储备技术与人才。

如今,作为以农业为底色的电商平台,拼多多除了持续帮助农户把农产品“卖得好”,还希望依靠科技帮农户“种得好”。从销售端到生产端,把科技创新落到田间地头,为智慧农业持续注入动能,助力乡村振兴跑出“加速度”。  

采写:南都记者 朱可轩

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