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电厂丨90后热爱搞农业 之前没人敢想

信息来源:chinaagro.com   时间: 2023-02-27  浏览次数:29

上海崇明岛,是中国最大的河口冲积岛、沙岛。作为长江的门户,崇明岛地势平坦,土壤肥沃,在江浙沪地区也是有名的“鱼米之乡”。

农业是崇明的基础产业,崇明素有“上海菜篮子”之称。如何在有限的耕地上保证上海市民菜篮子的稳定,一直是崇明岛上农业人探索的课题。

光明母港为进一步提高上海城市绿叶菜的自给率,基于生物育种创新研发平台,他们完成了共计12个集装箱植物工厂的改造安装和试验运营工作,积极探索未来农业。

如今,有4个集装箱迎来了新的客人。郑建锋是其中之一,他要在未来的90天时间里远程控制集装箱,要做的事情只有一件——带领团队完成三茬“翠恬”生菜的种植。

相比起生菜,他更熟悉草莓。他带领的团队是第一届多多农研科技大赛AI组冠军,他们通过AI种植将草莓产量提高了近一倍。五年前,他的博士课题是“植物工厂草莓的育苗和栽培”。

他学农已经近10年,对农业无比热爱。他的团队CyberFarmer能提供足够的支持,这支团队具有工农交叉学科背景,有博士生4人、硕士生1人,均来自于中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室。包括郑建锋在内,六人都是90后。

郑建锋出生在河南第一产粮大市周口。在他小时候,当地的粮食生产,从播种到收获都需要依靠人工,农事操作基本上都是“面朝黄土背朝天”的状态,不仅劳动强度大,而且生产效率低。很多家庭的种地收入刚刚满足一家人的开销。

在这样的环境下长大,自然从小受到的教育就是“一定要好好学习,争取以后不再务农。”但他的想法是如果能够学习现代农业技术,让种地不再那么难,就能够解决很多问题。在报考大学的时候,他报考了中国农业大学。

读到大四,也正是他面临未来道路选择的时候。郑建锋在一座植物工厂参加实践活动的时候,看到那里种植的水培蔬菜又大又好。“我就和两棵生菜拍了一张合照,之后便下定决心一定要继续读研,从事农业方面的研究。”他说。

他现在是中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室博士后,正在开展设施环控系统开发以及植物工厂方面的研究。郑建锋认为,设施园艺生产的重要目标就是高效,追求产量高、品质优、商品性好、经济价值高、资源和能源利用效率高,实现这一目标离不开对设施环境的精细化和智能化控制。

在首届“多多农研科技大赛”中,郑建锋领衔的AI组的草莓产量均值高于传统农人组均值196%,平均投入产出比也比传统农人团队高出75.5%,农业生产智能化的效益增长远大于投入的增长。

“AI不受地域限制,可以调节各种参数,普适性更高。草莓种植可以傻瓜化了,不需要再依赖于传统经验。”郑建锋说。

本次晋级决赛后,郑建锋团队在自己设计的集装箱中试种了与“翠恬”类似的生菜,平均每100克生菜需要消耗1-2度电。

他面临的实际问题是,人工光型植物工厂可以“不靠天吃饭”,但植物工厂生产存在能耗大、盈利等难等问题。例如,普通生菜,每千克成本大约4-8元,而水平较高的植物工厂每生产1千克生菜需要消耗10度电,产品成本或达20多元。

最终,高昂的价格成为植物工厂的蔬菜产品进入普通大众餐桌的拦路石头。靠天吃饭是困难,不靠天吃饭也有困难。这一次,郑建锋带领团队解决的就是不靠天吃饭的困难。

“AI种植草莓”给了他一些启发。基于经验和试种的反馈,CyberFarmer的思路是对话植物,高效生产,通过优化智能化环控技术和数字化精准种植,提升生产效率,从而实现降低能耗和成本。

对话植物的核心是基于植物的生理反馈信息,综合调控植物工厂的光照、温度、相对湿度、二氧化碳等环境因子以及营养液供给;而高效生产则指,把集装箱看成一个同化箱子,重点监测生菜群落的光合信息和蒸腾信息,并通过机器视觉识别技术动态监测生菜的生长长势情况,最终以精准化种植、可视化管理、智能化决策为目标,建立生菜的数字化生产管理解决方案。

“未来更多的人将生活在城市。大城市如何能实现食品-能源-水供给的平衡和平等?我们相信全智能化植物工厂能有效保证食品更健康、更安全。我们团队希望借助本次比赛平台实践智能植物工厂创新技术,助推基于植物工厂技术的鲜食蔬菜规模化高效生产,为北京、上海等大型都市的菜篮子工程提供解决方案。”郑建锋表示。

“生菜快长”队长徐丹也很认同这一路径。“我们希望运用更少的土地、更少的自然资源和更少的人工,产出更多的蔬菜来保证菜篮子稳定。”他认为,未来农业发展应该更要利用先进技术来克服恶劣的自然条件因素,并通过一系列物联网自动化的设备,实现植物高产的同时保证高品质和跨地域、跨区域、跨时间的周年生产供应。

要达到这一结果,需要做到对集装箱的精准调控,那要牵涉工学、农学等多学科领域。光明母港农业总监王金华则认为,农业是一门复杂学科,横跨植物学、生物学、机械工程、计算机等专业。

CyberFarmer团队的六名成员都是“90后”,他们是农业领域的老人——郑建锋研究农业近10年,也有成员连续三年参加了多多农研科技大赛,也有从小就下地干农活、本硕博都献给农业的科学家。他们同时也是农业领域的“新人”——他们既有研究水肥和营养液,也有攻坚农业机械,还有学习生物信息和农业金融的学生。

年轻人正越来越热衷于农业研究。数据显示,多多农研科技大赛开办至今,有八成参赛者皆为90后,甚至有队伍已经出现了00后成员。

“这次比赛,选手们将向1千克生菜10度电的行业较高水平发起最强挑战,究竟能将能耗降到什么程度,我们拭目以待。”王金华说。

最强挑战的背后,是各学科领域人才汇聚,合力探索垂直农业行业发展关键共性问题的解决之道,推动智慧农业快速发展的努力。

“垂直农业集多学科交叉应用,技术高度密集,是工业和农业的结合、自然与科技的交汇。”?光明多多垂直农业挑战赛暨第三届多多农研科技大赛主办方之一、光明母港执行董事、总经理诸伟琦表示,“希望各团队综合运用人工智能、作物科学、设施园艺、植物生物技术等基础研究,探索解决立体种植技术的痛点与难点。”

“从大田到大棚,我们实现了对环境的部分控制,而封闭环境的垂直农业可以实现独立于外界的持续食物供应。我们这次邀请最聪明的大脑在‘城市农业如何用更少资源种出更多粮食’的命题上写出自己的方案。”拼多多副总裁戴志辉说。

自2020年始,拼多多连续三年牵头举办多多农研科技大赛,集结科学家、顶尖农人,利用更先进的技术、更低能耗、更短周期种出产量更高、品质更好的草莓、番茄和生菜。这些探索是通向现代农业的必经之路,也是拼多多的使命——以农业为核心战略,长期致力于利用新模式、新技术推动农业数字化发展。

和郑建锋一样,“生菜快长”队长徐丹、上海农科院团队队长何立中也是农业狂人。“生生不息”团队队长鲍华更是将自己在微纳米尺度的热量输送和能量转换,以及对热量输送的物理过程的多尺度仿真上的研究成果带到了农业领域。

“你平时不太可能让上海交大、上海农科院、中国农大跟你做同一道题”,徐丹说。而现在,他不仅能够看到别人的答案,还能理清楚对方的解题思路。

“80后”徐丹从幼儿园时期就喜欢植物,高考时选择了农业专业。热爱农业的他,在大学毕业后曾前往世界农业顶级院校之一的荷兰瓦赫宁根大学深造。

在荷兰求学和工作期间,他看到了科技工业化的农业与传统农业的差距。他曾放弃了攻读博士的机会,硕士毕业后就进入了荷兰最大的番茄种植企业之一的?Royal Pride Holland?工作。他希望能够搞清楚,生产一线的荷兰种植者是如何把技术运用于生产。

回国后,他在北京创办了极星农业有限公司,在密云探索利用技术推动农业的工业化。“如果我们北京的基地能够盈利,那么也意味着在全国都能够盈利。”言外之意,他可以把北京的模式拷贝到全国任何一个地方。新技术的应用使得他基地里的作物几乎摆脱了农药使用,单位面积耗水量不足传统农业的?1/10、产量却是传统农业的?10?倍以上。

而现在,他希望通过多多农研科技大赛这个平台,了解走在智慧农业研究前沿的机构。这两年,他组织了一群不懂农业的数据科学家和不懂代码的农学家坐在一起,教电脑种菜,在多多农研科技大赛上与这些机构进行“竞赛、对答案”。

他团队里的林童和戴昶君是拜耳作物科学亚太区数农孵化器的数据科学家。此前,他们从未想过算法能与农业产生关联。在与这些处于智慧农业研究前沿的机构对答案的过程中,徐丹也走在了前沿。在他的团队里,甚至出现了扎根农业的“00后”。

2月13日,《中共中央?国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》(下称“意见”)发布,这是21世纪以来第20个指导“三农”工作的中央一号文件,体现党中央和政府对三农和农业发展的高度重视。

近十年,我国的国内生产总值从2013年的59.3万亿元增加到2022年的121万亿元,增幅超过100%。而农业所在的第一产业增加值从5.3万亿元增加到8.8万亿元,这意味着,农业仍有很大的潜力可以挖掘。

意见指出,全面建设社会主义现代化国家,最艰巨最繁重的任务仍然在农村。世界百年未有之大变局加速演进,我国发展进入战略机遇和风险挑战并存、不确定难预料因素增多的时期,守好“三农”基本盘至关重要、不容有失。

其中,意见全文包括9部分,就有提到要加强农业基础设施建设、强化农业科技和装备支撑。作为一家以农业为核心战略的数字经济平台,拼多多正致力于用技术推动农业供给侧调整,从?"?卖得好?"?朝?"?种得好?"?延伸,借助科技带来农业领域的革命性变化。

未来90天的时间里,在有“鱼米之乡”之称的上海崇明,在第三届多多农研科技大赛决赛的舞台上,4支队伍将给出他们探索现代农业之路的答案。

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